Távközlési média

Rádióátvitel

A rádióátvitel során egy sugárzó antennát használnak arra, hogy egy időben változó elektromos áramot elektromágneses hullámmá vagy mezőjé alakítsanak, amely egy nem vezető közegen, például levegőn vagy űrben szabadon terjed. A sugárzott rádiócsatornában egyirányú antenna sugároz egy továbbított jelet egy széles szolgáltatási területen. Egy pont-pont rádiócsatornában egy irányadó adóantennát használunk a hullám keskeny fénnyel történő fókuszálására, amely egyetlen vevőhely felé irányul. Mindkét esetben a továbbított elektromágneses hullámot egy távoli vevőantenna felveszi, és elektromos áramra konvertálja.

A rádióhullám terjedését egyetlen fizikai vezető vagy hullámvezető sem korlátozza. Ez a rádiót ideálisvá teszi a mobil kommunikációhoz, a műholdas és a mély űrkommunikációhoz, a sugárzott kommunikációhoz és más alkalmazásokhoz, amelyekben a fizikai kapcsolatok létesítése lehetetlen vagy nagyon költséges. Másrészt, ellentétben a vezetett csatornákkal, például huzallal vagy optikai szállal, a közeg, amelyen keresztül a rádióhullámok terjednek, nagyon változó, és az ionoszféra napi, éves és napenergia-változásainak, valamint a troposzféra vízcseppek sűrűségének változásainak van kitéve., változó nedvesség-gradiensek, valamint a reflexió és diffrakció különböző forrásai.

Rádióhullám terjedése

A rádiókommunikációs kapcsolat tartományát úgy határozzuk meg, mint a lehető legtávolabbi távolságot az adótól, és továbbra is fenntartja a jel-zaj arányt (SNR) a megbízható jel vételhez. A kapott SNR-t két tényező kombinációja bontja le: a sugár divergencia vesztesége és a légköri csillapítás. A sugár divergencia veszteséget az elektromágneses mező geometriai terjedése okozza, amikor az az űrben halad. Mivel az eredeti jelteljesítmény egy folyamatosan növekvő területen oszlik meg, csak az átadott energia töredéke érkezik egy vevőantennához. Egy olyan, egyirányú sugárzó adó esetén, amely jele táguló gömbhullámként sugárzik, a sugárbeszéd miatt a vett térerősség 1 / r ² tényezővel csökken, ahol r a kör sugara, vagy az adó és a vevő közötti távolság.

Az SNR romlásának másik oka, a légköri csillapítás, a terjedési mechanizmustól vagy annak módjától függ, amelyen keresztül a nem irányított elektromágneses hullámok az adóról a vevőre haladnak. A rádióhullámokat három mechanizmus kombinációja terjeszti: légköri hullámterjedés, felszíni hullámterjedés és visszavert hullámterjedés. Az alábbiakban ismertetjük őket.

Légköri terjedés

A légköri terjedés során az elektromágneses hullám egyetlen úton halad át az adóról a vevőre. A terjedési út egyenes vonalon haladhat, vagy sugárdiffrakció útján görbülhet az objektumok, például dombok és épületek szélein. A diffrakció lehetővé teszi a mobiltelefonok számára, hogy még akkor is működjenek, ha nincs látóvonal-átviteli út a telefon és a bázisállomás között.

A légköri csillapítás nem befolyásolja a 10 gigaherc alatti rádiófrekvenciákat. 10 gigaherc feletti tiszta levegő körülmények között a csillapítást főként a légköri abszorpciós veszteségek okozzák; ezek nagyobbak lesznek, ha az átviteli frekvencia ugyanolyan nagyságrendű, mint a légkör gáznemű alkotóelemeinek, például az oxigén (O ₂), a vízgőz (H ₂ O) és a szén-dioxid (CO ₂) rezonancia frekvenciái. A légköri csillapítás nem változik fokozatosan az egész spektrumban; léteznek rövid spektrális „ablakok”, amelyek meghatározzák a frekvencia sávokat, ahol az átvitel minimális tiszta levegő abszorpciós veszteséggel történik. A szétszóródás további veszteségei akkor merülnek fel, amikor a levegőben lebegő részecskék, például vízcseppek vagy por keresztmetszeti átmérője megegyezik a jel hullámhosszával. A szóródási veszteség miatt heves esőzések a domináns formája a csillapítás rádiófrekvencia tól 10 gigahertz 500 gigahertzes (mikrohullámú submillimetre hullámhossz), míg a szórás csökkenése miatt köd dominál frekvenciák tól 10 ³ gigahertz 10 ⁶ gigahertzes (infravörös keresztül látható fénytartomány).

