เคยูแบนด์

เคยูแบนด์ () คือย่านหนึ่งของสเปกตรัมคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในย่านความถี่ไมโครเวฟ สัญลักษณ์ Ku หมายถึง "เค-ข้างใต้" (มาจากคำดั้งเดิมในภาษาเยอรมันว่า "Kurz-unten" ซึ่งมีความหมายเดียวกัน) ซึ่งมีความหมายถึงแถบที่อยู่ข้างใต้แถบ K ในการประยุกต์ใช้งานเรดาร์ จะมีช่วงความถี่ครอบคลุมระหว่าง 12-18 GHz ตามคำนิยามทางการของแถบความถี่วิทยุตามมาตรฐาน IEEE 521-2002

เคยูแบนด์ มีการใช้งานโดยทั่วไปในการสื่อสารดาวเทียม ที่สำคัญๆ คือ ดาวเทียมส่งผ่านการติดตามข้อมูล (Tracking Data Relay Satellite) ขององค์การนาซา สำหรับทั้งการติดต่อกับกระสวยอวกาศและการสื่อสารกับสถานีอวกาศนานาชาติ ดาวเทียมแบบเคยูแบนด์ยังมีการใช้งานสำหรับการส่งข้อมูลไปยังที่ห่างไกล เช่นสำหรับเครือข่ายระบบโทรทัศน์ที่ใช้ในการแก้ไขและการออกอากาศ แถบความถี่นี้ยังแบ่งออกเป็นช่วงย่อยอีกหลายช่วงแล้วแต่บริเวณทางภูมิศาสตร์ ซึ่งจัดแบ่งโดยสมาพันธ์การสื่อสารสากล (International Telecommunication Union; ITU) สถานีโทรทัศน์ NBC เป็นเครือข่ายโทรทัศน์แห่งแรกที่ทำการอัพลิงก์รายการส่วนใหญ่ผ่านเคยูแบนด์ในปี ค.ศ. 1983

สัญญาณที่ส่งลงมา จากดาวเทียมที่สามารถรับในประเทศไทย ปัจจุบัน จะมีอยู่ 2 ระบบ คือ ระบบ C-Band และ KU-Band

1. ระบบ C-Band จะส่งคลื่นความถี่กลับมายังโลกในช่วงความถี่ 3.4-4.2 GHz แบบนี้จะมีฟุตปริ้นกว้างสามารถส่งสัญญาณครอบคลุมพื้นที่ได้หลายประเทศ ซึ่งสัญญาณดาวเทียมที่รับได้ จากต่างประเทศ ส่วนใหญ่จะเป็นระบบนี้ แต่เนื่องจากสัญญาณครอบคลุมพื้นที่กว้าง ความเข้มสัญญาณจะต่ำ จึงต้องใช้จานขนาด 4-10 ฟุต รับสัญญาณ ภาพจึงจะชัด (รายการส่วนใหญ่เป็นฟรีทีวีของแต่ละประเทศ และส่วนมากสามารถรับชมได้โดยไม่มีค่าใช้จ่ายรายเดือน )

2 ระบบ KU-Band จะส่งคลื่นความถี่กลับมายังโลกในช่วงความถี่ 10-12 GHz สัญญาณที่ส่งครอบคลุมพื้นที่ได้น้อย ใช้กับการส่งสัญญาณภายในประเทศ ส่วนใหญ่ใช้กับระบบการให้บริการ เคเบิ้ลทีวี ภายในประเทศ ความเข้มสัญญาณจะสูง จึงใช้จานขนาดเล็ก 35-75 ซม.

C Band กับ Ku Band คืออะไร ต่างกันอย่างไร 

หลายคนไปร้านขายจานกับกล่องดาวเทียม เจอคนขายถามว่าจะดูดาวเทียมย่าน C-Band หรือ Ku-Band ก็เกิดอาการงงว่ามันคืออะไร แล้วต่างกันตรงไหน ย่านไหนดีกว่ากัน ตรงนี้มีคำตอบนะครับ

ดาวเทียมที่อยู่เหนือผิวโลกสูงประมาณ 36,000 กิโลเมตร ส่งสัญญาณแค่ไม่กี่วัตต์ออกมา เจอสภาพบรรยากาศของโลกสัญญาณก็จะถูกหน่วงไปประมาณ 200 dB พอมาถึงพื้นโลกนั้นสัญญาณที่เหลือจะอ่อนมากๆ

เราจึงต้องใช้สายอากาศในลักษณะรูปร่างคล้ายจานที่เราเรียกว่าจานดาวเทียม เพื่อที่จะทำการรวมสัญญาณอ่อนๆเหล่านี้โดยการสะท้อนไปรวมกันยังจุดโฟกัส แม้จะรวมสัญญาณโดยรอบและจากทุกตำแหน่งของจานแล้วก็ตาม ค่าความเข้มของสัญญาณที่ได้ก็ยังน้อยมากในระดับ ไมโครวัตต์เท่านั้น (1 ใน ล้าน)

