U-III Comunicaciones Satelitales Final PDF
U-III Comunicaciones Satelitales Final PDF
U-III Comunicaciones Satelitales Final PDF
Comunicaciones
Satelitales
Comunicaciones Satelitales
Libro de Freeman
Captulos 6, 7 & 8
SISTEMAS DE
COMUNICACIONES VIA
SATLITE
Ing. Oscar Somarriba, PhDc.
Profesor Titular, UNI-FEC
Email:oscar.somarriba@uni.edu.ni
Agenda
COMPONENTES DE LA COMUNICACIN
POR SATLITE
ESTACIONES TERRENAS
ANLISIS DE ENLACE VIA SATELITE
TECNICAS DE ACCESO: FDMA & TDMA
SISTEMAS SATELITES DIGITALES
REDES VSAT
Agenda
COMPONENTES DE UN SISTEMA DE
COMUNICACIN POR SATLITE
ESTACIONES TERRENAS
ANLISIS DE ENLACE VIA SATELITE
TECNICAS DE ACCESO: FDMA & TDMA
SISTEMAS SATELITES DIGITALES
REDES VSAT
Componentes de un sistema de
comunicacin por satlite.
Generalidades
Sistemas de comunicacin por Satlite
Arquitectura de un sistema de comunicacin
digital por Satlite
Caractersticas de los sistemas de
comunicacin digital por Satlite
Ventajas de los sistemas de comunicacin
digital por Satlite
Introduccin a las redes VSAT
Review
ING. OSCAR SOMARRIBA
10
11
La Atmsfera Terrestre
12
GENERALIDADES
Un sistema de comunicacin por Satlite est
compuesto por :
Un sistema de comunicacin que consta de: el
Satlite, el Canal y, la Estacin Terrena.
Un sistema de comunicacin que consta de:
el Satlite, el Canal y el Usuario.
13
Satlites de comunicaciones
Qu es un satlite de comunicaciones?
SATLITE
17
SATLITE (Contin.)
Diferentes tipos de Satlites
Satlite Regenerrativo:
Ofrece la posibilidad de procesar las
seales en el espacio antes de
retransmitirlas hacia la tierra
Demodula las seales
Conmuta en banda base, de ser
necesario
Modula las seales
18
Tipos de Satlites
GEO
A 36000 Km.(~5,6 del radio de la tierra)
Perodo orbital 23 h, 56 min. y 4 seg.
MEO
Altura entre 10.075 y 20.150 Km.
Su posicin relativa respecto a la superficie no es
fija.
LEO
Situados a 1.500 Km. por termino medio
Perodos orbitales se encuentran entre los 90 y los
120 minutos.
Constelacin de satlites.
Satlites Geoestacionarios
Ventajas:
Los satlites tienen la misma velocidad angular
que la tierra, con lo que pueden establecer
radioenlaces con estaciones terrenas cuyas antenas
apuntan a un punto fijo en el cielo.
La elevada altitud de la rbita posibilita que 3
satlites sean suficientes para cubrir toda la
superficie terrestre.
Satlites Geoestacionarios
Desventajas:
Las zonas de servicio de los satlites (footprints)
son muy grandes, con lo que se malgasta parte de
ella en regiones indeseadas como ocanos, zonas
poco pobladas, etc.
Debido a la elevada altitud de la rbita, las
prdidas por atenuacin son considerables. No es
posible disear terminales porttiles de bolsillo.
Tambin a causa de la distancia, el retardo de
propagacin es lo suficientemente elevado
Al ser la rbita ecuatorial, la cobertura empeora
notablemente con la latitud.
Caractersticas
Resumen de orbitas
Distancia a la tierra: (GEO, MEO, LEO)
Plano orbital respecto al plano ecuatorial
terrestre: (ecuatorial, inclinada, polar)
Trayectoria orbital: (circular, elptica)
Geosncrona: Circular con perodo de un da
sideral.
Geoestacionaria: Igual que el geosncrono pero
tiene cero grados respecto al plano ecuatorial.
Bandas de Frecuencias
BANDAS
FRECUENCIA DE
TRABAJO
Banda P
200-400 Mhz.
Banda L
1530-2700 Mhz.
Banda S
2700-3500 Mhz.
Banda C
3700-4200 Mhz.
4400-4700 Mhz.
5725-6425 Mhz.
Banda X
7900-8400 Mhz.
10.7-11.75 Ghz.
11.75-12.5 Ghz.
12.5-12.75 Ghz.
Banda Ka
17.7-21.2 Ghz.
Banda K
27.5-31.0 Ghz.
Bandas de Frecuencias
Banda C
Banda Ku
Banda Ka
Bandas de Frecuencias
Banda C
Banda Ku
Banda Ka
Bandas de Frecuencias
Banda C
Banda Ku
Banda Ka
Existe
actualmente
una
banda
de
frecuencias emergente en el sector civil
que proviene del mbito militar. Se trata
de la banda Ka, que opera entre 18 y 31
GHz, con la que se espera satisfacer la
creciente saturacin de las bandas C y Ku.
SISTEMAS SATELITALES
(Recapitulando)
Orbitas Satelitales:
Satlites de baja rbita (LEO):
Distancia: 2000 Km
Perodo de rotacin: 90 min- 2 hrs.
Retardo: 140-220 ms
Ejemplos: Globalstar (48 Satlites a 1400
Km), Iridium (66 Satlites a 780 Km).
31
SISTEMAS SATELITALES
Satlites de rbita intermedia (MEO):
Distancia: 10,000 - 14,000 Km
Perodo de rotacin: 6 hrs
Retardo: 220 ms
Ejemplos:
32
SISTEMAS SATELITALES
Satlites de rbita geoestacionaria (GEO):
Distancia: 35,800 Km
Perodo de rotacin: 24 hrs (En sincrona con
la tierra)
Retardo: 370 ms
Ejemplo: INTELSAT VII.
33
LEO
MEO
GEO
Ventajas
Diversidad
Satlites mas baratos
Menor potencia
Menor retardo de la seal
Menos cantidad de satlites
Posicin fija sobre la tierra
Pocos satlites
Desventajas
Cantidad de satlites
Sistema de comunicacin complejo
34
35
ARQUITECTURA DE UN SISTEMA DE
COMUNICACIN DIGITAL POR
SATLITE
Segmento Espacial:
Est compuesto por el conjunto de satlites
utilizados.
Segmento Terrestre:
Estaciones Terrenas.
36
Arquitectura de un sistema de
comunicaciones por Satlite
Segmento Espacial
Estacin de
Control
Datos, Telefona, TV
Datos, Telefona, TV
Segmento Terrestre
37
38
SATLITE
Reverse Up-link
Forward
Down-link
Up-link
39
Rango (GHz)
1- 2
2- 4
4- 8
8- 12
12- 18
18- 27
27- 40
40- 300
40
MODULACIN
Codificacin de la fuente:
Modulacin:
PCM
ADM
ADPCM
PSK
QPSK
MSK
41
Atenuacin Atmosfrica
Afectada por oxgeno, agua, ngulo de elevacin, &
frecuencias altas
Satellite Footprint
Diagrama Simplificado de un
transponder (from Freeman)
45
Transponder
A communications satellites transponder, is the series of interconnected
units which form a communication channel between the receiving and the
transmitting antennas.
