CÁLCULO DE UN ENLACE SATELITAL

CÁLCULO DE UN ENLACE SATELITAL

ENTRE QUITO (ECUADOR) – LOS ANGELES (CALIFORNIA-EEUU)

Andrés Mauricio Gutiérrez Mejía

Cesar Mauricio Perdomo Rozo

Gersson Harley Tao Sánchez

UNIVERSIDAD EL BOSQUE

Facultad de Ingeniería Electrónica

Bogotá DC, abril 6 de 2006

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CÁLCULO DE UN ENLACE SATELITAL

ENTRE QUITO (ECUADOR) – LOS ANGELES (CALIFORNIA-EEUU)

Presentado por:

Andrés Mauricio Gutiérrez Mejía 02170026

Cesar Mauricio Perdomo Rozo 02170039

Gersson Harley Tao Sánchez 02170051

Presentado a:

Ing. GUSTAVO QUIROGA BRICEÑO


Facultad de Ingeniería Electrónica

Bogotá DC, abril 6 de 2006

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TABLA DE CONTENIDOS

Pág.

INTRODUCCIÓN 4

1. TÍTULO 5

2. DEFINICIÓN DEL PROBLEMA 6

3. JUSTIFICACIONES 7

4. OBJETIVOS 8

5. MARCO TEÓRICO 9

6. DISEÑO FUNCIONAL 29

7. RECOPILACION DATOS 30

8. CALCULO DEL ENLACE 39

9. COSTOS 45

10. CONCLUSIONES 47

11. ANÁLISIS LEGAL 49

12. GLOSARIO 51

13.REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 52

4

INTRODUCCIÓN

Desde su concepción, los enlaces satelitales buscan eliminar los limites en la

comunicación a nivel global, siendo INTELSAT la empresa que desde 1964 se

ha encargado de este hecho al brindar servicios múltiples mejorados con

cada satélite que pone en orbita, es por ello que en el presente trabajo se

consideraran algunos de los satélites para la comunicación entre Quito

(Ecuador) y Los Ángeles (California-EEUU)

Para ello es necesario tener en cuenta todos los elementos fundamentales

para el diseño del enlace tales como: Posición geográfica de las ciudades,

satélite utilizado (esta elección basada en el footprint del satélite),

frecuencias de trabajo del enlace, las estaciones terrenas y otros aspectos.

Todo lo anterior debe ser soportado por la información provista por

INTELSAT, que se encarga de establecer las normas y parámetros como

frecuencias de upstream y downstream del satélite y las estaciones terrenas,

así como los dispositivos necesarios para el enlace (Ej: TWT)

5

1. TÍTULO

“Cálculo de un Enlace Satelital entre Quito (Ecuador) – Los Ángeles

(California-EE.UU.)”

6

2. DEFINICIÓN DEL PROBLEMA

Nuevamente la necesidad de comunicación ha sido el motor del desarrollo de

nuevos y mejorados sistemas que permitan acortar distancias y con ello

poder llegar a cualquier lugar del mundo en tan solo unos segundos, no

solamente para ofrecer servicios de comunicación sino también servicios de

datos. La tecnología de satélites permite lograr dicho objetivo perfilándose

como un sistema de gran alcance para la intercomunicación entre lugares

geográficamente separados, siguiendo un poco el principio de los

radioenlaces.

7

3. JUSTIFICACIONES

La creciente necesidad de comunicar lugares cada vez más distantes que otro

tipo de tecnologías anterior a los satélites no podía cubrir, brinda un

bienestar a todos y cada uno de los participantes y usuarios de esta

tecnología.

Los costos involucrados para este tipo de tecnología implican que este

servicio es de carácter compartido en el cual se adquieren o arriendan cierta

cantidad de servicios que el satélite pueda proveer.

Es valido denotar que los enlaces satelitales ofrecen una ventaja técnica al

poder transmitir información en aire o vació con la flexibilidad de situarlos en

terrenos geográficamente distantes.

En el estudio y aplicación de los enlaces satelitales se puede observar el

comportamiento que tiene el movimiento de un satélite geoestacionario

ubicado a mas de 42.000 km de distancia del centro de la Tierra y la forma

en la cual puede proyectar sus haces de radiación sobre determinadas zonas.

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4. OBJETIVOS

• Por medio de la práctica, conocer la forma real en la cual se

implementa un enlace satelital teniendo en cuenta todos los factores,

tanto internos como externos, posibles que se podrían encontrar en la

vida real.

• Diseñar un enlace satelital entre las ciudades de Quito –Los Ángeles,

con capacidad de 4E1.

• Determinar cuales serían los mejores componentes que ofrecerían un

óptimo rendimiento en la comunicación de los lugares anteriormente

nombrados.

• Desarrollar habilidad en el manejo de software, útiles en el diseño de

enlaces satelitales bajo condiciones similares a las reales en el medio

ambiente.

• Describir todos los aspectos relacionados, no solamente con la parte

técnica, sino también el manejo de normas y costos que un enlace de

este tipo implica.

9

5. MARCO TEÓRICO

5.1. Antecedentes

La concepción de satélite como un sistema de comunicación con

cubrimiento mundial, llevo a varios hombres a formular las primeras

iniciativas sobre este tipo de tecnología. Estas concepciones de la mano de

Arthur Clark y otros hombres llevaron a pensar que un punto donde la

gravedad es cero, con ello lograr poner en orbita satélites geoestacionarios

que cubrieran toda la tierra. En principio se pensó en la siguiente disposición

para cubrir la tierra.

Figura 1 Satélites AOR, POR y IOR

Fue hasta 1960 cuando nació una compañía llamada INTELSAT como una

red de satélites de comunicaciones que cubre el mundo entero. Los satélites

INTELSAT están situados en órbitas geoestacionarias sobre las siguientes

regiones:

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• AOR: Región del océano Atlántico

• POR: Región del océano Pacífico

• IOR: Región océano Índico.

• APR: Región Asiática y del Pacífico (esta ultima entro en servicio en

el año 1993 con el lanzamiento de INTELSAT 501)

El primer satélite INTELSAT, llamado Early Bird ("Madrugador") fue

puesto en órbita sobre el océano Atlántico en 1965. Son propiedad de una

compañía internacional (INTELSAT), con sede en Washington D.

5.2. Características de un satélite

Los satélites se disponen una distancia con respecto de la Tierra de

42164,2 km, esta distancia se le llama Radio orbital, siendo igual a la suma

de otras dos distancias que son: el Slant Range con una distancia de 35786,4

km y el Radio ecuatorial con una distancia de 6378,19 km y donde el punto

subsatelital (definido como la intersección de la recta que une el centro de la

tierra)

Figura 2 Distancias entre satélite y Tierra

11

Los movimientos y posición de un satélite geoestacionario son las siguientes:

Figura 3. Posición y movimientos de un satélite geoestacionario

Los movimientos de un satélite están determinados por tres tipos de giros

que estan sobre si:

• Pitch: Es la rotación alrededor del eje lateral o transversal

• Roll: Es la rotación alrededor del eje longitudinal

• Yaw: Es la rotación sobre el eje normal

Además de estos tres movimientos el satélite también se pueden mover en

tres orbitas básicas (hay orbitas adicionales pero no se tocaran pues no es el

objetivo de estudio de este trabajo):

12

ORBITA CIRCULAR

Ésta es la única órbita que puede proporcionar cobertura global completa

por un satélite, pero requiere un número de órbitas para hacerlo. En el

campo de las comunicaciones donde la transferencia instantánea de la

información es requerida, la cobertura global completa se podría alcanzar con

una serie de satélites, donde cada satélite se separa en tiempo y ángulo de

su órbita. Sin embargo, debido al costo económico, las desventajas técnicas,

y operacionales, la cobertura global no se utilizan para las

telecomunicaciones, aunque favorece algunos sistemas de satélite

meteorológico, navegación y recursos en tierra.

ORBITA ELÍPTICA INCLINADA

Una órbita de este tipo tiene características únicas que han sido

utilizadas con éxito por los sistemas de satélite de algunas comunicaciones,

notablemente un sistema doméstico soviético. Para este sistema, la órbita

elíptica tiene un ángulo de la inclinación de 63° y de un período de la órbita

de 12 horas. Por diseño, el satélite se hace para ser visible para ocho de sus

períodos de la órbita y reducir al mínimo el problema del handover mientras

que proporciona la cobertura substancial de la superficie de la tierra. Usando

tres satélites, la cobertura convenientemente puesta en fase, provee una

cobertura sobre la región polar que otras orbitas no podrían alcanzar.

ORBITA GEOESTACIONARIA (ECUATORIAL)

Un satélite en una órbita circular de 35.800 kilómetros tiene un período

de 24 horas, y por lo tanto aparece inmóvil sobre un punto fijo en la

superficie de la tierra. Esta órbita se conoce como la órbita geoestacionaria.

El satélite es visible a partir de una mitad de la superficie de la tierra, hasta el

13

Círculo Polar Ártico, y esta órbita se utiliza para el sistema de comunicaciones

basadas en los satélites de INTELSAT.

Figura 4 Orbitas básicas de un satélite

5.3. Características de un enlace

Elementos generales necesarios para realizar un enlace satelital:

• Estación Terrena de transmisión

• Satélite con transponders que cubran el área especificada

• Estación terrena receptora

Para realizar la comunicación se deben tener en cuenta los aspectos

mencionados a continuación:

• Footprint del satélite

• Ubicación de las estaciones terrenas

• Configuración del trasponder

• Bandas de frecuencia

• Ventaja geográfica de la estación terrena

• Modo de acceso al satélite

14

5.4. Características de la transmisión

5.4.1. Técnicas de acceso múltiple

Son técnicas que se emplean en redes de comunicaciones en las que

varias estaciones comparten la capacidad de comunicación

Se emplean para coordinar el uso conjunto de esa capacidad

En una red por satélite las estaciones terrenas comparten la capacidad

de comunicación de los transponders a bordo del satélite.

5.4.2. Modos de acceso múltiple en satélites

Dentro de las formas en las que se puede acceder a un satélite se pueden

distinguir los siguientes:

• Acceso al repetidor a bordo mediante FDMA

• Acceso a canales particulares:

o FDMA (Acceso Múltiple por División en Frecuencia)

o TDMA (Acceso Múltiple por División en Tiempo)

o CDMA (Acceso Múltiple por División en Código)

o Mixtas

• Asignación del recurso (banda o slot temporal)

o Asignación fija

o Acceso aleatorio

o Acceso controlado o asignación bajo demanda (DAMA)

5.4.2.1. ACCESO FDMA

FDMA es un acrónimo inglés que significa Frequency Division Multiple

Access, que traducido es Tecnología de acceso múltiple por división de

frecuencias, que corresponde a una tecnología de comunicaciones usado en

los teléfonos móviles de redes GSM

Una de las particularidades es que la separación del espectro en distintos

canales de voz, separando el ancho de banda según su frecuencia, en

15

divisiones uniformes. A pesar que puede portar información digital, no es

recomendado su uso, siendo usado para transmisiones del tipo análogas.

• Ancho de banda preasignado según el tráfico

• Portadoras con menor ancho de banda (menor tráfico)

• Menos portadoras que canales posibles: Asignación bajo demanda

• Asignación de portadoras bajo demanda centralizada o distribuida

Figura 5 Enlace de subida con FDMA

Figura 6 Enlace de bajada con FDMA

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5.4.2.2. ACCESO TDMA

TDMA son las siglas de Time Division Multiple Access. Tecnología que

distribuye las unidades de información en alternantes slots de tiempo

proveyendo acceso múltiple a un reducido número de frecuencias. TDMA es

una tecnología inalámbrica de segunda generación que brinda servicios de

alta calidad de voz y datos.

