Mer enn litt grisete formatert, tålte ikke overgangen fra Word så godt. Flere punkter kommer.
Antenne: Dingsen hvor strålingen kommer ut fra, evt fanges opp av. Finnes i utallige typer, jeg tar bare for meg to hovedtyper, og en type som ikke finnes *ond latter, stryking på hvit katt*
Rundstråle: Sender likt i alle retninger, hvis man tenker to dimensjoner. Har du en enkel pisk/stav som står loddrett ville en tegning av sendeffekten lignet på en kakeboks, med pisken i midten. Like mye til alle sider, fint lite opp i luften eller ned mot bakken. Veldig greit om du ikke vet hvor motparten din er, eller ønsker å bli hørt av alle. Mekanisk enkel, og det naturlige valget for jegere, politi, røykdykkere, småbåter og alle andre som skal ha noe som bare funker, og ikke trenger å rekke så langt. En avart av dette er en wire som er spent opp horisontalt. Kakeboksen havner da på høykant, og man bør ha et bevisst forhold til retningen til motparten, slik at denne ikke er «oppå lokket» eller «under bunnen» retningsmessig. Rundstråleantenner har relativt lite gain, som en naturlig konsekvens av å spre energien i alle retninger.
Retningsbestemt: Finnes i utallige typer, som observert ved å se diverse «tørkestativ» rettet mot nærmest TV-tårn. For satellittkommunikasjon er parabolantennen klart dominerende. Ekstremt høy gain, og veldig snill mot andre utenfor pekeretningen. Får parabolen bulker blir det elendighet, mottaket er gjerne fortsatt akseptabelt, men noe av den utsendte effekten vil havne helt feil sted og lage støy.
Isotropisk: En imaginær antenne som sender helt likt i alle retninger. Tenk kakeboksen erstattet av en ball. Lar seg ikke bygge i virkeligheten, men er en nyttig teoretisk konstruksjon, fordi man da har et felles referansepunkt alle andre antennetyper kan sammenlignes med – «hvor mye gain har min antennetype i forhold til en isotropisk antenne?»
Antennetuner: Brukes på MF/HF for å «jukse» på antennens størrelse. I utgangspunktet skal antennens lengde matche signalets bølgelengde perfekt, men dette er fullstendig urealistisk på enhver radioenhet som kan variere frekvens, man kan ikke godt ta med avbitertang og loddebolt for å forkorte/forlenge ved hvert frekvensbytte. Antennetuneren er en elektronikkboks som monteres like ved antennen, og via svart magi (cirka) sørger for at antennen til enhver tid opptrer som om den hadde riktig lengde. Uten antennetuner kan radioen ødelegges, da feiltilpasning mellom bølgelengde og antennelengde kan gjøre at utsendt effekt fra radioen (og på MF/HF er flere hundre Watt helt normalt) reflekterer tilbake inn i radioens små følsomme komponenter.
Bane: Hvordan satellitter beveger seg rundt jorden. Det desidert vanligste i sivil satcom er geostasjonær bane, altså at satellitten svever over ekvator i det såkalte Clarke-beltet og bruker et døgn på en runde. Resultatet er elegant nok at satellitten fra jorden ser ut til å stå dønn i ro, den endrer hverken lengdegrad eller breddegrad, og er svært enkel å peke på. Ulemper inkluderer et begrenset antall plasser, siden samtlige må ligge på ekvator og dessuten ha en grei innbyrdes avstand, typisk 2º sett fra jorden. Videre er Clarke-beltet høyt oppe, 35,768 km over bakken, noe som gjør at man trenger mye effekt (i praksis en parabolantenne og en passe saftig sender) for å bli hørt av satellitten, og at flytiden til og fra satellitten er så lang at det merkes tydelig i telefonsamtaler, moderne EDB-ungdom kjenner dette som «ping», det er knapt mulig å komme under 550 ms.
Mellombane brukes av enkelte systemer, blant annet GPS. Satellittene står ikke lenger i ro sett fra jorden, men er også såpass mye nærmere at man kan nå dem uten så veldig retningsbestemte antenner, altså kan man ha en antenne som ikke trenger å pekes aktivt mot satellitten, og står pent i ro uansett hvilken satellitt den snakker med. Brukes av GPS og andre navigasjonssystemer, og dessuten av at nytt kommunikasjonssystem kalt O3b («Other 3 billion», spiller på de 3 milliardene mennesker som bor steder hvor bredbånd ikke er tilgjengelig på normal måte), samt diverse forskningsdingser. En ulempe med mellombane er at man trenger «handover», altså at man kan oppleve brudd i overgangen når satellitten man brukte forsvinner i horisonten, og man ikke er pålogget neste satellitt som har kommet over motsatt horisont. Operatørene av satellittene må også ha mange jordstasjoner, slik at enhver satellitt til enhver tid kan se en jordstasjon de kan sende opplastede data videre til.
Lavbane er veldig nær bakken igjen, kanskje 400 km eller lavere. Spionsatellitter bruker disse banene siden nærhet til jorden gir bedre bilder, og kortere omløpstid rundt jorden (90 minutt, typisk) gjør at det aldri er lenge til neste passering over et interessant område. Iridium baserer seg på lavbanesatellitter, noe som gjør det mulig for Iridiumtelefoner å ikke være mye større enn gårsdagens Nokiamobiler, og ha helt «dumme» antenner som stråler i alle retninger. Kommunikasjon over lavbanesatellitter krever ganske hyppige «handover», og ville krevd et enormt antall jordstasjoner om ikke satellittene også kommuniserte innbyrdes. Satellittene holder rett og slett oversikt over sine nærmeste naboer, og når de selv ikke kan se en jordstasjoner sender de dataene videre til en nabo som kan, eller som i hvert fall er nærmere, og igjen kan sende videre til noen som ser en jordstasjon. Følgelig kan forsinkelsen være alt fra umerkelig til like ille som geostasjonær, alt etter hvor mange hopp det blir før dataene kommer ned på jorden.
BUC: Block Upconverter. Moderne sendeutstyr. Man mater en BUC med strøm og et modulert radiosignal (levert av et modem) på en mellomfrekvens i L-bånd, så kombinerer man radiosignalets mellomfrekvens med BUCens LO-frekvens og får RF-frekvens, dette signalet forsterkes kraftig og stråles typisk ut gjennom en waveguide.
En BUC vil være tilpasset et bestemt bånd og være enten invertert eller ikke-invertert/normal (hvordan den kombinerer LO-frekvens og mellomfrekvens), man kan ikke fritt benytte ulike bånd på en antenne uten å bytte ut en rekke komponenter, herunder BUC.
Regneeksempler:
Invertert BUC, C-bånd: 7600 MHz LO – 1500 MHz mellomfrekvens = 5900 MHz RF-frekvens
Ikke-invertert BUC, Ku-bånd: 12800 MHz LO + 1500 MHz mellomfrekvens = 14300 MHz RF-frekvens
Det man primært ser etter i en BUC er hvilket bånd den går på, og hvor mange Watt sendeeffekt den har. Veldig grovt regnet kan man si at BUCens strømforbruk er 10 ganger sendeffekten, altså en «8 Watt BUC» vil kreve ca 80 Watt i operasjon.
Når man setter opp et linkbudsjett vil man kunne kompensere for en liten BUC ved å bruke en stor parabol med mye gain, eller kompensere for en liten parabol ved å bruke en stor BUC. Man trenger at en viss effekt treffer satellitten, hvordan man oppnår det er av underordnet betydning.
Alternativ til BUC er å kombinere en Converter og en HPA/SSPA/TWTA/MPA.
Båndbredde: Hvor mange Hz/kHz/Mhz en radiobærer legger beslag på. Sier noe, men ikke alt, om hvilken datarate radioforbindelsen kan formidle. Må ikke forveksles med datarate, selv om alle gjør det.
