Sateliții în bandă L/Ku/Ka – ce înseamnă toate acestea?

Publicat inițial în urmă cu trei ani, acest articol despre diferențele dintre sistemele de conectivitate la bord în bandă L, Ku și Ka a fost unul dintre cele mai populare articole ale noastre. Acum a fost actualizat cu cele mai recente informații despre opțiunile disponibile.

Termenii de sateliți în bandă L, Ku și Ka sunt folosiți destul de liber. Dar știți cu adevărat ce înseamnă aceștia și care sunt diferențele dintre ei?

„Banda” utilizată se referă la frecvențele radio utilizate către și de la satelit:

• Banda L utilizează frecvențe în intervalul 1 – 2GHz
• Banda Ku utilizează aproximativ 12-18GHz, iar
• Serviciile din banda Ka utilizează 26.5-40GHz din segmentul spectrului electromagnetic.

Și, în caz că vă întrebați, „Ku” înseamnă „Kurz unten” – în germană, banda aflată imediat sub cea „scurtă” sau banda K. Nu este surprinzător că „Ka” înseamnă „Kurz above”. Acest lucru se datorează faptului că Ku este partea inferioară a benzii K originale a NATO, care a fost împărțită în trei benzi (Ku, K și Ka) din cauza prezenței vârfului de rezonanță a vaporilor de apă din atmosferă la 22,24 GHz, (1,35 cm), care făcea centrul inutilizabil pentru transmisii pe distanțe lungi.

Atunci ce strigați? În general, cu cât frecvența este mai mare, cu atât mai multă lățime de bandă se poate stoarce din sistem. Diferența este exact ca și cum o transmisie radio FM ar fi comparată cu cea pe unde medii. Banda radio VHF de frecvență mai mare (100MHz) vă oferă o lățime de bandă mai mare decât undele medii/AM (1MHz), iar calitatea sunetului este mai bună.

Scoateți acest lucru la scară la frecvențele de microunde ale sateliților și banda Ka ar trebui să vă ofere o lățime de bandă digitală mai mare decât Ku, care, la rândul său, ar trebui să ofere o lățime de bandă mai mare decât banda L.

Dar aceasta este doar jumătate din poveste.

Fizicianul și matematicianul Claude Shannon a dezvoltat ceea ce a devenit cunoscut sub numele de „Teorema lui Shannon” în 1948. Aceasta este valabilă și astăzi și este un elev esențial pentru înțelegerea debitelor prin satelit. Vom ignora matematica, dar, în esență, aceasta spune:

• Cu cât este mai mare lățimea de bandă, cu atât mai multe date pot fi transferate
• Cu cât este mai mare frecvența, cu atât mai multă lățime de bandă este disponibilă
• Un raport semnal-zgomot ridicat este mai bun
• O creștere a nivelului de putere de transmisie poate da o creștere a debitului legăturii de comunicații.

Deci nu este vorba doar de frecvență – trebuie să țineți cont de densitatea de putere disponibilă, iar fasciculele punctuale ale sateliților oferă, în general, un nivel mai ridicat, fie că este vorba de banda Ku- sau Ka.

Și cifra privind lățimea de bandă din titlu se referă, de obicei, la lățimea de bandă a transponderului de la sateliți. Acum trebuie să o împărțim între numeroșii utilizatori.

De asemenea, trebuie să luați în considerare o serie întreagă de alți factori, cum ar fi cât de mare este antena dumneavoastră? Care este înălțimea satelitului deasupra orizontului? Câte receptoare împart fasciculul spot al satelitului în acest moment și chiar, cum este vremea?

Da, vremea. Atât Ku, cât și Ka pot suferi de estomparea din cauza ploii (Ka mai mult decât Ku) – aceasta nu este de obicei o problemă la 35.000 de picioare, dar nivelurile ridicate de umiditate din zonele tropicale pot afecta, de asemenea, semnalele.

