Satelity pasma L/Ku/Ka – co to wszystko znaczy?

Pierwotnie opublikowany trzy lata temu artykuł o różnicach między systemami łączności na pokładach samolotów w pasmach L, Ku i Ka jest jednym z naszych najpopularniejszych. Został on teraz zaktualizowany o najnowsze informacje na temat dostępnych opcji.

Pojęcia L-band, Ku i Ka satelity są bandied wokół dość swobodnie. Ale czy naprawdę wiesz, co one oznaczają i jakie są między nimi różnice?

„Pasmo” w użyciu odnosi się do częstotliwości radiowych używanych do i od satelity:

• L-band wykorzystuje częstotliwości w zakresie 1 do 2GHz
• Ku-band wykorzystuje około 12-18GHz, i
• Ka-band usługi wykorzystuje 26.5-40GHz segment widma elektromagnetycznego.

I na wypadek, gdybyś się zastanawiał, „Ku” oznacza „Kurz unten” – po niemiecku pasmo tuż pod „krótkim” lub K-bandem. Nic dziwnego, że „Ka” oznacza „Kurz above”. To dlatego, że Ku jest dolna część oryginalnego pasma K NATO, który został podzielony na trzy pasma (Ku, K, i Ka) z powodu obecności atmosferycznego piku rezonansu pary wodnej na 22.24 GHz, (1.35 cm), który uczynił centrum nieużyteczne dla transmisji dalekiego zasięgu.

Więc co płaczesz? Ogólnie rzecz biorąc, im wyższa częstotliwość, tym więcej pasma można wycisnąć z systemu. Różnica jest taka, jak w przypadku radia FM porównywanego z falami średnimi. Wyższa częstotliwość VHF radio (100MHz) pasmo daje większą szerokość pasma niż średnia fala / AM (1MHz) i jakość dźwięku jest better.

Scale to do satelity częstotliwości mikrofal i Ka-band powinien dać więcej cyfrowego pasma niż Ku, który z kolei powinien dać większą szerokość pasma niż L-band.

Ale to tylko połowa historii.

Fizyk i matematyk Claude Shannon opracował to, co stało się znane jako „Twierdzenie Shannona” w 1948 roku. To nadal jest prawdziwe dzisiaj i jest studentem niezbędne do zrozumienia przepustowości satelitów. Będziemy ignorować matematyki, ale zasadniczo to mówi:

• Wyższa szerokość pasma, tym więcej danych mogą być przesyłane
• Wyższa częstotliwość tym więcej pasma jest dostępna
• Wysoki stosunek sygnału do szumu jest lepszy
• Wzrost poziomu mocy nadawania może dać wzrost przepustowości łącza komunikacyjnego.

Więc nie chodzi tylko o częstotliwość – trzeba wziąć pod uwagę dostępną gęstość mocy, a satelitarne wiązki punktowe generalnie zapewniają wyższy poziom, czy to na paśmie Ku- czy Ka-band.

A nagłówek pasma zazwyczaj odnosi się do pasma transpondera z satelitów. Teraz musimy podzielić to między wielu użytkowników.

Musisz również rozważyć całą masę innych czynników, takich jak jak duża jest twoja antena? Jaka jest wysokość satelity nad horyzontem? Ile odbiorniki są dzielenie wiązki spot satelity w tym czasie, a nawet, co jest pogoda jak?

Tak, pogoda. Zarówno Ku i Ka może cierpieć z powodu zaniku deszczu (Ka bardziej niż Ku) – to nie jest zwykle problem na 35.000 stóp, ale wysoki poziom wilgotności w obszarach tropikalnych może również wpływać na sygnały.

Branie L-band pierwszy. Inmarsat oferuje swoją opartą na IP usługę SwiftBroadband (SBB) o przepustowości 432 kb/s, ale popularna jest również lekka usługa SB200 o przepustowości 200 kb/s, z wyposażeniem, które można łatwo zamontować w bizjecie.

Maksymalnie cztery kanały na samolot mogą być również „połączone” i wykorzystywane do przesyłania strumieniowego usług IP w danym momencie.

Najnowszy High Data Rate (HDR) waveform, może również zapewnić zwiększoną przepustowość danych na konwencjonalnych samolotów – do 700kbps przy użyciu pełnego nośnika 200kHz – ale, ponownie, tylko w trybie streaming.

Aby umieścić spanner w pracach, satelita, który wspiera nowy air-to-ground European Aviation Network jest S-band – około 2,4GHz. Jego prędkości są obecnie nieznane, ale oczekuje się, że będzie w zakresie 1-3Mbps.

Ale jeśli usługa SwiftBroadBand w paśmie L firmy Inmarsat nie jest dla Ciebie wystarczająco szybka, co powiesz na usługę Global Xpress (GX Aviation) firmy Inmarsat w paśmie Ka?

Wyższe częstotliwości oznaczają, że możliwa jest przepustowość danych w regionie 30-50 megabitów na sekundę (Mb/s), w porównaniu z 432 kb/s w obecnym paśmie L SwiftBroadband – do 100-krotnego wzrostu prędkości.

ViaSat oferuje również swój Ka-band w locie Exede systemu, który może dostarczyć do 12 Mbps do każdego pasażera.

Są alternatywy, w tym Ku-band usług z Panasonic, Gogo, Global Eagle i ViaSat Yonder.

Ku-band zazwyczaj oferuje prędkości połączenia około 1-12 Mbps, choć może być wyższa.

Dostępne jest również spot-beam Ku, przy użyciu nowych High Throughput Satellites (HTS). Na przykład, EpicNG firmy Intelsat obiecuje do 80 Mb/s na samolot i 200 Mb/s na wiązkę spot. Każda wiązka punktowa ma większą gęstość mocy, stąd wyższe dostępne przepustowości.

Zarówno Ka, jak i Ku korzystają również z nowych konstrukcji modemów, które obiecują jeszcze bardziej zwiększyć przepustowość danych.

W rzeczywistości zarówno dostawcy usług Ku, jak i Ka mówią o prędkościach do 100 Mb/s w samolocie. Rzeczywistość jest taka, że linie lotnicze chcą przede wszystkim dobrej, spójnej, niezawodnej łączności. Argument Ku lub Ka staje się drugorzędny.

„Get Connected” przetestował zarówno produkt 2Ku firmy Gogo, jak i Ka-band firmy GX Aviation i oba dostarczyły około 10Mbps w testach.

Więc masz to. Każde pasmo – L, Ku i Ka – działa na innym zestawie częstotliwości. Ogólnie rzecz biorąc, im wyższa częstotliwość, tym wyższa przepustowość.

Jednakże trzy kluczowe parametry mogą być manipulowane w celu optymalizacji pojemności łącza komunikacyjnego – szerokość pasma, moc sygnału i szum kanału.

Dostawcy kanałów komunikacyjnych rozwijają swoje technologie w celu osiągnięcia optymalnej pojemności łącza w oparciu o ich potrzeby rynkowe.

Zwiększenie poziomu mocy nadawania skutkuje zwiększeniem przepustowości łącza komunikacyjnego, podobnie zmniejszenie mocy spowoduje odwrotny efekt, zmniejszając przepustowość.

Innym sposobem poprawy przepustowości łącza byłoby zwiększenie rozmiaru anteny odbiorczej w celu uzyskania wyższego poziomu energii odbieranej przez samolot.

Ale w tym miejscu ujawniają się ograniczenia operacyjne, ponieważ doprowadziłoby to do niewykonalnej instalacji w komercyjnym lub biznesowym samolocie.

.