Felületterjedés

Alacsony rádiófrekvencia esetén a földi antennák olyan elektromágneses hullámokat sugároznak, amelyek a Föld felszíne mentén haladnak, mintha egy hullámvezetékben lennének. A felületi hullámok csillapítása növekszik a távolsággal, a talaj ellenállásával és az átadott frekvenciával. A csillapítás alacsony a tengervezetéknél, amelynek magas vezetőképessége alacsonyabb, mint a szárazföldön, ahol alacsony a vezetőképessége. 3 megaherc alatti frekvenciákon a felszíni hullámok nagyon nagy távolságokon terjedhetnek. 100 km (kb. 60 mérföld) távolsága 3 megahertz és 10 000 km (6000 mérföld) között 1 kilohertznél nem ritka.

Tükrözött terjedés

Időnként az átadott hullám egy része egy sima határon keresztül visszatükröződik a vevőhöz, amelynek széleinek egyenetlenségei csak az átvitt hullámhossz töredékét képviselik. Ha a fényvisszaverő határ tökéletes vezető, akkor teljes veszteség veszteség nélkül fordulhat elő. Ha azonban a fényvisszaverő határ dielektromos vagy nem vezető anyag, akkor a hullám egy része visszatükröződhet, míg a rész átvihető (refraktált) a közegen keresztül - ami egy refrakciós veszteségnek nevezett jelenséghez vezet. Ha az dielektrikum vezetőképessége kisebb, mint a légkörben, akkor a teljes visszaverődés akkor fordulhat elő, ha a beesési szög (vagyis a normálhoz viszonyított szög vagy a reflektáló határ felületére merőleges vonal) kisebb, mint a bizonyos kritikus szög.

A visszatükröződött hullámterjedés általános formái a talajvisszaverődés, ahol a hullámot a föld vagy a víz tükrözi, és az ionoszférikus visszaverődés, ahol a hullám a földi ionoszféra felső rétegén visszatükröződik (mint a rövidhullámú rádióban; lásd alább: A rádiófrekvenciás spektrum: HF).

Néhány földi rádiókapcsolat a légköri hullámterjedés, a felszíni hullámterjedés, a talajvisszaverés és az ionoszféravisszaverés kombinációjával működhet. Bizonyos esetekben a terjedési útvonalak ilyen kombinációja súlyos elhalványulást okozhat a vevőkészüléknél. A fakulás akkor jelentkezik, ha a vett jel amplitúdója és fázisa jelentősen eltérő az időben vagy a térben. A halványulás lehet frekvenciaszelektív - azaz az egyetlen továbbított jel különböző frekvenciakomponensei eltérő mennyiségű fakuláson menhetnek keresztül. A frekvenciaszelektív elhalványulás különösen súlyos formáját a többutas interferencia okozza, amely akkor fordul elő, amikor a rádióhullám egyes részei sok különböző visszaverődő terjedési útvonalon haladnak a vevőhöz. Mindegyik út kissé eltérő késleltetéssel továbbítja a jelet, és az eredetileg továbbított jel „szellemeit” hozza létre a vevőn. A „mély elhalványulás” akkor fordul elő, ha ezeknek a szellemeknek azonos amplitúdója van, de ellentétes fázisokkal - hatékonyan elpusztítják egymást pusztító interferencia révén. Amikor a visszaverődő terjedési út geometriája gyorsan változik, mint például a sok rögtönző fényű épületekkel rendelkező városi térségben mozgó rádió esetén, a gyors halványodásnak nevezett jelenség eredménye. A gyors halványodás különösen nehézkes egy gigaherc feletti frekvenciákon, ahol a terjedési utak hosszának különbsége akár néhány centiméterrel jelentősen megváltoztathatja a többutas jelek relatív fázisait. A gyors elhalványulás hatékony kompenzálása kifinomult sokféleségű kombinációs technikák alkalmazását igényli, például a jel modulálását több vivőhullámra, ismételt átvitelt egymást követő időréseken és több vevőantennát.