สัญญาณเหล่านี้ก็จะถูกนำไปประมวลผลด้วยวงจรอิเลคทรอนิคส์ แต่เนื่องจากสัญญาณนั้นอ่อนมาก อาจจะมีโอกาศถูกรบกวนได้สูง จึงต้องมีการขยายสัญญาณทันทีหลังจากรับสัญญาณมาแล้วด้วยเครื่องขยายสัญญาณรบกวนต่ำหรือ Low Noise Amplifier (LNA)

คุณสมบัติเด่นอันหนึ่งของการรับสัญญาณดาวเทียมก็คือจำนวนสัญญาณที่จานจะรับได้นั้นเกี่ยวข้องโดยตรงกับความถี่ นั่นคือหากจานมีขนาดเท่ากัน สัญญาณจะได้รับแรงขึ้นหากความถี่ที่ส่งมานั้นสูงขึ้น นั่นหมายถึงว่าจานเดียวกันนั้น Gain จะสูงที่ความถี่สูง ทำให้เราสามารถใช้จานเล็กๆ รับสัญญาณที่ความถี่สูงได้ ทำให้การออกอากาศในปัจจุบันใช้ Ku band หรือแม้แต่ Ka band ในการออกอากาศทีวีผ่านดาวเทียม
กลับมาในเรื่องของความแตกต่างระหว่าง Ku Band กับ C Band ข้อมูลก็จะเป็นดังตาราง

ชื่อย่านความถี่ Downlink Freq (GHz) Uplink Freq(GHz)

S BAND 2.555 – 2.635 5.855 – 5.935

Extended C Band (lower) 3.4 – 3.7 5.725 – 5.925

C BAND 3.7 – 4.2 5.925 – 6.425

Extended C Band (Upper) 4.5 – 4.8 6.425 – 7.075

Ku Band 10.7 – 13.25 12.75 – 14.25

Ka Band 18.3 – 22.20 27.0 – 31.0

โดยรวมๆแล้วข้อมูลจากตารางจะเห็นได้ว่าช่วง C-Band คือช่วงความถี่ต่ำระหว่าง 4 – 7 GHz ส่วนช่วง Ku Band จะอยู่ในช่วง 10 – 14 GHz ที่ความถี่สูงจานรับสัญญาณดาวเทียมก็จะมีลักษณะหนาทึบ ในขณะที่ย่าน C-Band จานรับสัญญาณดาวเทียมจะมีลักษณะโปร่งๆ เนื่องจากใช้ความถี่ต่ำกว่า สรุปความแตกต่างได้ดังนี้

จานดาวเทียม C-Band 

ความถี่ในการทำงานอยู่ในย่านต่ำ 4 – 8 GHz 
ครอบคลุมพื้นที่บนผิวโลกกว้างกว่า 
ความเข้มสัญญาณต่ำ 
จานรับจะมีลักษณะเป็นตะแกรง มีขนาดใหญ่ 
ไม่มีปัญหาเวลาฝนตก

จานดาวเทียม Ku-Band 

ความถี่ในการทำงานอยู่ในย่านสูง 10 – 12 GHz 
สามารถใช้งานที่มีขนาดเล็กลง เช่นขนาด 35 ซมได้ 
มีปัญหาเวลาฝนตก (Rain Fade)

ความเข้มของสัญญาณในการส่ง C-Band จะเบากว่า Ku-Band เป็นเหตุผลในทางเทคนิค ตามข้อที่ 2
พื้นที่ครอบคลุมของสัญญาณ ( Beam Coverage Area) ระบบ C-Band จะใช้งานเพื่อให้ครอบคลุมพื้นที่รับสัญญาณได้กว้างขวางทั่วทั้งทวีป แต่ระบบ Ku-Band จะใช้เพื่อครอบคลุมพื้นที่เฉพาะในประเทศ ในทางเทคนิคต้องส่งสัญญาณ C-Band ให้มีความเข้มของสัญญาณน้อยกว่า Ku-Band เพื่อไม่ให้เกิดการรบกวนกันได้

ลักษณะของใบจานรับสัญญาณ C-Band จะเป็นตะแกรงโปร่ง หรือทึบ ทรงกลม ขึ้นรูปพาราโบลิค ขนาดทั่วไปเส้นผ่าศูนย์กลาง 4.5 - 10 ฟุต ส่วน Ku-Band จะเป็นจานทึบ Offset รูปไข่ ขนาด 0.35 - 1.80 เมตร

ขนาดของจานรับสัญญาณดาวเทียม จากเหตุผลข้อที่ 1 ทำให้ระบบ Ku-Band สามารถใช้ใบจานขนาดเล็กกว่า C-Band ค่อนข้างมาก ตัวอย่างเช่น UBC จะใช้ใบจาน offset ขนาด 35 - 75 ซม. ก็สามารถรับสัญญาณได้ดี ในขณะที่ระบบ C-Band ต้องใช้จานขนาดใหญ่กว่าถึง 2-3 เท่า เพื่อให้รับสัญญาณได้ดี

