ESCUELA DE INGENIERÍA DISEÑO DE UN SISTEMA DE ...
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ESCUELA DE INGENIERÍA DISEÑO DE UN SISTEMA DE COMUNICACIONES, ENTRE LAS OFICINAS CENTRALES DE REPSOL YPF EN QUITO Y LAS ESTACIONES Y CENTROS DE ACOPIO UBICADOS EN QUITO, MANABÍ Y ESMERALDAS PROYECTO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO EN I ELECTRÓNICA Y TELECOMUNICACIONES JHONATAN EDUARDO BOLAÑOS MONTALVO JOSÉ IGNACIO RIVAS QUIROZ DIRECTOR: MSc. TAÑÍA PÉREZ Quito, Junio 2004
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ESCUELA DE INGENIERÍA
DISEÑO DE UN SISTEMA DE COMUNICACIONES, ENTRE LAS
OFICINAS CENTRALES DE REPSOL YPF EN QUITO Y LAS
ESTACIONES Y CENTROS DE ACOPIO UBICADOS EN QUITO,
MANABÍ Y ESMERALDAS
PROYECTO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO EN
I ELECTRÓNICA Y TELECOMUNICACIONES
JHONATAN EDUARDO BOLAÑOS MONTALVO
JOSÉ IGNACIO RIVAS QUIROZ
DIRECTOR: MSc. TAÑÍA PÉREZ
Quito, Junio 2004
DECLARACIÓN
Nosotros JHDNATAN EDUARDO SOLANOS MONTALVO y JOSÉ IGNACIO
RIVAS QUIROZ declaramos que el trabajo aquí descrito es de nuestra autoría;
que no ha sido previamente presentada para ningún grado o certificación
profesional; y, que hemos consultado las referencias bibliográficas que se
incluyen en este documento.
A través de la presente declaración cedo mis derechos de propiedad intelectual
correspondientes a este trabajo, a la Escuela Politécnica Nacional, según lo
establecido por la Ley de Propiedad Intelectual, por su Reglamento y por la
normatividad Institucional vigente.
J. EDUARDO SOLANOS M. JOSÉ I RIVAS Q.
CERTIFICACIÓN
Certifico que el presente trabajo fue desarrollado por JHONATAN EDUARDO
SOLANOS MONTALVO y JOSÉ IGNACIO RIVAS QUIROZ, bajo mi
supervisión.
Msc. TAÑÍA PÉREZ
AGRADECIMIENTO
Agradecemos a la Msc. Tañía Pérez
por la acertada dirección de este
proyecto de titulación.
DEDICATORIA
A todos quienes de una u otra manera han contribuido para que pueda alcanzar
esta meta y de una manera muy especial a mis padres.
J. Eduardo Bolaños
DEDICATORIA
El presente proyecto esta dedicado de manera muy especial a mí madre
la persona mas importante en mi vida que a sabido dirigirme por el
sendero del bien, brindándome cariño, comprensión y apoyo para
alcanzar esta meta, y la cual le debo todo lo que soy, de igual forma a mis
hermanos, y a mi abuelita que han estado a mi lado en todo momento
brindándome su apoyo, de igual forma dedico esta tesis a una persona
muy especial en mi vida, que ha sabido darme frases de aliento, cariño y
apoyo, y por la cual tengo un sentimiento profundo.
Dios ios bendiga siempre
JOSÉ RIVAS
ÍNDICE
CAPITULO 1: INTRODUCCIÓN: ANÁLISIS DE TRAFICO... 1
1.1. ESTADO ACTUAL DE LAS COMUNICACIONES DE LA EMPRESA REPSOL YPF, 2
1.2. INFRAESTRUCTURA ACTUAL DE LAS ESTACIONES DE SERVICIO, CENTROS DE
ACOPIO Y OFICINAS CENTRALES... 2
1.3. CARACTERÍSTICAS DE LOS COMPUTADORES UTILIZADOS EN UNA ESTACIÓN
TIPO.. 6
1.3.1. TIPOS DE COMPUTADORES EXISTENTES POR ESTACIÓN 7
1.4. TRÁFICO A CURSAR... 8
1.5. TIPOS DE TRÁFICO. 9
1.5.1. TRÁFICO CON CONTROL DE CONGESTIÓN ............9
1.5.2. TRÁFICO SIN CONTROL DE CONGESTIÓN.............. ......9
1.6. TRÁFICO Y RENDIMIENTO...... ........11
1.6.1. TRÁFICO AUTO SIMILAR 11
1.7. NIVELES DE TRÁFICO 12
1.7.1 TRANSMISIÓN DE DATOS....... .12
1.7.2 TRANSMISIÓN DE VOZ ............12
1.7.2.1 COMPRESIÓN DE LA VOZ............ 13
1.7.2.1.1CODIFICADORES ADPCM.. ........13
1.7.2.1.1.1. PREDICTOR DE SEÑALES.................... ,.14
1.7.2.1.1.2 MUESTREO Y CUANTIFICACIÓN... ........15
1.7.2.1.2CODIFICADORESLPAS.. ..................17
1.7.2.1.3 CODIFICADORES DE VOZ (VOCODERS)... ............18
1.7.3 TRANSMISIÓN DE VIDEO... ...........20
1.7.3.1! TECNOLOGÍAS DE COMPRESIÓN Y DESCOMPRESIÓN. ....................21
1.7.3.2 CLASIFICACIÓN DE LOS ALGORITMOS ....23
1.7.3.3 COMPRESIÓN DE IMÁGENES..... ......27
1.7.3.4 COMPRESIÓN JPEG...................................... ..27
1.8 ESTIMACIÓN DEL ANCHO DE BANDA .34
1.8.1 CÁLCULO DE LA VELOCIDAD DE TRANSMISIÓN (Vtx)....... ..35
1.8.1.2 TRANSMISIÓN DE DATOS... ..35
1.8.1.3 TRANSMISIÓN DE VIDEO 38
1.9 ESTIMACIÓN DEL TRÁFICO A 10 AÑOS , ........................44
11
CAPÍTULO 2: SISTEMAS DE TRANSMISIÓN.... 50
2.1. COMUNICACIONES SATELITALES 51
2.1.1. BREVE RESEÑA HISTÓRICA .............51
2.1.2 SERVICIOS POR SATÉLITE ...52
2.1.3 ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE TELECOMUNICACIÓN POR SATÉLITE ..........52
2.1.3.1 PLATAFORMA... 52
2.1.3.2 CARGA ÚTIL ....53
2.1.3.2.1 ANTENAS ..53
2.1.3.2.2 TRANSPONDEDORES .............54
2.1.4 ENLACES ENTRE SATÉLITES 55
2.1.5 ÓRBITAS DE LOS SATÉLITES ..............56
2.1,5.1 ÓRBITA GEOESTACIONARIA .................56
2.1.5.1.1. VENTAJAS .....56
2.1.5.1.2. DESVENTAJAS .......56
2.1.5.2. ÓRBITA INCLINADA .........57
2.1.6 APLICACIONES .............57
2.2. SISTEMAS DE FIBRA ÓPTICA ..............58
2.2.1 FUENTES ÓPTICAS ....59
2.2.2 RECEPTORES ÓPTICOS .......61
2.2.2.1 CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DE LOS FOTODETECTORES APD, PIN Y
PIN-FET ., 62
2.2.3 COMPONENTES DE LA FIBRA ÓPTICA 63
2.2.4 TIPOS DE FIBRA ÓPTICA 64
2.2.4.1 FIBRA MONOMODO 64
2.2.4.2 FIBRA MULTIMODO ...65
2.2.4.2.1 FIBRA MULTIMODO DE ÍNDICE GRADUAL 65
2.2.4.2.2 FIBRA MULTIMODO DE ÍNDICE ESCALONADO ....................66
2.2.5 DEFINICIÓN DE LA VENTANA ÓPTICA Y DEL MODO DE TRANSMISIÓN ............66
2.2.6 VENTAJAS Y DEVENTAJAS DE LA FIBRA ÓPTICA ..68
2.2.7 APLICACIONES DE LA FIBRA ÓPTICA .....................69
2.3. XDSL. , , ...70
2.3.1 LA FAMILIA XDSL ...........................70
2.3.1.1 ADSL (LÍNEA DE ABONADOS DIGITAL ASIMÉTRICA ) ........71
2.3.1.2 ADSL G.LITE (O UADSL) .76
2.3.1.3 RADSL (RATE ADAPTIVE DIGITAL SUSCRIBERLINÉ) 77
2.3.1.4 HDSL .....77
2.3.1.5 SDSL (LÍNEA DE ABONADOS DIGITAL SIMÉTRICA) ...., 79
2.3.1.6 VDSL (VERY HIGH DATA RATE DIGITAL SUSCRIBER LINÉ) ................80
111
2.3.1.7 IDSL(!SDN DIGITAL SUSCRIBER LINE) 82
2.3.2 ÁMBITOS Y APLICACIONES ........82
2.4RADIOENLACES................. -.84
2.4.1 INTRODUCCIÓN 84
2.4.1.1 RESEÑA HISTÓRICA 84
2.4.1.2 GENERALIDADES .....85
2.4.2 CARACTERÍSTICAS DE UNA ONDA DE RADIO 86
2.4.2.1 FRECUENCIA ..86
2.4.2.2 INTENSIDAD ...86
2.4.2.3 DIRECCIÓN DE PROPAGACIÓN .86
2.4.2.4 POLARIZACIÓN ..........87
2.4.3 PROPAGACIÓN DE LAS ONDAS DE RADIO A DIFERENTES FRECUENCIAS .......88
2.4.3.1 PROPAGACIÓN POR ONDA DE TIERRA O SUPERFICIAL ....89
2.4.3.2 PROPAGACIÓN POR ONDA IONOSFÉRICA ....89
2.4.3.3 PROPAGACIÓN POR ONDA ESPACIAL ........90
2.4.3.4 PROPAGACIÓN POR ONDA GUIADA TIERRA-IONÓSFERA 91
2.4.4 REPETIDORES .......92
2.4.5 ZONAS DE FRESNEL..... 92
2.4.6 VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS RADIOENLACES ..96
2.4.6.1 VENTAJAS 96
2.4.6.2 DESVENTAJAS 96
2.5 SELECCIÓN DE LAS MEJORES ALTERNATIVAS PARA EL DISEÑO DEL SISTEMA ......97
2.5.1 SATÉLITE.......... ...97
2.5.2 FIBRA ÓPTICA .....97
2.5.3 CONCLUSIÓN .98
CAPÍTULOS: DISEÑO.. 99
3.1 INTRODUCCIÓN 100
3.1.1 FDMA (ACCESO MÚLTIPLE POR DIVISIÓN DE FRECUENCIA) .....#.. ..100
3.1.2 TDMA (ACCESO MÚLTIPLE POR DIVISIÓN DE TIEMPO) ......101
3.1.3 CDMA (ACCESO MÚLTIPLE POR DIVISIÓN DE CÓDIGO) ................101
3.2 SPREAD SPECTRUM 99
IV
3.2.1 TÉCNICAS DE TRANSMISIÓN , „ 105
3.2.1.1 DSSS (SECUENCIA DIRECTA SPREAD SPECTRUM} .....106
3.2.1.2 FHSS (SALTO DE FRECUENCIA SPREAD SPECTRUM) ................109
3.2.1.3 HÍBRIDOS (DS/FH) ..........................111
3.2.1.4 THSS (SALTO DE TIEMPO SPREAD SPECTRUM) .......111
3.2.2 REQUERIMIENTOS DEL SISTEMA 112
3.2.2.1 BANDAS DE FRECUENCIA ...........112
3.2.2.2 CONFIGURACIONES ..112
3.2.2.3 MÉTODOS ,. .113
3.2.2.4 INTENSIDAD DE CAMPO ELÉCTRICO 113
3.2.2.5 DERECHOS PARA LA OPERACIÓN ...................114
3.2.3 VENTAJAS DE SPREAD SPECTRUM 114
3.3 ESTACIONES DEL SISTEMA A DISEÑARSE.... ....................115
3.3.1 ESTACIONES BASE ,. 115
3.3.2 REPETIDORAS .......116
3.3.3 CENTROS DE ACOPIO ..............116
3.3.4 UBICACIÓN DE LAS DIFERENTES ESTACIONES .....116
3.3.4.1 ESTACIONES REPETIDORAS ..................116
3.3.4.2 ESTACIONES BASE.. .......118
3.3.4.2.1 ESTACIONES DE SERVICIO ........................................118
3.3.4.2.2 CENTROS DE ACOPIO ...121
3.4 DETERMINACIÓN DE LOS PARÁMETROS DE DISEÑO ..........122
3.4.1 ESTUDIO DE PROPAGACIÓN ....................122
3.4.1.1 ZONAS DE FRESNEI ,122
3.4.1.2 COEFICIENTE DE CORRECCIÓN DEL RADIO TERRESTRE:
RADIO FICTICIODE LA TIERRA. 123
3.4.1.3 DESPEJAMIENTO Y MARGEN DE SEGURIDAD ...........125
3.4.1.4 ANÁLISIS Y BALANCE DE ENLACES 126
3.4.1.5 ATENUACIONES .................127
3.4.1.5.1 ATENUACIÓN DEL ESPACIO LIBRE .........127
3.4.1.5.2 PÉRDIDAS DE DERIVACIÓN (BRANCHING) ....127
3.4.1.5.3 PERDIDAS EN LOS ALIMENTADORES 127
3...1.5,4 OTRAS ATENUACIONES ..................128
3.4.1.6 DESVANECIMIENTO SELECTIVO 128
3.4-1.7 DISPONIBILIDAD DE UN RADIO ENLACE ..128
3.4.1.8 ANTENAS 130
3.5 DISEÑO DEL SISTEMA INALÁMBRICO .130
3.5.1 DISEÑO DEL SISTEMA DE MICROONDAS EN LA BANDA DE FRECUENCIA
DE 2.4 GHz, .131
3.5.1.1 DETERMINACIÓN DE LAZONA DE FRESNEL Y LÍNEA DE VISTA .......131
3.5.1 REQUERIMIENTOS DEL SISTEMA..... .....134
3.5.2 EQUIPOS 137
3.6 DISEÑO DEL SISTEMA DE RADIO EN LA BANDA DE FRECUENCIA DE 900 MHZ ........141
3.6.1 DETERMINACIÓN DE LA ZONA DE FRESNEL Y LÍNEA DE VISTA .....................141
3.6.2 REQUERIMIENTOS DEL SISTEMA 143
3.6.3 EQUIPOS...... 144
3.7 EQUIPOS TERMINALES ........148
3.8 DISEÑO DEL SISTEMA HÍBRIDO .......150
CAPITULO 4: ANÁLISIS DE COSTOS........................ .............153
4.1 INTRODUCCIÓN 154
4.2 COSTOS DE EQUIPO PARA EL DISEÑO INALÁMBRICO 2.4 GHz .........155
4.3 COSTOS DE EQUIPO PARA EL DISEÑO HÍBRIDO 161
4.4 ANÁLISIS DE COSTOS PARA EL DISEÑO INALÁMBRICO 2,4 GHz ..164
4.5 ANÁLISIS DE COSTOS PARA EL DISEÑO HÍBRIDO 167
4.6 ELECCIÓN DE LA MEJOR ALTERNATIVA DE DISEÑO .....170
CAPITULO 5: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ............................172
5.1 CONCLUSIONES.......... ..........173
5.2 RECOMENDACIONES... 178
BIBLIOGRAFÍA .................179
VI
ANEXOS.......... , .- 181
ANEXO A: Medios de transmisión
- Comunicación Satelital
ANEXO B: Diseño
Enlaces Radioeléctricos
Características técnicas de los Equipos
ANEXO C: Costos
Norma para la implementación de Spread Spectrum por parte del
CONATEL.
Tarifas mensuales de ios circuitos para la transmisión de información, por
parte de la SENATEL.
Formulario para la concesión de! uso de frecuencias por parte de la
SENATEL
ÍNDICE DE FIGURAS
CAPITULO 1
Figura 1.1: Diagrama de bloques de una estación tipo. ...2
Figura 1.2: Diagrama de bloques de una estación tipo...... .3
Figura 1.3: Estación de Servicio Tipo. .........4
Figura 1.4: Centro de Acopio.................... ........................5
Figura 1.5: Diagrama de los tipos de tráfico .......10
Figura1.6: Diagrama de bloques de un Predictorde N retardos ......15
Figura 1.7: a) Señal continua a muestrear; b) Señal muestreada 16
Figura 1.8: Cuantificación de una señal...... ..17
Figura 1.9: Operación del estándar JPEG en el modo secuencia! libre ........................29
Figura 1.10: (a) Datos de entrada RGB. (b) Tras la preparación de bloques......... 29
Figura 1.11. (a) Un bloque de la matriz Y. (b) Coeficientes DCT. .30
Figura 1.12: a) Coeficientes DCT b) Coeficientes cuantiados c) Tabla de cuantización.....32
Figura 1.13: Orden en que se transmiten los valores cuantizados ...........33
Figura1.14: Formato de la trama de datos........ ...36
Figura1.15: Encapsulamiento de los datos...................... ......37
Figura1.16: Formato de la trama de video ...................... ....39
Figura1.17: Encapsulado de video 39
Vil
Figura 1.18: Estimación de Tráfico a 10 años utilizando la ecuación 1.1... 48
Figura1.19: Estimación de Tráfico Rea!.......,.... ., ;.............,,... .....49
CAPÍTULO 2
Figura 2.1: Antena parabólica ............53
Figura 2.2: Esquemático de un receptor (a) digital; (b) analógico (intensidad de
modulación) .............61
Figure 2.3: Componentes de la fibra óptica , 64
Figura 2.4. Características de la Fibra Monomodo 65
Figura 2.5: Características de la Fibra Multimodo de índice Gradual ...............................65
Figura 2.6: Características de la Fibra Multimodo de índice. Escalonado ...............66
Figura 2.7: Ventanas ópticas .............67
Figura 2.8: Diagramas de FDM y Cancelación de eco ....72
Figura 2.9: Ejemplo de una red adsl ....73
Figura 2.10: Espectro de frecuencia de ADSL G.Lite VE. ADSL utilizando FDM ..................76
Figura 2.11: Aplicaciones de hdsi ...................................78
Figura 2.12: Ancho de banda de vdsl ...81
Figura 2.13: Vistas frontal y lateral de una onda polarizada vertícalmente. Las líneas llenas
representan el flujo eléctrico; las líneas de trazos y los círculos indican el flujo
magnético............... 85
Figura 2.14: Propagación por Onda de Tierra o Superficial 89
Figura 2.15: Propagación por Onda Ionosférica ................90
Figura 2.16: Propagación por Onda Espacial 91
Figura 2.17: Propagación por Onda Guiada Tierra-lonosfera 92
Figura 2.18: Zonas de Fresnel .; 93
Figura 2.19: Atenuación de la señal dependiendo del grado de obstrucción del haz, para
distintos coeficientes de reflexión 94
CAPITULO 3
Figura 3.1: Acceso Múltiple por División de Frecuencia (FDMA) 100
Figura 3.2: Acceso Múltiple por División de Tiempo (TDMA) , .101
Figura 3.3: Acceso Múltiple por División de Código (CDMA) ...........102
Figura 3.4: Comparación entre una señal en banda base y una señal Spread
Spectrum 103
Figura 3.5: Técnica básica de espectro disperso (SS) ...........104
Vlll
Figura 3.6: Diagrama de bloques de un modulador DS-SS BPSK ........107
Figura 3.7: Diagrama de bloques de un demodulador DS-SS BPSK ...........107
Figura 3.8: Forma de las señales obtenidas en la técnica de DS-SS BPSK ..,.108
Figura 3.9: Señal FHSS .109
Figura 3.10: Transmisor de señales de espectro disperso con salto de frecuencia ...110
Figura 3.11: Receptor de señales de espectro disperso con salto de frecuencia ...,111
Figura 3.12 Modelo geométrico para la curvatura del eje radioeléctrico 124
Figura 3.13 Rayo directo sobre tierra equivalente ........124
Figura 3.14 Rayo equivalente sobre tierra plana 125
Figura 3.15: Esquema del sistema inalámbrico ........130
Figura 3.16: Perfil topográfico tipo 131
Figura 3.17: Diagrama de la zona de Fresnel 134
Figura 3.19: Diagrama de la zona de Fresnel y Línea de vista 142
Figura 3.20: Esquema tipo de los equipos a utilizarse en las diferentes estaciones ..148
Figura 3.21: Estructura tipo de un repetidor con sus respectivos equipos ,149
Figura 3.22: Estructura de la oficina central .,150
Figura 3.23: Esquema del sistema híbrido ..150
Figura 3.24 Estructura de la red extremo a extremo con acceso ADSL ........152
CAPITULO 4
Figura 4.1: Comparación de costos de los diseños Híbrido e Inalámbrico .....170
ÍNDICE DE TABLAS
CAPITULO 1
Tabla 1.1: Tipos de Computadores Existentes por Estación.. ............7
Tabla 1.2 : Estándares de velocidad para la transmisión de voz según la UIT.. ...........13
Tabla 1.3: Estándares para compresión de voz 19
Tabla 1.4: Los algoritmos de compresión más utilizados ..23
Tabla 1.5: Clasificación de ios algoritmos de compresión... 26
Tabla 1.6: Correos electrónicos y facturas enviados en la hora pico.. 36
IX
Tabla 1.7: Características técnicas de la cámara de red AXIS 2100... 38
Tabla 1.8: Velocidad de transmisión y eficiencia para la resolución 320*240
píxeles 40
Tabla 1.9: Velocidad de transmisión y eficiencia para la resolución 640*480
píxeles..... , .., ........40
Tabla 1.10: Velocidad de transmisión de cada estación... 42
Tabla 1.11: Estimaciones de tráfico para cada estación.. ........43
Tabla 1.12: Velocidad de transmisión de cada estación .....45
Tabla 1.13: Estimación de tráfico a 10 años.. 48
CAPITULO 2
Tabla 2.1: Bandas de frecuencias satelital .,...,... 55
Tabla 2.2: Características de una fuente óptica .....60
Tabla 2.3: Posibles velocidades en los distintos canales de un módem ADSL ..................71
Tabla 2.4: Posibles velocidades y alcances en cada canal de datos de un módem
Vdsl .........81
Tabla 2.5: Características de las ondas de radio... ....88
Tabla 2.6: Comparación entre los medios de transmisión ..98
CAPÍTULOS
Tabla 3.1: Intensidad de Campo Eléctrico ....110
Tabla 3.2: Imposición Anua! .111
Tabla 3.3: Calculo de la Zona de Fresnef 133
Tabla 3.4: Características Técnicas del Equipo ..135
Tabla 3.5: Cálculos de Atenuación, Potencia de Recepción y Margen de Desvanecimiento
délos diferentes enlaces " .....140
Tabla 3.6: Cálculo del Desempeño y Disponibilidad de los diferentes enlaces 140
Tabla 3.7: Calculo de la Zona de Fresnel y Línea de vista 142
Tabla 3.8: Características Técnicas del Equipo ...145
Tabla 3.9: Calculo de Atenuación. Potencia de Recepción y Margen de Desvanecimiento
délos diferentes enlaces 147
Tabla 3.10: Cálculo del Desempeño y Disponibilidad de los diferentes enlaces ..147
X
CAPITULO 4
Tabla 4.1: Marca, características y costos de antenas ...156
Tabla 4.2: Marca, características y costos de cámaras ....157
Tabla 4.3: Marca, características y costos de equipos de radio ...158
Tabla 4.4: Número de puertos necesarios en los Routers para las diferentes Estaciones,
Centros de Acopio y Oficina Central .159
Tabla 4.5: Número de puertos necesarios en los Routers para los distintos repetidores ...160
Tabla 4.6: Marca, características y costos de routers 160
Tabla 4.7: Costos de clear channe! para 256 Kbps ...162
Tabla 4.8: Marca, características y costos del equipo a utilizar .....163
Tabla 4.9: Valores referenciales de antenas y routers para los Repetidores ..164
Tabla 4.10: Costos referenciales de los equipos para las Estaciones de Servicio ........165
Tabla 4.11: Costos referenciales de los equipos de los Centros de Acopio 166
Tabla 4.12: Costos referenciales de los equipos en la Oficina Central ............................166
Tabla 4.13: Valores referenciales de las antenas en los repetidores .168
Tabla 4.14: Costos referenciales de los equipos para las Estaciones de Servicio.. .168
Tabía 4.15: Costos referenciales de los equipos en la Oficina Central ,...169
XI
RESUMEN
Este proyecto se inicia con un estudio de las necesidades actuales y futuras de la
empresa REPSOL YPF estableciendo varias alternativas como solución a un
sistema de transmisión de voz, datos y video,
En e! capitulo uno se establecen fas distintas formas de transmisión como son
fibra óptica, satélite, radio, microondas, xDSL, analizando las ventajas,
desventajas y aplicaciones de cada una de ellas y de esta forma determinar que
tecnología es la que mas se acopia a las exigencias del diseño, descartando
aquellas tecnologías que no serán implementadas como son el caso de fibra
óptica y satélite.
En el capítulo dos se analiza el tráfico que se va a generar, analizando para ello
los servicios que se ofrecen como son voz, datos y video vigilancia. Se hace
también un estudio de ias distintas técnicas de compresión que existen para la
transmisión de voz y video, seleccionando en cada caso, la más adecuada para
este proyecto. En el caso del servicio de video vigilancia se utilizara la técnica de
compresión JPEG, para la transmisión de voz se han analizado tres tipos de
compresión ADPCM, LPAS y VOCODERS. Una vez analizado el tipo de tráfico,
que se genera, se procede al cálculo del ancho de banda necesario para los
enlaces.
En el capítulo tres se realiza el diseño de las diversas alternativas posibles:
microonda, radio y el diseño híbrido, en los dos primeros casos eí diseño se lo
realiza en las bandas de frecuencia de 2,4 GHz y 900 MHz respectivamente. En el
caso del diseño híbrido se lo ha dividido en dos partes, una parte inalámbrica
para el segmento correspondiente a ias provincias de Manabí y Esmeraldas, y
otra alámbrica para la provincia de Pichincha, para la parte inalámbrica de este
diseño se utilizó la banda de frecuencias de 2,4 GHz. Para los tres casos se
realiza et calculo de los parámetros de diseño como son potencia de transmisión,
atenuación, ganancia de transmisión, margen de desvanecimiento, potencia de
recepción, etc., para con estos datos poder determinar ios equipos que cumplan
Xll
con estos requerimientos y que podrían ser implementados en los diferentes
puntos del diseño.
En el capítulo cuatro se realiza un análisis de costos partiendo de la información
obtenida de diferentes proveedores de equipos, determinado con esto y con sus
características técnicas, la mejor opción para su impiementación en las
estaciones de servicio, centros de acopio y oficina central. Con el análisis de las
características de los equipos, costos y garantías que ofrecen los proveedores,
se determina el diseño mas adecuado y el equipo que es por tanto eí que se
sugiere implementar.
Xlll
PRESENTACIÓN
La empresa REPSOL YPF se ve en la necesidad de implementar una red que
permita la comunicación de ias diferentes estaciones de servicio, centros de
acopio, ubicados en ias provincias de Pichincha, Manabí y Esmeraldas, con la
oficina central ubicada en Quito, debido a que actualmente no cuenta con una red
que cubra con estas necesidades. Por lo que en este proyecto se plantean
diversas alternativas de diseño, analizando las ventajas y desventajas de cada
uno de ellos, para seleccionar la opción que mas se ajuste a los requerimientos
de la empresa. Teniendo este diseño la posibilidad de escalabilidad debido a que
en un futuro se tiene pensado unir las estaciones ubicadas en la provincia del
Guayas.
El objetivo de este proyecto de titulación es realizar un estudio de las diversas
tecnologías de transmisión inalámbrica, y poder comparar cada una de ellas y
seleccionar la opción que mas se ajuste a ios requerimientos.de la empresa, por
lo tanto la mas adecuada para su implementación.
La necesidad de ofrecer sistemas de transmisión de voz, datos y video con
tecnología inalámbrica, se ha visto alentada debido al surgimiento de nuevos
servicios y en general al transporte de información a altas velocidades. En lugares
donde la infraestructura de fibra óptica y satélite no justifica, además implica
costos altos y el mantenimiento requiere de personal altamente capacitado, la
tecnología inalámbrica resulta ser la opción más adecuada para iniciar servicios
con una calidad similar, con una inversión menor de acuerdo a los requerimientos
del sistema y un menor tiempo de implementación. Dentro de esto se han
desarrollado nuevas tecnologías de acceso inalámbrico fijo punto a punto y punto
a muítipunto.
XIV
Espectro disperso (Spread Spectrum - SS) es una tecnología de acceso
inalámbrico de banda ancha utilizada en este caso para transmitir servicios de
voz, datos y video. Este sistema ofrece un mayor ancho de banda de transmisión
con una potencia menor y ofrece mejor solución a problemas de multitrayectorias
y multiusuarios. Por lo que da la posibilidad de compartir el espectro con diversos
usuarios sin crear interferencias, Además esta tecnología ofrece privacidad en la
transmisión de la información debido a que los usuarios pueden utilizar códigos
pseudoafeatorios que evitan que personas extrañas accedan a esta .información.
Spread Spectrum está reglamentada por el CONATEL en el Registro Oficial N°
215 de la resolución N° 538-20-CONATEL-2000.
Tomando en cuenta que el espectro de frecuencias es un recurso limitado todos
los estudios de diseño deben ser dirigidos a crear estrategias de acceso múltiple,
facilitando así el acceso de varios usuarios a ios anchos de banda previamente
designados, sin crear problemas de congestión.
CAPITULO 1
ANÁLISIS DE TRAFICO
INTRODUCCIÓN: ANÁLISIS DE TRAFICO
1.1. ESTADO ACTUAL DE LAS COMUNICACIONES DE LA
EMPRESA REPSOL YPF.
En la actualidad, las estaciones de servicio y centros de acopio de la empresa
Repsol YPF ubicados en las provincias de Manabí, Esmeraldas y Pichincha no
cuenta con una red para la transmisión de voz, datos y video de manera
permanente: Únicamente poseen infraestructura dial-up implementada por
Andinatel y Pacificteí para comunicarse con la oficina central ubicada en Quito.
1.2. INFRAESTRUCTURA ACTUAL DE LAS ESTACIONES DE
SERVICIO, CENTROS DE ACOPIO Y OFICINAS CENTRALES.
Cada una de las estaciones de servicio de REPSOL YPF consta de tres
secciones principales, indicadas en el diagrama de bloques de la figura 1.1:
r<
c RIBPSI-IQP r
Figura 1.1: Diagrama de bloques de una estación tipo
En la figura 1,2 se muestra la ubicación de las estaciones que se van a enlazar.
roCDG)
S 5!01 -iN OO
,-'03
33 riirrin(T> pfilfllll
~a LJLBJ.BJI_ljg
Figura 1.2: Ubicación de las estaciones a enlazar.
En figura 1.1 se tiene:
i
o Administración: Manejada por el administrador, quien es el único
facultado para enviar información a las oficinas centrales en Quito y
responsable de la estación,
o Repshop: Área de ventas de productos varios (Mini-Market).
o GEN: Área de venta del combustible.
Cada una de estas secciones está equipada con un computador para realizar las
facturas, balances y otras aplicaciones, como se indica en la figura 1.3
CEN£ü
Rí^PSflQP
1AN lO/'lQOGMbps
SlR
ADMINISTRADOR
Figura 1.3: Estación de Servicio Tipo
Existen dos estaciones diferentes a las demás llamadas Centros de Acopio, que
son las encargadas de la distribución de gas.
Cada centro de acopio está dividido en dos áreas:
• Área de comercialización
• Área de administración
Cada una de ellas dispone de 3 computadores para realizar sus funciones. En la
figura 1.4 se muestra la distribución de los centros de acopio
ÁREA DECOMERCIALIZACIÓN
AR6A DEADMINISTRACIÓN
Figura 1.4; Centro de Acopio
El área de comercialización se encarga de la distribución del producto, está a su
vez envía los informes al área de administración la cual se encarga de enviar la
información pertinente a las oficinas centrales en Quito.
Al igual que en las otras estaciones, el único autorizado a enviar la información a
las oficinas centrales es el administrador.
1.3. CARACTERÍSTICAS DE LOS COMPUTADORES UTILIZADOS
EN UNA ESTACIÓN TIFO.
o Administrador.
MARCA
MODELO
PROCESADOR
RAM
DISCO DURO
VELOCIDAD DEL PROCESADOR
COMPAQ
EVO
INTEL PENTIUM IV
128 MB
40 GB
1J MHz
o Repshop.
MARCA
MODELO
PROCESADOR
RAM
DISCO DURO
VELOCIDAD DEL PROCESADOR
COMPAQ
DESKPRO
INTEL PENTIUM III
128 MB
20 GB
900 MHz
o CEN
MARCA
MODELO
PROCESADOR
RAM
DISCO DURO
VELOCIDAD DEL PROCESADOR
COMPAQ
DESKPRO
INTEL PENTIUM PRO
48 MB
40 GB
400 MHz
Para el üiseño de esta red que cuenta con 15 puntos de enlace, (13 estaciones de
servicio, dos centros de acopio y la oficina central) se realizara el análisis de una
sola estación de servicio tipo, ya que todas tienen la misma estructura y
funcionalidad de igual forma se lo hará para los centros de acopio. El análisis de
tráfico del enlace está enfocado a satisfacer los requerimientos de la oficina
central, debido a que en este lugar se encuentra ei nodo principal en el que
converge la información de todas las estaciones de servicio y centros de acopio.
1.3.1. TIPOS DE COMPUTADORES EXISTENTES POR ESTACIÓN.
UBICACIÓN
QUITO
MANAB!
ESMERALDASi
DEPENDENCIA
OFICINA CENTRAL
6 DE DICIEMBRE
COMITÉ DEL PUEBLO
CENTRO DE ACOPIO NORTE
PK7
PK8
MARISCAL SUCRE
BEATERÍO
CENTRO DE ACOPIO SUR
SAN RAFAEL
MANTA
CRUC1TA
PORTOVIEJO
ESMERALDAS
ATACAMES
TIPO DE PROCESADOR
CELERON
2
1
1
Pll
1
1
1
2
Pili
2
1
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
PIV
4
1
1
3
1
1
1
1
3
1
1
1
1
1
1
TOTAL
6
3
3
6
3
3
3
3
6
3
3
3
3
3
3
Tabla 1.1: Tipos de Computadores Existentes por Estación
1.4. TRÁFICO A CURSAR.\n el presente capitulo se analizará el tráfico de voz, datos y video entre la oficina
central y las estaciones de servicio y centros de acopio, partiendo de los
conceptos generales de tráfico, y debido a que la empresa no cuenta actualmente
con una red que soporte estas aplicaciones, no se hace referencia a mediciones
de tráfico para el calculo del ancho de banda necesario para e! enlace.
Los datos con los que se va a trabajar son un estimado en base a la información
proporcionada por. la empresa, referente a: Requerimientos y horas de! día en los
cuales se va a enviar la mayor cantidad de información (medio día y la noche), los.
que permitirán determinar la capacidad que debe tener el canal de transmisión.
Para la transmisión de datos como son: correo electrónico, datos de facturación,
etc, se toma en cuenta un tamaño aproximado en Kbytes que generalmente tiene
un correo electrónico o una factura.
Para la transmisión de video se tomará en cuenta el tipo de cámara a utilizar, la
que en sus características técnicas cuenta con datos como:
• Cantidad de imágenes por segundo (fps).
• Tipo de compresión que utiliza (para nuestro caso se usará JPEG)
• Niveles de compresión disponibles.
Para la transmisión de voz se partirá de los estándares de velocidad que ofrece la
UIT para estos casos.
Con esta información se procederá al cálculo del ancho de banda y la velocidad
de transmisión del enlace para cada estación.
Luego se realizaran las proyecciones de tráfico a 10 años para la oficina central
ubicada en Quito, considerando los puntos (estaciones) determinados y los.
requerimientos de las aplicaciones tanto actuales como futuras.
1.5. TIPOS DE TRÁFICO.
La información enviada por la fuente puede tener o no control de congestión,
dando así origen a dos tipos de tráfico:
• Tráfico con control de congestión.
• Tráfico sin control de congestión.
En la figura 1.5 se muestran las curvas características para el tráfico con control
de congestión y el tráfico sin control de congestión.
I.5.J. TRAFICO CON CONTROL DE CONGESTIÓN.
Hace referencia al tráfico en el que el origen realiza una reducción de velocidad
de envío de datos en respuesta a la congestión del canal o del receptor, debido a
que ios segmentos emplearán más tiempo en llegar a su destino al igual que las
confirmaciones del destino al origen. Conforme se incrementa la congestión, se
hace necesario descartar algunos segmentos. El descarte se lo hace mediante un
dispositivo de encaminamiento cuando a éste se le agota la memoria temporal.
Un ejemplo de este tipo de manejo de tráfico lo realiza el protocolo TCP.
1.5.2. TRAFICO SIN CONTROL DE CONGESTIÓN.
Para este tipo de tráfico, no se tiene un mecanismo de control en caso de
congestión, por lo que en este caso es deseable una velocidad de transferencia y
un retardo de entrega constantes.
10
Un ejemplo de información adecuada para este tipo dé transferencia de datos son
el video y audio en tiempo real. En estos casos, no tiene sentido retransmitir
paquetes descartados y además es importante mantener un flujo de entrega
constante.
Traucocursado por
líH'od
Capacidadnominal
tí e la red0)
TÍ afleo ofrecido
Figura 1.5: Diagrama de los tipos de tráfico [1]
La curva (1) representa el comportamiento ideal de la red.
Pero las redes no son ideales, sino que tienen errores e imperfecciones.
La curva (2) representa el comportamiento real de la red, sin control de
congestión. Como se puede observar, en una red sin control de congestión, al
llegar a la zona de saturación, cuanto más tráfico se ofrece menos tráfico se
cursa.
Para evitar esa degradación, se introduce el control de congestión que hace que
el comportamiento de la red con control de congestión sea el dado por la curva
(3), evitando asi que se entre en una zona de degradación. [1]
11
1.6. TRÁFICO Y RENDIMIENTO.
Se han hecho muchos estudios acerca del tráfico para la transmisión de datos, los
resultados indican que el mismo es autosimilar, es decir sigue un patrón dado que
se reproduce exactamente a diferentes escalas, pero no en forma continua. [2]
1.6.1. TRÁFICO AUTO SIMILAR
Se puede hablar de este tipo de tráfico autosimilar cuando cumple las condiciones
de autosimilaridad, es decir cuando los parámetros de! patrón de tráfico son
invariantes a cambios de tamaño de información o escala temporal.
Se ha comprobado que el tráfico real en Internet también tiene un comportamiento
autosimilar.
Los procesos presentados por diferentes autores, en cuanto al análisis de tráfico
autosímilar, conduce a una serie de ecuaciones complejas, en las que, para llegar
a un modelo aproximado del tráfico rea! se aplican distribuciones de Pareto para
las fuentes de tráfico, y se hace un proceso de superposición, para al final obtener
un parámetro denominado de Hurst.
El análisis, desarrollo, y aplicación de tales ecuaciones no es objetivo del presente
proyecto de titulación. Sin embargo cabe mencionar el parámetro de Hurst ya que
éste da una medida de cuan autosimilar es él tráfico, por ejemplo, un valor de H =
0,5 indica una ausencia de autosimilaridad, mientras este valor se aproxima a uno
hay un mayor grado de autosimilaridad.
Una conclusión importante es que, a mayor carga de tráfico mayor será el valor
estimado de Hurst o mayor será el grado de autosimílaridad del tráfico. Este es un
resultado vital ya que mientras más auto similar es - él tráfico, menor es el
rendimiento de la red. [2]
12
1.7. NIVELES DE TRAFICO.
Para los niveles de tráfico se tomará como referencia tamaños estimados o
aproximados de correo electrónico y facturas, como se mencionó anteriormente,
de igual forma para el análisis de voz y video.
1.7.1. TRANSMISIÓN DE DATOS.
Para el análisis de tráfico en la transmisión de datos se tomaran en cuenta los
siguientes parámetros:
o Tamaño de un Mensaje de texto.
o Tamaño de una factura típica de Excel,
1.7.2. TRANSMISIÓN DE VOZ.
La frecuencia de la voz humana esta entre los 600 y 6.000 Hz y está compuesta
de1 vocales y consonantes. La frecuencia de las vocales tiene un
comportamiento casi periódico por alrededor de 30 mseg, mientras que las
consonantes son menos regulares.
Existen modelos, que en lugar de tomar muestras del sonido, tratan de
reconocer e! tamaño y la forma de las ondas que componen la voz y construir un
modelo físico del sonido. Luego, sólo es necesario transmitir o almacenar los
parámetros del modelo de la voz en el tiempo, lográndose con ello una muy
buena tasa de comprensión.[3]
En la tabla 1,2 se presentan los valores de velocidad para la transmisión de voz
según las recomendaciones de ta UIT.
13
STANDARD
Velocidad en kb/s
ITU-TG.729
8
ITU-TG.729.A
8
ITU-TG.723.1
5,3 a 6.3 kb/s
Tabla 1.2: Estándares de velocidad para la transmisión de voz según la UIT.
1.7.2.1.Compresión de la voz
Debido a que el oído es sólo capaz de extraer una cierta proporción de la
información contenida en un determinado sonido, un sistema ideal de compresión
debe eliminar toda redundancia, dejando únicamente la entropía de dicho sonido.
En el caso de aplicaciones telefónicas muchos algoritmos operan a una tasa
constante de muestreo, sin aprovechar los momentos en que no hay sonido.
Existen dos tipos de compresores de voz:
• Codificadores de onda (waveformcoders}: Estos modelan la forma de
onda del sonido y toman ventaja de las limitaciones del oído humano para
reducir la información.
• Codificadores de voz (vocoders): También llamados paramétricos o de
fuente, modelan en cambio la voz misma, utilizando para esto
conocimientos sobre las cuerdas vocales y la generación de voz. Como
consecuencia los codificadores de voz logran una mayor tasa de
compresión, pero sólo sirven para comprimir voz.
A continuación se presentarán dos codificadores de onda (ADPCM y LPAS) y
uno de voz: (Vocoders) que funcionan con un espectro reducido de frecuencias:
7.7.2.7.7. Codificadores ADPCM
Un codificador ADPCM (Adaptatíve Differential Pulse Code Modulation)
es una versión mejorada de PCM.
PCM toma muestras de la señal acústica a una tasa fija con un error de
cuantización debido a la cantidad finita de bits destinados a cada muestra.
14
DPCM reduce el ancho de banda necesario al transmitir la diferencia entre una
muestra y la predicción de la siguiente. La predicción está basada en la
distribución estadística de la señal. La propiedad que se pretende explotar es la
similitud entre muestras vecinas.
ADPCM es la versión adaptativa que permite que los niveles de cuantización no
sean fijos y vayan cambiando según la señal.'Esto se logra incorporando un
predictor de la señal, que también debe ser adaptativo.
EL codificador PCM compara cada nueva muestra con su predicción, que está
basada en las anteriores muestras. La diferencia es entregada al cuantizador.
Con ADPCM a 32 Kbps, el cuantizador construye una representación de 16
niveles (4 bits) de la señal. La salida del cuantizador es enviada a la salida y a
una función inversa (de cuantización) que entrega la seña! reconstruida al
predictor, quien entrega la siguiente predicción. Todo el proceso es adaptativo.
ADPCM fue formalizado en 1984 por la recomendación ITU-T G.721
(32 Kbps). Con ÍTU-T G.72G se convirtió en estándar y junto con ITU-T G.727 se
ampliaron los anchos de banda a los que opera (16, 24, 32 ó 40 Kbps),
A modo de comparación, una transmisión con calidad telefónica necesita de
64 Kbps con PCM, 56 Kbps con DPCM y sólo 32 Kbps con ADPCM. [3]
1.7.2.1.1.1. Predictor de señales
Los predictores de señal se utilizan para obtener una buena estimación de la
muestra y así cuantificar la diferencia. El diagrama de bloques de un Predictor
generalizado de N retardos se puede ver en la figura 1.6, donde los e¡ con i= 1,....,
N, son los pesos que se le da a cada una de las muestras anteriores.
15
Figura1.6: Diagrama de bloques de un Predictorde N retardos [4]
El objetivo de un predictor es obtener una estimación lo más cercana posible al
valor de la muestra correspondiente, para lograrlo se modifica el valor de los
pesos e¡ de acuerdo con el criterio a utilizar.
1.7.2.1.1.2 Muestreo y Cuantificación
La señal de la voz es continua en el tiempo y en amplitud. Para que pueda ser
procesada por hardware y software es necesario convertirla a una señal que sea
discreta tanto en el tiempo como en amplitud.
• Muestreo
El muestreo consiste en el proceso de conversión de señales continuas a señales
discretas en el tiempo. Este proceso se realiza midiendo la señal en determinados
periodos de tiempo. En la figura 1.7 se muestra una señal antes y después del
proceso de muestreo.
16
sP>0 0 r frt <"t w».—í?*.«y.—£....
b)
Figura 1.7: a) Señal continua a muestrear; b) Señal maestreada [4]
Si se aumenta el número de muestras por unidad de tiempo, la señal muestreada
se parecerá más a la señal continua. El número de muestras por segundo se
conoce como el bit-rate.
Si ei bit-rate es lo suficientemente alto, la señal muestreada contendrá ia misma
información que la señal original. Respecto a esto, el criterio de Nyquist asegura
que para que la señal muestreada 'pueda recuperarse adecuadamente, la
separación mínima entre dos instantes de muestreo debe ser 1/(2 AB), siendo AB
ei ancho de banda de la señal. Dicho de otra forma, que la frecuencia de
muestreo debe ser mayor o igual que 2 AB.
• Cuantificación
La cuantificación es la conversión de una señal discreta en el tiempo evaluada de
forma continua a una señal discreta en el tiempo evaluada de manera discreta.
El valor de cada muestra de la señal se representa como un valor elegido de entre
un conjunto finito de posibles valores. En la figura 1.8 se muestra la cuantificación
de una señal.
Se conoce como error de cuantificación (o ruido), a la diferencia entre la señal de
entrada (sin cuantificar) y la señal de salida (ya cuantificada), por lo que es
deseable que el ruido sea lo más bajo posible. [4]
17
X, = -CO
y?
L=7
Figura 1.8: Cuantificación de una señal. [4]
En resumen al digitalizar la información se asigna un número a la energía de la
señal de entrada. Por más bits que asignemos a este número, no lograremos
asignar un número diferente a cada nivel de energía posible de !a señal, con lo
que inevitablemente al digitalizar la información, parte de ésta se pierde.
7.7.2.7.2. Codificadores LPAS
Los algoritmos LPAS (Linear Prediction-based Analysis by Synthesis)
analizan la señal tratando de sintetizarla. Como resultado determinan las
señales de excitación, previamente guardadas, que mejor representan al sonido
original. Un sintetízador genera el sonido de la voz, prediciéndolo linealmente a
partir de la señal guardada. La idea es similar a como funcionan las tablas de
sonidos (wavetabies) almacenadas en las tarjetas de sonido avanzadas, pero
aplicado sólo a la voz.
.18
Una versión de este algoritmo es el LD-CELP (Low-Delay Code-Excited
Linear Predictive Coding) que funciona a una tasa de 16 Kbps y está
especificado en la recomendación ITU-T G.728
Este codificador toma las muestras PCM de 8 bits a 64 Kbps y las comparaicon una señal de voz sintetizada. Luego busca en el libro de códigos (vectores
de números que representan sonidos fonéticos comunes) la mejor señal, siendo
esta la más similar a la señal original.
El índice de esta señal es enviado a la salida, por lo que se logra una muy
buena compresión. Un libro de códigos idéntico se encuentra en el
decodificador. Utilizando el índice, se utiliza la señal almacenada para
reconstruir el sonido de la voz original.
Un libro de códigos CELP contiene típicamente 1024 vectores de excitación,
cada uno con 40 muestras de 8 bits (o sea, el libro ocupa 40 KB) y puede ser
adaptativo (CELP no lo es).
Una mejora posible al algoritmo consiste-en acelerar la búsqueda de la mejor
señal de excitación que se almacenará en el libro.
/. 7.2.1.3. Codificadores de voz (vocoders)
Para anchos de banda muy pequeños, 4 Kbps o menos, los codificadores de
onda producen voz con mucho ruido de fondo. Para estos casos los Vocoders
son la opción más adecuada.
Su principio de funcionamiento consiste en modelar (muestrear y cuantificar) el
sonido de la voz y enviar sólo los parámetros del modelo al decodificador. Al
principio los modelos usados producían voz poco natural, pero en la actualidad
con los avances tecnológicos se ha conseguido superar este limitante.
Los vocoders utilizan técnicas adaptativas de los codificadores LPAS. Una
versión de este algoritmo es el LPC-10 (formalizado en e! estándar FS-1015 de
EE.UU.) que funciona a 2.4 Kbps y utiliza una función predictora para estimar los
parámetros que serán enviados al decodificador.
19
Otro algoritmo es el MP-MLQ especificado por la recomendación ITU-T G, 723,
que opera a 4.8; 5.3; ó 6.3 Kbps, para aplicaciones de video-telefonía sobre las
lineas telefónicas comunes.
A continuación se presenta la tabla 1.3 con algunos de los estándares más
importantes para comprensión de voz;
ESTÁNDAR Y
ORGANIZACIÓN
(1)ITU-TG.7U
ITU-T G.722
ITU-T G.723
ITU-T G.726
ITU-T G.727
ITU-T G.728
GSM.
