INTEGRANTES: DAVID VASQUEZ CESAR RIVERO YANI JIMENEZ MATERIA:RADIO ENLACE SECCION: SAIA PROF: HEDDY LU GIMENEZ
La principal función de la estación terrena es la adecuación de las señales de TV para su transmisión al satélite, desde donde se realiza la radiodifusión de las mismas. Dependiendo del tipo de estación, ésta se puede encargar de transmitir y/o recibir información, controlar el estado del satélite y su situación orbital. Los tipos principales de estaciones son: Pequeñas estaciones receptoras de TV por satélite DBS; estaciones terrenas portátiles (deportes, conferencias); Estaciones o terminales VSAT, Terminales de Abertura Muy Pequeña (redes de difusión, transmisión de datos privados, intercambio de datos, etc); y Grandes estaciones de comunicaciones internacionales. Su diseño es conceptualmente el mismo que una estación convencional de comunicaciones dado que, en principio, el procesamiento de la señal a transmitir es similar en todos los casos. Por consiguiente, la estación estará formada por el susbistema de antena, subsistema de seguimiento, transmisión/recepción en radiofrecuencia, etapa de conversión de frecuencia, modulación-demodulación, conexión con el Centro de Programas y suministro de energía eléctrica. Las cadenas de recepción no son estrictamente necesarias, ya que la radiodifusión implica una comunicación unidireccional, sin embargo, es muy conveniente poder supervisar las portadoras transmitidas a través del satélite, por lo que se debe considerar a las cadenas de recepción como parte integrante de la estación. El dimensionado, configuración e interconexión de sus diferentes subsistemas estará en función de las características técnicas del satélite, del número de canales a transmitir, así como la filosofía de redundancia que se adopte para los diferentes subsistemas. La vía de transmisión consta de : • Interconexión con las señales de entrada de la banda base. •
Procesamiento de la banda base.
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Convertidor de IF a RF.
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Amplificador de gran potencia AGP.
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Klinston de gran potencia.
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Alimentación de la antena.
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Antena parabólica.
Para la recepción podemos considerar que es como la imagen de un espejo: •
Antena parabólica.
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Convertidor de RF a IF .
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Procesamiento de la banda base.
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Interconexión con la salida de la banda base.
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Amplificador de nivel bajo de ruidos de alimentación ANBA.
El diseño de las estaciones terrestres ha progresado mucho. Además de las estaciones terrestres fijas que desempeñan papeles estratégicos existen: •
Terminales de abertura muy pequeña TAMP.
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Estaciones terrestres transportables.
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Estaciones de conexión portátiles ligeras de transporte aéreo.
EQUIPAMIENTO PARA ESTACIONES TERRENAS En una estación terrena habrá en general muchos transmisores y receptores multiplexados sobre una misma antena para proporcional una comunicación canalizada a transpondedores separados. Los transmisores son mucho más caros que los receptores, y su precio aumenta proporcionalmente a la potencia que se requiera transmitir. Ello se debe por una parte a que el número de receptores fabricados es mucho mayor, pero también porque sus requerimientos en cuanto a ancho de banda, estabilidad en frecuencia y control de potencia no son tan difíciles de lograr.
Los más importantes componentes de RF de una estación terrena son sin duda el Amplificador de bajo ruido del receptor (LNA o Low Noise Amplifier) y el amplificador de alta potencia del transmisor (HPA o High Power Amplifier). También son importantes los convertidores de frecuencia para pasar de frecuencia intermedia FI a frecuencias de microondas.
AMPLIFICADORES DE BAJO RUIDO
Los amplificadores paramétricos refrigerados criogénicamente son los LNA más ampliamente utilizados en las grandes estaciones terrenas. Para las estaciones de mediano y pequeño tamaño como las receptoras de TV en los que el coste es más crítico se prefieren los amplificadores de GaAsFET con refrigeración electrotérmica. Los LNA utilizados en las estaciones terrenas cubren usualmente un rango de frecuencias de unos 500 MHz de anchura a 4 GHz, o bien de 750 MHz a 11 GHz. Dichos dispositivos están normalmente duplicados en las grandes estaciones (redundancia uno a uno), tal y como se ve en la anterior figura, de manera que un fallo en el LNA activo produce inmediatamente la activación del LNA secundario. En las estaciones terrenas que utilizan técnicas de duplicado de ancho de banda usando polarización dual la redundancia es del tipo uno a dos.
AMPLIFICADORES DE GRAN POTENCIA
Las grandes estaciones terrenas utilizan con frecuencia un gran número de amplificadores de potencia (HPA o HighPower Amplifiers) con niveles de potencia de salida superiores a los 8.5 kW. La configuración empleada depende del número de portadoras a transmitir y de si se emplean señales FDM o TDM. La configuración más común emplea un HPA para cada uno de los transpondedores instalados. A 6 GHz, suelen emplearse HPAs de anchos de banda de entre 40 y 80 MHz bien sean amplificadores de tubo de onda progresiva (TWTA) refrigerados por aire o klystrons refrigerados por agua. Los TWTA tienen anchos de banda mayores que los klystrons llegando hasta los 500 MHz a 6GHz y permitiendo que se les sintonice a la banda de cualquiera de los transpondedores. La transmisión FDM de varias portadoras a uno o más transpondedores requiere un amplificador de potencia lineal si se quiere evitar la intermodulación. En una estación terrena ni la potencia de entrada ni la eficiencia son problema, y por tanto pueden permitirse considerables back-off a la entrada de los amplificadores para asegurar el funcionamiento lineal y baja intermodulación. Típicamente, un HPA de 3kW operará con 12 o 14 dB de back-off de entrada, proporcionando un rango de salida de 300 a 500 W.
