מאת: אריק וינשטיין. חלק גדול מהתקשורת הלוויינית היום מבוצעת בתחומי תדרים גיגה-הרץ בהתאמה) ובד”כ משמשים לשידורי טלוויזיה דיגיטלית. כאשר מדברים על תקשורת נתונים, השימוש התחומי תדר אלו מספק רוחב פס צר יחסית למשתמשי הקצה: 1-2Mbps שנחשב נמוך למדי. התעבורה באינטרנט ההולכת וגדלה בצורה דרמטית (יש המכנים זאת כצונאמי) מכמה סיבות, כשהעיקריות הם שידור ווידאו ומולטימדיה ברשת וכן הגידול בכמות ההתקנים הניידים המקושרים כמו טלפונים חכמים ומחשבי לוח. המגמה להגדיל את קיבולת ערוצי התקשורת בטכנולוגיות קוויות כמו DSL, כבלים ותקשורת אופטית לא פסחה גם על התקשורת הלוויינית ודרישת השוק היא להגדיל לפחות בסדר גודל את רוחב הפס למשתמשי הקצה ל- 10-20Mbps. כתוצאה מדרישה זו להגדלת קיבולת הערוצים הלוויינים וכתוצאה מזה שרב הקיבולת בתחום Ku בלוויינים גיאוסטציונריים נוצלה כמעט עד תומה , השימוש בתחום Ka הפך לבחירה המובילה להשקת ערוצים חדשים עם קיבולת גדולה. התדרים בתחום Ka הם 30GHz לערוץ עולה (uplink) ו-20GHz בערוץ יורד (downlink).
חברת גילת רשתות לוויין הישראלית החלה זה מכבר בפיתוח מערכות לתחום Ka, ואת הפעילות מוביל דורון אלינב – סגן נשיא לפרויקטים אסטרטגים בתחום Ka.
איור-1: חלוקה לתדרים ואלומות בלווייני Ka
טבלה-1: השוואה טכניקות שידור בין Ka ל- C/Ku
ההבדלים בין תחום
C/Ku ל-Ka
בצורה מסורתית, לוויינים העובדים בתחומי תדר של C ו-Ku מכסים שטחים נרחבים – עד ליבשת שלמה כמו אירופה או אפריקה. אם מדובר בשידורי טלוויזיה (broadcast) למספר רב של משתמשי קצה הרי שיש לזה יתרון. במקרה של שידור תקשורת נתונים, שטחי כיסוי רחבים אלו הופכים לחיסרון – אותו ביט מידע שמשודר למשתמש מסוים משודר במקביל לכל המשתמשים באותו אזור כיסוי, דבר שמקטין את ביצועי ערוץ התקשורת הלווייני כמו גם הרווחיות בכלל.
בניגוד ללוויינים המסורתיים בתחומי C ו-Ku, שעושים חלוקה בתדר בלבד על מנת לשדר כמה ערוצים במקביל ומשדרים באלומה אחת רחבה, הרי שבלווייני Ka () נעשה שימוש גם בחלוקת תדר וגם בחלוקה לאלומות צרות יותר (Multi Spot Beams) כפי שנראה באיור 1. כל תחום תדרים משודר באלומה צרה הממוקדת באזור גיאוגרפי קטן, דבר המאפשר לעשות שימוש באותו פס תדרים לכמה ערוצי תקשורת במקביל אך לאזורים שונים וללא הפרעה הדדית בניהם. השימוש בטכנולוגיית שידור זו מביאה להעלאת קיבולת השידורים עד פי-20 ביחס ללווייני C/Ku ומאפשרת להם להתחרות בשירותי פס רחב בטכנולוגיות אחרות כמו ADSL או 4G/LTE. חיסרון השידור בתחום Ka הוא רגישות גדולה יותר להפרעות מזג אוויר ביחס לשידורים בתחומי תדר נמוכים יותר.
איור 2: שידור מתחנת בסיס (Gataway) לתחנות קצה תוך שימוש באותו תחום תדרים ב-4 אלומות שונות (spot beam)
דורון אלינב: “טכנולוגיית ריבוי אלומות יישומית גם בתחום Ku אך מבחינה מסחרית היא לא נקלטה בשוק כי יתרונותיה לא משמעותיים כמו בתחום Ka. תחום Ka הפך לאטרקטיבי מאד לשחקנים חדשים בתחום אספקת שירותים המבוססים תקשורת לוויינית. כיום לספק חדש קשה מאד לקבל “מיקום שמים” (או Orbitalרבשפה המקצועית) ללוין הפועל בתדרי C/Ku בגלל הצפיפות הגדולה ותקנות הרגולציה הדורשות מרווחים מסוימים בין לוויינים סמוכים. דוגמא לצפיפות הגדולה וחוסר slots ללוויינים חדשים אנו יכולים לראות באירופה בה הלוויינים ממוקמים בזווית הגבהה נמוכה מאד ולכן האנטנות הקרקעיות מכוונות לדרום מערב או לדרום מזרח – כמעט ומקבילות לקרקע, דבר הגורם לאיכות סיגנל נמוכה יותר. בתחום Ka הפעילות היא די בראשיתה כך שיש פחות מגבלות על מיקום הלוויינים”.