TDMA divide un único canal de frecuencia de radio en seis ranuras de

tiempo. A cada persona que hace una llamada se le asigna una ranura de

tiempo específica para la transmisión, lo que hace posible que varios usuarios

utilicen un mismo canal simultáneamente sin interferir entre sí.

• Sólo se transmite una portadora.

• Normalmente con el sistema de una portadora por estación.

• Cada estación transmite sólo durante un intervalo de tiempo una

ráfaga de datos

• Se utiliza para señales digitales

• Un cambio de la capacidad asignada a cada estación

• es sencillo

• Proporciona mayor eficiencia que FDMA

• No requiere control de potencia de las portadoras

Figura 7 Enlace de subida con TDMA

17

Figura 8 Enlace de bajada con TDMA

5.4.2.3. ACCESO CDMA

La multiplexación por división de código o CDMA es un término genérico

que define una interfaz de aire inalámbrica basada en la tecnología de

espectro extendido (spread spectrum)

Uno de los aspectos únicos de CDMA es que a pesar de que existe un

numero fijo de llamadas telefónicas que pueden manipularse por parte de un

proveedor de servicios de telefonía (carrier), este no es un numero fijo. La

capacidad del sistema dependerá de muchos factores. Cada dispositivo que

utiliza CDMA esta programado con un pseudocódigo, el cual se usa para

extender una señal de baja potencia sobre un espectro de frecuencias

amplio. La estación base utiliza el mismo código en forma invertida (los ceros

son unos y los unos son ceros) para desextender y reconstruir la señal

original. Los otros códigos permanecen extendidos, distinguibles del ruido de

fondo. Hoy en día existen muchas variantes, pero el CDMA original se conoce

como cdmaOne bajo una marca registrada de Qualcomm. A CDMA se le

caracteriza por su alta capacidad y celdas de radio pequeño, que emplea

espectro extendido y un esquema de codificación especial y, lo mejor de todo

es muy eficiente en potencia.

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• Se basa en técnicas de espectro ensanchado

• A cada estación se asigna un código que permite identificar la

transmisión de dicha estación. El código se basa en una secuencia

pseudoaleatoria (PN)

Existen dos posibilidades

• Secuencia directa (DS)

• Salto en frecuencia (FH)

Los diferentes códigos deben tener alta autocorrelación y casi nula

correlación cruzada para que el sistema funcione eficientemente.

5.4.3. Comparación de eficiencia

La siguiente figura compara los tres métodos de acceso al satélite

haciendo una grafica eficiencia vs. numero de estaciones terrenas. Donde se

puede observar que:

• La eficiencia de FDMA es baja puesto que con pocas estaciones, esta

decrece rápidamente con el aumento del numero de estaciones

terrenas

• La eficiencia de TDMA es alta debido a que esta se ve muy poco

afectada con relación al aumento numero de estaciones terrenas

• La eficiencia de CDMA es extremadamente baja para este tipo de

aplicación con satélites

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Figura 9 Comparación entre FDMA, TDMA y CDMA

5.5. Servicio del enlace

Para el enlace entre Quito – Los Ángeles se prestará un servicio de voz

con una capacidad de 4E1’s o equivalente a 1E2. Para ello se detallaran las

características de del servicio que se va manejar.

.

Tabla 1 Descripción de una Señal Telefónica

CARACTERÍSTICAS SEÑAL DE TELEFONÍA

OBJETIVOS DE

CALIDAD

Las medidas de calidad se establecen tras un

filtrado que reproduce la sensibilidad del oído

(ponderación sofométrica) ITU-T G223. La mejora

es de 2.5 dB

NIVEL DE RUIDO ITU-R S.353

� Nivel de ruido < -50 dBm0p (p=sofométrico)

medido sobre 1 minuto para el 20% del peor mes

20

� Nivel de ruido < -43 dBm0p (p=sofométrico)

medido sobre 1 minuto para el 0.3% del peor mes

� Nivel de ruido < -30dBm0p (p=sofométrico)

medido sobre 5 ms para el 0.01% del peor año

BIT ERROR RATE (BER) ITU-R S.522

� 1/106. Valor medio sobre 10 minutos para el

20% del peor mes

� 1/104. Valor medio sobre 1 minuto para el 0,3%

del peor mes

� 1/106. Valor medio sobre 1 segundo para el

0.05% del peor mes

Ancho de banda 300 a 3400 Hz.

Potencia

La potencia de un locutor continuo (pausas

imprescindibles) medida en una población grande

tiene una distribución log normal.

Teniendo en cuenta un factor de actividad del 25%

en la línea telefónica activa, resulta una potencia

media

Pm=-15dBm0 con una desviación típica de 5.8 dB

Valores pico

Los valores de pico están 18dB por encima, por lo

que un tono

de prueba de igual valor de pico tendrá una

potencia 0dBm0

Se recomienda un margen dinámico de 40 a 50 dB

para cubrir

las variaciones de un locutor y de unos a otros

Señal Analógica ACTIVACIÓN POR VOZ. En sistemas analógicos

de una portadora por canal (SCPC)

21

� Umbral de activación / desactivación: -30 a -40

dBm0

� Tiempo de activación de la portadora: 6 a 10 ms

� Tiempo de desactivación de la portadora: 150 a

200 ms.

� Ahorro de potencia por desactivación de

portadora: 4 dB

PRE-ÉNFASIS Y DE-ÉNFASIS.

� Mejora de 4 a 6 dB en la relación S/N

COMPANSOR (COMPRESIÓN Y EXPANSIÓN)

� Reduce el margen dinámico a la mitad

� La potencia silábica es la determinante

(compansor silábico)

� Mejora en la relación S/N del orden de 15 dB

Señal Digital

Codificación de forma de onda

� En el dominio del tiempo

� PCM: Pulse Code Modulation

� Uniforme

� No uniforme. Leyes A y µ

� DPCM: Diferential PCM

� ADPCM: Adaptive DPCM

� Delta Modulation

� En el dominio de la frecuencia:

División en sub-bandas + ADPCM

Codificación de la fuente: VOCODER

Acceso FDMA

� Un conjunto de señales de diferentes usuarios se

combinan mediante una modulación analógica lineal

(normalmente SSB), para producir una señal

22

denominada FDM.

� Esta señal modula a su vez una portadora de

radiofrecuencia o microondas (normalmente en FM).

� Para telefonía se asignan 4 KHz por canal. Existe

una tabla (ITU-R S.481) para saber la frecuencia

máxima asignada en función del número de canales.

Acceso TDMA

Jerarquía CEPT (CCITT G702)

� Trama de 256 bits en 125µseg. 16 bits de

señalización

� Primer nivel 2.048 Mbit/s (30 canales).

� Hasta 5 niveles cuadruplicando la capacidad en

cada nivel.

Jerarquía T-carrier (CCITT G704)

� Trama de 193 bits en 125µseg . 1 bit de

señalización

� Primer nivel 1.544 Mbit/s (24 canales)

� Niveles sucesivos de 24, 96, 480 ó 672, 1440 ó

4032 y 5760 canales

Jerarquía digital síncrona (SDH)

� Trama de 19440 bits en 125µseg . SDH-1 a

155.52 Mbits/s

� Permite acceso directo a un canal sin

demultiplexar toda la estructura

ATM (“Asyncrhronous transfer mode”)

� Técnica de transmisión, multiplexación y

conmutación, definida para redes B-ISDN con

23

conmutación por paquetes

� Soporta los sistemas existentes

� Minimiza la complejidad de la conmutación

� Minimiza el tiempo de procesado en nodos

intermedios

Una vez descritos todos los parámetros posibles para manejar este tipo

de servicio se procederá a escoger el tipo de satélite mas adecuado que

cumpla con la capacidad del servicio y el footprint que cubra las zonas

geográficas que se necesitan.

5.6. Parámetros del satélite

5.6.1. Historia

La serie de la INTELSAT VII incluye cinco satélites lanzados desde

octubre 22 de 1993, al de junio 15 de 1996. Estos satélites tienen paneles

solares de 21,8 metros que generan más de 4.000 vatios de energía y una

vida útil de 10,9 años. Esta serie lleva una carga útil más pequeña que la

INTELSAT VI en términos del número de los canales, transponders, y ancho

de banda disponible, pero se optimiza en EIRP, G/T, y la densidad del flujo

para la operación con estaciones terrestres más pequeñas. Los satélites de la

INTELSAT VII proporcionan la opción del manejo de la banda Ku,

independientemente del transponder, en banda de frecuencias de downlink

entre 11 y 12 GHz, dependiendo de las regulaciones de ITU para cada región.

5.6.2 Características de INTESAT VII

Las ganancias para INTELSAT VII y los satélites siguientes son diferentes

de INTELSAT V y VI porque cubren una gama grande (> DB 14) en los pasos

pequeños (< DB 1,5). La decisión referente al paso apropiado del aumento

del transponder puede depender de un número de los factores, incluyendo la

24

exigencia del consumidor, de los servicios en los transponders de cocanal, y

de los otros servicios dentro del mismo transponder. El INTELSAT VII tiene

transponders de 34, 36, 41, 72, 77, y 112 MHz de ancho de banda,

dependiendo de la banda de frecuencia y del haz. Puede ser configurado para

la operación. Los haces de la banda C y de la banda Ku son completamente

orientables sobre cualquier lugar permitido por la orbita.

El INTELSAT VII puede funcionar en modo normal o invertido. Esto

permite que el satélite rote 180° en el eje de desvío para optimizar la

cobertura del haz en localizaciones orbitales específicas. Esto evita el usar

órdenes de reconfiguracion que se miden en más costos y además son más

complejos para la antena. La cobertura normal de la región del Océano

Pacífico y de la región del oeste de Océano Atlántico pude variar en un haz

grueso para el oeste y uno delgado para el este lama para una viga

hemisférica del oeste ancha y la viga hemisférica del este estrecha. Con la

inversión de la actitud, el satélite puede también tener una viga hemisférica

del oeste estrecha y una viga hemisférica del este ancha para el uso en las

regiones del este del océano atlántico e indio.

El INTELSAT VII tiene dos sistemas de cinco transponders en banda C

disponibles para cuatro haces Z1 o I, Z2 o J, Z1A o L, y ZÀ o K de la zona,

agrupada en dos sistemas (Z1/Z1A y Z2/ZÀ). En el uplink, un receptor de la

zona se puede conectar con uno de los sistemas (Z1 o Z1A) o a la

combinación de los dos (Z1/Z1A), llamada zona realzada. Esta zona realzada

está conectada con solamente una cobertura en el downlink. Los canales 9 a

12 de la banda C se pueden asignar a la cobertura global,

independientemente para cada canal e independientemente para cada

acoplamiento (uplink y downlink). La spot de la banda C es completamente

orientable. Todos los amplificadores de energía para la banda C son SSPA’s y

el EIRP es de 33 dBW para Hemi, la zona, y las haces de banda C-spot,26

25

dBW para el global. El canal 12 tiene DB 3 más EIRP cuando está asignado a

los haces globales o del C-spot.

INTELSAT 705 en 310 grados Este

5.6.3. Estaciones Terrenas

La estación terrena transmisora se caracteriza por el E.I.RP. (Potencia

Isotrópica Radiada Efectiva), este factor esta relacionado a la potencia

del transmisor y la ganancia de la antena en la frecuencia de transmisión.