A rádiófrekvenciás spektrum

1930 előtt a 30 megaherc feletti rádióspektrum gyakorlatilag üres volt az ember által létrehozott jelekből. Manapság a polgári rádiójelek a rádiófrekvencia-spektrumot nyolc frekvenciasávban töltik fel, kezdve a nagyon alacsony frekvenciától (VLF) kezdve, 3 kilohertsen kezdve és a rendkívül magas frekvenciáig (EHF) terjedve, 300 gigaherzig terjedve.

A rádiófrekvenciákat gyakran kényelmes kifejezni hullámhosszon, amely a vákuumban átjutó fénysebesség (körülbelül 300 millió méter másodpercenként) és a rádiófrekvencia aránya. A VLF rádióhullám hullámhossza 3 kilohertznél tehát 100 km (körülbelül 60 mérföld), míg az EHF rádióhullám hullámhossza 300 gigahertznél csak 1 mm (körülbelül 0,04 hüvelyk). A hatékonyság egyik fontos mérőszáma, amellyel az adóantenna táplálja a távirányító antennát, az effektív izotróp sugárzott teljesítmény (EIRP), amit watt per négyzetméterben mérnek. A magas EIRP elérése érdekében az antenna méreteinek többször is nagyobbnak kell lenniük, mint a legnagyobb átvitt hullámhossz. A középfrekvenciás (MF) sáv alatti frekvenciák esetében, ahol a hullámhosszok 100 métertől (kb. 330 láb) felfelé tartanak, ez általában nem praktikus; ezekben az esetekben a távadóknak kompenzálniuk kell az alacsony EIRP-t azáltal, hogy nagyobb teljesítményen továbbítják. Ez a frekvencia sávokat a nagyfrekvenciás (HF) által alkalmatlanná teszi olyan alkalmazásokhoz, mint kézi személyes rádiók, rádió keresők és műholdas transzponderek, ahol a kis antennaméret és az energiahatékonyság alapvető fontosságú.

Két rádiókapcsolat megoszthatja ugyanazt a frekvenciasávot vagy ugyanazt a földrajzi lefedettséget, de interferencia nélkül nem oszthatják meg mindkettőt. Ezért a rádióspektrum nemzetközi felhasználását szigorúan a Nemzetközi Távközlési Unió (ITU) szabályozza, míg a belföldi rádiókapcsolatokat olyan nemzeti ügynökségek szabályozzák, mint például az Egyesült Államok Szövetségi Hírközlési Bizottsága (FCC). Minden rádió összeköttetéshez egy adott frekvencia működési sávot, egy speciális adó sugárzási mintát és egy adó maximális teljesítményét rendelnek. Például egy sugárzott rádió- vagy televízióállomás csak bizonyos irányokban és a nap bizonyos napszakaiban adhat engedélyt. A frekvencia sávszélességét szintén kiosztják, kezdve a 300 Hz-t a rádiótelefonoktól a 10 kilohertzig a hangminőségű rádiótelefonokig, és a több mint 500 megaherc-ig a többcsatornás digitális rádióreléktől a telefonhálózaton, körülbelül 850 MHz-ig a mobiltelefonoknál.

VLF-MF

A nagyon alacsony és közepes frekvenciájú (VLF-MF) sávok 3 kilohertz-től 3 megahercig terjednek, vagy 100 km-től 100 méter hullámhosszig terjednek. Ezeket a sávokat alacsony sávszélességű analóg szolgáltatásokhoz, például távolsági rádiónavigációhoz, tengeri távíró és vészhelyzeti csatornákhoz, valamint a szokásos AM rádióadáshoz használják. A rendelkezésre álló sávszélesség elégtelensége miatt nem alkalmasak széles sávú távközlési szolgáltatásokhoz, például televízióhoz vagy FM-rádióhoz. A sós víz magas vezetőképessége miatt a tengeri rádióadások a VLF-nél több ezer kilométerre felszíni hullámokon terjedhetnek.