BTI Skyphone
ServiréT1AIS54
TÍA1S95
FS 1016
FS 1015
ALGORITMO (2)
PCM
ADPCM
MP-MLQ LPC
(Vocoder)
ADPCM
Embedded-
ADPCMLPAS (LD-CELP)
LPAS (RPE-LPT)
LPAS (MPLP)
LPAS (VSELP)
LPAS (QCELP)
LPAS (CELP)
LPC (vocoder)
ANCHO DE
BANDA (Kbps)
64
64
4,8/5,3/6,3
16/24/32/40
16/24/32/40
16
13
9,6
7,95
< 8 (variable)
4,8
2,4
APLICACIÓN
Telefonía general
Telefonía gen eral (ISDN)
Videoteléfonos y voz generada
por computador
Telefonía genera] y equipos
digitales, extensión de G/721
Voz sobre redes de paquetes
Telefonía general (ISDN)
Telefonía celular europea
Telefonía aeronáutica
Telefonía celular TDMA
Telefonía celular CDMA
Transmisión segura de voz
Comunicaciones seguras de voz
Tabla 1.3: Estándares para compresión de voz [3]
Nota: La tasa de entrada es de 64 Kbps (8 bits por muestra a 8 KHz), excepto en G.723, donde
es 128 Kbps (16 bits por muestra a 8 KHz).
20
(1) Organizaciones:
ITU-T International Telecommunication Union -Telecommunications
GSM Global System for Mobile Communications
BTI British Telecom International
TÍA Telephone Industry Associatiqn (de EE.UU.)
FS Federal Standars ( EE.UU.)
(2) Algoritmos:
PCM Pulse Code Modulation
ADPCM Adaptative Differentiai Pulse Code Modulation
LPAS Linear Prediction-based Analysis by Synthesis coding
LD-CELP Low Delay Code Excited Linear Predictive coding
RPE-LTP Regular Pulse Excitation Long Term Prediction coding
MPLP MultiPulse - excited Linear Predictive coding
VSELP Vector- Sum Excited Linear Predictive coding
QCELP Quantized Code - Excited Linear Predictive coding
MP-MLQ MultiPulse Máximum Likehood Quantization coding
LPC Linear Prediction Coding
1.7.3. TRANSMISIÓN DE VIDEO
La forma tradicional de representar imágenes es mediante un arreglo
bidimensional de elementos de imagen, píxeles o pels (pícture elements). Cada
píxei representa la intensidad de la luz en ese lugar de la muestra. Debido a que la
cantidad de bits destinados a cada píxei es finita, se produce un error de
cuantización.
Si sólo se cuenta con un bit por píxel (blanco o negro), la imagen es llamada
binaria (binary-valued o bi- fe ve/). Si se utilizan enteros de 8 bits para cada píxel,
se pueden representar 256 niveles de gris.
La distancia a la que se encuentran los píxeles afecta la resolución (expresada en
puntos por pulgada ppp o dpi en inglés) de la imagen. Mientras mayor sea la
distancia, menor será ia resolución y la calidad de la imagen capturada.
Las imágenes en colores son representadas con tres valores para cada píxel, que
representan la intensidad de los tres colores aditivos primarios: rojo, verde y azul
(RGB: red, groen, blue). Estos colores tienen ia propiedad de que al mezclarse en
diferentes pigmentaciones generan cualquier color. Existen otros medios de
representación, como por ejemplo: los colores primarios substractivos (al restarlos
del negro se generan todos los colores): CMYeK (cyan, magenta, yellow, black).
Otro método muy utilizado es ocupar un valor para la luminosidad y otros dos para
las componentes del color (crominancia). El ojo humano percibe con mayor
facilidad diferencias en la luminosidad y no tanto en las crominancias. De esta
forma, es posible asignar menos bits a estas últimas. Por esto, muchos
estándares y sistemas de transmisión de vídeo utilizan señales de luminosidad y
diferencias de color.
Es posible representar en las imágenes otras componentes del espectro luminoso
(más que las tradicionales 3 componentes de color). Ejemplos son las imágenes
capturadas por sondas espaciales conteniendo información de radiaciones
infrarrojas. Los algoritmos JPEG (Joint Photographic Experts Group) y JBIG (Joint
Bi-level Image experts Group) permiten comprimir y representar este tipo de
imágenes multiespectrales (multílevel)
1.7.3.1. Tecnologías de Compresión y Descompresión.
Los requerimientos de ancho de banda o de espacio de almacenamientos para
flujos de video en su forma origina! (sin compresión) son muy altos, haciendo que
cualquier aplicación sea inviable. Por lo que los algoritmos de compresión de
datos son claves para vencer éste obstáculo.
22
Según el tipo de aplicación, será necesario implementar diferentes tipos de
algoritmos. Estos se diferencian en:
o El tipo de datos que comprimen: Datos en general, imágenes fijas, video,
audio de voz y audio en general
o El rango de compresión lograda: A mayor compresión, menor calidad en
la recuperación de la imagen o menor rapidez en el procesamiento.
o La rapidez de compresión y descompresión: Los mejores rangos deicompresión se consiguen con una mayor capacidad computacional o
tiempo de proceso.
o La calidad de la recuperación: Los compresores de archivos de texto no
producen pérdida. Los compresores de imágenes, video y audio buscan
representar las similitudes dentro de los datos, o las señales más
importantes, mediante funciones matemáticas, olvidando las señales
menos importantes. A mejor calidad, peor tasa de compresión.
Los algoritmos para imágenes, video y sonido logran una buena tasa de
compresión, siempre a costa de tener perdida en la calidad de los datos.
El nivel de compresión mejora mucho con la ayuda de chips o tarjetas
dedicadas, pues la compresión por software es muy lenta (en MPEG-2 es
imprescindible el uso de hardware especial).
23
Los algoritmos de compresión más utilizados se mencionan en la tabla 1.4:
TIPO DE DATOS
Archivos
Voz
Audio
Imágenes
Imágenes
Video
Videoconferencia
ALGORITMO O
FORMATO
Lempel-Ziv
ADPCM
MPEG niveles I, II y III
JPEG
GIF
MPEG-1 y 2
H.261
TIPO DE
COMPRESIÓN
Sin pérdida
Con pérdida
Con pérdida
Con pérdida
Sin pérdida
Con pérdida
Con pérdida
TASA DE
COMPRESIÓN
2:1 - 5:1
4:1 - 8:1
4:1 - 12:1
10:1 - 100:1
2:1 - 5:1
25:1 - 66:1
24:1 - 95:1
Tabla 1.4: Los algoritmos de compresión más utilizados [3]
Nota: Las tasas de compresión son aproximadas y varían según los datos.
Los formatos más conocidos que utilizan compresión Lempel-Ziv son: ZIP y ARJ
en PC compatibles y GZ y Z en UNIX. Asimismo, formatos que usan alguna
forma de ADPCM son: WAV en PC compatibles y AU en UNIX.
JPG y GIF son dos formatos muy utilizados en Web-lnternet y están basados en
los algoritmos JPEG y una versión de Lempel-Ziv, respectivamente. [3]
1.7.3.2. Clasificación de los algoritmos
Se puede distinguir los algoritmos por varios aspectos:
Tipos de datos.
Tipo de compresión.
Calidad de la compresión.
24
• Tipo de datos: Simbólicos o Difusos
Se considera datos simbólicos a: texto, programas y archivos. Cada símbolo
tiene importancia por sí mismo.
Los datos difusos tienen su origen en: audio, voz, imágenes y video. En los
datos difusos, cada símbolo es importante sólo en el contexto de los demás.
La información está distribuida en todos los símbolos.
• Tipo de compresión: Entropía o Fuente
La compresión de la entropía aprovecha la redundancia que tienen los
símbolos entre sí. Utiliza métodos estadísticos para reduciré! espacio ocupado
por los símbolos o secuencias de símbolos que se repiten con mayor
frecuencia. La tasa de compresión vanará mucho según los datos; por ejemplo
al comprimir un programa probablemente se logrará una tasa de 2:1; en
cambio, al comprimir texto es posible llegar a tasas mucho mayores.
La compresión de entropía no produce pérdida de la información comprimida,
no importa el origen de los datos, estos algoritmos tratan de reducir la
redundancia que existe en estos. Por eso son usados para comprimir datos
que no permiten pérdida, es decir los simbólicos.
La compresión de la fuente usa la redundancia que tiene la fuente de los
datos. Los algoritmos toman en consideración el origen y semántica de la
información utilizando modelos, determinan cuáles componentes de éstos son
menos importantes y les restan resolución (y por lo tanto, tamaño).
Como resultado logran una compresión mucho mayor que la compresión sin
pérdida. Los datos difusos como audio, imágenes y vídeo se prestan para este
tipo de compresión, pues los sistemas auditivos y visuales humanos no sonicapaces de percibir la diferencia si la pérdida de calidad no es muy grande. Si
la pérdida de calidad no es perceptible se logran tasas entre 10:1 a 50:1 y con
menor calidad es posible llegar hasta 200:1.
25
• Calidad de la compresión: Con pérdida o Sin pérdida
La calidad de los datos comprimidos se refiere a si al descomprimir se
obtendrán los mismos datos o no. Cuando se recupera exactamente la misma
'información que fue comprimida, no hay pérdida de calidad.
Las mejores tasas de compresión son logradas por algoritmos a los que se
les permite comprimir con pérdidas de calidad, sin dejar de ser posible
recuperar casi la misma información que fue comprimida. [3]
En conclusión, ios algoritmos de compresión de la entropía no producen pérdida
de calidad y se dedican exclusivamente a ios datos simbólicos (por ejemplo:
LEMPEL-ZIV), en cambio, los algoritmos de compresión de la fuente usualmente
tienen pérdida y se usan para datos difusos (por ejemplo: transformación DCT y
Cuantización).
También existe una tercera clase de algoritmos: los híbridos, que incluyen
elementos de los dos tipos de algoritmos mencionados antes (por ejemplo:
JPEG, que utiliza LEMPEL-ZIV, DCT y Cuantización).
En la tabla 1.5 se presenta una clasificación de los algoritmos existentes según
los criterios ya mencionados.
26
Compresión de la Entropía
*
Compresión de la fuente
Compresión híbrida
RUN LBNGTH CODÍNG
Codificación Estadística
Compresión por diccionario
Predicción
Transformación
Codificación por nivel
Codificación Huffman
Codificación. Aritmética
Lempel-Ziv
ADPCM
FFT
DCT
Codificación por sub-bandas
Sub-muestreo
Posición de los bits
Cuantización vectorial
JPEG
MPEG
H.26]
Tabla 1.5: Clasificación de los algoritmos de compresión.[3]
Notas: FFT es la Transformada Rápida de Fourier (Fast Fourier Transform) y DCT es la
Transformada Discreta del Coseno (Discrete Cosine Transform).
27
1.7.3.3 Compresión de imágenes.
En las imágenes continuas (con cambios suaves de color) como por ejemplo
fotografías de la vida real, los algoritmos con perdidas (utilizados en la
codificación por fuente) reducen la precisión de los datos y por tanto el espacio
que ocupan, sin que se perciba diferencia con el original. Sin embargo, si se
aplican estos algoritmos con pérdida a imágenes discretas (con cambios bruscos
de color), como por ejemplo dibujos y gráficos, se producirán defectos notables en
la imagen. Incluso pueden introducirse puntos (usualmente líneas) notorios que
no existían en la imagen original. Estas manchas artificiales son llamadas
"artefactos".
A continuación, se describirá el algoritmo JPEG, que utiliza técnicas híbridas con
pérdida.[5]
1.7.3.4 Compresión JPEG
A fin de proporcionar un estándar universal para la compresión de imágenes, el
Grupo de Expertos Fotográficos Asociados o Joint Photographic Éxperís Group
(JPEG) desarrolló un formato de almacenamiento de la imagen digital basado en
estudios de la percepción visual humana.
El estándar JPEG describe una familia.de técnicas de compresión de imágenes
fijas de tonalidad continua en escala de grises (8 bits) o color (24 bits). Sin
embargo, numerosas aplicaciones han usado ía técnica también para compresión
de video, porque proporciona descompresión de imagen de calidad bastante alta
a una razón de compresión muy buena, y requiere menos poder de cálculo que la
compresión MPEG (Motion Pictures Experts Group).
Debido a la cantidad de datos involucrada y la redundancia psicovisual (el ojo
humano no responde con la misma sensibilidad a toda la información visual, cierta
información tiene menor importancia relativa que otra en el proceso visual normal.
28
Se dice que esta información es psicovisualmente redundante, y se puede
eliminar sin que se altere significativamente la calidad de la percepción de la
imagen) en las imágenes, JPEG emplea un esquema de compresión con pérdidas
basado en la codificación por transformación. Eí estándar resultante tiene tantas
alternativas como sean necesarias para servir a una amplia variedad d.e
propósitos y hoy día es reconocido por la Organización Internacional de
Estándares con el nombre de ISO 10918.
El estándar JPEG define tres sistemas diferentes de codificación;
* • • ' ' • • • • • - ,i Un sistema de codificación básico, con pérdidas, que se basa en la
Transformada Discreta del Coseno y es apropiado-para la mayoría de las
aplicaciones de compresión.
• Un sistema de codificación extendida, para aplicaciones de mayor
compresión, mayor precisión, o de reconstrucción progresiva.
• Un sistema de codificación independiente sin pérdidas, para la compresión
reversible.
La codificación sin pérdidas no es útil para el video porque no proporciona
razones de compresión altas.
La codificación extendida se usa principalmente para proporcionar decodificación
parcial rápida de una imagen comprimida, para que la apariencia general de esta
pueda determinarse antes de que se decodifique totalmente. Esto tampoco es útil
para el video ya que éste se construye de una serie de imágenes fijas, cada una
de las cuales debe decodificarse y visualizarse a un ritmo muy rápido.
De las dos alternativas de codificación de entropía, la codificación aritmética sólo
se usa en los procesos de codificación sin pérdidas y extendida.
29
En la figura 1.9 se presenta en un diagrama de bloques el proceso de
compresión JPEG con pérdidas, para codificar imágenes de vídeo RGB de
24bits*pixel.
t 'ilrvJ.li
Figura 1.9: Operación del estándar JPEG en el modo secuencial libre [5]
El primer paso de la codificación de una imagen JPEG es la preparación del
bloque. Para ser específicos, supongamos que la entrada JPEG es una imagen
RGB de 640 x480 con 24 bits/ píxel, como se muestra en la figura 1.10 (a).
ROO- 640 -
Y
&-10
fvfll d* t* trfír o
Figura 1.10: (a) Datos de entrada RGB. (b) Tras la preparación de bloques.[5]
Puesto que el uso de luminancia y crominancia da una mejor compresión, primero
calcularemos la luminancia, Y, y las dos crominancias, I y Q (para NTSC), de
acuerdo con las siguientes fórmulas:
Y = 0.30R + 0.59G + 0.1 IB
I =0.60R-0.28G-0.32B
Q = 0.21R-0.52G + 0.31B
30
En PAL, las crominancias se llaman U y V, y los coeficientes son diferentes, pero
la idea es la misma. SECAM es diferente tanto de NTSC como de PAL
Se construyen matrices separadas para Y, I y Q, cada una con elementos en el
intervalo de O a 255, A continuación se promedian marcos de cuatro píxeles en
las matrices I y Q para reducirlos a 320x240. Esta reducción tiene pérdidas, pero
el ojo apenas lo nota, ya que responde a la luminancia más que a la crominancia;
no obstante, comprime los datos en un factor de dos. Ahora se resta 128 a cada
elemento de las tres matrices para poner el O a la mitad de la gama. Por último,
cada matriz se divide en bloques de 8 x 8. La matriz Y tiene 4800 bloques; las
otras dos tienen 1200 bloques cada una, como se muestra en la figura 1.10 (b).
El segundo paso es aplicar individualmente una transformación coseno discreta
(DCT) a cada uno de los 7200 bloques. La salida de cada DCT es una matriz 8x8
de coeficientes DCT. El elemento DCT (0,0) es el valor medio del bloque. Los
otros elementos indican la cantidad de potencia espectral que hay en cada
frecuencia espacial. En teoría, una DCT no tiene pérdidas pero, en la práctica, e!
uso de números de punto flotante y funciones trascendentales siempre introducen
algún error de redondeo que resulta en una pequeña pérdida de información.
Estos elementos normalmente decaen rápidamente al alejarse del origen (0,0),
como se sugiere en la figura 1.11.
Figura 1.11. (a) Un bloque de la matriz Y. (b) Coeficientes DCT.[5]
31
Las ecuaciones de la transformada DCT hacia adelante e inversa, están definidas
así:
DCT hacia adelante:
Jtu(2¡ \-\}\/ +'C(.vv
con:
DCT inversa:
/ V v/ A / ' / i> ( í í íK (v)fj(n.ricosU—; . co.¿~¿ IAy u V ' j
En las ecuaciones, f(í, j) es el píxei con coordenadas (ij) dentro del bloque, y
F(u, v) es el coeficiente de coordenadas (u,v) del bloque transformado. En JPEG
el valor de N es 7 (así son 8 valores, desde 0).
Una vez completa la DCT, se sigue con el tercer paso, llamado cuantización, en el
que se eliminan los coeficientes DCT menos importantes. Esta transformación
(con pérdidas) se hace dividiendo cada uno de los coeficientes de la matriz DCT
de 8x8 entre un peso tomado de una tabla. Si todos los pesos son 1, la
transformación no hace nada. Sin embargo, si los pesos aumentan
marcadamente desde el origen, las frecuencias espaciales más altas se
descartarán rápidamente.
En la figura 1.12 se da un ejemplo de este paso. Aquí se tiene la matriz DCT
inicial, la tabla de cuantización y el resultado obtenido al dividir cada elemento
DCT entre el elemento correspondiente de la tabla de cuantización. Los valores
32
de la tabla de cuantización no son parte del estándar JPEG. Cada aplicación debe
proporcionar sus propios valores, permitiéndole controlar el equilibrio perdidas-
compresión.
1
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12
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e^6^1-
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0
0
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0
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0
0
0
Q
0
•Q0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
o0
0
0
0
Figura 1.12: a) Coeficientes DCT b) Coeficientes cuantiados c) Tabla de cuantización [5]
El cuarto paso reduce e! valor (0,0) de cada bloque (ef de la esquina superior
izquierda) reemplazándolo por el valor de su diferencia respecto al elemento
correspondiente del bloque previo. Dado que estos elementos son las medias de
sus respectivos bloques, deben cambiar lentamente, por lo que al tomarse sus
valores diferenciales se debe reducir la mayoría de ellos a valores pequeños. No
se calculan diferenciales de los otros valores. Los valores (0,0) son componentes
de CC; los otros son las componentes de CA,
33
El quinto paso hace lineales los 64 elementos y aplica codificación por longitud de
serie a la lista. Ei barrido del bloque de izquierda a derecha y luego de arriba
abajo no concentra los ceros, por lo que se usa un patrón de barrido en zigzag,
como se muestra en la figura 1.13. En este ejemplo, el patrón de zigzag produce
38 ceros consecutivos el final de la matriz. Esta cadena puede reducirse a una
sola cuenta diciendo que hay 38 ceros. Ahora se tiene una lista de números que
representan la imagen (en espacio de transformación).
Figura 1.13: Orden en que se transmiten los valores cuantizados [5]
El sexto paso aplica la codificación de Huffman a los números para su
almacenamiento o transmisión. Esta última etapa consiste en codificar los
coeficientes con una longitud tanto más corta cuanto más frecuentes sean
estadísticamente.
La decodificación es esencialmente el proceso inverso al de la codificación. Se
llevan a cabo los mismos procesos, pero en orden inverso.
Las tablas de especificación usadas en el proceso de codificación se llevan junto
con el flujo de datos después de la compresión y se usan para la descompresión.
El decodificador de entropía convierte el flujo de bits comprimido en una nueva
tabla en zig-zag de coeficientes DCT. Estos se multiplican entonces por los
coeficientes de cuantificación y se alimentan en el proceso DCT inverso (IDCT-
34
Transformada Discreta del Coseno Inversa). La salida del proceso es un bloque
de píxeies reconstruido de tamaño 8x8, Por supuesto, este bloque de píxeles de
8x8 puede no reproducir exactamente el origina! ya que se pierde alguna
información en el proceso de codificación. [5]
1.8. ESTIMACIÓN DEL ANCHO DE BANDA
Una vez establecida las características de la información a transmitirse (voz,
datos y video), se realiza un cálculo del ancho de banda necesario para el sistema
de transmisión a implementarse. Este cálculo depende de varios factores:
o El formato o tamaño de los datos:
- Correo electrónico
- Facturas, etc.
o La técnica y el nivel de compresión utilizado para la transmisión de voz.
o El formato o tamaño de la imagen.
o El número de bits por píxel de la imagen.
o La técnica de compresión y el nivel de compresión utilizado para la
transmisión de video.
o El número de imágenes transmitidas por segundo,
o Número de cámaras existentes en cada estación y centro de acopio.
Para el análisis de tráfico se ha considerado además que la empresa requiere que
su información sea transmitida de la siguiente manera:
io Transmisión de video vigilancia en forma continúa.
o Envió de información (facturas y correo electrónico) por parte del
administrador hacia la central dos veces al día (medio día y noche),
o Canal de voz, el cual puede ser utilizado a cualquier hora del día, con una
velocidad de 5,6 ó 6,3 Kbps según la recomendación UIT-T G.723.1.
Con lo que se estima un máximo uso del enlace para el medio día y la noche,
. que es el tiempo'en el cual se enviará la mayor cantidad de información.
35
Por otra parte la central tendrá comunicación directa con el administrador, y este
será el encargado de recopilar los datos del área de venta de productos
(Repshop), y del área de venta de combustible (GEN).
1.8.1 CALCULO DE LA VELOCIDAD DE TRANSMISIÓN (Vtx).
Como ya se indicó, el tiempo en el cual el enlace tendrá su mayor uso es:
En el día; 11-14 horas (3 horas = 180 minutos = 10800 segundos).
En la noche: 17-19 horas (2 horas = 120 minutos = 7200 segundos).
Además debido a que la trama de la capa de Enlace (Frame Relay) especifica un
número máximo de bytes de información que esta puede encapsular, se debe
realizar una segmentación de la cantidad original de información a transmitir. Para
tal motivo al número de bytes de información (ya sean datos, video o voz) se
suman los bytes de las cabeceras de la capa de Transporte y la capa Red, para
luego dividirlos entre los 1600 bytes del campo de datos de Frame Relay, y así
obtener el número de tramas y el número de bytes aumentados a la información
original.
Este proceso se seguirá par los casos de datos, vídeo y voz.
1.8.1.2 Transmisión de datos.
Para la transmisión de datos se tomará en cuenta el tamaño de una factura y de
un correo electrónico, así como una estimación del número de envíos de estos en
las horas pico.
A continuación se presenta una tabla con el número de facturas y correos
electrónicos que se prevé enviar en las horas pico por estación.
36
FACTURAS
CORREOS .
ELECTRÓNICOS
Día
Noche
Día
Noche
REPSHOP
1
2
-
-
GAS
1
2
-
-
ADMINISTRADOR
2
4
8
6
Tabla 1.6 Correos electrónicos y facturas enviados en la hora pico
Estos son unos valores estimados de facturas y correos electrónicos que el administrador podría
enviar en las horas pico.
Para la transmisión de datos se considera lo siguiente;
o Tamaño de un Mensaje de texto (sin compresión) de aproximadamente
500 palabras, con una o dos imágenes de tamaño estándar comprimidas
dando un tamaño que oscila entre 50 y 70 KB.[6]
o Facturas de un tamaño aproximado de 50 KB.
o Número de mensajes y facturas a enviarse en las horas pico.
o Encapsulamiento de los datos.
El formato de la trama para la transmisión de datos, de acuerdo al modelo OSI se
muestra en la figura 1.14:
Header FR
(3B)
IP
(24 B)
TCP
(24 B)
DATOS
(1600B-48B)
Triiler FR
(3B)
Figura 1.14: Formato de la traína de datos
37
En ia figura 1.15 se indica como se encapsula la información en cada capa:
3 B
24B
24 B Datos (TCP)
Datos (IP)
Datos (Frame Relay) 1600 B
Capa Transporte
Capa Red
3BPnnn Rnlar.p.
Figura 1.15: Encapsulamiento de los datos.
El número de tramas para la capa 2 es:
» T 100004873 _# Tramas = = 626framas
1600,5
Número de cabeceras de capa 2:
626* 6=3756 bytes de cabecera
Con lo que se obtiene que la eficiencia de transmisión de datos es:
3756^1000048^
La velocidad de transmisión necesaria es de:
Día:
10038041.1.0
Noche:
38
1.8.1.3 Transmisión de voz y video.
Para la transmisión de voz se considerará Vo!P (Voz sobre IP), para la que, de
acuerdo a la recomendación UIT-T G.723.1 (5,3 y 6,3 Kbps) referida a los
vocoders, se establece una velocidad de transmisión de 13,73 Kbps.
Para la transmisión de video se tomarán en cuenta los siguientes factores:
• Número de fotos por segundo (fps).
• Tipo de compresión que utiliza (para este caso se usará JPEG)
• Niveles de compresión disponibles.
' • Tipo de cámara.(AXIS 2100)
• Encapsulamiento del video.
En la tabla 1.7 se indican los niveles de compresión para dos tipos de resolución.
RESOLUCIÓN
640*480
320*240
TIPO DE COMPRESIÓN
Muy bajo
250 KB
70 KB
Bajo
20 KB
8 KB
Medio
13 KB
5 KB
Alto
8KB
3 KB
Tabla 1.7 Características técnicas de la cámara de red AXIS 2100
Este tipo de cámara puede tomar hasta 15 fps, para la implernentación de esta
red se considera el uso de dos cámaras por estación y que cada una de ellas
proporcione 5 fps.
39
El formato de la trama para la transmisión de video según el modelo OSI se
muestra en la figura 1.16:
HeaderFR
(3B)
tP
(24 B)
UDP
(8B)
RTP
(6B)
DATOS
(1600-38B)
Trillen FR
(3B)
Figura 1.16: Formato de la trama de video.
En la figura 1.17 se indica como se encapsula la información en cada capa:
6B Datos (RTP)
8 B Datos (UDP)
24B Datos (IP)
3 B Datos (Frame Relay) 1600 B
Capa Transporte
Capa Red
3 ° Capa de Enlace
Figura 1.17: Encapsulado del video
A continuación se presenta un modelo de cálculo para la transmisión de video
tomando la resolución 320*240 y su mayor nivel de compresión.
El número de tramas sería:
„,. 300385 in# Tramas = • • = ] 9tramas
1600/J
Número de cabeceras de capa 2:
19* 6=114 bytes de cabecera
40
Con lo que se obtiene que la encienda de transmisión de video es:
300QQ/?300385
La velocidad de transmisión necesaria es de:
Vtx3015273
Iseg 15af,73Kbp$
En la tabla 1.8 y 1.9 se muestran las diferentes velocidades de transmisión
necesarias para la transmisión-de video según el tipo de resolución empleada, así
como también la eficiencia de cada caso.
Resolución:320*240
Alta
Media
Baja
Muy baja
Compresión
3000
5000
8000
70000
fps
5
5
5
5
# cámaras
2
2
2
2
Vtx [bps]
241.216
401.853,14
642.752
5.621328
o/ n/o TJ
99,46
99,54
99,57
99,62
Tabla 1.8: Velocidad de transmisión y eficiencia para la resolución 320*240 píxeles.
Resolución:640*480
Alta
Media
Baja
Muy baja
Compresión
8000
13000
20000
250000
fps
5
5
5
5
# cámaras
2
2
2
2
Vtx [Kbps]
642,752
1.044,253
1.606,352
20.075,328
O/ -r»/oTJ
99,57
99,59
99,60
99,62
Tabla 1.9: Velocidad de transmisión y eficiencia para la resolución 640*480 píxeles
4.1
Para el dimensioriamienlo del ancho de banda requerido en la oficina central se
sumarán todas las velocidades de transmisión calculadas de voz, datos y video de
cada estación. A continuación se presentan los requerimientos de ancho de
banda para una estación con las diferentes resoluciones y compresiones de video
disponibles;
Para una compresión muy baja y una resolución de 640*480:
Vtx de voz: 5,3 Kbps
Vtx de datos: 1,2 Kbps
Vtx de video: 20 Mbps.
Vtx total: 20.0065 Mbps
Para una compresión alta y una resolución de 640*480:
Vtx de voz: 5,3Kbps
Vtx de datos: 1,2 Kbps
Vtx de video: 642,75 Kbps.
Vtx total: 649, 25 Kbps
Para una compresión muy baja y una resolución de 320*240;
Vtx de voz; 5,3Kbps
Vtx de datos: 1,2 Kbps
Vtx de video: 5.621 Mbps.
Vtx total: 5, 627 Mbps
Para una compresión alta y una resolución de 320*240:
Vtx de voz: 5,3Kbps
Vtx de datos: 1,2 Kbps
Vtx de video: 241,21 Kbps.
Vtx total: 247,71 Kbps
42
De acuerdo a los cálculos para una resolución alta (640*480) y con una tasa de
compresión muy baja (250 KB), se necesitara de un ancho de.banda de 20,146
Mbps y para una resolución baja (320*240) y una tasa de compresión muy baja
(70 KB) se necesita un ancho de banda de 247,71 Kbps.
En este proyecto de diseño se trata de una transmisión de video vigilancia para lo
cual no es necesario tener una resolución muy alta, por lo que se podría trabajar
con la menor resolución sin ningún problema, razón por la cual el ancho de banda
necesario para el diseño es de 247,71 Kbps por estación.
En la tabla 1.10 se presentan estimaciones de tráfico promedio por cada estación
de trabajo, considerando el número de máquinas con posibilidad de salida a la
red.
UBICACIÓN
QUITO
i
MANABI
ESMERALDAS
DEPENDENCIA
6 DE DICIEMBRE
COMITÉ DEL PUEBLO
CENTRO DE ACOPIO NORTE
PK7
PK8
MARISCAL SUCRE
BEATERÍO
CENTRO DE ACOPIO SUR
SAN RAFAEL
MANTA
CRUCITA
PORTOVIEJO
ESMERALDAS
ATACAMES
PROMEDIO DE TRAFICO
(Kbps)
248
248
248
248
248
248
248
248
248
248
248
248
248
248
Tabla 1.10: Velocidad de transmisión de cada estación [2]
43
Los valores que se muestran en la tabla 1.11, son estimaciones obtenidas
dividiendo e! tráfico, para el número de máquinas que generan tranco.
24771Estación 6 de diciembre = —~—=82,57
# de máquinas que generan tráfico
Para este caso todas las estaciones generan tráfico, por consiguiente el número
de máquinas promedio que generan tráfico son todas aquellas con las que cuenta
cada estación de servicio, centros de acopio y la oficina central.
LUGAR
QUITO
•
MANABI
ESMERALDAS
DEPENDENCIA
6 DE DICIEMBRE
COMITÉ DEL PUEBLO
CENTRO DE ACOPIO NORTE
PK7
PK8
MARISCAL SUCRE
BEATERÍO
CENTRO DE ACOPIO SUR
SAN RAFAEL
MANTA
CRUCITA
PORTOVIEJO
ESMERALDAS
ATACAMES
MAQUINAS DETRABAJO CONPOSIBILIDADDE SALIDA ALA RED
3
3
6
3
3
3
3
6
3
3
3
3
3
3
TRAFICOPROMEDIODE CADAESTACIÓN EN(KBPS)
82,57
82,57
41,28
82,57
82,57
82,57
82,57
41,28
82,57
82,57
82,57
82,57
82,57
82,57
Tabla 1.11: Estimaciones de tráfico para cada estación [2]
44
1.9. ESTIMACIÓN DEL TRÁFICO A 10 AÑOS
Debido a que este proyecto de titulación es un diseño y no una adecuación de
una red ya existente, para ía estimación del tráfico a futuro no se pueden realizar
mediciones y/o muéstreos del tráfico que el sistema este cursando. Por lo que
esta estimación se basará en consideraciones de crecimiento de la empresa y
posibles incrementos en los requerimientos de los servicios que el sistema presta.
Repsol YPF cuenta con estaciones en otras provincias pero actualmente no son
manejadas directamente por ellos, la empresa prevé la administración futura de
estas estaciones en especial las ubicadas en la ciudad de Guayaquil provincia del
Guayas que cuenta con 4 estaciones de servicio y un centro de acopio, que
también deberán enlazarse con ias estaciones centrales de Repsol YPF,
Estas nuevas estaciones están estructuradas de la misma manera que las que se
encuentran en Quito, Manabí y Esmeraldas (Figura 1.3 y Figura 1.4) y también
cuentan con los equipos que se indican en la figura 3.19. Con lo que el enlace de
la red de gasolineras para Repsol YPF contará con 21 puntos.
A continuación en la Tabla 1.12 se presentan las velocidades de transmisión
requeridas en cada estación considerando también el anexo de las nuevas 5
estaciones de Guayaquil.
UBICACIÓN
QUITO
MANABI
GUAYAQUIL
ESMERALDAS
DEPENDENCIA
6 DE DICIEMBRE
COMITÉ DEL PUEBLO
CENTRO DE ACOPIO NORTE
PK7
PK3
MARISCAL SUCRE
BEATERÍO
CENTRO DE ACOPIO SUR
SAN RAFAEL
MANTA
CRUCITA
PORTO VIEJO
DOMINGO COM1N
GASOTER
JUAN TANCA MARENGO
PÓRTETE
SAN AGUSTÍN
ESMERALDAS
ATACAMES
PROMEDIO DE TRÁFICO!
(Kbps)
248
248
248
248
248
248
248
248
248
248
248
248
248
248
248
248
248
248
248
Tabla 1.12: Velocidad de transmisión de cada estación
En la Tabla 1.12, se puede observar que el aumento de las estaciones de
Guayaquil influye únicamente en la velocidad de transmisión que debe manejar la
Oficina Central.
Concluida ia estimación de crecimiento de la empresa en cuanto ai aumento del
número de estaciones, se pasa a revisar las posibles variaciones.de los sen/icios
que el sistema presta. Para ello se toma en cuenta si los requerimientos de la
información, a transmitirse (voz, datos, vídeo) van a incrementarse, por lo que se
va ha analizar cada uno de ellos y su posible crecimiento a futuro.
VIDEO
Posibilidades de crecimiento:
• Número de Cámaras por Estación: Repsol YPF inicialmente consideró la
utilización de una cámara para la impiementacíón del sistema de video
vigilancia en el área de venta de combustible, luego se encontró necesario
la implementación de una segunda cámara en e! área de Repshop, con lo
que queda cubierto el área de vigilancia de cada estación y por tanto se
descarta un incremento futuro en el número de cámaras de video en las
estaciones.
• Resolución y tamaño de la imagen: Debido a que se trata de una
transmisión de video vigilancia no se necesita mayor nitidez (resolución) de
la imagen, por lo que un aumento en su tamaño y/o resolución es
innecesario y por tanto se descarta.
Analizando los puntos anteriores se concluye que no existirá un crecimiento de
requerimientos en cuanto a la transmisión de video se refiere.
VOZ
Posibilidad de crecimiento:
• Aumento del número de canales por estación: En el diseño se considera
que la implemeníación de un canal de voz en cada estación es suficiente
para cumplir los requerimientos de ia empresa, debido que el administrador
es la única persona facultada para mantener una comunicación con la
47
central, además que cada estación ya cuenta con una línea telefónica
¡mplementada por Andinatel o Pacificteí para uso de los empleados con la
PSTN.
En conclusión se descarta un futuro aumento del número de canales de voz.
DATOS.
Posibilidades de crecimiento:
El crecimiento del tráfico debido a las transmisiones de datos depende del
crecimiento pobíacionai, y por ende del incremento del número de vehículos en
las ciudades, por tai razón y por la experiencia de la empresa en la venta de
combustible y productos varios, esta considera que se tendrá un aumento del 2%,
a partir del quinto año, por lo que la fórmula (Ecuación 1.1) empleada para realizar
proyecciones de crecimiento no es muy conveniente, debido a que esta nos da un
crecimiento exponencial como se muestra en la figura 1.18, y el comportamiento
que experimentará el tráfico es constante en los primeros cinco años y a partir de
allí tendrá un incremento del 2% hasta el décimo ano como se indica en la figura
1.19.
Án =AQ(l+r)" (Ecuación 1.1)
donde:
An: Tráfico a n años.
A0: Tráfico inicial.
y: Constante de crecimiento.
n: numero de años.
48
En la tabla 1.13 se muestran los valores de tráfico estimado a 10 años.
n
1
2oO
4
5
6
7
8
9
| 10I
r
0.02
0.02
0,02
0.02
0.02
0.02
0.02
0.02
0.02
0.02
Ao
248
248
248
248
248
248
248
248
248
248
A
253,32
258,39
263,56
268,83
274,20
279,69
285,28
290,99
296,81
302,74
AB(KHz)
124
124
124
124
124
124
124
124
124
124
Vtx (Kbps)
248
248
248
248
248
248
248
248
248
248
Tabla 1.13: Estimación de tráfico a 10 años
Estimación de Tráfico
0 m
"}onouu
?QD -i
8 280 -
^ 270 -
?RO -
9^0 -
940 -
' ^
^-^
^-^
^-^
^^^^
Í-T-U 1 . 1 i , , , ' ' , ' —
1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0
Años
Figura 1.18: Estimación de Tráfico a 10 años utilizando la ecuación 1.1
49
Tendencia de Tráfico Real
"^nn -
opn -f: non _
TRO -
9^0 -
OAr\
^/"
/i
//
X
1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0
A ¡ios
Figura1.19: Estimación de Tráfico Rea!
La estimación de tráfico para transmisión de datos no es recomendable realizarla
para tiempos muy extensos, puesto que no se tiene una certeza de los avances y
cambios tecnológicos que a futuro se den. Por lo que se debería realizar dicha
estimación para un intervalo de tiempo menor como por ejemplo de 2 años, para
el que se prevén aplicaciones como la facturación en línea, en ia que los registros
de ventas son ingresados en una base de datos, consiguiendo su envió a la
empresa en cada venta o transacción que se realice y no sólo en las horas pico
analizadas en ei numeral 1.8.1. Con esto se debe realizar una estimación del
tráfico que se va ha cursar, este análisis se lo debe realizar en forma progresiva
cada 2 años durante los diez años propuestos en este capitulo.
50
CAPITULO 2
SISTEMAS DE TRANSMISIÓN
51
2.1. COMUNICACIONES SATELITALES
2.1.1. BREVE RESEÑA HISTÓRICA
• En 1957 la Unión Soviética (URSS) realiza el lanzamiento del Sputnik,
para la detección de las primeras señales radioeíéctricas transmitidas por
satélite.
• En 1960 se realiza la primera retransmisión pasiva de señales telefónicas
y televisión por parte de los Estados Unidos con el satélite Echo-1.
• En 1962 se dan las primeras telecomunicaciones trans-atlánticas
experimentales.
• En 1963 se emiten las primeras reglamentaciones internacionales para
comunicaciones por satélite por parte dé la UIT, también se realiza el
lanzamiento del -primer satélite geoesíacionario con 330 circuitos
telefónicos o un canal de televisión (su equivalente), por parte de los
Estados Unidos.
• En 1965 INTELSAT realiza el lanzamiento del Early-Bird, primer satélite
comercial geoestacionario de telecomunicaciones con 240 circuitos
telefónicos o un canal de televisión.
• En 1967 se crean los laboratorios COMSAT (USA), primer centro de
investigación y desarrollo dedicado exclusivamente a las comunicaciones
sateliíales.
• En 1979 se crea la empresa INMARSAT destinada a proveer servicios de
telecomunicaciones marítimas con cobertura global.
• En 1983 comienza en los Estados Unidos la primera radiodifusión de
programas de televisión directa a los hogares en las bandas de 14/12
GHz.
• En 1989 se realiza la primera transmisión de alta definición entre los EEUU
y Japón.[7]
52
2.1.2. SERVICIOS POR SATÉLITE
Dentro de los principales servicios mediante comunicaciones satelitales se tienen:
Telefonía, Telegrafía, Televisión, Transmisión de datos, RDS1 (Red Digital de
Servicios Integrados), BBS (Servicios de Radiodifusión por Satélite), MSS
(Servicios Móviles por Satélite), con cobertura Internacional, Regional, Doméstica
o Nacional.[8]
2,1.3 ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE TELECOMUNICACIÓN POR
SATÉLITE
Los dos principales componentes de un sistema de telecomunicación por-satélite
son:
• El segmento espacial, conformado por un satélite en operación permanente
y un satélite de reserva en una posición orbital cercana, además de las
facilidades en tierra para efectuar todas las funciones de telemedida,
telemando, y seguimiento.
• El segmento terreno, que está constituido por las estaciones terrenas que
transmiten a los satélites y reciben de estos señales de toda clase y que
constituyen el interíaz con las redes terrestres.
Por otro lado, un satélite tiene dos partes básicas:
• Plataforma.
• Carga útil.
2.1.3.1. Plataforma.
La plataforma espacial da soporte a los equipos de comunicaciones, su función es
la de proveer servicios al equipo de comunicaciones y mantener el mismo en la
órbita preestablecida.
53
Los servicios que ofrece la plataforma son:
• Control
• Estabilidad
• Soporte de los paneles solares
• Ubicación física de los tanques de combustible
2.1.3.2. Carga útil.
El subsistema del satélite denominado carga útil lo conforman el conjunto de
antenas y transpondedores empleados en las comunicaciones.
2.13.2.1. Antenas.
Las antenas son uno de los elementos cuyas características están más
específicamente relacionadas con la función que debe cumplir el satélite, y las
mismas se ven afectadas por la disponibilidad de frecuencias, el aumento de
capacidades de transmisión y la congestión de las órbitas de los satélites.
La parte del espectro de frecuencias asignada a los satélites normalmente se
conoce como la banda de giga hertzios que abarca todas aquellas frecuencias
que se encuentran entre el 1 GHz hasta los 18 GHz. La banda de frecuencias
más utilizada para difusión vía satélite es la banda Ku, esta utiliza frecuencias en
la gama de 14 GHz para la transmisión ascendente y de 11-12 GHz para la
transmisión descendente. [7]
FiguraS. 1: Antena parabólica [9]
54
El número de antenas depende de! número de frecuencias que se utilicen, para
cada banda la carga útil se necesita de una antena para transmisión y otra para
recepción. [8]
2.1.3.2.2. Transpondedores
Un transpondedor se encarga de los canales de RF situados dentro del ancho de
banda a él atribuido, recibe la señal ascendente transmitida por la estación
terrena, la convierte a la frecuencia del enlace descendente y amplifica la señal
antes de retransmitirla, es por consiguiente un convertidor repetidor.
Un satélite típico tiene de 12 a 20 transpondedores, cada uno con un ancho de
banda de 36 a 50 MHz. Como técnica de modulación inicialmente se utilizo FDM
para distribuir la ocupación de frecuencias del transpondedor, luego se utilizó
TDM y algunas variantes del mismo como CDM y combinaciones de FDM y TDM.
Las principales funciones de un transpondedor son:
• Aceptar los bajos niveles de señal de la antena de recepción, y amplificarla
con aceptables niveles de ruido.
• Cambiar las frecuencias del enlace de subida a las frecuencias del enlace
de bajada.
• Proveer una amplificación de potencia a las señales del enlace
descendente con aceptable grado de distorsión y enviarlas a la antena
transmisora.[7]
En la tabla 2.1 se presenta las diferentes bandas de frecuencia utilizadas para la
comunicación satelital.
55
BANDA
C ( 6-4 GHz)
X (8-7 GHz)
Ku (14-12 GHz)
Ka (30-20 GHz)
ENLACE ASCENDENTE (GHZ)
5.925-6.425
(500 MHz)
7.925-8.425
(500 MHz)
14-14.500
(500 MHz)
27.500-30.500
(3500 MHz)
ENLACE DESCENDENTE (GHZ)
3.700-4.200
(500 MHz)
7.250-7.750
(500 MHz)
11.700-12.200
(500 MHz)
17.700-21.200
(3500 MHz)
Tabla 2.1 Bandas de frecuencias satelital [10]
2.1.4. ENLACES ENTRE SATÉLITES
La principal ventaja de los satélites de comunicaciones con relación a los
sistemas por cable, es su aptitud para cubrir bastas zonas de la tierra lo cual
permite que el satélite actué como nodo de una red. Un solo satélite puede cubrir
el 40% de la superficie de la tierra; cuando dos satélites se interconectan
separados 60° este porcentaje alcanza el 57%.
Se puede también enlazar entre si satélites para evitar saltos innecesarios a tierra
utilizando microondas o mediante un enlace óptico. La segunda opción es más
económica que un enlace por microondas debido especialmente a la alta
ganancia de los. lentes que en ella se utilizan, reduciendo por tanto la potencia
requerida para la transmisión. Las bandas que se utilizan para tal motivo son:
• 22.55 a 23.55 GHz
• 32 a 33 GHz
• 54.23 a 58.2 GHz
• 59 a 64 GHz.
Por otra parte, la principal desventaja que tiene la transmisión satelital es su
tiempo de retardo de 540 ms por cada salto que se realice.
56
2.1.5. ÓRBITAS DE LOS SATÉLITES
Tipos de órbitas:
• Planas (la más importante es la órbita Geoestacionaria)
• Inclinadas o elípticas.
2.1.5.1. Órbita Geoestacionaria.
Esta órbita ofrece una posición favorable para los satélites de
telecomunicaciones, ya que el satélite permanece fijo con respecto a la superficie
de la tierra evitando con esto el empleo de sistemas de seguimiento además de
ofrecer una disponibilidad de 24 horas al día. La altitud necesaria p'ara que un
satélite este en esta órbita es de aproximadamente 36000 Km. y sus limites de
cobertura están por encima de 75 grados latitud Norte o Sur.
2.J.5.1.1. l'enlujax:
• La zona de cobertura es extensa debido a la altura en la que se encuentran
los satélites.
• Gran capacidad de los satélites, gran alcance.
• Posibilidades de utilización muy flexibles.
2. i.5.1.2. D
• • Debido a su gran visibilidad y posición estacionaria el satélite se vuelve
sensible a interferencias.
• Las ubicaciones disponibles están muy limitadas.
• Al aumentar la capacidad hay que utilizar frecuencias muy elevadas, que
son más sensibles a las condiciones atmosféricas.
57
2.1.5.2. Órbita Inclinada.
La posición de los satélites en una órbita inclinada, prolonga la vida útil de los
mismos debido a que las fuerzas de atracción y repulsión a las que esta sometido
son menores que [as que se dan en una órbita geoestacionaria, a su vez esto
reduce considerablemente el uso de energía por parte del satélite y por lo tanto
los costos en el segmento espacial. Pero para ello se requiere las estaciones
terrenas estén equipadas con sistemas de seguimiento. [7]
2.1.6 APLICACIONES.
Las principales aplicaciones que soportan los satélites son:
• Transmisión de video.
• Difusión de TV privada.
• Video conferencia.
• Telefonía fija y tráfico de datos.
• Comunicaciones móviles personales.
• Video bajo demanda.
• Etc. [ I I ]
Algunas de las empresas más importantes en la comunicación satelital son Jas
siguientes:
INTELSAT (Organización Internacional de Telecomunicaciones por Satélite):
Creada en 1964, 120 países son miembros de esta organización, consta de 17
satélites geoestacionarios colocados sobre los océanos Atlántico, Indico y
Pacifico, 700 estaciones terrenas e interconecta a 170 países.
EUTELSAT (Organización Europea de Telecomunicaciones por satélite): Fue
creada en 1983, 26 países son miembros de esta organización, brinda servicios
de carácter domestico a la Unión Europea.
58
ASTRA: Es una organización Europea de telecomunicaciones, creada en 1988,
que posee 16 canales de televisión.
PAN AMERICAN SATELLITE; Es el primer sistema de comunicaciones
internacional por satélite entre América y Europa, los países miembros de esta
organización son: Argentina, Chile, Perú, Ecuador, Venezuela, República
Dominicana, Escandinava, Reino Unido, Alemania, Estados Unidos,
ARABSAT; Organización Árabe de Telecomunicaciones por satélite. Fue creada
en 1976, 26 países de la liga árabe son miembros de esta organización.
PALAPA: Asociación de Naciones Asiáticas del Sudeste, creada en 1976,
Indonesia, Malasia, Filipinas, Singapur y Tailandia son miembros de esta
asociación.
INMARSAT (International Maritime Satellite Organization); Creada en 1982,
actualmente más de 100 países son miembros de esta organización, permitiendo
la transmisión de datos, telefonía en las bandas C y L y, que embarcaciones y
aviones puedan comunicarse a cualquier parte del mundo desde cualquier
océano. [10]
2.2. SISTEMAS DE FIBRA ÓPTICA
La fibra óptica consiste de un núcleo de vidrio (compuestos de cristales naturales)
o plástico (cristales artificiales), con espesores entre 10 y 300 micrones, y una
cubierta o capa protectora. Su función es la de'llevar mensajes en forma de haces
de luz que pasan de un extremo a otro sin interrupciones. [12]
En el transmisor de un sistema de fibra óptica se lleva a cabo el proceso de
transformación de las señales eléctricas a energía óptica o luminosa. Una vez que
es transmitida la seña! luminosa, en otro extremo del circuito se encuentra un
59
detector óptico o receptor, cuya misión consiste en transformar la señal luminosa
en ia señal original. [13]
2.2.1 FUENTES ÓPTICAS
Los diodos emisores de luz (LEDs) y los diodos de inyección láser (ILDs),
constituyen fuentes de portadoras ópticas debido a que son dimensionalmente
compatibles con la fibra; es decir que emiten luz en longitudes de onda que
corresponden (0.8 a 0.9 um y 1.3 a 1.6 (um) con las regiones de baja pérdida de
la fibra, su rendimiento puede controlarse variando su corriente de polarización y
por consiguiente son de fácil modulación, y finalmente ofrecen tiempos de vida
que exceden 106 h.
Aunque tanto los LEDs como los ILDs tienen ciertas similitudes, hay diferencias
importantes entre estos, y estas deben entenderse antes de seleccionar a uno de
ellos para un sistema específico de comunicación mediante fibra óptica.
Una de las mayores diferencias entre LEDs e ILDs es que un ILD radía un haz de
luz de espectro relativamente estrecho, y en contraste, los LEDs tienen un modelo
de radiación más ancho. Estos factores gobiernan la cantidad de potencia óptica
que puede acoplarse en una fibra y la influencia de la dispersión cromática en el
ancho de banda de ella.
La segunda diferencia entre ILDs y LEDs es su velocidad, la emisión estimulada
de los láseres da como resultado un aumento de la velocidad óptica y una caída
de los tiempos de respuesta a cambios en el manejo de corriente que pueden
realizarse con los LEDs.
La tercera diferencia entre los dispositivos se relaciona con su linealidad. Los
LEDs generan luz que es con buena aproximación linealmente proporcional al
paso de corriente a través de él. Los láseres son sin embargo dispositivos de
umbral, y su rendimiento es proporcional al paso de corriente sobre este umbral.
La corriente de umbral de un láser, desgraciadamente no es una constante y
60
además es una función de la temperatura del dispositivo y su tiempo de uso, por
lo que una circuitería de realimentación es requerida para estabilizar el poder de
salida del láser. La tabla 2.1 ilustra las características típicas encontradas en los
sistemas de comunicación de fibra óptica tanto de los ILDs como de los LEDs.
Output power, mW
Power launched into fiber, mVV
Specíral width (rms valué), nm
Brightness, W/cm2/sr
Risetime, 10-90%, ns
Frequency response (-3 dB, MHz)
Voltage drop, V
Forward current, mA
Threshold current, mA
Feedback stabilization required
ILD'S
1 to10
0.5 to 5
2 to4
-105
<1
>500
1.5to2
1 0to 300
5 to 250
Yes
LED'S
1 to10
0.03 to 0.3
15to60
10to103
2ío20
<200
1.5to2.5
50 to 300
NA
No
Tabla 2.2: Características de una fuente óptica[14]
La alta radiación de los LEDs es propicia para aplicaciones de ancho de banda
bajo o medio (<50 MHz) y la radiación que puede acoplarse a una fibra es
proporcional a! número de modos de propagación de ella.
Los ILDs son adecuados para aplicaciones en sistemas de comunicaciones de
gran ancho de banda: Comparándolos con los LEDs, los láseres de inyección
ofrecen la ventaja de tener un espectro bastante angosto (<3 nm), un ancho de
banda de la modulación más grande (> 500 MHz), mayor potencia de radiación
(=1 mW), además de ser la única fuente compatible con la fibra monomodo.
Sin embargo, los ILDs no son tan fiables como los LEDs, a más de ser más
costosos, y exigir circuitería de realimentación para estabilizar su potencia de
salida contra variaciones de temperatura y efectos de envejeciendo.[12]
61
2.2.2 RECEPTORES ÓPTICOS
El propósito básico de un receptor óptico es detectar la luz que incide en él y
convertirla en una señal eléctrica que contenga la información impresa en la luz
que recibió El receptor es por consiguiente un conversor óptico-eléctrico o
transductor de O/E.
O r ; i c * ,
,,- MM^t
U OI n 11 * T ív o; T i c f
—.~ ^ « I O * * J Í » A ¡O* F— [ »
L
U S Í A » Í
¡o;
O J ' / O !
T_4~7^7rrr—j] ,
» —
Figura 2.2: Esquemático de un receptor (a) digital; (b) analógico (intensidad de modulación)[14]
Un receptor óptico consiste en un fotodetector, un amplificador asociado, además
de una etapa de filtrado y una de procesamiento como se indica en la Fig. 2.5.
La función del fotodetector como ya se mencionó, es detectar la señal de luz
incidente y convertirla en una corriente eléctrica. El amplificador convierte esta
corriente en una señal utilizable, introduciendo la mínima cantidad de ruido para
no alterar la información de la señal recibida.
En el diseño de un receptor óptico se intenta minimizar la cantidad de potencia
óptica que este deba alcanzar para obtener una tasa deseada de bits errados
(BER) en los sistemas digitales, o una relación señal a ruido dada (S/N) en un
sistema analógico.
El rendimiento de un receptor óptico no sólo depende del fotodetector, sino
también de los componentes y el diseño del amplificador. [14]
62
Los detectores de luz son semiconductores de estado sólido que poseen una
juntura P-N la cual genera una corriente eléctrica proporcional al número de
fotones que capta.
Los detectores más comunes son:
• Diodo PIN,
• Fotodiodo de avalancha APD.
• PIN-FET.
2.2.2.1 Características Técnicas de los Fotodetectores APD, PIN y PIN-FET
Parámetros Técnicos Inherentes a los Receptores
Responsabilidad o eficiencia cuántica; es él numero de electrones generados
por la incidencia de cierto numero de fotones recibidos.
La eficiencia de un fotodetector APD es mucho mayor que la correspondiente a un
PIN.
Corriente de pérdida; es la corriente que circula a través de la juntura sin la
presencia de luz incidente.
Potencia de ruido equivalente (PRE); es la mínima señal que es detecíable.
Ruido cuántico; El ruido cuántico, debido al fenómeno de conversión fotón-
electrón, es función de la potencia óptica incidente y es mayor en un APD que en
un diodo PIN.
Tiempo de crecimiento'"rise time"; El tiempo de crecimiento es el tiempo en
que tarda la señal para crecer del 10% al 90% de su valor final. Los APD tienen
un "rise time" pequeño, menor de 1 nseg. Es por ello, que se convierten en
dispositivos receptores de mayor velocidad que los diodos PIN. Los diodos PIN, a
su vez, poseen mayor velocidad que los fototransistores.
63
Costo: El costo de un APD es mayor que el de un diodo PIN, aunque la diferencia
no es tan grande como la existente entre un LÁSER y un LED.
Comparación Técnica
El diodo PIN presenta mayor linealidad que un APD por lo cual es apto
para aplicaciones analógicas.
Los circuitos asociados son más sencillos que los requerimientos por un
APD, el cual necesita estabilización de tensión y temperatura.
No obstante, para aplicaciones digitales de alta velocidad el APD presenta
mejores características por poseer un "rise time" pequeño lo que permite lograr
altas velocidades.
El PiN-FET es un dispositivo híbrido que combina un diodo PIN con un
transistor amplificador por efecto de campo (FET).
La combinación de ambos aumenta la eficiencia cuántica del diodo PIN
pero se incrementa la complejidad del circuito. [15]
2.2.3 COMPONENTES DE LA FIBRA ÓPTICA.
• El Núcleo: Compuesto de sílice, cuarzo fundido o plástico, en el que se
propagan las ondas ópticas. Tiene un diámetro de 50 o 62,5 um para'la
fibra multimodo y 5-10 um para la fibra monomodo.
• La Funda Óptica; Generalmente de los mismos materiales que el núcleo
pero con aditivos que confinan las ondas ópticas en él.
• El revestimiento de protección: Por lo general esta fabricado en plástico y
asegura la protección mecánica de la fibra.
Funda
64
Funda Primaria 25Üi.1
I
' Funda Cptica !2c¡><
Funda Siíccna 400j* Wfclw óptico "52,
Figura 2.3: Componentes de la fibra óptica [16]
2.2.4 TIPOS DE FIBRA ÓPTICA
2.2.4.1 Fibra Monomodo:
Esta fibra ofrece la mayor capacidad de transporte de información. Tiene una
banda de paso del orden de los 100 GHz/km. Los mayores flujos se consiguen
con esta fibra, pero también es la más compleja de implantar.
La figura 2.7 muestra que sólo pueden ser transmitidos los rayos que tienen una
trayectoria que sigue el eje de la fibra, por lo que se ha ganado el nombre de
"monomodo" (modo de propagación, o camino del haz luminoso, único). Son
fibras que tienen el diámetro del núcleo en el mismo orden de magnitud que la
longitud de onda de las señales ópticas que transmiten, es decir, de unos 5 a 10
um. Si el núcleo está constituido de un material cuyo índice de refracción es muy
diferente al de la cubierta, entonces se habla de fibras monomodo de índice
escalonado.
65
Variación de .Sección Impulso tic „ . . Impulso, _ , f-, . Trayecto de los ravos j, ,^T:JTla rtCmccion defiera entrada - * aeíruiaa
i \ *¿t ' ' \ 1
li Ito /\
W,-^I:;^^I:Í;%-^VM? i
k' .•"{--*] "-' . ;.-:.¿'--'' -r'y~^:-.i.'~. í- ,-'-':.4 J
r T^?3^^^5^S rS-'.' •*,. w :"•;•:-• - ;*;/v-, --;™,--T-:--* .•'•j
^A/ I'U
Figura 2.4. Características de la Fibra Monomodo [16]
2.2.4.2 Fibra Multímodo: Puede ser del tipo Gradual o Escalonado.
2.2.4.2.1 Fibra Muitímodo de índice Gradual:
Las fibras multimodo de índice de gradual tienen una banda de paso que llega
hasta los 500MHz/km. Su principio se basa en que el índice de refracción en el
interior del núcleo no es único y decrece cuando se desplaza del núcleo hacia la
cubierta. Los rayos luminosos se encuentran enfocados hacia el eje de la fibra,
como se puede ver en la figura 2.8. Estas fibras permiten reducir la dispersión
entre los diferentes modos de propagación a través del núcleo de la fibra.
La fibra multimodo de índice gradual tiene un tamaño de 62,5/125 m (diámetro
del núcleo/diámetro de la cubierta).
\ a r i a r innde la refracción
A'í
Srrrion Impulso
de fíhro dp entrarla
AJÍ^ÍX-¿TN te
(O ; „T
•r , i i ImpulsoI raver to üc los ñivos rdr .talid.T
• . . 1 *
" i ; ' : '--T)'.-. - ; . -v. • .? . - . . , •... j \
1
Figura 2.5: Características de la Fibra Multimodo de índice Gradual [16]
66
2.2.4.2.2 Fibra Multimodo de índice escalonado:
Las fibras multimodo de índice escalonado están fabricadas a base de vidrio, con
una atenuación típica de 30 dB/km, o plástico, con una atenuación de 100 dB/km.
Tienen una banda de paso que llega hasta los 40 MHz/km. En estas fibras, el
núcleo está constituido por un material uniforme cuyo índice de refracción es
claramente superior al de la cubierta que lo rodea. El paso desde el núcleo hasta
la cubierta conlleva por tanto una variación brusca del índice, de ahí su nombre de
índice escalonado.[16]
Variación -Sección
del:i rcíruccíon de fibra
Ar ^— vt " f'-ff^~'~^'\^ - ¿
Impulsode entrada
A.t- ' -
r
L^-^T
Trayecto Impulsode los rayos de salida
1 • :• £:ü&¿-2r?&í'^¿i¿'~:¿£Ái^&:¿1 Z"""J~1.' L ' ~ --*-!.-1-*- '-- •^;;_._.^_____.
Alti
T'
Figura 2.6: Características de la Fibra Multimodo de índice Escalonado [16]
2.2.5 DEFINICIÓN DE LA VENTANA ÓPTICA Y DEL MODO DE
TRANSMISIÓN.
Según las características de distancia, capacidad de ancho de banda y velocidad
de transmisión, se puede escoger entre las tres ventanas ópticas siguientes:
Primera ventana: 850 nm. Segunda ventana: 1300 nm. Tercera ventana: 1550
nm.
67
! f \t ] t o j- \» i vio t P;O T ^ >'' t í ' í* i -.
Figura 2.7: Ventanas ópticas [10]
Analizando la figura 2.10, se puede caracterizar a la tercera ventana como la más
adecuada para transmisión de señales de altas velocidades y de gran ancho de
banda. Para determinar la relación del modo de transmisión con la capacidad de
la ventana óptica, esto es, monomodo o multimodo, basta con recordar el
problema de la dispersión del pulso que se presenta en los sistemas multimodo
con mayor magnitud.
En resumen, la selección de la ventana óptica dependerá de la distancia a
cubrirse, de la capacidad de ancho de banda requerida (voz, datos, video), y de la
velocidad de transmisión que es consecuencia del ancho de banda. De igual
manera, el modo de transmisión dependerá de los parámetros indicados, teniendo
en cuenta que mayores velocidades y anchos de banda se consiguen con fibras
monomodo.
Adicionalmente a estos dos modos comunes de transmisión se ha desarrollado el
monomodo con dispersión desplazada, con un núcleo doble (uno interno y otro
externo separados por un revestimiento adicional), que permite conseguir un
índice de refracción con una característica de dispersión doble de igual magnitud
pero de signo contrario, que puede anular la dispersión cromática y los efectos
negativos que limitan la velocidad de transmisión. Este tipo de diseño supera al
índice de refracción con distribución gradual o escalonada (rampa) para la
ventana de los 1550 nm, pero es altamente costoso.[16]
68
2.2.6 VENTAJAS Y DEVENTAJAS DE LA FIBRA ÓPTICA
La fibra óptica tiene muchas ventajas, en comparación con otros tipos de medios
de transmisión guiados, como el cable coaxial y el par trenzado así;
• Tiene un gran ancho de banda en el orden de los GHz, lo que permite
flujos de información muy elevados.
• La atenuación que presenta es independiente de la velocidad de
transmisión, por lo que esta es menor que en los otros medios.
• La fibra óptica es inmune al ruido y a las interferencias electromagnéticas.
• El retardo que presenta la fibra óptica es realmente despreciable ya que se
encuentra en el orden de las unidades de pico segundos porcada 10Km.
• Presenta una buena flexibilidad.
• Tiene un tamaño pequeño y poco peso.
• Seguridad de la información.
• Facilidad para localizar cortes gracias a un proceso basado en telemetría.
Las desventajas que presenta la fibra son:
Requiere de equipo y personal especializado para realizar la reparación y
mantenimiento del sistema óptico.
Una falla del sistema, podría provocar la perdida de gran cantidad de
información.
Es unidireccional, por lo que se necesita un par de fibras para la
comunicación a dos vías.
El costo representaría una desventaja siempre y cuando no se optimice el
uso de la fibra.[13], [14]
69
2.2.7 APLICACIONES DE LA FIBRA ÓPTICA.
La amplia variedad de sistemas de fibra óptica que se -usan, por las ventajas
descritas anteriormente, incluyen los siguientes:
• Sistemas de telecomunicación de largo alcance terrestres o submarinos,
como sistemas transoceánicos, redes backbone para telefonía, datos y
video.
• Troncales intercentrales que transportan muchos canales simultáneos
entre centros locales y regionales conmutados.
• Cables de red secundaria para líneas telefónicas que operan sobre la
velocidad normal de las líneas de voz, para empresas o condominios.
• Sistemas de transporte de señales de televisión por cable (CATV) entre los
receptores de microondas y los equipos de control, y para la distribución de
las señales de video desde las cabezas terminales a los usuarios.
• Conexiones entre la red telefónica pública y las antenas de los servicios
telefónicos móviles y celulares.
• Enlaces entre computadoras y terminales de video de alta resolución
usados para propósitos tales como CAD/CAM (diseño y manufactura
asistida por computadora).
• Redes de Área Local (LANs) que operan a altas velocidades o en áreas
muy grandes; y, en sistemas backbone que interconectan pequeñas LANs.
• Transmisión en ambientes difíciles, especialmente en los que tienen un alto
nivel de EMI (Interferencia Electromagnética), o en sitios de alto riesgo
explosivo.
• Transmisión de señales dentro de vehículos, barcos, aviones, etc.
• Transmisión de señales en equipos de tratamiento de imágenes y DSP
(Procesamiento digitales de señales), tales como radares, censores
remotos, etc.
A más de las aplicaciones descritas, la tecnología de fibra óptica ha continuado su
expansión en muchas áreas que no se relacionan directamente con las
telecomunicaciones. Casos como iluminación decorativa, ingeniería de imágenes,
70
endoscopía y tratamiento de enfermedades con luz y sin cirugía (Laparoscopia),
censores ópticos para medir rotación, presión, ondas acústicas, campos
magnéticos, y muchas otras magnitudes. [13],[16]
2.3. XDSL
INTRODUCCIÓN
Las tecnologías XDSL convierten las líneas analógicas convencionales en
digitales de alta velocidad, con las que es posible ofrecer servicios de banda
ancha en el domicilio de los abonados, aprovechando los pares de cobre
existentes, siempre que estos reúnan un mínimo de requisitos en cuanto a la
calidad del circuito y distancia.
2.3.1 LA FAMILIA XDSL
En forma general la familia de tecnologías XDSL se puede dividir en dos grupos:
XDSL asimétricas (ADSL): son aquellas que presentan asimetría en la
capacidad de los canales.
XDSL simétricas (SDSL): son aquellas que proporcionan igual capacidad
tanto en el canal descendente como en el canal ascendente.
71
2.3.1.1 ADSL (Línea de Abonados Digital Asimétrica )
Es una tecnología de módem que transforma el par de cobre del abonado en
líneas de alta velocidad permanentemente establecidas. ADSL facilita e! acceso a
Internet de alta velocidad así como el acceso a redes corporativas para
aplicaciones como ei teíetrabajo y aplicaciones multimedia como juegos on-line,
vídeo bajo demanda, videoconferencia, voz sobre IP, etc. [17]
La ANSÍ define para ios modems ADSL velocidades de transmisión compatibles
con las jerarquías digitales Norteamericana o Europea,
Canal Descendente
n x 1,536 Mbps 1.536Mbps
3.072Mbps
4.608Mbps
5.144Mbps
6.144 Mbps
NX 2.048 MBPS 2.048MBPS
4.096MBPS
8.192 MBPS
Canales Bidireccionales
Canal de Control 16kbps
64 kbps
Canal opcional de
datos
Tabla 2.3. Posibles velocidades en los distintos canales de un módem ADSL [10]
72
La velocidad del canal bidireccional es la suma de las velocidades del canal de
control y del canal opcional de datos. El canal opcional puede no ser utilizado.
Las máximas velocidades alcanzables en el canal descendente y ascendente
dependen de algunos factores: la atenuación del loop, calibre del alambre, calidad
de los alambres, interferencia entre canales (NEXT y FEXT), distorsión de fase,
etc.
Para crear múltiples canales en el mismo medio de transmisión, los modems adsl
dividen el ancho disponible (1.1 MHz) del par trenzado en dos formas:
Multiplexación por División de Frecuencia (FDM) o mediante Cancelación de Eco,
tal como se muestra a continuación:
0,3 •« a* 13» aoo
y Cancelación de Eco
Figura 2.8: Diagramas de FDM y Cancelación de eco [10]
FDM Y CANCELACIÓN DE ECO
FDM asigna una banda para la información del canal descendente y otra
banda para la del canal ascendente.
73
• La Cancelación de Eco sobreiapa la banda ascendente a la descendente, y
separa los dos por medio de un cancelador local de eco, una técnica muy
utilizada en módems analógicos V.32 y V.34.
La cancelación de eco utiliza más eficientemente el ancho de banda, pero a
expensas de la complejidad y costo.
Con cualquiera de las técnicas, ADSL separa la región inferior a los 4 kHz para el
canal telefónico analógico. Los módems ADSL utilizan un esquema de corrección
de error FEC (Forward Error Control) cuando se transmiten señales en tiempo
real, tal como vídeo comprimido.
A una red de servicios basada en ADSL se la divide en las siguientes subredes:
• Red en la localidad del usuario
• Red de acceso
• Red regional de banda ancha
• Red del proveedor de servicios de red (NSPs).
Figura 2.9: Ejemplo de una red ADSL [ I Oj
74
Red en la localidad del usuario: El módem ADSL en la localidad del usuario se
denomina ATU-R. El ancho de banda proporcionado por ADSL no es adecuado
para grandes negocios.
Red de acceso: La red de acceso cubre los módems ADSL, ubicados junto con
un sistema multiplexor de acceso DSL en la central local o terminal remoto, y los
módems ADSL en la localidad del usuario conectados vía el lazo local. El módem
ADSL en ía central local se denomina ATU-C.
Al sistema multiplexor de acceso DSL (DSLAM - DSL Access Multiplexer) y los
módems ATU-C en la central local, se los denomina en forma general Nodo de
Acceso. El nodo de acceso se conecta a .uq conmutador de acceso en la red
regional de banda ancha.
Red regional de banda ancha: Es la red de datos de banda ancha propiedad de
la compañía telefónica o de un proveedor de servicios portadores, a la cual se
conectan los proveedores de servicios de red (NSPs).
Redes de proveedores de servicio de red: Las redes de los proveedores de
servicios de red (NSPs - Network Service Providers) incluyen:
o Proveedores de Servicios de Internet (ISP Internet Service Providers)
o Proveedores de contenido multimedia, tal como vídeo bajo demanda o
audío.
o Redes corporativas que permitan acceso remoto desde el hogar
(Teletrabajo)
o Centros de operación regional (ROC Regional Operation Canter) para
administrar la red de acceso completa y posiblemente proveer servicios de
valor agregado.
Loop: Es la línea telefónica de par trenzado de cobre entre la central local y la
localidad del usuario. Cada extremo del loop termina en un módem ADSL: ATU-C
o ATU-R según el caso.
75
Nodo de acceso o DSLAM: Provee servicios de datos de alta velocidad
utilizando la infraestructura de acceso de la red telefónica, es necesario realizar
un bypass al conmutador telefónico, creando una red de datos de alta velocidad
sobrepuesta a la tradicional red de voz.
Splitter: Dispositivo opcional, reside tanto en la central local y en la localidad del
usuario del servicio, permitiendo que el loop de cobre sea usado simultáneamente
para transmisión de datos ADSL de alta velocidad y servicio telefónico sobre un
único par trenzado. Puede estar integrado dentro de la ATU, físicamente
separado de la ATU, o dividido entre filtro pasa alto y pasa bajo, con la función
pasa bajo físicamente separada de la ATU.
Los splítters pueden ser pasivos, los activos requiere de una fuente externa de
poder para operar mientras que los pasivos no. Mientras los splitters pasivos
soportan el servicio telefónico aún en caso de que ocurra una pérdida de potencia
en un DSLAM o ATU-R, el spiitter activo debe tener un respaldo de potencia para
proveer este servicio en el evento de pérdida de potencia.
Existe una nueva versión de ADSL, denominada ADSL G.Lite, la cual no requiere
uso de spiitter, y la cual reduce los costos de ¡mplementación.
Servicios
• Difusión Digital: Entrada de datos de banda ancha en modo simplex
(típicamente difusión de vídeo)
• Red de Banda ancha: Sistema de conmutación para velocidades de datos
superiores a 1.5/2.0 Mbps.
• Red de banda estrecha: Sistema de conmutación para velocidades de
datos inferiores a 1.5/2.0 Mbps. [ I0 ]
76
2.3.1.2 ADSL G.iite (o UADSL)
Es una versión de módem ADSL de menor velocidad propuesta como una
extensión al estándar ANSÍ T1.413 por la UAWG (Universa! ADSL Workíng
Group), un grupo de industrias que desarrolló dicho módem bajo el estándar UIT"
G.922.2. También se lo conoce como UADSL (Universal ADSL). Utiliza el mismo
esquema de modulación que ADSL (DMT), pero elimina el uso del splitter en la
localidad del usuario, lo cual se traduce en una simplificación de la instalación y
reducción de los costos tanto para la compañía telefónica como para el usuario.
Se emplea un simple filtro de línea en el módem. La no presencia del splitter en la
entrada hace que la señal ADSL sea llevada sobre todo el cableado telefónico en
la localidad del usuario, lo cual resulta en un menor ancho de banda disponible
debido a la mayor cantidad de ruido inducido.
El rango de velocidades de operación de ADS G.Lite en el canal descendente
está entre 64 kbps a 1.5 Mbps y en el canal ascendente en el rango entre 32 kbps
a 512 kbps con un alcance máximo de hasta 1800 pies desde la central telefónica
o más, pero a menor velocidad. ADSL G.Lite, al igual que ADSL, brinda un canal
telefónico en la parte baja del espectro para uso simultáneo con los canales de
datos de alta frecuencia.
La figura 2.18 compara el rango de frecuencias utilizado por ADSL G.Lite versus
el espectro de frecuencias utilizado por ADSL, cuando se utiliza FDM.
Voz Ascendente Descendente
0.3 4 25 138 200
ADSl G.Ua
552 1100 [XHz]
Figura 2.10: Espectro de frecuencia de ADSL G.Lite vs. ADSL utilizando FDM [10]
77
ADSL G.Lite esta orientado principalmente para e! mercado residencial, por lo que
los módems ADSL G.Lite tendrán capacidad plug and play. En ei mismo chip del
módem ADSL G.Lite vendrá implementado un módem analógico, el cual podrá ser
utilizado hasta que el servicio ADSL G.Lite esté disponible.
ADSL G.Lite no es un competidor de ADSL sino que ambos son complementarios,
[10]
2.3.1.3 RADSL (Rafe Adaptive Dígita! SuscriberLiné)
RADSL es una tecnología de módem XDSL que opera dentro del mismo rango de
velocidades y alcance de transmisión que ADSL, pero antes de cualquier
transmisión de datos, determina mediante software, la máxima velocidad que el
lazo puede soportar, ajustándose de esta forma a las longitudes variables, y
calidad de las líneas de par trenzado de la red de acceso.
2.3.1.4 HDSL
La tecnología HDSL es simétrica y bidireccional, por lo que la velocidad desde la
central al usuario y viceversa será la misma. La velocidad que puede llegar a
alcanzar es de 2,048 Mbps (full dúplex) utilizando dos pares de cobre, aunque la
distancia de 4.500 metros que necesita es algo menor a la de ADSL.
Utiliza codificación de línea 2B1Q, o en menor proporción la técnica de
modulación CAP (Carríerfess Ampütude/Phase modulation), la cual es una
variación de QAM (Quadrature Amplitude Modulatiori). CAP permite transmitir la
misma cantidad de información usando un menor rango de frecuencias que el
utilizado por 2B1Q, lo cual produce menor atenuación de señal y mayor alcance
de bucle. Utiliza un ancho de banda de entre 80 kHz y 240 kHz, dependiendo de
la técnica específica.
78
HDSL está enfocado principalmente hacia usos empresariales (interconexión de
nodos proveedores de Internet, redes privadas de datos, enlaces entre centrales,
etc) más que hacia el usuario (cuyas necesidades se verán mejor cubiertas por
las tecnologías ADSL y SDSL).
La tecnología HDSL tiene cabida en las comunicaciones de redes públicas y
privadas. Cada empresa puede tener requerimientos diferentes, orientados al uso
de líneas privadas de fácil acceso y obtención, para que con productos de
tecnología HDSL se puedan obtener soluciones de bajo costo y alta
efectividad.[17]
La ventaja de HDSL a diferencia de los enlaces tradicionales Ti/El es que permite
mayores alcances sin necesidad de repetidores, acondicionamiento de (as líneas
o selección de pares.
Los sistemas HDSL 2B1Q o HDSL CAP tienen mayor alcance que los sistemas
ti o el basados en AMI o HDB3 respectivamente.[10]
Aplicaciones típicas de HDSL
Figura 2.11: Aplicaciones de HDSL [10]
79
HDSL permite velocidades de:
• Downstream y Upstream (a 18.000 pies de ia oficina central): 1.544 Mbit/s
• Downsteram y Upstream (a 12.000 pies de la oficina central): 1.544 Mbit/s.
[17]
2.3.1.5 SDSL (Línea de Abonados Digital Simétrica)
SDSL es una versión más desarrollada de HDSL. Proporciona los mismos
enlaces simétricos punto a punto Ti/El de HDSL, pero se diferencia de HDSL en
dos aspectos: utiliza un único par trenzado de cobre, no acondicionado y tiene un
alcance máximo de 10000 pies sin necesidad de repetidores.
Reduce aún más el costo de proveer líneas TI/E! y resulta más adecuado para
brindar aplicaciones simétricas a los usuarios residenciales, generalmente están
equipados con una única línea telefónica.
Opera sobre el rango de frecuencias del canal telefónico analógico (SOOHz -
3400Hz), permitiendo que una misma línea pueda soportar sen/icio telefónico
analógico y Ti/El simultáneamente. Algunos sistemas comerciales SDSL también
soportan a más de Ti/El, velocidades menores de: 384kbps y 768kbps.
Además es adecuada para aplicaciones que requieren anchos de banda
simétricos tales como: videoconferencias, líneas dedicadas, acceso a una red
Frame Relay.
SDSL es el precursor de HDSL II. HSDL II es una propuesta de la ANSÍ y la ETSI,
capaz de ofrecer las mismas velocidades y distancia de hdsl usando solamente
un par trenzado de cobre, sdsl utiliza codificación de línea PÁM de 16 niveles (16-
PAM).[10]
SDSL permite velocidades de:
* Downstream y Upstream (a 18.000 pies de la oficina central): 1 Mbit/s
• Downsteram y Upstream (a 12.000 pies de la oficina central): 2 Mbit/s [17]
2.3.1.6 VDSL (Very high data rate Digital Suscriber Liné)
Es una red de acceso de banda ancha asimétrica, basada en fibra óptica hasta el
hogar del usuario, permitiría brindar toda clase de servicios (voz, vídeo interactivo,
comunicaciones de datos de alta velocidad, etc.).
El costo de implementar esta topología de red, denominada FTTH (Fiber To The
Home), resulta todavía muy elevado debido a las inversiones de infraestructura
requerida.
Una alternativa más práctica, es el uso combinado de fibra óptica y cobre. En esta
topología, denominada FTTN (Fiber To The Neighborhood), se utiliza fibra óptica
desde un sitio central hasta unidades ópticas de red (ONUs - Óptica! Network
Units) ubicadas en cada vecindario. Desde la ONU, después de un proceso de
conversión óptico-eléctrico, las conexiones a cada usuario se hacen utilizando
cables de cobre existentes o nuevos. Dentro de este esquema existen dos tipos
de topologías:
• FTTC (Fiber To The Curb): La fibra termina en la acera, muy cercano a los
usuarios.
• FTTB (Fiber To The Building): La fibra termina en un edificio. Es utilizada
para servir a edificios grandes.
VDSL utiliza el ancho de banda inferior a 30 MHz de un único par trenzado de
cobre para crear tres tipos de canales: un canal descendente de alta velocidad, un
canal ascendente de menor ancho de banda, y un canal telefónico analógico
debajo de los 4 kHz ó un canal ISDN (BRI) debajo de los 80 kHz.
81
Inicialmente, se utilizará la técnica hDM para separar cada canal en el espectro
de frecuencia utilizado por VDSL[17]
Voz Ascendente Descendente
SON
0.3 4 Ki 3CO 700 1000 30000
Figura 2.12: Ancho de banda de Vds. [10]
CANAL
Canal Descendente
Canal Ascendente
VELOCIDAD
(Mbps)
12.96-13.8
25.92-27.6
51.84-55,2
1.6-2.3
19.2
DISTANCIA
(m)
1500
1000
300
—
—
DISTANCIA
(pies)
4500
3000
1000
—
—
Igual al canal descendente (simetría)
Tabla 2.4: Posibles velocidades y alcances en cada canal de datos de un módem Vdsl.[10]
Al aumentar la necesidad por canales ascendentes de mayor velocidad, o incluso
velocidades simétricas, se podrá utilizar Cancelación de Eco para separar los
canales descendente y ascendente.
Los módems VDSL, utilizarán un mecanismo de corrección de error FEC cuando
se transmitan señales en tiempo real tal como vídeo comprimido.
82
Debido a que no existen grandes grupos de cables de par trenzado saliendo
desde la central local, se reducen los problemas de interferencia que presenta
ADSL, y que reducen su velocidad.
VDSL proporcionará servicios asimétricos tales como: entrega de televisión digital
(DTV), servicios de televisión de alta definición (HDTV), acceso a Internet de muy
alta velocidad, acceso a redes corporativas (teletrabajo), etc.
Permitirá brindar enlaces capaces de transmitir múltiples TI, El o jerarquías
superiores tales T3, a fin de servir a usuarios de negocios en el área cercana a la
central local.
2.3.1.7 IDSL (isdn Digital Suscriben Line)
Tecnología XDSL que provee capacidad full dúplex a velocidades de hasta 144
kbps. A diferencia de ADSL, IDSL está restringido a llevar solamente datos, sin
proporcionar un canal de voz permanente.
IDSL es básicamente una conexión ISDN dedicada, no conmutada que elimina el
handshake de señalización normalmente empleado entre el equipo terminal ISDN
del usuario y conmutador ISDN de la central local.
IDSL brinda una interfaz de 160 kbps que soporta ya sea 64 kbps (un canal B),
128 kbps (2 canales B agregados) o 144 kbps (dos canales B y un canal D
agregados) sobre un único par trenzado entre el equipo terminal de usuario y la
terminación ISDN en la central local.[10]
2.3.2 ÁMBITOS Y APLICACIONES
ISDN puede ser utilizado para transmitir voz y datos y su velocidad es suficiente
para soportar también videoconferencia. A pesar de esto, ISDN es más bien vista
como un medio de acceso a Jnternet en los hogares y por otra parte, el
incremento del uso de vídeo y audio en tiempo real sobre Internet necesita de
velocidades superiores a las proporcionadas por ISDN.
La tecnología ADSL pretende ser el sustituto del módem que habitualmente se
utiliza para conectarse a Internet. Más que nada porque no es necesario realizar
ninguna modificación en la línea telefónica y se puede llegar a alcanzar
velocidades de hasta 1,5 Mbps .
HDSL se puede aplicar a PBX, estaciones de antenas para celulares, servicios de
internet y redes privadas de datos.
Así se puede resumir los servicios que se pueden ofrecer con un sistema de
comunicación XDSL en :
• Navegación Internet
• Intranet
• video Conferencia
• Servicios Transparentes LAN para Clientes Corporativos
• Acceso Remoto LAN para Clientes Corporativos
• Educación a Distancia
• video en'Demanda /Televisión Interactiva
• Juegos Interactivos [17]
84
2.4 RADIOENLACES
2.4.1 INTRODUCCIÓN
2.4.1.1 Reseña Histórica
A continuación se hace una breve descripción histórica de la evolución de la
tecnología de transmisiones radioeléctricas, las que han sido la base de losi
avances tecnológicos que se posee en la actualidad.
• 1831 Los físicos HUMPHRY DAVY y MIGUEL FARADAY logran describir,
en su parte técnica, las leyes del electromagnetismo.
• 1865 El matemático escocés JAKES CLERCK MAXWELL da a conocer su
"Teoría dinámica del campo electromagnético", sobre la que a! cabo de ios
años se asentarían los fundamentos de la radioelectricidad.
• 1874 Se inventa el Código de Emil Baudot utilizado en las primeras
transmisiones telegráficas y radioeléctricas.
• 1888 Friedrich Hertz demuestra la existencia de ondas electromagnéticas
producidas por una corriente eléctrica oscilante de gran frecuencia.
• 1890 El médico francés EDUARDO BRANLY, profesor del Instituto Católico
de París, inventa el primer detector de ondas radioeléctricas al que se
llamó cohesor, logro fundamental para las radiocomunicaciones.
• 1984 El Italiano Marconi efectúa la transmisión de señales inalámbricas a
través de una distancia de 2 millas.
• 1901 En diciembre MARCONI asombra con la primera comunicación
inalámbrica a través del Atlántico, desde Inglaterra a EE.UU. y viceversa,
• 1926 En París se funda la I.A.R.U. (International Amateur Radio Union). Se
descubre la Modulación en frecuencia (FM) con lo que se logra alta calidad
del sonido para la radiodifusión.
• 1937 Es desarrollado el tubo Klyston Reflex para generación de señales de
microondas. [18]
85
2.4.1.2 Generalidades
Las ondas de radio, se propagan por un medio no guiado a la velocidad de la luz y
están formadas por campos magnético y eléctrico perpendiculares entre sí y
también perpendiculares a la dirección de propagación (Figura 2.13).
La comunicación mediante un radioenlace es en ciertos casos la mejor o la única
opción para transferencia de información; esto es en tugares de difícil acceso,
acceso móvil, distancias relativamente largas, etc.
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Figura 2.13: Vistas .frontal y lateral de una onda polarizada verticalmente. Las lineas llenas
representan eí flujo eléctrico; las lineas de trazos y los círculos indican el flujo magnético.[19]
Básicamente un radioenlace se consigue superponiendo la información (onda
modulante) que se desea transmitir a una onda electromagnética que se propaga
en el espacio (onda portadora). La onda portadora y la inserción de la información
en la misma se produce en el transmisor (modulación), mientras que en el
receptor se extrae la información de la onda modulada a partir de la energía
radioeléctrica recibida (demodulación). Tanto en el transmisor como en el receptor
se tienen antenas que constituyen el acoplamiento entre los equipos y el medio de
propagación, estos contribuyen positivamente a la comunicación mientras que el
medio de transmisión es un elemento que introduce pérdidas.[20]
86
2.4.2 CARACTERÍSTICAS DE UNA ONDA DE RADIO
Las características esenciales de una onda de radio son la frecuencia, la
intensidad, la dirección de propagación y la polarización.
2.4.2. 1 Frecuencia
Las ondas de radio producidas por una corriente alterna varían con la frecuencia
de la corriente y serán por lo tanto alternativamente positivas y negativas, tal
cómo se muestra en la figura 2.13 (b).
2.4.2.2 Intensidad
La intensidad de una onda de radio, se mide en función de la intensidad de campo
eléctrico que se produce en el espacio por efecto de! campo de la onda y se
expresa generalmente en j^V por metro. La mínima intensidad de campo
requerida para proporcionar una recepción satisfactoria de la onda depende de
una serie de factores tales como la frecuencia, el tipo de señal de la que se trate y
la magnitud de las interferencias presentes.
2.4.2.3 Dirección de Propagación
La señal siempre se propaga en dirección perpendicular a su frente de onda
(plano paralelo a las líneas mutuamente perpendiculares de los flujos eléctrico y
magnético), pero el sentido de propagación depende de los sentidos relativos de
las líneas de los flujos magnético y eléctrico. Si se invierte e! sentido de uno de
éstos, se invierte también e! sentido de propagación; pero si se invierten ambos
flujos a la vez, el sentido de propagación no varía.[19]
87
2.4.2.4 Polarización
La polarización de una onda indica el sentido de orientación del campo eléctrico
en su propagación y se utiliza para mejorar las condiciones de propagación en
algunos casos] o para añadir un trayecto más donde insertar una portadora (en el
caso de la polarización cruzada). Los tipos de polarización pueden ser:
Polarización horizontal. El vector que define el campo eléctrico se encuentra
orientado horizontalmente. Las variaciones sinusoidales de la señal determinadas
por el campo eléctrico oscilan en un plano horizontal.
Polarización vertical. El vector que define el campo eléctrico se encuentra
orientado verticalmente. Las variaciones sinusoidales de la señal determinadas
por el campo eléctrico oscilan en un plano vertical.
Polarización oblicua. El vector de campo eléctrico se encuentra en diagonal en la
dirección de propagación. El ángulo que forma normalmente es de 45° respecto
de la normal. Esta polarización se consigue combinando los dos tipos de
polarizaciones anteriores.
Polarización circular. El vector que describe el campo eléctrico gira según la
dirección de propagación. Este tipo de polarización se consigue combinando
componentes de polarización horizontal y vertical sumadas en cuadratura.
La polarización es un recurso muy utilizado en radiocomunicaciones, porque
dependiendo del tipo utilizado, sus condiciones de propagación varían, pudiendo
aprovechar sus propiedades en distintas aplicaciones.[20]
2.4.3 PROPAGACIÓN DE LAS ONDAS DE RADIO A DIFERENTES
FRECUENCIAS
A medida que las ondas de radio se alejan del emisor, se atenúan, esto es debido
en parte a la expansión de las ondas y a que su energía puede ser absorbida
reflejada o refractada por la tierra o por las zonas ionizadas de la alta atmósfera
(ionosfera). La tabla 2.5 sintetiza el comportamiento de las diferentes clases de
ondas de radio:
Clase
Frecuenciasmuy bajas(VLF)Frecuenciasbajas(LF)
Frecuenciasmedias(MF)
Frecuenciasaltas(HF)
Frecuenciasmuy altas(VHF)
Frecuenciasultra altas(UHF)
Frecuenciassuper altas(SHF)
Rango defrecuencia
10-30kHz
30-300 kHz
300-3000 kHz
3-30 MHz
30-300 MHz
300-3000 MHz
3-30 GHz
Rango delongitudde onda30.000 -10.000 m
10.000-1.000 m
1000- 100 m
100- 10 m
10-1 m
100-10cm
10-1 cm
Características depropagación
Baja atenuación a todahora y durante todo elaño.Propagación nocturnasimilar a las de VLF; laabsorción diurna esmayor que en VLFBaja atenuación durantela noche y alta durante eldía
Transmisión a distanciasconsiderables; dependeúnicamente de laionosfera por lo que varíacon la hora del día, laestación y la frecuenciaPropagaciónsustancialmente rectilíneaanáloga a las ondasluminosas; no sonafectadas por la ionosferaPropagaciónsustancialmente rectilíneaanáloga a las ondasluminosas; no sonafectadas por la ionosferaPropagaciónsustancialmente rectilíneaanáloga a las ondasluminosas; no sonafectadas por la ionosfera
USOS TÍPICOS
Comunicaciones a largasdistancias entre puntos fijos
Servicios de larga distanciaentre puntos fijos, sistemasde ayuda a navegación,comunicaciones marítimasRadiodifusión,comunicaciones marítimas,navegación, teléfonosportuarios, etcComunicaciones de todotipo a distancias moderadasy grandes
Comunicaciones a cortadistancia, televisión,modulación de frecuencia,radar.
Comunicaciones a cortadistancia, radar, sistemasrelevadores, televisión, etc.
Radar, sistemasrelevadores, navegación
Tabla 2.5; Características de las ondas de radio. [19]
Las propiedades que presenta la propagación radioeléctrica cambian con la
frecuencia, el tipo de suelo y las condiciones ambientales. La frecuencia
89
determina, en mayor medida, el trayecto que la onda tomará en su propagación
en el espacio. En general, existen varios modos de propagación posibles según la
frecuencia utilizada, estos son los siguientes:
2.4.3.1 Propagación por Onda de Tierra o Superficial
La señal se transporta por medio del suelo para las frecuencias que están entre
las bandas LF y MF (30-3000 KHz). Las antenas habitualmente utilizadas son
monopolos verticales con alturas que oscilan entre 50 y 200 m que producen
polarización vertical (Figura 2.14). El alcance, función de la potencia transmitida y
la frecuencia, varía entre:
LF: 1000a 5000 Km
MF: 100 a 1000 Km
HF: menos de 100 Km
Dependiendo del tipo de suelo, las condiciones de propagación podrán variar. Se
aplica a sistemas navales y de radiodifusión.
Figura 2.14: Propagación por Onda de Tierra o Superficial.[21]
2.4.3.2 Propagación por Onda Ionosférica
Para las frecuencias que se encuentran entre las bandas de MF'y HF (0.3 y 30
MHz), la transmisión puede ayudarse de las reflexiones que se producen en la
90
ionosfera (Figura 2.15). En HF se utilizan antenas elevadas con polarizaciones
horizontales y verticales. Este tipo de propagación se denomina propagación por
onda ionosférica.
El alcance en un solo salto para estas emisiones varía entre:
MF: O a 2000 Km.
HF: 50 a 4000 Km.
i icrru
Figura 2.15: Propagación por Onda Ionosférica.[2.1]
La propagación por onda ionosférica es muy inestable, las condiciones de
propagación dependen de ios ciclos solares y de las condiciones atmosféricas. Se
aplica en radiodifusión y comunicaciones punto a punto.
2.4.3.3 Propagación por Onda Espacial
Para frecuencias de VHF (30 a 300 Mhz) y superiores, se asume una propagación
en espacio libre modificada por el suelo (reflexión y difracción) y por la troposfera
(refracción, atenuación y dispersión). En estas condiciones se emplean antenas
elevadas y directivas con alcances que varían entre las decenas de Km a los
40.000 Km en comunicaciones por satélite y millones de Km en comunicaciones
de espacio profundo (Figura 2.16).
91
te ira
Figura 2.16: Propagación por Onda Espacíal.[21]
Como se indica en la figura 2.16 las ondas se propagan por las capas bajas de la
atmósfera (troposfera). En la utilización de esta modalidad aparecen otros
fenómenos que en los modelos anteriores son despreciables. En primer lugar, el
trayecto de la onda radioeléctrica puede encontrar obstáculos que reflejen parte
de la señal. Estas componentes reflejadas llegan al receptor junto con la onda
directa, provocando distorsiones y desvanecimientos. Se habla de onda reflejada
cuando se utiliza el entorno para comunicar las estaciones transmisora y la
receptora mediante reflexiones, y de onda multitrayecto cuando la onda sufre
reflexiones no deseadas que pueden degradar la calidad de la seña! recibida.
Este modelo se aplica a radiodifusión FM y TV, telefonía móvil, enlaces fijos,
radar, comunicaciones vía satélite, etc.
2.4.3.4 Propagación por Onda Guiada Tierra-Jonosfera
Para la banda VLF (3KHz-30KHz) el suelo y la ionosfera se comportan como
buenos conductores, y debido a que la distancia h que los separa (60-1 OOKm) es
comparable con la longitud de onda en esta banda (100 Km-IOKm), la
propagación se modela como una guía con pérdidas (Figura 2,17).
92
Figura 2.17: Propagación por Onda Guiada Tierra-Ionosfera.[21]
Dentro de sus aplicaciones se tiene: Telegrafía naval y submarina, ayudas a la
navegación, etc. Todas ellas con cobertura global.
2.4.4 REPETIDORES
Cuando los enlaces radioeléctricos no cumplen la condición de visibilidad directa,
el radioenlace se divide en varios segmentos que hacen posible salvar los
obstáculos y evitar el efecto de la redondez de la Tierra. En este caso, se utilizan
estaciones repetidoras, de forma que el radioenlace estará constituido por dos
estaciones terminales y un conjunto de estaciones repetidoras intermedias.
Se denomina vano a la sección de enlace radioeléctrico entre un terminal y un
receptor o entre dos repetidores.
2.4.5 ZONAvS DE FRESNEL
La zona de Fresnel (Figura 2.18) es una región de despeje adicional que hay que
tener en consideración además de haber una visibilidad directa entre las dos
antenas. Este factor deriva de la teoría de ondas electromagnéticas respecto de la
expansión de las mismas al viajar en el espacio libre. Esta expansión resulta en
reflexiones y cambios de fase al pasar sobre un obstáculo. El resultado es un
aumento o disminución en el nivel de señal recibida.
93
Figura 2.18: Zonas de Fresnel.[21]
En la figura 2.18, se puede observar secciones circulares normales al eje TR
formado por anillos de radios Rn. El campo en la recepción (R) es la resultante de
las contribuciones de los campos pertenecientes a cada uno de los anillos. Cada
anillo define lo que se denomina una zona de Fresnel.
LOS RADIOS RN CUMPLEN LA CONDICIÓN:
2[Ec. 2]
de donde se deduce que el radio de la enésima zona de Fresnet esta dado por:
R ^547.7 ' 2 [Ec3]
en las que:
547.7 - Constante para f (MHz) y distancias en Km.
n = 1,2,...
Rn= radio de la n-ésima zona de Fresnel (m).
A, = longitud de onda (m).
di = distancia del transmisor al punto considerado (km).
d2 = d-d-i = distancia del receptor al punto considerado (km).
f= frecuencia (MHz).
94
En la figura 2.19 se muestra cómo se atenúa la señal dependiendo del grado de
obstrucción del haz para distintos coeficientes de reflexión.
•JO-0,5 O
Rs = Coeficiente de ReflexiónAbsisas: Margen s / obstáculos /nidio 1a zona Fresnel
Figura 2.19 Atenuación de la señal dependiendo del grado de obstrucción del haz, para distintos
coeficientes de reflexión [20].
En la figura 2.19 se puede observar que se pueden considerar condiciones de
espacio libre cuando el despejamiento sobre el obstáculo es mayor o igual a
r=0.577R-i. Esta curiosa propiedad nos indica que no es necesario un
despejamiento total para salvar el obstáculo. Si el despejamiento es el del radio
en la primera zona de Fresnel, se puede incluso obtener una ganancia de 6 dB.
Como el trayecto del rayo debe estar despejado al menos en el 60% de la
primera zona de fresnel para el peor obstáculo, la longitud de los vanos tiene un
límite, por encima de 10 Ghz, la atenuación por lluvia limita la longitud de los
vanos a unos 30 km. evidentemente, por razones económicas, es conveniente
que el número de vanos de un radioenlace sea mínimo, lo que implica que éstos
tengan la mayor longitud posible, sin embargo, además de la limitación anterior,
los vanos de gran longitud están más expuestos a fenómenos de des-
vanecimiento. La determinación de la longitud óptima de los vanos que
componen un radioenlace es uno de los aspectos más importantes que afectan
a su diseño.
95
Existen también radioenlaces donde se utiliza la propagación por dispersión
troposférica, para salvar grandes distancias, del orden de 200 km. La aplicación
típica es un enlace que debe atravesar grandes distancias en el mar o entre
terminales separados por un terreno en el que no es posible la utilización de
repetidores.
Se designa a estos enlaces con el nombre de radioenlaces transhorizonte y
suelen ser de un solo vano.
Este tipo de radioenlaces conlleva atenuaciones severas, desvanecimientos, refle-
xiones etc., por lo que se hace necesario transmitir con elevadas potencias y
además utilizar otras técnicas auxiliares como diversidad, ecualización y
regeneración de señal. Debido a estos problemas, se están sustituyendo por
enlaces vía satélite, más fiables y de mejor calidad.
Los radioenlaces deben emplear antenas muy directivas, con buena relación
delante-atrás (rechazo de la señal incidente fuera del haz principal del diagrama
de radiación de la antena) que permitan la utilización del menor número de
frecuencias posible. Si esta relación es buena, se pueden establecer radioenlaces
que utilizan sólo un par de frecuencias ^ y f2, una en cada sentido de transmisión,
y reutilizarlas en todos los vanos.
Los radioenlaces se rigen por un estricto reglamento que regula la distribución del
espectro radioeléctrico, cumpliendo unas condiciones que pueden hacer
necesario el sacrificio de la calidad de la señal. La UIT-R es el organismo
encargado de las normas a aplicar en toda clase de emisión, especificando para
cada banda de frecuencia y para cada servicio una frecuencia de portadora, un
ancho de banda y unas emisiones no esenciales que no deben superar un cierto
nivel. Estas limitaciones son especialmente críticas en los radioenlaces digitales,
donde se hace necesaria la utilización de dispositivos regeneradores de señal,
ecualizadores, etc., para corregir los efectos de la distorsión y especialmente la
interferencia entre símbolos. [20].
96
2.4.6 VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS RADIOENLACES
2.4.6.1 Ventajas
• El retardo de los radioenlaces es significativamente menor que en los
enlaces satelitales, y esta en el orden de los 3 (js/Km
• Menor inversión económica que en sistemas por línea física
• Instalación más rápida y sencilla.
• Conservación y mantenimiento menos costoso, y un período menor de
actuación frente a averías.
• Pueden superarse las irregularidades del terreno.
• La regulación sólo debe aplicarse al equipo, puesto que las características
de la propagación suelen ser constantes en el ancho de banda de trabajo.
2.4.6.2 Desventajas
Utilización sólo en tramos con visibilidad directa'.
Necesidad de acceder fácilmente a las instalaciones y equipos. Además es
necesario dotarlas de sistemas de alimentación, ya sean autónomos o
mediante red eléctrica, para su correcto funcionamiento.
Los repetidores deben ser equipos con una gran lineaiidad. Esta
característica es muy importante en radioenlaces analógicos.
El problema del ancho de banda en los radioenlaces digitales. AI transmitir
la misma información utilizando sistemas analógicos o digitales, los
segundos hacen uso de más ancho de banda que los analógicos. Aunque
actualmente se utilizan técnicas de compresión y supresión de la
redundancia en la información que reducen el ancho de banda.
97
2.5 SELECCIÓN DE LAS MEJORES ALTERNATIVAS PARA EL
DISEÑO DEL SISTEMA
2.5.1 Satélite
Esta tecnología no es adecuada para el diseño de esta red, debido a:
Esta tecnología de transmisión es más adecuada para sitios de difícil
acceso y distancias grandes (continental).
Su alto retardo la hace inadecuada para aplicaciones en tiempo real.
La cantidad de información a transmitir no justifica el uso de esta
tecnología, porque se estaría desperdiciando su capacidad.
2.5.2 Fibra Óptica
Esta tecnología no es recomendable debido a:
Los costos de instalación y mantenimiento de equipos son muy altos y se
necesita de personal especializado para revisar estas tareas.
La capacidad de la fibra óptica estaría sobredimensionada en relación con
la cantidad de información a transmitir.
Actualmente no se cuenta con una red de fibra óptica a nivel nacional por
lo que no se podría realizar el arrendamiento de este servicio para las
provincias de Manabí y Esmeraldas.
2.5.3 Conclusión
En !a tabla 2.6 se muestra una comparación entre los medios de transmisión
propuestos para este proyecto.
.
ASPECTO
RetardoCosto
1 Ancho de BandaAlcanceSegundad
MEDIO DETRANSMISIONMicroondaSatelitalAltoMedioBajoAltoBaja
MicroondaTerrestreBajoBajoAltoMedioMedia
Fibra Óptica
BajoAltoMuy altoAltoAlto
Tabla 2.6: Comparación entre los medios de transmisión
Por las razones ya mencionadas en los numerales 2.5.1 y 2.5.2 que se resumen
en la tabla 2.6, se concluye que para el diseño de esta red se excluirán las
tecnologías de transmisión mediante Satélite y Fibra Óptica, y se centrará
únicamente en las siguientes alternativas:
Transmisión mediante Radioenlaces.
Transmisión por XDSL
99
CAPÍTULO 3
DISEÑO
100
3.1 INTRODUCCIÓN
Una vez establecido las formas de transmisión a utilizarse y los niveles de tráfico
esperados, se procede al análisis de las principales características de las técnicas
de Acceso Múltiple para comunicaciones inalámbricas como son: FDMA, TDMA y
CDMA.
3.1.1 FDMA (Acceso Múltiple por División de Frecuencia)
En sistemas de acceso múltiple por división de frecuencia (FDMA), todos los
usuarios pueden transmitir a la vez pero usan bandas de frecuencia distintas,
como se muestra en la figura 3.1. En este caso cada usuario tiene un cana! de
frecuencia asignado para la comunicación, mientras está dure.
Este cana! puede estar permanentemente asignado o puede ser usado
transitoriamente por el usuario. Las desventajas de este sistema son:
• El sistema es relativamente rígido y cada equipo debe estar provisto de las
componentes necesarias para usar la frecuencia disponible.
• No es muy eficiente cuando é! numero de usuarios es elevado.
FDMA
P&ttti
Figura 3.1: Acceso Múltiple por División de Frecuencia (FDMA) [22]
101
3.1.2 TOMA (Acceso Múltiple por División de Tiempo)
i
En sistemas de acceso múltiple por división de tiempo (TDMA), todos los usuarios
ocupan el mismo ancho de banda de RF, pero transmiten secuencialmente en el
tiempo sobre un rango determinado de una banda de frecuencias para su
comunicación, como se ilustra en la figura 3.2. Puede ser que se utilice la banda
de frecuencias completa para la transmisión, o, simplemente, uno de los canales
de radiofrecuencia disponibles dentro de la banda.
La sincronización entre todos los usuarios es muy importante en este concepto.
Consecuentemente debe existir una unidad central que controle la sincronización
y la asignación de lapsos de tiempo. Esto significa que esta técnica es difícil de
aplicar en sistemas de acceso aleatorio.
TDMÁ
Figura 3.2: Acceso Múltiple por División de Tiempo (TDMA),[22]
3.1.3 CDMA (Acceso Múltiple por División de Código)
En los sistemas CDMA todos los usuarios pueden transmitir en el mismo ancho
de banda simultáneamente, a los sistemas que utilizan este concepto se les
denominan "sistemas de espectro ensanchado" como se muestra en la figura 3.3.
En esta técnica de transmisión, el espectro de frecuencias de una señal de datos
es esparcido usando un código no relacionado con dicha señal.
102
Como resultado el ancho de banda es mucho mayor al de banda base. En vez de
utilizar las ranuras de tiempo o frecuencias, como lo hacen las tecnologías
tradicionales, usa códigos matemáticos para transmitir y distinguir entre
conversaciones inalámbricas múltiples. Los códigos usados para e! esparcimiento
tienen valores pequeños de correlación y son únicos para cada usuario. Esta es la
razón por la que el receptor de un determinado transmisor, es capaz de
seleccionar la seña! deseada, Y a diferencia de FDMA y TOMA, no existe
necesidad de una sincronización temporal precisa o de una coordinación de
frecuencias entre los transmisores en el sistema [23]
COMA
Figura 3,3: Acceso Múltiple por División de Código (CDMA)[22]
3.2 SPREAD SPECTRÜM
Spread Spectrum describe un sistema donde la transmisión de la señal esta
difundida sobre un ancho de banda mucho mayor que el mínimo requerido y un
nivel bajo de potencia para el envió de la señal. En algunos casos es necesario
que el sistema resista interferencia externa, para funcionar a energía espectral
baja, proporcionar capacidad de acceso múltiple sin control externo, y
103
proporcionar seguridad del canal, la técnica Spread Spectrum es idóneo para
alcanzar estos objetivos.
En la figura 3.4 se muestra una comparación entre el ancho de banda de una
señal en banda base y una señal Spread Spectrum.
Forma ctetihrla ÜR Banda Ájuj
Figura3.4: Comparación entre una señal en banda base y una señal Spread Spectrum [23]
Nótese que la densidad de potencia de la seña! de Spread Spectrum es mucho
menor que la de banda angosta. Como resultado, es mucho más difícil de
detectar. Esta es la razón por la cual Spread Spectrum proporciona alta seguridad
en sus transmisiones contra intromisiones no deseadas.
Spread Spectrum es una solución conveniente para conectar redes WLAN debido
a su fácil instalación y costo relativamente bajo. Las aplicaciones de esta
tecnología incluyen la telefonía móvil, la transmisión inalámbrica de datos y
sistemas de comunicación por satélite.
Una ventaja importante de este tipo de transmisión (Spread Spectrum) es su
habilidad para rechazar la interferencia sea o no intencionada. Esa resistencia
permite que otras señales moduladas con códigos distintos se puedan transmitir
en la misma banda de frecuencias sin que se pierda la información.[24]
104
Un sistema de espectro ensanchado básico se presenta en la figura 3.5, cada
usuario utiliza la misma frecuencia de portadora wc y ocupa el mismo ancho de
banda. En esta figura se puede ver que la etapa de ensanchamiento del espectro
de la señal viene luego de la etapa de modulación digital convencional.
Sen til ticOcios
BPSK dataI nodularar
A x(l) cas wntBPSK codcrnodu!¡(or
f(l) -A
A eos wcl
Pürtadoru Scudoalcnlnrin
Figura 3.5: Técnica básica de espectro ensanchado (SS).[23]
Una de las mejoras concernientes en sistemas SS (Spread Spectrum) es la
cantidad de interferencia que se rechaza. La medida más ampliamente aceptada
de esta cantidad se la conoce como ganancia de procesamiento (Gp) del
sistema, y está dada por la relación entre el ancho de banda RF transmitido (Bt) y
el ancho de banda de ia información (Bi).
Bi
Típicamente la ganancia del procesamiento para sistemas de espectro
ensanchado esta alrededor de 20 a 60 dB, mientras que la relación de la señal-
ruido de entrada y salida esta dada por:
N N
El grado de interferencia que un sistema de espectro ensanchado puede soportar
mientras recibe una señal y entrega una mínima relación señal ruido como
105
información de salida se le conoce como margen de jamming Mj que está dado
por la siguiente relación:.
Mj — Gp
donde L son las perdidas del sistema, las que típicamente están en el rango de 1
a 3 dB y se deben a imperfecciones en el rastreo de ondas expandidas, al
demodulador imperfecto, etc. [23]
3.2,1 TÉCNICAS DE TRANSMISIÓN.
Existen varias técnicas de transmisión para Spread Spectrum, pero las más
comúnmente utilizadas son:
• Secuencia Directa DS (Direct Sequence)
• Salto de Frecuencia FH (Frecuency Hopping)
• Híbridos
Las dos técnicas DS Y FH se apoyan en la disponibilidad'de un código de banda
ancha de aspecto ruidoso llamado secuencias seudoaleatorias o seudo ruidosas
(PN pseudo-random noise).
El método se basa en introducir una componente seudoaleatoria tal que la señal
resultante tenga un espectro mucho más ancho que el de la señal original por
debajo de los niveles de ruido.
3.2.1.1 DSSS (Secuencia Directa Spread Specírum).
Es la técnica más utilizada y es relativamente sencilla de ¡mplementar,
básicamente es una técnica de modulación que se caracteriza por utilizar uña
portadora de RF que permanece fija en una banda especifica de frecuencia, la
cual es multiplicada por un código digital seudo aleatorio que se conoce como
código PN o de chips.
Él código PN se mezcla con la señal para producir la expansión del espectro, y
luego se modula la señal obtenida (generalmente BPSK corno modulación de
expansión o QAM) con una portadora adecuada, este proceso causa que la señal
de RF sea reemplazada con una señal de gran ancho de banda, el incremento del
ancho de banda se realiza mediante el "rompimiento" de cada bit en sub-bits
llamados "chips", y esto se logra multiplicando la portadora con un código seudo
aleatorio de alta velocidad.
Por ejemplo, se asume que cada bit será dividido en 8 chips, esto implica que
tanto la velocidad de transmisión como el ancho de banda tendrán un factor de
crecimiento de 8, de acuerdo a esto, se puede observar claramente que el
incremento del ancho de banda es proporcional a la tasa de transferencia de
chips.
Básicamente, un transmisor para DSSS está compuesto de un generador de
código PN, un sumador binario y un modulador balanceado. La salida del
generador PN se mezcla con el mensaje binario y esta mezcla se modula con una
portadora de frecuencia. En la figura 3.6 se muestra un diagrama de bloques de
un modulador de señal DS-SS BPSK.
1.07
fí críolutndfr bf tn
Ancho
®-Filrldtfn fíeexpansión yjij
a do bíiíí Rp
Flltc;
5í:ñ.il tic iln'(cuunftMtl.1
|AnRÍw <lc hünrta
de
Tnsn TÍB htb Hp
Figura 3.6: Diagrama de bloques de un modulador DS-SS BPSK. .[23]
Cabe mencionar que en el transmisor se realiza el proceso de expansión y luego
el de modulación, mientras que en el receptor se realiza primero la demodulación
y luego la operación de desensanchamiento. Además el receptor que desee
captar la señal de un determinado emisor, deberá tener el mismo código PN para
poder recuperar la señal con fidelidad.
En la figura 3.7 se muestra el diagrama de bloques de un demodulador de. señal
DS-SS BPSK.
u -„ .., , j
,. ,/sc/íft]Rncuponirio
Figura 3.7: Diagrama de bloques de un demodulador DS-SS BPSK. [23]
108
En la figura 3,8 mediante un ejemplo, se muestran el proceso de modulación y
demodulación de una cadena de bits y las diferentes señales que se obtienen en
el proceso:
• x(t): Señal de entrada de datos (1 nivel en bajo, O nivel en alto).
• g(t): Código seudoaleatorio.
• x(t)*g(t): Señal dispersa.
• 9x(t) + 0g(t): Modulación BPSK de la señal dispersa.
• 0g(t): Señal seudoaleatoria sincronizada en el receptor.
• 0r(0: Producto de la señal dispersa con la señal seudoaleatoria
• x(7) :Señal de datos recuperada[23]
I*}
Ibl
ÍÜI
Ifll
rn
lili
9lt)fi. /ó
(01
;
01
Figura 3.8: Forma de las señales obtenidas en la técnica de DS-SS BPSK.[23]
El proceso de desensanchamiento, tiene como consecuencia la expansión del
ancho de banda de la interferencia, además de una dramática reducción en la
densidad de potencia de la misma. Como resultado el impacto de la interferencia
es grandemente reducido o eliminado.
E! principal problema de aplicar el método de secuencia directa es el así llamado
efecto "Near Far", que consiste en que el transmisor que esta produciendo la
interferencia, está más cerca del receptor que del transmisor del cual se quiere
recibir la señal.
Uno de los criterios que se emplea para solucionar por lo menos en parte el
problema del Near Far, es el de códigos PN pero con la particularidad de que
estos sean ortogonales, es decir, que al realizar el producto punto de los mismos,
solamente el receptor que tenga el mismo código PN que el emisor, podrá
recuperar de forma efectiva la señal de información, esto es debido a que si los
códigos son idénticos su producto punto será 1, y si son ortogonales el producto
punto será 0.
3.2.1.2 FHSS.(Sa)to de Frecuencia Spread Spectrum)
Spread Spectrum por salto de frecuencia fue la primera técnica de SS que se
desarrolló, y en la actualidad se utiliza muy poco debido a la alta complejidad de
sus equipos y a que su velocidad de transmisión esta limitada a 1 o 2Mbps.
Los sistemas FHSS utilizan la conmutación de frecuencia para la modulación de
datos.
En la figura 3.9 se muestra un ejemplo de una señal FHSS.
í) í» Olí*
Figura 3.9: Señal FHSS.[23]
Esta técnica se basa en el principio de enviar la señal a transmitir sobre diferentes
portadoras de frecuencia en diferentes tiempos.
La portadora FHSS saltará a un valor predeterminado según una secuencia seudo
aleatoria definida sobre todo el ancho de banda disponible usando sub-canales
generalmente de 1 MHz. En la figura 3.10 se muestra el diagrama de bloques de
un sistema de transmisión para generar la señal de espectro ensanchado FHSS.
FHSS. Transmisor
Eiísa Hallador
Figura 3.10: Transmisor de señales de espectro ensanchado con salto de frecuencia. [23]
Los sistemas FHSS están limitados al envió de pequeñas cantidades de datos
sobre cada canal para un periodo de tiempo determinado antes de que salte al
siguiente canal de frecuencia. Este período es llamado "tiempo de habilitación".
Los equipos FHSS tienen un tiempo de habilitación de mínimo 400 useg.
Después de cada salto, los equipos deben sincronizarse en la nueva portadora
antes de reanudar la transmisión de datos.
E! propósito de una secuencia seudoaleatoria de saltos es evitar la interferencia al
no permanecer por mucho tiempo sobre alguna frecuencia específica.
Esto hace a los sistemas FHSS mucho menos sensibles a! Near Far que los
sistemas de DSSS. También se podría anotar que una de las desventajas de
FHSS con respecto a DSSS, es que en FHSS, es muy difícil obtener una
ganancia de procesamiento alta. Entre más rápidos sean los saltos de frecuencia,
mayores la ganancia de procesamiento. En la figura 3,11 se muestra el diagrama
de bloques de! receptor FHSS.
11
Otra ventaja de FHSS es que permite un control separado de la tasa de salto
(chip) y el ancho de banda. La tasa de salto se elige de manera independiente de
la consideración del ancho de banda.
S<f?u! rfaÉrípCCÍfO
c;n&An¿h3CK
— .. — ™ ~.GcnofmlornCrnc'Qii
^IcialOfioií•'•''».
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ííntíltrador> F/tcúóhC'
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Fí-JSS. Receptor
^ nitro |J O^mocfuÍJiíof• pnfiabndíía " (P5K o BPSK) |
1 , - ." KRZ,
'Dss-Ensíincillotior*
Figura 3.11: Receptor de señales de espectro ensanchado con salto de frecuencia. [23]
3.2.1.3 HIBRIDOS.(DS/FH)
La técnica de Spread Spectrum DS/FH o híbrida es una combinación de la
Secuencia Directa y el Salto de Frecuencia. En cada canal de salto de frecuencia
se multiplica un código seudo aleatorio PN completo con la señal de datos. Como
la frecuencia de salto FH y el código PN se acoplan, se obtiene una combinacióni
de un código PN y una frecuencia FH.
3.2.1.4 THSS (Salto de Tiempo Spread Spectrum).
Además de los tres métodos mencionados, existe un cuarto método, el cual casi
nunca se utiliza por la complejidad de sus equipos y por la baja eficiencia que
presenta.
113
Pero a parte de estas dos configuraciones, se puede también utilizar esta técnica
en configuraciones como sistemas móviles, de radiolocalización y otros que hayan
sido definidos por el CONATEL.
3.2.2.3 Métodos .
Se utilizan los métodos de Secuencia Directa, Salto de Frecuencia e Híbridos.
Para el DSSS se utilizaran modulaciones BPSK o QPSK para llevar el espectro
ensanchado hacia las bandas asignadas para operar.
3.2.2.4 Intensidad De Campo Eléctrico.
La intensidad de campo máxima permitida para las emisiones de los equipos de
Spread Spectrum, deberán cumplir con los valores, para las bandas mencionadas
en la tabla 3,1.
FRECUENCIA ASIGNADA EN
LAS BANDAS
(MHZ)
902-928
2400-2483.5
5725 - 5850
INTENSIDAD DE CAMPO DE
LA FRECUENCIA
FUNDAMENTAL (mWm)
50
50
50
INTENSIDAD DE CAMPO DE
LAS ARMÓNICAS
(|iWm)
500
500
500
Tabla 3.1: Intensidad de Campo Eléctrico
Los límites de intensidad de campo indicados en la tabla 3.1 se deben medir a 3
metros de distancia de la antena y corresponden a! valor medio.
1J4
3.2.2.5 Derechos para la Operación.
Quienes obtengan de la SENATEL la aprobación para la operación de sistemas
de espectro ensanchado, deberán cancelar anualmente por anticipado, por
concepto de uso del espectro radioeléctrico, durante el período de 5 años, el valor
que resulte de la aplicación de la formula que se muestra en la tabla 3.2.
IA (IMPOSICIÓN ANUAL) = 4*K*B*NTE
B=12
B = 0,7*NA
B = 39
Para los sistemas punto-punto y
puntomuítipunto
Para los sistemas móviles. Se considera
para el calculo de IA un NTE mínimo de
50 estaciones, entre bases y móviles
Para los sistemas de radiolocalización de
vehículos. NTE es el numero de
estaciones de recepción de triangulación,
que tendrá un valor mínimo de 3
estaciones.
Tabla 3.2: Imposición Anual
donde:
• K = índice de inflación anual.
• NA = Número de áreas de operación,
• NTE = Numero de estaciones fijas, bases y móviles o receptoras de
triangulación, de acuerdo al sistema.[25 ]
3,2.3 VENTAJAS DE SPREAD SPECTRUM.
Las ventajas de utilizar Spread Spectrum en comunicaciones de voz y datos
pueden resumirse como sigue:
1 • Esta tecnología no necesita de un mecanismo de sincronismo global.
• Resiste la interferencia intencional y no intencional.
115
Tiene la propiedad de eliminar o atenuar el efecto de propagación
multitrayecto.
Privacidad debido a! empleo de códigos aleatorios.
Posibilidad de acceso aleatorio.
Requiere menor potencia, por lo tanto un aumento en la vida útil de las
baterías, y reducción del tamaño de los transmisores y de los receptores.
Debido a su gran demanda el costo de los equipos es menor con relación a
equipos que trabajan con otras tecnologías.
Se puede llevar las señales de Spread Spectrum hacia bandas donde otros
sistemas ya están operando, con un impacto mínimo de actuación sobre
los mismos. [23][24]
3.3 ESTACIONES DEL SISTEMA A DISEÑARSE.
3.3.1 ESTACIONES BASE:
• Oficina central de Repsol YPF (12 de octubre, Quito).
• Estación 6 de Diciembre
• Estación Comité del Pueblo.
• Estación San Rafael
• Estación Mariscal Sucre
• Estación PK7.
• Estación PK8.
" Estación Beaterío
" Estación Colorado.
• Estación Crucita
• Estación Manta
• Estación Atacames
• Estación Esmeraldas
116
3.3.2 REPETIDORAS:
• Cerro Atacazo
• Antenas del Pichincha
• .Cerro Puengasi
• Cerro Jaboncillo
• Cerro Zapallo
3.3.3 CENTROS DE ACOPIO:
• Centro de acopio Sur (Quito)
• Centro de acopio Norte (Quito)
3.3.4 UBICACIÓN DE LAS DIFERENTES ESTACIONES
Se detalla a continuación la ubicación exacta de las diferentes estaciones a
enlazar en el sistema.i
3.3.4.1 Estaciones Repetidoras
Las estaciones repetidoras son 5 (cinco) ubicadas en los siguientes cerros:
1.- Cerro Atacazo, ubicado a! sur cíe la'ciudad de Quito a un altura de 3800 m, al
cual irán conectadas gran parte de las estaciones que se encuentran ubicadas aí
sur de la ciudad para unirlas con la estación central.
Coordenadas Geográficas:
Latitud: 0°18'47" S
Longitud: 78° 36 V'W
Altura; 3800 m
2.- Antenas del Pichincha, ubicada al Nor-Occídente de la ciudad de Quito a una
altura de 3800 m, que permitirá unir las estaciones ubicadas el norte de la ciudad
con la estación central.
117
Coordenadas Geográficas:
Latitud: 0°9'49" S
Longitud: 78° 31'29" W
Altura: 3800 m
3.- Cerro Puengasi, ubicado al sur-oriente de la ciudad de Quito a una altura de
3078 m, la cual unirá parte de las estaciones ubicadas al sur de Quito y la
estación de San Rafael con la estación central.
Coordenadas Geográficas:
i
Latitud: 0014'3/ S
Longitud: 78° 29 53" W
Altura: 3078 m
4.- Cerro Jaboncillo, ubicado en la provincia de Manabí en la ciudad de
Montecristi a una altura de 670 m que permitirá unir las estaciones de servicio
ubicadas en la provincia de Manabí con la oficina central en Quito a través del
cerro Atacazo.
Coordenadas Geográficas:
Latitud: 1 0 230" S
Longitud: 80° 32'40" W
Altura: 670 m
5.- Cerro Zapallo, ubicado en la provincia de Esmeraldas a una altura de 640 m,
que permitirá unir las estaciones de servicio ubicadas en !a provincia de
Esmeraldas con la oficina central en Quito a través del cerro Atacazo,
Coordenadas Geográficas:
Latitud; 0° 53'15" N
Longitud: 79° 31'44" W
Altura: 640 m
118
3.3.4.2 Estaciones Bnsc
Las estaciones base son las estaciones de servicio ubicadas en fas provincias de
Manabí, Esmeraldas y Pichincha, así como la oficina central ubicada en la ciudad
de Quito y los centros de acopio.
3.3.4.2.1 Estaciones de Servicio:
1.- Oficina central, ubicada en el norte de la ciudad de Quito a una altura de 2933
m, a la cual se unirán todas las estaciones de sen/icio ubicadas en las distintas
provincias.
Coordenadas Geográficas:
Latitud: 0° 12,076'15" S
Longitud: 78° 28,909'44" W
Altura: 2933 m
2.- Estación de servicio 6 de diciembre, ubicada en el norte de Quito a una altura
de 2797 m.
Coordenadas Geográficas;
Latitud: 0°11tG82'15" S
Longitud: 78° 28,916'44" W
Altura: 2797 m
3.- Estación de servicio Comité de! Pueblo, ubicada en el norte de Quito a una
altura de 2911 m.
Coordenadas Geográficas:
Latitud: 0° 7,637 15" S
Longitud: 78° 28,151'44" W
Altura: 2911 m
119
4.- Estación de servicio San Rafael, ubicada en el valle de San Rafael en la
provincia de Pichincha a una altura cíe 2489 m.
Coordenadas Geográficas:
Latitud; 0° 18,298'15" S
Longitud: 78° 26,627'44" W
Altura: 2489 m
5.- Estación de servicio Mariscal Sucre, ubicada en el sur de Quito a una altura de
2873 m.
Coordenadas Geográficas:
Latitud: 0° 15,210'15" S
Longitud: 78° 32,478* 44" W
Altura: 2873 m
6.- Estación de servicio PK7, ubicada en el kilómetro 7 de la panamericana sur en
la ciudad de Quito a una altura de 2894 m.
Coordenadas Geográficas:
Latitud: 0° 16,979' 15" S
Longitud: 78° 32,108* 44" W
Altura: 2894 m
7.- Estación de servicio PK8, ubicada en el kilómetro 8 de la panamericana sur en
la ciudad de Quito a una altura de 2918 m.
Coordenadas Geográficas:
Latitud: 0° 18,064'15" S
Longitud: 78° 32,424 44" W
Altura: 2918 m
120
8.- Estación de servicio el Beaterío, ubicada en el sur de Quito a una altura de
2960 m.
Coordenadas Geográficas:
Latitud: 0° 18,911' 15" S
Longitud: 78° 32,240 44 W
Altura: 2960 m
9.» Estación de servicio Colorado, ubicada en el sur de Portovíejo provincia de
Manabí a una altura de 135 m.
Coordenadas Geográficas:
Latitud: 1°0'50" S
Longitud: 80° 40 35" W
Altura: 135m
10.- Estación de servicio Crucita, ubicada en Manta en la provincia de Manabí a
una altura de 140 m.
Coordenadas Geográficas:
Latitud; 0° 51'52" S
Longitud: 80° 30'15" W
Altura: 140 m
11.- Estación de servicio Manta, ubicada en Manta en !a provincia de Manabí a
una altura de 60 m.
Coordenadas Geográficas:
Latitud: 0° 59' o" S
Longitud: 80° 41' 24" W
Altura: 60 m
121
12.- Estación de servicio Atacames, ubicada en el norte de la provincia de
Esmeraldas a una altura de 108 m.
Coordenadas Geográficas:
Latitud: 0° 52 49" S
Longitud: 79° 45 20" W
Altura: 108 m
13.- Estación de servicio Esmeraldas, ubicada en el sur de la ciudad de
Esmeraldas, a una altura de 100 m.
Coordenadas Geográficas:
Latitud: 0° 5?' 18" S
Longitud: 79° 38' 57" W
Altura: 100 m
3.3.4.2.2 Centros de Acopio:
1.- Centro de Acopio Sur, Ubicado al sur de la ciudad de Quito a una altura de
2994 m.
Coordenadas Geográficas:
Latitud: 0° 19,296'18" S
Longitud: 78° 32,473' 57" W
Altura: 2994 m
2.- Centro de Acopio Norte, Ubicado al norte de la ciudad de Quito a una altura de
2917 m.
Coordenadas Geográficas:
Latitud: 0° 7,565'18" S
Longitud: 78° 28,210' 57" W
Altura: 2917 m.
122
Nota: Las mediciones de Latitud, Longitud y Altura, fueron realizadas empleando
el GPS modelo Sport Track.
3.4 DETERMINACIÓN DE LOS PARÁMETROS DE DISEÑO
3.4.1 ESTUDIO DE PROPAGACIÓN
3.4.1.1 Zonas de Fresnel
Las ondas electromagnéticas al propagarse entre dos puntos determinados,
configuran un elipsoide cuya sección transversal aumenta a medida que el frente
de ondas se aleja de los extremos. Este fenómeno es variable con la frecuencia y
da lugar a la formación de las denominadas zonas de Fresnel.
Para los cálculos se considera el primer elipsoide de Fresnel ya que allí se
encuentra concentrada la mayor parte de la energía total:
donde:
di, d2l d : Distancias (Km)
f: Frecuencia (MHz)i
Se nota claramente que a medida que aumenta la frecuencia el radio de Fresnel
disminuye, es decir e! frente de ondas se hace más directivo. En el diseño de los
radioenlaces se debe procurar que los posibles obstáculos del trayecto entre
transmisor y receptor no intercepten a ía zona de Fresnel, para evitar
atenuaciones por difracción o sombra, las que si son elevadas pueden llevar a la
inviabilidad del enlace.
123
3i4J..2 Coeficiente de corrección del radio terrestre: Radio ficticio de la tierra
Uno de los elementos más importantes que afectan a la propagación de las ondas
es ía variación del índice de refracción (n) con la altura, debido a que n depende de
la presión, temperatura y humedad del aire. Así para frecuencias de hasta 30 GHz
el índice de refracción viene dado por la siguiente expresión:
donde:
N es el coíndice de refracción expresado por:
T.
donde:
P: presión atmosférica total [mb]
E: presión debida al vapor de agua [mb]
T: temperatura absoluta [°K]
Se debe considerar tanto la curvatura del haz radioeléctrico como la curvatura de la
tierra para el desarrollo de los perfiles topográficos. La figura 3.12 muestra
gráficamente los parámetros que se deben considerar al trazar un perfil.
La curvatura de la tierra está representada por un arco de circunferencia de radio Ro,
mientras la trayectoria del eje radioeléctrico es el arco de circunferencia de radio r.
124
Figura 3.12 Modelo geométrico para la curvatura del eje radioeléctrico.[26]
Para el trazado del perfil, topográfico se debe efectuar una transformación geométrica
en la figura 3.12 para producir figuras donde el eje radioeléctrico directo se propaga
sobre una tierra equivalente de radio efectivo K.Ro (Haz directo, correcciones de la
tierra) o, alternativamente, ejes de radio efectivo K.Ro se propagan sobre una tierra
plana (tierra plana, correcciones en el haz). Las figuras 3.13 y 3.14 ilustran
gráficamente estas equivalencias.
Figura 3.13 Rayo directo sobre tierra equivalente [26]
125
Figura 3.14 Rayo equivalente sobre tierra plana[26]
Para la obtención de los perfiles en los enlaces se va a utilizar el modelo de rayo
directo sobre tierra equivalente.
3.4.1.3 Despcjamiento y margen de seguridad
El despejamiento o "Clearance" es la distancia de la cúspide del obstáculo a la recta
que une las antenas de las estaciones A-B. Se considera negativo si esa recta corta el
obstáculo. Ei margen de seguridad sobre obstáculos para un despeje del 100% de la
primera zona de Fresnel viene definido por la expresión:
donde:
C = Clearance
R¡F = Radio de la primera zona de Fresnel.
Si ms1 es positivo o cero se tiene condiciones de espacio libre, caso contrario si, ms1
es negativo se producirá atenuación por difracción o sombra.
126
3.4. J .4 Análisis y balance de enlaces
Una vez trazados los perfiles topográficos y realizados los cálculos de condiciones de
visibilidad, se debe determinar el nivel de campo o potencia recibidos de la seña!
proveniente del transmisor.
Dicho nivel no debe superar el máximo nivel admisible de entrada del receptor ya que
lo puede saturar y tampoco será inferior a un valor tal que la calidad del trayecto
radioeléctrico esté fuera de los límites nominales admitidos por el UIT-R.
En la determinación de la potencia recibida son influyentes los siguientes parámetros;
• Potencia transmitida del equipo utilizado.
• Diámetro, tipo y ganancia de las antenas utilizadas.
• Longitud del trayecto radioeléctrico
• Frecuencia de trabajo del enlace
• Longitud, tipo y atenuación de alimentadores (feeders) y pérdidas dei
derivación (pérdidas en Branching) del equipo utilizado.
• Otras atenuaciones.
La potencia recibida se puede calcular mediante:
Pr* = Ptx - Ab1 - AWG1 + Gtx - Ao + Gpc - AWG2 - Ab2 [d B m]
donde:
PPC'. Potencia del receptor.
Ptx: Potencia del transmisor.
Ab1: Perdidas de branching en el receptor
Ab2: Perdidas de branching en el transmisor
AWG1: Perdidas de la guía de onda en el receptor
AWG2: Perdidas de la guía de onda en el transmisor
Gtx: Ganancia de la antena de transmisión.
Gr*: Ganancia de la antena de recepción.
AO'. Atenuación del espacio libre.
3.4.1.5 Atenuaciones
3.4.1.5.1 Atenuación del Espacio Libre
Es la pérdida ocasionada por una onda electromagnética a medida que se propaga en
línea recta a través deí espacio libre. La atenuación fundamental o pérdida en el
espacio libre viene dada por la siguiente expresión:
A0 [dB] = 92.4 + 20 log(/) + 20 Iog( d)
donde:
AO : Atenuación del espacio libre,
f : Frecuencia (GHz).
d : Distancia (Km)
3.4.1,5.2 Pérdidas de derivación (branching)
Corresponde a la atenuación producida en la señal al recorrer una serie de filtros de
radiofrecuencia y circuladores del equipo de radio utilizado.
3. 4.L 5. 3 Pérdidas en los Alimenladores
El alimentador o feeder puede ser una guía de onda o cable coaxial y presenta una
atenuación por unidad de longitud que viene definida por la expresión:
donde:
Af : Pérdidas en los alimentadores
Lf : Longitud total deí feeder
A: Atenuación del feeder por unidad de longitud
128
3.4.1.5.4 Otras Atenuaciones
Se consideran otras atenuaciones a las introducidas por repetidores pasivos,
atenuaciones por sombra o difracción, hidrometeqros, atenuadores a
radiofrecuencia, tolerancias, etc.
La atenuación por hidrometeoros (lluvia, granizo, nieve y niebla) causa absorción y
dispersión de! haz radioeléctrico y suele ser despreciable a frecuencias inferiores a 5
GHz, pero puede alcanzar valores considerables a frecuencias superiores.
3.4.1.6 Desvanecimiento Selectivo
El desvanecimiento selectivo tiene efectos significantes en sistemas de radio digitales
de mediana capacidad (34 Mbps) y alta capacidad (140 Mbps) donde la
indisponibüidad ocurre fundamentalmente a causa de las distorsiones en amplitud y
retardo de grupo a través del ancho de banda del canal producido por la propagación
por caminos múltiples en el medio de transmisión.
3.4.1.7 D i s p o n i b i l i d a d de un ra dio enlace
La probabilidad de la 'tasa de error BER, en un radio enlace digital viene dada por la
siguiente expresión;
*~6 **3 *~M/1°f*L *W
donde:
f: Frecuencia transmitida [GHz]
L: Longitud del trayecto [Km]
129
Fu: Margen de Fading
El valor de Fu es e! margen de Fading, definido como;
Fu = PRx-Pu [dB]
donde:
PRx: Potencia recibida a la entrada del receptor [dBm]
Pu: Umbral de! equipo (potencia mínima) para una tasa de error determinada
[dBm]
La probabilidad de disponibilidad de un radio enlace estaría dado por:
Pdis =1- P
En términos de porcentaje se tiene:i
%Disponibilidad = (1 - P)* 1CÍO [26]i
Para establecer un enlace óptimo, el nivel de recepción de la señal debe ser
mayor que la sensibilidad + margen,
Para un enlace correcto, la sensibilidad debe ser:
• Para 11Mbps:-82dBm " ;
• Para 5.5Mbps: -87dBm
• Para2Mbps:-91dBm
• Para 1Mbps:-94dBm
El margen ha de ser:
• Mínimo: 10dB.
• Enlaces expuestos a interferencias (ciudad): 15dB.
• Enlaces con condiciones climáticas adversas: 20dB.
130
3.4.I..8 Antenas
Cuanto mayor sea la distancia entre antenas, mayor será la pérdida de señal. La
distancia máxima puede variar desde varios metros hasta decenas o cientos de
kilómetros. Es altamente recomendado que haya línea de visión directa entre las
antenas. [27]
3.5 DISEÑO DEL SISTEMA INALÁMBRICO
En la figura 3.15 se presenta un esquema del sistema inalámbrico a diseñarse.
Atacamos
Mariscal Sucre
'•í\. A. Norte
Cerro \o \l *)""'•••- ...198 30 m
Crticila : ."
17350 m
„ .Colorado
.Cerró
JaboncIIId
--,7400 m/ Antenas del \ Pichincha Y^
Í..N Comité del Pueblo='2\1-.,-.. 560 m
\tñ3 \\F \m
\
\a
Puengasf
C.A. Sur1®
San Rafael
6 de Diciembre
Figura 3.15: Esquema del sistema inalámbrico
131
3.5.1 DISEÑO DEL SISTEMA DE M1CROONDAS EN LA BANDA DE
FRECUENCIA DE 2.4 GHZ.
3.5.1.1 Determinación de la zona de Fresnel y línea de vista.
Para la determinación de !a zona de Fresnel y línea de vista se deben de tomar en
cuenta varios factores como son:
• Ubicación geográfica (latitud y longitud) de los puntos A y B.
• Altura de los puntos A y B.
• Distancia entre los puntos A y B.
• Altura dé las torres.
• Frecuencia (2.4 GHz).
• Alturas y distancias intermedias entre los puntos A y B.
En la figura 3.16 se indica un modelo de perfil topográfico tipo, en base al que se
han obtenido la graficación de perfiles, línea de vista y primera zona de Fresnel
de cada uno de los enlaces del sistema utilizando el paquete computaciona!
Excel.
hr
B
Figura 3.16: Perfil topográfico tipo
132
En este gráfico se tiene:
Factor de corrección de altura (hc)
Altura corregida (H)
Altura del rayo (hr)
/? =dl*d2
H = hf + hr
—d
Radio de la primera zona de Fresneí (rf)
dl*d2f*d
Altura superior de Fresnei (hfs)
Altura inferior de Fresne! (hfi)
En las que:
hfs = hr + rf
hfi = hr-r f
d: Distancia del enlace (Km)
K:4/3
a: Radio de la tierra (6370 Km)
d1,d2: Distancias (Km)
hi: Altura en cualquier punto del enlace (m)
f: Frecuencia (MHz)
133
En la tabla 3.3 y en la figura 3.17 se muestra un ejemplo del método utilizado para
ía obtención de la zona de Fresnel y la línea de vista.
DATOS DEL ENLACE ATACAMES -ZAPALLO
PUNTO A:
PUNTO B:
Nombre: ATACAMES
Longitud: 79° 45*20"Latitud: 0°5249"Altura: 108 m.s.n.m.Torre: 4 m.
Nombre: ZAPALLO
Longitud: 79° 31'44"
Latitud: 0° 53 15"Altura: 640 m.s.n.m.Torre: 35 m.
DISTANCIA DEL ENLACE:
FRECUENCIA:
24950 m.
2400 MHZ.
DISTANCIA
D1
(m.)
0
4,300
8.8GO
9.750
10.180
13.450
20.000
21.800
23.500
24.950
ALTURA
hx
(m.)
108
100
200
200
200
100
200
400
5GO
640
DISTANCIA
D2
(m.)
24.950
20.650
16.150
15.200
14.770
11.500
4.950
3.150
1.450
0
FACTOR DE
CORRECION
ALTURA
ht:
0,0
5,2
8,4
8,7
8,8
9,1
5.8
4.0
2,0
0,0
ALTURA
CORREGIDA
H
(m.) _
108,0
105,2
208,4
208,7
208,8
109,1
205,8
404,0
502,0
640,0
ALTURA
DEL
RAYO
(m.)
112
209
311
332
342
416
563
604
642
675
RADIO DE
PRIMERA ZONA
DE FRESNEL
(rf)
0,0
21,1
26,7
27,3
27,5
27,9
22,3
18,6
13,1
0,0
ALTURA
SUPERIOR
FRESNEL
(m.)
112
230
337
359
369
443
586
622
655
675
ALTURA
INFERIOR
FRESNEL
(m.)
112
188
284
305
314
388
541
585
629
675
Tabla 3.3: Calculo de la Zona de Fresnel
134
Figura 3.17: Diagrama de la zona de Fresnel
3.5.1 REQUERIMIENTOS DEL SISTEMA
Para poder escoger el equipo adecuado para este diseño, se procede al análisis y
cálculo de los requerimientos mínimos que los enlaces deben cumplir:
• - Potencia de Recepción:
Prx = Ptx - Abl - AWG1 + Gtx - AQ + Grx - AWG2 - Ab2
135
Ab1, Ab2: Las pérdidas de Branching, tanto del transmisor como del receptor se las
consideran despreciables puesto que no se van a anexar ai equipo de radio filtros, ni
acopladores.
AWG1, AWG2: Para las pérdidas de la guía de onda, se considera la utilización de
aproximadamente 20 m de cable coaxial con una atenuación de 3.71 db/100m para la
conexión de la antena con su respectivo equipo de radio, tanto en el transmisor como
en el receptor:
AWG1 y AWG2 = 3.71dB/lOOm*40m
AWG1 yAWG2 = 1.484dB
Gtx, Grx: De igual forma se consideran valores que se encuentran en el mercado, para
antenas directivas en la frecuencia de 2,4 GHz (16-27 dBi).
= 18 dBi
Margen de Desvanecimiento:
Fu = i Pu I - 1 Prx.l
Para el cálculo del margen de desvanecimiento (Fu), se toman dos consideraciones:
Primera: La potencia de umbral típica de un equipo de radio puede oscilar entre los -
80 a -95 dBm, dependiendo de ios parámetros de diseño del fabricante de dicho equipo,
Segunda: Partiendo de, la recomendación expuesta en el numeral 3.4.1.7 con respecto
al margen de desvanecimiento, se asume para este caso un Fu = 20 dB que
corresponde a condiciones climáticas adversas.
Con estas dos consideraciones se realiza el cálculo de la potencia de recepción ( Prx )
para un margen de desvanecimiento ( Fu ) y una potencia de umbral ( Pu ) ya fijadas:
136
Fu = I Pu I - Prx I
IPrx l = IPuI-Fu
IPrxI = 80dBm-20dB
I Prx I = 60 dBm
Atenuación de espacio Ubre:
Ao = 92.4 + 20log (f) + 20log(d)
En este cálculo se analiza la condición más crítica de distancia, es decir la distancia
más extensa del sistema a diseñar (24,95 Km). Obteniéndose:
Ao = 92.4 + 201og(2.4) + 20iog(24.95)
Ao=127,946 dB
Con ios valores obtenidos de: Prx y AO, así como los asumidos: AWG1, AWG2, Gtx,
Grx, se procede ai cálculo de la Ptx del equipo de radío:
Prx=Ptx-Ab1 -AWG1 + Gtx-Ao -f- Grx-AWG2-Ab2
Ptx=Prx + Ab1 -HAWG1 - Gtx + Ao - Grx + AWG2 + Ab2
Ptx = -60 dBm + 0+1.484 dB - 25 dBi + 127,946 dB - 18 dBi + 1.484 dB + O
Ptx= 27,914 dBm
Con la potencia de transmisión ( Ptx) obtenida y demás consideraciones tomadas
en cuenta para su cálculo, se puede escoger un equipo que cumpla con dichas
condiciones y que cumpla con los parámetros requeridos.
La elección definitiva del equipo de radio, antenas y equipos terminales se la analizará
en ei capítulo 4, contemplando varios proveedores que cumplan con los
requerimientos del sistema.
137
35.2 EQUIPOS
Tomando en cuenta todas las consideraciones técnicas analizadas en el numeral
3.5.1, a continuación se presentan las características de un equipo de radio y antenas
que cumplen con dichos requerimientos.
RADIO AURORA™ 2400
Este equipo pertenece a una familia de radio microondas digitales que emplea la
técnica de espectro ensanchado. Estos radios permiten la implementación de servicios
de comunicaciones inalámbricas de 1E1 a 2E1, así como de puentes remotos para
redes LAN a distancias de hasta 50 KM.
Opera en la banda de 2.4 GHz, por consiguiente y en la mayoría de los casos estos
equipos evitan el proceso de coordinación de frecuencia y obtención de licencias.
Proporciona la interconexión inalámbrica para los sistemas de acceso privado,
servicios de acceso a Internet, puentes remotos para redes LANA/VAN y sistemas
celulares. Reduce ios costos de instalación y mantenimiento debido a que está
constituido por una sola unidad liviana y compacta que puede ser instalada bajo techo
en un solo espacio de bastidor, en superficie plana o como parte integrante de una
estación base.
El CIT (Herramienta de Interfaz Craft) que viene incorporado al equipo permite ajustar
la potencia de salida del transmisor, la secuencia de códigos de dispersión, o la
frecuencia central del equipo, a fin de optimizar su.operación en una trayectoria dada.
En la tabla 3.4 se muestran ¡as características técnicas del equipo. [28]
138
CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS
Rango de Frecuencia
Capacidad Digital
Alcance Máximo
Ancho de Banda del canal de RF
Modulación
Codificación
Estabilidad de frecuencia
Potencia desalida
Retardo de Transmisión
Margen de Desvanecimiento
2400- 2483.5 MHz
1 E1 (2,048 Mbps)
Hasta 50 Km
16 MHz
DQPSK
Secuencia Directa
0.0008%
26dBm
50 us
Mejor que 60 dB
Tabla 3.4: Características técnicas del equipo
ANTENAS
A continuación se presenta características técnicas de diferentes antenas que operan
en la frecuencia de 2,4 GHz, tomadas como referencia para los cálculos de cada uno
de los enlaces del diseño.
ANTENA SEMIPARABÓLICA DE REJILLA [29]
Reflector Material
Mounting Hardware
Gain
Input Frequency
-3 dB Beam Widíh
Cross Polariíy Rejecííon
Front-to-Back Ratio
Irnpedance @ Outpuí
Elevation Adjustment
VS WR ( Average )
Overall Size
Weight
Cast Magnesium Alloy
Stainless Steel
27 dBi , 24 dbi , 20dbi
2400 -2500 MHz
7.5°'
>26 dB
>31 dB
50 OHMS
Optíonal
1 .4:1 ©2450 MHz
58.75*98.13*37.5 cm (24dB¡).
2.43 Kg (24 dBi)
139
ANTENA SECTORIAL AJUSTABLE [30]
TA-2304-2-ISM
Especificaciones Eléctricas
Rango de frecuencia: 2400-2483 MHzGanancia: (dBi) 17.5 a 60° 15.5 a 90°
14.5a 120° 13a 160°VSWR: 1.5:1 max.Relación frente/atrás: 20 db min.Polarización: VerticalPotencia normal: 200 vatios.Ancho de Haz H: 60,90,120,160 gradosAncho de Haz V: 7.2 gradosRechazo de intersección de pol: 20 db minimpedancia: 50 Q.Terminación: conectortipo N hembra.
NOTA: Las características completas de las antenas-y equipos de radio se detallan en el anexo B
Tomando como referencia las características técnicas de estos equipos, en las tablas
3.5 y 3,6 se presentan los valores obtenidos de atenuación, propagación, margen de
desvanecimiento y disponibilidad para las distintas estaciones de servicio y centros de
acopio que conforman la red.
140
Enlace
¡Afcíames-Zapallo
¡Esmeraldas-Zapallo
.Crucha Jaboncillo
'ManuJaboneillo
-ColoradoJabonclllo
•Beaterio-Atacazo
:CA Sur-Atacazo
;PK? -Atácalo
'PKS-Araeazo
'Aíaeazo-Puengasí
íMaríscal-Puengasf
San Rafael-Puengasi
,'CA None-Pichincha
•Comité del Puefalo-Pichincha
¡Pichincha-ÍPF
'5 de Dlciembre-ÍPF
¡Pungasi-YPF
Prx(dBm)
23
23
23
23
23
23
23
23
23
23
• 23
23
23
23
23
23
23
Abl(dB)
0,6
0,6
0,6
0,6
0,6
0,6
0,6
0,6
ftwglfdBJ
3
3
3
3
3
3
3
3
0,6 ! 3
0,6
0,6
0,6
0,6
0,6
0,6
0,6
0,6
3
3
3
3
3
3
3
3
Gtx(dBI)
27
20
27
27
27
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
d(Km)
24,95
15,22
19,83
17,35
15,65
6,4
7,1
8,5
f(Ghz)
2,4
2,4
2,4
U
2,4
2,4
2,4
2.4
755 | 2,4
14,3
4.34
9,75
7,45
7,4
6,18
0,56
5
2,4
2.4
2,4
2,4
2,4
2,4
2,4
2,4
Grx(dBi)
24
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
Awg2(dB)
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
Ab2(dB)
0,6
0.6
0,6
0,6
0,6
0,6
0,6
0,6
0,6
0.6
0.6
0,6
0.6
0,6
0,6
0,6
0,6
Pu(dBm)
®
' -89
•68
•89
®
•89
•89
•89
-83
•89
-89
•89
-89
•89
-89
•8$
•89
• JAojüBl -
127,946
123.S53
125351
124,790
123,395
116,128
117,025
118,593
117,211
123,111
112.754
119,784
117,447
117,389
115,824
94,968
113,984
Prx(dBm)-61,146
•67,853
-63,151
•61,990
•61,095
•60,328
•61.229
42,793
•61,411
tf,311
-56,954
•63^84
41,647
•61,588
-60,024
-39,168
-58,184
TiIídE)"
27,854
21,147
25,849
27,010
27,905
28,672
27,771
26.20?
27.589
21,689
32.046
25,016
27,353
27,411
28,976
49,832
30,816
Tabla 3.5: Cálculos de Atenuación. Potencia de Recepción y Margen de Desvanedmiento de los diferentes
Enlaces
1
! Enlace(Aíacames-Zapallo¡Esmeraldas-ZapalloiCrucita-JaboncilIot Manta- Jaboncillo(Colorado-JaboncilloIBeaterio-AlacazoÍCA Sur-Aíacazo!PK7-AiacazoIPKB-Aíacazo
lAtacazo-PuenqasíÍMariscal-Puenqasf(San Rafael-Puenpasí(C.A. Norte-PichinchaíComiíé del Pueblo-Píchincha!P¡chincha-YPFIB de Diciembre-YPFiPunpasí-YPF
A0250^5D,260,250250250250250250250250250250250250250.25
B025025025025025025
'mm'-"-' ::';íFM:/'í /•f'Éféi?H"-:;v í;¥«:íS6238E-06I 23,5041 4 ,350| 99,9863.805E-061 19.2111 1^364.958E-OBI 21,509| ' 4,3404338E-06J 20,3493.913E-06I 19.4531.600E-OBI 11,637
025| 1.775E-06025025025025
2,125E-Q6L 12,588
14,151
6,6618.452
16.98615,18212,056
99,98599,98999,99499,997
100.000100,00099,999
1,813E-OS| 12,770! 14.8191 100.0003p75E-06¡ 18,6701 3.0191.085E-OBI 6,313| 23,733
99,989100,030
0,25 1 2.438E-06I 15343| 9.673! 59,998025| 1,863E-06| 13 .006 ¡ 14346) 100,000025025.025025
1.850E-06I 12.948] 14.4631.545E-OBJ 11,383| 17,593
100.000100^03
1 ,400E-07| -9,473f 40,359| 100,0001250E-06I 9.542I 21274 100,000
Tabla 3.6; Cálculo del Desempeño y Disponibilidad de los diferentes enlaces
141
3.6 DISEÑO DEL SISTEMA DE RADIO EN LA BANDA DE
FRECUENCIA DE 900 MHz.
3.6.1 DETERMINAaÓNDE LA ZONA DE FRESNEL YLÍNEADE VISTA
De igual forma que en el caso del diseño de la red mediante microondas, a
continuación se elaboran las gráficas de ia zona de Fresnel y Línea de vista de cada
uno de los enlaces para la transmisión de radio en la banda de 900 MHz.
A continuación en la tabla 3.7 y en la figura 3.18 se muestra a manera de ejemplo las
gráficas de la zona de Fresneí y Línea de vista del enlace Atacames-Zapallo.
DATOS DEL ENLACE ATACAMES-ZAPALLO
PUNTO A:
PUNTO B:
FRECUENCIA:
Nombre:Longitud:Latitud:Altura:Torre:
Nombre:
Longitud:
Latitud:Altura:Torre:
NLÁCE:
ATACAMES79° 45 20"0° 52 49"108 m.s.n.m4 m.
ZAPALLO
79° 31 "44"
0°53'15"640 m .n.m
35 m.
24950 m.900 MHZ.
142
DISTANCIAD1(m.)
0
4.300
8.800
9.750
10.180
13.450
20.000
21,800
23.500
24.950
ALTURAhx
(m.)
108
100
200
200
200
100
200
400
500
640
DISTANCIAD2(m.)
24.950
20.650
16.150
15.200
14.770
11.500
4.950
3.150
1.450
0
FACTOR DECORRECION
ALTURAhe
0,0
5,2
8,4
8,7
8,8
9,1
5,8
4,0
2,0
. 0,0
ALTURA
CORREGIDAH
(m.)
108,0
105,2
208,4
208,7
208,8
109,1
205,8
404,0
502,0
640,0
ALTURADEL
RAYO(m.)
112
209
311
332
342
416
563
604
642
675
RADIO DEPRIMERA
ZONADE FRESNEL
(rf)
0,0
34,5
43,6
44,5
44,8
45,5
36,4
30,3
21,3
0,0
ALTURASUPERIORFRESNEL
(m.)
112
243
354
377
387
461
600
634
664
675
ALTURAINFERIORFRESNEL
(m.)
112
175
267
287
297
370
527
574
621
675
Tabla 3.7; Calculo de la Zona de Fresnel y Línea de Vista
Figura 3.19: Diagrama de la zona de Fresnel y Línea de Vista
14o
3.6.2 REQUERIMIENTOS DEL SISTEMA
De la misma manera que en el caso del diseño para la frecuencia de 2.4 GHz (numeral
3.5.1), se deben analizar los requerimientos del sistema. La diferencia de este nuevo
análisis radica en los valores comerciales de ganancia de las antenas que se
consideran para los cálculos, puesto que dichas ganancias están directamente
relacionadas con su frecuencia de operación y, por otra parte, también el cálculo de la
Atenuación de espacio libre A0 se ve afectada puesto que la ecuación que la define
contempla en uno-de sus términos a la frecuencia.
Considerando esto, los valores de: Ab1, Ab2, AWG1, AWG2 y Prx quedan definidos
por las consideraciones tomadas en el numeral ya mencionado. Y por tanto, el cálculo
de la Potencia de transmisión ( Píx ) referencia! del equipo para la distancia más
grande (24,95 Km) viene dado por:
Prx = Ptx - Abl - AWG1 + Gtx - Ao + Grx - AWG2 - Ab2
Ao = 92.4 + 20log (f) + 20log (d)
Ao = 92.4 + 20log (0.9) + 20log (24.95)
Ao= 119,426 dB
Gbc, Grx: Se consideran valores que se encuentran en el mercado, para antenas
directivas en la frecuencia de 900 MHz (8.- 30 dBi).
Gtx =21 dB¡
Grx= 16 dBi
Con loque:
Prx=:Ptx-Ab1 -AWG1 + Gtx-Ao + Grx~AWG2-Ab2
Ptx = Prx + Abl + AWG1 - Gtx + Ao - Grx + AWG2 + Ab2
Ptx = -60dBm + 0+1.484 dB-21 dBi + 119,426 dB - 16 dBi + 1.484dB + 0
Ptx= 25,394 dBm
144
3.63 EQUIPOS
Tomando en cuenta todas las consideraciones técnicas analizadas en el numeral
3.6.2, a continuación se presenta las características de un equipo de radio y antenas
que cumplen dichas consideraciones:
RADIO M900S
La plataforma inalámbrica de banda ancha de la serie M900S™ aprovecha el espectro
eximido de licencia de 900 MHz y proporciona una velocidad de transmisión de hasta
3 Mbps. La serie M900S es una unidad para exteriores completamente integrada que
incluye una antena de poíarización doble, así como un conector para una antena
externa opcional.
Además, la modulación del espectro ensanchado aumenta la resistencia a la pérdida
de señal de múltiples rutas. El uso de antenas extemas aumenta aún más el alcance.
Flexibilidad de canales: El sistema M900S está configurado con cuatro canales
separados entre sí 6 MHz. E! usuario puede redefinir los canales seleccionando las
frecuencias en incrementos de un MHz.
Atenuación de Interferencia: El sistema M900S ofrece una buena resistencia a las
interferencias gracias a la característica de solicitud de repetición automática (ARQ,
Automatic Repeat Request), que vuelve a transmitir automáticamente ios paquetes
con errores para enmascarar ios errores de radiofrecuencia en protocolos de capas
superiores.
En la tabla 3.8 se muestran las características técnicas del equipo.[31]
145
CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS
Rango de Frecuencia
Velocidad de Transmisión
Sensibilidad del receptor
(BER1CT6)
Potencia de salida de
radiofrecuencia
Indicadores LED
Modulación
902 MHz a 928 MHz
3 Mbps
-88 cIBm / 3 Mbps
+26 dBm máx. 1-4 dBm mín.
7 indicadores LED, incluidos 4 RSSI
Secuencia Directa (DSSS)
Tabla 3.8: Características Técnicas del Equipo.[31]
900 MHz SECTOR ANTENAS [32]
SKU: 305-0118Sectorial: 120° ,13,1 dBi
SKU: 305-0109Sectorial: 120 °, 16.1 dBi
SKU: 305-0113Sectorial: 90° ,14.6 dBi
146
ANTENAS YAGI [32]
SKU: 305-0120
8.2 dBi, 30cm
SKU: 305-0122
13 dBi, 97cm
PARABÓLICA [33]
Regiilaiorycoffl|)llance Cross F/B VSWRTyjte Diameter RPE U.S. FCC ETSI ETSI Caín, dBI Bgamwidlft Pol. Rallo max.Number íl (m) Namberfs) 101 7-1 78 Class Gain Low Mld-Band Top Horizonial Vertical Olsc.. dB dB (R.L.. dBJ
P6F-S 6(1.8) 2302 21.5 21.9 22.2 13.0 13.0 12 2-í 1.3(17.7)
P10F-9 10(3.01 2305 26,0 2G.3 26.6 7.8 7.8 15 2S 1.3 (17.7)
Nota: Las características completas de ias antenas y equipos de radio se detallan en el Anexo B
147
Tomando como referencia las características técnicas de estos equipos, en las tablas
3.9 y 3.10 se presentan los valores obtenidos de atenuación, propagación, margen de
desvanecimiento y disponibilidad para las distintas estaciones de servicio y centros de
acopio que conforman ia red.
AwqtfdB] PllH
torces-Zapallo 2435 | 03 | 21.5 OíI Oí i 3 I 1522 03 115,133 I -59333 | 29,661
:CnidtaJ3Í)Ofldll0 20 f Oí | 3 21,5 \W3 21,5 \IS Oí. 116,271 i Í5J7Í í 23,025
Colorado-Jaboncillo 3 I 2lí I Oí | ID I 3 115375 23325Beaterío-tozo 20 Oí 1C.CASuí-Alacazo 7,1 I 0,9 WÍQ I 17,250:PK?-Alacazt> 20 I Oí 8,5 3 I I10Í73 I -73273 15.72?
7.25 Oí •71,892 17J05:Aiacazo-Pneniiasí 20 Oí 13 | lü Oí 111Í92 J2J92
20 | Oí 10 35 I W35
San Rafael-Poengasi 11UK I J¡ 11-5353 I I 3
Comité ilelPüelílo-Pidiíoclia | 20 | Oí 3 U oí B.OII U I 3 | t 03 I 3- | Oí I $ 107305 JfljflüI O í | 3 . EI Oí I 3 i § | 5 i I 3 I Oí ÍOUM
i abla 3.9: Calculo de Atenuación. Potencia de Recepción y Margen de Desvanecimiento de los diferentes
enlaces
' EnlaceiAíacames-Zapallo[Esmeraldas-ZapallofCrucíia-JaboncílloiManta-Jaboncillo(Colorado-JaboncilloIBeaíerio-AlacazoIC'.A. Sur-AíacazoíPK7-AíacazoÍPKB-AlacazolAtacazo-PuenaasíIMariscal-Puenqasí¡San Rafael-PuenqasíÍC.A. Noríe-Pichincha'Comité del Pueblo-Pichincha
A0250,250250250,250250250250250250250,25025025
IPichinch&-YPF 1 0.25ÍB de Diciembre-YPF 1 025!Punqasí*YPF | 0,25
B.0250250250250250250,25
' • f j . ',;•)•:<.'?.-'.:;'.''. Vi1..:
Í1£R]Í*'.B238E-CE3.S05E-064.958E-OS4.338E-063313E-06
ÜJÜiíáB^1924514.95217.25016,08915.194
1.600E-06 I 7,4271 .775E-06
0,25 | 2.125E-068.3299.892
0,25 í 1.813E-06 I 85100250,250.25025 J025025025025
3,5756-081 .085E-DB2.438E-051 ,8535-061 .85QE-061 ,545E^OB1 .400E-071 250E-OB
14,4104,05311,0838.74G8,6887,123
-13,7335283
'ifcSm'tíSfi10.62914,7154.6195,9408,73110,7658,9615.6358,5981,798
17.5120,45210.32610.44311372
r 25,61815,053
í'-^üíis^^.99,99799.99999,99099.99599,99799,99939,99999,99799,998
..99,986100.00099,98799.99999.99999.999100,000100.000
Tabla 3.10; Cálculo del Desempeño y Disponibilidad de los diferentes enlaces
148
3.7 EQUIPOS TERMINAUES
Los equipos terminales son un conjunto de dispositivos que permiten procesar los
diferentes tipos de información que el sistema ofrece. Estos equipos serán utilizados
en todas las estaciones de servicio y centros de acopio tanto para el diseño de
microondas como para el de radio.
La figura 3.20 presenta un esquema de los diferentes equipos terminales a utilizarse en
las estaciones.
Administrador
Teléfono ÍP
E-rj Router
Dupla n
Figura 3.20: Esquema tipo de los equipos a utilizarse en los diferentes estaciones
Los equipos que se utilizan en las estaciones son:
ROUTER: Dispositivo de ruteo que ríos permite conjugar las diferentes señales de
información de la estación para ser enviadas por ef equipo de radio a la oficina central.
Los routers que se utilizarán en este diseño proporcionan acceso a WAN de alto
rendimiento efectivo frente a costos, también brindan solución de extremo a
extremo, estos routers ofrecen procesadores de alta velocidad, QoS avanzada,
soporte integrado para convergencia de voz, datos y vídeo, así como
características de seguridad y control para garantizar una operación de red
149
eficiente y segura, memoria operativa y características y aplicaciones de routing y
seguridad, además ofrecen un número de puertos ethernet y seriales
dependiendo del Jugaren cual serán instalados.
CÁMARAS DE VIDEO VIGILANCIA: Son los equipos que permiten cumplir con el
servicio de vigilancia en las diferentes estaciones.
DUPLEXOR: Este e'quipo se encarga de multiplexar las señales de las cámaras de
video vigilancia, para luego enviar una sola señal al equipo de ruteo.
PROCESADOR DE IMAGEN: La función de este equipo es la de recibir todas las
señales de las cámaras de cada estación para luego vía software poder
monitorear las actividades de tas diferentes estaciones.
Los diferentes proveedores de estos equipos se los presenta en el capitulo 4 con sus
respectivos costos y sus características técnicas en el anexo B.
En la figura 3.21 y 3.22 se presentan las estructuras tipo de un repetidor y la
oficina central con sus respectivos equipos:
Radío 1A
Radio 18 Antena1B
Figura 3.21: Estructura tipo de un repetidor con sus respectivos equipos
Servidor de video
Caín
Router Servidor deastas,
Teléfono tP
Figura 3.22: Estructura de la oficina central
3.8 DISEÑO DEL SISTEMA HÍBRIDO
150
El sistema híbrido consta de un segmento inalámbrico que cubre las estaciones
ubicadas en las provincias de Manabí y Esmeraldas, y otro alámbrico ei cual
cubrirá las estaciones que se encuentran en ia provincia de Pichincha como se
muestra en la figura 3.23.
Atacamos
LomaPitongas!
Figura 3.23: Esquema de! sistema híbrido.
151
La implementación del segmento alámbrico la realizará un proveedor de este
servicio, como lo es ANDINATEL el cual ofrece la tecnología ADSL para la
comunicación de las estaciones ubicadas en la provincia de Pichincha con la
oficina central de REPSOL YPF.
La principal característica de ADSL es que su transmisión es asimétrica, con
mucha mayor velocidad en ei sentido de bajada, es decir hacia el abonado, que
de subida.
Esta tecnología aprovecha el mejor rendimiento que se tiene de los hilos de cobre
para una transmisión asimétrica. En el caso de video vigilancia se puede tener
acceso a este servicio en el lugar a ser vigilado, mediante la conexión de cámaras
de video a un concentrador digital conectado a un modem ADSL.
ADSL permite usar el viejo par de cobre de la central telefónica, para obtener
además del servicio telefónico un servicio permanente de transmisión de datos á
alta velocidad. Utiliza la banda de frecuencias comprendida entre 4 KHz a 2.2
MHz, por esto es necesario instalar módems ADSL a cada lado de la línea, lo cual
permite tener una transmisión de voz y datos simultáneamente, gracias a filtros
que discriminan la zona de alta frecuencia utilizada para los datos, de la zona de
baja frecuencia utilizada en telefonía.
Se utilizan tres canales para la comunicación, un canal de alta velocidad simplex
en el sentido de la red-usuario, un canal dúplex de menor velocidad y un canal
ordinario telefónico, estos tres canales transmiten sobre un único par de cobre. El
canal de alta velocidad transmite de 1.5 a 9 Mbps, dependiendo de la calidad y
longitud del bucle.
La figura 3.24 muestra un esquema de una red de banda ancha basada en esta
tecnología. En el lado de los abonados, existe un modem con filtros e interfaces
suficientes para los diferentes equipos terminales. En el lado de la central el
servicio de voz analógico se dirige hacia el conmutador de voz con ayuda de otro
152
filtro. El bucle local ADSL finaliza ahora en un nodo de acceso, este nodo ( un tipo
de multiplexor de acceso DSL o DSLAM) multiplexa varias líneas ADSL. En el otro
extremo del nodo de acceso se pueden mantener enlaces a enrutadores TCP/IP o
conmutadores ATM.
*e B*no* Anotw úa AOCMG ÍIM Oe LXuonc
Figura 3.24 Estructura de la red extremo a extremo con acceso ADSL.[23]
Estos conmutadores o enrutadores permiten al usuario acceder a los servicios de
su elección como: acceso a Internet, proveedores de contenido (información,
noticias, etc.), video bajo demanda, redes corporativas, etc. Se puede observar
que estos servicios pueden ser proporcionados sobre TCP/IP o sobre ATM, ADSL
soporta ambos. [23]
153
CAPÍTULO 4
ANÁLISIS DE COSTOS
154
4.1 INTRODUCCIÓN
Para el anáfisis de los costos se tomarán en cuenta diversos proveedores de los
equipos que se requieren en los diseños, analizando las características técnicas
de los mismos, así como precios y garantías que ofrecen los proveedores.
Debido a que la banda de 900 Mhz en la actualidad se encuentra saturada según
datos proporcionadas por el SENATEL, en el análisis de costos de las diferentes
alternativas de diseño, no se analizarán ios precios de ios equipos de esta banda,
sino solamente los necesarios para 2.4 Ghz y el diseño híbrido.
Para el caso del diseño híbrido e! .análisis se lo realizará en dos partes: una la
correspondiente ai segmento inalámbrico para el que, en el mercado se tienen
diversos proveedores a nivel mundial y la otra, el diseño alámbrico en el que se
toma como base los costos reglamentados por el CONATEL para los servicios de
transporte de datos.
A partir de estas premisas se escogerá ia mejor alternativa de diseño, no solo en
base a ios costos sino también considerando las características técnicas y
garantías que ofrecen los proveedores de los equipos y servicios.
A continuación se presentan distintos proveedores de los equipos a utilizarse en
el diseño.
155
4.2 COSTOS DE EQUIPO PARA EL DISEÑO INALÁMBRICO A 2.4
GHZ
El análisis de los distintos proveedores se lo realizará en base a las
características de los equipos que serán utilizados para la transferencia de voz,
datos y video que son los servicios que prestará la red, los equipos a utilizarse
son los siguientes:
• Antenas
• Equipos de radio
• Rouíers . .
• Cámaras
Para la selección de la mejor alternativa de los proveedores de equipos, se debe
verificar que cumplan con las necesidades que eí diseño requiere para su
implementación y desarrollo como son:
• Velocidad de Transmisión
• Ancho de Banda
• Alcance
• Frecuencia
• Ganancia
• Polarización
• Conexión punto-punto
• Número de puertos: seriales y ethernet
• Mantenimiento
• Garantías
• Costos
• Etc.
Antenas:
156
MarcaLambdaantenas
TemasSA
Tii-tek
Descripción
PAR240-16GHParabólica ,montajehorizontal
PAR240-16GVParabólicamontaje enMástil
Semiparabólícade rejilla
Semiparabólicade rejilla
SemiparabóHcade rejilla
TA-2304-2-1SMAdjustableSector
Frecuencia
2400-2485MHz
2400-2485MHz
2400-2500MHz
2400-2500MHz
2400-2500MHz
2400-2483MHz
Ganancia
16dBi
16dBi
2 7 d B i .
24dBi
20dBi
17.5 dB¡@60°, 15.5dB¡ @ 90°14.5 dB¡@120°, 13dBi@160°
Precio
349,40USD
331.35USD
109USD
89USD
79USD
300USD
Garantías
2 años
2 años
1 año
1 año
1 año
1 año
Polarización
Vertical
Vertical
Vertical yHorizontal
Vertical yHorizontal
Vertical yHorizontal
Vertical
Tabla 4.1; Marca, características y costos de antenas
Cámaras:
157
Marca
Axis
Lorex
Descripción
2100, cameranetwork. 10/100, 1serial para modem.
2110, cameranetwork. 10/100, 1serial para modem.Lente iris manualpara condiciones deluz en exteriores
Lorex Sg61 30 2.4GHz WirelessReceiver/CameraObservatíon System(B&W)
Lorex Sg61 10x4Channel B&WCamera For LorexObservation System
Lorex Sg7010sxAddítional B&WWeather Resistan!Camera, 3.6mmFíxed Lens
Fotos porsegundo
Hasta 10
Hasta 15
Hasta 10
Hasta 20
Hasta 15
Compresión
M-JPEG5-70 KB
M-JPEG5-70KB
M-JPEG3-120KB
M-JPEG3-30KB
M-JPEG3-700 KB
Resolución
640*480320*240
640*480320*240
640*480320*240J 60*120
640*480320*240160*120
640*480320*240160*120
Precio
319 USD
533 USD
199.95 USD
159.95 USD
119.99 USD
Tabla 4.2: Marca, características y costos de cámaras.
158
Equipos de radio:
•1
Marca
Harris
TemasSA
Lynx
~
Descripción
AURORA™2400, Radioantennapackage DSSFrecuencia:2400-2483, 5 MHz
TmsNet, DSSFrecuencia:2412-2462MHz
TmsNeí, DSSFrecuencia:2412-2462MHz
SP24x7E-Lynx.HD2.4GHz
SP24X7E-Lynx.HD2.4GHz
SP24x7E-Lynx.HD2.4GHz
Velocidad
1 E1
E1-T1
E1-T1
4*T1
4*T1
4*t1
Transmisión
Punío-punto
MulíipuntoPunío-punto
MultipuníoPunto-punto
Punto-punto
Punto-punto
Punto-punto
Alcance
50 Km.
30 Km.
30 Km.
30 Km.
30 Km.
30 Km.
Garantía
2 años
1 año
1 año
1 años
2 años
3 años
Precio
5995,95USD
380 USD
380 USD
2,450.00USD
4,154.00USD
5,144.00USD
Tabla 4.3: Marca, características y costos de equipos de radio.
159
Routers:
Para la selección de los routers se tomarán en cuenta las siguientes
características;
• Número de puertos ethernet.
• Número de puertos seriales
• Manejo de la tecnología Frame Relay,
A continuación en las tablas 4.4 y 4.5 se presentan, el número de puertos que
requiere el rouíer para los diferentes puntos de la red como son: Estaciones,
Centros de acopio, Oficina Central y Repetidores.
Nombre
Oficina Central
6 de Diciembre
Comité del Pueblo
Centro de Acopio Norte
PK7
PK8
Mariscal Sucre
Beaterío
Centro de Acopio Sur
San Rafael
Manta
Crucita
Colorado
Esmeraldas
Atacames
Número de Puertos Seriales
3
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
Número de Puertos Ethernet
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
Tabla 4.4: Número de puertos necesarios en los Routers para las diferentes Estaciones, Centros de acopio y
Oficina central.
160
NombreCerro Atacazo
Antenas del Pichincha
Loma de Puengasi
Cerro Zapallo
Cerro Jaboncillo
Número de puertos seriales7
3
4
3
4
Número de puertos Ethernet0
0
0
0
0
Tabla 4.5: Número de puertos necesario en los Routers para los distintos Repetidores.
A continuación en la tabla 4.6 se presentan los distintos proveedores para los
routers y tarjetas de video.
Marca
Cisco
3 - com.
Lorex
Modelo
Cisco 805
Cisco 2520
Cisco 2509
Port Module
3Com Router3013
3Com Router5640
3Com Router5680
LorexSG6125
DescripciónCisco 805 ¡s a router with asingle serial WAN port andEthernet LAN port.One Ethernet 10BaseT Port4 Asynchronous Serial PortsAnd An ISDN BR! PortOne Ethernet 10BaseT Port8 Asynchronous SerialPorts: Used for connection tomodems, termináis, or otherasynchronous (EIA/TIA-232)equipmení
4port Sync/Async Serial
Un puerto 10/100BASE-T; unISDN BRI, un serie(Sínc/Asínc), uno de Consola, yuno serie AUX
Chassis to moduíate forassembly in rack equipped with4 grooves MIM
Chassis to moduíate forassembiy in rack equipped wiíh8 grooves MIM
2.4 GHz 4-Channe!Transmitter/Receiver System
Garantía
warranty 1 yearTechnical support
warranty 1 yearTechnical support
warranty 1 yearTechnical support
Limited warranty1 year Technicalsupport, phoneconsultíng 90daysLimited warranty1 year Technicalsupport, phoneconsulting 90daysLimited warranty1 year Technicalsupport, phoneconsuíting 90daysLimited warranty1 year Technica]support, phoneconsulting 90days
Precio
$999,99
$3195
$2695
$436.77
S557.52
S2487
$4572
$99.96
Tabla 4.6: Marca, características y costos de routers.
161
Todos los proveedores mencionados en este proyecto brindan servicio de
mantenimiento, algunos como es el caso de Harrys y Temas ofrecen aparte de un
mantenimiento periódico, un curso de entrenamiento de dos meses para el
manejo de los equipos, y en la mayoría de los casos la instalación se la realiza en
48 horas.
4.3 COSTOS DE EQUIPO PARA EL DISEÑO HÍBRIDO
Consta de dos partes una alámbrica para las estaciones ubicadas en la provincia
de Pichincha, para las que en la tabla 4,7 se indican los costos para cada uno de
los enlaces a una velocidad de 256 Kbps; y una inalámbrica en la banda de 2,4
GHz para las provincias de Manabí y Esmeraldas.
En la tabla 4.7 se presentan las tarifas mensuafes y costos de inscripción para
acceder a los servicios de línea dedicada proporcionados por ia SENATEL, que
se encuentran reglamentados en la resolución 456 de CONATEL detallada en e!
anexo C, y a la que todos ios proveedores de este servicio se deben regir. Estos
proveedores además de cumplir con los costos estipulados proveen los equipos
necesarios para la instalación en los distintos puntos del diseño alámbrico, como:
módems, routers, etc.
COSTO DE LOS ENLACESOLEAR CHANNEL '
162
&-ffff8S&!S?ff8Jji&3S
tetófe*
REPSOLMATRIZ
PICHINCHAE.S. 6 DE
DIC PICHINCHA LOCAL 256 250,00 440,00
REPSOLMATRIZ PICHINCHA
E.S.MARISCAL
SUCREPICHINCHA LOCAL 256 250,00 440,00
REPSOLMATRIZ PICHINCHA
E.S.PANASUR
M.D.PICHINCHA LOCAL 256 250,00 440,00
REPSOLMATRIZ PICHINCHA
E.S.PANASUR
M.l.PICHINCHA LOCAL 256 250,00 440,00
REPSOLMATRIZ PICHINCHA E. S.SAN
RAFAEL PICHINCHA LOCAL 256 250,00 440,00
REPSOLMATRIZ PICHINCHA BEATERÍO PICHINCHA LOCAL 256 250,00 440,00
REPSOLMATRIZ PICHINCHA
C. ACOPIOSUR PICHINCVHA LOCAL 256 250,00 440,00
REPSOLMATRIZ PICHINCHA
C. ACOPIONORTE
PICHINCHA LOCAL 256 250,00 440,00
REPSOLMATRIZ PICHINCHA
COMITÉ DELPUEBLO PICHINCHA LOCAL 256 250,00 440,00
Tabla 4.7: Costos de clear channel para 256 Kbps
Los proveedores de equipos y servicios que se presentan en este proyecto
cumplen con los requerimientos del diseño, por lo que el factor más relevante
para la elección de la mejor alternativa ha sido el costo de los mismos, a
continuación en la tabla 4.8 se muestran los proveedores de equipos que más se
ajustan ha estas necesidades.
Nota: En el anexo B se muestran con más detalle las características técnicas de
los distintos equipos utilizados para el diseño.
163
MarcaTemas SA
Cámaras Lorex
3Com
DescripciónTmsÑet, base mulíipunto, DSSFrecuencia: 2412-2462 MHz
TmsNet, punto-punto, DSSFrecuencia: 2412-2462 MHz
Semiparabólica de rejilla 27 dBiFrecuencia: 2400-2500 MHz
Semiparabólica de rejilla 20 dBiFrecuencia: 2400-2500 MHz
Lorex Sg6110x 4 Channel B&WCamera For Lorex ObservaííonSystem
LOREX SG6125 2.4 GHz4-Channel Transmitter/ReceiverSystem
4Pon Module
3ComRouter3013
3ComRouter5640
3ComRouter5680
Precio USD
380
380
109
79
159.95
99.96
436.77
557.52
2487
4572
Tabla 4.8: Marca, características y costos del equipo a utilizar.
Para el segmento alámbrico, se utilizarán los servicios de alguno de ios
proveedores que prestan este servicio en el país y que se ajusten a los precios
establecidos por la SENATEL (ver tabla 4.7).
164
4.4 ANÁLISIS DE COSTOS PARA EL DISEÑO INALÁMBRICO A 2,4
GHz:
Para este diseño se necesita colocar antenas en los siguientes repetidores:
• Cerro Jaboncillo; Semiparabólica de rejilla 20 dBi.
• Cerro Atacazo: Semiparabólica de rejilla 20 dBi.
• Cerro Zapallo: Semiparabólica de rejilla 20 dBi y 24 dBi.
• Loma de Puengasi: Semiparabólica de rejilla 20 dBi.
• Antenas de! Pichincha: Semiparabólica de rejilla 20 dBi.
• Repsol YPF: Semiparabólica de rejilla 20 dBi.
En la tabla 4.9 se indican los costos referenciales de las antenas y equipos ha utilizarse
en ios repetidores
ítem
1
2
3
4
Descripción
Equipo de radio:TmsNet, punto-punto, DSSSemiparabólicade rejilla 20 dBiSemiparabólicade rejilla 24 dBiRouters 7 puertosserialesRouters 4 puertosserialesRouíers 3 puertosseriales4Port Module
Cantidad
21
20
1
1
2
2
4
V.Unitario(USD)
380
79
89
4572
2487
557.52
436.77
Subtotal12% IVATotal USD
V.Total(USD)
7980
1580
89
4572
4974
1115,04
1747,08
21,784,122.614.0924.398,21
Tabla 4.9 Valores referenciales de antenas y routers para los Repetidores
165
En ia tabla 4.10 se detalla los costos de los equipos a instalarse en las estaciones
base.
ítem
1
2
3
4
5
Descripción
Semiparabóüca derejilla 27 dBi
Semiparabóüca derejilla 20 dBi
Procesador deimagen: SG6125 2.4GHz4-ChannelTransmitter/ReceiverSystem
Equipo de radio:TmsNeí, punto-punto, DSS
Cámara: Sg6110Channel B&WCamera For LorexObservation SystemRouter: 1 PuertoEthernet, 1 Puertoserial
Cantidad
4
8
12
12
24
12
V. Unitario_fysp]_
109
79
99.96
380
159.95
557.52
Subtoíal12% IVATotal USD
V.Totai(USD)
436
632
1199,52
4560
3838,8
6690,24
17356,562082,7819439,34
Tabla 4.10. Costos referenciales de los equipos para las Estaciones de Servicio
166
En la tabla 4.11 se detalla los costos de los equipos a instalarse en los centros de
acopio.
ítem
1
2
3
4
5
Descripción
Semiparabólica de rejilla20dBi
Equipo de radio: TmsNet,puntopunío, DSS
Procesador de imagen:SG61252.4GHz4-ChannelTransmitter/ReceiverSystem
Cámara: Sg6110Channel B&W CameraFor Lorex ObservationSystemRouter: 1 PuertoEthernet, 1 Puerto serial
Cantidad
2
2
2
6
2
V.Unitario(USD)
79
380
99.96
159.95
557.52Subtota!12% IVATotal USD
V.Total(USD)
158
760
199.92
959.7
1115,043192.66383,113575,77
Tabla 4.11. Costos referenciales de los equipos de los Centros de Acopio
Para ia Oficina Central, en la tabla 4.12 se detalla los costos de los equipos a
instalarse en ella.
ítem
1
2
3
4
Descripción
Equipo de radio: TmsNet,punto-punto, DSS
Semíparabólica de rejilla20 dBíAVerMedia 8 EYES Pro
Router: 1 ethernet, 3seriales
Cantidad
3
3
3
1
V.Unitario(USD)
380
79
351.33
557.52Subtotal12% IVATotal USD
V.Total(USD)
1140
237
1053,99
557.522988,51358,623347,13
Tabla 4.12. Costos referenciales de los equipos en la Oficina Centra.
167
Con los costos expuestos en las-tablas 4.9, 4.10, 4.11 y 4.12, se obtiene un valor
referencia! de la inversión necesaria para la implementación del diseño inalámbrico a
2.4 GHz.
Costo del equipo = Costos Repetidores+Costos Estaciones+Costos Centros de
Acopio+Costos Oficina Central
= 24.398,21+19439,34+3575,77+3347,13 USD
= 50.760,45 USD
A esto se le debe sumar el costo de arrendamiento de las torres en ios repetidores que
es de alrededor de 200 USD mensuales por antena, lo que da un costo adicional de
4200 USD mensuales.
Por lo que la inversión inicial sería de: 50.760.45USD
Y un pago mensual de: 4200 USD
4.5 ANÁLISIS DE COSTOS PARA EL DISEÑO HÍBRIDO
Para este diseno se necesita colocar antenas en los siguientes repetidores:
Antenas Semiparabólicas de rejilla:
• Cerro Jaboncillo: Antenas Semiparabólicas de rejilla
• Cerro Atacazo: Semiparabólica de rejilla 20 dBí
• Cerro Zapallo: Semiparabólica de rejilla 20 dBi y 24 dBi
• Loma de Puengasi: Semiparabólica de rejilla 20 dBi
168
En la tabla 4.13 se indican los costos referenciales de los equipos ha utilizarse en los
repetidores.
ítem
1
2
3
4
Descripción
Equipo de radio: TmsNetpunto-punto, DSS
Semiparabólica de rejilla20dBiSemiparabólica de rejilla24dB¡Routers 4 puertosseriales
Routers 3 puertosseriales4Port Module
Cantidad
12
11
1
1
2
1
V.Unitario(USD)
380
79
89
2487
557,52
436,77
Subtotal12% IVATotal USD
V.Total(USD)
4560
869
89
2487
1115,04
4S6..77
9.556,811.146,8110.703,62
Tabla 4.13. Valores referenciales de las antenas en los repetidores
En la tabla 4.14 se indican los costos referenciales de los equipos ha utilizarse en las
estaciones de servicio.
ítem
1
2
3
4
5
Descripción
Semiparabólica derejilla 27 dBíSemiparabólica derejilla 20 dBíProcesador deimagen: SG61252.4GHz4-ChanneITransmitter/ReceiverSystemEquipo de radio:TmsNet, punto-punto, DSSCámara:- Sg61 10x4Channel B&WRouíer: 1 PuertoEthernet, 1 Puertoserial
Cantidad
4
1
5
5
10
' 5
V.Unitario(USD)
109
79
99.96
380
159.95
557.52
Subtotal12% IVATotal USD
V.Total(USD)
436
79
499,8
1900
1599,5
2787,6
7301,9876,228178,12
Tabla 4.14. Cosíos referenciales de los equipos para las Estaciones de Servicio
169
Para la Oficina Central, en la tabla 4.15 se detalla los costos de los equipos a
instalarse en ella.
ítem
1
2
3
4
Descripción
Equipo de radio; TmsNet,punto-punto, DSSSemíparabólica de rejilla20dBiAVerMedia 8 EYES Pro
Routers 3 puertosseriales
Cantidad
1
1
3
1
V. Unitario(USD)
380
79
351.33
557.52Subtotal12% IVATota! USD
V.Total(USD)
380
79
1053.99
557.522070,51248,462318,97
Tabla 4.15: Cosíos referencíales de los equipos en la Oficina Central.
Con los costos expuestos en las tablas 4.13, 4.14, 4.15 y con los datos
proporcionados por Ja SENATEL referente a costos de instalación de servicios de línea
dedicada por parte de los proveedores, incluyéndose en los costos los equipos a
instalarse en los diferentes puntos para la provincia de Pichincha se procede a sacar
un valor referencial para eí diseño del sistema híbrido.
Costo del equipo = Costos Repetidores+Costos Estaciones de Servicio+Costos
Oficina Central
= 10.703,62+8.178,12+2.318,97 USD
= 21.200,71 USD
Costos de arrendamiento al proveedor del segmento alámbrico; 5.029,00 USD
mensuales, además de 2.520,00 USD de inscripción, y 2400 USD mensuales de
arrendamiento de torres.
Por lo que la inversión inicial sería de: 21.200,71 USD
Y un pago mensual de; 7429 USD
170
4.6 ELECCIÓN DE LA MEJOR ALTERNATIVA DE DISEÑO
Tanto el diseño inalámbrico como el híbrido están preparados para cumplir con los
requerimientos del sistema, pero de lo expuesto en los numerales 4.4 y 4.5 se
puede ver que aunque los costos de inversión inicial para implementar el sistema
inalámbrico son mayores que los costos del diseño híbrido, el sistema híbrido
tiene una inversión inicial que sumada a su pago mensual en un plazo de nueve
meses supera al costo de implementacíón y pago mensual del diseño inalámbrico
como se índica en la figura 4.1.
Mes0123456789101112131415IB171819202122232425
•2627282930313233343535
Inalámbrico50760.4554960,4559160.4563360.4567560.4571760.4575960.4580160.4584360.4568560.4592760.4596960.45101150,45105360.45109560.451,13760.45117960.45122160.45
•126360.45130560.45-134760.45138960.45143160.45-147360,45'151550.45155760.45.159960,4516416045163360.45172560.45•175760.45180960.45
185160.45189360.45193560.45197760.45201960.45
•Híbrido
21200,7128629.71
36058,7143487.7150916.7153345.7165774,7173203.7180632,71
83061.71 '95490.71102919,71110346.7111////71125206,7113263571140064,71147493.71154922.71162351.71
16976071177209.71184638,7.1
19206771"1994967120692571214354.71
'22178371.229212.71236641.71 •244070.71
"25149971.258928.71.266357712737667128121571
-28864-4.71
C:omparaciónrde;c:ostos de losrdiseños Híbrido eInalámbrico
35UUUO-
300000-
O -/DUUUU'-
2. '200000-— •Knnnn.-t.-aii" innnnn-
^nnnO'-
>-"""
^^^ ^~"^
^¿-^^
~^?^
^
: — .Inalámbrico— .Hbrido
••0-1 1 -, ¡ ¡•:Ó 10. 20 30 .'40
Mes
-
Figura 4.] Comparación de costos de los diseños Híbrido e Inalámbrico
17]
En la figura 4.1 se puede ver que transcurridos los primeros 3 años, el sistema
Híbrido da un costo de casi 100.000 USD más que el sistema Inalámbrico,
Por lo que se concluye que aunque ambos diseños cumplen con las
características que el sistema requiere, se recomienda ia implementación deí
diseño Inalámbrico a 2.4 GHz ya que representa un costo a futuro menor que el
diseño Híbrido.
172
CAPITULO 5
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
173
5.1 CONCLUSIONES
• De las posibles alternativas de transmisión mencionadas en el Capitulo 2
(transmisión vía satélite, fibra óptica, radio, microondas, xDSL), se
escogieron ios tres últimos, debido a que la velocidad de transmisión
requerida (247.71 Kbps) para cumplir con los requerimientos de diseño, no
justifican el uso de satélite o fibra óptica puesto que estas tecnologías
estarían, subutilizadas ya que son más adecuadas para aplicaciones con
velocidades de transmisión altas y además, para el caso de transferencia
de información en tiempo real la transmisión satelital no es adecuada por
los retardos que maneja.
• El ancho de banda mínimo que debe manejar la oficina central es de 3
Mbps para que pueda soportar el tráfico de video vigilancia que generan
permanentemente las estaciones y el trafico de voz y datos generados en
las horas pico.
• Este sistema fue diseñado para ofrecer servicios de voz, datos y video
vigilancia para las estaciones de servicio y centros de acopio de Repsoí
YPF (15 puntos de enlace), pero en un futuro sus similares de la provincia
del Guayas mantendrán también una comunicación directa con la oficina
central en Quito, Estas estaciones cumplirán con los mismos
requerimientos que las estaciones ubicadas en las provincias de Manabí,
Esmeraldas y Pichincha por lo que este diseño se puede ajustar sin mayor
dificultad a este incremento en el número de enlaces que a futuro tendrá el
sistema.
Se eligió la tecnología Spread Spectrum debido a que ofrece seguridad en
la transmisión de la información y es menos sensible a interferencias, otra
razón es que debido a su alta demanda el costo de adquisición,
impíementación y mantenimiento de los equipos es menor en comparación
174
a otras tecnologías. Por otra parte Spread Spectrum ofrece una solución a
problemas de multitrayecto y mulíiusuarios, ya que cualquier usuario
autorizado podría acceder a la red en cualquier momento sin crear
interferencia.
La estimación dei tráfico a 10 años se la realizó mediante métodos
estadísticos que no contemplan los cambios tecnológicos que a futuro
puedan darse, por lo que se recomienda hacer una revisión de la
proyección de tráfico cada 2 o 3 años, según exijan circunstancias.
Para ampliar la red a futuro se recomienda a la empresa el uso de una IP.
PABX en la oficina central que cumpla con la función de un
enrutador/conmutador, para las transmisiones de voz y datos.
En la estimación de la velocidad de transmisión se han considerado los
servicios que se va a ofrecer; en el caso del servicio de voz se contemplan
las velocidades de transmisión recomendadas por la UIT, para la
transmisión de datos se tomaron en cuenta el número de facturas y
pedidos que serán enviados en las horas pico, resultando necesario para
esto una velocidad de transmisión de 1,1 Kbps, en cuanto a la transmisión
de video se analiza el tipo de cámara, resolución y compresión ofrecidas
por el equipo, y considerando que es una transmisión de video vigilancia en
las que no es indispensable una alta resolución de la imagen, se ha
escogido para ella un tamaño de 320*240 píxeles a una tasa de 5
imágenes por segundo, encontrándose necesaria una velocidad de
transmisión de 241,2 Kbps.
Por lo que se concluye que el factor predominante en la estimación de la
velocidad de transmisión es la transmisión de vídeo vigilancia, debido a que
es el servicio que mayor velocidad de transmisión requiere y es el que se
transmitirá en forma constante.
175
La selección de los equipos se la ha realizado tomando en cuenta ios
requerimientos del diseño y las características técnicas de los mismos
como son alcance, velocidad de transmisión, modo de transmisión, etc y,
analizando estos aspectos se previo el uso de los mismos para una futura
ampliación de la red, evitando así un incremento en ios costos de inversión
por parte de la empresa.
Los costos de los equipos varían según la marca, características técnicas,
etc. En ocasiones estos costos incluyen un kit como en el caso de ciertos
equipos de radio que cuentan con su respectiva antena, y/o servicio de
mantenimiento gratuito dentro del tiempo de garantía. Estas características
junto con las técnicas sirven como base para la elección de los equipos.
En este proyecto se ha dispuesto tres alternativas de diseño, radio, .
microondas y xDSL. El diseño basado en la transmisión vía radio se lo ha
descartado debido a que ia banda de frecuencia de 900 MHz (para spread
spectrum) se encuentra saturada, por lo que se ha escogido como mejor
.alternativa el diseño inalámbrico de 2,4 GHz.
Como se indico en el Capitulo 1, debido a que la empresa no cuenta
actualmente con una red que soporte los servicios de voz, datos y video;
no se hace referencia a mediciones de tráfico para el cálculo del ancho de
banda del enlace, sino que, a partir de la información proporcionada por la
empresa referente a sus requerimientos y horas pico, se han efectuado los
cálculos necesarios para obtener un estimado del tráfico que el sistema va
a cursar.
176
La teoría del tráfico define dos grandes grupos:
• Tráfico con control de congestión.
* Tráfico sin control de congestión.
Para el caso del presente proyecto el tráfico a cursar es sin control de
congestión, ya que no se consideran los retardos de transmisión y
recepción de datos y además se tendrá una velocidad de transmisión
constante.
Las técnicas de compresión se basan esencialmente en el análisis de dos
aspectos: las limitaciones sensoriales del ser humano y los avances de la
tecnología. En base a estos aspectos se han desarrollado varias técnicas
de compresión para voz, datos y video.
En el caso de la transmisión de voz, se toma en cuenta que el oído
humano es capaz de captar sólo un cierto porcentaje de la información
contenida en un determinado sonido y, ayudados de algoritmos de
compresión en base a los que se han desarrollado codificadores de onda y
codificadores de voz, se procura eliminar la información no audible y la
redundancia dejando únicamente la entropía de un determinado sonido.
En el Capítulo 1 se han analizado tres tipos de codificadores de voz
(LPAS, ADPCM, VOCODERS), siendo el más adecuado para este diseño
el vocoder ya que ofrece una velocidad de transmisión ya comprimida de
5,3 Kbps normalizado por la UIT en la recomendación ITU.TG-723.1 (ver
anexo A), además de ser la técnica de compresión de voz más utilizada y
la que mejor se adapta a los requerimientos del sistema.
Así como nuestro oído, nuestra visión tiene también limitaciones, se conoce
que el ojo humano no responde con la misma sensibilidad a toda la
información visual, cierta información tiene menos importancia relativa que
otra en el proceso visual normal, llegando a la conclusión de que esta
177
información es psicovisualmente redundante y se puede eliminar sin que
altere significativamente la calidad de la percepción de la imagen.
Para eliminar este tipo de información que no es significativa se han
desarrollado varios tipos de compresiones de los cuales las más conocidas
son: JPEG y MPEG. Para este diseño se ha tomado en cuenta la técnica
de compresión JPEG que es un estándar universal de compresión con
perdidas para imágenes fijas, reconocido por la ISO 10918, y que también
puede ser usado en ia compresión de video porque proporciona una
descompresión de imagen de calidad bastante alta a una razón de
compresión muy buena, y requiere mucho menos poder de calculo que la
compresión MPEG, además cabe mencionar que existen técnicas de
compresión sin perdidas pero estos no se requieren para la presente
aplicación y además proporcionan razones de compresión más bajas que
las técnicas de compresión con perdidas.
Para una correcta implementación y uso de los radio enlaces se debe
cumplir con las normas técnicas impuestas por el CONATEL (Resolución
538-20 ) entre las que se tiene:
• Bandas de frecuencia disponibles
• Configuración del sistema.
• Potencia de transmisión.
• Ganancias de (as antenas
• etc. (ver anexo C)
Además se debe llenar un formulario proporcionado en ia SNT (ver anexo
C) para el otorgamiento de las licencias de uso de las bandas de
frecuencias asignadas y disponibles.
178
5.2 RECOMENDACIONES
• Se debe realizar mantenimiento preventivo de todo el sistema por lo menos
cada seis meses. Dicho mantenimiento, lo debe realizar personal técnico
calificado, siguiendo las especificaciones y recomendaciones de los
fabricantes de los diferentes equipos escogidos para el proyecto, se debe
también revisar la infraestructura, estaciones, torres y sus accesorios, en
razón de que estos elementos tienen sujeciones y son susceptibles a
daños.
• En caso de desperfecto, daño, o cualquier síntoma de funcionamiento
anómalo, reportar a! centro de servicio responsable del mantenimiento de
los equipos y partes, y no realizar ningún intento de reparación para evitar
mayores daños en los equipos o en el personal que realice el trabajo.
• Mantener en reserva el detalle de las frecuencias utilizadas y otra
información técnica importante, para evitar que personas inescrupulosas
obtengan dicha información y conozcan las actividades de la empresa.
• Se recomienda que para la implementación del presente diseño se
disponga de sistemas de protección contra descargas eléctricas, así como
un buen sistema de tierra para los equipos de comunicación.
• Luego de analizar las diferentes alternativas de diseño, en base a las
exigencias de la empresa y disponibilidad de servicios que ofrecen ios
proveedores se concluye que el diseño óptimo y por tanto el que se
recomienda implemeníar, es el diseño inalámbrico de 2,4 GHz debido a
que los costos de inversión a partir del noveno mes son menores en
comparación con el diseño híbrido.
179
BIBLIOGRAFÍA
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180
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[31] www.tangobroadband.com/sp/products
[32] www.waverider.com
[33] www.andrew.com
ANEXO A
MEDIOS DE TRANSMISIÓN
World Satellfte Communications & Broadcasting Markets Survey, Prospects to 2006 B-1
1. International
OPERATIONAL GEOSTATIONARY SYSTEMSINMARSATINTELSATORIONPANAMSAT
"BIG LEO" PROJECTSGLOBALSTARICOIRIDIUMODYSSEY
- OPERATIONAL LEO SYSTEMSARGOSSARSAT/COSPAS
• "LITLLE LEO11 PROJECTS
* CABLE COMPET1TION TO INTERNATIONAL SATELLITE SYSTEMS
<D Euroconsult 1996
B-2 Part B: International
Inmarsat (International Mobile Satellite Organisation)London, UK ' • .-.v-*v¿ ^ ,- . . - . ' ' • '^ : •• ".• v* .-.-*• - -
Overview of activityInmarsat was created ¡n 1979 to opérate aworidwide satellite system for maritimeCommunications. Today, Inmarsat ís the onlyprovider of global mobile satelliteCommunications íor commercial, emergency andsafety applications on land, at sea and in the air.
ShareholdersAs of April 1994, Inmarsat totalíed 79 membercountries. The United States (24.63%), theUnited Kingdom (11.74%), Norv/ay (10.60%)and Japan (9.07%) remain its 4 larger investors.Invesíment shares are based on the countries1
usage of íhe Inmarsat system.
Corp o rale hístory1979: creatíon of the International MaritimeSatellite OrganizationAug 1983: bids for ínmarsafs first dedícatedsatellite requested.Mar 1985: contract awarded to Briíísh Aerospacefor 4 lnmarsaí-2 satelliíes.Oct 1989: Issue of cali for tender for the thirdsatellite generation, providing innovativeservices wiíh a reconfigurable antenna.1991: Inmarsat av/ards the construcííon of 4!nmarsat-3 satelliíes (plus 5 opíions)' toLockheed Martin and Matra Marconi ¿pace.Feb. 1994: Inmarsat orders a frfth Inmarsat-3.Dec. 1994: Inmarsat General Assembly'sdecisión to particípate in the provisión ofhandheld mobile satellite services.Jan 1995: Inmarsat changes ¡ís ñame fromInternational Maritime Satellite Organisation toInternational Mobile Satellite Organisation.April 1996: launch of lnmarsat-3F1.
Financing historyOct 1988: Inmarsat signed a £130 million ($232million) agreement to sell and léase back its first 3lnmarsat-2 satellites from the Noríh Sea MarineLeasing Co for 10 year.Apr 1992: Inmarsat signed a £197 million($348M) agreement to léase the first 3 Inmarsat-3 satellites from a subsidian/ of Abbey NationalTreasures Services.
Reported valué of major investmentsMar 1985: Inmarsat awarded a £150 rnillion(S194M) contract to Briíish Aerospace for theconstruction of 3 !nmarsat-2 satellites, withoptions for 6. The fourth satellite was authorizedin March 1988 at $66 million. The program cost is
$675 million, excluding íhe cosí of financing,TT&C equipment and operating costs.Feb 1991: The total cosí for the Inmarsat-3series is $850 million, including 4 saíelliíes andtheir Jaunches, ground control, internal andinsurance costs. Breakdown: $320 million for 4satellites; $290 million for the iaunches,including $36 million for Protón, $125 million for2 Atlas and $129 million for 2 Ariane.Mar 1S94: the fifth Inmarsat-3 satellite is orderedforSSO million.1994-1995: Inmarsat spent more than $50million on exíensíve market research and onfínding optimal technical solutions for thedefinition of the ICO low Earth orbií 12-saíeIIitesystem.Jan 1995: Inmarsat invested $150 million in ICOto develop and implement a hand-held globalmobile satelliíe telephone sen/ice. Thisinvestment representa a 10.7% stake in the $1.4billion initial round of equiíy financing. (see ICOprofíle)
Service ratesService rates have been decreasing dramaíicaíly¡n recent years: from $10 per minute for InmarsatAinthe 1980s to $4 per minute in 1996. Tariffsare still expecled to decrease in the next fewyears, particularíy for Inmarsat M and Míni-M.
Standard v.v.. Peak raleInmarsat A I S4/mín.Inmarsat BInmarsat CInmarsat M
S5-6/min.SO.25/32 byíesS4-5/min.
Inmarsat Mini M I S2.70-3/min.
System capacity and utilizatíonDuring the year 1994, íhe number of termináisusing Inmarsat rose from 33,123 to 44,276, a33.6% increase. Traffic increased by 1.9%.
Business out fookInmarsat expects 1 million termináis to be inservice in 2000. As v/ell as continuíng to provideL-band services, Inmarsat has an exclusivearrangement with ICO Global Communicationsfor providing non hand-held services toaeronautical and mariíime markets. The fourthInmarsat series is expected to comprise 4 to 6satellites and to be launched from 2001. A f te r2000, Inmarsat intends to move towardbroadband applications not only in L-band.Decisions on investments for these services willbe made in Spring 1997.
O Euroconsult 1996
World Satellite Communications & Broadcasting Markets Survey, Prospects to 2006 B-3
Different services and performances offered by Inmarsat (July 1996)
Standard Introduction Typéofuser ' ^-Services -V; v Bit rales'- ' , Terminal síze -. Terminal Cost - I-Inmarsat A
Inmarsat C
Inmarsat M
1982
1993
Inmarsat Míni-M 1 1996
Inmarsat 8 1994
Inmarsat D. D-f I 1996
Inmarsat E
AeroH
Aero-L
Aero-C
Aero-l
1992
1990
1990
1994
1996
Maritime, Land
Maritíme, Land
Mantime, Land
Maritime, Land
Maritime , Land
Maritime, Land
Mariíime
Aviation
Avíation
Aviaíion
Avíation
data/ volee
data .
data/ voice
data/ voice
data/ voice/ live video
pagina
distress, GPS
hiqh-gain data/ voice
low-gain data
data
data/ voice
9.6/56-64 kbps
600 bps
2.4/4.8 kbps
9.6-64/1 6 kbps
9.6/9.6 kbps
300 bps
4.8/4.8 kbps
100 kg
small, portable
6-7 kg
notebook steed
30 kg
pocket-sized
50 kg
$35,000
Si 0,000-1 2,000
$3,000-3,500
$30,000
$50-100,000
Inmarsat space seoment (July 1996)Satellite Bus Launchdate Endoflife. Orbitalposition L-bandtransponders*(un¡ts*bandwídthipower)
SATELLlífcSlN OPERATION
Inmarsat 2F1Inmarsat 2F2Inmarsat 2F3Inmarsat 2F4Inmarsat 3F1
EurostarEurostarEurostarEurostarAS-&OQ
OCÍ1990Mar 1991Decl991Apr1992Apr1996
2CCM2iX623053X62C09
64.5°E15.5°W178°£55°W64°E
4x5&22.5kHzx45W4x5¿22.5kHzx45W4X5&22.5 KHzx45W4x5&22.5kHzx45W
1 X34 MHzx490W matrix +1 x2.2 MHzx20W"SATELLITES UÑDER CONSTRUCTION
Inmarsat 3F2Inmarsat 3F3Inmarsat 3F4Inmrasat3F5
AS-4000AS^OOOAS-4000AS-4000
Aug1996Jan 1997
1SS71S97
2CC920102010.2010
15.5°W178°Eor54°W54°Wor178°E
tbd
1x34 MHzx490W matrix +1x2.2 MHzx20W1 x34 MH2X490W matrix +1 x2.2 MHzx20W1 X34 MHzx490W matrix +1 X2.2 MHzx20W1 x34 MHzx490W matrix +1 x2.2 MHzx20W
SATELLITES PLANNEDInmarsat 4F1Inmarsat 4F2Inmarsat 4F3Inmarsat 4F4
tbdtbdtbdtbd
2C01203220C22C03
tbdtbdtbdtbd
tbdíbdtbdtbd
tbdtbdtbdtbd
* also including one C-band transponder for feeder link
Numberof Termináis 1989-1995 (end of year)Standard /rvne : &¿ J989 « ;¿ * 19» -:v
A
C
M
B
Aero
landmaritimelandmaritimelandmaritimelandmaritime
LowHiqhC
1,1039.100——...——
—..._
2.4CO10.5CO—————...
312...
3.4CO13,200
9D1,600——
—
3833... i
5,80313.7CO1,100
6,70315,9003,850
4,7CO | 5,950......
...
82SS
- - -
330150——
101162...
7,20017,200
5,4489,3003,0007507086121372181
Inmarsat financia! results, 1985-95 (millions of U.S. doilars)
Space segmenlrevenuesNet income (loss)
61.3 718 se.8 133 181J 2613 2923
813
349
126.9
332
119.7
328
<D Euroconsult 1996
B-4 Part B: International
Intelsat £Washington, D.C., USA
Overview of activityIntelsat, the world's largest satellite operator (interms of revenues and transponder hoidings),provides a full range of telecommunicaíions andbroadcasting services ¡n over 200 couníries. Asof April 1996, Intelsat's in-orb¡t fleet comprísed24 geostaííonary satellites. In 1995, Inteisatderivad 23% of rts revenues from WesternEurope, 20% from Asia-Pacific, 20% from NorthAmerica & the Caribbean, 14% from the MíddleEast and África, 11% from Latín America, 9%from Eastem Europe and 3% from SouthernAsia.
Intelsat has two major unes of business: voice /data transmisión services (PSTN, prívatenetworks) and video services (SNG, contributionand distribution, DTH, specíal events),representíng respectively 73% and 27% ofrevenues in 1995. Intelsaí's services include:
• International public switched telephony (PST),¡ncluding analog and International Digital Route(IDR) services. Though telephony's importanceís recedíng due to competition from fiber opticnetworks, digital circuít multíplicaíion and tariffreductions, this segment still accounted for47.7% of intelsat's 1995 revenues.
• Transponder leases for domestic, regional andinternational services, ¡ncluding preemptible andnon-preemptibie leases, Mufti-Use Leases(MUL), and transponder sales known as PlannedDomestic Services (PDS) represented 39.5% ofIntelsat's 1995 revenues. MULs are long-termleases of capacíty, in blocks of 18 MHz, for anydomestic or international application. intelsat'smain MUL contraéis would include the léase of35 36-MHz units through 2005 by RASCOM, aconsortium of 51 African countries, the léaseover 1995-2010 of 8 36-MHz units by ASETA,an agency of the Andean Pact, and a smallerléase by Telstra Corp. Ltd. of Australia for íhePacific Área Cooperative Telecom-munications(PACT) system, sep/ing various South Pacificnations. Inmarsat will also continué to léasetransponders on Intelsat 5A satellites until itlaunches rts own Inmarsat-3 satellites in 1996-97.
• Prívate network services, including the IntelsatBusiness Service (IBS) for data rates of up to 8.4Mbps, Intelnet for dígita! data services to smalltermináis, and Demand Assígned MúltipleAccess (DAMA) services in increments of 64kbps. They accounted for 5.6% of 1995revenues.
* Televisión broadcasting, ¡ncluding occasíonalleases for backhauí or satellite news gathering(SNG) applications. Intelsat K, the organization'sfirst satellite dedicated to televisión, has beenused almost only for occasional video, whüe theIntelsat 7 and 7A series have allowed rí to gain anigher profile, especially in the Middle East andin Latín America. Intelsat thrives on specialevents such as the Worid Fooíbal! Cup, theOlympics games to provide occasional sen/ice.At the end of 1994, Intelsat had 13 transpondersdedícated to occasional video. Televisión andaudio broadcast services accounted for 3.3% ofIntelsat revenues ¡n 1995.
• Cable restoratíon sen/ices accounted for 3.9%of Intelsat's 1995 revenues. This activiíy haskept growing as more cables were installed, butm'ay erode in the future as cables become morereliable.
Service ; > v - :PSTNPrívate networksDomestic/regionalBroadcastOther
fp-:':Ki76%5%5%10%4%
c£K i ' • /H
61%8%12%14%5%
^KEüZI¿:4Q%
>8%•?'29%3f2I%'•2%.-.
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* '8%3C% -
• 22% * '" 1% -
ShareholdersIntelsat is a cooperative of 138 nationalSígnatories. The minimum ¡nvestment share forrepresentaíion on the Board of Governors ¡sabout 1.91%. As of March 1996, 27 members ofthe Board of Governors represented 109 of theSignatories. Signatories have long been themonopoly telephone carriers of their respectivecountries, with exclusive access to Intelsatsatellites but deregulation authorized¡nvestment shares of non-Signatories. As ofMarch 1996, Intelsat's five largest shareholderswere Comsat Corp. (19.14%), British Telecom(6.03%), Telecom ítalia SpA (4.87%), KokusaiDenshin Denwa Co. Ltd. of Japan (4.48%), andFrance Telecom (3.66%). As of March 1996,about 5.7% of Intelsat's investment shares wereheld by non-Signatory investors.
Deregula t íonIntelsat was forrned as an internationalorganizaron to provide public telecom-munications services, and received variousprivíleges and immuníties; for instance, othersatellite operators were required under Art.XIV{d) of the Inteisaí Convention ío ensure thatthey would cause no "significan! economícharrn" to the organizatíon.By the mid-1980s, as the Communicationsindustry was beíng wtdely reformed and
© Euroconsult 1996
World Satellite Communications & Broadcasting Markets Survey, Prospects to 2006 B-5
privatized, and as Intelsat ¡tself became¡ncreasingly involved in domestic telecom-munications markets and ¡n broadcastíng, theneed for reform became pressing. Art. XIV(d)procedures have been repeatedly relaxen1 andwill be abandonad by 1998.
Since July 1993, organizations other thansignatories are authorized to directly access thespace segment and, subject to consent by theirnational signatory, can also take equity ¡nIntelsat.
In 1995, the U.S. Administraron recommendedthat Intelsat spín off and privatize all but some so-called "lifeline activiíies" - typically thin-route¡nternational Communications and basicdomestic sen/ices to developing countries,which a treaty organizaron would continué tosupply on a nonprofít basis. Intelsat'scompetitors, such as Orion and Panamsat,advócate breaking up Intelsat into up to fourpublicly-traded corporatíons in addition to atreaty organization, and to require the latter toléase iís capacity from the former. Milder optíonsinclude allowing signatories to trade their shares,among themselves and with outsiders.
Most Intelsat members agree on the need forchange (in íact, over60% of Intelsat's capital wasaíready controlled by prívate companies in mid-1994), but anumber of them remain adverse toWholesale privatization. Many developingcountries íear they will be left behind, and mostsignatories still collect substanííal markups onsatellite transmission fees. Intelsat alsoguarantees to pay 20% interest on the capitalprovided by signatories; in practice, signatorieshave usually received tax-exempt compensationwell in excess of even this generous target.Among other thorny issues, ft is aot alear underwhose jurisdíction Intelsat's commercialsuccessor(s) would be regulated, and how íheline would be drawn between competitive andnon-cornpetitive, treaty-covered services;indeed, even among developing countries, notmany carriers opérate on a nonprofit basis ordepend solely on Inteisat for ¡nternationalconnectivity.
The privatization process, which must beapproved by member States at a two-thirdsmajority, is thus likely to be slow at best. Intelsat'sBoard and Assembly of Parties appointed twoadvisory bodies in 1995, the Special Commitíeson Future Structure and the Intelsat 2000Working Party, that are due to recommendópticos on which members may vote in1997.
Corporate historyAug. 1962: U.S. Congress forms Comsat Corp.to establish an international satelliteorganization.
Aug. 1964: Intelsat created by 11 countries.Aug. 1971: Intelsat Agreement establishes theorganization's present structure.1984: Síarts offering IBS service.Dec. 1985: Síarts POS service.1987: Starts offering Intelnet service.1989: Intelsat ¡aunches the first satelliteproviding TOMA (Intelsat 6)1992: launch of Intelsat K, the first all-Ku satellitededícated to televisiónMar 1993: Signs agreement with NPO-PM toléase up to 3 Express satelüíes írom June 1994.Fell when Inforcosmos required pre-payment1994: China agrees to léase half of Chinasat-5 toIntelsat through 1997 for $21 miüion, and toalíow Intelsat 805 into a Chínese slot. Theagreement was broken ¡n 1996.1995: Intelsat registers with ITU to use Ka-bandon several orbital posiiionsJan. 1995: Intelsat leases 11 transponders onlnsat-2EMay 1995: Starts offering DAMA serviceJun 1995: Intelsat and Eutelsat sign anagreement to períorm Earth Station approvalwith manufacturersJan 1996: Intelsat 708 lost at launch on LongMarch, Intelsat's first launch failure in 10 yearsMar 1996: Request for proposa! for 2 FOS-II overthe Indian Ocean Región
Financing historyIntelsat ¡s financed principally by cash flow fromoperations and by equity from iís shareholders.1990: S42.4 million out of the $210.5 million waspaíd by Cornsat for construction and launch ofIntelsat 705Since 1992, rt also has a commercial paperprogram. Equiíy shares are calculated annuallybased in parí on percentage of use of the spacesegment, wiíh a mínimum investment snare of0.05%.Aug. 1992: $200 million Eurobond issue.Jan. 1993: $150 million Eurobond issue.Mar. 1994: $200 million Dragón bond issue.Oct. 1994: $200 million Eurobond issue.Jan 1996: intelsat 708 v/as insured for $204.7million, ¡ncludíng launch and satellite
Reported valué of major investments1990: Intelsat sígned $210.5 million contract forthe construction and launch of Intelsat 705.Jan 1995: Intelsat signed a $2 billion insurancecontract for 9 satellites, from 706 to 709 and from801 ío 806.Aug 1995: $2 billion investment plan for 9satellites.In 1994-95, Intelsat also began to léase orexchange capacity with other operators, possiblynot so much to ¡ncrease its transponder holdingsas to gain access to ínterestíng orbital positions.In Feb. 1995, Intelsat agreed to léase 11transponders on Insat 2E from the Indian spaceagency for $100 million over 10 years; and in
© Euroconsult 1996
B-6 Parí B; International
July 1995, Intelsat agreed to relocate Intelsat507 into a slot which Irán would have íost 'rf it hadremained vacant.July 1996: Intelsat announced 2 new satellitesfor DTH services which would cost $400-500million, including launches.
Transponder ratésKelly Broadcasting's seven-year léase on oneIntelsat K transponderfor Emirates Dubai TV wasquoted in 1995 ai $10.7 million, or S1.6 millionper year. Transponders in ¡nclined orbií areoffered at a discouní of 75% in the first year,50% in the second year and 25% thereafter.
Principal customers• Intelsaí's 138 signatories are iís principalcustomers, hístorically accounting for more than90% of Intelsat's revenues. In recent years,Intelsat's ten largesí investors accounted forapproximately 50% of revenues. Withderegulation, Signatories and other dulyauthorized telecommunicaíions entities are notthe only direct access customers. In 1995, 9.6%of Intelsat's revenues were generated by directaccess customers. Approximaíely 16% ofIntelsat's 1995 telecommunícations revenuesoriginaíed in the United States, and abouí 10%in the United Kingdom (¡ncluding Hong Kong). In1995, Telekom Malaysia leased transponders forS5 million.• Major Intelsat users of televisión servicesinclude Orbit Televisión & Radio Network, whichleases the equivalent of 18 36-WHz units onIntelsat 603 and 704, and Norway's Telenor,which provides a direct broadcast package toScandinavia from Intelsat 702 and 707.
System capacity and utilizatíonThere is evidence íhat Intelsat's transponderholdíngs have built up faster than demand inrecent years, as Intelsat 5 and 5A satellites,which vastly outlasted their desígn lifetime, weremaintained for backup, thin rouíe traffic,
occasional video, and possibly as placeholdersin prime orbital positions. An estimated 60% ofIntelsaí's total transponder capacity was in use asof May 1994; this figure rose to 80% rf capacityreservad for future use was ¡ncluded andcapacity unusable due ío coordinaron or otherproblems was excluded. Iníelsat was offering upto six months of free use to long-iermleaseholders of Intelsat K transponders in 1994-95, suggesting some concern wíth overcapacityat least on that satelliíe.
Business outlookThe effects of privatízation on Intelsat's futureperformance are not clear. The privilege theorganization would lose the most seriously isprobably tax immunity, and its credíí rating couldbe down-graded. However, the companieswhich may emerge from íhe privatízation andbreakup process now contemplaíed shouldretain substantial assets, long-term customercommitments, a large market share at least foroccasional video and telecommunicatíonsservices, and powerful backing frcm reputableshareholders. Some of rts competitors suspectthat Intelsat will hoard satellites and orbitalpositions before it is privatized and loses iísremaining prívileges.
In the future, Intelsat intends to continuouslyincrease the video services share in totalrevenues at the expense of voice and dataservices. However, PSN traffic is expected tocontinué to increase at an 8-12% annual growthrate over íhe next 5 years. Intelsat expects itsrevenues to reach $1 billíon by 1997.
If its regísíration is accepted by the FCC, Intelsatexpects ío provide many of the current digitalservices on íhe Ka-band: VSAT, videoconferencíng, íelevision and satelliíe newsgatheríng, interactive DTH and multimediaservices, especially in under-served áreas.
Intelsat derequlation: Chronology (Pee. 1995)June 1984: U.S. Administration authorizes the development of prívate international systems in competition wilhIn te lsa t .1990: Intelsaí elimínales Art. XIV(d) process for operators not connected to PSTN.1991: Intelsat waives Art. XIV(d) for operators providing fewer than 1,250 telephone circuits per satellite.July 1993: Intelsat allows non-signatory entities to dírectly access its satellites and to become shareholders.Dec. 1993: The U.S. Federal Communications Commission (FCC) allows operators to freely interconnect up to1,250 satellite circuits to the U.S. PSTN.Sept. 1994: Intelsat raises the threshold of Art. XIV(d) to 8,000 circuíts.Oct. 1994; Intelsat signatories appoint the Porlamar Working Party to study restrucluring options.Aug. 1995: Poriamar panel recommends spínning off commercíal actívities; Intelsat signatories appoint a newpanel, the Intelsat 2000 Working Party (IWP).Sept. 1995: Intelsat governors appoint the Special Commitíee on Future Structure (SCFS).1996: IWP and SCFS presen! recomrnendations.1997-99: Members may vote on privatizatíon proposal. .Jan. 1997: FCC is expected to waive all remaining restrictíons on PSTN inlerconnection.1998: Intelsat is expected to rescind Art. XIV(d).
<Ü Euroconsult 1996
World Satellíte Communications & Broadcasting Markets Survey, Prospects to 2006 B-7
¡ntelsat transponder leases and sales for domestic servlces, 1979-92^^^^^^^m 1979 1991 1982 1983 1984 1985 IQffi 1937 1988 1989 1991 1992 ^m
COUNTRIES LEASING OR BUYING TRANSPONDERS UNDER THE MUL1 AND POS PROGRAMS
Conventional léase 16 18 24 24 . 27 26 25 19 22 22 naMUL and PDS - . . . . 3 10 15 17 20 naTota! 1 6 1 8 2 4 ^ 2 7 2 9 3 5 3 4 3 9 4 2 4 3
nana37
PDS TRANSPONDER BOOKINGS (MILLIONS OF CURRENT U.S. DOLLARS)
Annual sales 245 54.8 28.7 24 14 27.5 46.7
Contract -v ,i ::'\Prime^nlractor; 1W^BVj_hu ^B^ ^ B^HHHÍHH9 H3 ^ B^ I
196819691974Sep.1976Jan. 1981Apf.1982Sep.198819891SSO
1GS21992
Mar. 1993Sep.1993Mar. 1994
HughesHughesHughesFordFordHughesLoralGeneral Electric Astro-SpaceLoralGeneral Electric Astro-SpaceLoralLoralMartin Marietta Astro SpaceMartin Marietta Astro Space
Senes•:" '"\ ' • •
44
4A5
5467K
7A8
7A7
8,8ABA
1 Options for ílight mc-dels 606-61 1 „ whích Intelsat never exerdsedunit price to about 51 1 8 million.! Contracíed by Intelsat under agreement with Martín Ma
Flight mcdeís Total price-.'-•-' wrí •.-""; •'-,'•'"! ' . ''• v ;.-' -:-, i r"71 :,':
401402-4084A1-4A6501-5C9510-515i601-605701-7053
K707,708801,802
7C97C6 _
803-8GÍ8C6
18
84126
282275eee
52S.63
86.7269216514078
2ce82^
In-orbit incentives ;s,'*"-;.•;-. •:>'";1V-, - '.y V ... 'i
-
----
-131.3
-66.8n/a--.
10would have brought the contrae! to an esllmated $1 ,300 million
•ietta Corp. to setíle daims arising from the failed launch of Intelsat 503 ty
yi»í|foÁCQ1
181221
31545.8139.6105.186.7134.682314078
67.3723
, lov/ering
a MartinMarietta Titán 3 launcher ¡n 1990.3 Indudes S84.1 million contrae! and S26.8 mill'ion incentives íor Intelsat 705
Intelsat launch sen/ices procurement contracts (millions ofcurrent U.S. doltars)^ContráCt dáte^^vv ; ;i:iPr¡rrie Contracto^^196819©19741£6719921GQ2
Feb. 19921993
Mar 1996Mar 1996
General DynamicsGeneral DynamicsGeneral DynamicsMartin MariettaArianespaceGeneral DynamicsChina Great Wall Industry CorpArianespaceGeneral Dynamics1
Arianespace7
Atlas CAtlas CAtlas CTitán 3Ariane 44LPAOas 2ASczArianeAÜas2ASAriane 44P
603701-702
703-7053
7C8802-803804-805
7C9
a203
16911151732251
£615818279
•KHIa28
111.586.575
95799173
1 replaces aunen contract cancelled by Intelsat with China Great Wall IndustryJS44 million initiaüy quoted íor Ariane 53 indudes S99.6 million for launch ser/ices and launch supporí for Intelsat 705
© Euroconsult 1996
Part B: International
Intelsat space segment: Investment costs
Seríes . . 5First launch . J960
Number procurad 4V:9-
Lifetime, years ::" . 7
Bandwidíh per salellite, MHz •:-• 2,144 <
..»,...1965 '
6
7
2,250 ,
6(FOS1)
19SO
-' > 5 />'
* 13
/ 3,330 -•
BiJHffMIB19S2 - 1993 •
1 r;:;:x-G - - . • - ; ,10 " ' . 10-15
864 .'.. 2,736 •..;
H íB^ ^Ki ^H19S6 ~ -1996 :
4 ir:, 4 -,;10-15 '14-17
3045 * 2,856 /
flA: 9{FOSII)
1997 #--;2Q01;G2 -¿
2 ^¿^&Í^14-17 Svfe^'^
ííí -: ,-;*1-- ;?-' .vi1 c-io ¿¿w '?¡¿¿-^:xl,ül¿l i-. ^-;-'ü:>.Vj. ' ••>•*
CIRCUIT CAPACITY PER SATELLITE
Voice circuits without DCME /-12,CCO
Voice circuits with DCME
Televisión channels 2
15.CCO
2
240CO
120000
3
- ;..J 8,000
- ¿ -.90,000;.^"•. '•'.': ' t •• .
32 ^-,-'3 i..; -
22,500 •-;.. ,22,500.;.;
112,500 1 112,5001-"íí'íf ' *:'"*'-"i'?'
S iS'.JÍ'v.'- Q •'^•''í&%*:*,&• & • -i ••'"*. '-i
14.0CO ¿532,000.;-^
56,OCO .§5£.J6Ó,CCQ ;-s'í^Á'!'')í.:" '•"*.tí :-'¿ í
or45 ^í8 digilaT-Ü
TOTAL INVESTMENT PER SATELLITE SERIES (MILLIONS OF CURRENT U.S. DOLURS)
Spacecraft
Launch services
Insurance
Total cost of series
Total cost per satellite
X-282 .
-495a '
;'•" n/a " ;
•í-77^:;-;".86¿"."-:
275
379
V'
84 ,
109
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344b
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I042b
203
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IDO í*-; "i; . ¿ .. >.rí}:J/:
COST PER CIRCUIT PER YEAR OF LIFETIME (CURRENT U.S. DOLLARS)
Without DCME1
With DCME1
. 1,027 1,038 667. .
• 133 .;.
- .737-1,106
: - ,-.147-221.,
581-871
116-174
. 435^33 ,; 68S632 ,,-;;
¿:e^07,;Í 171-208 .%£
tbd ,..:
* Estímate." Includes insurance.b Excludíng cost of íntelsat 6F3 in-orb¡t repair and reboost.' Digital Circuit Multíplication Equipment.2 Launch price is known or can be deduced from total procurement cost reported for the Intelsat 5, 5A, 6 and Kseries. For the Intelsaí 7, 7A. 8 and 8A series, unless launch price is known ¡t is estimated at S80 million forAriane and Atlas launches and at S60 million for Long March launches.3 Insurance cost for the Intelsat 7A, 8 and 8A series is estimated from total reported premium o( S185 million.
© Euroconsult 1996
World Satellíte Communications & Broadcasting Markets Survey, Prospects to 2006 B-9
SatellíteIntelsat space seqment (July 1996)
launch Endoflife Orbitaldate : oosition
Transponders (36 MHz equi alent)C-band -i- Ku-báiid
SATELLíTES IN OPERATION
Intelsat 502Intelsat 501a
Intelsat 505a
Intelsat 506Intelsat 507a
Intelsat510Intelsat 511Intelsat 51 2Intelsat 513Intelsat515Intelsat 602Iníelsat 603Intelsat 604Intelsat 605Intelsat 601Intelsat KIntelsat 701Intelsat 702Intelsat 703Intelsat 704Intelsat 705Intelsat 706Intelsat707Intelsat 709
Ford AerospaceFord AerospaceFord AerospaceFord AerospaceFord AerospaceFord AerospaceFord AerospaceFord AerospaceFord AerospaceFord AerospaceHS-393HS-393HS-393HS-393 .HS-393GE5CCOFS-1300FS-1300FS-1300FS-1300FS-1300FS-1300-FS-13COFS-1300
Dec.1980May 1981Sep.1982May 1983OC11G83Mar. 1985Jun19S5Sep. 1985May 1988Jan. 1989Cct1989Mar. 1990Jun1990Aug.1991Oct1991Jun1992Oct.1993June 1994Cct1994Jan. 1995Mar. 1995May 1995Feb. 1996JUÍ1S96
Oct.1997Feb. 1997Juíy1997May 1997Oct1996Juty1999Aug.199619976
1997July 1997Oct2C02Sept. 2003Aug.2G02May2C06Mar. 2006Mar. 20042010^201 1b
2008b
2C095
2C09b
201 015
201 1b
201 1b
319.5°E91.5°E64.9°E
328.6CE47°E57°E180CE
338.7°E183GE342°E63°E
325.5°E60°E
335.5°E332.5°E338.5°E174°E359°E177°E66°E310°E307GE359°E342°E
36x8.5W36x8.5W36x8.5W36X8.5W36x8.5W42x8.5W42x8.5W42x8.5W42x8.5W42X8.5W645x1 OW
64.2x1 OW642x1 OW642X10W64.2x1 OW
.
42.3X1 0,1 6,20,30W42.3x1 0,1 6^0,30W42.3x1 0,1 6.20.30W42.3x1 0,1 6^0,30W42.3x1 0,1 6^0,30W42.3x1 0,1 6^0,30W42.3X1 0,1 6,20,30W42.3X1 0,1 6_20,30W
21.3X10W21.3X10W21.3X10W21.3X10W21.3X10W21.3X10W21.3X10W21.3X10W21.3X10W21.3X10W24.6X20W24.6X20W24.6X20W24.6x20W24.6X20W24X62.5W
24.5x35.50W
24.5x35.50W24.5x35,50W24.5x35f50W24.5x35,50W24.5x35.50W24.5x35150W24.5X35.50W
SATELLITES UNDER CONSTRUCTION
Intelsat 801Intelsat 802Intelsat 803Intelsat 804Inteísat 805Intelsat 806
AS-7000AS-7000AS-70COAS-70CQAS-7CXX)AS-7CCO
Jan 1997Apr1997JUI1997Aug1997Dec19971S£6
2009-1 5b
2009-1 5b
2C09-15b
201C-16b
201 0-1 6b
201 0-1 6b
174°E177°E&4aE
338.5°E110.5°E319.5°E
64.2x1 0-20, 27-38W54.2x1 0-20, 27-38W642x1 0-20, 27-38W64.2x1 0-20, 27-38W
36X60W36X60W
16.7X43W1 6.7X43 W16.7X43W
1 6.7x43 W6x1 30W6X130W
CAPACITY TO BE LEASEO FROM OTHER OPERATORS
lnsat2E — Late 1997 Jan. 2008° 83CE 11 11
SATELLITES PLANNED
K-FOS 1 d
K-FOS 2 d
Intelsat 901Intelsat 902
tbdtbdtbdtbd -
1997-199819S6-19992C01-022C01-C2
tbdtbdtbdtbd
95CE95°EIOR
- IOR
-
7676
25-25*202D
(a) In inclined orbit.b) Inferred írom design liíelime.c)Termof 10-year léase slarting in Jan. 1998.d) The ñames of the satélites are not yel determined' not normalizad to 36 MHzItalics denote estímale.
O Euroconsult 1995
B-10 Part B; I n t e r n a U o n a l
Intelsat datábase, 1937-1995
I Yeair 1987^1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 19sf1RNANCIAL RESULTS (MILLIONS OF CURRENT U.S. DOLURS)
International analogInternational digitalTotal public switched (a)Televisión leasesDomestic/RegionalMuíti Use LeasesTotal capacity leasing (b)Occasional video (c)Business (d)Cable restoration (e)Otherff)Operaüng revenues (a+b+c-i-d+s+f)Net income1 (loss)
358.169.0427.1
17.1213
-•3a4
24.9
n/a82203
519.0
196.0
401.6
63.9
465535.027.6
-£2.6
29.5
27.0
12222
6140
na
373369.4442.7
35.6
34.8-
70.429.5
4054.9
26.0614J3na
229.3©.8299.1
44.929.9
10.084£29.9
39.9
14.9
29.9
498.6
85.5
242.8
1115
3543
46233.824.81048
28243.4
1Z4203
563.4279.6
21721525369.7
54.146.745.41462
23.6
49.814318.7
6223
2205
16452C4.03685
65.846,172.4184319.752.619.7iao©829X5
n/an/a
36&6
n/an/an/a
2465
28.842.621,8
-7063319.0
n/an/a
384.2
n/an/an/a3iai26.6
45.131.41
-
805¿345.4
ANNUAL GRQWTH RATE (PERCENT)Traffic ,Revenues
+7.0%
•f€.3%
+19.6%
+18.3%
+3.4%
CP/o
+25%-18.7%
+5.0%+1Z9%
+4.3%+10.4%
n/a+5.8%
n/a+7.3%
n/a+14%
LONG-TERM LEASES (PERCENT OFTOTAL TRAFFIC CARRIED AT YEAR END)5 years or more15 years or more
45%a
n/a433%
n/a583%
n/a80%75%
80%74%
n/an/a
n/an/a
65%n/a
n/a6668%
TOTAL BANDWIDTH AVAILABLE IN ORBfT (36-MHz EQUIVALENT UNITS)C-bandKu-bandTota!
453.72343esao
475.7255.67313
561533158614
561,93315863,4
6903350.7
1,041.0
754539931,1518
79634233
1,220,6
827.44G02
1,257.6
91834943
1,413.1DISTRIBUTION QF TRANSPONDER CAPACÍTY IN SERVICE BY OCEAN REGIÓN (36-MHz EQUIVALENT UNITS)
AORIOR/APRPOR
375.8177.9134.6
381.8177.9171.9.
425.11775171.9
476.12412235'2
482.1266.72352
652234952352
n/an/an/a
582.1430.8244.7
6553497.6
- 2602VOICE CAPACITY IN SERVICE BY OCEAN REGIÓN (FULL-TIME VOICE CIRCUITS)
Atlantic OceanIndian OceanPacific OceanTotalIDR channels
28,23410,7219,082
48,037518
3ít4C6
11,47212,255
58,175
1,738
34,879
13,197
11,366
59,442
7,745
35,738
14,11411,10060,95215,973
36,85916,52311,43964,32130.CCO
n/an/an/an/a
n/an/an/a
65.CCO
OTHER STATISTICS (AT YEAR END)Member statesSatellites in servicePalhways servedUÜlization charge2
Rate of compensation3
Traffic dígitizationHours of occas. videoVista channelsIntelnet leasesIBS traffíc1
Authorízed users
11413
1,711
4,44014%
14.9%55,7781445
43,&46n/a
11713
1,8404,44014%
17.6%68,556
16012
7,256
n/a
11814
2,259
14%24.8%67,387
193.
.149,111
n/a
11915
14%35.1%T22&4
4S314
10,155n/a
12117
14%45.7%
n/a9,852255
12519
2.7CO
14%65.6%
-
33)
13233
16-18%
717%
317
13422
2.7CO
20%74%
34CÓ
13623
20%
itaJis denote estímate
¡56
DesJgnated in Intelsat accounls as 'compensation for use of capital*.Ar-nua! salellrte utílizaüon charge in currenl U.S. dollars per full-time a/iatog telephone hall drcuit.Targel rale of a/inual axnpensatíco paid to shareholders for use of Iheir capital contributions.Full-b'ma 64-kbps channels.AsoíFeb. 1988.As of Mar. 1995.
O Euroconsult 1996
World Satellite Communications & Broadcastíng Markets Survey, Prospects to 2006 B-11
Orion Network Systems, Inc. (Orion)Rockville, MD, USA v >
Overview of activityOrion was the first company to seek licensingfrom the FCC as a sepárate iníernatíonal satelliteoperator. Its subsidiary Orion Atlantic providestelevisión feeds, satellite nev/s gathering anddata transmission services over the AtlanticOcean Región, using Orion-1 launched in 1994.The upcoming Orion-2 satelliíe will extendcoverage to Latin America, Russia and theMiddle East and provide Direct-To-Homeservices. Orion also has temporary authority tooffer some domestic services in the UnitedStates. A ihird unit, OrionNet, installs andopérate VSAT networks and provides serviceswithin the United States.
Corporate historyOct. 1982: Orion Satellite Corp, established.1983: Applies for FCC license to provide¡nternationai services.Sept. 1985: Receives FCC permit.1987: Orion Network Systems Inc. (ONS) formedas a holding company for Orion Satellite.Mar. 1989: Orion-1 &2 contracted to BriíishAerospace for S360 million1992: Begins to provide VSAT services inEastern Europe.Dec. 1992: ONS acquires 83% of Asia-PacificSpace & Communications Ltd. (APSC) fromBrítish Aerospace.1993: APSC becomes Orion Asia-Pacific Corp.;orbital positions registered in the Pacific OceanRegión.Apr. 1993: Caneéis 1989 order for Orion-2.Nov. 1994: Orion-1 launched.Dec. 1994: the European Commissionauíhorizes the International Prívate SatelliteParíners L.P. to opérate Orion-1 &2Feb. 1995: Applies for FCC license to provideU.S. domestic services from Orion-1 and Orion-4Apr. 1995: Receives temporary authority toprovide U.S domestic services from Orion-1.Oct. 1995: Contracts with Matra Marconi Spaceíor in-orbit delivery of Orion-2.Nov. 1995: STETselIs rts share in Orion Atlanticto Orion Network Systems for 511.5 millionDec. 1995: Orion signs with Teíecomm deMéxico to share capacity on Orion-1 andSolidaridad
Fínancing historyDec. 1991: Raises $408 million to cover theacquisition of Orion-1 and 2, including a S251million credit facility syndicated by ChaseManhattan Bank and S90 million in equity fromInternational Prívate Satellite Partners L.P.1993: First public flotation attempted, canceled.
Aug. 1995: S56 million public offeringcompleted to partly finance Orion-3Oct. 1995: S265 million bank-underwriíing over8-1/2 years for the construcíion, launch, andinsurance of Orion-2Nov. 1995: sale of $288 million worth of bonds,mainlyto pay-off debís, bank credit facilities andguarantees used to finance Orion-1
Reported valué of major ¡nvestments1989: $227 million for the construction and[aunen of Orion-1 under an in-orbíí deliverycontract, additional $114 million on relaíedground equipment and insurance.1995: Orion-2, Orion-3 and Orion-4 wereestimaíed by the company to require,respectively, $250 million, $275 million and$210 million to build, launch and insure.Oct. 1995: $256 million to Matra Marconi Spacefor in-orbit delivery of Orion-2
Principal customersAug. 1995: Orion's limited partners themselveshave entered into fírm 7-year transponder leasesamounting to $426 million. •April 1996: $173.3 million booking fortransponder capacity (in service & forward) and184 sites in operation in more than 60 countries.Orion splits its 133 customers into 3 key groups:- broadcasters (for SNG and broadcast to cablehead-end): CNN, Viacom International, Channel-One, BBC World Service- US-based carriers (for resale to theircustomers): AT&T, MCI, Sprint- multinatíonal corporations (for businessservices): Citibank, Westinghouse, Colgate,Amoco, Amway, Pepsi Cola International.June 1996: Orion capturad a$1 million contractfor poínt-to-point connections from CentralEuropean Internet service provider to Marylandgateway.
Transponder ratesNot disclosed, bul estimated from the company'srevenue projections to average S2.4 million peryear for a 36-MHz transponder as of 1995.Orion's Virtual Integrated Sky Network (VISN)service is offered at 52,200 per month and perVSAT site for up to 1.8 Mbps, with usage feesfrom SO.50 per megabyte for data or $0.25 perminute for voice.During the 1996 Olympic Games, broadcastersare charged, for a 10-minute block, $350 fordomestic and $600 for internationaltransmissions.
© Euroconsult 1996
B-12 Part B: International
System capacity and utilization• End-1995: 50% of Orion-1's capacity ¡n use.The company projects 85% transponderoccupancy on Orion-1 and 70% over Orion-1, 2and 3 by 2000. Mid-1995, there was a sicjnificantamount of analog video service which will switchto digital video service during 1996. Orionexpects all-digital video sen/ices by 1997.In the first quarter 1996, video services salesrepresented 59% of total revenues and prívatenetwork services 41%. In 1996, Internet shouldrepresent 5-10% of Orion's business.• Orion-1 covers two-thirds of North America andWestern and Central Europe. This coverage willbe extended to Latin America, Russía and theMiddle East with Orion-2. When Orion-3 islaunched in 1998, Orion Network Systems willcover 75% of the world population. Early 1996,Western Europe represented 50% of ONS1
business services and 60% to 70% of its videoand broadband services.
• Orion-2 will provide Direct-To-Home servicesand flexible interconnection among any áreaswithin the satellite footpriní.
Business OutlookThe company's future was long in doubt, with aseven-year struggle for financing and significantreorientation of its business plan in the late1980s. lí is now on a íirmerfootíng, though by iísown projections Orion will not become profitableuntil 1999, and will carry subsíantial debt uníilbeyond 2000. The high power, wide coverageand advanced switching capabiliíies of itssatellites are well suited to the prívate networkmarket. This, however, is a small and uncertainmarkeí, which exposes Orion to intensecompetítion from terrestrial value-added networkproviders, especially in íhe U.S. and Europe.Orion plans to develop an 11-satelliteconstellaíion with at least 5 of them using the Ka-band for business services.
Orion space seament (June 1996).Satellite ;;s .Bus. : Launch date Endof life
.-. •:*-, • - • - . :.-.'-r'' ' ' i- ' •- ' •"
- Orbital posilion Transponders(36MHzequiva(entHi ;: : -/r/v - : Ku-band -> óKa-band •
SATELLITES IN OPERATIONOrion-1 Eurosíar 2000 Nov.1994 July 2005a 37.5°W 4B°x15W -
SATELLITES UNDER CONSTRUCTIONOrion-2 Eurostar 2000 Earíy1998 2011 12°W 45x1 5W
SATELLITES PLANNEDOrion-3Oríon-4Orion-53
Orion-63
Orion-73
Orion-83Orion-93
Orion-1 031 ,-. r t '
tbdtbdIbdtbdtbdtbdtbdtbd
1S992CCO
beyond 2000beyond 2000beyond 2000beyond 2000beyond 2000beyond 2000
20112013íbdtbdtbdtbdtbdtbd
139°E127°E139°E126°E93°W78°E83°W11°W
48x1 5W&
plannedplannedplannedplannedplanned
—
3.5'-
plannedplannedpíannedplannedplannedplanned
3 Malra Marconi Space holds an oplion for Orion-3.3depends on FCC approval" Sased on fuel level estímate.b One 36-MHz transponder ís performlng below specificaíion; Orion has claimed damages (rom the manufaclurer.
Orion financia! results, 1991-2000
BJTransponder leasesPrívate networksOperating revenuesOperatinq income (loss)
a?(2.6)
1.4'(3.3)
(milHons of U.S. dollars)actualusa
2.0(7.9)
14(8.0)
10223
(26.9)
27.029.85&8
(31.4)
company pcoieclion1995 Í1996 199T 1998
34261.6955
(28.0)
66.7144.521 U(44.0)
94-5275.1sea?135
1G5.83SÍ246OO
traasmission capacity a/id video ser/ices
Euroconsult 1996
World Satellite Communications & Broadcasting Markets Survey, Prospects to 2006 B-13
Orion: Cap ¡tal s fracture (1996)
Orion Atlantic L.P.
International Prívate Satelliíe Paríners L.P.Orion SatelliteCorp.,G.P. Bntish Aerospace (25%)
Lockheed Martin Corp. (8.3%Níssho Iwaí Corp. (8.3%)Matra Hachette (8.3%)ComDev Inc. (4.2%)Kingston Communications pie (4.2%)
Orion NetworkSystems, Inc.
200-í-sharehoIders
Orion Asia-Pacific Asia-Pacific Space &Communications LP
Orion Asia-Pacific•*x»X£r*Ss'-iíi3 ^"TwW Tí™' •
-VS^^&MV'PO-PS^ Í
24.3%publicly traded. Majoradditionalstockholders include CIBCWoodGundy Venturas Inc. (8.3%), Reet Venture Resources (6.4%) and BntishAerospace (6.9%).
SOURCE: Euroconsult; Orion Network Systems Inc.
© Euroconsult 1996
B-14 Part B: International
Panamsat Corp.Greeriwich, CT, USA
Overview of activityPanamsat is the world's first privately-ownedglobal satellite opérator. Initially a provider oftelephony and occasional video services ¡n thetrans-Atlantic and Latín American market, thecompany is now rapidly expanding ¡n thebroadcasting markets of Asia, África and LatínAmerica.Panamsat provides broadcast and direct-ío-home sen/ices with reception dishes of 90 cm,busíness and telephony services. Direct-to-home broadcast services started with PAS-3over Latín America, the Caríbbean, the UnitedStates and have been extended over the IndianSubcontinent, South África and Europe wiíhPAS-4.Panamsat formed the Netsat joint venture withGrupo Televisa of México, Globo Organizaron ofBrazil, the News Corp., and TeleComnnuni-cations Inc. to broadcast up to 500 channelsover Latín America.
ShareholdersUnívisa Satellite Holdings Inc. (subsidian/ ofTelevisa S.A. de C.V.), 40.5%; estáte of ReneAnselmo, 40.5%; public, 19%.In Apr. 1996, Panamsat retained Morgan Stanley& Co. to study optíons including the sale ormerger of the company; Mr. Anselmo'ssuccessors reporíedly have little interés! ¡nsatellites, while Univisa ís said to preferconcentraíing on programming withoutconírolling its transmission means, making itlikely that Panamsat's two major shareholders wiíidivest withín 1-2 years.
Corporate history1984: Established as Alpha Lyracom SpaceCommunications Inc.1985: Files with FCC io establish an internatíonalsatellite system.June 1988: PAS-1 launched.1988: Panamsat ís authorízed by Intelsat toprovide services to USA and Perú only .Nov. 1991: Orders PAS-2, 3 and 4 from Hughes.Oct. 1992: Alpha Lyracom restructures asPanamsat L.P.Dec. 1992: Televisa S.A. of México acquires50% of Panamsat for S200 million.Aug. 1993: Completes S440-million bondofferíng; becomes Panamsat Corp.July 1994: PAS-2 launched,Dec. 1994: PAS-3 lost at launch; companyorders PAS-3R from Hughes.Aug. 1995: PAS-4 launched.Sept. 1995: Chairman Rene Anseimo dies.Nov 1995: Panamsat is the first non-Japanesecompany to be licensed to provide internatíonal
satellite based televisión services to and fromJapanNov. 1995: Globo, TCI and the News Corp, jointhe Panamsat-Televisa DTH joiní venture, agreeto léase 48 transponders.Apr 1996: Panamsat announces that it isexploring the possibílities for ajoint-venture or asale of the company (esíimated at S3 bullón to3.5 billion, incl. debt and preferred shares).
Financing history1984-89: Founder Rene Anselmo provides$64.5 million ¡n equity and guarantees $15.6million ín vendorfínancing.1992: Cost of PAS-2, 3 and 4 is covered by$721.4 million in debt, S73 million in vendorfinancíng from Hughes and $210 million ¡nFrench export credits.Dec. 1992: $200 million in equity provided byTelevisa S.A, of México.Aug. 1993: $425.5-mill¡on bond offering.1994: Panamsat received $214 million inInsurance proceeds from the loss of PAS-3 atlaunch.Sept. 1994: $34.5 million En vendor financingfrom Space Systems/Loral.Aug. 1995: $275 million stock offering.
Reported valué of major investments1987: PAS-1 was bought secondhand fromConíel ASC and launched for $67 million, incl.$8 million for ¡ís launch on the qualification flíghtof Ariane 4.1991: PAS-2, 3 and 4 procured from Hughes forS276.9 million. Total construction, launch andinsurance costs are estimated at S239.2 millionfor PAS-2 (incl. $73.9 million for launch) andS226.2 million for PAS-4.1992: S173.6 million contracts signed withArianespace for the launch of PAS-3 and 4allogether.1994: S75 million to Hughes for theprocurement of PAS-3R (now PAS-3). $84.14million to Arianespace for the launch of PAS-3R,insured at a premium of $36.5 million1994: according to FCC filing, launch, insuranceand construction cosí of PAS-8 would total$204.5 million, incl, $80 M for the satellite andS80M for launch. Total costs of PAS-9 wouldreach $262.5 million, incl. $110 M for the satelliteand S95M for launch.1995: construction, launch and insurance ofPAS-5 and 6 estimated at $404 millionaltogether. PAS-6 ¡s estimated at $150 million,excluding launch and insurance.Panamsat's three teleports in Florida, Georgiaand California are valued ai $18.3 millionaltogether.
© Euroconsult 1996
World Satellíte Communications & Broadcasting Markets Survey. Prospects to 2006 B-15
Transponder ratesIn early 1994, C-band transponders on PAS-2were quoted at $1.8 million per year, while non-preemptible 54-MHz Ku-band transponders onPAS-2 were quoted at S4-4.5 million per year.Doordarshan, India's state-ov/ned broadcaster,reportedly paid S2.7 million per year for two C-band transponders on PAS-4.
Principa! customers (as of June 1996)With 4 satellites, Panamsat has over 300customers and covers 90% of the worldpopulation, expected to rise to 98% by eariy1997.Panamsaí has servíce booking worth around$3.2 biilion for PAS-1 to 6, including S1.3 billionírom its Netsat DTH joint veníure. The latíer wíllbe Panamsat's single largest client, wiíh 48-60transponders on PAS-3, 5 and 6 to broadcast500 digital channels over Latín America and theCaribbean.About 85% of Panamsat's broadcast customersare served under long-term, non cancelablecontracts. Main customers are: Liberíy/TCi,Turner Broadcasting, Viacom Internationa!,Doordarshan, NHK, Televisa, CCTV (6 digital ch.pChina) and CTC (8 digital oh., Chile).
System utilizationIn 1995, 72% of revenues were generated byvideo services and 28% by data and businessservices. As of June 1996, book rates are 100%on PAS-1, 98% on PAS-2 and 55 to 60% onPAS-4.
Business outlookPanamsat's strategy of eariy market entry, globalcoverage and dogged competition with Intelsatis paying off. Though it has a lot of debt to cíearand its massive investment in new satellitesdragged it back into the red in 1995, thecompany ¡s robust, as shown by its swiftturnaround after the loss of PAS-3, its alliancewith Latín America's televisión heavyweights andthe success of its 1995 share ofíering. Much ofíhis success, however, may nave beenattributable to Mr. Anselmo himself; "rf neither hisfriends at the top of Televisa or his family happento share the founder's enthusiasm, Panamsatmay indeed be likely to become part of somelarger entity, such as one of the three U.S.domesíic satellite providers, or of an aspiringoperator such as Loral Space & CommunicationsCorp. By eariy 1998, Panamsat will opérate twosatellites in each ocean región, totaling at leasí365 equívalent 36-MHz transponders.
tellite Latinen-date
Panamsat space segment (June 1996)Orbital
C-bandSATELUTES IN OPERATION
Transponders (36 Mhz equivatent)' Ku-band
PAS-1
PAS-2PAS-4PAS-34
GE2CCGHS-601HS-601HS-601
June 1988July1994Aug.1995Jan. 1996
20012
2C092
20102010
45°W1913E68.5°E43°W
l2x8.5W-H2x16.2W25.1 X34W
25.1 X30W25.1 X34W
12X16.2W25.1 X63W24.6X6GW25.1X63W
-
---
SATELLITES UNDER CONSTRUCTIONPAS-6PAS-5PAS-7PAS-8
FS-13003
HS-601 HPFS-13003
FS-13003
Dec. 1996
Mid-1997Late 1997Earty1998
2012
20122013
2013
43CW'
58'W'68.5= E1
194°W'
-
24x50W24x55W24XÍOGVV
36X1COW
12xl10W+12x75W24X1COW
24X/OW
-
--
-
SATELLITES PU\NNEQPAS-9PAS-1 0PAS-1 1PAS-1 2
PAS-1 3
tbd
tbdtbdtbd
tbd
Beyond1997Beyond 2000Beyond 2000Beyond 2000Beyond 2000
tbdtbdtbdtbdtbd
58°W]
58GW'79°V/79°W'103°W'
n/a
n/a
n/a24
24
n/a
n/an/a24&
plannedn/a
planned_
-Subject lo FCC approval and/or ¡ntelsal consultation. coofdinalion and other pcocedures.
2 based on fue! leve! astimaled as of June 19953 Omega-1 upgrada model.1 Formeriy PAS-3R
Panamsat financial results, 1990-96' (millíons of U.S. dollars)iáViETiflirHiii/^uiw^
BroadcastingBusiness servicesTelephonyOperatlng revenuesNet Income (foss)
0.3(7.S)
4.30.49.714.4
(3.B)
•«•r-rra^13.21.60.915.7(1.6}
•ar iian27.33.61.0
31012.8
i • «MÍA •• .1 .''. <rtí» •-:•.'. .<iwi«'. .
30.98.11.340.317.1
32.217.11.5
50.816.9
38.922.42.5&3.718.0
84.132.1
116.2(8.4)
•"*• "-r-i*K«
39.710.31
0.4'50.4'
' lor tne tusl quartec, enamg 31 Maten lyyó " ~1 loss due to common shafes and depreciaron charges relatad to PAS-2. as well as corporate reorganízatwn and nonrecumng axecutr/a compansalíonexpenses relatad to a change in corporale
© Euroconsúlt 1996
B-16 Part B: International
Globalstar L.P,San José, CA, USA
Overview of activity & market targetsGlobalstar ¡ntends lo offer low-cost, high-qualitydigital telecommunications services throughoutíhe world with a LEO satelliíe constellaíion. Allíransmissions will transít íhrough local fixed andcellular networks, as well as prívate andgovernment networks, allowing local regulatoryauthorities ío maintain control on communicaíionand revenues. Users will make and receive calisthrough a unique access number anywhere inthe world where service is authorized. Globalstarwill own and opérate íhe satelliíe constellaíion,the ground control staíions, and 4 gateways.Other elements of the system, notably about200 ground gateways, will be owned byGlobalstar's exclusive service providers.Voice services will be the primary market,includíng:- fixed subscriber termináis for áreas lackingadequate terrestrial infrastructure,- mobile subscriber termináis as cellularcornplement, usíng dual-mode (cellular/Globalstar) termináis for local and global roaming.- other services include messaging and paging;remote moniíoring, facsímile and other dataservices, as well as positioning of ± 300m.Market studíes carried out in 1992 predict a totalworld demand of about 5.3 million ¡n 2002,equally splít between poríable/mobíle services(mainly in North America, Eastern Europe andíhe GIS, Latín America and Australia), andrural/fixed satellite-based services (mainly inLatín America» Eastern Europe, and the GIS,China and the Míddle East). Globalstar forecastsa total of approximately 1.6 million subscribers in2000, afíer two years of operation, 2.7 million in2002 and S1.6 billion in revenues, reaching 16million subscribers and S9.3 billion of revenuesby 2010. Globalstar expects most of ítsrevenues to come from less developedcountríes.
Key dates1986: Qualcomm's iniíial work on a globaltelecommunications service by satellite.1987: initial research by Space Systerns/Loralon the technical feasibíiíty of a LEO network.1991: creation of Loral Qualcomm SatelliteServices (LQSS) and submission to FCC for alicense.1992: Global MSS spectrum for users' linksallocated at WARC-92; experimental licencegranted by FCC.1994: creation of TE.SA.M. by France Telecomand Alcatel, and of Globalstar L.P. with a numberof stralegic partners.1995: operationa! licence granted by the FCC;creation of Globalstar Telecommunications Ltd.
lísted on NASDAQ ío raise funds on internationalmarkets.2Q 1995: launch contracts signed.3Q 1995: ground segment production begins.11/1995: feeder link frequencies allocaíed atíhe WARC-95 conference.
Shareholders & íinancíng outlook-Globalstar L.P. is owned by tnree organizations:- Globalstar Telecommunicaíions Ltd. as GeneralPartner, wiíh 21.3%- LQSS (made up oí Alcatel, Alenia, Daimler-Benz, Lora!, Loral/Qualcomm Partnership L.P.,Space Systems/Loral and Vodafone) asManaging General Partner, wiíh 38.3%, and- Limiíed Partners (made of Air Touch, Alcatel-France Telecom TE.SA.M., DaCom, DaimlerBenz Aerospace, Finmeccanica, Hyundai, Loraland Vodafone) with 40.4%.Invesíors1 shares in Globalstar L.P.'scapitalization of S680 million as of 1995 were asfollows:
Loral (USA)Qualcomm (USA)Vodafone (Germany)Air Touch (USA)Finmeccanica (Italy)Hyundai (Korea)Alcatel (France)Space Systems/loral (USA)DASA (Germany)France Telecom (France)Dacom (Korea)
Total
36.5%10.1%9.6%8.1%7.6%6.5%5.9%5.4%4.6%4.1%1.6%100%
As of the end of 1995, Globalstar had completedafive-year S250 million bank financing. At thattime, the remaining external financingrequirements were approximately $600 million.
Industrial teamSoace Systerns/Loral (USA): overallmanagement responsibilky.Qualcomm (USA): subscriber terminal andgateways, and responsibility for ground controlstations.Aerospatiale T.^oace & Defensa fFrance):satellite structure and thermal control system.Alcatel Esoace fFrance): all payload modules, C-& S-band transmít and C- & L-band receivetransponders.Alenia Spazio (Itaty): final spacecraft assembly,testing and integration.Daimler-Benz Aerosoace fGermanv): powerpropulsión elements, solar arrays, attítude andorbit control subsystems.
© Euroconsult 1996
World Satellite Communications & Broadcasting Markets Survey. Prospects to 2006 B-17
Hyundai (South Korea): major electronic sub-systems, and possibly enlarged responsabilityfor the nexí generation of spacecraft.Ravtheon CUSA): transmit and receive modulesfor phased-array antennas.McDonneH Doualas (USA): two launches withDeIta-2 and options for up to ten launches.NPO Yuzhnove (GIS): three iaunches of 12satellites each, with Zenith-2.China Great Wall Industrv Corp. (China): onelaunch on Long-March 2E/TS wiíh 12 satellites.
Licensing status and approachThe system does not bypass local and regionalneíworks and Globalstar expects to be licensedwithout major difficulties in most countries of theglobe. Franchisees have signed to cover about90 countries and Globalstar claims to haveestablished service rights in 74 countries aroundthe world, as of eariy 1996.
System ¡mplementation planSatellite fabrication síarted at the end of 1995and launch of the first 4 satellites on Delía-2 ispíanned around mid-1997, with 12 more stelliteson Zenith-2 by the end of that year. The finallaunch to complete the constellation is expectedone year later, with a múltiple launch of 12satellites on a Long March vehicle. Initial servicewiíh 24 satellites should start during íhe thirdquarter of 1998, wiíh full operational capabiliíy atthe end of the year.Replenishment of the constellation with second-generation satellites will take place between2003 and 2004.
Summary of principal characteristicsTotal implementaíion costCapital raised as of early 1996First satellite launch dateBeginníng of commercíal serviceNumber of satellites + sparesNumber of orbital planesOperational altitudeInclinationSatellite total [aunen massSatellite design life timeSignal access modeBus prime contractorsPayload prime contractorNumber of spotbeams / satelliteVoice lines capacity / satelliteService data rates (kbps)Number of ground stationsAverage gateway costSubscriber terminal cost (voice)Subscriber terminal cost(paging)Fixed remote-sile phone boothcostEstimated service fee(v/holesale)Access (ee/month(S)
S 2 billionS 0.68 billion
mid-199719S9
4a 4-86
1,414km52°
450 kg7.5 years
COMASS/Loral, AS, Alenia
Alcatel16
2,800up to 9.6upto210
S 2 - 5 million$750
less than $600
$1,CCO-2,CCG
S 0.35 lo 0.53/mía
included in above
Business outlookGlobalsíar has taken a pragmatíc approach forthe system's design, implementation andoperation. Using a bent-pipe sysíem, rt hasreduced technological uncertainiíies andassociates local and regional operators bypresenting Globalstar as a complement to theirown networks. The service should experience amore graceful degradation íhan Iridium becauseof absence of inter-satelliíe links.Globalstar has secured equity financing and hasa balanced parínership with several majorpartners from íhe USA-Europe-Japan triad withlong experience with internaíional operationsand influence on world operaíors. Its low-costservices contrast with those of its much moreexpensive compeíitors, especially Iridium andICO.Globalstar should achieve major developmentmilestones according to its plan until operationsstart in 1998, and will be able ío play a first-raíerole among big LEOs.Being second to íhe markeí by less than oneyear afíer Iridium does not necessarily constitutea serious handicap. Globalstar could adapt itsoffering according to the various problems whichmay develop during Iridium's deployemení andinitial operation.The major problem which Globalstar, as well asother big LEOs may meeí, will be the extent oftheir commercial success. The environment ofwireless telecommunicaíions changes veryrapidly wiíh the progress of cellular networksworidwide and the emergence of new poweríulGEO satellite systems offering similar services.Market reaction ío the specifíc characteristics ofbig LEOs can only be tested once operationsstart, and 'rt represents the most importantuncertainty for Globalstar. Low-cost servicesrequire a great number of subscribers forsufficient cash flow, and Globalstar's projectionsof rapidly reaching several million subscribersseem over-optimistic.
<D EuroconsuU 1996
B-18 Part B: Internalional
I-CQ Global Communications Ltd.London/ UK " - ' . - " - : -i---V-^ ' •• •. : • - - 'V -> .->•.<
Overvíew of activity & market targetsICO is a global rriobíle saíellite Communicationssystem ¡n Medium-Earth Orbít (MEO), created atInmarsat's ínitiative and operated by its afluíate, I-CO Global Communications, tt will provide thelink between users1 handheld and oíher mobiletermináis and the existing national and¡níernational fixed terrestrial and satelliteCommunications networks.The two major markets targeted by ICO arefocused on business travelers:- international business travelers, requiring aglobal roaming capabiliíy;- local and regional business travelers for localroaming at lowercost.All other segments of cellular complement,cellular extensión and fixed wireless services wíllalso be covered. The sen/ice will be fullycomplementan/ with terrestrial cellular and PCNs.ICO expecís to atíain several million subscribersin the long term.
Key dates12/1994: Inmarsat General Assembly's decisiónto particípate in íhe provisión of handheld mobilesatellite services.05/1995: Comsat submits FCC application forparticípation in I-CO.10/1995: a $1.4 billion contract is signed wiíhHughes Space & Communications InternationalInc. (HSCI) for satelliíe provisión.11/1995: favorable decisión of the WARC-95 foruse of the 2 GHz frequency band from 2000.12/1995: launch vehicle selection (Atlas-2A,DeIta-3, Protón, Zenith) made by HSCIaccording to an additíonal $925 million contract;20 launches including 10 options have beenbooked. ICO finalizes system design.04/1996: TRW files a lawsuit against I-CO GlobalCommunications alleging breach of patents.
Shareholders & financing outlookThe first generation system will require capitalexpenditures of S2.6 billion, including S2.2billion for satellites and launches,. and $350million for the ground segment. The company'scapitalization is $1.5 billion and rt is alreadysubscribed. In addition to Inmarsat signatoríesthat are indirect investors through Inmarsat's$150-million investment ¡n ICO, about 44companies are direct investors (see lístenclosed). Several among ICO's partners arenational or local telephone and cellularcompanies, serving more than 15 million cellularusers around the world.According to ICO, wholesalerships will soon beallocated to initial investors, who will then make
joint ventures and alliances wiíh others, for thebest possible service provisión in theír territory.
Industrial teamHSCI (USA): one of the principal direct strategicinvestors with S94 million, Hughes ¡s the primecontractor for both íhe bus and the satellitepayloads, and responsible for the launch choice;HSCI has contracted a great number of launcheson two American and two Russian launchvehicles for tts ov/n satelliíe customers, andobtained aííractive prices. The company also hasthe ríght to purchase a non-exlusive US nationalservice wholesalership for ICO.McDonnell Douolas (USA): launches with Delta-3, at a unit cosí of $75 million.Lockheed Martin CUSA): launches wiíh AtIas-2A.NPO Energva ÍCIS): launches with Protón, at aunít cost of $75 million.Sea Launch (USA): launches with Zeniíh, at aunit cost of $50 million, from the future sealaunch platform ¡n the Pacific ocean. Sea Launchwas created in 1995 by Boeing, NPO Energya(CIS), NPO Youjnoye (CIS) and Kvaerner(Norway).Ericsson/NEC/Nera/Huahes Network Svstems:development of specifications for íhe earíhstations.
Licensing status and approachThe decisions of the last WARC-95 conferencewere favorable ío LEO systems. Servicedov/nlinks at 2GHzwilI be made avaílable startingin 2000 instead of 2005, allowing ICO and othersystems to use 20 MHz and to starí operationsas planned. Specific 5/7 GHz frequencies werealso made available for feeder links.Licensing of services worldwide should beeasíer to achíeve for ICO than for other LEOsystems, and especially Odyssey, Hs directcompetitor. A great number of indirect investors(Inmarsat's signatories) and direct strategicinvestors are telecommunications operators andkey local, regional and internationaltelecommunication companies. They shouldgreatly help to obtain adequate local licensing intime. Comsat's planned partnershíp, which isawaiíing FCC authorization, met with protestsraised by ICO's competing syslems (especiallyOdyssey and Iridium). This authorization shouldultimalely be granted, followíng some possiblesettlements, such as garantees that there will beno subsidization between Inmarsat and ICO, andthat ICO should be bound by the sameprincipies as Inmarsat's Assembly of Parííes.Furthermore, ICO may encounter with the FCCin order to obtain a U.S. [¡cense, because there
© Euroconsull 1996
World Satellite Communications & Broadcasting Markets Survey, Prospecta lo 2006 B-19
is no FCC license categoryforeign service providers.
yet that covers B Investors and Share Capital in US doltars
System implementation planThe first launch ¡s expected in 1998 and ¡nterjmservice will start in 1999. The íull system will beoperational in 2000.
Summary of principal characteristicsTotal implementation cosí S 2.6 billionCapital raised as of early 1996 S 1.5 billionFirst satellite launch date 1996Beginning of commercial service 2QCQNumber of satellites + spares 104-2Number of orbital planes 2Operational altitude 10,355 kmInclínatíon 45°Satellite total launch mass 2,100 kgSatellite design lile time 12yearsSignai access mode COMABus prime contractor HughesPayload prime contractor HughesNumber of spotbeams / satellite 163Voice lines capacity / satellite 4,500Service data rales (kbps) 2.4 to 9.6 kbpsNumber of ground stations 7Subscriber terminal cosí (voice) S500Subscriber terminal cosí (paging) S2COEstimated service fee S 2/mnAccess fee / rnonth (S) n/ana: non avaílable
Business outlookICO enjoys both the partnership of stronginstitutional entities, and the status of a prívateventure. The parínershíp with HSCI is also anadvantage, províding íhe experience of a majorsatellite manufacturer, a major strategic partner,and potentially a provider of ICO services in theU.S. The space segment contracts are signed,equity financing is completed, and ICO is thusprepared to start operation in 2000.ICO will also leam from the experience ofIridium's and Globalstar's operations and adaptits orfering accordingly.Licensing in the U.S. and authorization ofComsat's participation may take some time yet,but ít is reasonable ío expect a favorabledecisión. Inmarsat's future change of status as aprívate entity v/ill also be a positive factor.
Shareholders
COMSAT Argentina
Telstra Global Ltd.
BATELCO
Navigation BulgareINTELCAM
Seíjing Marine Com & Nav Co.
Empress Nacional de Tel.EMTELCUBA
Cyprus TelecommsARENTOTelecom Finland
DeTeMobil
OTESA
VSNL
IndosatMinistry of CommunicationsTelecommunications Companyoflran
Satellite Phone Japan
Korea TelecomKuwait Investment AuthrotiyMabile Telecoms Co.
Invesíment DevelopmentAuthority of Leba/ionBurea of Maritime AffairesTelekom MalaysiaTelemalta
Telecom México
PTT Telecom
NTTELG.T.O. Omán
Pakistán Telecom Corp.
PHILCOMSAT
Polish Telecom
CPRM
Q-Tel
Morszviaspulnik
Minislry of PTT Saudi PublicInv Funds
Sonalel
Singapore Telecom
Telkom SA Lid
Telefónica de España SA
Swiss Telecom PTT
CS Communications Lid
Turk Telekom
ETISALAT
COMSAT
Inmarsat
Huqhes
Country
Argentina
Australia
BahrainBulgariaCameroon
Colombia
CubaCyprusEgyptFinlandGermanyGreece
India
IndonesiaIsraelIrán
JapanKoreaKuwaitKuv/aitLebanon
Liberia
MalaysiaMaltaMéxicoNelherlandNigeriaOmán
Philipines
Poland
Portugal
Oalar
Rus sí a
SaudiArabiaSenegal
Singapore
SouthÁfrica
Spain
Swilz.
Thailand
Turkey
UAE
USAUK
USA
Total Share Capital4 Premium (US3)
7,130,210
356,500
350.0CO
350.0CO
355.5CO
36,749,385
356,500
356,500
356,500
350,000
392,150
36,749,385
19,278,715
36,749,385
7,130,000
356,500
350,000
36,749,385
29,914,145
1,782,500
356,500
27,377,870
355,500
356,500
356,500
20,291,105
11,179,560
3SO,CCO
713,000
350,000
356,500
7,13Q,CCO
9,454,710
350.CCO
356,500
7,130,OCO
356.5CO
33.452,245
7,130,COO
11,179.550
11,179.560
25,357,330
350,000
23,328,310
33,452,245
53,482,000
21.200.000Total 523.107,255
ya/uaf/on o( Inmarsat in kind contribulion 6,993, CCO
GRANO TOTAL 593.1C0.255
<D Euroconsull 1996
B-20 Part 8: Internationa!
Iridium Inc.Washington D.C, USA
Overvíew oí activity & market targetsMotorola will opérate the Iridium system for theiníernational consbrtium Iridium Inc. The systemis a personal Communications network designedto permit any type of telephone transmission(voice, data, fax, paging) ío reach its destinationanywhere on Earíh, any time. One principalfeature of the system is its ¡ndependence ofground infrastructure, thanks to inter-saíellitelinks and onboard switching capacíty, contrary tothe other big LEOs.Iridium is first targeting professiona! íravelers(45% to 55% of expected inríial cusíomers forvoice services), users in rural and remote áreas(15% to 25%), government users (15% to 25%),business Communications (5% to 15%), whileaeronáutica! customers should account for lessthan 1%. Professional travelers will also be theprimary target for paging services.
Key dates1987: R&D begíns at Motorola on the Iridiumsystem.1990: the FCC licence application is filed.1991: Iridium, Inc. incorporated.1992: Global MSS spectrum allocated at WARC-92; experimental licence granted by FCC.1993: Iridium Inc. signs a S3.4 billion contractwiíh Motorola's Satellííe CommunicationsDivisión ío purchase the Iridium space system,and a S2.9 billion follow-on contract for operationand maintenance over five years.1993: Motorola signs a S700 million contract withLockheed Missiles Space Co. for thedevelopment of 125 satellita platforms, andawards contracts for all other major elements ofthe satellite.08/1993: first-round equity offering of S800million.09/1994: equity financing completed, bringingthe total capital to S1.6 billion.1995: operational licence awarded by the FCC,subject to certain conditions; at íhe WRC-95,Iridium and Odyssey received a total of 300 MHz¡n the Ka-band for feeder links, with 100 MHzmore to be decided at the WRC-97,03/96: completion of an end-to-end ground testof the netv/ork.04/1996: selection of Chase Securíties Inc. andBZW as arrangers of sénior credit facilities.Nov. 1996: first three Iridium satellites to belaunched by DeIta-2 and satellite full-scalemanufacture due to begin.1997: Master Control Facility construction to becompleted; satellite launches continué.1998: satellite launches complete; commercialservices due to begin.
Shareholders & financing outlookFunding requirements for íhe pre-operationalphase amouní to a total of S4.3 billion, includingS3.4 billion for the space system, S160 millionfor íhe terresírial network, and S512 million forinterest and financing costs. Financing for thefirst five years of operations will require afurtherS2.9 million. The financial arrangement of séniorcredit facilities is planned ¡n two stages: a short-term revolving credit facility íoíalíng $750 million,and a permanent financing of about S2.4 billion,to replace the short-íerm facility.Iridium Inc. raised $1.6 billion of equity, or 47.5%of total system development and construcííoncosts of S3.4 billion, with 17 internationalinvestors having joined the venture as of early1996.
Equity investorsInvestor (country)Motorola Inc. (USA)Nippon Iridium Corp. (Japan)Vebacom GmbH. (Germany)Iridium SudAmerica Corp.Iridium Míddle East Corp.China Great Wall Industry Corp.(China)Iridium Canadá Inc. (Canadá)Khrunichev State Research &Productíon Space Center (GIS)Korea Mobile TelecommunicationsCorp. (South Korea)Pacific Electric Wire & Cable Co.(Taiwan)Sprint Corp. (USA)Thaí Satellite TelecommunicationsCo, (Thailand)Iridium India Private Telecom Ltd.(India)STET(Ualy)Iridium África Corp.Lockheed Martin Corp. (USA)Raytheon Co. (USA)
Ov/nership20.1%13.2%10%8.8%5%
4.4%
4.4%4.4%
4.4%
4.4%
4.4%4.4%
3.9%
3.8%2.5%1.3%0.7%
Industrial teamLockheed Missiles and Soace Co., Inc. (USA) :design and manufacture of the satellite bus.Raytheon Co. (USA): satellite antennas fordirectsatellite-subscriber Communications.Com Dev (Canadá): antennas for inter-satellitelinks and satellíte-gateway Communications.Telesat Canadá: poríion of the telemetry,tracking and command facilities.Scienlifíc Atlanta Inc. (USA): telemetry, trackingand command ground termináis.Telespazjo (Italy): system engineering andoperation of back-up control faciliíy.
<D Euroconsult 1996
VVorld Satellíte Communications & Broadcasting Markets Survey. Prospects to 2006 B-21
Hewlett-Packard (USA): test methods andsysíems.ffomens AG (Germany): desígn andimplementation oí switching systems,Software Technoloav Inc. (USA): comrnand andtelemeíry software.ARINC. Inc (USA): network management systemfor the system control.Rechtel Coro. (USA): engineering, procurementand construction, including ground staíions.China Great Wall Industrv Coro. (China): 11double launches on the Long-March 2C/SCvehicle.Khrunichev (GIS): 3 launches of seven sateliiíeseach, wiíh the Protón vehicle.McDonnell Doualas (USA): 8 launches of fivesatellites each with the Delta II vehicle.
Licensing status and approachSince FCC auíhorization has been granted,regulatory activities have focused on obtaíninglicenses in every couníry of the worid. Investorshave been forming alliances around the worldwith local paríners and seo/ice providers. Iridiumclaims ío have in-princíple interest from about 70countries. The company has taken into accountthe concerns of developing naíions aboutprotectíon of national interests and has offeredan equity stake to government-approvedeníities in 1995, with the opportunity for them toinvest ín the infrastructure. Iridium Inc.consoríium members are also planning to sharerevenues with local service providers andoperators, based on íhe actual traffic producedin a country and on theír value-added role. Theworldwide subscriber geolocation capability wil!allow for the disiríbution of revenues.
System implementationCommercial service is planned to begin in thethird quarter of 1998. The 72-satelliteoperatíonal constellatíon will be launched bythree launch vehicles over 1996/97: LongMarch 2C/SD (6 launches of 2 satellites each),Protón (3 launches of 7 satellites each), andDelta-2 (8 launches of five satellites each). Forthe replenishment phase, Long March is undercontract for 5 launches and Delta-2 for 5launches of 3 satellites each. Completion ofinstallation and testíng of gateway stations ¡sscheduled for the second quarter of 1998, andglobal service is due to start in September 1998.
Summary of principal characterist icsInítial implementation cosí S3.4billionCapital raised as of early 1996 S 1.6 billionRrst satellite launch date Nov. 19S6Beginning of commercial service Sept. 1998Number of satellites + spares 66 -t- 6 .Number of orbital planes 6Operatíonal altitude 780 kmInclination 65°
Satellite total launch massSatellite design lite timeSignal access modeBus prime coníractorPayload prime contractorNumber of spotbeams / satelliteVoice unes capacity / satelliteService data rales (kbps)Number of ground stationsSubscriber terminal cosí (voice)Subscriber terminal cost (paging)Estimated service feeAccess fee / month
6SOkg7 years
FDMA/TDMALockheed Missíles
Motorola48
1,1002.4 to 4.8
25$2,OGG-3,GCO
S2CG-5CO
S 3 / mln.$50
Business outlookIridíum's market expectations for the year 2001are about 700,000 subscribers for voicesen/ices and 600,000 for paging, generatingtotal revenues of $1.2 billion.It is believed that overall market demand will besubstantial and the success of íhe system willdepend on its cost-effectiveness, reliability andtimely operation.However, Iridium is íhe most technically complexsystem among big LEOs. This system has moreinnovative technology (such as intersatellitecrosslínks), more investors to please andsignificantly higher terminal and service pricesthan its competitors. The latter is poíeníially ofgreatesí concern. 'Iridium's strategy seems íorely heavily on hígh-income ¡níernationalbusiness travellers, a small market which everyoíher mobile system is targeting as well. Iridiumalso needs ío raise $2.9 billion in the next fiveyears, a large arnount given the skeptícismshown by Wall Street when the companyattempted a public offering in 1995. Finally,Iridium will be the first system on the markeí, amixed blessíng since later enlrants will not needto edúcate consumers to íhe same extent.The changing regulatory environment in thevarious countries is being addressed by IridiumInc. with the offer of equity participation to allgovernment entíties interested, a prerequisite tolícensing in many countries.
O Euroconsult 1996
Part B: International
Odyssey Telecommunications International Inc.Redondo Beach, CA, U8A->- ^ •-> ' >/ f -A*: ' -«- -..£:;•;':'*V3? >':.; v\'^-'^.'_ _ _ - ; :•
Overviev/ of actívity & market targetsOdyssey is a joint venture of TRW Inc. (USA) andTeleglobe Inc. (Can'ada) fora Medium-Earíh Orblí(MEO) saíeliíte system, províding globalcoverage forvoice, fax and messaging. The fourmajor market segments targeíed for voiceservices, ¡n order of decreasíng worldwideadressable market according ío Odyssey, are:-áreas which lack Communications ¡nfrastructureand will benefit from fixed wireless services;- cellular extensión for resídents of sparselypopulated regions, who will never receivecellular service;- cellular complement for business travelers,consisting of national and international roamersusing compatible equipment, and- ínstitutional users and prívate networks, notconnected to PSTN and requiríng continuousservice overwide regions.A paging service will also be available.Odyssey expects a total subsciber base ofapproximately 7 to 8 million by 2007-08, with
.service starting in 2000. Almost 50% of ihísmarket would correspond ío fixed wirelessservices, the rest being equally splít betweencellular extensión and cellular complementservices.
Key dates1990: TRW establíshes the Odyssey project.11/1994: the TRW-Teleglobe joiñt veníure ¡sannounced;01/1995: FCC license to build and opérate theOdyssey system is issued.08/1995: two U.S. patents issued, dispute v/ithInmarsat follows. In December, Germán andTaiwan patents issued.10/199.5: a S2.3-biIlion contract is signed withTRW Space & Electronics ío supply thesatellítes, ground system and systemintegration.11/1995: feeder link frequency allocated at theWRC-95 conference.04/1996: TRW files a lawsuit allegíng breach ofpatents against ICO Global Communications.
Shareholders & financíng outlookThe total inítial cosí of the system ís expected tobe at least S2.5 billion, including SO.5 billion forthe ground segment. Equity capital shouldrepresent 40% to 50% oí the total, with the restcoming from debt and vendor financing. So far
• only the two founding partners of theconsorííum, TRW and Teleglobe, navecontributed $100 rnillion (about 10% of totalequity) and S50 million (5%) respectively.Odyssey expects to have more strategicparíners joining the consortium in 1996, and
gaíeway stations are being considered inArgentina, Italy, South África, Australia, Chinaand India. The Odyssey venture quickly needsnew paríners, in order Eo consolídate íhe projectand go ahead with its implementaíion.
Industrial teamTRW Inc. (USA) desígn, manufacture andintegration of íhe satellite bus and platform.Teleglobe Inc. (Canadá) : the company and ííssubsidiarles are responsible for the internaíional(outsíde U.S.) marketing of Odyssey's services.Soar Aeropace Ltd. (Canadá): L-band aníennas,S-band antenna design supporí.ANT Nachríchtentechnik GmbH (Germany) : Ka-band TWTAs and spacecraft power supplies;earíh staíions.NEC Corp. (Japan) : S-band SSPAs.Fokker Space BV (Netherlands): Solar arrays.Teldíx (Germany): Momentum / reactíon wheels.Thomson-CSF (France): Ka-band termináis,aníennas, earth staíion integration;Harrís Corporation (USA): Ka-band termináis,antennas, earth síation integratíon;Standford Telecom. (USA): Basebandprocessíng design.Northern Telecom (USA). Nortel Matra (France) :Cellular switches for Earíh stations andgateways.
Lícensing status and approachOdyssey, like íhe LEO systems, will have tosecure local licenses ¡n key markets around theworld. The venture is currently very busy with themost urgent issue of enlarging the strategicparínershíp.All Communications processing is performed onthe ground, slrnplifying the payload design ofOdyssey satellítes. This bent pipe system canalso handle difieren! regional demands byallowíng dirferent communication formats, Thus ,the system does not bypass local PSTNs.However, the 7 gatev/ay staíions planned willleave a large number of countries withoutcontrol, and regional agreements should bemade. Odyssey has not yet made significantprogress toward its licensing worldwide.
System ¡mplementation planFirst launches are planned ¡n the íouríh quaríerof 1998, bul no launch contracts have beenplaced yet. The satellítes could be síngle-launched by Delta, Soyouz or Long-March, anddouble-launched by Aríane or Protón. Satelliteconstruction was expected to start in 1996, butTRW has not announced íull developmentcontracts for bus and payload subsystems as of
<D Euroconsull 1996
World Satellite Communications & Broadcasting Markets Survey, Prospects to 2006 B-23
July 1996. The fírst launch could thus bedelayed until 1999. Operations can begin assoon as the fírst nine satelliíes are launched,providing global coverage. Full operation ísexpected in 2000 with all 12 sateilites up,providing a user visibiliíy of two sateilitessimultaneously.
Summary of principal characteristicsTotal implementation cost S 2.5 billionCapital raised as of early 1996 S 0.16 bilüonFirst satellite launch date 19S9Beginníng oí commercial service 2CCONumber of sateilites + spares 12 + 2Number of orbital planes 3Operational altitude 10,354 kmInclination 50°Satellite total launch mass 1950kgSatellite design life time 15 yearsSignal access mode COMABus prime contractor TRWPayload prime contractor TRWNumber of spotbeams / satellite 37Voice lines capacity / satellite 3,000Service data rates (kbps) 2.4to9.6kbpsNumber of ground síations 7Subscriber terminal cost (voice) S5COSubscriber terminal cost (pagíng) $200Estimated service fee S 0.65 / min.Access íee / month $24
Business outlookOdyssey claíms that the two principal advantagesof the system, namely low-cost Communicationsand low-maintenance costs thanks to the longsatellite life time, will be instrumental in itssuccess. Independen! studies comparing thebig LEO and MEO projects indícate Odyssey'sgood cost/quality optimization.Odyssey truly enjoys several advantages, whencompared with both Iridium and Globalstar,strengthening iís chances for an economíasuccess: smaller number of sateilites of longerliíetime, high elevation angles, use of proventechnologies deriving from government spaceprograms, directed coverage, etc. However,Odyssey's major competitor ts Inmarsat's ICOproject, v/hich has approximately the sameíechnical characteristics. TRW claims thatInmarsat was largely inspired by Odyssey indefiníng its own project, having participated ¡nearíy negotiations with TRW on a potentialpartnership for a common system. tt is unlikelyíhough that the TRWs patents will prevent ICOfrom competing. Since "rts definítion, the ICOproject has been quickly oversubscribed byInmarsat's signatories, and has better garanteesfor local licensing worldwide. Financing and'licensing are precisely Odyssey's majorproblems today.However, the 1.5 million subscribers required tobreak even should not be out of reach forOdyssey, compared with the size of the total
adressable market. Despite the dozens of majorinternational partners already engaged in theother projects, and the large amount of capitalalready drained by their ventures, Odyssey stillhas good chances in securing an adequatepartnership, and the second half of 1996 willprove decisive in íhis respect.
<D Euroconsult 19SG
B-24 Parí B: International
Collecte Localisatiofl Satellites (CLS)Toulouse, France /^ "# '-.--•''-'- ':
Overview of activityCLS operates Argos, a satellite data collectíonand position-locaíion service designad forscientific and environmental use (ocean data,animal tracking, snow cover, sea pollutíon, etc.).In 1995, Argos accounted for 60% of íhecompany's sales, whose activities also includethe operation of DORIS (a location sysíemcarried aboard Spot and íhe Topex-Poseidonoceanographíc satellite) and MAEDS (a datacollection system operatíng on Meteosat andGoes weathersatellites), as well as various value-added services.The Argos payload (developed by the Frenchspace agency CNES) is carried on NOM polar-orbiting satellites, providing ful! coverage of theEaríh several times a day. The system tracksmobile or fixed transmitters ¡n remote zones.Data are processed by CLS and delivered tousers within 20 minutes.The system presently serves approximately5,000 termináis worldwide. ft is the onlyoperaíionai little-LEO system today.As an extensión of the expertise acquired withArgos, CLS took a participaíion in the Síarsyssystem being developed by GE AmericanCommunications, lis US subsidiary -CLS NorthAmerica- holds a 20% stake in GE Starsys. CLSwill also íake a minority share ¡n a new EEuropeancompany being formed by Alcatel Espace tomarket Starsys services in Europe.
ShareholdersCNES (55%), French banks (30%), and Ifremer,the French oceanographical ¡nstítute (15%).
Key dates1974; the Argos program starts with a MoUsigned between CNES, NASA and NOAA1978: the Argos system becomes operationalfor a dala collection service1982: the system expands as part of the TOGA(Tropical Oceans and Global Atmosphere)research program: approximately 2,700 driftingbuoys deployed over 1984-96.1986: CLS established; MoU extended,ensuring that the system be maintained until20031988: location service introduced
1996: launch of NOAA K expected, carrying theArgos-2 second generaíion payload
Service ratesCharges are about £25 per operational day foríhe location service and abouí £12 for datacollection only (1996).
System characteristics and evolutíonCurrent aeneratíon (NOAA J)- telemetry rate: 1,200 bps-4 data recoven/ units (4 messages processedsimulíaneously)- frequency band: 24 KHz- capacity: 10,000 transmitters- simulíaneous positioning by Doppler wiíh anaccuracy between 1000m and 150m- GPS cards can be integrated on termináisAro.os-2 (NOAA-K to N, from 1996)- telemetry rate: 2,500 bps- 8 data recovery uniís- frequency band: 80 KHz- capacity increased by a factor of 3.2Argos-2 will also be placed on íhe JapaneseAdeos-ll satellite to be launched in 1999.Irnproved Argos-3 payloads are planned startingin 2001, on Adeos-ll follow-on saíellite (Alos),and Eumetsat's Metop-1 satellite in 2002 (adecisión is expected soon for Meíop-2 and 3).Argos-3 could also be placed on NOAA's N1
satellite (2003), as well as on the firstmeteorológica! satellite to be developed jointlyby the DoD and NOAA with a launch date in2006.
Business outlookProjects for commercial little-LEO systems willtarget some of Argos1 markets, but their impacton the system's role and overall business shouldbe rather ümited.Argos is the only sysíem authorized to opérateon frequencies dedicated to environmentalapplications. tt has the highest receiversensiíiviíy, and the highest accuracy for Dopplerpositioning, both crucial for low-weightenvironmental termináis, tí is well adapted foroperations ¡n vast regions with low densitytermináis, including polar regions, v/hile otherlittle LEOs target mainly densely populated áreasío serve industrial and commercial users.
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O Euroconsult 1996
World Satellíte Communications & Broadcasting Markets Survey. Prospects lo 2QQ6 B-25
Cospas-SarsatLondbn, UKV > •
Overview of activityAs an extensión of the.technology developedfor Argos, the ¡nternational Cospas-Sarsatsysíem for detecting ground vehicles, ships andairplanes in distress has been operational since1985. 28 couníries/organízations particípate inihe system, which is strongly supported byinternationai organizations including theInternational Marine Organization (IMO), theInternational Civil Aviation Organization (ICAO),íhe International Telecommunications Union(ITU), etc. Inmarsat assumes the secretariat.From 1982 to June 1995, the Cospas-Sarsatsystem provided assistance in rescuing 1,540persons in 1,800 Search And Rescue (SAR)events.
Key datesAug. 1979: a Mol) is signed by the governmentsof France, the United States and Canadá for íheestablishment of the Sarsat (Search And RescueSaíellite-Aided Tracking) sysíem1980: Sarsat is merged with the Soviet Union'ssimilar Cospas system to form Cospas-SarsatJuly 1985: Cospas-Sarsat becomes operationalJuly 1988: the International Cospas-SarsatProgram Agreement is signed by the four síates,for maintajning the system ¡n operaíion andensuring its non-discriminatory availability to allcountries, with no charges for users ¡n distress.
Space segmentAs of July 1996, the saíellite constellationconsisted ¡n five operational LEO sateliites,including three NOAA sateliites carrying Sarsatpayloads supplied by France (406 MHztransponders) and Canadá (121.5 MHztransponders), and two Russian satellites in theNadzehda series with Cospas payloads. TheCospas-Sarsat space segment nominallyconsists of four satellites (2 Cospas and 2 Sarsatpayloads).In addition to polar-orbiting satellites, 406 MHztransponders are op'erating on geostationarysatellites: lnsat-2A and 2B, Goes 8 and 9, andLuch-M. Japan has also launched a 406 MHzpayload on GMS-5 fornational experimentation.Cospas-Sarsat has embarked on ademonstration and evaluation phase to assessgeostationary satellites for search and rescue(GEOSAR) as a complement to the existingsystem. GEOSAR systems have the capability toprovide almost ¡mmediate distress alerts (10 mn)using existing 406 MHz beacons, althoughwithout the distress location. Development ofthe next generation beacons with encoded
position information will ailow both rapid alertingand position data.
Ground segmentThe Cospas-Sarsat system provides disíressalert and location data íhrough two types ofbeacons:Beacons operating at 121.5 MHz- opérate v/ithin the coverage of the Local UsersTermináis (LUT)- 560,000 as of March 1996, mostly avíationELTs (Emergency Locator Transmitter). Theyshould reach the 600,000 mark by 2000 beforedeclining, in favor of more poweríu! beacons- position determination within 10-15 kmBeacons operating at4Q6 MHz- can be actívaíed anywhere in the world- over 119,000 as of March 1996 (mainly onships). This number is expected to double by2000, and to continué growing rapidly in relationto new internaíional regulations for Cospas-Sarsat capability- position determination within 5 km
Data are relayed by the satellites to LUTs forprocessing to determine beacon location. Theinformation is passed to a Mission Control Center(MCC) to alert the rescue authoriíies. As of July1996, 32 LUTs were in operation in 20countries, and 19 MCCs.
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Business outlookThe emergence of litíle-LEO systems v/iliimprove íhe capability of transmitting distressalerís worldwide. However, the existence of theCospas-Sarsat system, enhanced by GEOSAR,will continué to provide a very valuable, v/ell-recognized service v/ithin a context ofinternational cooperation.
© Euroconsull 1996
B-26 Part B: International
Overview ofthe little LEO projects (as ofJuly 1996)
Status ActívityMOST ACTIVE PROJECTS
Orfxcmm FCC lícensed. The firsi two satelliíes wereUSA launched by Pegasus ín April 1995 and full-time
sen/ice usíng 36 sateüííss is not expected before1997. Technjcal problems with satellitedevelopment and the launch vehícle (Pegasus XL)delayedservice ¡ntroduction. However, Orbcommexpects to benefit from the advantage of beingfirst on the market. Orbcomm filed with the FCCin 1995 to ¡ncrease the number of satellítes from36 to 48, and to add spectrum. A decisión isexpected durinq WARC-97.
As of mid-1995, Orbcomm claimed to have concluded 20preliminar/ license agreements concerníng 68 countries and apopulation of 3 billion, inciuding the Americas, East and WestEurope, Russia and China, while negotiatíons were under waywith 13 more countries, representing an additional 1.6 billion ofpeople (notably India, Australia and S. África). More than amillion subscribers are expected two -years after full operaüonsstart. The sen/ices would cost of íhe order on S0.5 per averagemessage.
(£ FCC licensed. The satellítes will be manufacturedStarsys by Alcatej Espace of France (payload) and MMSUSA of France (platform). The first six satellítes will
be launched during 2Q1998 and sen/ice is due tobegin in 1999. Sysíem's ímplementation will bemore progressive íhan Orbcomm staríing wííh thefirst six satellites and continuing with groups ofsix accofdíng to market's response.
GE Starsys is Orbcomm's direct competítor, proposingprimarily near-real-time sen/ices, as well as limitad store-and-forward messagíng for isolated áreas. Síarsys will provide±150-m accuracy posiíioning and will also propose integratedGPS receivers. It expects approximately 100,000 customerswithin one year of operations, and one miilíon by 2000. Termináiswould retail for between $250 and $300.
Vitasat FCC licensed. Vitasat is the two-sateüite systemUSA of íhe non-profit agency VITA (Volunteers In
Technical Assistance). VITA has an agreemeníwith Final Analysis and secured two íranspondersonboard two of the Faisat satellites, to belaunched ín 1996 and 1997. VITA's appiication fora third satellite will be decíded during theWARC-97.
VITA's target is to satisfy the needs of developing countriesfor transmisión of technical assisíance messages and shorí andlong documents, especially in cases of natural disasters andother emegencies. Small field termináis are to be used at fixedsites and can be connected to digital radio stations and persona!computers. About 1,000 Vitasat termináis are expected by2000,
Faisat Final Analysis Inc. has already launched anUSA experimental satellite, Faisat-1, by Kosmos-1 ¡n
1995. Final Analysis and Polyot Enterprisesannounced a straíegíc allliance to províde mobileand fixed sateliite Communications on a globalbasis. Polyot will launch the Faísaí satellitesonboard Kosmos, staríing for the first two (at83°) in 1996/97 and continuing with one múltipleiaunch every year for the following four years,unti!2001.
Faisat is a síore-and-forward system iargeting services forlarge data-set transfer, asset íracking, envíronmentalmonitoring, messaging and e.mail. Faisat will use 32-bitprocessors and 128-Mbyíe memoríes to enable the design ofseveral, sophisticated value-added services.Faisat satellites will have several means to enable coexistencewiíh other small LEOs (frequency scanners of the availablechannels, opposite polarization than Orbcomm, not spread-spectrum access as in GE Starsys).Faisat still has to oblain the FCC fícense, secure adequatefundinq. and succeede ¡n worldwide loca! licensínq.
Gemnet Gemnei is proposed by CTA as a second-roundUSA FCC applicant. The first Gemsat saíellite, tha!
carried a Vitasat íransponder, v/as destroyedduring the first flight of LLV-1 in 1995. Initialservice is planned now for the end of 1997, whilefull operatíons are expected hvo years later.
The markets primarily íargeted by the constellation includeasset trackíng and monitoring, automatic utility meter reading,e.mail, global pagíng, buoy and environmental sensor moniíoring,and direct-ío-home communication services. CTA is expecting adecisión of the WARC-97 for spectrum allocatíon.
Leo One The first satellites should be launched ¡n 1997USA and operaüons of the full constellation shouldUSA begin by 2000. The biggest hurdles are FCC
licensing, and financing, an Essue on which little ¡s. known yet.
The constellation, if deployed, would be the biggest of all littleLEO systems. It will offer real-time services and constan!availability for time-sensítive and data-íntensíve applications,with each satellite províding 15 channels at 2.4 to 9.6 kbps, andintersatellíte link capabílity.
© Euroconsult 1996
World Satellite Communications & Broadcasting Markets Survey, Prospecta to 2006 B-27
B^ffWff^H • - •-.£•••.• Status --^ -- • • - '--;.. ' Activity . : - 1MOST ACTIVE PROJECTS
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ECCOBrazil
Saf i rGermany
IrisBelgium
E-satUSA
Two Gonets-D demonsíration satellites werelaunched in 1992, and the fírst three operatíonalin February 1 996, a couple of years behindschedule. The second generador) of more-capablesatellites, Gonets-R, wiil be introducedqradually, startinq in 1999.The Equatoríal Constellation CommunicaEions(ECCO) sysíem is under consíderaíion toprovide voice and data Communications toequatorial countries.
Safir R-1 was attached to the Resurs 01-3Russian satellite (1994) whiie Safir-2, attachedto a Resurs 02-1 satellite, is planned ío belaunched in late 1997. OHB's ambiíion is toopérate a six-satellite constellation by 1999,includíng 3 attached payloads and 3 dedicatedsatelíiíes.The first Iris unit will be a payload attached to aRussian satélite, planned to be launched in late1997. A dedicated satellite will be launched lessthan a year afíer.
OTHER
E-sat ís formed by Echostar CommunicationsCorp. (80%) and DBS industries Corp (20%).Status of this venture is unclear.
Gonets is designed for both real-time and store-and-forwardsen/ices, targeting the needs of íhe CIS countries whích lackadequate ¡nfrastructure. Smalsat, íhe operator, expects100,000 users within one year and over 650,000 in íhe long-terrn. Markets for Gonets outside the CIS will be limited, and willlonly concern neiqhborinq countries.ECCO is a low-cost system, optimized to serve íhe Brazilianterrítory and other countries, providing uninterrupted regionalservice. ECCO íargets íull dúplex voice seo/ice, using dualcellular/satellites handsets, paging and fax Communications,posííioninq and auíomatic data collection.Safir is a store-and-forward system, permitíingCommunications, v/iíhouí going through a centralized controlstation. It is designed for niche markets, primanly fleet andasset management and it íargets primanly the European market.Safir may have problems with allocation of the requestedfrequency band. Development of the first two satelíiíes by OHBSystems was paríially funded by the Germán space aqency.Iris primarily targets low-cost store-and-forv/ard services forEuropean transportaron companies, having a large number ofvehicles spread in isolaíed áreas in Europe and especially África.
PROJECTS
E-sat is a six-satellite constellation at a 1,260 km altitude. TheS50-mill¡on system targets primarily the oil and gas rnarkets forstore-and-forward services and ií will also support servicesrelated to direct-to-home broadcasting. The cosí of the firsttwo sateilites and the first year of operations is estimated atS8.2 million.
Eyesat Eyesat is the project of Interírometrics, aUSA company v/hich has already launched a small
satellite in September 1993 as piggy-back onAriane. The company has an experimental licencefrom the FCC to opérate the satellite.
no Information available
The system targets data transmission and positioning services.Bekm Project for a seven-salellite system of ElbeGermany Space and Technology. An experimental
satellite was launched on a Russian launcher in1994 and Eiekon rece'rved a Russian [Ícense.
Leo OrePan-
americanaMéxico
Mexícan project for a 12-sate!IÍle constellation.Discussions are in progress for joint marketingand design complementarity with the NorthAmerican Leo One project.
The system targets primarily the store-and forwad markels ofLatín America.
O Euroconsult 1996
B-28 Part B; I n t e r n a t i o n a l
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996
World Satellite Communications & Broadcasting Markets Survey, Prospects to 2006 B-31
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O Euroconsult 1996
Part B: North America
TRANSPONDER MARKET STATISTICS
The domestic satellite operators of North America will control a total of 948 transponders(normalized to 36-MHz bandwidth) bn 35 satellites at the end of 1996, 52% of them at Ku-band. As existing systems are replenished and expanded and new ones appear, thistransponder population ¡s projected to grow at a compound rate of 5.8-6.4% per year over thenext 10 years.
U.S. saíeilite users nave been siow to accept Ku-band, due to the higher price oftransponders, concern over rain fade and the need to keep serving over 4 million owners of C-band televisión receivers. Satellite operators may have anticipated a more rapid take-up ofKu-band, and while these transponders were only 57% used at the end of 1993, a severeshortage of C-band capacity was aHowed to develop. The failed launch of Telstar 402 in 1994was enough to cause panic: the price of occasional leases increased suddenly, even asbroadcasters were gearing up for the 1996 Olympic games and other big-audience events.The FCC responded ¡n April 1996 with a new round of construction permits, and the industryresponded by accelerating its adoption of digital compression. Nevertheless, transponderrates may not decrease significantly before 2000, due to high demand and higher satellitecosts and performance. Indeed, the average costof transponders will remain high on the newgeneration of domestic sateiliíes. Some operators aiready expect a shortage of orbital slots.
Transponder usage has shifted rapidly toward video applications in the early 1980s; thevideo market itself grew strongly in íhe mid-1980s, from 76 transponders in 1982 to 284 in1988, as cable televisión expanded. The multiplication of íhemaíic channels and thedevelopment of saíeilite newsgathering and direct broadcast have helped sustain this trend;about 600 transponders were leased for video services at the end of 1 994.
North America: Estimated available capacity (1991-2006)
1991 1996 2001 2006
36-MHz equivalent units (rounded) al year-end
Domestic, regional and 1,029 1,033 1,903-1,938 1,885-1,950
¡nternational prívate1 systems
C-band
Ku-band
Intelsat1
C-band
Ku-band
Total
C-band
Ku-band
596
433
218
149G9
1,247745£02
4£6537
242
163
82
1,275
656
619
850
1,053-1,088
193
122
53
2,093-2,118
9721,111-1,146
as1,0801,145
14110041
2,026-2,091
9C6
1,121-1,186
(1) Intelsat and International prívate operators (PanAmsat, Orion, Columbía) are not aHowed to provideregular domestic services in the United States at this time, This v/ilí probably change as the FCCremoves distinctions between domestic and ¡nternational satelütes. Intelsat's future market sharecannot be estimated precisely but is considered negligíble in these projections, sínce íhe U.S. market ísprobably too rnature for a non-U.S. new entrant to make a real difference.
NOTE: Excludes capacity which may be deployed at Ka-band beyond 2000.
O Euroconsult 1996
© Euroconsult 1996
Part B: North America
NEW SERVICES
Direct televisión broadcasting
Direct televisión broadcasting was'long equated in the U.S. with the spectacular failure ofprojects attempted by Comsat Corp, and others in the early 1980s. More powerful satellites,smaller receivers, conditional access systems and digital compression have since becomeavailable; U.S. consurners have been shown to be willing to pay; and dozens of specializedtelevisión channels have emerged, and found cable network operators unabie or unwilling tocarry them.
The outcome so far has been that, though they had to spend an average of $1 billion to startplaying, DBS operators are now making rapid progress. DBS companies íarget the 12-15million households without access to cable, and the purportedly high proportion of the region's68 million cable subscribers who are unhappy with their cable network's prices or sen/icequality. DBS companies have quoted objectives of capturing 2-8 million homes after one yearand 17-40 million after five years; the U.S. Satellite Broadcasting and CommunicationsAssociation has set for the industry the objective of signing up 20 million homes by 2000. Atthe beginning of 1996, eighteen months after DirecTv Inc. launched the first U.S. directbroadcast service, these targets seem within reach, with 2.5 million households alreadysubscribing.
The question becomes how many operators the U.S. market can accomodate; Four companiesare already in business: DirecTv and U.S. Satellite Broadcasting, which share sateliites;Echostar, which acquired a sizable amount of orbital real estáte by purchasing various shellcompanies to which the FCC had given licenses; and Primestar Partners L.P., formed by someof the country's largest cable operators. A fifth contender, American Sky Broadcasíing Ltd., willcome on board in 1997. Except maybe for Echostar, whose track record is shorter, all bringshareholders with considerable market power and program libraries. How the market willultimately be divided up is hard to say, but addiíional entrants certainly face a challenge.
The next goal, for U.S. operators, is to expand abroad: DirecTv and Echostar have alreadytaken síakes in DBS ventures in Asia and Latín America. DirecTv and others also seek to crackthe Canadian market, where media regulations have prevented U.S. companies from sellingtheir services (at least overtly). Several U.S.-Canadian alliances have emerged to provide therequisite Canadian contení.
North America: DBS frequency plan (June 1996)
Company Total
frequencies
Orbital slots (Western lonqitude) and frequencies
61.5° 82° 91° 101° 110° 119° 148° 157° 166° 175°
Satell ites
¡n in cons-service -truction
CANADÁ
Telesat na na na - -UNITED STATES
EchostarDirecTVASkyBLoralTempoDominionUSSBUnassiqned
Total US
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1
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-
-
-
4
3-
2
22
-
-
-
9
full CONUS coverage
<D Euroconsult 1996
World Satellite Communications & Broadcasting Markets Sun/ey, Prospects to 2006
Noríh America: Cable and satelüte televisión households, 1980-94
Basic Cable
Year
Total (1994)
19&4
Subsctibers
68,364,000
-
7,869,CCO
Peneíration1
64.8%CANADÁ
78,6%
Direct sateliite
C-band receivers
5,270,000
450.0CO
reception
Penetration1
5.0%
4.4%UNITED STATES (1980-94)
1960
1981
1982
1983
19&41S851988
198719881969
1930
1991
1992
19931994
17,671,493
23,219,2CO
29,340,570
34,113,790
37290,870
39,872.520
42237,140
44,970,850
48,636,520
52,564,470
54,871,330
55,786,390
57,211,600
58,834,440
60,495hCCO
22.6%
28.3%
35.0%
40.5%
43.7%
462%
48.1%
50.5%
53.8%
57.1%
59.0%
60.6%
61.5%
62.5%
63.4%
5.0CO
38.5CO
168.5CO
458.5CO
973.5CO
1 ,708,503
1,936.000
2204.5CO
2,550,503
2.902.5CO
3285.CCO
3,626,000
s.seo.cco4,380,CO)
4,820,CCO
O.OC6%
0.047%
02%0.54%
1.14%2.0%
22%
Z5%2.8%3.1%
3.5%
3.9%
4.3%
4.6%5.1%
(i) Percent of televisión households.
SOURCE: Euroconsult's ECOSPACE datábase; National Cable Televisión Association; AC Nielsen Co.;Satellite Broadcasting and Communications Association.
Noríh America: Satellite televisión channels, 1992-1995
Languaqe
EnglishSpanishOtherTotal
1992 1995
1
9
274
NOTE: Channels broadcast from múltiple transponders
are counted múltiple times.
Euroconsult 1996
© Euroconsult 1996
B-48 Part B; North America
North America: Contenders in direct televisión broadcasting (May 1996)
Brand ñameParíners
m^ & 'cmsBdBHBfóJSWE^HH ! rfü
Service Satellite Projectedlaunch audience
^TWT^TOTf-filtkfTi'iT'U-iiti.íWtl^Ml^ffl
Subscnptionrale
BBflUBH
Programrning
B^ B^HCAÑADA (Canadian companies unless noted) ~~
ExpressVuTee-Comm Electronics Inc. (33.3%), BCECorp. (33.3%), Western InternationalCommunications and Canadian SateiliíeCommunications Inc. (33.3% altogeíher)Power DirecTVPower Corp. (80%), DirecTv Inc. (USA,20%)
19S6-97 Tempo-1 and 2 na(51 trx.); movesonto TelesatDBS (10 trx.) in1999-2CCO
19S6-97 AnikE2? na
na
na
Enteríainment
na
UNITED STATES [U.S. companies unless noted)DirecTVHughes Electronics Corp. (92.5%), AT&TCorp. (7.5%)
USSBUnited States Satellite Broadcastinq l'nc.DISH NetworkEchostar Corp.
ASkyBAmerican Sky Broadcasting Inc.MCI Corp., The News Corporation Ltd.(Australia)Tempo byTC!Tempo DBS Inc.TCI Sateiliíe Enteríainment, TelesatCanadá Ltd. (Canadá)TelQuestTelQuest Ventures, Telesat Canadá Ltd.(Canadá)
June 1994 DBS-1 1.25 million byDBS-2 Feo. 1996;DBS-3 10 million by 2000
June 1994 DBS-1 . . < . ' . 525,000 by Dec. ,• . - • • ' 19S5 • - '
Mar. 1996 Echostar-1 1 million wiíhin 12Echostar-2 months
3.6 million by2CCO
1997 - . ' ASkyB-1 -.- • Revenueof$7 ••• - :••, ASkyB-2 •;'.';:- billion by 2000 ' • . :
1S96-97 Tempo-1 and naTempo-2(27 trx.)
1996 Telesat DBS (2 nasatellites)
$645
-S&-35 • - . . . : - .
$20-40
';,'.. - '":'.'' ' *•"'•'
na
na
175 channels,including 60 pay-per-viewchannels25 channels
200 channels bytheendof 1996
Enteríainment .and services
Enteríainment
Feeds to localMMDS operators
REGIONAL SERVICEOrbaOrbií Radio and Televisión Network (Italy)
19S6-97 Intelsai603 na na
| fcg$na& -j^fa&te&tetitoi .-.;; Medium-Dower services (0.8 to 1-meter dish añtennas) x¿ .,*& v.> •*.• >•••••HHHHMHi HS!!!]HomestarPrimestar Paríners LP. (USA, 20%),Canadian cable companies (80%)
rilililMriMilkliUJi'ilitliK -Hlilfsl-L-liBnKI Hna Planned to use na
AnikElna
Arabic channelpackagesIIBItfiíi Mil LfflffS
na
UNITED STATES (U.S. companies unless noted)AlphastarTeeCom Electronics Inc. (Canadá)
PrimestarPrimestar Partners LP.TeleCommunicaÜons Inc. (20%), GEAmericom Inc. (16.6%)
Mid-1996 Telstar402R 400,OCOin IstTelstar-5 year. 1 million
v/ithin 5 years
1994 SatcomKl 1.3 million byGE-2 June 1996. 4
million ty 2000
S30íora91-channelbasicpackaqeAboutS2aper month,incl.decoderléase
120 channels atlaunch
95 channels, incl.10PPV channels.+ 50 channelsexpected in late1 996 wíth GE-2
O Euroconsult 1996
© Euroconsult 1996
World Satellite Communications & Broadcasting Markets Survey. Prospects lo 2006 B-49
Digital audio broadcasting
Progrannming is increasingiy delivered by sateüites to U.S. and Canadian radio stations.Beyond this, several groups are proposing to launch digital audio broadcasting satelliteswhich, much like direct broadcasting systems, would distribute subscription servicesaddressing smaller niches than today's over-the-air networks. However, the Digital AudioRadio Sateüite (DARS) services, as the FCC calis them, remain held up by the Commission'srulemaking process.
Most U.S. terrestrial broadcasters continué to oppose DARS, which they fear will take awaytheir adveríising revenue. Presently a $10-billion industry, the terrestria! AM/FM radiocommunity is a forcé to be reckoned with, though DARS applicants claim to be after a differentmarket: that of nationwide, specialized services (say, a jazz channel), rather than local-interest, general news and enteríainment channels. More contention comes from opposition b yother DARS applicants to pioneer1 s preference award (i.e., an early license) claimed by CDRadio Inc.; and, while DARS was moved from the L-band to the S-band in 1992 precisely toavoid interference with aeronáutica! telemetry services, these concerns have reappeared - thistime in Canadá. In May 1996, a bilí was introduced in Congress to auction DARS licenses.Uncertainties also remain on market size and ontechnical issues such as the size of receiverantennas. Overall, it seems likely that DARS will be first introduced outside of the UnitedStates; a U.S.-based company, WorldSpace Corp., is pursuing digital audio satellite projectsin Asia, África and Latín America.
United States: Digital audio broadcasting projects (June 1996)
Opérate*
Shareholders(U.S. interesls unless noted)
Satellite Satellite Launch Tota] number Launch Primary ProjectcostsuppJier date of channels mass power USS millions
platform FM CD WCu Radio Inc.Darlene Friedland (Canadian,30.9%), David Margolese (17.4%),Bina A. Rothblatt (10.6%), otherdirectors (19.9%), publicly traded(£1.2%) ¡
LoralFS-1300
1999-2CCO
2,200 3,303 504a
Digital Satellite Broadcasting Corp. LMASThe Walter Group, Clearíel S-70O)Communications
na 512a 3,500 5/CO 622
Primosphere LP.
Clifford Bumsiein. Peter Menschtbd na 12 46 2,400 4,725 396
American Mobile Radio Corp.(AMRC)
American Mobile Satellite Corp.(100%)
HughesHS-601
1999? 165 233 2,900 3,600 528
FM: Frequency ModulationCD: Compact Disk quality (digital sound)(a) Inciudes funding for first year of service and S10 million already spent frorn 1990-94.(b) Inciudes one ín-orfait spare.(c) Includes 16 nationv/ide channeís in a global beam and 496 loca] channels distributed by 31 spot beams.
NOTE: Tv/o other applicants, Sky Highway Radio Inc. and a Loral artíllate, v/ere acquired by CD Radio in 1993.
SOURCE: Euroconsult; Digital Satellite Broadcasting Corp.
<D Euroconsult 1996
B-50 Part B: North America
Mobile Communications
North America's overall low population densíty and wide spaces, and the robust growth ofcellular telephone markets, haye convinced many oí the region's major mobileteíecommunications operators to iñvest in mobile sateiiite systems. As of June 1996, twogeostaiionary sateliiíes had been launched, for U.S. and Canadian companies. Thedeployment of both systems was delayed for several years, and leaves íhem with little time toestablish themseives before non-geostationary systems start competing. The performance ofU.S. operator American Mobile Sateiiite Corp., at least, has been disappointing, due íoíechnical problems on íhe sateiiite and to a shortage of termináis.
North America: Mobíle Communications sateiiite projects (June 1996)
System Operator Start ofInvestors (U.S. companies unless notsd) service
Subscribers Investmentfrom NorthAmericansources
iEfflfEfrVttl=UMLOW EARTH ORBIT CONSTELLATIONS1 ("LITTLE LEOs'}
Starsys GEStarys Inc.GE American Communications, Inc. (80%), CLS NorthAmerica (France, 20%).
2CCO 100,000 within one yearand one millíon withiníour years.
na
Orbcomm Orbital Communications Corp.Orbital Sciences Corp. (50%), Teleglobe CanacJa Ltd.(Canadá, 35%), Technology Resources IndustriesBhd.2(Ma!aysia. 15%)
1S97 Over one million withinhvo years.
S1 60 million
GEOSTATIONARY SYSTEMSOmniTracs3 Qualcomm Inc.
Publicly traded.Sen/ice is provided in Canadá through a joint venturewlth Canadian Satellite Communications Inc.(Cancom)
1S6S 116,000 termináis sold ínthe US by Dec. 1995.
na
LOW EARTH ORBITCONSTELLATIONS ('BIGOdyssey Odyssey Telecommunications International Inc. 2CCX)
TRW Inc., Teleglobe Canadá Ltd. (Canadá), about 8internaíional investors undisclosed as oí June 1996
Globaístar Globaístar L.P. 1999North American shareholders are Loral Corp. (36.5%),Qualcomm Inc. (10.1%). AirTouch Communications(8.1%), Soace Svstems/Loral (5.4%).
ICO ICO Global Communications Ltd. (UK) 1SS&-2CCQNorth American shareholders are Hughes ElectronicsCorp. (1.48%), and Comsat Corp. (6.57%). HughesElectronics plans a total investment of S94 million.
Iridium Iridium Inc. 1<£6Motorola Inc. (20.1%). Iridium Canadá Inc. '(4.4%),Sprint Corp. (4.4%), Lockheed Martin Corp. (1.3%),Raytheon Co. (0.7%).
B2aagsaBguu'-*» ydfLEOs1)7-8 million by 2007-08
Globalstar expects tosignuo 108,000 subs iníhe U.S. by 2002, or í 3%oí its total market.North America wasprojectedin 1993 toaccount for 36% of ICO'smarket.
BBBE^ j flffBI
SI 50 million(about 15%oftotal capital)S408 million(60.1%ofthe
capital)
S42.1 million(8.05% of ICO's
capital).
S494 million(30.9% of Iridiun
Inc's capital).
GEOSTATIONARY SYSTEMSInmarsat Inmarsat 1<£2
North American signatories include [he USA (22.3%)and Canadá (2.7%).
AMSC American Mobíle Satellite Corp. 1SG6Hughes Communications Inc. (27.2%), SingaporeTelecom (Singapore, 13.6%). AT&T Wirsless (12.5%),MTel Corp. (7%), Lockheed Martin Corp. (1.7%)
MSat TMI International & Co., L.P. (Canadá) 1££6BCE Group (Canadá. 100%)
5,225 Std.-A, B and Mtermináis registered asoíQec. 1994 (18.3% ofthe total fjopulation).10,000 termináis inoperation as of June1SG6.
'Thousands' of subs. inCanadá asof Ju!y 1996.
25% oflnma<-sat's
capital ^5132.5million in 1994)
S460 millionraised by May1996; total ccstputalSO.6-1
billion.n.a.
(l) cniy lrto larga ccnsleüaticn sysloms nave ceen licensea oy tne FCC as of Juiy l£3ó(2) Tecu.rdogy Resource Industries ov.ns 3030 oí Taleglcbe's 50% share.(3) uses Ku-band capaciry on GE: Amercom saíelliíes(4) Indium Canadá Inc. isa consortium d BCE Mobila Comrruricaticns Inc. SCE Telecom IntemationaJ Iré ard Motorola CanadáLtd . aJl cí Canadá.
© Eurcconsull 1996
World Satellite Communications & Broadcastíng Markets Survey, Prospects to £006
Ka-band services
The licensing round closed by the FCC in October 1995 drew 15 applicants. They range íromwell established providers such as HCI and AT&T to fairly obscure start-up companies, but ingeneral none of these companies appears to nave firmly commrtted to the large expendituretheir systems would require or lined up additional investors, and no launch is scheduled before1999-2000. License awárds are also likely to be heid up for some time, until the FCC hasresolved arduous spectrum sharing problems with wireless cable systems. It seems mostlikely that, as in Europe and Asia, Ka-band will be introduced in North America by hybridsateilites rather than by costly dedicated systems.
United States: Ka-band system projects (June 1996)
Applicant
AT&T Corp.
Lockheed Martin Corp. - .
GEAmericom Inc.
Comm Inc. (Motorola affiliate)
Hughes Communications
Galaxy Inc.
Orion Networks Systems Inc. •
Echostar Satellite Corp.
Loral Space &
Communications Lid. ' ."
PanAmSat Licensee Corp.
NetSat28Co.
KaSTAR Satellite
Communications Co.
Morninq Star Saíellite Corp.
Tsledesic Corp.
VisionStar Inc.
System Sateilites Orbital Service
locaítons coverage
VoiceSpan
AsíroLink
GE'Star
- Millennium
Galaxy/Spaceway
Orion F7toF9a • •"
EchoStar
. CyberSíar
PAS10and11a
"NetSat28
KaSTAR
Momínq Star
Teledesic
VisionStar
12
.''•r-9 ••' ' - . - " • •9
- 4 '
20
- 8 • - . -
2
3 ;!'
9• 1
4
4
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1
7
' 5
5
4
15
3
2
3
2
- 1
2
2
LEO
1
Global
' Global"-- - . ' -
Global
N. & S. America
Global
• ' Global ' - ••"
N. America
Global except .
S, America "-'•'
Global
' • USA >' '-••-••
N. America
Global
Global
USA
Bit rale per Estimated
satellite system cost
Gbps USS billions
5.9
' Í - ÍX 7.7 :/'"••' ;v1.8'
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4.4
*•''.' •'••i'.ná '•>''-'.'•"'•"<na
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na-:'^' •'••'•• na- : ' - ' '*•=.
7.4'
0.48
5
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channels
32
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3-5
:y^5"---r03
^ 1.05 • ' • : ; . -
1B
:^ "025
037
0,82
9
02
na: Not available(a) Hybrid Ku/Ka-band sateilites.(e) Estimate.NOTE: Norris Satellite Communications Inc., which received a license in 1992, lost ¡n during 1995 for lack of duediligence.SOURCE: Euroconsult.
<D Euroconsult 1995
ANEXOS
DISEÑO
DATOS DEL ENLACE PUENGASI-REPSOL
PUNTO A: Nombre: PUENGASI
Longitud: 78° 29'53
Latitud:Altura:Torre:
0° 14 373078 m.s.n.m.
35 m.
PUNTO B: Nombre: REPSOL
Longitud: 78° 28,909 44"
Latitud: 0° 12,076'15"Altura: 2933 m.s.n.m.Torre: 4 m.
DISTANCIA DEL ENLACE:
FRECUENCIA:
5000 m.
2400 MHZ.
DISTANCIAD1(m.)
01.3002.0002.2003.0003.1503.4004.3504.7005.000
ALTURAhx
(m.)
30782.8492.8492.8002.6002.6002.6802.6802.9002.933
FACTOR D^DISTANCIA
D2(m.)
5.0003.7003.0002.8002.0001.8501.600
650300
0
:ORRECIOhALTURA
he
0,00,30,40.40.40.30,30,20,10,0
ALTURACORREGID;
H(m.)
3.078,02.849,32.849,42.800,42.600,42.600.32.680,32.680.22.900,12.933,0
ALTURADEL
RAYO(m.)
3.1133.0673.0433.0363.0073.0022.9932.9602.9482.937
RADIO DE5RlMERA ZON/DEFRESNEL
(rf)
0,011.012,312,412,312.111,78,45,90,0
ALTURASUPERIORFRESNEL
(m.)
3.1133.0783.0553.0483.0203.0143.0052.9682.9542.937
ALTURAINFERIORFRESNEL
(m.)
3.1133.0563.0303.0232.9952.9902.9822.9512.9422.937
ENLACE PUEHCASI - REPSOL
-ALTURA
-RAYO
-SUPERIOR FRESNEL
-INFERIOR FRESNEL
1.000 2.000 3.000
DISTANCIA Un}
5.000
DATOS DEL ENLACE 6 DE D1CIEMBRE-REPSOL
PUNTO A:
PUNTO B:
Nombre: 6 DE DICIEMBRE
Longitud: 78° 28,92'44"
Latitud: 0° 11,682'15"Altura: 2797 m.s.n.m.Torre: 4 m.
Nombre: REPSOL
Longitud: 78° 28.909'44
Latitud: 0° 12.076 15"Altura: 2933 m.s.n.m.Torre: 4 m.
DISTANCIA DEL ENLACE:
FRECUENCIA:
560 m.
2400 MHZ.
DISTANCIAD1
fm.)
0200290320400490560
ALTURAhx
(m.)
27972.8002.8122.8272.8402.8502.933
FACTOR DEDISTANCIA
D2
(m.)
560360270240160700
^ORRECIOI^ALTURA
he
0,00,00,00,0o.oo.oo.o
ALTURACORREGID/
H(m.)
2.797,02.800,02.812,02.827,02.840.02.850,02.933,0
ALTURADEL
RAYO(m.)
2.8012.8502.8712.8792.8982.9202.937
RADIO DE>RIMERA ZON/DE FRESNEL
(rf)
0,04,04,24,13.82,80,0
ALTURASUPERIORFRESNEL
(m.)
2.8012.8542.8762.8832.9022.9232.937
ALTURAINFERIORFRESNEL
(m.)
2.8012.8462.8672.8752.8942.9172.937
ENLACE 6 DE DICIEMBRE - REPSOL
-ALTURA
-RAYO
- SUPERIOR FRESNEL
-INFERIOR FRESNEL
DATOS DEL ENLACE PICHINCHA-REPSOL
PUNTO A: Nombre:
Longitud:
Latitud:Altura:Torre:
PICHINCHA
78° 31' 29"
0°9'49"3800 m.s.n.m.
35 m.
PUNTO B: Nombre: REPSOL
Longitud: 78° 28,909'44
Latitud: 0° 12.076'15"Altura: 2933 m.s.n.m.Torre: 4 m.
DISTANCIA DEL ENLACE:
FRECUENCIA:
6180 m.
2400 MHZ.
DISTANCIAD1(m.)
0300
1.4002.0502.6503.4003.8505.8306.180
ALTURAhx
(m.)
38002.7002.5002.4602.4002.6002.6502.7002.933
FACTOR DEDISTANCIA
D2(m.)
6.1805.8804.7804.1303.5302.7802.330
3500
"ORRECO1
ALTURAhe
0,00,10.40,50.60.60,50,10,0
ALTURACORREGID/
H(m.)
3.800.02.700.12.500.42.460.52.400,62.600.62.650.52.700,12.933.0
ALTURADEL
RAYOím.)
3.8353.7913.6323.5373.4503.3413.2762.9882.937
RADIO DE5RIMERAZON¿DE FRESNEL
(rf)
0,06,0
11,613,113.813,813.56,40,0
ALTURASUPERIORFRESNEL
ím.)
3.8353.7973.6433.5503.4643.3553.2892.9942.937
ALTURAINFERIORFRESNEL
(m.)
3.8353.7853.6203.5243.4363.3273.2622.9812.937
ENLACE PICHINCHA-REPSOL
4.000,0 7
-ALTURA
-RAYO
- SUPERIOR FRESNEL
- INFERIOR FRE3NEL
2.000,0
1.000 2.000 3.000
DISTANCIA (m)
DATOS DEL ENLACE PICHINCHA-COMITE DEL PUEBLO
PUNTO A: Nombre: PICHINCHA
Longitud: 78° 31' 29"
Latitud: 0°9'49"Altura; 3800 m.s.n.m.Torre; 35 m.
PUNTO B: Nombre: COMITÉ DEL PUEBLO
Longitud: 78° 28,151'44"
Latitud: 0° 7,637* 1o"Altura: 2911 tn.s.n.m.Torre: 4 m.
DISTANCIA DEL ENLACE:
FRECUENCIA:
7400 m.
2400 MHZ
DISTANCIAD1(m.)
0200650
1.1501.8702.2503.4504.4005.8307.400
ALTURAhx
(m.)
38003.7003.6003.4003.2003.2222.6502.5002.6002.911
FACTOR D^DISTANCIA
D2(m.)
7.4007.2006.7506.2505.5305.1503.9503.0001.570
0
:ORRECIOhALTURA
he
0.00,10,30.40,60,70,80,80,50.0
ALTURACORREGID/
H(m.)
3.800.03.700,13.600.33.400.43.200,63.222,72.650.82.500,82.600,52.911.0
ALTURADEL
RAYO(m.)
3.8353.8103.7543.6923.6033.5553.4063.2883.1102.915
RADIO DE5RlMERA ZON/DEFRESNEL
írf)
0.04,98,6
11.013.214,015,214,912,40,0
ALTURASUPERIORFRESNEL
(m.)
3.8353.8153J633.7033.6163.5693.4213.3033.1232.915
ALTURAINFERIORFRESNEL
(m.)
3.8353.8053.7463.6813.5893.5413.3913.2733.0982.915
ENLACE PICHINCHA - COMITÉ DEL PUEBLO
2.000,0
1.000 2.000 3.000 4.000
DISTANCIA (ni)
5.000 S.OOO 7.000
- ALTURA
-FÍAYO
-SUPERIOR FRESNEL
- INFERIOR FRE3NEL
DATOS DEL ENLACE PICHINCHA-CENTRO DE ACOPIO NORTE
PUNTO A: Nombre: PICHINCHA
Longitud: 78° 31*29"
Latitud: 0°9'49"Altura: 3800 m.s.n.m.Torre: 35 m.
PUNTO B: Nombre: CENTRO DE ACOPIO NORTE
Longitud: 78° 28,210* 57°
Latitud: 0° 7,565' 18"Altura: 2917 m.s.n.m.Torre: 4 m.
DISTANCIA DEL ENLACE:
FRECUENCIA:
7450 m.
2400 MHZ.
DISTANCIA01(m.)
0200630
1.1401.9002.3003.5004.2806.0007.450
ALTURAhx
(m.)
38003.7003.6003.4003.2003.2222.6002.5002.6002.917
FACTOR DEDISTANCIA
D2(m.)
7.4507.2506.8206.3105.5505.1503.9503.1701.450
0
bORRECIOr-ALTURA
he
0,00,10.30,40.60,70,80,80,50,0
ALTURAboRREGID/
H(m.)
3.800,03.700.13.600.33.400.43.200,63.222,72.600,82.500,82.600,52.917,0
ALTURADEL
RAYO(m.)
3.8353.8103.7583.6953.6023.5533.4063.3103.0992.921
RADIO DE>RIMERAZON/DEFRESNEL
(rf)
0.04,98.5
11.013.314.115.215,112,10,0
ALTURASUPERIORFRESNEL
(m.)
3.8353.8153.7663.7063.6153.5673.4213.3253.1112.921
ALTURAINFERIORFRESNEL
(m.)
3.8353.8063.7493.6843.5893.5393.3903.2953.0872.921
ENLACE PICHINCHA-CENTRO DE ACOPIO NORTE
2.000.0
1.000 2.000 5.0QO. .
6.000.
7.000
-ALTURA
-RAYO
- SUPERIOR FREBNEL
-INFERIOR FRESNEL
DISTANCIA tul)
iDATOS DEL ENLACE PUENGASI-SAN RAFAEL
PUNTO A:
PUNTO B:
Nombre: PUENGASI
Longitud: 78° 29'53"
Latitud: 0°14'37"Altura: 3078 m.s.n.m.Torre: 35 m.
Nombre: SAN RAFAEL
Longitud: 78° 26,627'44"
Latitud: 0° 18,298* 15"Altura: 2489 m.s.n.m.Torre: 4 m.
DISTANCIA DEL ENLACE:
FRECUENCIA:
9750 m.
2400 MHZ.
DISTANCIAD1(m.)
0750
1.6001.8003.2003.9004.3005.4008.3009.750
ALTURAhx
(m.)
30782.8492.8002.8002.6002.5762.5762.5372.5222.489
FACTOR DEDISTANCIA
D2
(m.)
9.7509.0008.1507.9506.5505.8505.4504.3501.450
0
:oRREciorALTURA
he
0,00,40,80.81,21.31.41.40,70,0
ALTURACORREGID/
H(m.)
3.078,02.849,42.800,82.800,82.601,22.577,32.577,42.538,42.522,72.489,0
ALTURADEL
RAYO
(m.)
3.1133.0653.0112.9992.9102.8652.8402.7702.5852.493
RADIO DECIMERA ZON/DE FRESNEL
(rf)
o.o9,3
12,913,616,417,117,317,412,40,0
ALTURASUPERIORFRESNEL
(m.)
3.1133.0753.0243.0122.9262.8822.8572.7872.5982.493
ALTURAINFERIORFRESNEL
(m.)
3.1133.0562.9982.9852.8932.8482.8222.7522.5732.493
ENLACE PUENGASI-SAN RAFAEL
3.200,0 n
3.000,0 -
2.900,0 -
2.600,0 -
2.400,0 -
2.200.0 -
2.000.0
PUENGASI SAN RAFAEL
-ALTURA
-RAYO
-SUPERIOR FRESNEL
-INFERIOR FRESNEL
2.000 4.000 6.000
DISTANCIA Un)
8.000
DATOS DEL ENLACE PUENGASI -MARISCAL SUCRE
PUNTO A: Nombre: PUENGASI
Longitud: 78° 29'53"
Latitud: 0°14'37"Altura: 3078 m.s.n.m.Torre: 35 m.
PUNTO B: Nombre: MARISCAL SUCRE
Longitud: 78° 32,478*44"
Latitud: 0° 15,210* 15"Altura: 2873 m.s.n.m.Torre: 4 m.
DISTANCIA DEL ENLACE:
FRECUENCIA:
4340 m.
2400 MHZ.
DISTANCIAD1(m.)
0500
1.2801:6502,1002.6603.1503.6404.0004.340
ALTURAhx
(m.)
30782.8912.8912.7502.6002.6002.6502.7002.8002.873
FACTOR DEDISTANCIA
D2(m.)
4.3403.8403.0602.6902.2401.6801.190
700340
0
^ORRECIOrALTURA
he
0.00.10.20.30.30.30.20,10.10,0
ALTURACORREGID/
H(m.)
3.078.02.891.12.891,22.750.32,600.32.600.32.650.22.700,12.800.12.873,0
ALTURADEL
RAYO(m.)
3.1133.0863.0433.0232.9992.9682.9422.9152.8952.877
RADIO DE5RIMERA ZCMDE FRESNEL
írf)
0.07.4
10.611.311.611.410,48.66,30.0
ALTURASUPERIORFRESNEL
(m.)
3.1133.0933.0543.0353.0102.9802.9522.9242.9022.877
ALTURAINFERIORFRESNEL
(m.)
3.1133.0783.0333.0122.9872.9572.9312.9062.8892.877
ENLACE PUENGASI-MARISCAL SUCRE
3.200.0 -,
3.100,0 -
3.000,0 -
2.900,0 -
__ 2.600,0 -
| 2.700,0 -
Ü
2.600,0 -
2.500,0 -
2.400.0 -
2.300,0 -
2.200.0
PUENGASI MARISCAL SUCRE
-ALTURA
-RAYO
- SUPERIOR FRESNEL
-INFERIOR FRESNEL
1.000 2.000
DISTANCIA (ni)
3.000 4.000
DATOS DEL ENLACE ATACAZO - PUENGASI
PUNTO A: Nombre: ATACAZO
Longitud: 78°36'l"
Latitud: 0°18'47"Altura: 3800 m.s.n.m.Torre: 35 m.
PUNTOS: Nombre: PUENGASI
Longitud: 78° 29'53"
Latitud: 0Q1437"Altura: 3078 m.s.n.m.Torre: 4 m.
DISTANCIA DEL ENLACE:
FRECUENCIA:
14300 m.
2400 MHZ.
DISTANCIAD1(m.)
0700
1.4002.6503.0504.2507.4508.400
13.60014.300
ALTURAhx
(m.)
38003.6503.5003.4003.2002.7002.7202.7202.8943.078
FACTOR DEDISTANCIA
D2(m.)
14.30013.60012.90011.65011.25010.0506.8505.900
7000
:ORRECIOhALTURA
he
o.o0,61.11,82,02,53.02,90,60,0
ALTURACORREGID/
H(m.)
3.800.03.650.63.501,13.401,83.202,02.702,52.723,02.722,92.894,63.078,0
ALTURADEL
RAYO
(m.)
3.8353.7933.7613.6953.6743.6113.4433.3933.1193.082
RADIO DECIMERA ZOWDE FRESNEL
(rf)
0.09.1
12,616.417,319,321,120,89,10,0
ALTURASUPERIORFRESNEL
(m.)
3.8353.8073.7743.7123.6923.6313.4643.4143.1283.082
ALTURAINFERIORFRESNEL
(m.)
3.8353.7893.7493.6793.6573.5923.4223.3723.1103.082
ENLACE ATACAZO-PUENGASI
4.000,0 T
2.000,0 Q^
-ALTURA
-RAYO
- SUPERIOR FRESNEL
-INFERIOR FRESNEL
2.000 4.000 6.000 8.000
DISTANCIA lut)
10.000 12.000 14.000
DATOS DEL ENLACE ATACAZO -PK7
PUNTO A:
PUNTO B:
Nombre: ATACAZO
Longitud: 78a 36 1"
Latitud: 0°18'47"Altura: 3800 m.s.n.m.Torre; 35 m.
Nombre: PK7
Longitud: 78° 32,108' 44
Latitud: 0° 16,979 15"Altura: 2894 m.s.n.m.Torre: 4 m.
DISTANCIA DEL ENLACE:
FRECUENCIA:
8500 m.
2400 MHZ.
DISTANCIAD1(m.)
0550
1.20018602.2302.8003.5505.5706.6508.500
ALTURAhx
(m.)
38003.6503.5003.4003.2003.0002.7002.7202.7202.894
FACTOR DEDISTANCIA
D2(m.)
8.5007.9507.3006.6406.2705.7004.9502.9301.850
0
:ORRECK»ALTURA
he
0,00,30,50,70.80,91,01,00.70,0
ALTURA:ORREGID/
H(m.)
3.800.03.650.33.500,53.400.73.200.83.000.92.701.02.721,02.720.72.894.0
ALTURADEL
RAYO(m.)
3.8353.7743.7033.6303.5893.5263.4443.2213.1022.898
RADIO DE>RIMERA ZON;DE FRESNEL
(rf)
0,08.0
11.413.514,315,316,115,513,50.0
ALTURASUPERIORFRESNEL
(m.)
3.8353.7823.7143.6433.6043.5423.4603.2363.1152.898
ALTURAINFERIORFRESNEL
(m.)
3.8353.7663.6913.6163.5753.5113.4283.2053.0882.898
ENLACE ATACAZO-PK7
4.000,0 -,
3.800,0 -
3.600.0 -
3.400,0 -
3 3.200,0 -•ao:3
5 3.000,0 -<
2.900,0 -
2.600,0 -
2.400,0 -
2.200,0
ATAGAZO
PK7
-ALTURA
-RAYO
-SUPERIOR FRESNEL
-INFERIOR FRESNEL
1.000 2.000 3.000 4.000 5.000
DISTANCIA (ni)
G.OOO 7.000 8.000
DATOS DEL ENLACE ATACAZO - CENTRO DE ACOPIO SUR
PUNTO A: Nombre: ATACAZO
Longitud: 78° 36' 1"
Latitud: 0°18-47"Altura: 3800 m.s.n.tn.Torre: 35 m.
PUNTO B: Nombre: CENTRO DE ACOPIO SUR
Longitud: 78° 32,473'57"
Latitud: 0° 19,296 18"Altura: 2994 m.s.n.m.Torre: A m.
DISTANCIA DEL ENLACE:
FRECUENCIA:
7100 m.
2400 MHZ.
DISTANCIAD1
(m.)
0800
1.4502.6002.9604.5805.1505.8507.100
ALTURAhx
(m.)
38003.6503.5003.4003.20027002.7002.7202.994
FACTOR DEDISTANCIA
D2(m.)
7.100' 6.300
5.6504.5004.1402.5201.9501.250
0
:oRRECiorALTURA
he
0.00,30,50,70.70.70.60,40,0
ALTURACORREGID;
H(m.)
3.800,03.650,33.500,53.400,73.200.72.700.72.700,62.720.42.994,0
ALTURADEL
RAYO(m.)
3.8353.7413.6643.5283.4863.2953.2283.1452.998
RADIO DECIMERA ZOWDEFRESNEL
trf)
0,09,4
12,014,414,714.313.311,40,0
ALTURASUPERIORFRESNEL
(m.)
3.8353.7503.6763.5433.5013.3093.2413.1572.998
ALTURAINFERIORFRESNEL
(m.)
3.8353.7313.6523.5143.4713.2813.2153.1342.998
ENLACE ATACAZO - CENTRO DE ACOPIO SUR
4.100,0-1
3,900,0 -
3JOO.O -
3.500,0 -
_ 3.300.0 -
£§ 3.100,0 -
<2.900,0 -
2.700.0 -
2.500.0 -
2.300,0 -
2.100,0 i
ATACAZO CENTRO DE ACOPIO SUR
-ALTURA
-RAYO
-SUPERIOR FRESNEL
-INFERIOR FRESNEL
1.000 2.000 3.000 4.000
DISTANCIA (ni)
5.000 6.000 7.000
DATOS DEL ENLACE ATACAZO - BEATERÍO
PUNTO A: Nombre; ATACAZO
Longitud: 78°36'l"
Latitud: 0°18'4/Altura: 3800 m.s.n.m.Torre: 35 m.
PUNTO B: Nombre: BEATERÍO
Longitud: 78° 32* 44"
Latitud: 0°18'15"Altura: 2960 m.s.n.m.Torre: 4 m.
DISTANCIA DEL ENLACE:
FRECUENCIA:
6400 m.
2400 MHZ.
DISTANCIAD1(m.)
0800
1.2501.6002.6003.0503.4504.7205.5006.400
ALTURAhx
(m.)
38003.6003.5003.3003.1803.1003.0002.8002.8302.960
FACTOR D^DISTANCIA
D2(m.)
6.4005.6005.1504.8003.8003.3502.9501.680
9000
:ORREQCtfALTURA
he
0.00,30,40.50.60.60.60.50.30.0
ALTURA:ORREGID;
H(m.)
3.800,03.600.33.500.43.300,53.180.63.100.63.000,62.800.52.830.32.960,0
ALTURADEL
RAYO
(m.)
3.8353.7263.6653.6173.4813.4203.3653.1933.0862.964
RADIO DE>RIMERA ZOWDEFRESNEL
(rf)
0.09.4
11.212,313.914.114.112.59.80.0
ALTURASUPERIORFRESNEL
(m.)
3.8353.7353.6763.6303.4953.4343.3803.2053.0962.964
ALTURAINFERIORFRESNEL
(m.)
3.8353.7173.6543.6053.4673.4063.3513.1803.0772.964
ENLACE ATACAZO-BEATERÍO
4.000,0 n
3.SOD.O -
3.600,0 -
E 3.400.0 -
< 3.200.0 -
3.000.0 -
2.900,0 -
2.600.0
ATACAZO BEATERÍO
3.000 4.000
DISTANCIA ilil)
5.000 6.000
-ALTURA
-RAYO
-SUPERIOR FRESNEL
-INFERIOR FRESNEL
DATOS DEL ENLACE COLORADO -JABONCILLO
PUNTO A:
PUNTO B:
Nombre: COLORADO
Longitud: 80°40'35"
Latitud: 1°0'50"Altura: 135 m.s.n.m.Torre; 4 m.
Nombre: JABONCILLO
Longitud: 80° 3240"
Latitud: 102'30"Altura: 870 m.s.n.m.Torre: 35 m.
DISTANCIA DEL ENLACE:
FRECUENCIA:
15650 m.
2400 MHZ.
DISTANCIAD1(m.)
02.1204.8506.5009.320
10.42011.40012.72015.45015.650
ALTURAtoe-
(m.)
135100100200200373398487600670
FACTOR DEDISTANCIA
D2(m.)
15.65013.53010.8009.1506.3305.2304.2502.930
2000
:oRRECiorALTURA
he
0.01.73,13,53.53,22,92,20,20,0
ALTURACORREGID/
H(m.)
135.0101.7103,1203,5203.5376,2400,9489,2600,2670,0
ALTURADEL
RAYO(m.)
139216314374476516551599698705
RADIO DE>RIMERA ZON;DE FRESNEL
(rf)
0.015,120,521.821.720,919.717,35,00,0
ALTURASUPERIORFRESNEL
(m.)
139231335396498537571616703705
ALTURAINFERIORFRESNEL
(m.)
139201294352454495532582693705
ENLACE COLORADO -JABONCILLO
500.0
300,0-
200,0
COLORADO JABONCILLO
-ALTURA
-RAYO
-SUPERIOR FRESNEL
-INFERIOR FRESNEL
6,000 9.000
DISTA» CIA(m)
DATOS DE ENLACE MANTA-JABONCILLO
PUNTO A: Nombre: MANTA
Longitud: 80a4l'24"
Latitud: 0°59'0"Altura: 60 m.s.n.m.Torre: 4 m.
PUNTO B: Nombre: JABONCILLO
Longitud: 80°32'40"
Latitud: 1°2'30"Altura: 670 m.s.n.m.Torre: 35 m.
DISTANCIA DEL ENLACE:
FRECUENCIA:
17350 m.
2400 MHZ.
DISTANCIAD1
(m.)
03.1504.4507.5809.420
14.00015.05016.30017.10017.350
ALTURAhx
ím.)
60123104162231390435487600670
FACTOR DEDISTANCIA
D2
ím.)
17.35014.20012.9009.7707.9303.3502.3001.050
2500
pORRECIOfALTURA
he
0,02,63,44,44.42.82,01.00,30,0
ALTURA:ORREGID¿
H(m.)
60,0125,6107.4166,4235,4392.8437.0488.0600.3670,0
ALTURADEL
RAYOím.)
64180228344412581620666696705
RADIO DE'RIMERAZON/DE FRESNEL
(rf)
o.o18,020,323,123,218.415.811.15,60.0
ALTURASUPERIORFRESNEL
ím.)
64198249367435600636677701705
ALTURAINFERIORFRESNEL
ím.)
64162208321389563604655690705
ENLACE MANTA-JABONCILLO
600,0 n
8UOO
D13TAIICIA tm)
-ALTUFÍA
-RAYO
- SUPERIOR FRE8NEL
-INFERIOR FRESNEL
PUNTO A: Nombre: CRUCITA
Longitud: 80° 30* 15"
Latitud; 0° 51*52Aitura: 140 m.s.n.m.Torre: 4 m.
PUNTOS: Nombre: JABONCILLO
Longitud: 80°32'40"
Latitud: 1°2'30"Aitura: 670 m.s.n.m.Torre: 35 m.
DISTANCIA DEL ENLACE:
FRECUENCIA:
19830 m.
2400 MHZ.
DISTANCIAD1
(m.)
02.6505,0506.3009.900
13.35016.10017.23018.73019.830
ALTURAhx
(m.)
140140190139180140185300443670
FACTOR DEDISTANCIA
D2(m.)
19.83017.18014.78013.5309.9306.4803.7302.6001.100
0
3ORRECIOALTURA
he
0,02,74,45,05,85.13,52.61,20,0
ALTURACORREGID/
H(m.)
140,0142,7194,4144,0185,8145.1188,5302,6444,2670.0
ALTURADEL
RAYOím.)
144219287322424522599631674705
RADIO DECIMERA ZON/DEFRESNEL
(rf)
0.016,921,723.224.923.419,516.811.40.0
ALTURASUPERIORFRESNEL
(m.)
144236309345449545619648685705
ALTURAINFERIORFRESNEL
(m.)
144202265299399498580615662705
ENLACE CRUCITA-JABONILLO
800,0-,
700,0 -
600,0-
500,0 -
«e 400,0-
300,0-
100,0-
CRUCFTA JABONCILLO
-ALTURA
-RAYO
- SUPERIOR FRESNEL
-INFERIOR FRESNEL
8.000 12.000
QISTAJIClA |in)
15.000
DATOS DEL ENLACE ESMÉRALO AS-ZAPALLO
PUNTO A: Nombre: ESMERALDAS
Longitud: 79° 38'57"
Latitud: 0°57'18"Altura: 100 m.s.n.m.Torre: 4 m.
PUNTO B: Nombre: ZAPALLO
Longitud: 79° 31'44"
Latitud: Ü°53'15"Altura: 642 m.s.n.m.Torre: 35 m.
DISTANCIA DEL ENLACE:
FRECUENCIA:
15220 m.
2400 MHZ.
DISTANCIAD1(m.)
0300
1.9002.4503.0504.2705.3506.6009.900
15.220
ALTURAhx
(m.)
1008080
120150150180220300642
FACTOR DEDISTANCIA
D2
(m.)
15.22014.92013.32012.77012.17010.9509.8708.6205.320
0
¿ORRECIOrALTURA
he
0.00.31,51,82.22.83.13.33.10,0
ALTURACORREGID/
H
(m.)
100.080,381.5
121.8152.2152.8183,1223.3303,1642.0
ALTURADEL
RAYO(m.)
104115176196219265305352477677
RADIO DEJRIMERA ZON/DE FRESNEL
(rf)
0.06.1
14.416.017.519.620.821.620.80.0
ALTURASUPERIORFRESNEL
(m.)
104121190212236284326374498677
ALTURAINFERIORFRESNEL
(m.)
104109161180201245285331456677
ENLACE ESMERALDAS-ZAPALLO
-ALTURA
-RAYO
-SUPERIOR FRESNEL
-INFERIOR FRESNEL
3.000 8.000 9.000
DISTANCIA {m>
12.000 15.000
DATOS DEL ENLACE ATACAMES -ZAPALLO
PUNTO A; Nombre: ATACAMES
Longitud: 79°45'20"
Latitud: 0°52'49"Altura: 108 m.s.n.m.Torre: 4 m.
PUNTO B: Nombre: ZAPALLO
Longitud: 79° 31* 44
Latitud: 0°53'15"Altura: 640 m.s.n.m.Torre: 35 m.
DISTANCIA DEL ENLACE:
FRECUENCIA:
24950 m.
2400 MHZ.
DISTANCIAD1(m.)
ALTURAhx
(m.)
0 1084.3008.8009.750
10.18013.45020.00021.80023.50024.950
100200210200100200400500640
DISTANCIAD2
(m.)
24.95020.65016.15015.20014.77011.5004.9503.1501.450
0
FACTOR DECORRECIOM
ALTURAhe
0,05,28.48,78,89,15.84,02.0o.o
ALTURACORREGIDA
H(m.)
108,0105.2208,4218.7208.8109.1205.8404,0502.0640,0
ALTURADEL
RAYO
(m.)
112209311332342416563604642675
RADIO DEPRIMERA ZONADE FRESNEL
(rf)
0,021,126,727,327,527,922,318,613,10.0
ALTURASUPERIORFRESNEL
(m.)
112230337359369443586622655675
ALTURAINFERIORFRESNEL
(m.)
112188284305314388541585629675
ENLACE ATACAMES-ZAPALLO
-ALTURA
-RAYO
SUPERIOR FRESNEL
-WFERHDRFREST€L
12.000
DISTANCIA jm(
