A resposta da Amazon ao SpaceX Starlink oferece 400 Mbps na fase de protótipo

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O concorrente da Amazon para a SpaceX Starlink está passando pela fase de desenvolvimento de protótipo, com a empresa anunciando ontem que "completou o desenvolvimento inicial da antena para nosso terminal de cliente de baixo custo."

A Amazon disse que sua "antena de phased array de banda Ka é baseada em uma nova arquitetura capaz de fornecer banda larga de alta velocidade e baixa latência em um formato menor e mais leve do que os designs de antenas legadas" e que o "protótipo já está entregando velocidades de até 400 Mbps. " O desempenho vai melhorar em versões futuras, disse a Amazon.

Amazon em julho recebeu aprovação da Federal Communications Commission para lançar 3.236 satélites em órbita baixa da Terra. A empresa afirma que planeja investir mais de US $ 10 bilhões em sua divisão de banda larga via satélite, que chama de Projeto Kuiper.

Antenas de banda Ka

Para reduzir os custos de produção, a Amazon disse que deve "diminuir o tamanho, o peso e a complexidade" da antena. Mas isso é difícil com Banda Ka equipamento, que precisa de "maior separação física entre as antenas de transmissão e recepção para cobrir sua ampla faixa de frequência", disse a Amazon. "Por esse motivo, as antenas de banda Ka legadas colocam a antena de transmissão e a antena de recepção próximas uma da outra, exigindo uma área de superfície maior e aumentando os custos de produção."

A Amazon disse que sua solução é usar "minúsculas estruturas de elementos de antena para se sobreporem. Isso nunca foi realizado na banda Ka … Nosso projeto usa uma combinação de componentes digitais e analógicos para direcionar eletronicamente os feixes da banda Ka em direção satélites passando por cima. " Este método permitiu que a Amazon criasse uma "antena phased array de abertura única que mede 12 polegadas de diâmetro, tornando-a três vezes menor e proporcionalmente mais leve do que os designs de antenas tradicionais", disse a empresa.

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Prolongar / Um protótipo de antena do Projeto Kuiper em um laboratório da Amazon.

Os documentos da FCC informam que o plano de satélite da Amazon prevê o uso de frequências de 17,7-18,6 GHz e 18,8-20,2 GHz para comunicações espaço-terra e 27,5-30,0 GHz para transmissões Terra-espaço.

A antena "passou em todos" os testes

A Amazon disse que testou o protótipo com um satélite geoestacionário, embora vá usar satélites de baixa altitude quando eventualmente oferecer banda larga aos clientes.

"Os engenheiros da Amazon testaram a antena em vários ambientes para garantir que atenderá aos padrões dos clientes de velocidade e desempenho", disse a empresa. "A antena passou em todos os testes correspondentes de velocidade e latência – oferecendo taxa de transferência máxima de até 400 Mbps e streaming de vídeo de qualidade 4K de um satélite geoestacionário (GEO), que está estacionado a uma altitude aproximadamente 50 vezes mais distante da Terra do que onde o Projeto Os satélites Kuiper serão implantados. "

Um funcionário da Amazon trabalhando no protótipo da antena. "Src =" https://cdn.arstechnica.net/wp-content/uploads/2020/12/amazon-employee-kuiper-antenna.jpg "largura =" 2633 "altura = "1478

Um funcionário da Amazon trabalhando no protótipo da antena.

A antena está sendo projetada e testada nas novas instalações de pesquisa e desenvolvimento da Amazon em Redmond, Washington. Amazon está contratando para numerosas posições abertas no Projeto Kuiper.