Code-division multiple access: Ekkel greie oppfunnet i Sovjetunionen. Baserer seg på at alle får sende samtidig, men at hver har en unik kode, som gjennom avansert matematikk lar modemene dekode riktig signal ut av helheten. Se for deg at du er på fest på ambassaden. Mange snakker samtidig, på mange ulike språk, men siden du legger an på en lokalt ansatt kan dere snakke norsk og forstå hverandre, selv om utlendingene ved siden av snakker minst like høyt og samtidig. Må ikke forveksles med MDMA – MDMA *er* ulovlig, CDMA *burde* vært det. Se FDMA, TDMA.
Converter: En ren frekvensomformer. Benyttes på eldre satellittsystemer som har 70/140 MHz mellomfrekvens. Håndterer konverteringen mellom mellomfrekvens og RF-frekvens. Samarbeider med en HPA/SSPA/TWTA/MPA om sending og med en LNA om mottak.
Datarate: Hvor mange bits/sekund man faktisk sender/mottar over radioforbindelsen, inkludert «vaktmesterdata» uten interesse for sluttbruker. Når jeg blir diktator vanker det buksevann på folk som forveksler med båndbredde. Ikke det samme som informasjonsrate.
FDMA: Frequency-division multiple access. Rett og slett at radiobrukere tildeles ulike frekvenser for å ikke forstyrre hverandre, og står fritt til å sende på denne frekvensen kontinuerlig. Historisk den dominerende løsningen, veldig enkel å sette opp, men ikke like enkel å tilpasse dynamisk etter behov som TDMA.
FEC: Forward Error Correction. Nynorsk uttrykk for å sende ekstra data for å gjøre overføringen mer robust, ved at modemet hos mottakeren i de fleste tilfeller klarer å gjette hva som var ment. Som et ekstremt banalt eksempel kan man sende alle bits 3 ganger på rad, slik at 1 0 1 1 blir sendt som 111 000 111 111. Hvis mottakeren, innstilt på alle bits skal sendes 3 ganger på rad, på grunn av støy, dårlig LNB eller dårlig kabling mottar 111 000 110 111, vil den med rimelig stor grav av sikkerhet gjette at gruppe 1, 2 og 4 er i helt ok (sannsynligheten for å snu 3 bits på rad er meget lav), og gjette at gruppe 3 skulle vært 111 og ikke 000, siden sannsynligheten for å snu 2 bits er lavere enn for å snu 1 bit.
Andelen meningsfulle data angis som FEC-rate, altså med en FEC-rate på 6/7 vil 6 av 7 bits være «ordentlige» data, mens resten er tilleggsdata ment for FEC-operasjon.
Feed: Hodet på en parabol, plassert i nøyaktig riktig sted. Her er gjerne en LNB montert for å motta innkommende signal, og bortover mot baksiden av parabolen går en waveguide som formidler utsendt signal fra sendeelektronikken, gjerne en BUC, slik at den kan stråle ut av feeden fra riktig utgangspunktet og treffe satellitten.
Feeder vil variere ut fra hvilken frekvens de er ment for, samt hva slags polarisasjon de skal bruke. Er de ment for lineær polarisasjon vil de ha justeringsmuligheter for å roteres slik at horisontal/vertikal blir riktig, mens feeder for sirkulær polarisasjon oftest bygges for den ene eller andre orienteringen på fabrikken.
Frekvens: Angitt i Hz, kHz, MHz, GHz… Hvilken «kanal» man ligger på. Deles inn i bånd, hvor frekvenser innenfor samme bånd regnes for å ha grovt sett de samme egenskapene, og så velger man bånd ut fra hvilke egenskaper man trenger, og til dels hva man får tilgang på av myndigheter.
Merk at ulike navn på båndene finnes, og det samme navnet kan være definert med ulike grenser etter hvem som definerer det. Her brukes til dels sivile maritime konvensjoner, til dels IEEE-definisjoner.
LF – low frequency/langbølge: Brukes til sære greier. Ofte frekvenser på noen hundre kilohertz. Svært lav datarate (lite plass til innhold). Vil i merkbar grad følge jordens krumming, noe som gir langbølgesendinger god rekkevidde. Skikkelig lave frekvenser, noen titalls kilohertz og nedover, vil gå gjennom sjøvann, og kan mottas av ubåter, ofte en ordre om å komme opp til hvor de kan nås med «fornuftig» samband.
MF – medium frequency/mellombølge: Det lavest praktisk anvendelige båndet for vanlige folk, og en påbudt form for nødkommunikasjon for skip som ikke kun holder seg langs kysten. Frekvenser opp til 4 MHz (maritim definisjon av MF), effektiv rekkevidde på noen hundre km.
HF – high frequency/kortbølge: Til dels utgått maritimt, erstattet av satellitt, men fortsatt aktuelt i polare strøk, og populært til militær bruk og brukere som av ulike grunner (økonomi…) avstår fra satellittkommunikasjon. I motsetning til MF kan man forvente at signalet spretter opp og ned mellom sjøen (evt bakken) og ionosfæren, og således kan man rekke over hele verden, hvis forholdene er gode. Tid på døgnet, solflekkaktivitet, nordlys og diverse andre mystiske greier vil påvirke forholdene. 4-30 MHz.
VHF: Brukes til vanlig radiokringkasting på FM, samt til kortdistansekommunikasjon for skip, fly og mye annet moro. I likhet med HF vil den «sprette godt» og i teorien tillate langdistansekommunikasjon gjennom refleksjon, men i praksis blir den i for stor grad absorbert og forsvinner, så man er vanligvis begrenset til line-of-sight. 30-300 MHz.
Noen satellittsystemer omtales som «IF-systemer», disse opererer gjerne med en mellomfrekvens på rundt 70 eller 140 MHz internt i kablene mellom modem og antenneutstyr, og så konverteres det til RF-frekvens inni antenneutstyret. Fordelen med et IF-system er veldig lavt signaltap i kablene, og at man kan få ting til å fungere med veldig dårlige kabler. Ulempen er mer komplisert antenneutstyr og mer dill med konfigurasjon.
UHF: TV-kringkasting, kommunikasjon på korte avstander. Litt ulike definisjoner, men i hvert fall over 300 MHz.
L-bånd: Her begynner satellittgreiene. Noen systemer, som GPS, Iridium og klassisk Inmarsat, bruker L-bånd som sin RF-frekvens, altså den som faktisk blir strålt mellom satellitter og brukere på bakken. Av de typiske satellittbåndene er L-bånd den som har minst demping i regn og snø, noe som gjør at systemer på L-bånd ofte fortsetter å fungere når «vanlig» satellittkommunikasjon på høyere bånd kneler i dårlig vær. L-båndsystemer har forbausende små antenner, den relativt lave frekvensen tatt i betraktning, men tilbyr også langt lavere datarater enn VSAT.
Det andre store bruksområdet for L-bånd er som mellomfrekvens i kablene mellom modem og antenneutstyr, altså den moderne erstatningen for «IF». Antenneutstyret holdes enkelt og smått, konfigurasjon er lite dill, men L-bånd har såpass mye tap i kobberkabler at man må ha høy kvalitet på kablene, og korte strekk. Høyere bånd enn L-bånd regnes for å ha så stort tap at det i praksis er ubrukelig for overføring gjennom kobber.
Frekvensområdet for L-bånd er ca 1-2 GHz, på VSAT ser man i praksis 950-2150 MHz.
S-bånd: I liten grad benyttet til kommunikasjon over avstand. Brukes av Sirius XM satellittradiokringkasting, og ellers er jo 2.4 GHz som kjent brukt av WiFi. I maritim sammenheng er S-bånd mest brukt til radar, hvor det benyttes på store radarer på rundt 3 GHz og ofte omtales som «10 centimeter» pga bølgelengden. Bedre ytelse enn X-bånd radar i dårlig vær.