ארכיטקטורת המערכת הלוויינית בתחום Ka היא שונה ומורכבת יותר ביחס למערכות הקודמות. הבדל אחד מהותי של רשת בתחום ה-Ka ביחס לרשתות בתחום C/Ku הוא גודלה: אם ברשתות C/Ku אנו מדברים על מאות עד עשרת אלפים משתמשים, הרי שברשתות בתחום Ka אנו מדברים על מאות אלפי משתמשי קצה עד מיליונים. בפרויקט שמבצעת גילת ברוסייה עם חברת שירותי הלוויין המקומית – RTComm, מדובר במערך של 5 לוויינים שמתוכנן לשרת עד כ-2 מיליון משתמשי קצה. רשתות בסדר גודל כזה דורשות ניהול מורכב יותר – יכולות ברמת איכות השירות (QoS) כדי להבטיח שירות איכותי ללקוחות, תמיכה בפרוטוקולים מתקדמים כמו IPv6 ו-MPLS ומערכת ניהול רשת גלובלית. גם ציוד הקצה עובר שינוי – סביר להניח שחלק מהמשתמשים יתקינו את הציוד בעצמם (Do It Yourself) ללא עזרת טכנאי, דבר הדורש קלות בהתקנה עם יכולת סנכרון אוטומטית על אלומת הלוויין לא ציוד בדיקה נלווה.
גודל הרשתות בתחום Ka משפיע גם על ההתייחסות העסקית לפרויקטים – לא עוד אספקת קישוריות לכפר קטן או אזור נידח – כי אם רשת גדולה שיכולה לתת שרות לעיר או פרבר כתחליף לרשת קווית. אופי פרויקטים אלו הובילו את גילת להקים יחידה נפרדת העוסקת בתקשורת לוויינית בתחום Ka.
דורון אלינב:”אנו מתחרים כעת לא רק על קישוריות לכפרים נידחים אלא על ערים גדולות כהשמה וכאלטרנטיבה ל-DSL. מיקומו הגיאוגרפי של הלקוח ביחס למרכז המיתוג של ספק השירות (DSLAM) יכול לגרום בחיבור DSL קווי לקצב נמוך יותר – דבר שמדגיש את יתרונות החיבור הלווייני.”
בחברת גילת 3 פעילויות עסקיות עיקריות: הראשונה היא בתחום האזרחי שבו עסקה החברה מיום הקמתה והוא כולל אספקת טכנולוגיות ופתרונות לספקי שירותי לווין סביב העולם – לתחום זה שייכת גם פעילות ה- Ka. השנייה היא בתחום הצבאי והגנה אזרחית הכוללת פתרונות למערכות ביטחוניות, משטרות, ארגוני הצלה ועוד. הפעילות השלישית היא בתחום מתן שירותי אינטרנט מבוססי לוויין אם לארגונים עסקיים ואם למקומות מרוחקים שדורשים גישה לוויינית. רוב הפעילות של חטיבה זו נעשית בארה”ב, פרו וקולומביה. חברת SES שהיא הספק הגדול באירופה לשירותי לוויין חתמה עם גילת חוזה לאספקת תחנות קרקע וציוד קצה בתחום ה-Ka לאספקת קישוריות אינטרנט לעשרות עד למאות אלפי מנויים באירופה – הרשת תהיה מבצעית עוד השנה.
לסיכום ניתן לומר שהמעבר לשידור בתחום – Ka הוא לא רק המשך טבעי לשידור בתחום Ku כי אם טכנולוגיה שמאפשרת לתקשורת לוויינית להתחרות עם DSL ולהגדיל את השוק באופן משמעותי. כמו כן, היא מקיפה ארכיטקטורה חדשה למערכות לוויין, אתגרים חדשים בטכנולוגיות השידור ובניהול רוחב הפס – וכל זאת כדי לספק ביצועים ורמת שירות ברמה המשתווה לטכנולוגיות הטלקום האחרות.
דורון אלינב חברת גילת