În primul rând banda L. Inmarsat oferă serviciul SwiftBroadband (SBB) bazat pe IP cu 432kbps, dar serviciul său ușor SB200 cu 200kbps, cu echipamente care pot fi montate cu ușurință într-un bizjet, este, de asemenea, popular.

Un maxim de patru canale pe aeronavă pot fi, de asemenea, „lipite” și utilizate pentru servicii IP de streaming în orice moment.

O formă de undă mai nouă, High Data Rate (HDR), poate, de asemenea, să ofere un debit de date mai mare pe aeronavele convenționale – până la 700kbps folosind un purtător complet de 200kHz – dar, din nou, numai în modul de streaming.

Pentru a pune o piedică, satelitul care susține noua rețea aviatică europeană aer-sol este în banda S – aproximativ 2,4GHz. Vitezele sale sunt momentan necunoscute, dar se așteaptă să fie în intervalul 1-3Mbps.

Dar dacă serviciul SwiftBroadBand în bandă L al Inmarsat nu este suficient de rapid pentru dumneavoastră, ce ziceți de serviciul Global Xpress (GX Aviation) în bandă Ka al Inmarsat?

Frecvențele mai înalte înseamnă că sunt posibile viteze de transfer de date în regiunea de 30-50 megabiți pe secundă (Mbps), comparativ cu 432kbps cu actualul SwiftBroadband în bandă L – o creștere de până la 100 de ori a vitezei.

ViaSat oferă, de asemenea, sistemul Exede în bandă Ka la bordul avionului, care poate oferi până la 12 Mbps pentru fiecare pasager.

Există alternative, inclusiv servicii în bandă Ku de la Panasonic, Gogo, Global Eagle și ViaSat Yonder.

Banda Ku oferă, de obicei, viteze de conectare de aproximativ 1-12 Mbps, deși poate fi mai mare.

De asemenea, este disponibilă și banda Ku cu rază punctiformă, folosind noi sateliți de mare capacitate (HTS). De exemplu, EpicNG de la Intelsat promite până la 80 Mbps pe aeronavă și 200 Mbps pe spot beam. Fiecare fascicul punctual are o densitate de putere mai mare, de unde și lățimile de bandă mai mari disponibile.

Atât Ka, cât și Ku beneficiază, de asemenea, de noi modele de modemuri care promit să mărească și mai mult debitul de date.

De fapt, atât furnizorii de Ku, cât și cei de Ka vorbesc despre viteze de până la 100 Mbps către aeronavă. Realitatea este că, în primul rând, companiile aeriene doresc o conectivitate bună, consistentă și fiabilă. Argumentul Ku sau Ka devine secundar.

„Get Connected” a testat atât produsul 2Ku de la Gogo, cât și banda Ka de la GX Aviation și ambele au livrat în jur de 10Mbps în cadrul testelor.

Atunci, iată. Fiecare bandă – L, Ku și Ka – funcționează pe un set diferit de frecvențe. În general, cu cât frecvența este mai mare, cu atât debitul este mai mare.

Cu toate acestea, trei parametri cheie pot fi manipulați pentru a optimiza capacitatea unei legături de comunicații – lățimea de bandă, puterea semnalului și zgomotul canalului.

Furnizorii de canale de comunicații își dezvoltă tehnologiile pentru a obține capacitatea optimă a legăturii în funcție de nevoile pieței.

O creștere a nivelului de putere de transmisie duce la o creștere a debitului legăturii de comunicație, la fel cum o scădere a puterii va duce la efectul opus, reducând debitul.

O altă modalitate de a îmbunătăți debitul legăturii ar fi creșterea dimensiunii antenei de recepție pentru a avea un nivel mai mare de energie recepționată la aeronavă.

Dar aici devin evidente constrângerile operaționale, deoarece, acest lucru ar duce la o instalare nefezabilă pentru o aeronavă comercială sau de afaceri.

.