Tag: باند فرکانسی KU

• آشنایی کلی با باندهای فرکانس ماهواره‌ای
  • Posted by ENoohi
  • 21 October 2023
  • مقالات

  آشنایی کلی با باندهای فرکانس ماهواره ای

  اگر تا به حال با کشتی کروز، هواپیما یا با استفاده از نقشه آنلاین سفر کرده‌اید، ممکن است آگاهانه از خدمات ماهواره‌ای بهره‌مند شده باشید. اما ماهواره‌ها از راه‌هایی که ممکن است به مراتب کمتر آشکار باشد، از امکان حمل کالا تا کنترل ترافیک هوایی، جزئی از زندگی روزمره هستند و ممکن است کاملا از کارهای فنی که در پشت صحنه انجام می‌شود بی‌اطلاع باشید.

  ارتباطات ماهواره‌ای پیچیده هستند و بر آنچه به عنوان طیف فرکانس رادیوی "RF" شناخته می‌شود، متکی هستند. این طیف به بسیاری از باندهای فرکانسی مختلف تقسیم می‌شود که انتخاب باند بستگی به عوامل زیادی دارد. آنالیسا لاکونو مهندس ارشد آنتن RF (فرکانس رادیویی)، بیشتر توضیح می‌دهد.

  

  "فرکانس" به چه معناست؟

  به عبارت ساده، فرکانس سیگنال RF به تعداد دفعاتی که موج زیرین (حامل) در هر ثانیه نوسان می‌کند، اطلاق می‌شود و‌ بسیار شبیه نوسانی است که می‌توانید در امواج ساحل ببینید. فرکانس بر حسب هرتز (Hz) اندازه‌گیری می‌شود که یک هرتز یا 1Hz برابر با یک سیکل در ثانیه است. این واحد می‌تواند برای تمام شکل موج‌ها در کل طیف الکترومغناطیسی که شامل همه چیز از اشعه گاما، اشعه ایکس، نور مرئی، مایکروویو و امواج رادیویی است، استفاده شود.

  هرچه فرکانس بالاتر باشد، امواج سریعتر به نظر می‌رسند و داده‌های بیشتری را می‌توان در هر ثانیه ارسال کرد. با این حال، فرکانس‌های بالاتر به معنای طول موج‌های کوتاه‌تر نیز هستند (یعنی طول بین شروع و پایان هر موج)، که می‌تواند منجر به کاهش قدرت سیگنال در بعد مسافت (به نام تضعیف سیگنال) و افزایش خطر تداخل سیگنال شود.

  شبکه‌های ماهواره‌ای در حال حاضر از سیگنال‌های مایکروویو در محدوده بین 1 گیگاهرتز تا 40 گیگاهرتز استفاده می‌کند. باندهای دیگری نیز در بالاترین حد طیف وجود دارد، اما در این مقاله، ما بر روی پرکاربردترین آنها تمرکز خواهیم کرد. محدوده 1-40 گیگاهرتز خود به چندین باند فرکانس تقسیم می‌شود. بیایید نگاهی دقیق‌تر به ویژگی‌های هر یک از این گروه ها بیندازیم:

  

  نمودار فوق طیف فرکانس رادیویی (RF) که باندهای فرکانسی مختلف و کاربردهای مرتبط مورد استفاده در شبکه‌های ارتباطی ماهواره ای را نشان می‌دهد.

  فرکانس باند L

  باند L پایین‌ترین باند طیف فرکانسی است که ما در خدمات خود استفاده می‌کنیم و معمولاً بین 1 گیگاهرتز و 2 گیگاهرتز تعریف می‌شود. طیف باند L دارای طول موج بلند (حدود 30 سانتی متر در 1 گیگاهرتز) است که به دلایل فنی به این معنی است که می‌تواند به موانعی مانند ابرهای طوفانی یا باران شدید نفوذ کند. این موضوع باعث می‌شود که برای ارسال و دریافت سیگنال بسیار قابل اعتماد باشد.

  شبکه باند L  که به عنوان مثال در سرویس‌های اینمارست  استفاده می‌شود،‌ برای خدمات ایمنی دریانوردی و هوانوردی جهانی، از جمله توسط بیش از 200 شرکت هواپیمایی در سراسر جهان استفاده می‌شود. باند L همچنین برای ناوبری از جمله GPS و سیستم‌های رادیویی ماهواره‌ای در سراسر جهان استفاده می‌گردد.

   

   

  فرکانس باند S

  باند S معمولاً بین 2 گیگاهرتز و 4 گیگاهرتز تعریف می‌شود. معمولاً برای ارتباطات ماهواره‌ای از جمله برای پشتیبانی از پخش تلویزیونی و رادیویی استفاده می‌شود.