A transponder is typically composed of:
An input band limiting device (a band pass filter)
An Input low-noise amplifier (LNA), designed to amplify the (normally
very weak, because of the large distances involved) signals received from
the earth station
A frequency translator (normally composed of an oscillator and a
frequency mixer- used to convert the frequency of the received signal to
the frequency required for the transmitted signal
A output band pass filter
A power amplifier (this can be a TWT or a solid state amplifier).
Wikipedia
ING. OSCAR SOMARRIBA
46
48
49
50
51
Ejemplo 1
52
53
DATOS
Cod.
De la
fuente
y Mod.
Acceso
MUX
Mltiple
Modula
cin
VOZ
Analgica
Digital
SSB
FM
PCM
DM
PCM
FDM
FM
FDMA
TDM
PSK
TDM
QPSK
TDMA
FDMA
CDMA
57
Usuario 3
Usuario m
t
U1
FDMA
Usuario m
Usuario 3
Usuario 2
Usuario 1
U2
U3
U4
Um
t
f
CDMA
t
TDMA
ING. OSCAR SOMARRIBA
58
59
VENTAJAS DE LA
COMUNICACIN SATELITAL
DIGITAL
QPSK-TDMA permite acomodar gran
cantidad de estaciones terrenas con bajas
prdidas
Rpida respuesta a las variaciones de trfico
Correccin de errores
CDMA permite utilizar micro earth stations
(antenas de 0.5-m)
60
Agenda
COMPONENTES DE UN SISTEMA DE
COMUNICACIN POR SATLITE
ESTACIONES TERRENAS
ANLISIS DE ENLACE RF
TECNICAS DE ACCESO:
FDMA & TDMA
SISTEMAS SATELITALES DIGITALES
REDES VSAT
ING. OSCAR SOMARRIBA
61
62
63
Estaciones Terrenas
SATELITE
Estacin Terrena
Estacin Terrena
64
RT
Encoder
Modulador
U/Converter
HPA
Demodulador
D/Converter
LNA
E
B
Decoder
ANTENA
LEYENDA
E/T = ESTACION TERRENA
HPA = AMPLIFICADOR DE ALTA POTENCIA
LNA = AMPLIFICADOR DE BAJO RUIDO
U/CONVERTER = CONVERTIDOR ASCENDENTE
D/CONVERTER = CONVERTIDOR DESCENDENTE
EB = EQUIPO DE BANDA BASE
RT = RED TERRESTRE
ING. OSCAR SOMARRIBA
65
ESTACIONES TERRENAS
Seales en
banda base
Amplificador de
Transmisor
Convertidor
elevador
Modulador
Antena
Amplificador de
alto poder
D
Seales en
banda base
Receptor
P
Convertidor
Reductor
Demodulador
Amplificador de
bajo ruido
L
E
X
O
Rastreo
MOTORES DE
MOVIMIENTO
Receptor de rastreo
Servomecanismo
de la antena
Entrada de
Control de
apuntamiento
de la antena
Programa
datos de
apuntalamiento
Sistema de
alimentacin de
energa
Planta de
Red comercial
bateras locales
66
Agenda
Antenas de Estaciones Terrenas
Amplificadores de Potencia
Amplificadores de bajo ruido
Convertidores Ascendentes
Convertidores Descendentes
Moduladores y Demoduladores
Monitoreo y Control
Review
67
Tipos de antenas:
Antena parablica
Antena Cassegrain
68
Aefectiva
69
70
PATRN DE RADIACIN
DE LA ANTENA
Direccin de mxima
ganancia
Lbulo Principal
Lbulos Secundarios
71
Arco geoestacionario
Haz principal de radiacin
Direccin de mxima radiacin
72
73
74
70
-3dB
grados
-3dB
-3 dB
75
EJERCICIO
76
2
1
Seal
= 0
PT
[GT] dB = [Gmax]dB-12(/-3dB)
GT ()
Cuando = O , PIRE es mximo PIRE max = PT Gmax
77
EL ALIMENTADOR DE LA
ANTENA
El alimentador es una fuente puntual de
energa que ilumina de manera uniforme la
superficie parablica.
El alimentador realiza las siguientes funciones:
Conformar el haz para proporcionar iluminacin
uniforme al reflector principal.
Separacin de las seales de TX y RX con
prdidas e interferencia mnima.
Convertir la polarizacin de las seales de los
enlaces ascendentes y descendentes (circular
<==>lineal)
ING. OSCAR SOMARRIBA
78
EL ALIMENTADOR DE LA
ANTENA (Cont.)
Producir seales de error que representen el
grado de descentramiento de haz principal.
Los componentes del alimentador son:
bocina cnica corrugada (sistema Cassegrain)
Diplexor, este ltimo permite las seales de TX y
RX utilicen la misma gua de ondas, manteniendo
al mnimo la accin recproca entre ellas.
79
Antena Parablica
80
Outdoor unit,
includes feed horn,
OMT, LNB and BUC
81
Antena Cassegrain
82
Agenda
Antenas de Estaciones Terrenas
Amplificadores de Potencia
Amplificadores de bajo ruido
Convertidores Ascendentes
Convertidores Descendentes
Moduladores y Demoduladores
Monitoreo y Control
Review
83
Amplificadores de Potencia
El HPA es el que imprime la potencia final de
transmisin a la seal de bajo nivel de las
portadoras RF provenientes del equipo de
comunicacin terrestre hacia el satlite en el
enlace ascendente o de subida.
Los amplificadores de Potencia (HPA) mas
utilizados son:
Klistrn
TWTA (Tubos de Ondas Progresivas)
SSPA (Amplificadores de Potencia de Estado
Slido)
ING. OSCAR SOMARRIBA
84
TWTA
50-3000
50-10000
KLISTRN
40/80
400-5000
100
1500-2000
SSPA (FET)
500
5-50
500
1-6
85
HPA 1
SWITCH
DE GUIA
DE ONDA
Desde el Convertidor
de Subida
ALIMENTADOR
DE LA ANTENA
Divisor de
Potencia
CARGA ACOPLADA
HPA 2
86
Agenda
Antenas de Estaciones Terrenas
Amplificadores de Potencia
Amplificadores de bajo ruido
Convertidores Ascendentes
Convertidores Descendentes
Moduladores y Demoduladores
Monitoreo y Control
Review
87
88
BANDA Ku
(11.7-12.2
GHz)
TIPO
FORMA DE
REFRIGERACION
TEMPERATURA DE
RUIDO TIPICA ( K)
PARAMTRICO
CRIOGNICA
15
PARAMTRICO
TERMOELCTRICA
35-40
PARAMTRICO
COMPENSACIN
DE TEMPERATURA
50-60
FET
TERMOELCTRICA
45-60
FET
COMPENSACIN
DE TEMPERATURA
75
PARAMTRICO
CRIOGNICA
20
PARAMTRICO
TERMOELCTRICA
80-100
PARAMTRICO
COMPENSACIN
DE TEMPERATURA
100-150
FET
TERMOELCTRICA
90-140
FET
COMPENSACIN
DE TEMPERATURA
200-250
89
1
2
Seal de
salida
Resuena a la
frecuencia w1
Carga
Resuena a la
frecuencia w2
Te (w1/w2) Tv
Tv la temperatura de operacin
del Varactor
wp = w1+ w2
ING. OSCAR SOMARRIBA
90
min
FET de
GaAs
Red de
Acople de
entrada
Red de
Acople de
salida
Carga
91
Agenda
Antenas de Estaciones Terrenas
Amplificadores de Potencia
Amplificadores de bajo Ruido
Convertidores Ascendentes
Convertidores Descendentes
Moduladores y Demoduladores
Monitoreo y Control
Review
92
Convertidores Ascendentes
Un Convertidor de ascendente acepta la
portadora modulada en IF desde el modulador,
y traslada la frecuencia IF fo a la frecuencia de
subida RF fu en el espectro ascendente del
satlite, mezclando fo con la frecuencia del
oscilador local (LO), fl .