C-bånd: Tradisjonelt mye benyttet til satellittkommunikasjon, og amerikanere synes det er greit å kringkaste TV på det. Mindre interessant for brukere hvor plass/vekt er et problem, da paraboler for C-bånd ofte har en diameter på 2.4 meter eller mer (og så kommer en beskyttelseskuppel på kanskje 3.6 meter utenpå), og skipsantenner inkludert alt av motorer kan veie opp mot et halvt tonn, noe som passer heller dårlig i masten på en liten tråler. Båndet er ca 4-8 GHz, hvor det vanligste er å legge brukerens (skipet/bygget) mottak nær bunnen av frekvensområdet, rundt 4 GHz, mens brukeren sender opp på rundt 6 GHz, og området i midten, på ca 5 GHz, brukes til helt andre ting, som militære anlegg, forskning, Kongsbergs «RADius» for dynamisk posisjonering (5.5 GHz) og bakkebasert radiolinje eller troposcatter. Nettopp av hensyn til å unngå forstyrrelser på radiolinje er det strenge begrensninger på hvor sterkt man får sende C-bånd fra satellitt, noe som begrenser nytteverdien av det. Typisk sendeeffekt fra en BUC på C-bånd er i området 25-200 Watt.
X-bånd: Brukes til militær satellittkommunikasjon på rundt 8 GHz, en oase fri for interferens fra feiljusterte private anlegg. Svært utbredt også til sivil skipsfart, inkludert fritidsfartøy, til radarbruk. Alle vanlige båtradarer går på X-bånd på ca 10 GHz, populært kalt «3 centimeter» pga bølgelengden.
Ku-bånd: Satellittkommunikasjonens svar på Rema 1000 i sentrum på kveldstid. Billig, lettvint, og belastet. Her foregår TV-kringkasting og kommunikasjon i enorme mengder. Ku-bånd var det som gjorde satellitt tilgjengelig for «folket». Parabolene er ofte så små som 1 meter, noen er helt nede i 60 cm, med totalvekt under 100 for de minste skipssystemene, som betyr at ganske alminnelige fiskebåter og store lystbåter kan få en kule på taket. Typisk sendeeffekt fra en BUC på Ku-bånd er 4-50 Watt.
Historisk kuriositet: Egentlig hadde glupingene i hvite frakker (fysikere, ikke psykiatere) bare definert K-bånd ved å kaste ut noen tall, flere tiår før man hadde teknologien til å bruke frekvensene til radio, og så oppdaget man at området 18-26.5 GHz var mer eller mindre ubrukelig fordi det absorberes av vanndamp, som atmosfæren inneholder mye av, selv på trygg avstand fra Bergen. Dermed spesifiserte man Ku, K-under, som det nedre brukbare området, og Ka, K-above, som det øvre brukbare området.
Dagsaktuell plage: «Alle» og hans svigermor har råd til, og «kompetanse» til, å sette opp et Ku-system. Ku benytter også lineær polarisasjon, som betyr at antenner må kalibreres riktig for å unngå forstyrrelser for andre brukere på motsatt pol. «Alle», og spesielt hans svigermor, vet ikke hvordan de kalibrerer, og skjønner ikke hvorfor de skal gidde, for de mottar jo helt fint selv. Resultatet er at Ku-bånd er meget plaget med støy i form av «kryss-pol», hvorpå alle skrur opp sendeeffekten sin for å komme seg over støygulvet, og når disse samme løkrullene fortsatt er feilkalibrert bidrar de til å heve det samme støygulvet. Denne onde spiralen er, i likhet med å parkere biler med fronten inn, sånt som i mitt hode legitimerer folkemord.
Regn og snø plager Ku-bånd mye mer enn C-bånd, og mot bunnen av båndet er det ikke uvanlig at skip opplever støy fra X-bånd radar, siden radaren sender veldig bredt ut. En ting Ku er bra på er veldig presise «beams» fra satellitten, altså at man kan ha nokså skarpe skiller mellom ulike regioner, og gjenbruke frekvenser på tvers av regioner, slik at satellitten kan operere på større båndbredde enn hva som ville vært mulig om alle brukere lå i samme beam.
For Ku-bånd har man som C-bånd lagt brukerens mottak lavt og brukerens sending høyt, henholdsvis ca 10.6-12.5 GHz, og ca 13.7-14.5 Ghz, med litt regionale forskjeller.
K-bånd: Som nevnt under Ku, ca ubrukelig, i hvert fall til brukere på jorden. Brukes mellom enkelte satellitter, siden de ikke trenger å bry seg om atmosfærisk vanndamp, og de slipper å legge beslag på mer verdifulle frekvenser.
Ka-bånd: Det nye flotte. Enda mindre og lettere antenner enn Ku-bånd (<40 kg for en maritim parabol i kuppel), enda høyere frekvenser med store jomfruelige blokker tilgjengelig, hvor man kan legge opp til høy båndbredde med tilhørende høy datarate. Enda skarpere skiller enn Ku-bånd, slik at en satellitt ikke bare kan gjenbruke frekvenser over en håndfull regionale beams type «Middelhavet», «Nordsjøen og Norskehavet» og «Ural», men faktisk kan flere titalls, helt ned på nasjonalt nivå som «Egypt – nord» og «Egypt – sør», med massivt gjenbruk av frekvenser.
Stort sett sirkulær polarisasjon, som takket være den høye frekvensen likevel gir god isolasjon mellom polene, og i kraft av å være sirkulær og dermed «ferdig ut av boksen» slipper man Ku-båndets plager med feiljustert lineær polarisasjon.
Informasjonsrate: Hvor kjapt man får «nyttige» data over forbindelsen. Dette er altså hvor mye modemet formidler til/fra brukerens utstyr, i motsetningen til dataraten, som også inkluderer interne data som statusoppdateringer mellom modemene og «vaktmestertjenester» som å be modemet justere frekvens eller sendeeffekt, men er uten interesse for sluttbruker.
Linkbudsjett: Beregning av alt rundt en satellittforbindelse. Hvor mye gain og hvor stor BUC har vi? Hvor mye gain og hvor stor BUC har motsatt ende? Hvor mye tap i kablene? Hvor mye tap i atmosfæren? Hvilke frekvensbånd bruker vi? Hvor mye egenstøy er det i utstyret?
Mellomfrekvens: En frekvens, typisk betydelig lavere enn den man ønsker å sende ut, RF-frekvens, som utstyret jobber med internt. Er gjerne lav nok til å ikke være følsom for dårlige kabler og kontakter, men må konverteres opp før den kan stråles ut. I moderne tid er L-bånd mye brukt på satellittutstyr, som delvis har overtatt for 70 og 140 MHz.
Modulasjon: Med mindre man bedriver telegrafi er det uinteressant å bare ta opp og ned en ren bærefrekvens, man må også legge innhold inn på den. Ørten typer modulasjon finnes, alle har hørt om FM (frekvensmodulering) og AM (amplitudemodulering) for analog radio, og til digital dataoverføring er det vanlig med PSK (phase-shift keying, altså manipulering av bærebølgens fase) og QAM (quadratic amplitude modulation, en komplisert betegnelse på kombinert fase- og amplitudemodulering).
Ofte setter man et tall foran, som 8 PSK, eller 16 QAM, for å indikere hvor mange mulige betydninger man modulerer inn på én Hertz. Desto flere nivåer, desto høyere sendestyrke og mer presist utstyr behøves for at de skal kunne skilles riktig fra hverandre hos mottaker. Med 4 PSK har man 4 mulige betydninger, digitalt gir dette 2 bits: 00 01 10 11. For 8 PSK er det 3 bits: 000 001 010 011 100 101 110 111. Slik fortsetter det, 16 nivå gir 4 bits, 32 nivå gir 5 bits osv.