  همچنین فرکانس‌های باند S برای سیستم‌های رادار و برخی از برنامه‌های ناوبری ماهواره‌ای استفاده می‌شود. برای مثال یک ماهواره باند S وجود دارد که در حال حاضر به منظور پشتیبانی از شبکه هوانوردی اروپا استفاده می‌شود.

  فرکانس باند C

  بالاتر از آن، طیف فرکانس باند C است. این باند معمولاً بین 4 گیگاهرتز و 8 گیگاهرتز تعریف می‌شود. این باند اغلب برای پخش تلویزیونی ماهواره‌ای و همچنین برای برخی از سیستم‌های رادار استفاده می‌شود.

  شرکت ایکاست بسته به نیاز مشتری از باند C برای ارتباطات داده راه دور (بین چند کشور) ‌استفاده می‌نماید.

  فرکانس باند X

  همانطور که در بالا ذکر شد، در باندهای فرکانس بالاتر معمولاً سرعت انتقال داده بالاتری مقدور می‌باشد. این در مورد خدمات ماهواره‌ای در باندهای زیر صادق است.

  به عنوان مثال، باند X معمولاً بین 8 گیگاهرتز و 12 گیگاهرتز و Ku-Band معمولاً به عنوان محدوده بین 12 گیگاهرتز و 18 گیگاهرتز تعریف می‌شود. هر دو معمولاً در سراسر جهان برای طیف وسیعی از برنامه‌های ارتباطی با توان عملیاتی بالا، از جمله برنامه‌های کاربردی با استفاده از سیستم‌های ارتباطی نظامی، اضطراری و دولتی استفاده می‌شوند.

  فرکانس باندهای K/Ku/Ka

  باند K معمولاً بین 18 تا 26 گیگاهرتز تعریف می‌شود، در حالی که باند Ka معمولاً بین 26 تا 40 گیگاهرتز تعریف می‌شود (محدوده‌های تعریف‌شده می‌تواند بسته به کشور متفاوت باشد). باند Ka معمولاً برای پشتیبانی از ارائه خدمات اینترنت پهن‌باند و عملکرد سیستم‌های ارتباطی نظامی و دولتی خاص استفاده می‌شود.

  باند Ku باند عمده ای است که تمامی تامین کنندگان خدمات دسترسی ارتباط داده ماهواره های در ایران (و منجمله شرکت ایکاست)‌ از آن استفاده می نمایند. شرکت ایکاست (عصر ارتباطات بین الملل پارس کار)‌ بر اساس نیاز از باند  Kaنیز برای مشتریان خود بهره می‌برد.

  همچنین شبکه Ka-band اینمارست توسط خطوط هوایی برای ارائه WiFi در حین پرواز، شرکت‌های حمل‌ونقل برای اجازه دادن به دریانوردان برای چت ویدیویی با اعضای خانواده از اقیانوس‌ها و سازمان‌های کمک‌رسان برای ارتباطات سریع در طول بحران‌های بشردوستانه استفاده می‌شود. به طور گسترده‌تر، Ka-band  برای پشتیبانی از ارائه طیف وسیعی از خدمات از جمله ارتباطات دولتی، Wi-Fi در پرواز و اینترنت ماهواره‌ای استفاده می‌شود.

  دانلود مقاله

• باند فرکانسی Ku یا Ka ؟ کدام بهتر است ؟
  • Posted by icasat
  • 16 August 2015
  • مقالات

  با افزایش روزافزون بازار ماهواره­ هایی که در باند Ka خدمات مخابراتی ارائه می­دهند، مشتریان همواره این سوال را مطرح می­کنند که به راستی کدام باند فرکانسی Ku و Ka بهتر است؟ جواب این سوال به نیازمندی­های مشتری و مصالحه­ هایی که باید برای انتخاب آن انجام داد، بستگی دارد.

  برای شروع مقایسه بهتر است با مثالی از یک مشتری که نیاز دارد یک منطقه ­ی جغرافیایی مشخصی را به کمک یک ماهواره پوشش دهد، شروع کنیم. آیا باید این محدوده توسط یک بیم (Beam) یا چند بیم پوشش داده شود؟ با استفاده از یک بیم، درصورتیکه هر دو ماهواره­ ی Ku و Ka با تقویت کننده ­ای با توان برابر مجهز شده باشند، توانی که هر دو بیم Ku و Ka برابر است. به این توان اصطلاحا EIRP مخفف Effective Isotropic Radiated Power گفته می­شود. به عبارتی دیگر می­توان گفت که توان انتشاری به صورت کروی برای هر دو ماهواره، به دلیل برابر بودن قدرت تقویت کننده ­ها برابر است و بدلیل اینکه این توان در محدوده­ ی برابر برای هر دو بیم متمرکز شده­اند، قدرت سیگنال ارسال شده به سمت زمین، برابر می­باشد.

