INTERNET SATELITAL

Enlaces

Las señales llegan al satélite desde la estación en tierra por el “haz ascendente” y se envían a la tierra desde el satélite por el “haz descendente”. Para evitar interferencias entre los dos haces, las frecuencias de ambos son distintas. Las frecuencias del haz ascendente son mayores que las del haz descendente, debido a que cuanto mayor sea la frecuencia se produce mayor atenuación en el recorrido de la señal, y por tanto es preferible transmitir con más potencia desde la tierra, donde la disponibilidad energética es mayor.

Para evitar que los canales próximos del haz descendente interfieran entre sí, se utilizan polarizaciones distintas. En el interior del satélite existen unos bloques denominados transpondedores, que tienen como misión recibir, cambiar y transmitir las frecuencias del satélite, a fin de que la información que se envía desde la base llegue a las antenas receptoras.

 

Equipo necesario

Para conectarse a Internet vía satélite son necesarios los siguientes elementos:

  • Módem o tarjeta PCI para satélite (DVB-S).
  • Antena parabólica y [soporte].
  • Receptor de señales procedentes de satélites.LNB.
  • Alimentador o Radio.
  • Módem telefónico o conexión con Internet capaz de realizar envío de datos, si el acceso es unidireccional.
  • Un proveedor que proporcione el acceso a Internet por satélite.

 

Módem para satélite

Un módem satelital de la compañía estadounidense WildBlue

Existen dos tipos de módems para la conexión por satélite, en función de la conexión a Internet:

  • Los módems unidireccionales (sat-módem), cuya característica principal es que sólo pueden recibir datos. Sólo cuentan con un canal de entrada, también llamado directo o “forward” y son conocidos como DVB-IP. Así, para enviar y recibir datos desde Internet se necesita además una conexión terrestre (telefónica o por cable).
  • Los módems bidireccionales (astromódem), capaces de recibir y enviar datos. Además del canal de entrada, cuentan con un canal de retorno (subida o uplink), vía satélite o DVB-RCS (Return Channel via Satellite). No necesita una conexión adicional convencional.

Los módems bidireccionales han de ser de DVB-sat data, con las siguientes características:

Modulación, QPSK (para recepción) y OQPSK (para transmisión): la técnica de modulación (o symbol rate) QPSK consiste en la formación de símbolos de dos bits, empleándose cuatro saltos de fase diferentes sobre la portadora (señal analógica); por lo tanto se forman cuatro puntos en la constelación de la señal (diagrama en donde visualizamos los estados de la señal), equidistantes y con la misma amplitud.

Codificación, Encadenada Reed-Solomon y Viterbi FEC (Viterbi Forward Error Correction). Describen una técnica para enviar bits redundantes suficientes para reconocer la información afectada por errores y en ciertas instancias corregirla. Existe una gran cantidad de códigos del tipo FEC que permiten corregir errores. Una comparación entre ellos se fundamenta en la relación entre la redundancia (incremento de velocidad), reducción de BER (Bit Error Code), que en este caso será de 10 o mejor tanto en trasmisión como en recepción, y complejidad del hardware (número de compuertas necesarias), se dispone de las siguientes variantes:

Corrección de errores: (FEC a bloques) Las variantes más usadas son BCH y RS (ReedSolomon); para explicarlo, primero se ha de explicar la lo que es la distancia de Hamming, se denomina distancia Hamming entre dos códigos al número de símbolos en que se diferencian. La mínima distancia (dmin > 2.t + 1) donde t es el número de errores corregidos. Se denomina Código Cíclico a un FEC a bloques que utiliza un polinomio generador con un FSR (Feedback Shift Register).

Existen ciertas variantes del FEC a bloques los más usadas son:

  • Código Bose-Chaudhuri-Hocquenghen BCH. Es el tipo de código más conveniente para errores independientes, es usado por ejemplo en telefonía celular analógica AMPS en el canal de control bajo la versión BCH(48,36) y BCH(40,28), en codificadores digitales de TV a 34 Mb/s se utiliza el códec BCH(511,493) para corregir 2 errores por bloque.
  • Código Reed-Solomon RS. Es una variante del BCH y la más apropiada para ráfagas de errores, la velocidad del código depende del módem usado, al final del trabajo podremos encontrar varias tablas de especificaciones de unos cuantos módems, donde será posible analizar este dato.
  • FEC convolucional, aplicando el algoritmo de Viterbi:

El método, denominado decodificación de máxima probabilidad o algoritmo de Viterbi-1976 (Maximun Likelihood Metric o Minimun Distance Metric), consiste en computar a cada camino un peso consistente en el número de diferencias acumuladas.

El módem unidireccional tiene las mismas características excepto de que no tiene la capacidad de transmitir por tanto no tiene modulación para la transmisión.

