LEO, MEO, GEO ja tietoliikennesatelliitit

Abstract

Tulevaisuudessa ympärivuorokautinen, globaali tarve nopeille tietoverkkoyhteyksille tulee yhä kiihtyvällä tahdilla yleistymään. Tähän tarpeeseen yritetään luoda vastausta erilaisilla tietoliikennesatelliiteilla, joita lanseerataan vilkastuvalla tahdilla eri kiertoradoille.

Opinnäytetyössä perehdyttiin tietoliikennesatelliittien toimintaympäristöön, mukaan lukien historiaan ja nykytilaan sekä satelliittiviestinnän perusperiaatteisiin. Työssä syvennyttiin myös satelliittien kiertoratoihin ja niissä kulkeviin satelliittikonstellaatioihin. Lisäksi vertailtiin eri kiertoratojen vaikutuksia satelliittien toimintaan ja tarkasteltiin erilaisia uhkia ja haittoja, joita satelliitteihin voi kohdistua. Työn tieto koottiin yritysten antamasta datasta, eri organisaatioiden laatimista standardeista ja sopimuksista sekä alaa seuraavista julkaisuista. Havainnollistuksissa käytettiin monia eri karttatyökaluja.

Erilaiset tekniset harppaukset esimerkiksi signaalinkäsittelyssä ja taloudelliset insentiivit mahdollistavat alan kehityksen jatkumisen. Tietoliikennesatelliittialan lähitulevaisuudessa erilaiset satelliittilaajakaistaa tarjoavat, matalalla Maan kiertoradalla liikkuvat, suuret satelliittikonstellaatiot tulevat yleistymään. Korkeammalla, 35 786 kilometrin korkeudessa geostationaarisella radalla olevat satelliitit tulevat vakiintumaan broadcast-käyttöön ja korkean viiveen satelliittilaajakaistaan.

Suomen sijainti yli 60° leveyspiirillä tulee asettamaan tietynlaisia haasteita matalalla kiertoradalla sijaitsevien satelliittikonstellaatioiden hyödyntämiseen. Polaarirataa käyttävät satelliittikonstellaatiot ja yritysten sitoutuminen maailmanlaajuisiin peittoalueisiin nostavat kuitenkin todennäköisyyttä matalan viiveen omaavien ja korkeanopeuksisten satelliittilaajakaistojen käyttöönotosta Suomessa.

The objective of this thesis was to examine the current environment of the communications satellite sector. In addition, the principles of satellite internet and the frequency domains were studied. Different orbits in which the satellite constellations operate in were also analyzed. Comparisons between different orbits and constellations were made and different threats to communications satellites were reviewed. The data were gathered from information provided by companies, organisations and publications in the satellite industry.

The global need for high throughput, low latency internet connections keep increasing. To answer this need, companies around the world are starting to ramp up their communications satellite implementations in different orbits. Numerous so-called mega-constellations which consist of thousands of satellites in low earth orbit are going to be built by the end of the decade, leading to increased global competition in the satellite internet space. Communications satellites in geostationary orbit will continue to be used as excellent broadcasting systems.

The findings indicate that Finland’s position over the 60th parallel north will make accessing low earth orbit- based satellite connections in Finland harder. However, companies’ promises to have global coverage and different strategies including polar orbiting satellite constellations paint a more hopeful picture in terms of having high speed, low latency satellite internet in Finland.