Amazon também publicou uma entrevista com Nima Mahanfar, gerente sênior de desenvolvimento de antenas do Projeto Kuiper. Ele forneceu mais detalhes sobre como a Amazon combinou antenas de transmissão e recepção:

O principal avanço foi combinar as antenas de transmissão e recepção de phased array em uma única abertura. Isso pode ser feito em outras bandas de frequência, mas o Projeto Kuiper planeja operar na banda Ka, que tem frequências de transmissão e recepção muito mais distantes umas das outras. Isso torna difícil, quase impossível na verdade, combinar transmissão e recepção em uma abertura. Arrays em fase são uma classe de sistema de irradiação, em que várias antenas – podem ser duas, podem ser milhares – estão na mesma abertura, criando um feixe focalizado de ondas de rádio. A distância entre as antenas – ou a relação entre essas antenas – é decidida pela frequência. Se as frequências estiverem próximas uma da outra, como acontece com a banda Ku, você pode combinar a função de transmissão e recepção em uma e ela funciona. Quando as frequências estão distantes, como na banda Ka, é muito mais difícil utilizar a mesma rede para ambas. Isso nunca foi feito antes – até agora.

Nosso projeto envolve centenas de antenas em cada abertura, com antenas de recepção operando de 18 a 20 gigahertz (GHz) e antenas de transmissão operando de 28 a 30 GHz. Nosso avanço veio da constatação de que poderíamos chegar a uma única rede olhando para cada elemento da antena de maneira única – ajudando a reduzir o tamanho e o custo de todo o nosso terminal.

Apesar dessa complexidade, a antena deve ser simples o suficiente para ser "produtiva em massa pelos principais fabricantes de placas de circuito, permitindo-nos tirar vantagem das economias de escala e produzir milhões a baixo custo", disse Mahanfar.

Amazon prioriza velocidades de download

A Amazon teve que equilibrar as compensações entre as capacidades de transmissão e recepção, com Mahanfar dizendo "sempre erramos no lado de melhorar o desempenho de recepção" para garantir boas velocidades de download. “Do lado da transmissão, se você comprometer o desempenho, sempre poderá aumentar um pouco a potência transmitida”, acrescentou.

No futuro, Mahanfar disse que acha que a Amazon pode tornar a tecnologia de phased array mais acessível "desenvolvendo novas tecnologias e arquiteturas que podem ser fundamentalmente diferentes da abordagem atual."

Ele também discutiu brevemente a tecnologia de phased array que a Amazon está construindo para os satélites que lançará ao espaço. "Resolver os desafios de energia no espaço é difícil, e dissipar o calor dessa energia é ainda mais difícil", disse ele. "Não há ar para resfriá-lo. Portanto, ter um sistema de baixo consumo de energia que pode fornecer muitos gigabytes de serviço aos clientes é fundamental. Como podemos reduzir o consumo de energia desses arrays em fases baseados no espaço? Esse é um dos outros grandes desafios enfrentados qualquer um usando antenas phased array em órbita baixa. "

A Amazon não forneceu nenhuma atualização sobre quando Kuiper estará pronto para os clientes. As regras da FCC dão à Amazon seis anos para lançar e operar 50 por cento de seus satélites licenciados, com uma data limite de 30 de julho de 2026. A Amazon teria que lançar o resto dos satélites licenciados até 30 de julho de 2029. A Amazon disse anteriormente que planeja oferecer banda larga aos clientes "assim que os primeiros 578 satélites forem lançados".

Os satélites SpaceX Starlink já estão oferecendo banda larga para clientes beta, com a empresa prometendo velocidades iniciais de 50Mbps a 150Mbps e latência de 20ms a 40ms. A SpaceX disse que planeja melhorias significativas de desempenho até o verão de 2021. Veja nosso cobertura anterior para obter detalhes e imagens do terminal de usuário da SpaceX, conhecido como "Dishy McFlatface".

A Amazon também está por trás da OneWeb, que recentemente saiu da falência e está planejando lançamentos de satélite este mês e "ao longo de 2021 e 2022." OneWeb ontem anunciou um acordo em que a Hughes Network Systems, um provedor de satélite tradicional, "produzirá os eletrônicos de gateway para o sistema OneWeb, bem como o módulo principal que será usado em cada terminal de usuário".

Fonte: Ars Technica