Conversin simple se ilustra:
fo
BPF
fu
Mixer
fl
ING. OSCAR SOMARRIBA
93
Convertidores Ascendentes
(Continuacin)
Este proceso (Conversin) se puede hacer un
uno (conversin simple) o dos pasos
(conversin doble o dual)
La Conversin dual se ilustra:
Mixer 1
fo
Mixer 2
BPF 1
fl1
fu
BPF 2
fl2
94
Convertidores Ascendentes
El filtro pasabanda selecciona una de las
bandas laterales.
El proceso de conversin genera frecuencias
espurias de los productos cruzados y genera
frecuencias armnicas, por lo que todas ellas
deben ser mitigadas en esta etapa.
En esta etapa se amplifica la seal IF hasta el
nivel requerido por la etapa RF.
Se provee ecualizacin para el Retardo de
Grupo.
ING. OSCAR SOMARRIBA
95
Agenda
Antenas de Estaciones Terrenas
Amplificadores de Potencia
Amplificadores de bajo Ruido
Convertidores Ascendentes
Convertidores Descendentes
Moduladores y Demoduladores
Monitoreo y Control
Review
96
Convertidores Descendentes
Un Convertidor de Descendente (CD) recibe la
portadora modulada RF desde el LNA, y
traslada su radio frecuencia fd de las
frecuencias de bajada del espectro del satlite
a la frecuencia intermedia fo .
Esta operacin igual que la conversin de
subida puede realizarse por conversin simple
y conversin dual.
97
Agenda
Antenas de Estaciones Terrenas
Amplificadores de Potencia
Amplificadores de bajo Ruido
Convertidores Ascendentes
Convertidores Descendentes
Moduladores y Demoduladores
Monitoreo y Control
Review
98
Moduladores y Demoduladores
El modulador toma la seal Banda Base (BB)
(multiplexada o no) y la traslada a frecuencia
intermedia (IF).
Los principales objetivos del Bloque Modulador son:
Maximizar la eficiencia de potencia o de ancho de banda
utilizado.
Incorporar los algoritmos de control de errores.
Realizar filtraje para ajustar la seal modulada al ancho de
banda requerido y frecuencias indeseadas sean eliminadas.
Trasladar en frecuencia la seal BB (modular).
99
Moduladores y Demoduladores
El bloque de Demodulacin realiza la
operacin reversa al Modulador.
Traslada la seal IF a seal en Banda Base.
Realiza la operacin decodificacin para
realizar el control de errores.
100
101
102
Structure of a content delivery network with reliable file transfer. (Courtesy of Scopus.)
105
106
Agenda
Antenas de Estaciones Terrenas
Amplificadores de Potencia
Amplificadores de bajo Ruido
Convertidores Ascendentes
Convertidores Descendentes
Moduladores y Demoduladores
Monitoreo y Control
Review
107
Monitoreo y Control
Excepto por la antena, en la E/T se necesita
usar redundancia (equipo standby) para: el
HPA, el LNA, y los Convertidores de subida y
de bajada.
El proceso de deteccin de modos de fallas
crticas y la resolucin de estos modos por
conmutacin automtica del equipo fallado al
redundante se conoce como monitoreo y
control (M&C).
108
109
Antena
M& C Remoto
Lgica
Computadora
Principal
de la E/T
Sistema RF de M&C
Unidad de
Control de la
Antena
DAU
RS-232, RS-422
IEEE-488
M&C
NCC
M&C Remoto
Mdem
Autoanswer
PSTN
Terminal
de
Monitoreo
110
Review
Por favor complete el ejercicio.
1. Liste las cuatro mayores equipos del terminal RF de una Estacin Terrena (E/T) de comunicaciones va satlite:
A. ____________________________________
B. ____________________________________
C. ____________________________________
D. ____________________________________
2. Cul es la PIRE de una E/T con una potencia alimentada a la antena transmisora PT de 10 W y una Ganancia de antena
transmisora, en la direccin del satlite GT de 40 dB?
3. Cul es la prdida de ganancia debido desapuntalamiento de la antena de 20 m a 14.5 GHz con un =0.02 ?
4. Qu tipo de HPA son los ms utilizadas en general por una red VSAT?
A. Klistrn
B. TWTA
C. SSPA
D. b y c
5. Considere el lado del transmisor de una E/T con los siguientes parametros P.I.R.E.=87.5 dBW, GT de 66.2 dB. El
subsistema de HPA emplea una configuracin de redundancia 1+1semejante al mostrado en la lmina 64 donde la prdida
del switch de gua de onda es de 0.2 dB; la prdida interna de los HPA es de 0.8 dB; y el HPA se requiere operar a 3 dB
de su potencia de salida mxima. Encuentre la potencia de salida mxima de cada HPA, asumiendo un margen de P.I.R.E.
de 0.5 dBW y prdidas del alimentador de 1 dB.
111
Agenda
COMPONENTES DE UN SISTEMA DE
COMUNICACIN POR SATLITE.
ESTACIONES TERRENAS.
ANLISIS DE ENLACES
TECNICAS DE ACCESO:
FDMA & TDMA
SISTEMAS SATELITALES DIGITALES
REDES VSAT
ING. OSCAR SOMARRIBA
112
Agenda
Introduccin
Anlisis de los enlaces por satlite
Anlisis de subida
Anlisis de bajada
Anlisis de intermodulacin
Anlisis de Interferencia
Review
113
Introduccin
El trmino enlace abarca todo el trayecto de
comunicaciones, desde la fuente de la informacin,
pasando por todos los pasos del proceso de
transmisin, por el Tx y el canal, hasta el Rx
inclusive, con todos sus pasos de procesamiento de la
seal, y terminando en el destino de las informacin.
Un enlace de satlite se compone de 3 segmentos
principales:
La E/T transmisora y el enlace ascendente
El satlite
El enlace descendente y la E/T receptora
114
Introduccin (Cont.)
El anlisis de los enlaces por satlite consiste
en clculos y tabulaciones de la potencia til y
la potencia de ruido interferente halladas en el
receptor.
