Implementacion de Una Vsat

7/25/2019 Implementacion de Una Vsat

1/107

ESCUELA POLITECNICA NACIONAL TECNOLOGIA EN ELECTRONICA Y TELECOMUNICACIONES

- 1 -

ESCUELA POLITECNICA

NACIONAL

ESCUELA DE FORMACION TECNOLOGICA

IMPLEMENTACION DE INTERNET SATELITAL EN UNA

OFICINA.

PROYECTO PREVIO A LA OBTENCION DEL TITULO DE TECNOLOGO

ANDRANGO ENRIQUEZ CHRISTIAN VINICIO

DIRECTOR: Ing. ALCIVAR COSTALES.

QUITO, NOVIEMBRE DEL 2006


2/107


- 2 -

DECLARACION

Yo, Christian Vinicio Andrango Enrquez declaro que el trabajo aqu descrito es

de mi autora; que no ha sido previamente presentado por ningn grado o

calificacin profesional: y que he consultado las referencias que se incluyen en

este documento.

La Escuela Politcnica Nacional, puede hacer uso de los derechos

correspondientes a este trabajo, segn lo establecido por la ley de propiedad

intelectual, por su reglamento y por la normatividad institucional vigente.

................................

Christian Andrango


3/107


- 3 -

CERTIFICACION

Certifico que el presente trabajo de tesis, ha sido desarrollado en su totalidad

por el seor Christian Andrango bajo mi direccin.

...........................................

Ing. Alcvar costales

Tutor de tesis.


4/107


- 4 -

DEDICATORIA

Primero quiero agradecer a Dios que por su voluntad me ha permitido culminar

con xito esta etapa de mi vida y dedicar este trabajo a mis padres que con suafn, sacrificio, confianza y sus sabios consejos me han enseado que todo lo

que uno quiere en la vida lo puede lograr con esfuerzo y perseverancia y

debido a esto es que fue posible la culminacin de esta etapa estudiantil, que

me ha capacitado para un futuro mejor y que siempre pondr al servicio del

bien, la verdad y la justicia.

Tambin de manera especial lo dedico amigos que junto con ellos logramos

sobreponernos a todo obstculo que se nos present en la vida estudiantil.

Christian Vinicio Andrango Enrquez


5/107


- 5 -

RESUMEN

En el presente trabajo de tesis se detalla el desarrollo del diseo eimplementacin de Internet satelital en la Empresa Microinformtica ubicada en

la Av. Noruega 210 y Suiza Edificio Coopseguros PB.

Aqu se detalla todos los parmetros, categoras y normas que se deben tomar

en cuenta para el desarrollo de este tema, este trabajo se ha dividido en tres

captulos.

En el captulo uno se detalla todos los aspectos tericos, de lascomunicaciones va satlite, partes, aplicaciones y usos del satlite, tipos de

satlites, esquema de conectividad y topologas del sistema, caractersticas de

la comunicacin por satlite, ventajas y desventajas de este tipo de

comunicacin.

En el captulo 2 se detalla los aspectos tericos, definiciones de Antenas, tipos

de antenas, antena parablica, tipos de antenas parablicas, sistemas queutilizan las antenas parablicas, partes, orientacin y funcionamiento de una

antena parablica, mantenimiento preventivo de una antena parablica,

mtodos de acceso mltiple.

En el captulo 3 se trata acerca de la implementacin y pruebas del enlace,

proveedor del servicio, satlite Satmex 5, modem utilizado, dispositivos de

transmisin y recepcin de seal, montaje y orientacin de la antena,

configuracin del modem satelital, diagrama de implantacin del Internet

satelital, listado del material utilizado, conclusiones y recomendaciones.


6/107


- 6 -

PRESENTACIN

El presente trabajo de tesis de grado trata de la implementacin de Internet

satelital en la Empresa Microinformtica Cia. Ltda. Ubicada en la Av. Noruega210 y Suiza Edificio Coopseguros PB. Usando como enlace al satlite Satmex

5 una antena parablica de 1.2 metros ubicada en una de las azoteas del

edificio, dicha antena adems cuenta con un receptor y un trasmisor, ambos

montados en un feeder los mismos que se enlazan por medio de cable coaxial

al modem Idirect de donde se conecta por medio de cable utp a un computador

que funciona como servidor y de aqu se distribuye Internet a la red interna de

la oficina.


7/107


- 7 -

CAPITULO 1

COMUNICACION SATELITAL

1.1.- INTRODUCCION HISTORICA DE LA COMUNICACINSATELITAL

FIGURA 1.1

La historia de la carrera espacial, en cuanto al lanzamiento de satlitesartificiales se refiere, es relativamente corta pero muy intensa.

