Frequenzspektrum Ku-Band bis D-Band
Ku-Band bis D-Band bezeichnet einen Bereich von Funkfrequenzen zwischen etwa 12 und 170 Gigahertz, der für Satelliten, Richtfunk und schnelle Mobilfunkverbindungen genutzt wird. Je höher die Frequenz, desto mehr Daten passen durch die Verbindung – und desto empfindlicher wird sie gegen Regen und Hindernisse.
Funk überträgt Daten als elektromagnetische Wellen durch die Luft. Diese Wellen schwingen unterschiedlich schnell, und die Zahl der Schwingungen pro Sekunde nennt man Frequenz. Gemessen wird sie in Hertz, wobei ein Gigahertz eine Milliarde Schwingungen pro Sekunde bedeutet. Damit sich niemand gegenseitig stört, hat man den nutzbaren Bereich in benannte Abschnitte zerlegt, sogenannte Bänder. Ku-Band bis D-Band ist die Kette dieser Abschnitte zwischen ungefähr 12 und 170 Gigahertz. Dazwischen liegen in aufsteigender Reihenfolge Ka-Band, Q-Band, V-Band, E-Band und W-Band.
Warum der Wettlauf nach oben geht
Eine Funkverbindung kann umso mehr Daten pro Sekunde transportieren, je breiter der Frequenzabschnitt ist, den sie belegen darf. Im unteren Bereich des Funkspektrums ist praktisch alles vergeben: Radio, Fernsehen, Mobilfunk, Militär, Flugsicherung. Weiter oben ist dagegen noch viel Platz frei. Deshalb wandert die Technik seit Jahren Schritt für Schritt in höhere Bänder.
Der Unterschied ist erheblich. Im Ku-Band arbeitet man mit Abschnitten von einigen hundert Megahertz Breite. Im E-Band stehen mehrere Gigahertz am Stück zur Verfügung, also ein Vielfaches davon. Damit sind Richtfunkstrecken mit zehn oder mehr Gigabit pro Sekunde möglich – Geschwindigkeiten, die sonst nur Glasfaserkabel liefern.
Wirtschaftlich hängt daran viel. Satellitenbetreiber wie Starlink, Amazons Projekt Kuiper oder Eutelsat konkurrieren um Nutzungsrechte an diesen Bändern. Rechenzentren für künstliche Intelligenz brauchen zudem enorme Datenmengen zwischen ihren Standorten. Wo Kabel zu langsam verlegt werden, springt Richtfunk in den hohen Bändern ein.
Was Regen mit der Verbindung macht
Der Vorteil der hohen Frequenzen hat einen Preis. Je schneller eine Welle schwingt, desto kürzer ist sie. Im D-Band beträgt die Wellenlänge nur noch etwa zwei Millimeter. Solche Wellen werden von Wassertropfen, Blättern und Hauswänden stark geschluckt. Fachleute sprechen von Regendämpfung.
Ein Beispiel macht das greifbar. Eine Ku-Band-Satellitenschüssel funktioniert bei leichtem Regen problemlos weiter. Eine Ka-Band-Verbindung kann bei einem kräftigen Gewitter kurzzeitig ausfallen. Im E- oder D-Band reichen wenige hundert Meter Strecke, und starker Regen kann das Signal fast vollständig auslöschen.
Deshalb bündelt man das Signal in hohen Bändern zu einem schmalen Strahl, ähnlich wie bei einer Taschenlampe statt einer Zimmerlampe. Sender und Empfänger müssen dafür sehr genau aufeinander ausgerichtet sein. Zusätzlich regeln moderne Anlagen ihre Sendeleistung und ihr Übertragungsverfahren automatisch nach, wenn das Wetter schlechter wird. Sie werden dann langsamer, brechen aber nicht ab.
Vom Fernsehsatelliten bis zur 6G-Debatte
Das Ku-Band ist der Klassiker. Fast jede Satellitenschüssel an einem Hausdach empfängt darin Fernsehen. Auch WLAN im Flugzeug läuft häufig über Ku-Band. Das Ka-Band nutzen neuere Satellitennetze für schnelles Internet in Regionen ohne Kabelanschluss.
E-Band und W-Band begegnen einem seltener sichtbar, aber ständig indirekt. Mobilfunkmasten werden oft per Richtfunk in diesen Bändern ans Netz angebunden, wenn keine Glasfaser liegt. Kleine rechteckige oder runde Antennen an Masten sind meist genau solche Strecken. Im W-Band arbeiten außerdem viele Abstandsradare in Autos.
Das D-Band ist derzeit vor allem ein Forschungsthema. In Diskussionen um den künftigen Mobilfunkstandard 6G taucht es regelmäßig als Kandidat auf. Ein verbreiteter Irrtum ist dabei, höhere Frequenzen brächten automatisch besseren Empfang. Das Gegenteil trifft zu: Sie bringen mehr Tempo auf kurzer Distanz, aber weniger Reichweite. Praktisch nutzbare Netze kombinieren deshalb immer mehrere Bänder.