¿Qué es
una red Satelital?
Son redes que utilizan como
medios de transmisión satélites artificiales localizados en órbita alrededor de
la tierra. En este tipo de redes los enrutadores tienen una antena por medio de
la cual pueden enviar y recibir. Todos los enrutadores pueden oír las salidas
enviadas desde el satélite y en algunos casos pueden también oír la transmisión
ascendente de los otros enrutadores hacia el satélite.
La Tecnologia de redes
satelitales, representada por satélites poderosos y complejos y el
perfeccionamiento de las estaciones terrenas están revolucionando el mundo. Así
por ejemplo, la necesidad de interconectar terminales remotos con bases de
datos centralizadas, de una manera veloz y eficiente, han conducido a una nueva
tecnología conocida como 'Very Small Apertura Terminal (VSAT)".
Un satélite artificial puede
ampliar las señales antes de devolverla, que los hace ver como una gran
repetidora de señales en el cielo. El satélite contiene varios transpondedores,
cada uno de los cuales capta alguna porción del espectro, amplifica la señal de
entrada y después la redifunde a otra frecuencia para evitar la interferencia
con la señal de entrada. Los haces retransmitidos pueden ser amplios y cubrir
una fracción substancial de la superficie de la tierra, o estrechos y cubrir un
área de solo cientos de Kms. de diámetro.
Elementos de las Redes Satelitales
· Transponders: Es un dispositivo que realiza la
función de recepción y transmisión. Las señales recibidas son amplificadas
antes de ser retransmitidas a la tierra. Para evitar interferencias les cambia
la frecuencia.
Un típico transponer satelital
consta de un dispositivo para limitar la banda de entrada (BPF), un
amplificador de bajo ruido de entrada (LNA), un translador de frecuencia, un
amplificador de potencia de bajo nivel y un filtro pasa-bandas de salida. El transponder
es un repetidor de RF a RF. Otras configuraciones de transponder son los
repetidores de IF, y de banda base, semejantes a los utilizados en los
repetidores de microondas. El BPF de entrada limita el ruido total aplicado a
la entrada del LNA (un dispositivo normalmente utilizado como LNA, es un diodo
túnel). La salida del LNA alimenta un translador de frecuencia (un oscilador de
desplazamiento y un BPF), que se encarga de convertir la frecuencia de subida
de banda alta a una frecuencia de bajada de banda baja. El amplificador de
potencia de bajo nivel, que es comúnmente un tubo de ondas progresivas (TWT),
amplifica la señal de RF para su posterior transmisión por medio de la bajada a
los receptores de la estación terrena. También pueden utilizarse amplificadores
de estado sólido (SSP), los cuales en la actualidad, permiten obtener un mejor
nivel de linealidad que los TWT. La potencia que pueden generar los SSP, tiene
un máximo de alrededor de los 50 Watts, mientras que los TWT pueden alcanzar
potencias del orden de los 200 Watts.
· Estaciones terrenas: Las estaciones terrenas controlan
la recepción con el satélite y desde el satélite, regula la interconexión entre
terminales, administra los canales de salida, codifica los datos y controla la
velocidad de transferencia.
Consta de
3 componentes:
1. Estación receptora: Recibe toda la
información generada en la estación transmisora y retransmitida por el
satélite.
2. Antena: Debe captar la radiación del
satélite y concentrarla en un foco donde esta ubicado el alimentador. Una
antena de calidad debe ignorar las interferencias y los ruidos en la mayor
medida posible. Estos satélites están equipados con antenas receptoras y con
antenas transmisoras. Por medio de ajustes en los patrones de radiación de las
antenas pueden generarse cubrimientos globales, cubrimiento a solo un país
(satélites domésticos), o conmutar entre una gran variedad de direcciones.
3. Estación emisora: Está compuesta por el
transmisor y la antena de emisión. La potencia emitida es alta para que la
señal del satélite sea buena. Esta señal debe ser captada por la antena
receptora. Para cubrir el trayecto ascendente envía la información al satélite
con la modulación y portadora adecuada.