Se inicio con el programa sovitico de satlites, con el lanzamiento del Sputnik1 el 4 de octubre de 1957. Fue el primer satlite artificial que se lanzaba alespacio. Tenia una masa de 83.6 Kg. y estaba pensado para determinar la

densidad de la atmsfera y enviar los datos a la tierra. Aunque sus dostrasmisores de radio (a 20 y 40 MHZ) nicamente funcionaron durante losprimeros 21 das.

Ya desde los principios de los aos 1950 (despus de la segunda guerramundial), se iniciaron los primeros experimentos militares deradiocomunicaciones, utilizando la luna como reflector pasivo.

En 1958, se consegua retrasmitir la primera voz humana, un mensaje grabadopor el presidente norteamericano Dwight D. Eisenhower. Y mas tarde iniciaronlas comunicaciones con sistemas activos de retrasmisin.


8/107


- 8 -

Haba dos opciones o bien lanzar pocos satlites en orbitas geoestacionariascon costos de lanzamientos muy elevados o bien utilizar muchos satlites deorbita baja (por lo que el costo aumenta por el numero de satlites).

Con lo que se decidi poblar el espacio cercano con satlites de

comunicaciones. El primero que se lanzo con orbita baja terrestre fue el 10 dejulio de 1967 llamado Telstar 1. Financiado por AT&T quienes vieron en elespacio un nuevo medio de comunicaciones.

1.2.-SATLITE DE COMUNICACIONES

Los satlites artificiales de comunicaciones son un medio muy apto para emitirseales de radio en zonas amplias o poco desarrolladas, ya que puedenutilizarse como enormes antenas suspendidas del cielo. Dado que no hayproblema de visin directa se suelen utilizar frecuencias elevadas en el rangode los GHz que son ms inmunes a las interferencias; adems, la elevada

direccionalidad de las ondas a estas frecuencias nos permite llegar a zonasconcretas de la Tierra.

1.3.-PARTES DE UN SATLITE ARTIFICIAL

Subsistema de comunicacionesEste permite ampliar y diversificar los servicios de comunicacin satelital queactualmente existen, as como optimizar el uso del segmento espacial alpermitir nuevas tcnicas de explotacin; tambin permite manejar las regionesde cobertura para la comunicacin en diferentes bandas, como la banda C, Kuy L.

TransponderEs un dispositivo que forma parte del satlite, el cual cuenta con varias antenasque reciben y envan seales desde y hacia la Tierra. Los satlites tienenTranspondedores verticales y horizontales. El transponder tiene como funcinprincipal amplificar la seal que recibe de la estacin terrena, cambiar lafrecuencia y retransmitirla con una cobertura amplia a una o varias estacionesterrenas. Recoge la seal entrante de la antena receptora, sta es amplificadapor un LNA (amplificador de bajo ruido), que incrementa la seal sin admitirruido. De la salida del LNA la seal es introducida a un filtro Pasa Banda (FPB)para eliminar lo que no pertenece a la seal original y luego esta seal se pasaa un convertidor de frecuencia (OSC) que reduce la seal a sufrecuencia descendente, sta pasa para su amplificacin final a un HPA(amplificador de alta potencia, usualmente de 5 a 15 watts), que tiene unamplificador de potencia de estado slido (SSPA) como amplificador de salida.Una vez concluido el proceso, la seal pasa a la antena descendente y serealiza el enlace con la estacin receptora


9/107


- 9 -

Principales funciones de un transpondedor Recibir y transmitir seales. Aumentar la potencia de las seales. Este proceso es indispensable, ya quesin la potencia suficiente la informacin llegar en forma deficiente o

simplemente no se recibir. Disminuir la frecuencia e invertir la polaridad. Son dos maneras de evitar quelas seales, tanto de ascenso como de descenso, se interfieran y de queexistan prdidas en la informacin.

En la comunicacin satelital es necesario que la seal que se enva a unTranspondedor determinado pueda recibirse por cualquier estacin terrenasituada en la zona de cobertura correspondiente

1.4.- APLICACIONES DE LOS SATLITESExiste una gran variedad de satlites artificiales girando junto con la Tierracon diferentes aplicaciones como son: cientficas, militares, astronmicas,etc; equipados, de acuerdo a sus aplicaciones, con diferentes instrumentos yfuentes de energa (celdas fotovoltaicas, nucleares, etc.)

Satlites cientficos. Recogen datos del campo magntico terrestre,auroras boreales y distintos tipos de radiacin.

Satlites astronmicos. Permiten escrutar el espacio sin el obstculo quepresenta la atmsfera terrestre, ya que sta absorbe gran parte de la luz y laradiacin.

Satlites meteorolgicos. Recogen informacin sobre la atmsfera, losgrupos de nubes y el equilibrio trmico.

Satlites de comunicaciones. Permiten la transmisin telefnica, deimgenes, de datos de la red de Internet, de programas de televisin, etc.