Med 1000 Hertz og 8 PSK kan man i teorien sende 3000 bits/sekund, og med 6/7 FEC havner man på 3000 * 6/7 = 2571 bits/sekund effektiv datarate.
I praksis opererer man med mye høyere modulasjonsnivå på radiolinje og kortdistansesystemer som TV-kringkastingens digitale bakkenett enn på satellittkommunikasjon og annen langdistansekommunikasjon. Valget av modulasjonstype kommer blant annet an på hva slags utstyr man har tilgjengelig (kraftig sender, svak sender, (u)presis timing, mye/lite gain i antennen?), støynivået og ikke minst hvilken FEC-rate og –type man legger seg på, til å rette opp når modulasjonen er i grenseland for hva som mottas riktig i andre enden. For digitalt bakkenett med «uendelig» effekt, perfekt timing og et eiendomsmeglersteinkast til mottakerne kan man kline til med 256 QAM og 5/6 FEC, for en liten parabol med 4 W BUC er man gjerne begrenset til 4 QAM 1/2 FEC for at dataene skal bli brukbare i andre enden.
Gain: Hvor mye mer energi får man enn om man brukte en isotropisk antenne? Måles i dBi, altså decibel isotropic. Har du 4 W ut av selve senderen, og 3 dBi gain i optimal retning, vil en mottaker i denne optimale retningen motta et like sterkt signal som om du hadde 8 W sender og en isotropisk antenne, siden dB er en logaritmisk enhet hvor 3 dB representerer en dobling. Når en stor parabol gjerne har en gain på 40 (!) dBi blir det gjerne forståelig at selv en puslete liten sender på 8 W kan bli mottatt klart og tydelig på satellitten etter sin 35,768 km lange ferd gjennom atmosfære og verdensrom. Gain stiger med frekvens, så en og samme parabol kan ha vesentlig høyere gain på Ku-bånd enn på C-bånd.
HPA: High-power amplifier. Jobber oftest sammen med en converter, hvor den får et signal på riktig RF-frekvens, så tar den det inn, forsterker det, og sender det ut som stråling, oftest inn i en waveguide som formidler strålingen videre til en feed.
LO: Local oscillator. En frekvens som bor integrert i utstyr som BUC og LNB. Brukes når utstyret konverterer mellom RF-frekvens og mellomfrekvens. Mye utstyr, spesielt LNB og C-bånds BUC leveres med flere valgbare LO-frekvenser, slik at man kan kjapt omkonfigurere etter behov, istedenfor å måtte bytte hele enheten. Et skip som seiler fra Korea til Norge og bruker Ku-bånd ville med kun ett bånd på hver LNB måtte bytte LNB titt og ofte innen de var fremme, pga ulike verdensdelers tolkning av nøyaktig hvordan Ku-bånd skal brukes.
LNA: Low-noise amplifier. Tar et innkommende signal på RF-frekvens og forsterker det voldsomt, slik at det kan gå et lite stykke gjennom kobberkabel uten å absorberes fullstendig. Brukes sammen med converter på gamle satellittsystemer.
LNB: Low-noise block downconverter. Tar et innkommende signal på RF-frekvens og konverterer til en mellomfrekvens som sendes ned til modemet på coaxkabel. Billig og enkel sak, har vanligvis bare én kabel tilkoblet, en coax fra modemet som mater den med DC I området 13 til 19 Volt, og så leverer den mellomfrekvensen inn på same kabel. Å bytte LO kan være så enkelt som å justere spenningen, for eksempel kan en Ku-bånd LNB bruke 9750 MHz når spenningen er 13-15 Volt, og hoppe til 10600 MHz hvis spenningen er 17-19 Volt, med en ubrukt «grensesone» på 15-17 Volt.
Regneeksempel:
11800 MHz RF-frekvens – 10600 MHz LO-frekvens = 1200 MHz mellomfrekvens
Modem: Modulator/demodulator. Dings som konverterer mellom et rent digitalt signal, for eksempel IP-trafikk på en vanlig nettverkskabel, og et modulert radiosignal på coaxkabel, egnet for sending over radio. Kan stilles inn på ulike modulasjoner og FEC ut fra situasjonens/øvrig utstyrs egenskaper.
MPA: Medium-power amplifier. Se HPA.
Multipath: Det som skjer når stråling treffer en reflekterende flate nær antennen før den treffer selve antennen, slik at antennens LNB får både det riktige signalet og et ekstra signal som er litt forsinket og gir støy.
Polarisasjon: ”Forming” av radiobølgene. To hovedtyper, lineær og sirkulær. Lineær deles igjen i vertikal og horisontal, mens sirkulær skrur mot høyre eller venstre. Begge ender av en forbindelse må bruke samme type, for eksempel at lineær vertikal utsending blir mottatt av en antenne satt opp for lineært vertikalt mottak. Formålet med slik forming er at akkurat samme frekvens kan gjenbrukes av noen andre på samme satellitt, bare med motsatt polarisasjon.
Vanligvis benyttes det på L, C og Ka-bånd sirkulær polarisasjon, noe som ikke gir like god isolasjon mot forstyrrelse fra motsatt (høyre/venstre) polarisasjon som en korrekt justert lineær polarisasjon (vertikal/horisontal). Imidlertid vil en feiljustert lineær polarisert feed kunne prestere veldig mye dårligere enn en sirkulær feed, og siden så mange installatører gir blanke i korrekt justering av lineære feeds på Ku-bånd opplever man i praksis i noen regioner at man tar inn mye støy fra motsatt polarisasjon.
Radiolinje: Ekstremt retningsbestemt radio. Paraboler vendt direkte mot hverandre, uten å gå omveien om satellitt. Høy datarate, veldig mye enklere enn å trekke kabel på samme strekning, spesielt i fjellet og på sjøen, men rekkevidden er begrenset av at jorden faktisk, til tross for hva enkelte kommentarfeltfantom hevder med overbevisning, er rund. I noen tilfeller plasserer man radiolinjeenhetene veldig høyt opp for å vinne litt ekstra rekkevidde. Når alt annet slår feil, bytt til troposcatter.
SSPA: Solid State Power Amplifier. Teknisk ulik en TWTA, men gjør samme jobben. Se HPA.
Troposcatter: Fantastisk system, satellittkommunikasjon uten satellitt. Bruker parabolantenner og ekstremt kraftige sendere, så sikter man inn mot et nøye beregnet punkt på himmelen, og fyrer løs. Fugler som kommer i veien vil umiddelbart bli æresmedlemmer i kreftforeningen. Virkemåten er at i øvre deler av troposfæren vil radiosendinger mer eller mindre tilfeldig reflekteres, så ved å måke på med enormt mye effekt i en tynn stråle vil en brukbar andel reflekteres til motsatt stasjon i systemet.
Var tidligere brukt på britisk sektor i Nordsjøen, samt en del NATO-anlegg. Nesten utelukkende av militær interesse i dag, for de aller fleste gjør satellitt (eller undersjøiske kabler) jobben, og med tanke på hvilke følelser et så brutalt anlegg utløser hos sivile myndigheters post- og teletilsyn er det en fordel for operatøren å ha tilgang på tunge våpen.
TWTA: Gammeldags type HPA, har andre egenskaper enn den vanligere SSPA, og brukes i visse nisjer.
Waveguide: Hult rør som leder radiostråling. Rektangulært tverrsnitt. Finnes i fleksible utgaver, samt spesielle vinkelenheter for å gå rundt hjørner. Gjør det mulig å montere sendeutstyr på et «praktisk» sted, istedenfor direkte på feed. I praksis ser man ofte at sendeutstyret er montert på baksiden av parabolen, og bruker waveguide for å formidle strålingen frem til feed. I noen tilfeller brukes det ekstremt god kabel til å føre frem signalet til feeden, hvor det stråles ut igjen i luft, men signaltapet på høye RF-frekvenser er så stort at dette blir mindre og mindre aktuelt.
