L/Ku/Kaバンド衛星 – その意味するところは?

Gogo’s “2Ku” dual Ku-band antenna.

3 年前に掲載されたこの特集は、Lバンド、Kuバンド、Kaバンドの機内接続システム間の差異について、最も人気のあるものの1つでした。 Lバンド、KuおよびKa衛星という用語は、非常に自由に飛び交っています。

使用されている「バンド」は、衛星との間で使用される無線周波数を指します:

  • Lバンドは1〜2GHz帯の周波数を使用
  • Kuバンドは約12〜18GHz、
  • Kaバンドサービスは26を使用します。

また、「Ku」は「Kurz unten」の略で、ドイツ語で「短い」または「Kバンド」のすぐ下の帯域を意味します。 当然ながら、”Ka “は “Kurz above “の略です。 このバンドは、22.24 GHz(1.35 cm)に大気中の水蒸気との共振ピークがあるため、長距離伝送に使用できなくなり、3つのバンド(Ku、K、Ka)に分割されたからです。 一般に、周波数が高いほど帯域を絞り込むことができます。 その差はちょうどFMラジオ放送が中波と比較されるようなものです。 より高い周波数のVHFラジオ(100MHz)バンドは、中波/AM(1MHz)よりも大きな帯域幅を与え、音質も良くなります。

これを衛星のマイクロ波周波数にスケールアップすると、Kuバンドよりもデジタル帯域幅を与え、さらにLバンドよりも大きな帯域幅を与えることができるようになるはずです。

しかし、これは話の半分にすぎません。

物理学者で数学者の Claude Shannon は、1948 年に「シャノン定理」として知られるようになったものを開発しました。 これは今日でも真実であり、衛星のスループットを理解するために不可欠な学生です。

  • 帯域幅が高ければ高いほど、より多くのデータを転送することができます
  • 周波数が高ければ高いほど、より多くの帯域幅を利用できます
  • 高い信号対雑音比はより良いです
  • 送信パワーレベルの増加は、通信リンクスループットに増加を与えることができます。

ですから、周波数についてだけではありません。利用可能な電力密度を考慮する必要があり、衛星のスポットビームは、Ku帯であれKa帯であれ、一般により高いレベルを提供します。 1260>

また、アンテナの大きさなど、他の多くの要因も考慮する必要があります。 水平線からの衛星の高さは? この時、衛星のスポットビームを共有している受信機はいくつあるか、さらに、天気はどうなのか。 これは通常35,000フィートでは問題にはなりませんが、熱帯地域の高い湿度も信号に影響を与えます。

CobhamのLバンド用SB200アンテナとJen Marts

最初にLバンドを取ることです。 インマルサットはIPベースの432kbpsスイフトブロードバンド(SBB)を提供していますが、ビズジェットに簡単に取り付けられる装置を使った軽量な200kbps SB200サービスも人気があります。

航空機ごとに最大4チャンネルまで「ボンディング」してIPサービスのストリーミングに常時使用することも可能です。

より新しい高データレート (HDR) 波形は、従来の航空機でもデータスループットを向上させることができます (200kHz ベアラを使用して最大 700kbps)が、やはり、ストリーミングモードでのみ使用できます。

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しかし、インマルサットのLバンドSwiftBroadBandサービスが十分に速くない場合、インマルサットのGlobal Xpress (GX Aviation) Kaバンドサービスはどうでしょうか。

高い周波数は、現在のLバンド SwiftBroadbandの432kbpsに対して30-50メガビット/秒(Mbps)のデータスループットが可能という意味で、最大で100倍のスピードアップとなります。

ViaSatはKaバンドの機内Exedeシステムも提供しており、各乗客に最大12 Mbpsを提供できる。

代替としては、Panasonic、Gogo、Global Eagle、ViaSat YonderのKuバンドサービスなどがある。

また、新しい高スループット衛星 (HTS) を使用したスポットビーム方式の Ku バンドも利用できます。 たとえば、Intelsat の EpicNG は、1 機あたり最大 80 Mbps、スポットビームあたり 200 Mbps を約束しています。 1260>

Honeywell’s fuselage-mounted Ka-band MCS-8200 antenna for Inmarsat’s GX Aviation service.

Ka および Ku は、データ スループットをさらに高めることが期待できる新しいモデム設計による恩恵も受けています。 現実には、航空会社は何よりもまず、優れた、一貫した、信頼できる接続性を求めています。 1260>

“Get Connected” は、Gogo の 2Ku 製品と GX Aviation の Ka バンドをテストしましたが、どちらもテストでは約 10Mbps を提供しました。 L、Ku、Kaの各バンドは、それぞれ異なる周波数のセットで動作します。 一般に、周波数が高いほどスループットが高くなります。

しかし、通信リンクの容量を最適化するために、帯域幅、信号電力、チャネル ノイズという 3 つの主要パラメータを操作することが可能です。

送信電力レベルの増加は、通信リンクのスループットの増加をもたらし、同様に、電力の減少は、スループットを減少させるという逆の効果をもたらします。

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