HF

A nagyfrekvenciás (HF) rádió a 100–10 méteres hullámhossz-sávban van, 3 megahertz-től 30 megahertz-ig terjed. A nagyfrekvenciás sáv nagy részét a mobil és a vezetékes hangkommunikációs szolgáltatásokhoz rendelik, amelyek 12 kilohertznél kisebb átviteli sávszélességet igényelnek. A nemzetközi (rövidhullámú rádió) sugárzást a HF sávban is folytatják; hét szűk sávhoz van hozzárendelve 5,9 megahertz és 26,1 megahertz között.

A nagyfrekvenciás rádióadások elsődleges terjedési módja az ionoszféra visszatükröződése, amely a légkör ionizált rétegeinek sorozata a Föld feletti 50–300 km (kb. 30–200 mérföld) magasságban. Az ionizációt elsősorban a Nap sugárzása okozza, így a rétegek magassága és fényvisszaverő képessége idővel változik. A nap folyamán az ionoszféra négy rétegből áll, amelyek átlagos magassága 70 km (D réteg), 110 km (E réteg), 200 km (F ₁ réteg) és 320 km (F ₂ réteg). Éjszaka a D és az E rétegek gyakran eltűnnek, és az F ₁ és F ₂ rétegek együttesen egyetlen réteget képeznek 300 km átlagos tengerszint feletti magasságban. A fényvisszaverő körülmények tehát idővel változnak. A nap folyamán egy HF rádióhullám képes visszatükrözni az E, F ₁ vagy F ₂ rétegeket. Éjszaka azonban csak a nagymagasságú F rétegben tükröződik, nagyon hosszú átviteli tartományokat hozva létre. (A D réteg nem tükrözi nagyfrekvenciás frekvenciákon, és pusztán tompítja a terjedő rádióhullámot.) Az alsó HF sávban sok ezer kilométer átviteli tartomány érhető el többszörös visszaverődésekkel, úgynevezett átugrásokkal, a Föld és az ionoszféra rétegei között.

Az erős ionoszféra visszaverődések csak a maximális használható frekvencia (MUF) alatt fordulnak elő, amelyet a beeső sugár zenitszöge és a visszaverő réteg ionizációs sűrűsége határoz meg. Általában véve a MUF nagyobb a nagyobb zenithozókkal és nagyobb ionizációs sűrűséggel. A 11 éves napfényes ciklus csúcsain a nap ultraibolya sugárzása okozza a legnagyobb ionizációs sűrűséget. Ezek a napfénycsúcsok néhány napig vagy hónapig tarthatnak, a napfény láthatóságának tartósságától függően, szórványos E réteget eredményezve, amelyet gyakran használhatnak több amatőr rádióüzemeltető kommunikációra, akár 144 megaherc frekvencián is - a VHF sávba.

