Uydu bağlantı
teknolojileri hızlı bir şekilde geliştirilmeye devam ediliyor. Günümüzde DVB
teknolojisinde DVB-S2X’e kullanılırken MODCODs’da (MODulation and CODing schemes) maximum 256APSK’e ulaşıldı. Bu güne
kadar uydu üzerinden internet bağlantısı için kullanılan Ku-band yerini Ka-band
uydu servislerine bırakıyor. Ka-band teknolojisi genel olarak uydu
üzerinden internet servisi vermek için kullanılmakta. Ka-band’ın
Ku-band yerine kullanılmasının en önemli sebeplerinden biri kapasite
maliyetleri. Vsat pazarında ciddi maliyet avantajı sağladığından uydu üzerinden
internet Ka-band üzerinden verilmeye devam edecek. Newtec’in paylaştığı
aşağıdaki öngörüye göre Ka-band kullanım kapasitesinin 2024’de 1,1Tbps’a
ulaşacağı tahmin ediliyor.
Aşağıdaki grafikte Ku
ve Ka-band bu gün ki kullanımı ve gelecekteki öngörü yer almakta. Görüldüğü
gibi veri haberleşmesi için Ku-band kullanımı gün geçtikçe düşerken Ka-band kapasite
kullanımında ciddi artış göstermekte. Fakat Ku-band kullanımının biteceği
öngörüsünün olmadığını görüyoruz.
Veri haberleşmesi
için kullanılan Ku-band ve Ka-band arasında bazı farklılıklar mevcut ve Ka-band
teknolojisi her ne kadar yeni bir teknoloji olsa da bazı dezavantajları
bulunmakta. Dolayısıyla Ka-band teknolojisi Ku-band teknolojisinin yerine
tamamen geçemediğini görüyoruz. Kullanılacak uydu teknolojisinin özellikleri dikkatli
bir şekilde incelenerek ihtiyaca göre bir tercih yapılmalı. Bu iki RF
teknolojisi arasındaki farklılıkları, avantajları ve dezavantajları inceleyeceğiz:
İlk olarak uydu
frekans bandını inceleyelim. Yukarıdaki tabloda uydularda kullanılan frekans
bant’larını görüyoruz. Bu tabloya göre Ku-band 12-18Ghz, Ka-band 26-40Ghz’de
çalışmaktadır.
Alıcı Ku ve Ka-band
antenleri aynı boyutta ise reflektör kazancı Ka-band'ı için daha yüksek olacaktır. Bunun nedeni reflektör kazancının frekans ile doğru orantılı
olmasıdır. Ka-band yüksek frekans kullanır. Ka-bandı, aynı kazanım
karakteristiklerini elde etmek için Ku-band eşdeğerlerinin dörtte birine eşit
olan antenlerin kullanılmasına izin verir. Örneğin, Skyware Global 1.8m Ku
anten, 14,3 GHz'de 46,8 dBi'lik bir kazanç sağlarken, 1,8 m'lik aynı boyuttaki
Ka anteni 30,0 GHz'de 52,5 dBi'lık bir aktarım kazancı elde ediyor. Bu, Ku anteninden neredeyse dört kat daha fazla kazanım. Ka sistemleri için daha küçük
anten boyutu, taşımacılık için gerekli alanı ve ağırlığı azaltıyor. Fakat reflektör
kazancı tek başına sinyal kazanımı için belirleyici değildir.
Yol sinyal gücü kaybı
frekans ile doğru orantılıdır. Ka frekansları yüksek olduğundan sinyalin uydudan
antene gelene kadar kaybettiği güç daha fazla olacaktır. Ku-band’daki kayıp
Ka’ya göre daha azdır. Reflektör kazancının fazla olduğu Ka-band’ın yol sinyal
gücü kaybının daha fazla olduğunu görüyoruz.
Bir sinyalin kalitesi
taşıyıcının gürültüye oranıdır ve frekans arttıkça gürültü artar. Ka-Band
frekans bandında gürültü Ku-Band frekans bandından daha yüksektir. Aynı güçte
çıkılan taşıyıcı için Ku-Band sinyali daha kalitelidir.
Küçük Ka-Band spot
beam'leri daha iyi EIRP (Effective (or equivalent) Isotropic Radiated Power - Efektif
Izotropik Yayılma Gücü) değerine sahiptir ve daha iyi odaklanma sağlar.
Yağmur, kar ve buz
11GHz'in üstündeki RF sinyallerini absorbe eder ve frekans yükseldikçe etki
artar. Bu nedenle Ka-band sinyali Ku-band sinyalinden daha fazla bozulmaya
uğrar, Ka-band yağışlı hava şartlarından daha fazla etkilenir. Aşağıdaki
tabloda frekans arttıkça hava şartlarından kaynaklanan zayıflamanın etkisini görüyoruz. 12GHz’de 2dB
zayıflama varken 30GHz’de 13,7dB zayıflama ölçülmüş.
Ka-Band'da Ku-band
ile aynı alanı kapsamak için birçok beam kullanmak gerekir. Farklı beam'lerden
oluşan bir kapsama alanı için her beam üzerinde kapasite tahsisi gerekir. Bu
durum geniş kapsama alanlarında toplam bant genişliğinin efektif
kullanılamamasına yol açar. Ka band geniş kapsama alanında birden çok beam
gerektiği durumda broadcast veya multicast yayınlar için maliyetlidir. Çoklu beam yapısında alanın
tamamında yayının alınabilmesi için her beam’den yayın çıkılması gerekir bu
durum aynı kapasitenin her beam için tahsis edilmelidir.
Yeni kullanılmaya
başlanan Ka-band teknolojisini günümüzde kısıtlı sayıda uydu desteklemektedir.
Ku-Band eski bir teknoloji olmasından dolayı kullanımı yaygındır ve birçok uydu
Ku-band’da kapasiteye sahiptir.
Ku-band kullanımı uydu seçiminde esneklik sağlar fakat aynı esneklik günümüzde
Ka-band için geçerli değildir.
Ku-bant uyduları
birbirinden sadece 2 derece uzakta konumlandırılmıştır. Uydular birbirine ne
kadar yakın olursa, etkileşim o kadar yüksek olur. Bugün, Ka-bandı uyduları
tipik olarak birbirinden daha uzak konumlandırılmıştır ve bu nedenle daha düşük
ASI'ye (Adjacent Satellite Interference) sahiptir.
Ka-band çoklu beam
yapısı gereği farklı beam’lerde çalışan modemler için mesh yapısında çalışmak
mümkün değildir. Dolayısıyla farklı beam’lerde bulunan modemler birbirleri ile
konuşamaz ve hub merkezine inmeden bir haberleşme sağlanamaz. Vsat Hub merkezi
üzerinden yapılan haberleşmede ise gecikme çok yüksek olacaktır.
Özellikler
|
KU-Band
|
KA-Band
|
Frekans
|
12-18 Ghz
|
26-40 Ghz
|
Beam
|
Tek beam
|
Çoklu spot beam
|
Kapasite maliyeti
|
Yüksek
|
Düşük
|
Kullanılabilir bant genişliği
|
Düşük
|
Yüksek
|
Anten çapı
|
Büyük
|
Küçük
|
Atmosfer şartlarına duyarlılık
|
Düşük
|
Yüksek
|
Destekleyen uydu
|
Çok sayıda
|
Az sayıda
|
Gürültü etkisi
|
Düşük
|
Yüksek
|
Sinyal kalitesi
|
Yüksek
|
Düşük
|
Mesh yeteneği
|
Var
|
Kısıtlı
|
Uydu bağlantısı ihtiyacına yönelik bir teknoloji seçerek haberleşme sağlanmalıdır. Görüldüğü gibi her iki teknolojinin avantajlı ve dezavantajlı olduğu noktalar bulunmaktadır. Hava koşulları etkisinin daha az olduğu kesintisiz bir hizmet alınmak isteniyorsa Ku-band tercih edilmeli, yüksek band genişliğinde düşük maliyetli internet veya intranet bağlantısı ihtiyacı sözkonusu ise Ka-band tercih edilebilir. Karasal bağlantılara erişim mevcut ise uydu bağlantısı sadece yedek hat olarak tercih edilmelidir.
S.YILDIZ
Kaynaklar:
https://www.intelsatgeneral.com/blog/ka-band-or-ku-band-which-is-better-for-you/
https://www.intelsatgeneral.com/blog/ka-band-or-ku-band-which-is-better-for-you/
https://www.viasat.com/sites/default/files/media/documents/mitigating_the_effect_of_weather_on_ka-band_high_capacity_satellites.pdf
http://www.newtec.eu/article/article/getting-the-most-out-of-high-throughput-satellites-hts
http://www.milsatmagazine.com/story.php?number=1777337481
https://id.wikipedia.org/wiki/Berkas:Satellite_frequency_bands.jpg
http://www.skywaretechnologies.com/news/item/84-ka-vs-ku-an-unbiased-review
http://www.satmagazine.com/story.php?number=1275052403