26

La estación terrena receptora se caracteriza por una figura de mérito (G/T) y

la Frecuencia Intermedia (IF) de banda ancha.

Cada elemento en la cadena de recepción puede ser asignada a una

temperatura de ruido, la cual es una medida de potencia de ruido contribuida

por el elemento por unidad de ancho de banda. Esas contribuciones son

combinadas para reflejar la potencia de ruido por la distribución de la

ganancia a través de la cadena. En general, la temperatura de ruido de el

sistema es determinado primariamente por la antena, al amplificador de

bajo ruido (LNA) y los componentes de acople de esos elementos. La suma

de pequeñas pérdidas, tales como la atenuación en el cable, entre el LNA y la

antena puede resultar en degradación significante de la figura de mérito G/T.

El transponder también juega un papel bien importante en un enlace satelital,

éste se encuentra dentro del satélite y cuyas funciones básicas son las

siguientes:

• Amplificación de la señal

• Aislamiento de canales adyacentes

• Traslación de frecuencias

Los principales factores que ocasionan la degradación de la señal se

encuentran la lluvia, la nieve, la absorción atmosférica, las pérdidas por el

espacio libre, entre otras.

Un enlace debe verse desde los siguientes puntos de vista:

1. De la calidad del enlace.

Entonces se calculará la relación C/N.

2. De la calidad de la señal transportada:

Entonces se calculará la relación S/N, para los sistemas analógicos y

27

Eb/No y BER para los sistemas digitales.

En ambos casos deberán conocerse los siguientes parámetros:

1. Potencia radiada por el enlace ascendente, desde la E/S.

2. Potencia radiada por el enlace descendente, desde el SAT.

3. Ruidos generados por la E/S y el SAT.

4. Efectos generados de la propagación atmosférica.

5.- Características básicas del satélite a usar, que serán suministradas

por cada una de las empresas que lo administran.

En general un enlace satelital lo conforman:

1. Una E/S que transmite.

2. Un sendero ascendente.

3. Un repetidor activo (satélite).

4. Un sendero descendente.

5. Una E/S que recibe.

Todo esto implica que al analizar un enlace, se tendrán que contabilizar:

1. El C/N]UP (ascendente).

2.- El C/N]SAT (en el satélite).

Para el caso, se calcula C/I]SAT, o sea la relación portadora a

intermodulación, pues el satélite es el mayor generador de

frecuencias indeseadas, por manejar un paquete muy grande de

información, a través de un dispositivo no lineal ( TWT o SSPA).

3. El C/N]DOWN (descendente).

4. La degradación del enlace (∆), causada por efectos de lluvia,

despolarización, magnetismo, contaminación, etc. y es conocida

comúnmente como Lm]dB (perdidas misceláneas, dadas en dB).

Primero se debe calcular la relación portadora a ruido del enlace de

subida (C/Nup), después se deberá calcular la relación portadora a ruido pero

28

ahora del enlace de bajada (C/Ndown). La relación portadora total del enlace

se determinara por la siguiente ecuación:

Donde

downup

downup

downup

Total

N

C

N

C

N

C

N

C

N

C

N

CN

C

+

⋅

=

+

=

−− 11

1Figura

EIRPET = EIRP de la estación terrena transmisora (dB) G/TSAT=figura de

mérito de la antena del satélite (dB)

k= constante de Boltzman (228.6 dB)

Es el área efectiva de la antena que recibe en el satélite, dada en

dB y contabilizada en m2.

Es la temperatura de ruido del sistema en el satélite.

Pll = pérdidas por lluvia

Papun= pérdidas por apuntamiento

Patm = pérdidas atmosféricas

Ppol = pérdidas por polarización

Donde:

29

C/Ndown = EIRPSAT + G/TETR - k - Pel - Pll - Pmisc

PIRESAT = EIRP en saturación del satélite (dB)

G/TETR = G/T de la estación terrena receptora (dB)

k = constante de Boltzman (-228.6 dBW)

Pel= pérdidas pro espacio libre


Pmisc= pérdidas misceláneas

6. DISEÑO FUNCIONAL

Teniendo como base todos los anteriores conceptos se procederá con el

diseño del enlace Quito (Ecuador) – Los Ángeles (California – EEUU)

transmitiendo 4E1 para servicio de telefonía. 4E1 trabaja con 120 canales a

una velocidad de 8448 Mbps y con un ancho de banda de 8.01 MHz

6.1. Descripción de los lugares.

Quito(Ecuador) Los Ángeles (California)

Coordenadas

Geográficas

Latitud: S 1° 0' / S 0° 0' Latitud: 34º 03' 07 " N

Longitud: W 79° 0' / W 78° 0' Longitud: 118º 140' 34" O

6.2 Ubicación Geográfica

Figura 10. Ubicación Geográfica de Quito (Ecuador – Suramérica)

30

Figura 11 Ubicación Geográfica de Los Ángeles (California –

Norteamérica)

7. RECOPILACIÓN DE DATOS.

7.1. Footprints

Para el diseño del enlace se tuvieron en cuenta los footprint INTELSAT

705@307WH (Footprint hemisferico Oeste) para la estación de los Ángeles –

California y el footprint INTELSAT 705@307S2

7.1.Programas de Andrew Corporation (www.andrew.com).

• Catálogo 38 versión 7.02

• Power Tools versión 2.0

GENERALES

31

Figura 12 PARAMETROS DE SUBIDA Y BAJADA

Figura 13 Estacion Terrena en Los Ángeles

32

Figura 14 Estacion Terrena Quito

Figura 15 Especificaciones de la portadora

33

Figura 16 CALCULO HPA

Nº E1

VELOCIDAD TX

4E1 8448 Kbit/s

Satélite INTELSAT 7 vuelo 5 (705)

Posición del satélite Longitud 310ºE

Conexión del haz Hemisférico / Hemisférico (HW / HW)

Velocidad de información 8448 Kbit/s

Velocidad standard 8448 Kbit/s

Portadora QPSK / IDR

Tipo de carrier Digital

Overheath 10%

34

PARAMETROS DEL SEGMENTO ESPACIAL

Ancho de banda (BW) 72 MHz

Transpondedor Nº 7-8

Frecuencias 6,220 / 4,9950 GHz

Saturación del transponder (EIRPsat-sat) 32.8 dBW

Densidad de flujo de saturación (SFD) -87,0 dBW/m2

Factor de mérito (G/TSAT) -8.7 dB/ºK

Interferencia cocanal (C/ICO) 19,0 dB

PARAMETROS DE LAS ESTACIONES TERRENAS

Diámetro antena 14 mts 14 mts

Eficiencia antena 70% 70%

G/T del sistema 35 dB/ºK 31,8 dB/ºK

Factor ββββ UPββββ = 2,7 dB DWββββ = 3,0 dB

Tracking Auto Auto

Margen MUP = 2,5 dB MDW=3,5 dB (Lluvia+Tracking)

Pérdida GW 3,6 dB 3,6 dB

PARAMETROS DE LA PORTADORA

Velocidad standard 8448 Kbit/s

FEC ¾

Banda ocupada 14,345 Mbps

BER punto de operación 1 x 10--6

C/T punto de operación -142,5 dBW/ºK

C/N0 punto de operación 87,1 dB-Hz

C/N 11,6 dB

39

8. Calculo del Enlace Se tiene un 4E1= 8448 Kbit/s para una portadora IDR. Se desea establecer un enlace desde Quito (Ecuador) a Los Ángeles (California) para proveer servicios de telefonía a través de un enlace IDR/LRE. Quito hará la transmisión a través del satélite INTELSAT 705_310.

Estación Terrena Quito

Angulo de Elevación:

( )

∆+

∆=

long)( )cos( )cos(6.6107153 2- 1 )6107153.6(

1 - long))cos(( cos 6.6107153senE

2

1-

lat

lat

º65.25 30' 281º310 =°−=∆long

( )

+ =

(25.65) (-.015)cos )cos(6.6107153 2- 1 )(6.6107153

1 - (25.65)(-.015)cos cos 6.6107153senE

2

1-

E =69.97º

Angulo de Azimut:

AP = -89.96º

Estacion Terrena Los Ángeles

Angulo de Elevación:

( )

∆= −

Sen(lat)

1longTangTangAp 1

( )

= −

0.015-sen

165.25TangTangAp 1

40

( )

∆+

∆=

long)( )cos( )cos(6.6107153 2- 1 )6107153.6(

1 - long))cos(( cos 6.6107153senE

2

1-

lat

lat

º2.68 48' 241º310 =°−=∆long

( )

+ =

(68.2) )cos34( )cos(6.6107153 2- 1 )6107153.6(

1 - )cos(68.2)34( cos 6.6107153senE

2

1-

EE == 99..3344ºº

Angulo de Azimut:

AP = 77.3º

Ganancia de la antena

GdBi = 10logη + 20logf + 20logd + 20.4dB

η = Eficiencia de la antena.(Esta se asume del 70%)

d = diámetro de la antena (metros)

f = Frecuencia operativa (Ghz)

Estación Quito

GTX = 20log(0,7) + 20log(6,220) + 20log(14) + 20.4dB

GE/S Quito = 56.1 dBi

Estación Los Ángeles

( )( )

= −

34sen

12.68TangTangAp 1

( )

∆= −

Sen(lat)

1longTangTangAp 1

41

GTX = 20log(0.7) + 20log(4,9950) + 20log(14) + 20.4dB

G E/S LA = 54.2 dBi

Distancia Estación Quito - Satélite INTELSAT VII

(lat) cos long)cos( - (1 0.41999 1 35786,04 D ∆+=

)(-.015 cos cos(25.65) - (1 0.41999 1 35786.04 D +=

DD == 3366551199,,11 KKmm

Distancia Estación Los Ángeles - Satélite INTELSAT VII

(lat) cos long)cos( - (1 0.41999 1 35786,04 D ∆+=

)(34 cos cos(68.2) - (1 0.41999 1 35786.04 D +=

DD == 4400665555,,99 KKmm

PERDIDAS EN ESPACIO LIBRE (FSL):

FSL|UP (dB) = 20 log (f) + 20 log (D) + 92.5 dB

ff == FFrreeccuueenncciiaa ((GGHHzz))

D = Distancia estación - satélite en Km

FSL (Quito UP)

FSL|UP (dB) = 20 log (6,22) + 20 log (36519,1) + 92.5

FSL|UP = 199,62 dB

FSL (Los Angeles Down)

FSL|DOWN (dB) = 20 log (4,9950) + 20 log (40655,9) + 92.5

FSL|DOWN = 198,65 dB

42

Calculos en el satelite EIRP EIRP SAT (dBW) =C/TET(dBW) - G/TET (dB/K)+ FSL|DW(dB) - βDW (dB) +MargenDW (dB)

Donde: Margen = margen por lluvia + margen de seguimiento = 3.5 dB

EIRP SAT (dBW) = -145,0 dBW – 35 dB/K +198,65 dB - 1,0 dB + 3.5 dB

EIRP SAT = 20,5 dBW

Backoff De Salida Del Satélite (OBO) OBO|dB = EIRPSATUR – EIRPOPERACION

OBO|dB = 34,8 dBW – 27,8 dBW

OBO|dB = 7.0 dB

Backoff De Entrada Al Satélite (IBO) IBO|dB = OBO|dB + X|dB

IBO|dB = 7.0 dB +3dB

IBO|dB = 10 dB

Densidad De Flujo De Operación Del Satélite (OFD) OFDSAT (dBW/m2) = SFD (dBW/m2) – IBO dB