VHF-UHF

A nagyon magas frekvenciától az ultramagasságig terjedő (VHF-UHF) sávok 10 méter és 10 cm (33 láb - 4 hüvelyk) közötti hullámhossztartományban vannak, 30 megaherc-től 3 gigahercig terjedve. E sávok egy részét olyan sugárzási szolgáltatásokhoz használják, mint például az FM rádió (az Egyesült Államokban 88–108 megahertz), a VHF televízió (54–88 megahertz a 2–6, 174–220 megahertz a 7–13 csatornák számára), és UHF televízió (470–806 megahertz tartományban szétszórt frekvenciahelyek). Az UHF sávot szintén használják stúdió és távfelügyeleti televíziós relékhez, mikrohullámú látóvonal-összeköttetésekhez (1,7–2,3 gigaherc) és cellás telefonáláshoz (806–890 megaherc). A sáv egyes részeit rádiónavigációs alkalmazásokhoz használják, például műholdas leszállási rendszerekhez (108–112 megahertz), katonai repülőgépek kommunikációjához (225–400 megahertz), légiforgalmi irányító rádiójelzőkhöz (1,03–1,09 gigaherc) és a műholdas rádióberendezésekhez. alapú Navstar globális helymeghatározó rendszer (GPS; 1,575 gigaherc felfelé irányuló kapcsolat és 1,227 gigaherc lefelé irányuló kapcsolat). Az észak-amerikai digitális műsorszórási rendszerben egy QAM (négyzetes amplitúdó moduláció) tunerrel felszerelt televízió képes dekódolni a digitális jeleket, amelyeket az adott állomáshoz már hozzárendelt minden 6 megahertz széles sávban sugároznak, azaz egy Az az állomás, amely most analóg jeleket továbbít a 7-es csatornán, amely 174-től 180 megahertzig működik, ugyanazt a sávszélességet használja a digitális jelek sugárzásához.

A nagyteljesítményű UHF-adók a horizonton kívül eső átviteli tartományokat érhetnek el azáltal, hogy az átadott energiát a troposzféra rétegeiről (az atmoszféra legalacsonyabb rétege, ahol a legtöbb felhő és az időjárási rendszer tartalmaz) szétszórja. Ellentétben a hosszabb hullámhosszú HF sáv jeleivel, amelyeknél a légkörben a rétegek viszonylag sima fényvisszaverő felületként jelennek meg, a rövidebb hullámhosszú UHF sávban a jelek a légköri rétegek kis egyenetlenségeit tükrözik, mintha véletlenszerűen orientált szemcsés reflektorok lennének. A reflektorok sok irányban eloszlatják a terjedő UHF jelet, úgy, hogy az átvitt jelteljesítménynek csak egy része érje el a vevőt. Ezenkívül a légköri körülmények kiszámíthatatlan zavarása miatt jelentős elhalványulás jelentkezhet egy adott úton, egy adott időben és egy adott rádiófrekvencián. Ezért a troposzféra szórásrelé általában tér, idő és frekvencia diverzitási technikák kombinációit használja. Egy tipikus relé két nagy terminált összeköt a 320–480 km (200–300 mérföld) távolságra, és akár 100 hangcsatornát képes átvinni.

SHF-EHF

A szuperfrekvencia és a rendkívül magas frekvencia (SHF-EHF) sávok a centiméter és a milliméter közötti hullámhossztartományban vannak, amely 3 gigahercről 300 gigahercre terjed. Az SHF-sáv jellemző allokált sávszélessége 30 megahertz és 300 megahertz között mozog - sávszélesség, amely lehetővé teszi a nagy sebességű digitális kommunikációt (másodpercenként legfeljebb 1 gigabites). Az elhalványulástól és a légköri csillapítástól való lebomláson túl az SHF-EHF sávban a rádióhullámok nagy penetráció veszteségeket szenvednek, amikor az épületek külső falain keresztül terjednek. A súlyos légköri csillapítás és különösen az eső szóródási vesztesége miatt az EHF sáv jelenleg a legkevésbé lakott rádiósáv a földi kommunikáció számára. Azonban felhasználták az interszatellit kommunikációhoz és a műholdas rádiónavigációhoz - olyan alkalmazásokhoz, amelyekben a légköri csillapítás nem befolyásolja.