SISTEMAS FDM
Los sistemas FDM transmiten y reciben gran cantidad de señales de voz o datos mediante la asignación de diferentes frecuencias a cada canal, bien sea en radiofrecuencia, banda base o ambas. Los canales de voz son recopilados de una extensa área geográfica y enviados vía gateway. En los sistemas internacionales, la gateway está localizada en una gran ciudad, y el tráfico internacional de varios países puede ser enrutado a través de ella. Los canales vocales de cada país o estación terrena que son enrutados, se combinan en grupos en una estación internacional de conmutación y enviadas entonces a la estación terrena apropiada. No es esencial que ambos caminos de ida y vuelta sean vía satélite. Ello reduce el retardo de ida y vuelta en un enlace telefónico de larga distancia, por ejemplo. La siguiente figura muestra un diseño típico para un equipo de control de una estación terrena FDM/FDMA correspondiente al equipamiento de Fi y banda base de la figura genérica anterior.
LOS 3 COMPONENTES PRINCIPALES DE UNA ESTACION TERRENA ANTENAS Una antena es un dispositivo (conductor metálico) diseñado con el objetivo de emitir o recibir ondas electromagnéticas hacia el espacio libre. Una antena transmisora transforma energía eléctrica en ondas electromagnéticas, y una receptora realiza la función inversa.
Existe una gran diversidad de tipos de antenas. En unos casos deben expandir en lo posible la potencia radiada, es decir, no deben ser directivas (ejemplo: una emisora de radio comercial o una estación base de teléfonos móviles), otras veces deben serlo para canalizar la potencia en una dirección y no interferir a otros servicios (antenas entre estaciones de radioenlaces).
Las características de las antenas dependen de la relación entre sus dimensiones y la longitud de onda de la señal de radiofrecuencia transmitida o recibida. Si las dimensiones de la antena son mucho más pequeñas que la longitud de onda las antenas se denominan elementales, si tienen dimensiones del orden de media longitud de onda se llaman resonantes, y si su tamaño es mucho mayor que la longitud de onda son directivas.
SISTEMA DE TRANSMISION Y RECEPCION DE RADIOFRECUENCIA En la actualidad, son muy comunes los sistemas fundamentados en la transmisión por ondas radioeléctricas: la telefonía celular, los sistemas satelitales, las conocidas estaciones radiales, los sistemas radares y el propio Wi-Fi hacen uso de dichas ondas para la transmisión de información. De allí que, las radiocomunicaciones se definen de acuerdo a la normativa UIT-R V. 573-5, como telecomunicaciones realizadas a través de ondas radioeléctricas, las cuales a su vez son definidas como las ondas electromagnéticas que se propaga en el espacio sin guía artificial, en el límite de los 3 GHz.
Estas pueden hacer uso de elementos situados en el espacio y de elementos en tierra, lo que define si los mismos son espaciales o terrenales, y su técnica se fundamenta en la modulación, que consiste a su vez en la superposición de la información que se desea transmitir en una onda electromagnética de soporte (portadora), generando una señal modulada que contiene frecuencias en relación a la portadora. La señal modulada, es la señal enviada a través del medio, previo proceso de acoplamiento y filtrado, cuyo proceso finaliza en la irradiación mediante una antena. En la siguiente imagen se muestra el proceso de transmisión de una señal:
Figura 1. Diagrama de bloques de un sistema de transmisión. En la entrada del sistema se transmite una señal contenedora de información, la cual entra al modulador, que posterior a su proceso de combinación con la señal portadora, se obtiene una señal modulada la cual es amplificada y filtrada en el transmisor hacia su destino y emitida mediante una antena transmisora haciendo uso del espacio libre como medio de transmisión. Evidentemente, que en su trayecto en el espacio, la señal es susceptible de sufrir cambios, pérdidas y diversos tipos de perturbaciones, tales como distorsión, ruido e interferencias. En la recepción, se tienen las señales interferentes, de ruido y la señal deseada, las cuales entran al modulador en el receptor, y pasa por procesos de amplificación y filtrado con el objeto de recuperar únicamente la señal de información a la salida del sistema. De allí que, la antena receptora solo recoge una fracción de la energía radioeléctrica transmitida.
VENTAJAS DE LOS SISTEMAS VSAT FRENTE A REDES DIGITALES TERRESTRES
Las redes de transmisión vía satélite VSAT entran a competir directamente con sistemas de transmisión digital terrestres como red conmutada de paquetes o redes de fibra óptica. La implantación de las redes telemáticas VSAT comienza a ser rentable a medida que aumenta el número de nodos (terminales terrestres) de la red.