SFDSAT: Densidad de Flujo de Saturación

OFDSATEL = -85,1 dBW/m2 – 10dB

OFDSATEL = -95.1dBW/m2

Cálculos En La Estación Terrena Transmisora (Quito) G1m2(dBi) = 20 Log (fGhz) + 21,4 G1m2(dBi) = 20 Log (6,220) + 21,4 G1m2(dBi) = 37,3 dBi EIRPET|dBw =OFDSATdBW/m2 +FSL|UP (dB) –G1m2

(dBi) -βUP(dB)+MargenUP (dB)

Margen = margen por lluvia + margen por seguimiento

43

Margen = 2.5 dB en enlace ascendente

EIRP ET dBw = -9 dBW/m2+ 199,62 dB – 37,3 dBi – 1 dB + 2.5 dB

EIRP ET dBw= 154.2 dBW

HPA = HIGH POWER AMPLIFIER

PPHHPPAA == EEIIRRPPEETT ddBBWW –– GGAAnntt EETT ddBBii ++ ppeerrddiiddaass ddee WWGG ((ddBB))

PPéérrddiiddaass ddee WWGG ((ddBB)) eessttiimmaaddaass == 33,,66 ddBB

PHPA = 62,9 dBW – 54,8 dBi + 3.6 dB

PHPA = 11,7 dBW

CALIDAD DEL ENLACE Enlace de subida

C/T (dB/K)|SATEL = EIRP ET (dBW) - FSL UP (dB) + G/TSATEL + βUP(dB) - Margen UP

C/T(dB/K)|SATEL = 62,9 dBW - 199.7 dB +( -6.0 dB/K ) + 3,7 dB – 2.5 dB

C/T(dB/K)|SATEL = -132,4 dB/ºK

Enlace de bajada

C/T (dB/K)|ET = EIRPSATEL (dBW) - FSLDOWN (dB) + G/TET RX + βDW(dB) - MargenDW

C/T(dB/K)|ET = 23,5 dBW - 196,3 dB + 31,8 dB/K + 2,0 dB – 3.5 dB

C/T(dB/K)|ET = - 136,7 dB/ºK

Producto de intermodulación del satélite C/T(dBW/K)|IM SAT = EIRP SAT – IMSAT + 10 Log 4 kHz - 228.6

El valor máximo del EIRP de intermodulación del transponder es igual a -

39 dBW/4 KHz en el borde del haz, según el software LST5

C/T(dBW/K)|IM SAT = 23,5 dBW – (- 37 dBW/4KHz) – 192.5dB

C/T(dBW/K)|IM SAT = -137,4 dBW/ºK

44

IInntteerrffeerreenncciiaa ccooccaannaall eenn eell ssaattéélliittee

CC//TTccoo||ddBBWW//KK == CC//IICCOO ddBB++ 1100 LLoogg ((BBWW))KKHHzz –– 222288..66 ddBBKK

CC// TTccoo||ddBBWW//KK == 1199 ddBB ++ 1100 LLoogg ((33995500,,66))KKHHzz –– 222288..66 ddBBKK

CC//TTccoo||ddBBWW//KK == -- 117711,,33 ddBBWW//KK

C/TTOT del enlace

+++

=

CO

10

C/TAntilog

1

iM

10

C/TAntilog

1

ET

10

C/TAntilog

1

SAT

10

C/TAntilog

1

110log

TOTALC/T dB

+++

=

CO

10Antilog

1

iM

10

137,4-Antilog

1

ET

10

136.7-Antilog

1

SAT

10

133.4-Antilog

1

110log

TOTC/T

171,3-

C/T TOTAL = -133,1 dB/ºk

Relación a Densidad de Ruido

C/ No | dBHz = C/ Ttotal |dB/K + 228.6 dB/K

C/ No | dBHz = -164,6 dB/K + 228.6 dB/K

C/ No | dBHz = 65,0 dB/ºK

Relación entre la energía binaria y la densidad de ruido

Eb / No | dBHz = C / No |dBHz – 10 log (Velocidad de Transmisión)(Mbps)

Eb / No | dBHz =64,0 dBHz – 10 log (32,064 Mbps)

Eb / No | dBHz = 44,9 dBHz

45

Relación Portadora a Ruido

C/N | dB = C/No(dB/K) – 10 log (Ancho de banda ocupada KHz)

C/N | dB = 65,0 dB/K – 10 log (14523,6KHz)

C/N | dB = 15,1 dB

9. COSTOS DESCRIPCION UNIDAD CANTIDAD VALOR ESTACION

UNITARIO

US$ TRANSMISORA RECEPTORA

INFRAESTRUCTURA ESTACION 112.855

AGUA m3 5 20,0 100,0 80,0

INSTALACION HIDRAULICA m3 1,5 30,0 45,0 30,0

EDIFICIOS (GLOBAL 1) 35000,0 30000,0

ENERGIA kW/h 2 15,6 120,0 100,0

TERRENOS 1 1 24000,0 27000,0 20000,0

TELEFONOS 8 50,0 200,0 180,0

CERRAMIENTO 4000,0

ALQUILER DE EQUIPOS 5587

ANALIZADOR DE ESPECTRO DIA 2 45 90 90

ANTENA ROTATIVA DIA 4 100 400 400

CABLES m 100 1 100 100

CAMION LABORATORIO VIAJE 2 1000 2000 1800

CARPA(S) DIA 3 10 60 56

COMPUTADOR DIA 3 0,4 15 12

MOTORES DE GIRO DIA 4 40 40 36

RECEPTOR DIA 4 210 200 180

VOM DIA 4 2 4 4

LICENCIAS $ 12.200

AMBIENTAL 1 $ 5.000 $ 5.000 $ 5.000

CONSTRUCCION 1 $ 1.000 $ 1.000 $ 1.000

OCUPACION DE VIAS 1 $ 100 $ 100 $ 100

EQUIPOS DE COMUNICACIONES 124600

CONVERTIDOR DE SUBIDA U/D/C 1 17300,0 17300 17300

HPA 50W 1 15000,0 15000 15000

46

LNA 1 8000,0 8000 8000

MODEM + ACCESOS A RMbps 1 7000,0 7000 7000

RECEPTOR de beacom 1 15000,0 15000 15000

ANTENAS 66000

ALIMENTADOR 2 4000 8000 8000

CONECTOR DE GUIAONDA 4 250 1000 1000

DESHIDRATADOR 1 1500 1500 1500

GUIAONDA 100 15 1500 1500

TRACKING 1 21000 21000 21000

ENERGIA 96000

GENERADOR 1 20000 20000 20000

TRANSFORMADOR 1 18000 18000 18000

UPS 1 10000 10000 10000

INSTALACIÓNELECTRICA 5000 5000 5000

PARTE LEGAL 5.400,00

CONSTITUCION DE LA EMPRESA 1 2500 2500 2500

ESCRITURACIÓN 1 200 200 200

COSTO PARCIAL DEL PROYECTO 493.340.00

IVA 78,934.4

US$ 572,274,4

TOTAL

Tabla 2. COSTOS DEL PROYECTO

47

10. CONCLUSIONES

• Al analizar un enlace satelital permite conocer todos los parámetros

que intervienen en la calidad de la comunicación. Estos parámetros,

como son la atenuación, el ruido, etc, deben conocerse y aplicarse.

Teniendo presente el tipo y la cantidad de información a transmitir, y

los parámetros de las estaciones.

• En el enlace de subida la información a ser transmitida por el satélite,

es enviada por medio de una estación terrena que consta

generalmente de un multiplexor, un modulador, el up-converter, un

amplificador de alta potencia (HPA) y la antena. En donde la

información puede ser encriptada utilizando un código de corrección

hacia delante (FEC).

• El enlace de bajada funciona de forma inversa al enlace de subida. La

antena recibe la señal que proviene del satélite y por medio de una

etapa de amplificación de bajo ruido es amplificada. La cual hace un

enlace de alta calidad.

• Se pude concluir que la elección de la velocidad de transmisión y la

potencia es de sumo cuidado para que no se presente una

intermodulación en el satélite.

• Se empleó el satélite INTELSAT VII debido a que su G/T y densidad de

flujo han sido optimizados lo cual permite operar con estaciones

terrenas de menor tamaño.

48

• El rendimiento del enlace está limitado por una serie de factores como

son el ruido del satélite, la potencia del enlace ascendente y

descendente de la estación terrena y el satélite y los efectos de la

propagación atmosférica.

• Siempre y cuando la estación terrena cumpla con las especificaciones

mínimas estandarizadas por INTELSAT; suministrará potencia

suficiente desde el satélite para satisfacer las características de todos

los servicios.

• Es necesario tener el aval de INTELSAT para colocar en

funcionamiento una estación terrena; este aval satisface los requisitos

obligatorios de los documentos IESS.

49

11. DISPOSICIONES LEGALES.

2.1. ITU-R 601.

Esta norma define los parámetros de codificación de la televisión digital

para estudios. Es el estándar internacional para la digitalización de vídeo

en componentes tanto para el sistema de 525 líneas como para el de 625

y se deriva del SMPTE RP125 y del EBU Tech. 3246-E. ITU-R 601 se aplica

tanto a las señales diferencia de color (Y, R-Y, B-Y) como al vídeo RGB, y

define sistemas de muestreo, valores de la matriz RGB/Y, R-Y, B-Y y

características de filtrado. No define sin embargo el interfaz electro-

mecánico - ver ITU-R 656.

ITU-R 601 normalmente se refiere al vídeo digital por componentes

diferencia de color (en lugar de al RGB), para el cual define un muestreo

4:2:2 a 13,5 Mhz con 720 muestras de luminancia por línea activa y

digitalización con 8 ó 10 bits.

Se acepta una pequeña reserva por debajo del negro en el nivel 16 y por

encima del blanco en el nivel 235 - para minimizar distorsiones de ruido y

sobremodulaciones. Utilizando una digitalización con 8 bits son posibles

aproximadamente 16 millones de colores diferentes: 28 cada uno para Y

(luminancia), Cr y Cb (señales diferencias de color digitalizadas) = 224 =

16.777.216 combinaciones posibles.

La frecuencia de muestreo de 13,5 Mhz se eligió con objeto de ofrecer

una norma de muestreo común políticamente aceptable para los sistemas

de 525/60 y 625/50, siendo múltiplo de 2,25 Mhz, la frecuencia común

más baja que proporciona un patrón de muestreo estático para ambos.

2.2. ITU-R 656.

50

Interfaces para las señales de vídeo digital en componentes en los

sistemas de televisión de 525 y 625 líneas. Establece la norma

internacional para interconectar equipos digitales de televisión que

funcionan de acuerdo con la norma 4:2:2 definida en ITU-R 601, que

deriva de las normas SMPTE RP125 y EBU Tech 3246-E. Define la señal de

borrado, las palabras de sincronismo embebidas, los formatos de

multiplexación de vídeo usados por los interfaces serie y paralelo, las

características eléctricas del interfaz y los detalles mecánicos de los

conectores.

2.3. ITU-T G.822.

Determina el número de deslizamientos controlados permisibles en el

nodo de la estación internacional. Dicho valor debe ser inferior a 1

deslizamiento cada 70 días. Los deslizamientos no controlados producidos

por la deriva del satélite deben ser absorbidos por una memoria buffer

colocada en la estación cuya capacidad múltiplo de una multitrama. La

tolerancia de los multiplexores de ±50 ppm es suficiente para absorber las

variaciones debidas al movimiento del satélite. Un movimiento de 3° de

inclinación orbital corresponde al orden de algunas partes en 107.

