Введение
Ку-диапазон (Ku-band, от немецкого «Kurtz-under» – «ниже Kurtz», т.е. короткий) – диапазон микроволновых радиочастот от 12 до 18 ГГц по классификации IEEE. Название отражает положение диапазона в таблице частот: он расположен ниже K-диапазона (18–27 ГГц) и выше X-диапазона (8–12 ГГц). Ku-диапазон является одним из наиболее коммерчески значимых для спутниковых телекоммуникаций.
Спутниковые системы в Ku-диапазоне обеспечивают прямое телевизионное вещание (DTH – Direct-to-Home), широкополосный спутниковый интернет для бизнеса (VSAT) и транспортных средств (авиационный, морской Wi-Fi), а также правительственные и военные коммуникации.
История и контекст
Коммерческое использование Ku-диапазона началось в 1970-х годах с развитием геостационарных коммуникационных спутников. Первые VSAT-системы в Ku-диапазоне появились в начале 1980-х. В России Ku-диапазон используют спутники серий «Экспресс», «Ямал», «Луч». Конкуренция со стороны Ka-диапазона в 2010-х годах усилилась с запуском HTS-спутников (High Throughput Satellites), однако Ku остаётся предпочтительным для мобильных применений из-за меньшего влияния дождевого затухания. LEO-группировки (Starlink, OneWeb) используют Ku-диапазон для пользовательских терминалов.
Как это работает
Ku-диапазон разбит на поддиапазоны:
- Uplink (отправка) – 14–14,5 GHz (Ku-band uplink, FSS) / 17,3–18,1 GHz (BSS uplink).
- Downlink (приём) – 10,7–12,75 GHz (FSS + BSS). Именно в этом диапазоне работают спутниковые тарелки DTH-вещания.
Спутники-ретрансляторы принимают сигнал с Земли на uplink-частоте, усиливают его транспондером и ретранслируют на downlink-частоте. Абонентская антенна (VSAT-терминал или домашняя тарелка) подключается к LNB (low-noise block downconverter) для преобразования сигнала в стандартный диапазон и декодирования.
Размер антенны: для Ku-диапазона достаточно антенны 0,6–1,2 м (меньше, чем для C-диапазона), что удешевляет терминалы и делает их мобильными.
Где применяется
- Спутниковое телевизионное вещание DTH (основной диапазон для домашних тарелок в России и Европе).
- Корпоративные VSAT-сети для подключения удалённых офисов, платформ, транспортных средств.
- Авиационный Wi-Fi (Gogo, Viasat, Panasonic Avionics).
- Морские коммуникации – подключение судов и буровых платформ.
- LEO-группировки: пользовательские терминалы Starlink работают в Ku/Ka-диапазоне.
Преимущества и ограничения
Преимущества Ku-диапазона: малый размер антенн, зрелость технологии (низкая стоимость оборудования), меньшее затухание при осадках по сравнению с Ka-диапазоном, широкая доступность орбитального ресурса.
Ограничения: меньшая пропускная способность по сравнению с Ka-диапазоном (для HTS), подверженность дождевому затуханию (особенно в тропиках), геостационарная задержка 600 мс (решается LEO-системами).
Связь с другими понятиями
Ku-диапазон стандартизован в рамках ITU (Международного союза электросвязи), распределяющего спутниковые частоты и орбитальные позиции. Соседний диапазон – Ka-band (26,5–40 ГГц) для HTS-спутников и L-band (1–2 ГГц) для GPS и мобильной спутниковой связи. Технология VSAT реализует корпоративные сети в Ku-диапазоне. Satellite Communications охватывают весь спектр спутниковых технологий.