Antenne: Dingsen hvor strålingen kommer ut fra, evt fanges opp av. Finnes i utallige typer, jeg tar bare for meg to hovedtyper, og en type som ikke finnes *ond latter, stryking på hvit katt*
Rundstråle: Sender likt i alle retninger, hvis man tenker to dimensjoner. Har du en enkel pisk/stav som står loddrett ville en tegning av sendeffekten lignet på en kakeboks, med pisken i midten. Like mye til alle sider, fint lite opp i luften eller ned mot bakken. Veldig greit om du ikke vet hvor motparten din er, eller ønsker å bli hørt av alle. Mekanisk enkel, og det naturlige valget for jegere, politi, røykdykkere, småbåter og alle andre som skal ha noe som bare funker, og ikke trenger å rekke så langt. En avart av dette er en wire som er spent opp horisontalt. Kakeboksen havner da på høykant, og man bør ha et bevisst forhold til retningen til motparten, slik at denne ikke er «oppå lokket» eller «under bunnen» retningsmessig. Rundstråleantenner har relativt lite gain, som en naturlig konsekvens av å spre energien i alle retninger.
Retningsbestemt: Finnes i utallige typer, som observert ved å se diverse «tørkestativ» rettet mot nærmest TV-tårn. For satellittkommunikasjon er parabolantennen klart dominerende. Ekstremt høy gain, og veldig snill mot andre utenfor pekeretningen. Får parabolen bulker blir det elendighet, mottaket er gjerne fortsatt akseptabelt, men noe av den utsendte effekten vil havne helt feil sted og lage støy.
Isotropisk: En imaginær antenne som sender helt likt i alle retninger. Tenk kakeboksen erstattet av en ball. Lar seg ikke bygge i virkeligheten, men er en nyttig teoretisk konstruksjon, fordi man da har et felles referansepunkt alle andre antennetyper kan sammenlignes med – «hvor mye gain har min antennetype i forhold til en isotropisk antenne?»
Antennetuner: Brukes på MF/HF for å «jukse» på antennens størrelse. I utgangspunktet skal antennens lengde matche signalets bølgelengde perfekt, men dette er fullstendig urealistisk på enhver radioenhet som kan variere frekvens, man kan ikke godt ta med avbitertang og loddebolt for å forkorte/forlenge ved hvert frekvensbytte. Antennetuneren er en elektronikkboks som monteres like ved antennen, og via svart magi (cirka) sørger for at antennen til enhver tid opptrer som om den hadde riktig lengde. Uten antennetuner kan radioen ødelegges, da feiltilpasning mellom bølgelengde og antennelengde kan gjøre at utsendt effekt fra radioen (og på MF/HF er flere hundre Watt helt normalt) reflekterer tilbake inn i radioens små følsomme komponenter.
Bane: Hvordan satellitter beveger seg rundt jorden. Det desidert vanligste i sivil satcom er geostasjonær bane, altså at satellitten svever over ekvator i det såkalte Clarke-beltet og bruker et døgn på en runde. Resultatet er elegant nok at satellitten fra jorden ser ut til å stå dønn i ro, den endrer hverken lengdegrad eller breddegrad, og er svært enkel å peke på. Ulemper inkluderer et begrenset antall plasser, siden samtlige må ligge på ekvator og dessuten ha en grei innbyrdes avstand, typisk 2º sett fra jorden. Videre er Clarke-beltet høyt oppe, 35,768 km over bakken, noe som gjør at man trenger mye effekt (i praksis en parabolantenne og en passe saftig sender) for å bli hørt av satellitten, og at flytiden til og fra satellitten er så lang at det merkes tydelig i telefonsamtaler, moderne EDB-ungdom kjenner dette som «ping», det er knapt mulig å komme under 550 ms.
Mellombane brukes av enkelte systemer, blant annet GPS. Satellittene står ikke lenger i ro sett fra jorden, men er også såpass mye nærmere at man kan nå dem uten så veldig retningsbestemte antenner, altså kan man ha en antenne som ikke trenger å pekes aktivt mot satellitten, og står pent i ro uansett hvilken satellitt den snakker med. Brukes av GPS og andre navigasjonssystemer, og dessuten av at nytt kommunikasjonssystem kalt O3b («Other 3 billion», spiller på de 3 milliardene mennesker som bor steder hvor bredbånd ikke er tilgjengelig på normal måte), samt diverse forskningsdingser. En ulempe med mellombane er at man trenger «handover», altså at man kan oppleve brudd i overgangen når satellitten man brukte forsvinner i horisonten, og man ikke er pålogget neste satellitt som har kommet over motsatt horisont. Operatørene av satellittene må også ha mange jordstasjoner, slik at enhver satellitt til enhver tid kan se en jordstasjon de kan sende opplastede data videre til.
Lavbane er veldig nær bakken igjen, kanskje 400 km eller lavere. Spionsatellitter bruker disse banene siden nærhet til jorden gir bedre bilder, og kortere omløpstid rundt jorden (90 minutt, typisk) gjør at det aldri er lenge til neste passering over et interessant område. Iridium baserer seg på lavbanesatellitter, noe som gjør det mulig for Iridiumtelefoner å ikke være mye større enn gårsdagens Nokiamobiler, og ha helt «dumme» antenner som stråler i alle retninger. Kommunikasjon over lavbanesatellitter krever ganske hyppige «handover», og ville krevd et enormt antall jordstasjoner om ikke satellittene også kommuniserte innbyrdes. Satellittene holder rett og slett oversikt over sine nærmeste naboer, og når de selv ikke kan se en jordstasjoner sender de dataene videre til en nabo som kan, eller som i hvert fall er nærmere, og igjen kan sende videre til noen som ser en jordstasjon. Følgelig kan forsinkelsen være alt fra umerkelig til like ille som geostasjonær, alt etter hvor mange hopp det blir før dataene kommer ned på jorden.
BUC: Block Upconverter. Moderne sendeutstyr. Man mater en BUC med strøm og et modulert radiosignal (levert av et modem) på en mellomfrekvens i L-bånd, så kombinerer man radiosignalets mellomfrekvens med BUCens LO-frekvens og får RF-frekvens, dette signalet forsterkes kraftig og stråles typisk ut gjennom en waveguide.
En BUC vil være tilpasset et bestemt bånd og være enten invertert eller ikke-invertert/normal (hvordan den kombinerer LO-frekvens og mellomfrekvens), man kan ikke fritt benytte ulike bånd på en antenne uten å bytte ut en rekke komponenter, herunder BUC.
Regneeksempler:
Invertert BUC, C-bånd: 7600 MHz LO – 1500 MHz mellomfrekvens = 5900 MHz RF-frekvens
Ikke-invertert BUC, Ku-bånd: 12800 MHz LO + 1500 MHz mellomfrekvens = 14300 MHz RF-frekvens
Det man primært ser etter i en BUC er hvilket bånd den går på, og hvor mange Watt sendeeffekt den har. Veldig grovt regnet kan man si at BUCens strømforbruk er 10 ganger sendeffekten, altså en «8 Watt BUC» vil kreve ca 80 Watt i operasjon.
Når man setter opp et linkbudsjett vil man kunne kompensere for en liten BUC ved å bruke en stor parabol med mye gain, eller kompensere for en liten parabol ved å bruke en stor BUC. Man trenger at en viss effekt treffer satellitten, hvordan man oppnår det er av underordnet betydning.
Alternativ til BUC er å kombinere en Converter og en HPA/SSPA/TWTA/MPA.
Båndbredde: Hvor mange Hz/kHz/Mhz en radiobærer legger beslag på. Sier noe, men ikke alt, om hvilken datarate radioforbindelsen kan formidle. Må ikke forveksles med datarate, selv om alle gjør det.