2.4. ITU-T G.821.

Los objetivos de calidad (segundos con muchos errores, minutos

degradados y segundos con error) se asignan en una proporción total del

20% del valor previsto para el Circuito Hipotético de Referencia de 27.500

Km para los servicios por satélite; correspondiendo al 50% del valor

asignado al tramo de Grado Alto de 25.000 Km. Es decir, es equivalente a

12.500 Km de cable de fibra óptica. Referido a la disponibilidad que ofrece

INTELSAT las estadísticas entre 1971 y 1980 en el circuito estación al

51

satélite ida y vuelta, tiene un valor promedio de 99,878 % con extremos

en 1971 de 99,812 % y en 1977 con 99,904 %.

12. GLOSARIO Transponder: El componente de un satélite de comunicaciones que reciba

una señal de la tierra, la procese y amplifique, y entonces la retransmite a

otra localización en la tierra.

EIRP: En los primeros satélites, los transponder eran pocos, los utilizados

tenían una energía relativamente baja de salida. Mientras que la demanda de

circuitos creció, el diseño de los paquetes de comunicaciones cambió para

ofrecer más transponder, cada uno cubriendo una pequeña parte de banda

disponible, así proporcionana linearidades mejores y una capacidad más alta

de la energía de la salida.

P.I.R.E = Potencia Isotrópica Radiada Efectiva

LNA = amplificador de bajo ruido

C/N ( Carrier to Noise) = relación Portadora a ruido

C/Nup =relación portadora a ruido del enlace de subida

C/Ndown = relación portadora a ruido del enlace de bajada

C/Ntotal = relación portadora total

PIREET = PIRE de la estación terrena transmisora (dB)

G/TSAT=figura de mérito de la antena del satélite (dB)

k = constante de Boltzman (228.6 dBW)

Pel= pérdidas pro espacio libre


Papun= pérdidas por apuntamiento

Patm = pérdidas atmosféricas

Ppol = pérdidas por polarización

52

PIRESAT = PIRE en saturación del satélite (dB)

G/TETR = G/T de la estación terrena receptora (dB)

Pmisc= pérdidas misceláneas

FDMA (Frecuency-division multiple access) Acceso múltiple por

división de frecuencias.

TDMA (Time-division multiple access) Acceso múltiple por división de

tiempo DAMA (Demand Access Multiple Access), el cual asigna ranuras

de tiempo de acuerdo a la demanda del canal.

CDMA (Code-division multiple access) El Acceso múltiple por división de

código

FSL= free Space Loss (pérdidas de espacio libre)

13.REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Libro de Estaciones Terrenas cap 2

Cap 2 , cap 4 y cap 5 de transparencias para un curso genial

Wayne, Tomáis, Sistemas de Telecomunicaciones, Prentice Hall

http://es.wikipedia.org/wiki/FDMA

53

Diapositiva 1

CCáálculo de un Enlace Satelital lculo de un Enlace Satelital entre Quito (Ecuador) entre Quito (Ecuador) –– Los Los Angeles (CaliforniaAngeles (California--EE.UU)EE.UU)

Cesar Mauricio Perdomo RozoCesar Mauricio Perdomo RozoAndrAndréés Mauricio Gutis Mauricio Gutiéérrez Mejrrez Mejííaa

Gersson H. Tao SGersson H. Tao Sááncheznchez


FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRONICA

Abril de 2006

Diapositiva 2

INTRODUCCIINTRODUCCIÓÓNN

►► Desde su concepciDesde su concepcióón, los enlaces satelitales n, los enlaces satelitales buscan eliminar los limites en la comunicacibuscan eliminar los limites en la comunicacióón a n a nivel global, siendo INTELSAT la empresa que nivel global, siendo INTELSAT la empresa que desde 1964 se ha encargado de este hecho al desde 1964 se ha encargado de este hecho al brindar servicios mbrindar servicios múúltiples mejorados con cada ltiples mejorados con cada satsatéélite que pone en orbita, es por ello que en el lite que pone en orbita, es por ello que en el presente trabajo se consideraran algunos de los presente trabajo se consideraran algunos de los satsatéélites para la comunicacilites para la comunicacióón entre Quito n entre Quito (Ecuador) y Los (Ecuador) y Los ÁÁngeles (Californiangeles (California--EEUU)EEUU)

54

Diapositiva 3


►►Para ello es necesario tener en cuenta todos Para ello es necesario tener en cuenta todos los elementos fundamentales para el diselos elementos fundamentales para el diseñño o del enlace tales como: Posicidel enlace tales como: Posicióón geogrn geográáfica fica de las ciudades, satde las ciudades, satéélite utilizado (esta lite utilizado (esta eleccieleccióón basada en el n basada en el footprintfootprint del satdel satéélite), lite), frecuencias de trabajo del enlace, las frecuencias de trabajo del enlace, las estaciones terrenas y otros aspectosestaciones terrenas y otros aspectos

Diapositiva 4


►►Todo lo anterior debe ser soportado por la Todo lo anterior debe ser soportado por la informaciinformacióón provista por INTELSAT, que se n provista por INTELSAT, que se encarga de establecer las normas y encarga de establecer las normas y parparáámetros como frecuencias de metros como frecuencias de upstreamupstream y y downstreamdownstream del satdel satéélite y las estaciones lite y las estaciones terrenas, asterrenas, asíí como los dispositivos como los dispositivos necesarios para el enlace (necesarios para el enlace (EjEj: TWT) : TWT)

55

Diapositiva 5

DEFINICIDEFINICIÓÓN DEL PROBLEMAN DEL PROBLEMA

►►Nuevamente la necesidad de comunicaciNuevamente la necesidad de comunicacióón n ha sido el motor del desarrollo de nuevos y ha sido el motor del desarrollo de nuevos y mejorados sistemas que permitan acortar mejorados sistemas que permitan acortar distancias y con ello poder llegar a cualquier distancias y con ello poder llegar a cualquier lugar del mundo en tan solo unos segundos, lugar del mundo en tan solo unos segundos, no solamente para ofrecer servicios de no solamente para ofrecer servicios de comunicacicomunicacióón sino tambin sino tambiéén servicios de n servicios de datos. datos.

Diapositiva 6

DEFINICIDEFINICIÓÓN DEL PROBLEMAN DEL PROBLEMA

►►La tecnologLa tecnologíía de sata de satéélites permite lograr lites permite lograr dicho objetivo perfildicho objetivo perfiláándose como un sistema ndose como un sistema de gran alcance para la intercomunicacide gran alcance para la intercomunicacióón n entre lugares geogrentre lugares geográáficamente separados, ficamente separados, siguiendo un poco el principio de los siguiendo un poco el principio de los radioenlacesradioenlaces..

56

Diapositiva 7

JUSTIFICACIONESJUSTIFICACIONES

►►La creciente necesidad de comunicar La creciente necesidad de comunicar lugares cada vez mlugares cada vez máás distantes que otro s distantes que otro tipo de tecnologtipo de tecnologíías anterior a los satas anterior a los satéélites lites no podno podíía cubrir, brinda un bienestar a todos a cubrir, brinda un bienestar a todos y cada uno de los participantes y usuarios y cada uno de los participantes y usuarios de esta tecnologde esta tecnologíía.a.

Diapositiva 8


►►Los costos involucrados para este tipo de Los costos involucrados para este tipo de tecnologtecnologíía implican que este servicio es de a implican que este servicio es de carcaráácter compartido en el cual se adquieren cter compartido en el cual se adquieren o arriendan cierta cantidad de servicios que o arriendan cierta cantidad de servicios que el satel satéélite pueda proveer lite pueda proveer

57

Diapositiva 9


►►Es valido denotar que los enlaces satelitales Es valido denotar que los enlaces satelitales ofrecen una ventaja tofrecen una ventaja téécnica al poder cnica al poder transmitir informacitransmitir informacióón en aire o vacin en aire o vacióó con la con la flexibilidad de situarlos en terrenos flexibilidad de situarlos en terrenos geogrgeográáficamente distantes ficamente distantes

Diapositiva 10


►►En el estudio y aplicaciEn el estudio y aplicacióón de los enlaces n de los enlaces satelitales se puede observar el satelitales se puede observar el comportamiento que tiene el movimiento de comportamiento que tiene el movimiento de un satun satéélite geoestacionario ubicado a mas lite geoestacionario ubicado a mas de 42.000 de 42.000 kmkm de distancia del centro de la de distancia del centro de la Tierra y la forma en la cual puede proyectar Tierra y la forma en la cual puede proyectar sus haces de radiacisus haces de radiacióón sobre determinadas n sobre determinadas zonas.zonas.

58

Diapositiva 11

OBJETIVOSOBJETIVOS

►►Por medio de la prPor medio de la prááctica, conocer la forma ctica, conocer la forma real en la cual se implementa un enlace real en la cual se implementa un enlace satelital teniendo en cuenta todos los satelital teniendo en cuenta todos los factores, tanto internos como externos, factores, tanto internos como externos, posibles que se podrposibles que se podríían encontrar en la vida an encontrar en la vida realreal

Diapositiva 12

OBJETIVOSOBJETIVOS

•• DiseDiseññar un enlace satelital entre las ar un enlace satelital entre las ciudades de Quito ciudades de Quito ––Los Angeles, con Los Angeles, con capacidad de 4E1capacidad de 4E1

59

Diapositiva 13

OBJETIVOSOBJETIVOS

►►Determinar cuales serDeterminar cuales seríían los mejores an los mejores componentes que ofrecercomponentes que ofreceríían un optimo an un optimo rendimiento en la comunicacirendimiento en la comunicacióón de los n de los lugares anteriormente nombradoslugares anteriormente nombrados

Diapositiva 14

OBJETIVOSOBJETIVOS

►►Desarrollar habilidad en el manejo de Desarrollar habilidad en el manejo de software, software, úútiles en el disetiles en el diseñño de enlaces o de enlaces satelitales bajo condiciones similares a las satelitales bajo condiciones similares a las reales en el medio ambiente reales en el medio ambiente

60

Diapositiva 15

OBJETIVOSOBJETIVOS

►►Describir todos los aspectos relacionados, Describir todos los aspectos relacionados, no solamente con la parte tno solamente con la parte téécnica, sino cnica, sino tambitambiéén el manejo de normas y costos que n el manejo de normas y costos que un enlace de este tipo implicaun enlace de este tipo implica

Diapositiva 16

5.1. Antecedentes5.1. Antecedentes

►► La concepciLa concepcióón de satn de satéélite como un sistema de lite como un sistema de comunicacicomunicacióón con cubrimiento mundial, llevo a n con cubrimiento mundial, llevo a varios hombres a formular las primeras iniciativas varios hombres a formular las primeras iniciativas sobre este tipo de tecnologsobre este tipo de tecnologíía. Estas concepciones a. Estas concepciones de la mano de de la mano de ArthurArthur Clark y otros hombres Clark y otros hombres llevaron a pensar que un punto donde la gravedad llevaron a pensar que un punto donde la gravedad es cero, con ello lograr poner en orbita sates cero, con ello lograr poner en orbita satéélites lites geoestacionarios que cubrieran toda la tierra. En geoestacionarios que cubrieran toda la tierra. En principio se pensprincipio se pensóó en la siguiente disposicien la siguiente disposicióón para n para cubrir la tierracubrir la tierra

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TriangulacionTriangulacion de los de los satelitessatelites►► Se pensaba en una colocaciSe pensaba en una colocacióón de los satn de los satéélites lites tal que:tal que:

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Regiones establecidas por INTELSATRegiones establecidas por INTELSAT

►► Fue hasta 1960 cuando naciFue hasta 1960 cuando nacióó una compauna compañíñía a llamada INTELSAT como una red de satllamada INTELSAT como una red de satéélites de lites de comunicaciones que cubre el mundo entero. Los comunicaciones que cubre el mundo entero. Los satsatéélites INTELSAT estlites INTELSAT estáán situados en n situados en óórbitas rbitas geoestacionarias sobre las siguientes regiones:geoestacionarias sobre las siguientes regiones:

►► AORAOR: Regi: Regióón del ocn del océéano Atlano Atláánticontico►► PORPOR: Regi: Regióón del ocn del océéano Pacano Pacííficofico►► IORIOR: Regi: Regióón ocn océéano ano ÍÍndico. ndico. ►► APRAPR: Regi: Regióón Asin Asiáática y del Pactica y del Pacíífico (esta ultima fico (esta ultima entro en servicio en el aentro en servicio en el añño 1993 con el o 1993 con el lanzamiento de INTELSAT 501) lanzamiento de INTELSAT 501)

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HistoriaHistoria

►►El primer satEl primer satéélite INTELSAT, llamado lite INTELSAT, llamado EarlyEarlyBirdBird ("Madrugador") fue puesto en ("Madrugador") fue puesto en óórbita rbita sobre el ocsobre el océéano Atlano Atláántico en 1965. Son ntico en 1965. Son propiedad de una compapropiedad de una compañíñía internacional a internacional (INTELSAT), con sede en Washington D.(INTELSAT), con sede en Washington D.