Para realizar el cmputo de enlace se puede
hacer uso de un Modelo de un sistema de
comunicacin por satlite (Anlisis de enlace
RF)
Niveles de potencia / RF
115
Agenda
Introduccin
Anlisis de los enlaces por satlite
Anlisis de subida
Anlisis de bajada
Anlisis de intermodulacin
Anlisis de Interferencia
Review
116
s s (t)
+
Receptor
Convertidor
descendente
TWTA
Gs/Ts
PIRES
PIRE = P T G T
s (t)
G/ T
HPA
n b (t)
+
PT
LNA
GT
st n (t )
117
Antena Receptora
Densidad de flujo
(W / m2 )
Densidad de Flujo F
Seal
=(PT / 4 R )GT
Potencia radiada (W)
Densidad de flujo
(W / m2 )
Pt (W)
Antena transmisora
Antena receptora
Enlace de Bajada
Enlace de Subida
ING. OSCAR SOMARRIBA
118
Ae ( / 4 ) / GRX
2
119
Ejemplo 2
FSL (A0) en dB = 37.80+20log(Dnm)+
+20*log F en MHz
Donde D = distancia o rango en millas
nuticas (nm). 1 Milla nutica es 1852 km.
Problema: El ngulo de elevacin de un GEO
es 21 y la frecuencia de Tx es 3.941 GHz
Cul es la prdida de espacio libre (FSL, por
sus siglas en ingles) en dB si Dnm=21,201
nm?
ING. OSCAR SOMARRIBA
120
Resolucin Problema 2
Aplicando: FSL (A0) en dB =
37.80+20*log(Dnm)+ +20*log F en MHz
Obtenemos:
LFSL (dB)= 37.80 + 20*log(21,201) nm +
20*log 3941 MHz
LFSL = 196.24 dB
121
Problema 3
Cul es la PIRE de la E/T requerida para
saturar un HPA basado en TWT de un
transponder de un satlite si este requiere de
una densidad de flujo de potencia de -88
dBW /m2 para la saturacin del TWT? Asuma
que la distancia al satlite es 37,007 km, y que
1 dB es asignado para prdidas (atenuacin)
por gases atmosfricos.
As= El rea de La superficie de una esfera
As= 4*pi*Rs2 donde Rs es la distancia al
satlite desde el emisor o transmisor.
ING. OSCAR SOMARRIBA
122
Resolucin Problema 3
As= 4*pi* (37,007)* 37,007 * 106
As= 1,72098 * 1016
La formula es S(dBW/m*m)= PIRE (dBW)10log (As)- LA (prdidas por absorcin de los
gases atmosfricos)
y la PIRE = 162.36-88-1 = +73.36 dBW
123
Ganancias de potencia
D
Gmax
Gmax
D
contornos
Gmax
124
Ejemplos de contornos
125
Mas Contornos
126
Prdidas de potencia
Prdidas naturales por la distancia y propagacin
en el espacio libre
4 Dist.
L
Grfica de LA (f)
Contornos y nomograma
Conexiones
1 dB
Desalineacin de antenas
LD 12
3dB
127
128
PT
PR
Area efectiva
de la antena receptora
Aef (m2 )=(eficiencia de recepcin) * Area real
GR
Gt
Distancia R
A
ef
4 R 2
PIRE
Aef
4 R 2
4 D
2
rea
Pero 1 G R A ef
G
PR PT GT R
L
A ef
4 R
L
GR
129
R o = altitud del satlite sobre el nivel del mar, en el plano ecuatorial = 35,786 km
R
Ro
Partiendo de L
Ro
2
R
1 0.42 1 cos l cos( s e )
o
R
1 1.356 de 0 a1.3 dB
Ro
4 Ro
y
es del orden de 200 dB a 6 GHz
2
130
EJERCICIO
G = 42 dB en la
DATOS DE SATLITE:
direccin de la E/T
SATELITE: Solidaridad 1
Antena Receptora
LONGITUD: 109.2
BANDA DE OPERACIN: Ku
Frecuencia: 14 GHz
Seal
E/T
D = 4m, = 0.6
100 W
POSICIN DE LA ESTACIN :
LATITUD 12 , LONGITUD 86
ENCONTRAR:
LATITUD O
Satlite
ING. OSCAR SOMARRIBA
131
Prdidas adicionales
PT
PR
Tx
Rx
LTX
LRX
T
dB
3dB
L D Tx 12
Lp
L D Rx 12 R dB
3dB
ING. OSCAR SOMARRIBA
132
133
134
Distancia equivalente
135
Ejercicio
Polarizacin vertical
Nube
6 km
E = 60
+24 dB
+ 106 dB
+24 dB
nivel de picowatts
+50dB
Seal de
entrada
1 mW
+60dB
nivel de megawatts
efectivos
+42dB
LNA
demodulador
+50 dB +40 dB
HPA
Seal de
salida 1 mW
137
P
N
no C , K
kB
k
T
Ku , dB
F 1
T amb.
eq .
eq .
prdida 1 T
Ver caso 1.
Ver caso 2.
eq .total
amb.
Tx o Rx
FIGURA DE MRITO =
antenareceptora
eq .total
138
139
Figuras de Mritos
SOLIDARIDAD
+2.5 (36 MHz)
BANDA C
BANDA Ku
BANDA L
INTELSAT VII
-11.6
- 8.5
- 5.5
Cobertura Global
Cobertura Hemisfrica
Cobertura Zonal
+4.8
+2.5
East spot
West spot
140
Ruido
Ruido es toda seal elctrica indeseable, que contribuye con energa en el receptor
y distorsiona la seal deseada (informacin).
Ruido interno: Es el ruido generado en la electrnica del receptor
Ruido externo:
Debido a radiaciones de cuerpos en el campo de vista de la antena receptora :
A) Antena
B) antena
141
W/Hz
Pno
f (Hz)
N (W )
N o (W / Hz)
B( Hz)
142
Temperatura de ruido
N
temperatura fsica
T
Su temperatura fsica
no es necesariamente T
Temperatura de ruido
de la fuente
-23
No
N
kB
k
143
sistema
real
N = (kTeB)G
- cero ruido
de entrada
- T = 0
sistema
equivalente
ficticio
N = (kTeB)G
- ruido de
entrada
T e = Temperatura efectiva a la entrada
- T fsica = T e
= 290 k
Figura de ruido
T
F 1 e
To
F (dB) = 10 log F
144
Te
Temperatura fsica = T l
prdida = L
Atenuador
(lnea de transmisin,
gua de onda,
alimentador, etc.)
T e = (L-1)Tl
Temperatura
efectiva a la entrada
El ruido a la
salida est atenuado por L
( L 1)T l
L
1
Ts Tl 1
L
145
Problema 4
Si la Figura de Ruido de un atenuador es 1.1
dB, Cul es la Temperatura equivalente de
ruido?
146
Resolucin 4
147
receptor
T R, G
TL,L
T A = 290 K
Tierra
(cuerpo negro a 290 K)
TA
1
TL 1 T R
L
L
temperaturas referidas a la
entrada del receptor
Si el haz de la antena es muy ancho,
se deben aadir aproximadamente 5 K a
T a , como contribucin de la radiacin
galctica alrededor de la Tierra
ING. OSCAR SOMARRIBA
148
TA = Tcielo + T Tierra
TA
T cielo
1
TTierra
Tlluvia 1
L lluvia
L
lluvia
TA
ruido ( Ttierra )
149
Una vez calculada T A , la frmula del caso 1 se aplica para referir la temperatura
total a la entrada del receptor de la estacin terrena.
150
Calculo de la C/N0
En el libro de Freeman se presentan dos
mtodos ver pginas 321-322.
En el primero C/No es una medida a la entrada
del 1er etapa activa de sistema receptor. En
estos sistema este es el LNA (Low-Noise
Amplifier) u otro dispositivo llevando a cabo
una funcin similar. Ver figura 6.6 del libro.