Látási vonalú mikrohullámú kapcsolatok

A látótávolságú mikrohullámú kapcsolat erősen irányított adó- és vevőantennákat használ a szűk fókuszú rádiófénnyel történő kommunikációhoz. A látótávolságon belüli mikrohullámú kapcsolat átviteli útvonala meghatározható két szárazföldi antenna, a szárazföldi antenna és a műholdas antenna vagy a két műholdas antenna között. A szélessávú látóvonal-kapcsolatok 1–25 gigaherc frekvencián működnek (a hullámhossz-centiméter centiméterben vannak), és átviteli sávszélességük megközelítheti a 600 megahertzt. Az Egyesült Államokban látószögű mikrohullámú kapcsolatokat használnak katonai kommunikációhoz, stúdió-hírcsatornákat sugárzott és kábeltelevíziós csatornákhoz, és közös hordozócsatornákat használnak a városok közötti telefonforgalomhoz. Egy tipikus nagy távolságú, nagy kapacitású digitális mikrohullámú rádiórelé-rendszer két pontot 2500 km távolságra kapcsol össze kilenc földi és műholdas ismétlő kombinációjának segítségével. Mindegyik ismétlő 4 GHz-en működik, hét 80 megaherc-sávszélességű csatornát másodpercenként 200 megabites sebességgel továbbítva.

A szárazföldi látóhatár-rendszerek maximális tartományát a Föld görbülete korlátozza. Emiatt a 30 méteres (100 láb) tornyokra felszerelt adó- és vevőkészülékekkel ellátott mikrohullámú rádióismétlő maximális távolsága kb. 50 km (30 mérföld), míg a maximális távolság kb. 80 km-re (50 mérföld) növekszik.), ha a tornyokat 90 méterre (300 láb) emelik fel. A látószögű mikrohullámú kapcsolatok súlyos elhalványulásnak vannak kitéve, mivel a továbbított sugár refrakciója következik a terjedési útvonalon. Normál körülmények között a légkör törésmutatója a magasság növekedésével csökken. Ez azt jelenti, hogy a sugár felső részei gyorsabban terjednek, úgy, hogy a sugár kissé meghajlik a Föld felé, és olyan átviteli tartományokat eredményeznek, amelyek meghaladják a geometriai horizontot. Az ideiglenes légköri zavarok azonban megváltoztathatják a törésmutató profilját, és a sugárnyaláb eltérően hajlik, és súlyos esetekben a vevőantenna teljesen hiányzik. Például egy erőteljes negatív gőzgradiens egy víztest felett, amelynek gőzkoncentrációja a felülethez közelebb növekszik, a sugárnak a Föld felé történő hajlítását okozhatja, amely sokkal élesebb, mint a Föld görbülete - ezt a jelenséget nevezik a vezetéknek.

Műholdas linkek

A távközlési műhold egy kifinomult, térbeli alapú rádióismétlők csoportja, úgynevezett transzponderek, amelyek összekötik a földi rádió adókat a földi rádióvevőkkel egy felfelé irányuló összeköttetésen (egy kapcsolat a földi adóról a műholdas vevőre) és egy lefelé irányuló összeköttetésen (egy kapcsolat a műholdas adó és a földfelszín között). vevő). A legtöbb távközlési műholdat geostacionárius pályára (GEO) helyezték el, egy kör alakú pályára, amely 35 785 km (22 235 mérföld) volt a Föld felett, és amelyben a Föld körül zajló forradalom időszaka megegyezik a Föld forgásának idejével. Ha így maradnak a Föld felszínén egy pont felett (gyakorlatilag minden esetben az Egyenlítő felett), a GEO műholdak egy helyhez kötött patch-ot tekinthetnek meg, amely a föld több mint egyharmadát fedi le. Az ilyen széles lefedettségi terület révén a GEO műholdak számos telekommunikációs szolgáltatást nyújthatnak, például nagy távolságú pont-pont átvitelt, széles körű műsorszórást (egyetlen adóról több vevőkészülékre) vagy széles körű jelentéstételt. hátsó szolgáltatások (több adóról egyetlen vevőre). A modern GEO műholdak több mikrohullámú adó- és vevőantennával rendelkeznek, amelyek lehetővé teszik, hogy egyetlen műhold a nagy lefedettségű sugárzású sugárzás és a kis lefedettségű „pontnyalábok” kombinációját képezze a pont-pont kommunikációhoz. Ezeket a gerendákat kérésre váltva - a folyamatos elnevezésű többszörös hozzáférés (DAMA) - a többszörös sugárú műholdak összekapcsolhatják a széles körben elosztott mobil és vezetékes felhasználókat, amelyeket optikai szálas kábelekkel vagy földi rádiórelékkel gazdaságilag nem lehet összekapcsolni.