Como medio de transmisión físico se utilizan medios no guiados,
principalmente el aire. Se utilizan señales de microondas para la transmisión
por satélite, estas son unidireccionales, sensibles a la atenuación producida
por la lluvia, pueden ser de baja o de alta frecuencia y se ubican en el orden
de los 100 MHz hasta los 10 GHz.
Clasificación de las transmisiones satelitales:
Las transmisiones de satélite se clasifican
como bus o carga útil. La de bus incluye mecanismos de control que apoyan la
operación de carga útil. La de carga útil es la información del usuario que
será transportada a través del sistema.
En el caso de radiodifusión
directa de televisión vía satélite el servicio que se da es de tipo
unidireccional por lo que normalmente se requiere una estación transmisora
única, que emite los programas hacia el satélite, y varias estaciones terrenas
de recepción solamente, que toman las señales provenientes del satélite.
Existen otros tipos de servicios que son bidireccionales donde las estaciones
terrenas son de transmisión y de recepción. Uno de los requisitos más
importantes del sistema es conseguir que las estaciones sean lo más económicas
posibles para que puedan ser accesibles a un gran numero de usuarios, lo que se
consigue utilizando antenas de diámetro chico y transmisores de baja potencia.
Sin embargo hay que destacar que es la economía de escala (en aquellas aplicaciones
que lo permiten) el factor determinante para la reducción de los costos.
Modelos de enlace del sistema satelital
Esencialmente,
un sistema satelital consiste de tres secciones básicas: una subida, un
transponder satelital y una bajada.
a) Modelo de
subida: El principal
componente dentro de la sección de subida, de un sistema satelital, es el
transmisor de la estación terrena. Un típico transmisor de la estación terrena
consiste de un modulador de IF, un convertidor de microondas de IF a RF, un
amplificador de alta potencia (HPA) y algún medio para limitar la banda del
espectro de salida (un filtro pasa-banda de salida). El modulador de IF
convierte las señales de banda base de entrada a una frecuencia intermedia
modulada e FM, en PSK o en QAM. El convertidor (mezclador y filtro pasa-banda)
convierte la IF a una frecuencia de portadora de RF apropiada. El HPA
proporciona una sensibilidad de entrada adecuada y potencia de salida para
propagar la señal al transponder del satélite.
b) Transponder: Un típico transponer
satelital consta de un dispositivo para limitar la banda de entrada (BPF), un
amplificador de bajo ruido de entrada (LNA), un translador de frecuencia, un
amplificador de potencia de bajo nivel y un filtro pasa-bandas de salida. El
transponder es un repetidor de RF a RF. Otras configuraciones de transponder
son los repetidores de IF, y de banda base, semejantes a los utilizados en los
repetidores de microondas. El BPF de entrada limita el ruido total aplicado a
la entrada del LNA (un dispositivo normalmente utilizado como LNA, es un diodo
túnel). La salida del LNA alimenta un translador de frecuencia (un oscilador de
desplazamiento y un BPF), que se encarga de convertir la frecuencia de subida
de banda alta a una frecuencia de bajada de banda baja. El amplificador de
potencia de bajo nivel, que es comúnmente un tubo de ondas progresivas (TWT),
amplifica la señal de RF para su posterior transmisión por medio de la bajada a
los receptores de la estación terrena. También pueden utilizarse amplificadores
de estado sólido (SSP), los cuales en la actualidad, permiten obtener un mejor
nivel de linealidad que los TWT. La potencia que pueden generar los SSP, tiene
un máximo de alrededor de los 50 Watts, mientras que los TWT pueden alcanzar
potencias del orden de los 200 Watts.
c) Modelo de
bajada: Un receptor
de estación terrena incluye un BPF de entrada, un LNA y un convertidor de RF a
IF. El BPF limita la potencia del ruido de entrada al LNA. El LNA es un
dispositivo altamente sensible, con poco ruido, tal como un amplificador de
diodo túnel o un amplificador parametrico. El convertidor de RF a IF es una
combinación de filtro mezcador/pasa-bandas que convierte la señal de RF a una
frecuencia de IF.
Ejemplo de una
red satelital en diferentes receptores, como empresas y hogares.