Code-division multiple access: Ekkel greie oppfunnet i Sovjetunionen. Baserer seg på at alle får sende samtidig, men at hver har en unik kode, som gjennom avansert matematikk lar modemene dekode riktig signal ut av helheten. Se for deg at du er på fest på ambassaden. Mange snakker samtidig, på mange ulike språk, men siden du legger an på en lokalt ansatt kan dere snakke norsk og forstå hverandre, selv om utlendingene ved siden av snakker minst like høyt og samtidig. Må ikke forveksles med MDMA – MDMA *er* ulovlig, CDMA *burde* vært det. Se FDMA, TDMA.
Converter: En ren frekvensomformer. Benyttes på eldre satellittsystemer som har 70/140 MHz mellomfrekvens. Håndterer konverteringen mellom mellomfrekvens og RF-frekvens. Samarbeider med en HPA/SSPA/TWTA/MPA om sending og med en LNA om mottak.
Datarate: Hvor mange bits/sekund man faktisk sender/mottar over radioforbindelsen, inkludert «vaktmesterdata» uten interesse for sluttbruker. Når jeg blir diktator vanker det buksevann på folk som forveksler med båndbredde. Ikke det samme som informasjonsrate.
FDMA: Frequency-division multiple access. Rett og slett at radiobrukere tildeles ulike frekvenser for å ikke forstyrre hverandre, og står fritt til å sende på denne frekvensen kontinuerlig. Historisk den dominerende løsningen, veldig enkel å sette opp, men ikke like enkel å tilpasse dynamisk etter behov som TDMA.
FEC: Forward Error Correction. Nynorsk uttrykk for å sende ekstra data for å gjøre overføringen mer robust, ved at modemet hos mottakeren i de fleste tilfeller klarer å gjette hva som var ment. Som et ekstremt banalt eksempel kan man sende alle bits 3 ganger på rad, slik at 1 0 1 1 blir sendt som 111 000 111 111. Hvis mottakeren, innstilt på alle bits skal sendes 3 ganger på rad, på grunn av støy, dårlig LNB eller dårlig kabling mottar 111 000 110 111, vil den med rimelig stor grav av sikkerhet gjette at gruppe 1, 2 og 4 er i helt ok (sannsynligheten for å snu 3 bits på rad er meget lav), og gjette at gruppe 3 skulle vært 111 og ikke 000, siden sannsynligheten for å snu 2 bits er lavere enn for å snu 1 bit.
Andelen meningsfulle data angis som FEC-rate, altså med en FEC-rate på 6/7 vil 6 av 7 bits være «ordentlige» data, mens resten er tilleggsdata ment for FEC-operasjon.
Feed: Hodet på en parabol, plassert i nøyaktig riktig sted. Her er gjerne en LNB montert for å motta innkommende signal, og bortover mot baksiden av parabolen går en waveguide som formidler utsendt signal fra sendeelektronikken, gjerne en BUC, slik at den kan stråle ut av feeden fra riktig utgangspunktet og treffe satellitten.
Feeder vil variere ut fra hvilken frekvens de er ment for, samt hva slags polarisasjon de skal bruke. Er de ment for lineær polarisasjon vil de ha justeringsmuligheter for å roteres slik at horisontal/vertikal blir riktig, mens feeder for sirkulær polarisasjon oftest bygges for den ene eller andre orienteringen på fabrikken.
Frekvens: Angitt i Hz, kHz, MHz, GHz… Hvilken «kanal» man ligger på. Deles inn i bånd, hvor frekvenser innenfor samme bånd regnes for å ha grovt sett de samme egenskapene, og så velger man bånd ut fra hvilke egenskaper man trenger, og til dels hva man får tilgang på av myndigheter.
Merk at ulike navn på båndene finnes, og det samme navnet kan være definert med ulike grenser etter hvem som definerer det. Her brukes til dels sivile maritime konvensjoner, til dels IEEE-definisjoner.
LF – low frequency/langbølge: Brukes til sære greier. Ofte frekvenser på noen hundre kilohertz. Svært lav datarate (lite plass til innhold). Vil i merkbar grad følge jordens krumming, noe som gir langbølgesendinger god rekkevidde. Skikkelig lave frekvenser, noen titalls kilohertz og nedover, vil gå gjennom sjøvann, og kan mottas av ubåter, ofte en ordre om å komme opp til hvor de kan nås med «fornuftig» samband.
MF – medium frequency/mellombølge: Det lavest praktisk anvendelige båndet for vanlige folk, og en påbudt form for nødkommunikasjon for skip som ikke kun holder seg langs kysten. Frekvenser opp til 4 MHz (maritim definisjon av MF), effektiv rekkevidde på noen hundre km.
HF – high frequency/kortbølge: Til dels utgått maritimt, erstattet av satellitt, men fortsatt aktuelt i polare strøk, og populært til militær bruk og brukere som av ulike grunner (økonomi…) avstår fra satellittkommunikasjon. I motsetning til MF kan man forvente at signalet spretter opp og ned mellom sjøen (evt bakken) og ionosfæren, og således kan man rekke over hele verden, hvis forholdene er gode. Tid på døgnet, solflekkaktivitet, nordlys og diverse andre mystiske greier vil påvirke forholdene. 4-30 MHz.
VHF: Brukes til vanlig radiokringkasting på FM, samt til kortdistansekommunikasjon for skip, fly og mye annet moro. I likhet med HF vil den «sprette godt» og i teorien tillate langdistansekommunikasjon gjennom refleksjon, men i praksis blir den i for stor grad absorbert og forsvinner, så man er vanligvis begrenset til line-of-sight. 30-300 MHz.
Noen satellittsystemer omtales som «IF-systemer», disse opererer gjerne med en mellomfrekvens på rundt 70 eller 140 MHz internt i kablene mellom modem og antenneutstyr, og så konverteres det til RF-frekvens inni antenneutstyret. Fordelen med et IF-system er veldig lavt signaltap i kablene, og at man kan få ting til å fungere med veldig dårlige kabler. Ulempen er mer komplisert antenneutstyr og mer dill med konfigurasjon.
UHF: TV-kringkasting, kommunikasjon på korte avstander. Litt ulike definisjoner, men i hvert fall over 300 MHz.
L-bånd: Her begynner satellittgreiene. Noen systemer, som GPS, Iridium og klassisk Inmarsat, bruker L-bånd som sin RF-frekvens, altså den som faktisk blir strålt mellom satellitter og brukere på bakken. Av de typiske satellittbåndene er L-bånd den som har minst demping i regn og snø, noe som gjør at systemer på L-bånd ofte fortsetter å fungere når «vanlig» satellittkommunikasjon på høyere bånd kneler i dårlig vær. L-båndsystemer har forbausende små antenner, den relativt lave frekvensen tatt i betraktning, men tilbyr også langt lavere datarater enn VSAT.
Det andre store bruksområdet for L-bånd er som mellomfrekvens i kablene mellom modem og antenneutstyr, altså den moderne erstatningen for «IF». Antenneutstyret holdes enkelt og smått, konfigurasjon er lite dill, men L-bånd har såpass mye tap i kobberkabler at man må ha høy kvalitet på kablene, og korte strekk. Høyere bånd enn L-bånd regnes for å ha så stort tap at det i praksis er ubrukelig for overføring gjennom kobber.
Frekvensområdet for L-bånd er ca 1-2 GHz, på VSAT ser man i praksis 950-2150 MHz.
S-bånd: I liten grad benyttet til kommunikasjon over avstand. Brukes av Sirius XM satellittradiokringkasting, og ellers er jo 2.4 GHz som kjent brukt av WiFi. I maritim sammenheng er S-bånd mest brukt til radar, hvor det benyttes på store radarer på rundt 3 GHz og ofte omtales som «10 centimeter» pga bølgelengden. Bedre ytelse enn X-bånd radar i dårlig vær.