Az első földi terminálok nagyon nagy méretű létesítmények voltak, mikrohullámú adó- és vevőantennákkal, amelyek átmérője legalább 30 méter volt. Manapság a kábelszolgáltatók ezrei televíziós, rádió- és egyéb műsorcsatornákat szereznek a GEO műholdakról egy toronyra vagy tetőre szerelt 1,5–3 méteres antennátálcán keresztül. A nagyon kicsi apertúrájú terminál (VSAT) hálózatban, amelyet elsősorban a kereskedelmi adatkommunikációhoz használnak, a GEO műholdak központi reléként szolgálnak a földi hub és a kicsi és olcsó földi adó-vevők széles körű hálózata között, 40 cm-es antenna antennákkal (16 hüvelyk) átmérőjű. Más műholdas rendszerek globális helymeghatározási, navigációs és üzenetküldési szolgáltatásokat nyújtanak kis kézi eszközökhöz vagy mobil vevőkhöz autókban, teherautókban, vasúti vonatokban, kereskedelmi hajókban, szabadidős hajókban és repülőgépekben.

A földi terminál és a GEO műhold közötti rádióadások légköri csillapítása hasonló ahhoz, amit a tengerszint feletti csillapításnál figyelnek meg, különösen alacsony emelkedési szögek esetén. Mikrohullámú frekvenciákon a külső zajt elsősorban a napsugárzás és a légköri átfedés okozza, így a vett zaj a legalacsonyabb, amikor egy földi antenna az ég sötét foltjára mutat, és a legmagasabb, amikor az antenna a Nap felé mutat.

Egy tipikus modern GEO műholdon, mint például az Intelsat sorozat, több mint száz különálló mikrohullámú transzponderrel rendelkezik, amelyek egyidejű felhasználókat kiszolgálnak az időosztásos többszörös hozzáférés (TDMA) protokoll alapján. (A TDMA alapelveit a telekommunikáció ismerteti: Többszörös hozzáférés.) Minden transzponder egy felvevőből áll, amely egy adott csatornára van hangolva a felfelé irányuló frekvencia sávban, egy frekvenciaváltóból, amely a vett mikrohullámú jeleket egy lefelé irányuló sáv csatornájához engedi, és egy teljesítményerősítő a megfelelő átviteli teljesítmény előállításához. Egyetlen transzponder 36 megaherc sávszélességben működik, és a sok funkció közül egyet kap, beleértve a hangtelefont (az egy transzponderenkénti 400 kétirányú hangcsatornánál), az adatkommunikációt (legalább 120 megabit / másodperc átviteli sebességgel), televíziót és FM rádió műsorszórás és VSAT szolgáltatás.

Számos GEO műholdat úgy fejlesztettek ki, hogy úgy működjön, az úgynevezett C sávban, amely felfelé irányuló / lefelé irányuló frekvenciákat alkalmaz 6,4 gigahertz, vagy a Ku sávban, ahol a felfelé irányuló / lefelé irányuló frekvencia a 14/11 gigaherc tartományba esik. Ezeket a frekvenciasávokat úgy választották ki, hogy kihasználják a spektrális „ablakokat” vagy azokat a területeket a mikrohullámú sávban, ahol alacsony a légköri csillapítás és alacsony a külső zaj. Különböző mikrohullámú frekvenciákat használunk a felfelé és lefelé irányuló kapcsolatra annak érdekében, hogy minimalizáljuk az áramszivárgást a fedélzeti adóktól a fedélzeti vevőkig. Az alacsonyabb frekvenciákat a nehezebb lefelé irányuló kapcsolatra választják, mivel az alacsonyabb frekvenciákon a légköri csillapítás kisebb.

Mivel a műholdas távközlés az 1970-es évek óta növekszik, nagyon kevés a résidő a 17 Gigahertz frekvencián működő GEO műholdak számára. Ez a Ka sávban (30/20 gigaherc) működő műholdak fejlődéséhez vezetett, annak ellenére, hogy a jelek ezen a frekvencián a légköri erősen gyengültek.