ทำไม ? “อินเทอร์เน็ตผ่านดาวเทียม” ยังช้ากว่า “อินเทอร์เน็ตภาคพื้น”

ทุกวันนี้การแข่งขันด้านอินเทอร์เน็ตความเร็วสูงผ่านดาวเทียมกำลังเป็นที่น่าจับตามอง ตั้งแต่กรณีของโครงการสตาร์ลิงก์ (Starlink) ของบริษัท SpaceX ที่ตอนนี้ได้สร้างประวัติศาสตร์นำกลุ่มดาวเทียมหลายพันดวงขึ้นสู่วงโคจรสำเร็จ ไปจนถึงโครงการไคเปอร์ (Kuiper) ซึ่งเป็นกลุ่มดาวเทียมให้บริการอินเทอร์เน็ตความเร็วสูงของบริษัท Amazon นอกจากนี้ยังมีอีกหลากหลายผู้ให้บริการ ที่เข้ามาเป็นผู้เล่นในธุรกิจนี้ ผลักดันทั้งเทคโนโลยีและความคุ้มค่าในเชิงเศรษฐศาสตร์ ไปพร้อม ๆ กัน

อย่างไรก็ตาม อาจเป็นที่สงสัยว่าเหตุใดอินเทอร์เน็ตผ่านดาวเทียมจึงยังไม่เร็วเทียบเท่ากับอินเทอร์เน็ตภาคพื้นโลก โดยในเว็บไซต์ทางการของสตาร์ลิงก์ได้ระบุว่า สตาร์ลิงก์นั้นมีอัตราการรับส่งข้อมูลอยู่ที่ประมาณ 15 - 220 เมกะบิตต่อวินาที ซึ่งแตกต่างจากอินเทอร์เน็ตบ้านทั่วไปที่วิ่งผ่านสายใยแก้วนำแสงหลายสิบเท่า

สาเหตุที่เป็นเช่นนี้ก็เพราะว่าอินเทอร์เน็ตผ่านดาวเทียมนั้นมีข้อจำกัดด้านระยะทางในการส่งสัญญาณ และการออกแบบวงโคจร

แม้ทั้งสองวิธีจะเป็นการใช้ประโยชน์จากการซุกซ่อนสัญญาณไปกับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เช่นคลื่นแสงที่มองเห็นได้ (Visitble Light) ในกรณีของสายใยแก้ว และคลื่นไมโครเวฟแบบเคยูแบนด์ (KU Band) สำหรับการสื่อสารผ่านดาวเทียม ความเร็วในอุดมคติของทั้งสองอาจไม่ต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ แต่สิ่งที่ทำให้แตกต่างก็คือ ระยะทางในการสื่อสารอันประกอบไปด้วย ผู้รับ ตัวกลาง และผู้ส่ง

บนโลก มีการโยงสายใยแก้วไว้ใต้ทะเลระหว่างประเทศหรือทวีปต่าง ๆ หากเราต้องการโหลดข้อมูลจากเครื่องแม่ข่ายที่อยู่ที่สหรัฐอเมริกา ข้อมูลจะถูกส่งผ่านสายใยแก้วใต้ทะเลขึ้นมาจนถึงประเทศไทย ทำให้ความเร็วอินเทอร์เน็ตในอุดมคติ ควรจะเป็นเส้นตรงระหว่างประเทศไทยกับสหรัฐฯ หารด้วยความเร็วของแสงในสุญญากาศ อย่างไรก็ตาม วิธีการคิดเช่นนี้อาจจะยังไม่ได้คำนึงถึงการที่เส้นใยแก้วไม่ได้ถูกวางเป็นเส้นตรงเสมอ หรือการที่แสงไม่ได้เดินทางด้วยความเร็วในสายใยแก้วเท่ากับความเร็วในสุญญากาศ หรือแม้กระทั่งปริมาณของข้อมูลที่อาจกระทบต่อความเร็วในการใช้งานจริง

การสื่อสารผ่านดาวเทียมอาศัยหลักการใกล้เคียงกัน ปกติแล้วดาวเทียมสื่อสารแบ่งได้เป็นสองลักษณะ คือ
     - บนวงโคจรที่เป็นวงโคจรค้างฟ้า (ประมาณ 35,000 กิโลเมตร)
     - บนวงโคจรต่ำ ที่โคจรด้วยความเร็วสูง แต่ใช้การสื่อสารระหว่างกัน เพื่อนำส่งข้อมูลจากผู้ส่งไปยังผู้รับ (สตาร์ลิงก์อยู่ที่ประมาณ 550 กิโลเมตร)

หากคิดแบบนี้แล้ว ต่อให้ผู้รับและผู้ส่งจะอยู่ใกล้กันแค่ไหน แต่คลื่นก็ต้องเดินทางด้วยระยะทางอย่างต่ำไปกลับ 550 คูณสองเท่ากับ 1,100 กิโลเมตร หรือ 35,000 คูณสองเท่ากับ 70,000 กิโลเมตร ซึ่งไกลกว่าการส่งข้อมูลไปกลับระหว่างสองจุดที่อยู่ห่างกันที่สุดในโลกเสียอีก (เส้นรอบวงของโลกอยู่ที่ 40,000 กิโลเมตร)

ดังนั้นทั้งในทางปฏิบัติและในทางทฤษฎีแล้ว ด้วยเทคโนโลยีปัจจุบัน อินเทอร์เน็ตความเร็วสูงผ่านดาวเทียมอาจยังไม่สามารถเอาชนะความเร็วของสายภาคพื้นได้ ซึ่งก็ต้องรอให้เทคโนโลยีมีการพัฒนาต่อไป โดยวิธีการเช่น เพิ่มจำนวนของดาวเทียมวงโคจรต่ำในลักษณะคล้ายกับสตาร์ลิงก์ และออกแบบดาวเทียมให้รองรับปริมาณข้อมูลที่มากขึ้นได้

สิ่งที่น่าสนใจคือหากมนุษย์ต้องเดินทางไปตั้งถิ่นฐานบนดาวดวงอื่น เราจะเลือกวิธีการใดในการออกแบบระบบอินเทอร์เน็ต การเดินสายใยแก้วนำแสง หรือการสื่อสารผ่านดาวเทียมบนฟ้า

ที่มาภาพ: Starlink

“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech