Instalación de un nuevo equipo VSAT en el Instituto Tartanga de Erandio

Publicado el 10 marzo, 2015 por Enrique del Rio

El pasado 5 de febrero de 2015 se ha instalado un nuevo equipo de

VSAT en nuestro instituto. Este nuevo equipo VSAT ha sido

suministrado por el operador Euskaltel y al igual que el otro equipo

VSAT ya disponible, se destinará a las prácticas de instalación, ajuste

y puesta en marcha de sistemas VSAT por parte de los alumnos del

ciclo formativo de Sistemas de Telecomunicación e Informáticos y

también por los alumnos asistentes al certificado de profesionalidad

ELES0209. En las siguientes fotografías se muestra el equipo VSAT

de Euskaltel y diferentes fases del proceso de instalación y puesta en

marcha.

 Nuevo equipo de VSAT contratado con el operador Euskaltel

Equipos VSAT de los operadores Euskaltel y Quantis

Fijación y ajuste de la posición de la antena VSAT

Ajustes de orientación sobre la antena VSAT

Configuración y puesta en marcha del modem VSAT

Pantalla de estado del modem VSAT instalado y en funcionamiento

El servicio de VSAT es ofrecido por el operador Euskaltel, como una

alternativa más a las conexiones de datos, especialmente dirigido a

clientes situados en zonas rurales, clientes a los que no llega la red

HFC de Euskaltel y a los que habitualmente se les ha suministrado

servicio mediante la red WiMAX desplegada por la sociedad

pública Itelazpi.

Internet por satélite de Euskaltel =  sistemas VSAT

Euskaltel suministra este servicio a través del satélite Hispasat 1-

E   mediante un acuerdo firmado con el operador Hispasat. El satélite

Hispasat 1-E es un satélite de nueva generación, lanzado en 2010 y

aunque contiene transpondedores para trabajar en la banda Ka, las

conexiones de datos en este servicio de VSAT se realizan mediante la

capacidad de comunicación del satélite en banda Ku:

LNB del equipo VSAT de Euskaltel

BUC del equipo VSAT de Euskaltel

En las fotografías anteriores se observan el LNB y el BUC del equipo

VSAT de Euskaltel. Las bandas de trabajo de ambos componentes

son:

LNB : 10.70 – 11.70 GHz. Ancho de banda de 1 GHz

BUC: 14.00 – 14.50 GHz. Ancho de banda de 500 MHz

Aunque hoy en día existe una tendencia clara a utilizar satélites en la

banda Ka para transmisiones de datos mediante equipos VSAT,

debido fundamentalmente a su mayor ancho de banda disponible y a

la reutilización de frecuencias mediante el uso de haces

relativamente estrechos, es de señalar que la banda Ku, en

determinadas condiciones, puede ser tan buena como la banda Ka

para estas transmisiones de datos. Ambas bandas de trabajo tienen

ventajas e inconvenientes, algunos de los cuales se indican a

continuación.

Las señales en banda Ka sufren una mayor atenuación que las de

banda Ku por efecto de la lluvia, nieve, vapor de agua y otros

fenómenos atmosféricos. Esto conlleva que la relación señal a

ruido en banda Ka tiende a ser peor que en banda Ku por lo que, a

igualdad de MHz de ancho de banda, es posible transmitir un

mayor flujo de datos en banda Ku (Teorema de Shannon). Esto

supone una ventaja de la banda Ku sobre la banda Ka, en especial

cuando se requiere fiabilidad en las conexiones VSAT, ya que

incluso en situaciones de lluvia intensa su atenuación será mucho

menor que la sufrida por los sistemas que trabajan en banda Ka

Efecto de atenuación en banda Ka y banda Ku causada por la lluvia 

Debido a que para cualquier antena parabólica se verifica que su

ganancia – y con ello su directividad – es inversamente

proporcional al cuadrado de la longitud de onda transmitida o

recibida, es decir, proporcional al cuadrado de la frecuencia, al

trabajar en banda Ka se tiene la ventaja de poder cubrir un

determinado territorio con haces de pequeño tamaño y por ello se

puede reutilizar frecuencias con un patrón celular similar en

concepto al empleado en los sistemas de telefonía móvil. Esto no

es posible hacerlo trabajando en la banda Ku porque ello

implicaría antenas parabólicas de un tamaño excesivo en el

satélite y por lo tanto esto supone una ventaja para los sistemas

que trabajan en banda Ka.

 Ganancia teórica de una antena parabólica ideal

Tamaño relativo del haz en bandas C, Ku y Ka.

Los sistemas en banda Ka con haces muy estrechos y alta

reutilización de frecuencias cubren una porción de territorio

relativamente pequeña respecto a los satélites que trabajan en

banda Ku. Esto supone una desventaja para los satélites que

trabajan en banda Ka y a veces se tiende a una solución de

compromiso con la utilización de dicha banda Ka pero con haces

más amplios. En estas condiciones se cubre una mayor superficie

pero debido a la alta atenuación que se produce en la banda Ka, el

rendimiento empeora de forma inevitable.

Los sistemas en banda Ku, como el Hispasat 1-E, pueden ser

perfectamente válidos y ofrecer velocidades suficientes en los

enlaces de bajada y subida siempre y cuando el número de

usuarios que comparten cada transpondedor del satélite no sea

excesivo. En otras palabras, los sistemas VSAT basados en banda

Ku no están pensados para un uso masivo con cientos de miles de

usuarios por satélite. A modo de ejemplo, en Diciembre de 2013,

el operador Hispasat había instalado y conectado 4000 equipos

VSAT al satélite Hispasat 1-E, una cantidad “no significativa”

frente a tecnologías como ADSL, Cable-Modem o FTTH. (Enlace a

la nota de prensa de Hispasat)

Despliegue VSAT de Hispasat en España con el satélite Hispasat 1-E

 En los sistemas en banda Ku también se produce una

reutilización de frecuencias si los haces apuntan a zonas

suficientemente separadas. Un satélite en banda Ku como es el

Hispasat 1-E puede ofrecer servicio en amplias zonas utilizando el

concepto anterior y esto es una gran ventaja económica respecto

a los sistemas en banda Ka.

Cobertura global del satélite Hispasat 1-E

Una consecuencia práctica de lo anterior es que en los satélites

VSAT que trabajan en banda Ka, como por ejemplo el Ka-Sat,

debemos de seleccionar el haz con el cual se va a realizar la conexión

de datos. Cuando se trabaja con satélites en banda Ku como el

Hispasat 1-E, puesto que una gran superficie es cubierta por varios

transpondedores, se debe de seleccionar la frecuencia del

transpondedor al que nos vamos a conectar, ya que varios

transpondedores estarán apuntando a la misma zona geográfica.

Este es un paso esencial en la configuración de una conexión VSAT

de datos, ya que una vez establecido el enlace de bajada

(downstream) desde el satélite hacia el modem VSAT, el operador

enviará a través de dicha conexión los datos de configuración para el

enlace de subida, como son el canal, el intervalo temporal o slot y el

delay necesario para compensar las diferentes distancias a las que

están los diferentes modems VSAT desde el satélite. El modem VSAT

utilizado en esta instalación es el Gilat SkyEdge II WebEnhance

Modem VSAT SkyEdge II WebEnhance

En la siguiente tabla se indican las características principales de este

modem VSAT

En las características del modem VSAT se han subrayado en color

rojo el caudal máximo de datos que puede recibir desde el HUB

(Outbound) y el caudal máximo que puede enviar hacia el HUB

(Inbound). En cualquiera de los dos casos, el satélite se limita a

hacer las funciones de repetidor. Se observa también que cuando es

el HUB el que transmite hacia el modem VSAT (outbound) se utilizan

codificaciones de mayor rendimiento que en el caso de las

transmisiones desde el modem VSAT hacia el HUB. Estos caudales

“en bajada” y “en subida” se consiguen gracias a los nuevos sistemas

de codificación empleados en las comunicaciones por satélite, como

por ejemplo el DVB-S2 con modulación y codificación adaptativa

(ACM). El sistema DVB-S2 es una mejora sobre el sistema DVB-S y la

modulación y codificación adaptativa (ACM) es una técnica mediante

la cual, de forma dinámica y en función del estado del canal, se

cambian los tipos de modulación y codificación de las señales

enviadas desde el satélite a los modems VSAT. En situaciones de

intensa lluvia u otros fenómenos atmosféricos que implican altas

atenuaciones, se utilizan codificaciones más robustas aunque de

menor rendimiento. Por el contrario, con condiciones óptimas de

transmisión se utilizan codificaciones de mayor rendimiento.

Codificación y modulación adaptiva (ACM). © Gilat

Respecto del enlace de subida hacia el satélite, se utiliza un acceso

MF-TDMA, donde cada modem VSAT utiliza el slot temporal y

frecuencia indicado por el HUB. Pero además, esta asignación de

frecuencia y slot es dinámica, a fin de optimizar dicho enlace de

subida y garantizar las mayores velocidades posibles y la calidad de

servicio en aquellas comunicaciones que lo necesiten.

Canal de retorno con asignación dinámica en función de múltiples

factores. © Gilat

Modem VSAT en funcionamiento en el aula del Instituto Tartanga

Conexiones al LNB y al BUC del modem VSAT

Nota final: En posteriores entradas en este mismo blog se analizará

el proceso de instalación y configuración de la antena y modem VSAT

así como una comparativa de velocidad en diferentes situaciones

atmosféricas entre el equipo VSAT mediante el satélite Ka-Sat

(Banda Ka) y este nuevo equipo VSAT mediante el satélite Hispasat

1-E (Banda Ku)