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5.2. Caracter5.2. Caracteríísticas de un sticas de un satsatéélitelite

►►Los satLos satéélites se disponen una distancia con lites se disponen una distancia con respecto de la Tierra de 42164,2 respecto de la Tierra de 42164,2 kmkm, esta , esta distancia se le llama Radio orbital, siendo distancia se le llama Radio orbital, siendo igual a la suma de otras dos distancias que igual a la suma de otras dos distancias que son: el son: el SlantSlant RangeRange con una distancia de con una distancia de 35786,4 35786,4 kmkm y el Radio ecuatorial con una y el Radio ecuatorial con una distancia de 6378,19 distancia de 6378,19 kmkm y donde el punto y donde el punto subsatelitalsubsatelital ((definido como la interseccidefinido como la interseccióón n de la recta que une el centro de la tierra) de la recta que une el centro de la tierra)

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5.2. Caracter5.2. Caracteríísticas de un sticas de un satsatéélitelite

►► Diagrama de distancias entre un Diagrama de distancias entre un satelitesatelite y la y la TierraTierra

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Los movimientos de un Los movimientos de un satelitesatelite

►► Un Un satelitesatelite posee tres movimientosposee tres movimientos

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Los movimientos de un Los movimientos de un satelitesatelite

►►Estos Estos moviminetosmoviminetos estanestan determinados por determinados por tres tipos de giros que tres tipos de giros que estanestan sobre si:sobre si:

►►PitchPitch: Es la rotaci: Es la rotacióón alrededor del eje n alrededor del eje lateral o transversallateral o transversal

►►RollRoll: Es la rotaci: Es la rotacióón alrededor del eje n alrededor del eje longitudinallongitudinal

►►YawYaw: Es la rotaci: Es la rotacióón sobre el eje normaln sobre el eje normal

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Orbitas de un satOrbitas de un satéélitelite

►► Los satLos satéélites tienen tres orbitas blites tienen tres orbitas báásicas:sicas:

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ORBITA CIRCULARORBITA CIRCULAR

►►ÉÉsta es la sta es la úúnica nica óórbita que puede rbita que puede proporcionar cobertura global completa por proporcionar cobertura global completa por un satun satéélite, pero requiere un nlite, pero requiere un núúmero de mero de óórbitas para hacerlo. En el campo de las rbitas para hacerlo. En el campo de las comunicaciones donde la transferencia comunicaciones donde la transferencia instantinstantáánea de la informacinea de la informacióón es requerida, n es requerida, la cobertura global completa se podrla cobertura global completa se podríía a alcanzar con una serie de satalcanzar con una serie de satéélites, donde lites, donde cada satcada satéélite se separa en tiempo y lite se separa en tiempo y áángulo ngulo de su de su óórbitarbita

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ORBITA CIRCULARORBITA CIRCULAR

►►Sin embargo, debido al costo econSin embargo, debido al costo econóómico, las mico, las desventajas tdesventajas téécnicas, y operacionales, la cnicas, y operacionales, la cobertura global no se utilizan para las cobertura global no se utilizan para las telecomunicaciones, aunque favorece telecomunicaciones, aunque favorece algunos sistemas de satalgunos sistemas de satéélite meteorollite meteorolóógico, gico, navegacinavegacióón y recursos en tierra.n y recursos en tierra.

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ORBITA ELORBITA ELÍÍPTICA INCLINADAPTICA INCLINADA

►►Una Una óórbita de este tipo tiene caracterrbita de este tipo tiene caracteríísticas sticas úúnicas que han sido utilizadas con nicas que han sido utilizadas con ééxito por xito por los sistemas de satlos sistemas de satéélite de algunas lite de algunas comunicaciones, notablemente un sistema comunicaciones, notablemente un sistema domdomééstico sovistico soviéético. Para este sistema, la tico. Para este sistema, la óórbita elrbita elííptica tiene un ptica tiene un áángulo de la ngulo de la inclinaciinclinacióón de 63n de 63°° y de un pery de un perííodo de la odo de la óórbita de 12 horas.rbita de 12 horas.

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ORBITA ELORBITA ELÍÍPTICA INCLINADAPTICA INCLINADA

►►Por disePor diseñño, el sato, el satéélite se hace para ser lite se hace para ser visible para ocho de sus pervisible para ocho de sus perííodos de la odos de la óórbita y reducir al mrbita y reducir al míínimo el problema del nimo el problema del handoverhandover mientras que proporciona la mientras que proporciona la cobertura substancial de la superficie de la cobertura substancial de la superficie de la tierra. Usando tres sattierra. Usando tres satéélites, la cobertura lites, la cobertura convenientemente puesta en fase, provee convenientemente puesta en fase, provee una cobertura sobre la regiuna cobertura sobre la regióón polar que n polar que otras orbitas no podrotras orbitas no podríían alcanzaran alcanzar

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ORBITA GEOESTACIONARIA ORBITA GEOESTACIONARIA (ECUATORIAL)(ECUATORIAL)

►►Un satUn satéélite en una lite en una óórbita circular de 35.800 rbita circular de 35.800 kilkilóómetros tiene un permetros tiene un perííodo de 24 horas, y odo de 24 horas, y por lo tanto aparece inmpor lo tanto aparece inmóóvil sobre un punto vil sobre un punto fijo en la superficie de la tierra. Esta fijo en la superficie de la tierra. Esta óórbita rbita se conoce como la se conoce como la óórbita geoestacionaria. El rbita geoestacionaria. El satsatéélite es visible a partir de una mitad de la lite es visible a partir de una mitad de la superficie de la tierra, hasta el Csuperficie de la tierra, hasta el Cíírculo Polar rculo Polar ÁÁrtico, y esta rtico, y esta óórbita se utiliza para el rbita se utiliza para el sistema de comunicaciones basadas en los sistema de comunicaciones basadas en los satsatéélites de INTELSATlites de INTELSAT

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5.3. Caracter5.3. Caracteríísticas de un enlacesticas de un enlace

►►Elementos generales necesarios para Elementos generales necesarios para realizar un enlace satelital: realizar un enlace satelital:

►►EstaciEstacióón Terrena de transmisin Terrena de transmisióón n ►►SatSatéélite con lite con transponderstransponders que cubran el que cubran el áárea especificadarea especificada

►►EstaciEstacióón terrena receptora n terrena receptora

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5.3. Caracter5.3. Caracteríísticas de un enlacesticas de un enlace

►► Para realizar la comunicaciPara realizar la comunicacióón se deben tener en n se deben tener en cuenta los aspectos mencionados a continuacicuenta los aspectos mencionados a continuacióón:n:

►► FootprintFootprint del satdel satéélitelite►► UbicaciUbicacióón de las estaciones terrenasn de las estaciones terrenas►► ConfiguraciConfiguracióón del n del traspondertrasponder►► Bandas de frecuenciaBandas de frecuencia►► Ventaja geogrVentaja geográáfica de la estacifica de la estacióón terrenan terrena►►Modo de acceso al Modo de acceso al satelitesatelite

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5.4. Caracter5.4. Caracteríísticas de la sticas de la transmisitransmisióónn

►► 5.4.1. T5.4.1. Téécnicas de acceso mcnicas de acceso múúltipleltiple►► Son tSon téécnicas que se emplean en redes de cnicas que se emplean en redes de comunicaciones en las que varias estaciones comunicaciones en las que varias estaciones comparten la capacidad de comunicacicomparten la capacidad de comunicacióónn

►► Se emplean para coordinar el uso conjunto Se emplean para coordinar el uso conjunto de esa capacidad de esa capacidad

►► En una red por satEn una red por satéélite las estaciones lite las estaciones terrenas comparten la capacidad de terrenas comparten la capacidad de comunicacicomunicacióón de los n de los transponderstransponders a bordo a bordo del satdel satéélitelite

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5.4.2. Modos de acceso m5.4.2. Modos de acceso múúltiple ltiple en saten satééliteslites

►► Dentro de las formas en las que se puede acceder Dentro de las formas en las que se puede acceder a un sata un satéélite se pueden distinguir los siguientes:lite se pueden distinguir los siguientes:

►► Acceso al repetidor a bordo mediante FDMAAcceso al repetidor a bordo mediante FDMA►► Acceso a canales particulares:Acceso a canales particulares:

�� FDMA (Acceso MFDMA (Acceso Múúltiple por Divisiltiple por Divisióón en Frecuencia)n en Frecuencia)�� TDMA (Acceso MTDMA (Acceso Múúltiple por Divisiltiple por Divisióón en Tiempo)n en Tiempo)�� CDMA (Acceso MCDMA (Acceso Múúltiple por Divisiltiple por Divisióón en Cn en Cóódigo)digo)�� MixtasMixtas

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5.4.2. Modos de acceso m5.4.2. Modos de acceso múúltiple ltiple en saten satééliteslites

►►AsignaciAsignacióón del recurso (banda o n del recurso (banda o slotslottemporal)temporal)

►►AsignaciAsignacióón fijan fija►►Acceso aleatorioAcceso aleatorio►►Acceso controlado o asignaciAcceso controlado o asignacióón bajo n bajo demanda (DAMA)demanda (DAMA)

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5.4.2.1. ACCESO FDMA5.4.2.1. ACCESO FDMA

►►FDMA es un acrFDMA es un acróónimo inglnimo ingléés que significa s que significa FrequencyFrequency DivisionDivision MultipleMultiple Access, que Access, que traducido es Tecnologtraducido es Tecnologíía de acceso ma de acceso múúltiple ltiple por divisipor divisióón de frecuencias, que n de frecuencias, que corresponde a una tecnologcorresponde a una tecnologíía de a de comunicaciones usado en los telcomunicaciones usado en los telééfonos fonos mmóóviles de redes GSMviles de redes GSM