C-bånd: Tradisjonelt mye benyttet til satellittkommunikasjon, og amerikanere synes det er greit å kringkaste TV på det. Mindre interessant for brukere hvor plass/vekt er et problem, da paraboler for C-bånd ofte har en diameter på 2.4 meter eller mer (og så kommer en beskyttelseskuppel på kanskje 3.6 meter utenpå), og skipsantenner inkludert alt av motorer kan veie opp mot et halvt tonn, noe som passer heller dårlig i masten på en liten tråler. Båndet er ca 4-8 GHz, hvor det vanligste er å legge brukerens (skipet/bygget) mottak nær bunnen av frekvensområdet, rundt 4 GHz, mens brukeren sender opp på rundt 6 GHz, og området i midten, på ca 5 GHz, brukes til helt andre ting, som militære anlegg, forskning, Kongsbergs «RADius» for dynamisk posisjonering (5.5 GHz) og bakkebasert radiolinje eller troposcatter. Nettopp av hensyn til å unngå forstyrrelser på radiolinje er det strenge begrensninger på hvor sterkt man får sende C-bånd fra satellitt, noe som begrenser nytteverdien av det. Typisk sendeeffekt fra en BUC på C-bånd er i området 25-200 Watt.
X-bånd: Brukes til militær satellittkommunikasjon på rundt 8 GHz, en oase fri for interferens fra feiljusterte private anlegg. Svært utbredt også til sivil skipsfart, inkludert fritidsfartøy, til radarbruk. Alle vanlige båtradarer går på X-bånd på ca 10 GHz, populært kalt «3 centimeter» pga bølgelengden.
Ku-bånd: Satellittkommunikasjonens svar på Rema 1000 i sentrum på kveldstid. Billig, lettvint, og belastet. Her foregår TV-kringkasting og kommunikasjon i enorme mengder. Ku-bånd var det som gjorde satellitt tilgjengelig for «folket». Parabolene er ofte så små som 1 meter, noen er helt nede i 60 cm, med totalvekt under 100 for de minste skipssystemene, som betyr at ganske alminnelige fiskebåter og store lystbåter kan få en kule på taket. Typisk sendeeffekt fra en BUC på Ku-bånd er 4-50 Watt.
Historisk kuriositet: Egentlig hadde glupingene i hvite frakker (fysikere, ikke psykiatere) bare definert K-bånd ved å kaste ut noen tall, flere tiår før man hadde teknologien til å bruke frekvensene til radio, og så oppdaget man at området 18-26.5 GHz var mer eller mindre ubrukelig fordi det absorberes av vanndamp, som atmosfæren inneholder mye av, selv på trygg avstand fra Bergen. Dermed spesifiserte man Ku, K-under, som det nedre brukbare området, og Ka, K-above, som det øvre brukbare området.
Dagsaktuell plage: «Alle» og hans svigermor har råd til, og «kompetanse» til, å sette opp et Ku-system. Ku benytter også lineær polarisasjon, som betyr at antenner må kalibreres riktig for å unngå forstyrrelser for andre brukere på motsatt pol. «Alle», og spesielt hans svigermor, vet ikke hvordan de kalibrerer, og skjønner ikke hvorfor de skal gidde, for de mottar jo helt fint selv. Resultatet er at Ku-bånd er meget plaget med støy i form av «kryss-pol», hvorpå alle skrur opp sendeeffekten sin for å komme seg over støygulvet, og når disse samme løkrullene fortsatt er feilkalibrert bidrar de til å heve det samme støygulvet. Denne onde spiralen er, i likhet med å parkere biler med fronten inn, sånt som i mitt hode legitimerer folkemord.
Regn og snø plager Ku-bånd mye mer enn C-bånd, og mot bunnen av båndet er det ikke uvanlig at skip opplever støy fra X-bånd radar, siden radaren sender veldig bredt ut. En ting Ku er bra på er veldig presise «beams» fra satellitten, altså at man kan ha nokså skarpe skiller mellom ulike regioner, og gjenbruke frekvenser på tvers av regioner, slik at satellitten kan operere på større båndbredde enn hva som ville vært mulig om alle brukere lå i samme beam.
For Ku-bånd har man som C-bånd lagt brukerens mottak lavt og brukerens sending høyt, henholdsvis ca 10.6-12.5 GHz, og ca 13.7-14.5 Ghz, med litt regionale forskjeller.
K-bånd: Som nevnt under Ku, ca ubrukelig, i hvert fall til brukere på jorden. Brukes mellom enkelte satellitter, siden de ikke trenger å bry seg om atmosfærisk vanndamp, og de slipper å legge beslag på mer verdifulle frekvenser.
Ka-bånd: Det nye flotte. Enda mindre og lettere antenner enn Ku-bånd (<40 kg for en maritim parabol i kuppel), enda høyere frekvenser med store jomfruelige blokker tilgjengelig, hvor man kan legge opp til høy båndbredde med tilhørende høy datarate. Enda skarpere skiller enn Ku-bånd, slik at en satellitt ikke bare kan gjenbruke frekvenser over en håndfull regionale beams type «Middelhavet», «Nordsjøen og Norskehavet» og «Ural», men faktisk kan flere titalls, helt ned på nasjonalt nivå som «Egypt – nord» og «Egypt – sør», med massivt gjenbruk av frekvenser.
Stort sett sirkulær polarisasjon, som takket være den høye frekvensen likevel gir god isolasjon mellom polene, og i kraft av å være sirkulær og dermed «ferdig ut av boksen» slipper man Ku-båndets plager med feiljustert lineær polarisasjon.
Informasjonsrate: Hvor kjapt man får «nyttige» data over forbindelsen. Dette er altså hvor mye modemet formidler til/fra brukerens utstyr, i motsetningen til dataraten, som også inkluderer interne data som statusoppdateringer mellom modemene og «vaktmestertjenester» som å be modemet justere frekvens eller sendeeffekt, men er uten interesse for sluttbruker.
Linkbudsjett: Beregning av alt rundt en satellittforbindelse. Hvor mye gain og hvor stor BUC har vi? Hvor mye gain og hvor stor BUC har motsatt ende? Hvor mye tap i kablene? Hvor mye tap i atmosfæren? Hvilke frekvensbånd bruker vi? Hvor mye egenstøy er det i utstyret?
Mellomfrekvens: En frekvens, typisk betydelig lavere enn den man ønsker å sende ut, RF-frekvens, som utstyret jobber med internt. Er gjerne lav nok til å ikke være følsom for dårlige kabler og kontakter, men må konverteres opp før den kan stråles ut. I moderne tid er L-bånd mye brukt på satellittutstyr, som delvis har overtatt for 70 og 140 MHz.
Modulasjon: Med mindre man bedriver telegrafi er det uinteressant å bare ta opp og ned en ren bærefrekvens, man må også legge innhold inn på den. Ørten typer modulasjon finnes, alle har hørt om FM (frekvensmodulering) og AM (amplitudemodulering) for analog radio, og til digital dataoverføring er det vanlig med PSK (phase-shift keying, altså manipulering av bærebølgens fase) og QAM (quadratic amplitude modulation, en komplisert betegnelse på kombinert fase- og amplitudemodulering).
Ofte setter man et tall foran, som 8 PSK, eller 16 QAM, for å indikere hvor mange mulige betydninger man modulerer inn på én Hertz. Desto flere nivåer, desto høyere sendestyrke og mer presist utstyr behøves for at de skal kunne skilles riktig fra hverandre hos mottaker. Med 4 PSK har man 4 mulige betydninger, digitalt gir dette 2 bits: 00 01 10 11. For 8 PSK er det 3 bits: 000 001 010 011 100 101 110 111. Slik fortsetter det, 16 nivå gir 4 bits, 32 nivå gir 5 bits osv.