  اگر ابعاد آنتن گیرنده های زمینی برای هر دو باند Ku و Ka برابر باشد، بهره ­ی آنتن باند Ka بزرگتر است زیرا رابطه ­ی بهره­ ی آنتن با مربع فرکانس رابطه دارد. اما باید این را در نظر داشت که این بهره­ ی اضافی برای باند Ka دقیقا برابر با تلفات مسیر این باند از ماهواره تا زمین می­باشد زیرا تلفات مسیر نیز با مربع فرکانسی در ارتباط است. نتیجتا توان موج حاملی که از خروجی آنتن­های باند Ku و Ka دریافت می­شود برابر می­باشد.

  توان موج حامل یک عامل مهم می­باشد اما کیفیت سیگنال دریافتی که همواره با نسبت توان حامل به توان نویز مطرح می­شود، مهم­تر می­باشد. در باند Ka، نویز بیشتر از باند Ku می­باشد لذا با  پوشش و ابعاد آنتن زمینی برابر، کیفیت سیگنال دریافتی در باند Ku بهتر است.

  طرفداران باند Ka این ادعا را می­کنند که بیم­ های باند Ka معمولا دارای EIRP بیشتری هستند. این ادعا صحیح است که دلیل آن به خاطر متمرکزتر بودن بیم­های Ka نسبت به Ku می­باشد. بیمی که متمرکزتر است، طبیعتا محدوده ­ی پوشش کوچکتری را روی زمین بوجود می­آورد که با این شرایط، اپراتور ماهواره مجبور است تا بیم­های متعددی را برای پوشش برابر با باند Ku تعبیه کند.

  قاعدتا مشکلی در این قضیه وجود ندارد که چند بیم کوچک برای پوشش گسترده ­تر در کنار یکدیگر قرار داده­ شوند. اما این مسئله چالش­های جدیدی را متوجه نیازمندی­های مشتری می­کند. آیا مشتری این را می­پذیرد که برای پوشش کل منطقه­ ی موردنظر خود از چند بیم استفاده کند؟ به دلیل مجاورت بیم­ های نقطه­ ای (Spot Beams)، آن­ها باید پولاریزاسیون و یا فرکانس متفاوت در باند Ka داشته باشند. آیا این برای مشتری قابل قبول است ؟

  مولتی اسپات بیم (Multi-Spot Beam) در فاز عملی نیز ممکن است دارای مسائلی باشد. آیا یک ارسال و دریافت میان کاربر زمینی و ماهواره در یک بیم می­تواند مانند سایر بیم­های محدوده­ ی پوشش انجام شود (مشابه آنچه که در بیم­ های به مراتب پهن­تر باند Ku اتفاق می­افتد)؟ آیا این به صورت خودکار یا توسط گیت وی (Gateway) زمینی انجام می­شود؟

  در مثالی که مطرح شد، کیفیت سیگنال باند Ku بهتر از باند Ka بود که این نتیجه با فرض نبود تداخل ماهواره­ های مجاور (ASI) و اختلالات باران بدست آمد. باند Ka وضعیت بهتری از لحاظ ASI دارد. ماهواره­ های باند Ku معمولا در فاصله­ ی 2 درجه­ ای از یکدیگر قرار گرفته­ اند. هرچه ماهواره­ ها کنار یکدیگر باشند، تداخل افزایش و کیفیت سیگنال کاهش پیدا می­کند. امروزه ماهواره­ های باند Ka با فاصله­ های بیشتر از یکدیگر قرار گرفته­ اند.

  آخرین نکته، بررسی اثری که به عنوان اثر محو شدگی باران گفته می­شود، می­باشد. باران، برف و مه، فرکانس­ های رادیویی بالاتر از 11 گیگاهرتز را جذب می­کنند و اثر محو شدگی تاثیر بیشتری بر روی باند Ka می­گذارد. این نکته، برگ برنده­ ی باند Ku نسبت به باند Ka در مناطقی که پربارانند می­باشد. هر دو مسئله­ ی باران و APSI وابستگی زیادی به موقعیت و شرایط خاص هر مشتری دارد و نمی­توان به طور کلی در مورد بهتر بودن هر باند صحبت کرد.

  به طور کلی، بعضی از مزایا و معایب هر باند فرکانسی را می­توان نادیده گرفت و بعضی از معایب یک باند را نمی­توان در مورد همه­ ی مشتری­ها در نظر گرفت. نیازهای اساسی مشتری باید به طور دقیق مشخص شده و مصالحه­ ای میان آنان در نظر گرفت تا به انتخاب بهینه­ ی انتخاب باند رسید.

  منبع خبر:

  http://www.intelsatgeneral.com

  دانلود مقاله بصورت PDF: