Syskon med stora skillnader

Den som konstruerar satellitsystem har många frihetsgrader. Det gör att inget system liknar det andra.

I princip är alla system uppbyggda på samma sätt: ett antal satelliter snurrar runt jorden, var och en med ett knippe antenner. Beroende på systemets komplexitet fungerar satelliterna enbart som länk mellan telefonen och markstationen, som i sin tur är ansluten till det fasta telenätet. Alternativt kan satelliten vara intelligent och samtalen kan då kopplas direkt mellan två mobiltelefoner utan att gå via det fasta telenätet.

Höjden avgör antalet

Antalet satelliter i systemet bestäms av omloppsbanans höjd. Det finns tre huvudalternativ: geostationärt (36 000 km), medelhögt (10 300 km) och lågflygande (runt 1 000 km). Alla alternativen har sina för- respektive nackdelar.

I det geostationära alternativet klarar man sig med en handfull satelliter. Det större avståndet kräver dock mycket stora satellitantenner för att få tillräcklig förstärkning och dessutom höga uteffekter. Det stora avståndet gör dessutom att det blir en märkbar fördröjning av talet. Geostationära satelliter kommer därför inte att användas för globala nät med handhållna telefoner.

Låga omloppsbanor på cirka 1 000 km kräver betydligt fler satelliter. I Iridiums lösning blir det hela 66 stycken. Men satelliterna blir mindre och enklare, bland annat blir kraven på antennerna och uteffekt lägre. Det finns också möjlighet att återanvända frekvenserna oftare.

Det tredje alternativet är att placera satelliterna på cirka 10 300 km höjd, som exempelvis ICO valt. Det räcker då med 10 till 18 satelliter. De blir visserligen komplexare än de lågflygande men utan märkbar fördröjning av talet, som för de geostationära.

Kommunicerar sinsemellan

Satelliterna har två kommunikationslänkar: en till mobilerna och en till markstationerna. Iridium och ICO har dessutom länkar mellan satelliterna.

För kommunikationen mellan satelliterna och mobilerna ser frekvensen ut att bli strax under 2 GHz. Problemet för systembyggarna är att samma frekvensband måste vara ledigt i alla länder och dessutom ska operatörerna själva samsas om utrymmet.

Internationella Teleunionen, ITU, har nyligen haft en kongress om frågan och ett förslag på frekvensplan är att vänta under året.

Iridium, Odyssey och Globalstar har dock redan gjort upp om hur den del av spektrum som amerikanska myndigheten FCC frigjort i USA ska fördelas dem emellan.

Iridium och ICO har båda valt en kombination av TDMA/FDMA-access i länken mellan satelliten och telefonen medan Odyssey och Globalstar satsat på CDMA. Valet av accessteknik innebär bland annat att Odyssey och Globalstar kan dela på samma frekvensområde utan att ha sammankopplade system.

För länkarna mellan satelliterna och markstationerna har företagen valt betydligt högre frekvensområden, bland annat används Ka-bandet på 20 GHz.

Vikten för en LEO-satellit är runt 1 000 kg, det dubbla för en MEO och cirka 4 500 kg för en geostationär satellit. Allmänt kan sägas att ju större satelliterna är desto dyrare blir kostnaden för uppskjutningen.