No=kT y C/No= C/kT
Tambin usamos en dB,
No= -228.6 dBW/Hz + 10*log Tsys
Usualmente Tsys= Tantena + T rx
ING. OSCAR SOMARRIBA
151
152
Problema 5
Dado que la Te de un sistema es 84.1 K, Cul
es la densidad espectral de ruido No?
153
Solucin 5
N0= -228.6 dBW/Hz + 10*log(84.1)
N0 = -228.6 +19.25
N0 = -209.35 Dbw/Hz
154
Problema 6
La IRL (Isotropric Receive Level) desde un
satlite es 55 dBW; el sistema de recepcin
de la E/T (Estacin Terrestre) tiene una
ganancia de antena de 47 dB, y una prdida de
alimentador de 0.1 dB, una prdida de gua de
onda de 1.5 dB, una prdida de insercin por
acoplador direccional de 0.2 dB, y una prdida
por filtro pasa banda de 0.3 dB; la temperatura
de ruido del sistema (Tsys) es 117 K. Cul es
la C/N0?
ING. OSCAR SOMARRIBA
155
156
Problema 7
Asuma un E/T con una antena con un ngulo de
elevacin de 10, clear sky, con una concentracin
de vapor de agua del 3 g/m3, y las siguientes prdidas
hmicas: gua de onda prdidas de 2 dB, prdidas en
el alimentador 0.1 dB, prdidas de insercin del
acoplador direccional (para hacer mediciones) de 0.2
dB, prdidas de insercin de un filtro pasa banda de
0.4 dB. Estas prdidas son referidas al plano de
entrada, lo cual es tomado como la entrada del LNA
(Ver figura en la slide siguiente) Cul es la
temperatura de ruido de la antena Tantena? La frec.
de operacin es 12 GHz.
ING. OSCAR SOMARRIBA
157
Acoplador
direccional
prdida = 0.2 dB
Prdidas del
alimentador = 0.1 dB
Tr
Prdidas W/G
Tant 2.0 dB
Filtro PB
LNA
Prdidas Filtro
0.4 dB
Plano de referencia
158
159
160
161
N kTequ.total B
con N Pn
PIRE s GR
C
N (kTequ.total B) L
ING. OSCAR SOMARRIBA
162
Relacin C/N
LNA
Demodulador
C/N
163
(C/No)i
(C/No)b
164
165
166
167
168
169
170
C 1
C 1 C 1 C 1
( ) ( ) s ( )b ( )i
No
No
No
No
Con
C
PIRE L G / T 10 log K dBHz
No
ING. OSCAR SOMARRIBA
171
C 1
C 1 C 1 C 1
( ) ( ) ( ) ( )
TT
Ts
Tb
Ti
Con
(C / T ) PIRE L G / T dB/ K
172
C 1
C 1
C 1
( ) ( )u ( ) d
No
No
No
OR
173
174
Agenda
Introduccin
Anlisis de los enlaces por satlite
Anlisis de subida
Anlisis de bajada
Anlisis de intermodulacin
Anlisis de Interferencia
Review
175
Portadora + ruido
L alim
G Rx
P TX
PT
Prdidas de propagacin
y absorcin atmosfrica L
G TX
Potencia recibida
alimentador
P G
P TX TX
L
G RX
* L
Alim satlite
No= kT
FIGURA DE MRITO :
1 1 G RX 1
No s PTX GTX
L L alim T k
176
Portadora + ruido
L alim
Gs
PT
P HPA
GT
alimentador
dB
177
Agenda
Introduccin
Anlisis de los enlaces por satlite
Anlisis de subida
Anlisis de bajada
Anlisis de intermodulacin
Anlisis de Interferencia
Review
178
Portadora
P HPA
L alim
P TX
G TX
Prdidas de propagacin
y absorcin atmosfrica L
G Rx
Portadora
+ ruido
L alim
Potencia recibida
(C/No)b
P G G
P TX TX * RX
L
L Alim estacinterrena
LNA
T, (C/No)b
1 1 G RX 1
PTX GTX
L L alim T k
179
P TX
Prdidas de propagacin
y absorcin atmosfrica
L
G TX
HPA
X = relacin de ganancia
de compensacin entre
IBO y OBO
Gb
Portadora
+ ruido
L alim
LNA
Tb , (C/Tb)
180
Agenda
Introduccin
Anlisis de los enlaces por satlite
Anlisis de subida
Anlisis de bajada
Anlisis de intermodulacin
Anlisis de Interferencia
Review
181
182
183
Ejercicio
Alim.
L = 1dB
LNA
10 W
Alim.
L = 1dB
25 dB
T=1000K
HPA
30 dB
L = (197 +1)dB
L = (198 + 2) dB
T=130K
16 dBW
G= 50 dB
L=0.5dB
G= 52 dB
L=0.5dB
HPA
LNA
Calcule (C/No) s y (C/No)b
Suponga que (C/No)i = 87 dBHz y calcule la relacin total portadora
sobre densidad de ruido a la antena del LNA de la estacin terrena receptora
Suponga que la seal recibida ocupa 10 MHz de ancho de banda.
Calcule su potencia total a la entrada del LNA.
ING. OSCAR SOMARRIBA
184
Agenda
Introduccin
Anlisis de los enlaces por satlite
Anlisis de subida
Anlisis de bajada
Anlisis de intermodulacin
Anlisis de Interferencia
Review
185
Anlisis de Interferencia
Este tipo de contaminacin para una portadora
puede incluir, entre otras:
Interferencia para o desde un Sistema de satlite
adyacente.
Interferencia Terrestre.
Interferencia por Polarizacin Cruzada.
Interferencia por canal Adyacente.
186
RESUMEN
Un cmputo simple de enlace se compone de
tres ecuaciones bsicas:
187
Review
Por favor complete el ejercicio.
1. Enumere las principales cinco figuras de mrito importantes de considerar en los clculos de enlaces va satlite:
A. ____________________________________
B. ____________________________________
C. ____________________________________
D. ____________________________________
E. ____________________________________
2. A continuacin se plantean los parmetros de las portadoras de las estaciones terrenas y los parmetros del satlite
(INTELSAT VII) que se utilizarn en el ejercicio. Ver lmina 136. La estacin maestra esta Managua (D =11 m, de Tx =
0.71, de Rx = 0.66 ) y para las estaciones remotas en otras lugares del pas (D = 3.7 m, de Tx = 0.58, de Rx = 0.72 ).
Ganancias de Tx: 55.6 dB (E/T maestra) y 45.3 dB (E/T remotas). Ganancias de Rx: 51.8 dB (E/T maestra) y 42 dB (E/T
remotas). Las coordenadas geogrficas de Managua: Latitud 12.06 , Longitud: 86.19 .
Las coordenadas geogrficas de Puerto Cabezas: Latitud 14.01 , Longitud: 83.23 .
TA= 30 K (E/T master) y TA= 28 K (E/T remota). TE= 45 K (E/T master) y TE= 45 K (E/T remota). Prdidas del
Alimentador: 3 dB.