ลักษณะของแผ่นสะท้อนของใบจาน ระบบ Ku-Band จะเป็นโลหะแผ่นเรียบจะเป็นอลูมีเนียม หรือ เหล็กชุบสี ในขณะที่ C-Band ส่วนใหญ่จะเป็นตะแกรงปั้มเป็นรูเล็กๆ จาน C-Band จานแบบทึบมีให้เห็นบ้างแต่น้อยมาก และไม่เป็นที่นิยม เนื่องจากน้ำหนักมาก และต้านลม แล้วถ้าหากว่า จะใช้จานแบบ C-Band รับสัญญาณระบบ Ku-Band ได้มั้ย ตอบว่าได้แต่ในทางกลับกันจะเอาจาน Ku-Band มารับสัญญาณ C-Band ไม่ได้ นอกจากจะใช้จานขนาดใหญ่จริง ๆ

หัวรับสัญญาณ ซึ่งในทางเทคนิคเรียกว่า LNBF (Low Noise Block Down Frequency) เป็นตัวแปลงสัญญาณความถี่สูงให้ตำลงมาจนเหมาะสมกับภาครับของเครื่องรับสัญญาณ (Receiver) ซึ่งระบบ C-band จะรองรับความถี่ 3.4-4.2 GHz ในขณะที่ Ku-Band รองรับความถี่ 10-12 GHz จึงใช้แทนกันไม่ได้ อาจมีบางรุ่นที่ทำแบบ 2 in 1 คือ เอาหัว 2 ระบบบรรจุไว้ใน Case เดียวกัน

เครื่องรับสัญญาณ (Receiver) โดยทั่วไปไม่แตกต่างกันนอกจากผู้ผลิตจะเจตนาให้ตัวเครื่องรับได้เฉพาะระบบ เช่น เครื่องรับสัญญาณของ UBC จะไม่สามรถนำมาใช้รับสัญญาณระบบ C-Band ได้ โดยทั่วไปเครื่องรับสามารถรับสัญญาณได้ทั้ง 2 ระบบ เพียงตั้งค่า LNBF ให้ถูกต้องเท่านั้นเอง ข้อควรรู้เพิ่มเติม คือ ระบบ Ku-Band เป็นระบบที่ส่งสัญญาณด้วยความถี่สูง ซึ่งจะมีปัญหาการรับสัญญาณในขณะฝนตกหนัก การเพิ่มขนาดใบจานอาจช่วยได้บ้างแต่ถ้าฝนตกหนัก เมฆหนาทึบ จะรับสัญญาณไม่ได้ ในขณะที่ C-Band จะเหนือกว่าตรงที่ไม่มีปัญหาขณะฝนตก

ข้อดี 

1. จานดาวเทียมระบบ KU-BAND มีขนาดเล็ก 35-75 ซม. สามารถติดตั้งได้ง่ายใช้พื้นที่ในการติดตั้งน้อย

2. สามารถติดตั้งได้สำหรับคอนโดมิเนียม หรืออพาร์ทเม้นท์ ที่มีเทอเรส หันไปทางทิศตะวันตกหรือทิศใต้

3. การเพิ่มจุดรับชมสามารถทำได้ง่ายราคาประหยัดเนื่องจากรีซีฟเวอร์ระบบ KU-band ราคาไม่แพง

4. สามารถชมช่องพิเศษตามของยี่ห้อดาวเทียมนั้นได้

5. การซ่อมบำรุงทำได้ง่าย ไม่ยุ่งยากอะไร เนื่องจากจานดาวเทียมมีขนาดเล็ก

6. การเคลื่อนย้ายจานดาวเทียมทำได้ง่าย สามารถทำได้เองถ้ามีทักษะพิเศษในการติดตั้งจานดาวเทียมพอสมควร

ข้อเสีย 

1. จานดาวเทียม KU-BAND จะไม่สามารถรับชมรายการได้ในขณะที่ฝนตกหนัก หรือท้องฟ้าที่ครึ้มมากๆ เพราะสัญญาณดาวเทียม KU-BAND ไม่สามารถหลีกเลี่ยงเม็ดฝนที่ลงมาได้

2. ถ้าอยากชมรายการพิเศษ ต้องเสียเงินสำหรับชมช่องรายการพิเศษของจานนั้นๆ

อ้างอิง

แหล่งข้อมูลอื่น 
Spectrum allocation chart
http://www.homesat-hd.com/index.php?lay=show&ac=article&Id=539775662
http://www.thaidigitaltelevision.com/c-band-%E0%B8%81%E0%B8%B1%E0%B8%9A-ku-band-%E0%B8%84%E0%B8%B7%E0%B8%AD%E0%B8%AD%E0%B8%B0%E0%B9%84%E0%B8%A3-%E0%B8%95%E0%B9%88%E0%B8%B2%E0%B8%87%E0%B8%81%E0%B8%B1%E0%B8%99%E0%B8%AD%E0%B8%A2%E0%B9%88/

สเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า