Med 1000 Hertz og 8 PSK kan man i teorien sende 3000 bits/sekund, og med 6/7 FEC havner man på 3000 * 6/7 = 2571 bits/sekund effektiv datarate.
I praksis opererer man med mye høyere modulasjonsnivå på radiolinje og kortdistansesystemer som TV-kringkastingens digitale bakkenett enn på satellittkommunikasjon og annen langdistansekommunikasjon. Valget av modulasjonstype kommer blant annet an på hva slags utstyr man har tilgjengelig (kraftig sender, svak sender, (u)presis timing, mye/lite gain i antennen?), støynivået og ikke minst hvilken FEC-rate og –type man legger seg på, til å rette opp når modulasjonen er i grenseland for hva som mottas riktig i andre enden. For digitalt bakkenett med «uendelig» effekt, perfekt timing og et eiendomsmeglersteinkast til mottakerne kan man kline til med 256 QAM og 5/6 FEC, for en liten parabol med 4 W BUC er man gjerne begrenset til 4 QAM 1/2 FEC for at dataene skal bli brukbare i andre enden.
Gain: Hvor mye mer energi får man enn om man brukte en isotropisk antenne? Måles i dBi, altså decibel isotropic. Har du 4 W ut av selve senderen, og 3 dBi gain i optimal retning, vil en mottaker i denne optimale retningen motta et like sterkt signal som om du hadde 8 W sender og en isotropisk antenne, siden dB er en logaritmisk enhet hvor 3 dB representerer en dobling. Når en stor parabol gjerne har en gain på 40 (!) dBi blir det gjerne forståelig at selv en puslete liten sender på 8 W kan bli mottatt klart og tydelig på satellitten etter sin 35,768 km lange ferd gjennom atmosfære og verdensrom. Gain stiger med frekvens, så en og samme parabol kan ha vesentlig høyere gain på Ku-bånd enn på C-bånd.
HPA: High-power amplifier. Jobber oftest sammen med en converter, hvor den får et signal på riktig RF-frekvens, så tar den det inn, forsterker det, og sender det ut som stråling, oftest inn i en waveguide som formidler strålingen videre til en feed.
LO: Local oscillator. En frekvens som bor integrert i utstyr som BUC og LNB. Brukes når utstyret konverterer mellom RF-frekvens og mellomfrekvens. Mye utstyr, spesielt LNB og C-bånds BUC leveres med flere valgbare LO-frekvenser, slik at man kan kjapt omkonfigurere etter behov, istedenfor å måtte bytte hele enheten. Et skip som seiler fra Korea til Norge og bruker Ku-bånd ville med kun ett bånd på hver LNB måtte bytte LNB titt og ofte innen de var fremme, pga ulike verdensdelers tolkning av nøyaktig hvordan Ku-bånd skal brukes.
LNA: Low-noise amplifier. Tar et innkommende signal på RF-frekvens og forsterker det voldsomt, slik at det kan gå et lite stykke gjennom kobberkabel uten å absorberes fullstendig. Brukes sammen med converter på gamle satellittsystemer.
LNB: Low-noise block downconverter. Tar et innkommende signal på RF-frekvens og konverterer til en mellomfrekvens som sendes ned til modemet på coaxkabel. Billig og enkel sak, har vanligvis bare én kabel tilkoblet, en coax fra modemet som mater den med DC I området 13 til 19 Volt, og så leverer den mellomfrekvensen inn på same kabel. Å bytte LO kan være så enkelt som å justere spenningen, for eksempel kan en Ku-bånd LNB bruke 9750 MHz når spenningen er 13-15 Volt, og hoppe til 10600 MHz hvis spenningen er 17-19 Volt, med en ubrukt «grensesone» på 15-17 Volt.
Regneeksempel:
11800 MHz RF-frekvens – 10600 MHz LO-frekvens = 1200 MHz mellomfrekvens
Modem: Modulator/demodulator. Dings som konverterer mellom et rent digitalt signal, for eksempel IP-trafikk på en vanlig nettverkskabel, og et modulert radiosignal på coaxkabel, egnet for sending over radio. Kan stilles inn på ulike modulasjoner og FEC ut fra situasjonens/øvrig utstyrs egenskaper.
MPA: Medium-power amplifier. Se HPA.
Multipath: Det som skjer når stråling treffer en reflekterende flate nær antennen før den treffer selve antennen, slik at antennens LNB får både det riktige signalet og et ekstra signal som er litt forsinket og gir støy.
Polarisasjon: ”Forming” av radiobølgene. To hovedtyper, lineær og sirkulær. Lineær deles igjen i vertikal og horisontal, mens sirkulær skrur mot høyre eller venstre. Begge ender av en forbindelse må bruke samme type, for eksempel at lineær vertikal utsending blir mottatt av en antenne satt opp for lineært vertikalt mottak. Formålet med slik forming er at akkurat samme frekvens kan gjenbrukes av noen andre på samme satellitt, bare med motsatt polarisasjon.
Vanligvis benyttes det på L, C og Ka-bånd sirkulær polarisasjon, noe som ikke gir like god isolasjon mot forstyrrelse fra motsatt (høyre/venstre) polarisasjon som en korrekt justert lineær polarisasjon (vertikal/horisontal). Imidlertid vil en feiljustert lineær polarisert feed kunne prestere veldig mye dårligere enn en sirkulær feed, og siden så mange installatører gir blanke i korrekt justering av lineære feeds på Ku-bånd opplever man i praksis i noen regioner at man tar inn mye støy fra motsatt polarisasjon.
Radiolinje: Ekstremt retningsbestemt radio. Paraboler vendt direkte mot hverandre, uten å gå omveien om satellitt. Høy datarate, veldig mye enklere enn å trekke kabel på samme strekning, spesielt i fjellet og på sjøen, men rekkevidden er begrenset av at jorden faktisk, til tross for hva enkelte kommentarfeltfantom hevder med overbevisning, er rund. I noen tilfeller plasserer man radiolinjeenhetene veldig høyt opp for å vinne litt ekstra rekkevidde. Når alt annet slår feil, bytt til troposcatter.
SSPA: Solid State Power Amplifier. Teknisk ulik en TWTA, men gjør samme jobben. Se HPA.
Troposcatter: Fantastisk system, satellittkommunikasjon uten satellitt. Bruker parabolantenner og ekstremt kraftige sendere, så sikter man inn mot et nøye beregnet punkt på himmelen, og fyrer løs. Fugler som kommer i veien vil umiddelbart bli æresmedlemmer i kreftforeningen. Virkemåten er at i øvre deler av troposfæren vil radiosendinger mer eller mindre tilfeldig reflekteres, så ved å måke på med enormt mye effekt i en tynn stråle vil en brukbar andel reflekteres til motsatt stasjon i systemet.
Var tidligere brukt på britisk sektor i Nordsjøen, samt en del NATO-anlegg. Nesten utelukkende av militær interesse i dag, for de aller fleste gjør satellitt (eller undersjøiske kabler) jobben, og med tanke på hvilke følelser et så brutalt anlegg utløser hos sivile myndigheters post- og teletilsyn er det en fordel for operatøren å ha tilgang på tunge våpen.
TWTA: Gammeldags type HPA, har andre egenskaper enn den vanligere SSPA, og brukes i visse nisjer.
Waveguide: Hult rør som leder radiostråling. Rektangulært tverrsnitt. Finnes i fleksible utgaver, samt spesielle vinkelenheter for å gå rundt hjørner. Gjør det mulig å montere sendeutstyr på et «praktisk» sted, istedenfor direkte på feed. I praksis ser man ofte at sendeutstyret er montert på baksiden av parabolen, og bruker waveguide for å formidle strålingen frem til feed. I noen tilfeller brukes det ekstremt god kabel til å føre frem signalet til feeden, hvor det stråles ut igjen i luft, men signaltapet på høye RF-frekvenser er så stort at dette blir mindre og mindre aktuelt.
Kommentér