Realice los siguientes clculos:
A) Calcule para el enlace Managua-Puerto Cabezas (cielo despejado): Prdidas de Espacio libre, PIRE de funcionamiento,
PIRE de la estacin transmisora,PIRE del satlite, G/T, C/T total
B) Calcule para el enlace Managua-Puerto Cabezas (cielo degradado): Prdidas de Espacio libre, PIRE de funcionamiento,
PIRE de la estacin transmisora,PIRE del satlite, G/T, C/T total
188
32.9 dBW
36 MHz
-87 dBW/m
-5.5 dB/K
10.3 dBW-273 kbps
6.5 dBW
7.3 dBW-136.5 kbps
3.5 dBW
19.0 dB
1.8 dB
-37 dBW/4kHz
3/4
10.7 dB
163.8 KHz
-163.5 dB/K
65.0 dBHz
12.85 dB
6.22 GHz / 3.995 GHz
0.4 dB
189
Agenda
COMPONENTES DE UN SISTEMA DE
COMUNICACIN POR SATELITE
ESTACIONES TERRENAS
ANLISIS DE ENLACE VIA SATELITE
TECNICAS DE ACCESO:
FDMA
TDMA
SISTEMAS SATELITALES DIGITALES
REDES VSAT
ING. OSCAR SOMARRIBA
190
TECNICA DE ACCESO
(Introduccin)
Acceso se refiere a la manera en el cual un
sistema de comunicacin utiliza un transponder
de satlite. Existen tres tcnicas de acceso:
Frequency division multiple access (FDMA)
Time division multiple access (TDMA)
Code division multiple access (CDMA)
191
TECNICAS DE ACCESO
FDMA
192
Agenda
193
Frequency-Division Multiplexing
Alternative uses of channels in point-to-point
configuration
Frequency-Division Multiple
Access
Factors which limit the number of subchannels
provided within a satellite channel via FDMA
Thermal noise
Intermodulation noise
Crosstalk
Forms of FDMA
Fixed-assignment multiple access (FAMA)
The assignment of capacity is distributed in a fixed
manner among multiple stations
Demand may fluctuate
Results in the significant underuse of capacity
FAMA-FDMA
FAMA logical links between stations are
preassigned
FAMA multiple stations access the satellite
by using different frequency bands
Uses considerable bandwidth
DAMA-FDMA
Single channel per carrier (SCPC)
bandwidth divided into individual VF
channels
Attractive for remote areas with few user stations
near each site
Suffers from inefficiency of fixed assignment
FAMA-TDMA Operation
Transmission in the form of repetitive
sequence of frames
Each frame is divided into a number of time slots
Each slot is dedicated to a particular transmitter
FAMA-TDMA Uplink
FAMA-TDMA Downlink
Ancho de Banda
de la portadora
Banda de Guarda
f1
f2
fn
Hacia tierra
f1
f2
fm
203
Modulacin en Frecuencia
FM
x (t)
s (t)
y (t)
Filtro de frec.
intermedia
Limitador
Discriminador
Ruido
e Interferencia
204
Retraso de paquetes
TFDMA Tp
1
RFDMA
2
TFDMA Tp
RFDMA
L
2 FDMA
L
Tp es el retraso de propagacin del sat, aproximadamente .25 s.R FDMA es el bit rate de la portadora
(b/s). L la longitud de un paquete (bits), y es la relacin promedio de generacin de paquetes (s -1)
205
B
No/2
-fc
fc
Snc(f) = Sns(f)
No
f
- B/2
B/2
206
Representacin fasorial de
una seal de narrow band ms
la seal de ruido
x(t)
(t)- (t)
r(t)
(t) - (t)
A
207
S C B f r
N N b f m
C S b f m
N N B f r
S
90
N
log 1
10
pWp
208
FDM-FM-FDMA
En los satlite analgicos, la modulacin FM ha sido
utilizada para modular la portadora en sistema que
usan FDMA.
Existen dos tcnicas FDMA en operacin hoy en da:
Transmisin Multichannel-per-channel, aqu su
multiplexan varias seales SSB de telfonos en BB
y se transmiten en una portadora modulada en FM
y emitida en RF al satlite (FDM-FM-FDMA)
SCPC (Single Channel Per Carrier) transmite cada
canal telefnico con una portadora RF en el
transpondedor FDMA
209
Flujo de seales en
un sistema SCPC
R
R= Regreso
R
R
R
R
frecuencia
Satlite
CENTRAL
TELEFONICA
fA fB fC fD fE ff
B
A
C
D
Banda Base
F
CENTRAL
TELEFONICA
BB de 60
canales
B C D E F
BB recibida
en el pas F
PAIS F
F
f
ING. OSCAR SOMARRIBA
210
Flujo de seales en un
sistema SCPC
B
CT
SATELITE
C
CT
f1
f2
D
CT
fM
E
CT
fX
Demod.
Mod.
fY
Mod.
Mod.
fZ
Demod.
CENTRAL
TELEFONICA
CENTRAL
TELEFONICA
f2
211
Potencia de ruido a la
salida, para un sistema SCPC
Si f es la desviacin del tono de prueba:
S 3 A2 f 2
N 4 N o f m3
Entonces :
3 C B f
2 N f m f m
Donde:
S f 2
N
2
2
A
2 No B
B 2f f m
212
Seal de
entrada
M
u
l
Seal de
entrada
Seal de
entrada
Seal de
entrada
i
p
l
e
x
e
r
FEC
encoder
Mod.
213
Productos de Intermodulacin
Modelo de amplificador
no lineal
Portadoras a la entrada
Portadoras a la salida
Frecuencia
f1
f2
6f1-5f2
5f1-4f2
4f1-3f2
3f1-2f2
2f1-f2
6f2-5f1
5f2-4f1
4f2-3f1
3f2-2f1
2f2-f1
f1 f2
Generacin de productos de
Intermodulacin en un dispositivo
no lineal ( TWT del transponder del sat)
ING. OSCAR SOMARRIBA
214
3
4
1
1
0
1
1
1
215
3
4
0
1
1
2
0
2
10
11
10
12
14
15
15
14
12
216
Agenda
COMPONENTES DE UN SISTEMA DE
COMUNICACIN POR SATELITE
ESTACIONES TERRENAS
ANLISIS DE ENLACE VIA SATELITE
TECNICAS DE ACCESO:
FDMA
TDMA
REDES VSAT
217
TECNICAS DE ACCESO:
TDMA
218
Agenda TDMA
INTRODUCCION A TDMA
219
Uplink
Downlink
220
Rfaga
digital
1 ciclo de tiempo
Tiempo
de guarda
3
2
5
ING. OSCAR SOMARRIBA
221
Agenda TDMA
INTRODUCCION A TDMA
ESTRUCTURA DE LA TRAMA TDMA
222
Trama TDMA
Tf
RB1
RB2
Traffic burst
Traffic burst
RB1
Rfagas de trfico
223
Agenda TDMA
INTRODUCCION A TDMA
224
Canal de sealizacin
Traffic
data
Rfaga de
Trfico
Rfaga de
Referencia
Information
subburst N
Management channel
Order wire channel
Information
subburst 2
Unique word
Information
subburst 1
Service Channel
Order wire channel
Unique word
Carrier and clock recovery
ING. OSCAR SOMARRIBA
225
Sumador
Modulo - 2
...
Preset
threshold
Detector
de Umbral
Pulso de
deteccin
de la UW
...
