LAS REDES SATELITALES

1. FUNDAMENTOS DE LA COMUNICACIÓN POR SATELITES

Las comunicaciones vía satélite, son tras las comunicaciones clásicas de telefonía y TV, el medio de difusión de la información y los servicios telecomunicaciones. Los satélites han resultado un elemento fundamental en el desarrollo de las comunicaciones y las tecnologías de la información como soporte universal para el intercambio y la difusión de la misma. El satélite al estar situado en una orbita exterior a la tierra, posee unas características de difusión y repetición que le dotan de elevada capacidad para proveer servicios de acceso. En la actualidad, los operadores y proveedores de servicios vía satélite, implantan sistemas unidireccionales con canales de retorno terrestres y bidireccionales, con comunicación íntegramente por el enlace satelital. Este permite una comunicación más manera más eficiente, dinámica, y con mayor capacidad. Pero como contrapunto, esta el hecho de que los servicios bidireccionales son mucho más caros y complejos tecnológicamente, al tener disponer el usuario de equipos transmisores capaces de comunicarse con el satélite.

Un satélite puede definirse como un repetidor de radio en el cielo (transponder), un sistema satelital consiste de un transponder, una estación basada en tierra, para controlar su funcionamiento, y una red de usuario, de las estaciones terrestres, que proporciona las facilidades para transmisión y recepción del trafico de comunicaciones, a través del sistema de satélite.

Las transmisiones de satélite se catalogan como bus o carga útil. La de bus incluye mecanismos de control que apoyan la operación de carga útil. La de carga útil es la información del usuario que será transportada a través del sistema.

En el caso de radiodifusión directa de televisión vía satélite el servicio que se da es de tipo unidireccional por lo que normalmente se requiere una estación transmisora única, que emite los programas hacia el satélite, y varias estaciones terrenas de recepción solamente, que toman las señales provenientes del satélite. Existen otros tipos de servicios que son bidireccionales donde las estaciones terrenas son de transmisión y de recepción.

Uno de los requisitos más importantes del sistema es conseguir que las estaciones sean lo más económicas posibles para que puedan ser accesibles a un gran número de usuarios, lo que se consigue utilizando antenas de diámetro chico y transmisores de baja potencia. Sin embargo hay que destacar que es la economía de escala (en aquellas aplicaciones que lo permiten) el factor determinante para la reducción de los costos.

a) SEGMETOS: TIERRA Y ESPACIO

Segmento Terrestre

Está compuesto por las distintas estaciones terreadas destinadas a la recepción y trasmisión de señales mediante la utilización de satélites de comunicaciones.

Existen distintos tipos de estaciones terrenas. Los diferentes matices que se ofrecen en la práctica están dados según el servicio a que las mismas estén destinadas. Se pueden mencionar a la estaciones: estación máster, la que se encarga de la gestión del sistema y habitualmente se encuentra ubicada en el nudo principal de la red, situamos también la estaciones de alto tráfico y las de trafico medio y bajo, cuyas características permiten la atención de un elevado número de canales de trasmisión y recepción o bien puede ser de una menor cantidad de estos. Destacamos también las estaciones rurales -de bajo costo- y las denominadas estaciones TVRO (TV receiver only) que permiten solo la recepción de una o varias señales de TV y/o de radiodifusión sonora.

La estación terrestre, se encarga de captar la señal (propia o procedente de la red). Esta es procesada en banda base y modulada, con objeto de ser transmitida a la red satelital o a la red terrestre. De igual forma las señales espaciales son recibidas, y precisadas mediante el equipo receptor y de amplificación con fin de acondicionar esta para su posterior reenvío. La señal puede combinarse con otras, para formar enlaces multiplexados de mayor capacidad, o ser separada en canales menores (FDM o TDM). Para ello las estaciones poseen equipamiento TDM y FDM que permite operar con los transponders del satélite de manera coordinada facilitando la perfecta comunicación. El alimentador de antena proporciona polarización adecuada y aislamiento con la señal recibida. Se requiere un amplificador de bajo ruido en recepción. Las señales de TT&C son extraídas y utilizadas a fin de controlar el enlace y el satélite en orbita. El segmento terrestre principalmente está formado por dos elementos básicos, la estación terrestre, la cual se puede diferenciar entre diferentes tipos:

Estaciones de capacidad alta.

Formada por antenas grande de 30 m de altas presatciones, con capacidad de interconexión exterior de los contenidos recibidos y transmitidos por el satélite, así como pasarela entre redes y subsistemas terrestres.

Estaciones de capacidad media.

Formada por antenas de 2-10 m, y encargadas de gestionar y procesar el trafico de una empresa o región determinada.

Estaciones de capacidad pequeña (VSAT y USAT).

Antenas pequeñas de 0,5 -2 m de diámetro. Son sistemas para un único usuario, dentro de las redes VSAT remotas.

Estaciones terrestres móviles.

Son estaciones con antenas de tamaño 1-2 m, con capacidad de movimiento o terminales telefonicos moviles, tipicos en sistemas LEO y MEO. Actualemente son terminales interactivos, como los terminales GPS.

Estaciones terrestre fijas.

Son terminales fijos sin capacidad de movimiento, basados en antenas de 0,5-2 m a través de los cuales se reciben las señales, principalmente Internet y datos.

Segmento espacial

Es la parte que se refiere a las comunicaciones en el espacio abierto, es el módulo de comunicaciones que se encarga principalmente de los equipos y funciones necesarios en el satélite para poder establecer las comunicaciones con las estaciones en tierra.

Modulo de comunicaciones

La función principal del sistema de comunicaciones, es la de recibir, amplificar y adecuar la frecuencia de la señal, transmitiendo las señales que llegan o salen del satélite. Podemos distinguir tres partes diferenciadas dentro del modulo de comunicaciones, las antenas, los transpondedores y los amplificadores de potencia. Las antenas reciben y emiten a través del enlace ascendente (uplink), y o del enlace descendente (downlink) las señales provenientes de la tierra o dirigidas a ella, en una banda de frecuencia y polarización. En la señal recibida y transmitida, se debe garantizar la mayor calidad posible y con la menor interferencia posible

...