Su uso es especialmente significativo en la interconexión de nodos con difícil acceso geográfico: * Sistemas de monitorización de estaciones dispersas como por ejemplo sensores de infrarrojos para la detección de incendios. Estos son muy numerosos y están muy dispersos. Un ejemplo es el programa español VIGIA 2000. * Corporaciones muy dispersas en la geografía que quieren mantener conectadas todas sus sucursales que de otra manera tendrían que alquilar líneas da datos costosas. La Agencia EFE es un ejemplo al distribuir las noticias a los centros periodísticos. Otro es el periódico "EL PAIS", que maqueta las páginas en su centro de Madrid y las transmite vía satélite a las distintas ciudades españolas programando las planchas de impresión remotas. * Países sin infraestructuras en redes de datos. Un ejemplo es el de varias universidades latinoamericanas conectadas entre sí vía INTERNET a través del satélite.
Además se aprovecha la potencia inherente del satélite de cobertura global, disponibilidad del 99,8% al año. También se debe considerar la rápida implantación de la red ya que solo se necesita instalar los equipos y apuntar las antenas al satélite...
Otras ventajas:
* Coste insensible a la distancia. * La red es fácilmente ampliable frente a redes terrestres que requieren obras de infraestructura para incorporar nuevos nodos. * Los terminales son reubicables fácilmente. * Baja potencia de emisión ya que la antena es de pequeñas dimensiones lo que se traduce en un bajo coste por terminal (nodo de la red).
* Velocidades similares a las ofertadas por otras redes. *Actualmente la expansión de las redes vía satélite permiten la incorporación de servicios no incorporados en redes terrestres como tele conferencia interactiva y TVC a larga distancia. * Posibilidad de establecer enlaces asimétricos (VSAT a HUB: baja velocidad ;HUB A VSAT: alta velocidad) mientras que en redes terrestres se establecen enlaces simétricos con lo que el usuario paga por algo que quizás este infrautilizando * El proveedor del segmento de satélite garantiza unos precios estables mientras que los precios de los redes de datos terrestres fluctúan mucho.
Actualmente, y en un futuro a medio plazo, los principales competidores del sistema VSAT serán sistemas de comunicación digital como RDSI de banda estrecha, red pública de conmutación de paquetes X.25, red de interconexión de redes x.25, e.d. X.75 y sistemas como el novedoso FRAME RELAY.
ULTIMAS TENDENCIAS DE LAS ESTACIONES TERRENAS. TELEFONO SATELITAL GPS-1700 Globalstar estará con usted. El Teléfono Satelital GSP 1700 proporciona servicios de comunicación de voz digital y datos casi en todo el mundo, empleando la tecnología de Acceso Múltiple por División de Código (CDMA) en combinación con una constelación de 40 satélites de Orbita Terrestre Baja (LEOS).
Los satélites LEOS permiten a Globalstar prácticamente eliminar el retraso de voz y mantener por más tiempo la duración de la batería. Además, el teléfono es muy compacto, lo cual lo hace fácil de llevar cuando se viaja. Usted puede confiar en que obtendrá la mejor calidad de voz con el teléfono satelital ligero y pequeño.
ESTACIONES TERRESTRES DEL SISTEMA GLOBAL DE NAVEGACIÓN POR SATÉLITE El sistema de posicionamiento regional Beidou fue lanzado en 2012 con 35 satélites previstos. La agrupación orbital de GLONASS incluye 24 satélites en operación rutinaria y cuatro satélites de reserva en órbita. El plan de la cooperación en navegación por satélite fue firmado en el encuentro Rusia-China celebrado en Harbin, capital de la provincia nororiental china de Heilongjiang. Rusia construirá tres estaciones terrestres del Sistema Global de Navegación por Satélite (Glonass) en China y tres estaciones chinas Beidou serán instaladas en Rusia. Ambos sistemas de navegación pueden funcionar bien juntos
JAMMING A SATELITES Los sistemas satelitales juegan un papel clave a nivel mundial, porque facilitan la transmisión de información a todo el planeta y esto influye tanto en el aspecto económico, como social, político y militar. Como consecuencia de la gran dependencia que se ha desarrollado hacia las tecnologías vía satélite, garantizar la seguridad de su infraestructura es una cuestión vital. No conviene olvidar que, a pesar de situarse a miles de kilómetros sobre nuestras cabezas, las redes de satélites son tan vulnerables como cualquier otra red de comunicaciones. Estructura más habitual de un sistema de comunicaciones vía satélite incluye los siguientes elementos: • Uno o más satélites de comunicaciones, que no son más que repetidores radioeléctricos situados en el espacio que reciben señales desde un punto de la Tierra y las reenvían a otro. • Un centro de control TT&C (Tracking, Telemetry and Control). Es una estación en tierra que se ocupa de la gestión y monitorización de la posición y rendimiento del satélite. • Una o varias estaciones de comunicaciones que realizan las funciones de transmisión/recepción de los datos y actúan de interfaz con otras redes de comunicaciones (por ejemplo Internet).