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►►Una de las particularidades es que la Una de las particularidades es que la separaciseparacióón del espectro en distintos canales n del espectro en distintos canales de voz, separando el ancho de banda segde voz, separando el ancho de banda segúún n su frecuencia, en divisiones uniformes. A su frecuencia, en divisiones uniformes. A pesar que puede portar informacipesar que puede portar informacióón digital, n digital, no es recomendado su uso, siendo usado no es recomendado su uso, siendo usado para transmisiones del tipo anpara transmisiones del tipo anáálogaslogas

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►►Ancho de banda preasignado segAncho de banda preasignado segúún el n el trtrááficofico

►►Portadoras con menor ancho de banda Portadoras con menor ancho de banda (menor tr(menor trááfico)fico)

►►Menos portadoras que canales posibles: Menos portadoras que canales posibles: AsignaciAsignacióón bajo demandan bajo demanda

►►AsignaciAsignacióón de portadoras bajo demanda n de portadoras bajo demanda centralizada o distribuidacentralizada o distribuida

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►► Acceso al Acceso al satelitesatelite de subidade subida

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►► Acceso al enlace de bajadaAcceso al enlace de bajada

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5.4.2.2. ACCESO TDMA5.4.2.2. ACCESO TDMA

►►TDMA son las siglas de Time TDMA son las siglas de Time DivisionDivisionMultipleMultiple Access. TecnologAccess. Tecnologíía que distribuye a que distribuye las unidades de informacilas unidades de informacióón en alternantes n en alternantes slotsslots de tiempo proveyendo acceso mde tiempo proveyendo acceso múúltiple ltiple a un reducido na un reducido núúmero de frecuencias. TDMA mero de frecuencias. TDMA es una tecnologes una tecnologíía inala inaláámbrica de segunda mbrica de segunda generacigeneracióón que brinda servicios de alta n que brinda servicios de alta calidad de voz y datoscalidad de voz y datos

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►►TDMA divide un TDMA divide un úúnico canal de frecuencia nico canal de frecuencia de radio en seis ranuras de tiempo. A cada de radio en seis ranuras de tiempo. A cada persona que hace una llamada se le asigna persona que hace una llamada se le asigna una ranura de tiempo especuna ranura de tiempo especíífica para la fica para la transmisitransmisióón, lo que hace posible que varios n, lo que hace posible que varios usuarios utilicen un mismo canal usuarios utilicen un mismo canal simultsimultááneamente sin interferir entre sneamente sin interferir entre síí..

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►►SSóólo se transmite una portadora. lo se transmite una portadora. ►►Normalmente con el sistema de una Normalmente con el sistema de una portadora por estaciportadora por estacióón.n.

►►Cada estaciCada estacióón transmite sn transmite sóólo durante un lo durante un intervalo de tiempo una rintervalo de tiempo una rááfaga de datosfaga de datos

►►Se utiliza para seSe utiliza para seññales digitalesales digitales

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►►Un cambio de la capacidad asignada a cada Un cambio de la capacidad asignada a cada estaciestacióónn

►►es sencilloes sencillo►►Proporciona mayor eficiencia que FDMAProporciona mayor eficiencia que FDMA►►No requiere control de potencia de las No requiere control de potencia de las portadorasportadoras

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►► Enlace de Enlace de subidasubida

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►► Enlace de Enlace de bajadabajada

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5.4.2.3. ACCESO CDMA5.4.2.3. ACCESO CDMA

►►La La multiplexacimultiplexacióónn por divisipor divisióón de cn de cóódigo o digo o CDMA es un tCDMA es un téérmino genrmino genéérico que define rico que define una interfaz de aire inaluna interfaz de aire inaláámbrica basada en mbrica basada en la tecnologla tecnologíía de espectro extendido (a de espectro extendido (spreadspreadspectrumspectrum))

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►►Uno de los aspectos Uno de los aspectos úúnicos de CDMA es que nicos de CDMA es que a pesar de que existe un numero fijo de a pesar de que existe un numero fijo de llamadas telefllamadas telefóónicas que pueden nicas que pueden manipularse por parte de un proveedor de manipularse por parte de un proveedor de servicios de telefonservicios de telefoníía (a (carriercarrier), este no es ), este no es un numero fijo. La capacidad del sistema un numero fijo. La capacidad del sistema dependerdependeráá de muchos factores.de muchos factores.

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►►Cada dispositivo que utiliza CDMA esta Cada dispositivo que utiliza CDMA esta programado con un programado con un pseudocpseudocóódigodigo, el cual , el cual se usa para extender una sese usa para extender una seññal de baja al de baja potencia sobre un espectro de frecuencias potencia sobre un espectro de frecuencias amplio. La estaciamplio. La estacióón base utiliza el mismo n base utiliza el mismo ccóódigo en forma invertida (los ceros son digo en forma invertida (los ceros son unos y los unos son ceros) para unos y los unos son ceros) para desextenderdesextender y reconstruir la sey reconstruir la seññal original.al original.

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►►Los otros cLos otros cóódigos permanecen extendidos, digos permanecen extendidos, distinguibles del ruido de fondo. Hoy en ddistinguibles del ruido de fondo. Hoy en díía a existen muchas variantes, pero el CDMA existen muchas variantes, pero el CDMA original se conoce como original se conoce como cdmaOnecdmaOne bajo una bajo una marca registrada de marca registrada de QualcommQualcomm. A CDMA se . A CDMA se le caracteriza por su alta capacidad y celdas le caracteriza por su alta capacidad y celdas de radio pequede radio pequeñño, que emplea espectro o, que emplea espectro extendido y un esquema de codificaciextendido y un esquema de codificacióón n especial y, lo mejor de todo es muy especial y, lo mejor de todo es muy eficiente en potencia.eficiente en potencia.

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►► Se basa en tSe basa en téécnicas de espectro ensanchadocnicas de espectro ensanchado►► A cada estaciA cada estacióón se asigna un cn se asigna un cóódigo que permite digo que permite identificar la transmisiidentificar la transmisióón de dicha estacin de dicha estacióón. El n. El ccóódigo se basa en una secuencia digo se basa en una secuencia pseudoaleatoriapseudoaleatoria(PN)(PN)

►► Existen dos posibilidadesExisten dos posibilidades►► Secuencia directa (DS)Secuencia directa (DS)►► Salto en frecuencia (FH)Salto en frecuencia (FH)►► Los diferentes cLos diferentes cóódigos deben tener alta digos deben tener alta autocorrelaciautocorrelacióónn y casi nula correlaciy casi nula correlacióón cruzada n cruzada para que el sistema funcione eficientementepara que el sistema funcione eficientemente

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5.4.3. Comparaci5.4.3. Comparacióón de eficiencian de eficiencia

►►La siguiente figura compara los tres La siguiente figura compara los tres mméétodos de acceso al sattodos de acceso al satéélite haciendo una lite haciendo una grafica eficiencia vs. numero de estaciones grafica eficiencia vs. numero de estaciones terrenas. Donde se puede observar que:terrenas. Donde se puede observar que:

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►► La eficiencia de TDMA es alta debido a que esta se La eficiencia de TDMA es alta debido a que esta se ve muy poco afectada con relacive muy poco afectada con relacióón al aumento n al aumento numero de estaciones terrenas numero de estaciones terrenas

►► La eficiencia de CDMA es extremadamente baja La eficiencia de CDMA es extremadamente baja para este tipo de aplicacipara este tipo de aplicacióón con n con satelitessatelites

•• La eficiencia de FDMA es baja puesto que con La eficiencia de FDMA es baja puesto que con pocas estaciones, esta decrece rpocas estaciones, esta decrece ráápidamente con el pidamente con el aumento del numero de estaciones terrenasaumento del numero de estaciones terrenas

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5.5. Servicio del enlace5.5. Servicio del enlace

►►Para el enlace entre Quito Para el enlace entre Quito –– Los Angeles se Los Angeles se prestarprestaráá un servicio de voz con una un servicio de voz con una capacidad de 4E1capacidad de 4E1’’s o equivalente a 1E2. s o equivalente a 1E2. Para ello se detallaran las caracterPara ello se detallaran las caracteríísticas de sticas de del servicio que se va manejar. del servicio que se va manejar.

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OBJETIVOS DE CALIDADOBJETIVOS DE CALIDAD

►► Las medidas de calidad se establecen tras un Las medidas de calidad se establecen tras un filtrado que reproduce la sensibilidad del ofiltrado que reproduce la sensibilidad del oíído do (ponderaci(ponderacióón n sofomsofoméétricatrica) ITU) ITU--T G223. La mejora T G223. La mejora es de 2.5 es de 2.5 dBdB

►►NIVEL DE RUIDONIVEL DE RUIDO ITUITU--R S.353R S.353►►��Nivel de ruido < Nivel de ruido < --50 dBm0p (p=sofom50 dBm0p (p=sofoméétrico) trico) medido sobre 1 minuto para el 20% del peor mes medido sobre 1 minuto para el 20% del peor mes

►►��Nivel de ruido < Nivel de ruido < --43 dBm0p (p=sofom43 dBm0p (p=sofoméétrico) trico) medido sobre 1 minuto para el 0.3% del peor mesmedido sobre 1 minuto para el 0.3% del peor mes

►►��Nivel de ruido < Nivel de ruido < --30dBm0p (p=sofom30dBm0p (p=sofoméétrico) trico) medido sobre 5 ms para el 0.01% del peor amedido sobre 5 ms para el 0.01% del peor añño o

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OBJETIVOS DE CALIDADOBJETIVOS DE CALIDAD

►►BIT ERROR RATE (BER)BIT ERROR RATE (BER) ITUITU--R S.522R S.522►►��1/106. Valor medio sobre 10 minutos 1/106. Valor medio sobre 10 minutos para el 20% del peor mespara el 20% del peor mes

►►��1/104. Valor medio sobre 1 minuto para 1/104. Valor medio sobre 1 minuto para el 0,3% del peor mesel 0,3% del peor mes

►►��1/106. Valor medio sobre 1 segundo para 1/106. Valor medio sobre 1 segundo para el 0.05% del peor mes el 0.05% del peor mes

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PotenciaPotencia y y Ancho de bandaAncho de banda

►►La potencia de un locutor continuo (pausas La potencia de un locutor continuo (pausas imprescindibles) medida en una poblaciimprescindibles) medida en una poblacióón n grande tiene una distribucigrande tiene una distribucióón n loglog normal.normal.

►►Teniendo en cuenta un factor de actividad Teniendo en cuenta un factor de actividad del 25% en la ldel 25% en la líínea telefnea telefóónica activa, resulta nica activa, resulta una potencia mediauna potencia media

►►Pm=Pm=--15dBm0 con una desviaci15dBm0 con una desviacióón tn tíípica de pica de 5.8 5.8 dBdB

►►BW=BW= 300 a 3400 300 a 3400 HzHz..

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Valores picoValores pico

►►Los valores de pico estLos valores de pico estáán 18dB por n 18dB por encima, por lo que un encima, por lo que un tonodetonode prueba prueba de igual valor de pico tendrde igual valor de pico tendráá una una potencia potencia 0dBm0Se0dBm0Se recomienda un recomienda un margen dinmargen dináámico de 40 a 50 mico de 40 a 50 dBdB para para cubrirlas variaciones de un locutor y de cubrirlas variaciones de un locutor y de unos a otrosunos a otros

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SeSeññal Analal Analóógicagica

►► ACTIVACIACTIVACIÓÓN POR VOZ. En sistemas N POR VOZ. En sistemas analanalóógicos de una portadora por canal gicos de una portadora por canal (SCPC)(SCPC)

►►ZZZZUmbral de activaciUmbral de activacióón / desactivacin / desactivacióón: n: --30 30 a a --40 dBm040 dBm0

►►ZZZZTiempo de activaciTiempo de activacióón de la portadora: 6 a n de la portadora: 6 a 10 ms10 ms

►►ZZZZTiempo de desactivaciTiempo de desactivacióón de la portadora: n de la portadora: 150 a 200 ms.150 a 200 ms.