UW = Palabra nica
226
Agenda TDMA
INTRODUCCION A TDMA
227
EFICIENCIA DE LA TRAMA
TDMA
La eficiencia de la Trama TDMA depende del
porcentaje de la trama Tf asignada al trfico de
datos. Tf es la longitud de la trama TDMA.
La eficiencia de la Trama esta definida:
TDMA=1-(Tx/Tf)
donde Tx es la porcin de overhead de la
trama, si existirn n rfagas
n
Tx nTg Tp ,i
i 0
228
Ejercicio
Considerar un sistema TDMA con una trama y rfagas como se
muestra en las pgs. 167 y 169, respectivamente. Calcular la
eficiencia de la trama basada en los siguientes parmetros:
1) Longitud de la trama TDMA: 15 ms.
2) Tasa de los bits de las rfagas TDMA: 90 Mbps.
3) Cada una de las 10 estaciones transmite 2 TB de un total de 20 TB en
la trama + 2 RB.
4) La long. De la secuencia de portadora y reloj son 352 bits. La
Longitud de UW = 48 bits.
5) El Canal de order wire consume 510 bits
6) El Canal de manejo consume 256 bits
7) El canal de transmisin de temporizacin usa 320 bits.
8) El canal de servicio tiene 24 bits.
9) El tiempo de guarda se asume es de 64 bits.
R = 98.29 %
229
Agenda TDMA
INTRODUCCION A TDMA
230
Estructura de la Super-Trama
TDMA
Super- trama
NTf
Trama 1
Trama 2
Trama N
231
Super -trama
Trama 1
RB1
RB2
RT
Trama 2
RT
RB1
SSB1
RB1
RB2
RT
RT
SSB
N
RT = Rfaga de Trfico
SSB= Supertrama de Rfaga Corta
232
RB1
233
Agenda TDMA
INTRODUCCION A TDMA
234
Adquisicin y Sincronizacin de
Trama
En un sistema TDMA, una E/T de trfico debe
realizar las siguientes tareas:
En el lado RX, la E/T debe ser capaz de recibir TB
direccionadas para ella, desde el satlite.
En el lado Tx, la E/T debe ser capaz de transmitir
TB destinadas a otras estaciones de forma
peridica en cada trama de tal manera que las
rfagas lleguen al transpondedor sin colisionar con
las rfagas de las otras Estaciones terrenas de
trfico.
235
Transmisin de la sincronizacin
de rfaga
Transmit
burst
time
plan
Transmit
burst
timing
Burst
synchronizer
Receive
burst
timing
Estacin de referencia
Estacin de trafico
Receive
burst
time
plan
ING. OSCAR SOMARRIBA
= error
236
(M + k)Tf
BN
2dN
c
Tf
RB
t1
DN+kTf
RB
RB
TB
Tiempo del
Satlite
RB
RB
RB
Tf
Tiempo de la
estacin de referencia
(M+k)Tf
RB
DN
+kTf
TB
RB
BN
Tiempo de la
estacin N
DN = MTf-(2dN/c)
ING. OSCAR SOMARRIBA
237
Agenda TDMA
INTRODUCCION A TDMA
238
Donde:
KTf = el nmero entero de tramas
239
Agenda TDMA
INTRODUCCION A TDMA
240
Transmit
burst time
plan
Transit
timing
Determinacin de
la posicin del sat.
Recieve
timing
DN
Transmit
timing
Estacin de
trfico N
Transmit frame
delay encoder
Clock
Estacin de
referencia R
Estacin de
rango K
Estacin de
rango M
DN
Transmit frame
delay decoder
Recieve
burst
time
plan
241
Transmit
burst time
plan
Burst
synchronizer
Recieve burst
timing
Transit
timing
Recieve
burst
timing
DN
Reference
burst
Transmit
timing
Transmit frame
delay encoder
DN
Estacin de
referencia R
Transmit frame
delay decoder
Estacin de
trfico N
Recieve
burst
time
plan
Clock
242
Agenda TDMA
INTRODUCCION A TDMA
243
Tiempo de
satlite
d R t
t
c
d R t T f
t Tf
c
t Tf
Tiempo de
la estacin
de referencia
244
Switch
terrestre
fi
Switch
terrestre
i
A
Interface
fi
TDMA
TDMA
Interface
245
Sistema
TDMA
data
Interfaces
Terrestres
Reloj TDMA
data
Red digital
terrestre
Reloj terrestre
246
Interfaces plesiosncronas
Red digital
terrestre
Alineado de
trama y
buffers doppler
Sistema
TDMA
Sistema
TDMA
Alineado de
trama y
buffers doppler
Red digital
terrestre
247
Interfaces asncronos
data
data
Stuffers
y buffers
Doppler
Red digital
terrestre
Sistema
TDMA
Destuffer
y buffers
Doppler
reloj
Stuffers
y buffers
Doppler
Sistema
TDMA
reloj
Destuffer
y buffers
Doppler
reloj
Red digital
terrestre
reloj
248
Stuffing , Destuffing
STUFFING
Rk
Buffer
elstico
escribir
leer
Recuperacin
del reloj
Circuito de
decisin de stuff
Mul
ti
p
Ro
l
e
x
e
r
Control de
bits de stuff
DESTUFFING
Reloj de el
sistema TDMA
Ro
Buffer
elstico
Rk
leer
escribir
Stuff
control bit
detector
Phasedlocked
loop
Reloj del
sistema TDMA
ING. OSCAR SOMARRIBA
249
data
Interfaces
terrestres
Interfaces
terrestres
buffers
Doppler
data
buffers
Doppler
Sistema
TDMA
Red digital
terrestre
Sistema
TDMA
Red digital
terrestre
Reloj
Reloj
Reloj
Reloj
TDMA
TDMA
TDMA
TDMA
250
Configuraciones de ocupacin de
un transpondedor de 72
MHz con TDMA
TDMA
120 Mb / s
Portadora
nica
TDMA
1.5 Mb/s
SCPC
con telefona
analgica
Video
analgico
Bandas de
guarda
75 MHz
75 MHz
Ocupacin completa
Ocupacin parcial
251
MCPC/FDMA
SCPC/FDMA
TDMA
252
TDMA
Caractersticas:
Ventajas:
253
VSATs a Maestra
D
D
C
B
A
C
A
B
C
D
D
C
B
A
B
A
D
B
254
Maestra a VSATs
A
B
C
D
D
B
255
SCPC (voz)
2.5 MHz
256
Consideraciones de
ingeniera de sistemas
de acceso mltiple
257
Factores
A) Capacidad
B) Potencia y ancho de banda
C) Interconectividad
D) Crecimiento
E) Servicios
F) Interface terrestre
G) Seguridad de comunicacin
H) Costo- beneficio
258
SCPC
Nmero reducido
de
estaciones terrenas
Trfico de voz y
datos (baja, media
y alta capacidad)
Configuracin
estrella principalmente
SCPC
(DAMA)
TDM / TDMA
Nmero amplio
de estaciones
terrenas
Nmero amplio
de estaciones
terrenas
Nmero moderado
de estaciones
terrenas
Trfico de voz
principalmente
(baja capacidad)
Trfico de datos
(baja y mediana
capacidad)
Trfico de voz y
datos (mediana
y alta capacidad)
Configuracin
estrella o malla
Configuracin
estrella principalmente
TDMA
Configuracin
estrella o malla
259
Review
Por favor complete el ejercicio.