Antena parabólica

En primer lugar mencionar que el diámetro de la antena parabólica esta en función de la zona de cobertura (huella o footprint) del satélite que nos de acceso a Internet.

Los tipos de antenas parabólicas más importantes son los siguientes:

 

Foco primario

La superficie de la antena es un paraboloide de revolución, todas las ondas inciden paralelamente al eje principal se reflejan y van a parar al Foco. El Foco está centrado en el paraboloide. Tiene un rendimiento máximo del 60% aproximadamente, es decir, de toda la energía que llega a la superficie de la antena, el 60% llega al foco y se aprovecha, el resto no llega al foco y se pierde, se suelen ver de tamaño grande, aproximadamente de 1,5 m de diámetro.

 

Cassegrain

Es similar a la de Foco Primario, sólo que tiene dos reflectores; el mayor apunta al lugar de recepción, y las ondas al chocar, se reflejan y van al Foco donde está el reflector menor; al chocar las ondas, van al último Foco, donde estará colocado el detector. Se suelen utilizar en antenas muy grandes, donde es difícil llegar al Foco para el mantenimiento de la antena.

 

Antenas planas ó de “Offset

Se están utilizando mucho actualmente para la recepción de los satélites de alta potencia (DBS), como el Hispasat. Este tipo de antena no requiere apuntar tan precisamente al satélite, aunque lógicamente hay que orientarlas hacia el satélite determinado. Su rendimiento es de hasta un 85%, y su principal característica es que el foco no está situado en el centro de la antena, sino en la parte baja de ésta. Se consigue pues, que la inclinación necesaria para la antena sea menor, pudiéndose instalar en una pared. La “relación de offset” mide la diferencia entre la inclinación real de la antena y la inclinación de la señal que se está captando. Por ejemplo, en una antena offset habitual, para captar un satélite que se encuentra en un ángulo de 40º sobre el horizonte, sólo será necesario dar una elevación de 20º.

Alimentador

El alimentador o iluminador se encarga de recoger las microondas concentradas en el foco de la parábola y pasarlas al elemento siguiente. El alimentador nos permite recibir todas las polaridades que llegan a la antena, las cuales serán separadas más adelante. Para separar las dos polaridades más usuales (polarización lineal, vertical y horizontal) hay dos tipos de dispositivos, uno para instalaciones de vecinos: ortomodo, y otro para instalaciones unifamiliares: polarrotor

  • Polarrotor: permite la recepción de las dos polaridades utilizando un solo conversor LNB. Su funcionamiento se basa en el giro de 90º de una sonda situada en su interior. Como se pierde los canales de la otra polaridad no puede utilizarse en instalaciones colectivas.
  • Ortomodo: permite la recepción simultánea de señales con polarización vertical y horizontal mediante la utilización de un repartidor de guías de onda en el que una de las guías se gira 90º. A él se tendrá que conectar dos conversores LNB, uno para cada polarización.

Conversores

La señal del haz descendente, que se refleja en la superficie de la antena parabólica, orientada al satélite determinado, concentra toda su energía en el Foco, y a través del iluminador situado en dicho punto, se introduce la señal en el amplificador previo.

La señal captada por la antena es muy débil, por la gran atenuación que sufre en el espacio desde el satélite hasta el punto de recepción; además, por tener una frecuencia muy elevada, debe ser cambiada para que llegue al receptor (sintonizador de satélite) a una frecuencia mucho más baja, con lo que se logra que se propague por el cable coaxial con una atenuación menor. El dispositivo encargado de ello se denomina Conversor y al ser de bajo nivel de ruido se denomina conversor de bajo nivel de ruido o LNC, que unido a un amplificador de bajo nivel de ruido o LNA y a un oscilador local, forma lo que se llama LNB (Low Noise Block) o bloque de Bajo nivel de Rruido, que comúnmente se denomina Conversor LNB.

LNB = LNA + Up / DownConverter

Los LNB han de ser Universales o Digitales, para poder recibir todo el ancho de banda, desde 10,7 a 12,75 GHz, conocida como banda Ku.

La alimentación del conversor se realiza a través del propio cable de señal con sus correspondientes filtros de baja frecuencia en 15 ó 20 V de tensión continua.

Al Amplificador de Alta Potencia (HPA, High Power Amplifier) también se le conoce como Transmisor o Transceptor (Transceiver) ya que está en la parte transmisora. Existen varias versiones de HPAs, dependiendo de la potencia radiada y de otros factores; los hay de estado sólido (los SSPA (Solid State Power Amplifier) o SSHPA) y los hay analógicos de Tubos de Vacío como los TWT (Travelling Wave Tube) y los KPA (Klystron Power Amplifiers). Los SSPAs generalmente se usan para potencias bajas, los TWTs y los KPAs se utilizan para potencias muy altas.

~ por juanzho en junio 20, 2009.

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