►►ZZZZAhorro de potencia por desactivaciAhorro de potencia por desactivacióón de n de portadora: 4 dBportadora: 4 dB

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SeSeññal Analal Analóógicagica

►► PREPRE--ÉÉNFASIS Y DENFASIS Y DE--ÉÉNFASIS.NFASIS.►► ��Mejora de 4 a 6 dB en la relaciMejora de 4 a 6 dB en la relacióón S/Nn S/N►► ACTIVACIACTIVACIÓÓN POR VOZN POR VOZ. En sistemas anal. En sistemas analóógicos de una gicos de una

portadora por canal (SCPC)portadora por canal (SCPC)►► ��Umbral de activaciUmbral de activacióón / desactivacin / desactivacióón: n: --30 a 30 a --40 dBm040 dBm0►► ��Tiempo de activaciTiempo de activacióón de la portadora: 6 a 10 msn de la portadora: 6 a 10 ms►► ��Tiempo de desactivaciTiempo de desactivacióón de la portadora: 150 a 200 ms.n de la portadora: 150 a 200 ms.►► ��Ahorro de potencia por desactivaciAhorro de potencia por desactivacióón de portadora: 4 n de portadora: 4

dB dB

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SeSeññal Digitalal Digital

►► CodificaciCodificacióón de forma de ondan de forma de onda

►► ��En el dominio del tiempo En el dominio del tiempo

►► ��PCM: Pulse Code ModulationPCM: Pulse Code Modulation

►► ��UniformeUniforme

►► ��No uniforme. Leyes A y No uniforme. Leyes A y µµ

►► ��DPCM: Diferential PCMDPCM: Diferential PCM

►► ��ADPCM: Adaptive DPCMADPCM: Adaptive DPCM

►► ��Delta ModulationDelta Modulation

►► ��En el dominio de la frecuencia:En el dominio de la frecuencia:

►► DivisiDivisióón en n en subsub--bandas + ADPCMbandas + ADPCM

►► CodificaciCodificacióón de la fuente: VOCODERn de la fuente: VOCODER

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Acceso FDMAAcceso FDMA

►►��Un conjunto de seUn conjunto de seññales de diferentes usuarios ales de diferentes usuarios se combinan mediante una modulacise combinan mediante una modulacióón analn analóógica gica lineal (normalmente SSB), para producir una selineal (normalmente SSB), para producir una seññal al denominada FDM.denominada FDM.

►►��Esta seEsta seññal modula a su vez una portadora de al modula a su vez una portadora de radiofrecuencia o microondas (normalmente en radiofrecuencia o microondas (normalmente en FM).FM).

►►��Para telefonPara telefoníía se asignan 4 KHz por canal. a se asignan 4 KHz por canal. Existe una tabla (ITUExiste una tabla (ITU--R S.481) para saber la R S.481) para saber la frecuencia mfrecuencia mááxima asignada en funcixima asignada en funcióón del n del nnúúmero de canales. mero de canales.

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Acceso TDMAAcceso TDMA

►►JerarquJerarquíía CEPT (CCITT G702)a CEPT (CCITT G702)►►��Trama de 256 bits en 125Trama de 256 bits en 125µµseg. 16 bits seg. 16 bits de sede seññalizacializacióónn

►►��Primer nivel 2.048 Mbit/s (30 canales).Primer nivel 2.048 Mbit/s (30 canales).►►��Hasta 5 niveles cuadruplicando la Hasta 5 niveles cuadruplicando la capacidad en cada nivel. capacidad en cada nivel.

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►►JerarquJerarquíía Ta T--carriercarrier (CCITT G704(CCITT G704))►►��Trama de 193 bits en 125Trama de 193 bits en 125µµseg . 1 bit de seg . 1 bit de seseññalizacializacióónn

►►��Primer nivel 1.544 Mbit/s (24 canales)Primer nivel 1.544 Mbit/s (24 canales)►►��Niveles sucesivos de 24, 96, 480 Niveles sucesivos de 24, 96, 480 óó 672, 672, 1440 1440 óó 4032 y 5760 canales4032 y 5760 canales

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►►JerarquJerarquíía digital a digital ssííncronancrona (SDH)(SDH)►►��Trama de 19440 bits en 125Trama de 19440 bits en 125µµseg . SDHseg . SDH--1 1 a 155.52 Mbits/sa 155.52 Mbits/s

►►��Permite acceso directo a un canal sin Permite acceso directo a un canal sin demultiplexar toda la estructurademultiplexar toda la estructura

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►► ATM (ATM (““Asyncrhronous transfer modeAsyncrhronous transfer mode””))►►��TTéécnica de transmisicnica de transmisióón, multiplexacin, multiplexacióón y n y conmutaciconmutacióón, definida para redes Bn, definida para redes B--ISDN conISDN con

►► conmutaciconmutacióón por paquetesn por paquetes►►��Soporta los sistemas existentesSoporta los sistemas existentes►►��Minimiza la complejidad de la conmutaciMinimiza la complejidad de la conmutacióónn►►��Minimiza el tiempo de procesado en nodos Minimiza el tiempo de procesado en nodos intermediosintermedios

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5.6. Par5.6. Paráámetros del satmetros del satéélitelite

►► 5.6.1. Historia5.6.1. Historia►► La serie de la INTELSAT VII incluye cinco satLa serie de la INTELSAT VII incluye cinco satéélites lites lanzados desde octubre 22 de 1993, al de junio 15 lanzados desde octubre 22 de 1993, al de junio 15 de 1996. Estos satde 1996. Estos satéélites tienen paneles solares de lites tienen paneles solares de 21,8 metros que generan m21,8 metros que generan máás de 4.000 vatios de s de 4.000 vatios de energenergíía y una vida a y una vida úútil de 10,9 atil de 10,9 añños. Esta serie os. Esta serie lleva una carga lleva una carga úútil mtil máás peques pequeñña que la INTELSAT a que la INTELSAT VI en tVI en téérminos del nrminos del núúmero de los canales, mero de los canales, transponderstransponders, y ancho de banda disponible, pero , y ancho de banda disponible, pero se optimiza en EIRP, G/T, y la densidad del flujo se optimiza en EIRP, G/T, y la densidad del flujo para la operacipara la operacióón con estaciones terrestres mn con estaciones terrestres máás s pequepequeññasas

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HistoriaHistoria

►►Los satLos satéélites de la INTELSAT VII lites de la INTELSAT VII proporcionan la opciproporcionan la opcióón del manejo de la n del manejo de la banda banda KuKu, independientemente del , independientemente del transpondertransponder, en banda de frecuencias de , en banda de frecuencias de downlinkdownlink entre 11 y 12 entre 11 y 12 gigahertzgigahertz , , dependiendo de las regulaciones de ITU dependiendo de las regulaciones de ITU para cada regipara cada regióón.n.

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5.6.2 Caracter5.6.2 Caracteríísticas de sticas de INTESAT VIIINTESAT VII

►► Las ganancias para INTELSAT VII y los satLas ganancias para INTELSAT VII y los satéélites lites siguientes son diferentes de INTELSAT V y VI siguientes son diferentes de INTELSAT V y VI porque cubren una gama grande (> DB 14) en los porque cubren una gama grande (> DB 14) en los pasos pequepasos pequeñños (< DB 1,5). La decisios (< DB 1,5). La decisióón referente n referente al paso apropiado del aumento del al paso apropiado del aumento del transpondortranspondorpuede depender de un npuede depender de un núúmero de los factores, mero de los factores, incluyendo la exigencia del consumidor, de los incluyendo la exigencia del consumidor, de los servicios en los servicios en los transponderstransponders de de cocanalcocanal, y de los , y de los otros servicios dentro del mismo otros servicios dentro del mismo transpondortranspondor

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►►La INTELSAT VII tiene La INTELSAT VII tiene transpondorestranspondores de 34, de 34, 36, 41, 72, 77, y 112 36, 41, 72, 77, y 112 MHzMHz de ancho de de ancho de banda, dependiendo de la banda de banda, dependiendo de la banda de frecuencia y del haz. Puede ser configurado frecuencia y del haz. Puede ser configurado para la operacipara la operacióón . Los haces de la banda C n . Los haces de la banda C y de la banda y de la banda KuKu son completamente son completamente orientablesorientables sobre cualquier lugar permitido sobre cualquier lugar permitido por la orbita.por la orbita.

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►►La INTELSAT VII puede funcionar en modo La INTELSAT VII puede funcionar en modo normal o invertido. Esto permite que el normal o invertido. Esto permite que el satsatéélite rote 180lite rote 180°° en el eje de desven el eje de desvíío para o para optimizar la cobertura de la haz en optimizar la cobertura de la haz en localizaciones localizaciones orbitalesorbitales especespecííficas. Esto ficas. Esto evita el usar evita el usar óórdenes de rdenes de reconfiguracionreconfiguracion que que se miden en mse miden en máás costos y s costos y ademasademas son mson máás s complejos para la antenacomplejos para la antena

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►►. La cobertura normal de la regi. La cobertura normal de la regióón del n del OcOcééano Pacano Pacíífico y de la regifico y de la regióón del oeste de n del oeste de OcOcééano Atlano Atláántico pude variar en un haz ntico pude variar en un haz grueso para el oeste y uno delgado para el grueso para el oeste y uno delgado para el este lama para una haz hemisfeste lama para una haz hemisféérica del rica del oeste ancha y la haz hemisfoeste ancha y la haz hemisféérica del este rica del este estrechaestrecha

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►►Con la inversiCon la inversióón del n del satelitesatelite, el sat, el satéélite lite puede tambipuede tambiéén tener una haz hemisfn tener una haz hemisféérica rica del oeste estrecha y una haz hemisfdel oeste estrecha y una haz hemisféérica del rica del este ancha para el uso en las regiones del este ancha para el uso en las regiones del este del oceste del océéano atlano atláántico e indio.ntico e indio.

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►►El INTELSAT VII tiene dos sistemas de cinco El INTELSAT VII tiene dos sistemas de cinco transponderstransponders en banda C disponibles para en banda C disponibles para cuatro haces Z1 o I, Z2 o J, Z1A o L, y Zcuatro haces Z1 o I, Z2 o J, Z1A o L, y ZÀÀ o o K de la zona, agrupada en dos sistemas K de la zona, agrupada en dos sistemas (Z1/Z1A y Z2/Z(Z1/Z1A y Z2/ZÀÀ). En el ). En el uplinkuplink, un receptor , un receptor de la zona se puede conectar con uno de los de la zona se puede conectar con uno de los sistemas (Z1 o Z1A) o a la combinacisistemas (Z1 o Z1A) o a la combinacióón de n de los dos (Z1/Z1A), llamada zona realzada.los dos (Z1/Z1A), llamada zona realzada.

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Figura PARAMETROS DE Figura PARAMETROS DE SUBIDA Y BAJADASUBIDA Y BAJADA

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Figura Figura EstacionEstacion Terrena en Terrena en Los Los AngelesAngeles

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Figura Figura EstacionEstacion Terrena Terrena QuitoQuito

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Figura Especificaciones de la Figura Especificaciones de la portadoraportadora

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Figura CALCULO HPAFigura CALCULO HPA

CÁLCULO DE UN ENLACE SATELITAL

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