1. Liste tres de los principales componentes que conforman una trama TDMA:
A. _____________________________________
B. _____________________________________
C. _____________________________________
2. Considere una Trama TDMA con los siguientes parmetros:
Longitud de Trama TDMA: 16 ms
Velocidad de los datos de la rfaga TDMA: 60 Mbps
32 rfagas de trfico y 2 rfagas de referencia
Seceuncia de CCR (Carrier and Clock Recovery sequence) de secuencia: 256 bits
Secuencia de UW (Unique Word): 20 bits
Canal de order wire:512 bits
Canal de manejo: 256 bits
Canal de temporizacin de transmisin: 320 bits
Canal de servicio: 256 bits
Tiempo de Guarda: 32 bits
(a) Encontrar la eficiencia de la trama
(b) Cuntas portadoras T1 pueden ser acomodadas en la trama TDMA?
(c) Cuntos canales de voz de32 kbps pueden ser acomodados en la trama TDMA ?
260
Agenda
COMPONENTES DE UN SISTEMA DE
COMUNICACIN POR SATELITE
ESTACIONES TERRENAS
ANLISIS DE ENLACE VIA SATELITE
TECNICAS DE ACCESO:
FDMA
TDMA
SISTEMAS SATELITALES DIGITALES
REDES VSAT
ING. OSCAR SOMARRIBA
261
Sistemas de Comunicaciones
Digitales Satelitales
Introduccin
Operacin digital de Bent-pipe Satellite
Systems
Digital FDMA & IDR
Digital TDMA
Processing Satellites
Link Budget for Digital Satellites
262
Introduccin
Casi todos los sistemas satelitales en el mundo
son digitales.
Se describen los sistema FDMA y TDMA
digitales.
263
264
265
Sistemas IDR
266
IDR
El ancho de banda ocupado en el sistema IDR
es aprox. Igual a 0.6* tasa de datos.
Para proveer banda de guarda entre portadoras
adyacentes, el ancho de banda nominal del
satlite es 0.7* tasa de datos
267
Performance de IDR
(ver detalles en pgina 384, Freeman)
268
269
270
271
272
Switched-SatelliteTDMA
(SS/TDMA)
Ahora llevamos el procesamiento un paso
adelante empleando antenas avanzadas beam
switching, de haces conmutados. Esta tcnica
provee enrutamiento troncal, incrementando la
capacidad del satlite para reuso de frecuencia
adicional.
273
Switched-SatelliteTDMA
(SS/TDMA): El concepto
274
SS/TDMA
Las seales TDMA desde una zona geogrfica
estn cclicamente interconectadas a otros
beams o zonas as que un conjunto de
transponder aparece tener capacidad de saltos
de haces. Una ventana de sincronismo es
usualmente requerida para sincronizar las
seales TDMA de las terminales en tierra a la
secuencia de conmutacin en el satlite.
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
Agenda
COMPONENTES DE UN SISTEMA DE
COMUNICACIN POR SATLITE
ESTACIONES TERRENAS
ANLISIS DE ENLACE VIA SATELITE
TECNICAS DE ACCESO:
FDMA & TDMA
SISTEMAS SATELITALES DIGITALES
REDES VSAT
ING. OSCAR SOMARRIBA
285
INTRODUCCIN A REDES
VSAT
Definicin de VSAT
Configuraciones de Redes VSAT
Aplicaciones
Partes Involucradas en Redes VSAT
Estaciones Terrestre para Redes VSAT
Aplicaciones
286
Definicin de VSAT
Las VSAT (Terminales de muy pequea Abertura) son
estaciones terrenas mucho ms pequeas que las
convencionales, que ahora suministran comunicaciones fiables
para sistemas digitales y de vdeo.
Los dimetros de las antenas parablicas de las VSAT varan
entre 0.6 m (2 ft) a 2.4 m (7.8 ft) dependiendo de la capacidad
deseada de la estacin
287
CONFIGURACIONES DE
REDES VSAT
Las VSAT estan conectadas por enlaces de radio frecuencia
va un satlite. Las redes VSAT actuales usan satlites
geoestacionarios. Operan en las bandas C y Ku.
Un enlace de radio frecuencia es una portada modulada que
transporta informacin.
Las dos configuraciones bsicas son:
Una Red VSAT basada en una arquitectura en forma de estrella
Una red VSAT basada en una arquitectura en forma de malla.
288
Satlite
Uplink
Downlink
289
CONFIGURACIONES DE
REDES VSAT- RED ESTRELLA
VSAT
VSAT
HUB
VSAT
VSAT
VSAT
VSAT
290
CONFIGURACIONES DE
REDES VSAT- RED MALLA
VSAT
VSAT
VSAT
VSAT
VSAT
VSAT
291
APLICACIONES
APLICACIONES CIVILES:
Aplicaciones civiles unidireccionales:
Difusin de acciones en el mercado y de noticias
Educacin continua a distancia
Introduccin a nuevos productos en ubicaciones
remotas
Distribucin de vdeo o programas de TV
292
APLICACIONES (CONT.)
APLICACIONES CIVILES
BIDIRECCIONALES:
APLICACIONES MILITARES
293
PARTES INVOLUCRADAS EN
REDES VSAT
294
ESTACIONES TERRESTRES
PARA REDES VSAT
295
296
ESTACIONES TERRESTRE
PARA REDES VSAT
297
LA ESTACION HUB
La estacin Hub posee un tamao (dimetro)
mayor que las VSAT
El Hub posee adicionales Mdulos funcionales
(Interfase de Banda Base, Procesamiento de
acceso al satlite)
Una Hub esta equipada con un NMS (Network
Management Service)
Rango de precio entre U$ 105- 106
298
Terminal RF (Convertidores
Ascendente/Descendente, TX,
RX)
Procesamiento de
acceso al satlite
(modulador, demodulador, mux,
temporizacin)
Interfase de
BandaBase
Computer
HOST
NMS
Estaciones de Trabajo
Grficas
299
Conectividad VSAT-VSAT
{Tomado de Tanenbaum}
ING. OSCAR SOMARRIBA
300
301
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316
317
ALOHA PURO
SLOTTED ALOHA
ALOHA con REJECT SELECTIVE (SREJ)
R-ALOHA o ALOHA con Capacidad de
Reservacin.
318
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320
321
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347
349
Review
Por favor complete el ejercicio.
1. Liste las cuatro mayores bandas de frecuencias usada en las comunicaciones va satlite:
A. ____________________________________
B. ____________________________________
C. ____________________________________
D. ____________________________________
2. Qu frecuencias o banda de frecuencias es un usada para los enlaces cruzados en la comunicacin
entre satlites ?
3. Qu significado o A qu se refiere tiene very small apertura en las siglas VSATs ?
4. Qu tipo de sistema satelital es utilizado en general por un sistema VSAT?
A. Elptico
B. Geoestacionario
C. LEO
D. Intelsat
5. Por qu se necesita de una estacin HUB en las redes VSAT de topologa estrella? Y
D una razn de peso por que el tamao del Hub es mucho mayor que las VSAT que sirve ?
6. Que tipo de topologa VSAT tiene utiliza COCESNA en su comunicaciones satelitales?
350