Satlites de navegacin. Situados en rbitas fijas, emiten seales para ayudar

a barcos y aviones a determinar su posicin.Satlites de observacin o espas. Fotografan instalaciones militares,nucleares, detectores de msiles y son utilizados bsicamente para finesmilitares.

Satlites de investigacin de recursos terrestres. Informan de la existenciade bosques, yacimientos de petrleo, etc.


10/107


- 10 -

1.5.- USO DEL SATELITE PARA LA TRASMISION DE DATOS

(VSAT)La digitalizacin progresiva de todo lo relacionado con el mundo del audio ydel video, permite que se hagan compatibles todas las diferentes fuentes deinformacin. Es por ello que las seales televisivas trasmitidas por el satlite enel caso de ser digitales, pueden ser adaptadas (previo proceso dedescodificacin) a sistemas informticos que permita la reproduccin en uncomputador por esta razn se utiliza el satlite tambin como un vehiculo parael acceso a Internet.

La primera observacin que podemos hacer, es que la transmisin de datos,tiene un perfil diametralmente distinto a la radiodifusin. Puesto que suele serbidireccional e interactiva.

Los escenarios clsicos de una comunicacin satelital, podemos clasificarlosen cuatro grandes grupos segn el origen y el destino de la informacin.

PaP Comunicacin entre dos puntos cualesquiera.

BroadcastDesde un punto a toda la cobertura.Multicast Desde un punto a varios grupos de cobertura.Bidireccional Topologas de red estrella.

Por nuestro inters nos centraremos en las comunicaciones Bidireccionales.Laestandarizacin de este tipo de comunicaciones, tienen como mximaaplicacin los sistemas VSAT son redes de comunicacin por satlites quepermiten el establecimiento de enlaces entre un gran nmero de estacionesremotas con antenas de pequeo tamao con una estacin central.

Este tipo de sistemas estn orientados a la transferencia de datos entre lasunidades remotas y Centros de Proceso.

Son adems apropiadas para la distribucin de seales de video, datos,servicios de telefona, etc. Entre estaciones remotas y la estacin central. Sonutilizados en redes de datos para las aplicaciones financieras, redes deservicios pblicos (agua, gas, oleoductos remotos que atraviesan grandesdistancias, etc.)


11/107


- 11 -

Con lo que se hacen realmente indispensables para la supervisin de estasinfraestructuras. Son sistemas destinados a aplicaciones transaccionales dealta dispersin geogrfica y de difcil acceso.

A parte de las nuevas tcnicas de acceso que se estn implantando poco apoco, el satlite esta ms utilizado en Internet de lo que solemos imaginar.Puesto que sus mltiples redes troncales o backbones de alta capacidad,existen algunos tramos que se realizan por satlite. Es una manera dedescongestionar los caros enlaces de cable submarino y que permiten enlazarmediante un nico salto al satlite, dos pases separados por el Atlntico.

El satlite se convierte pues, en una opcin para reemplazar parcial ocompletamente a los cables submarinos u otras infraestructuras terrestres quepor indisponibilidad no puedan ofrecer el acceso a Internet

FIGURA 1.2


12/107


- 12 -

FIGURA 1.3

FIGURA 1.4


13/107


- 13 -

1.6.-ESQUEMA DE CONECTIVIDAD Y TOPOLOGIA DELSISTEMA

En la siguiente figura podemos observar una versin simplificada de latopologa de un acceso a Internet a travs de satlite.

FIGURA 1.5

1.7.-CARACTERSTICAS DE LAS COMUNICACIONES PORSATLITE

Bsicamente, los enlaces satelitales son iguales a los de microondas exceptoque uno de los extremos de la conexin se encuentra en el espacio, como sehaba mencionado; un factor limitante para la comunicacin microondas es quetiene que existir una lnea recta entre los dos puntos pero como la tierra esesfrica esta lnea se ve limitada en tamao entonces, colocando sea elreceptor o el transmisor en el espacio se cubre un rea ms grande desuperficie.

Las seales llegan al satlite desde la estacin en tierra por el "haz

ascendente" UPLINK se envan a la tierra desde el satlite por el "hazdescendente" DOWNLINK Para evitar interferencias entre los dos haces, las


14/107


- 14 -

frecuencias de ambos son distintas. Las frecuencias del haz ascendente sonmayores que las del haz descendente, debido a que cuanto mayor sea lafrecuencia se produce mayor atenuacin en el recorrido de la seal, y por tantoes preferible transmitir con ms potencia desde la tierra, donde la disponibilidadenergtica es mayor.

Para evitar que los canales prximos del haz descendente interfieran entre s,se utilizan polarizaciones distintas. En el interior del satlite existen unosbloques denominados transpondedores, que tienen como misin recibir,cambiar y transmitir las frecuencias del satlite, a fin de que la informacin quese enva desde la base llegue a las antenas receptoras.

El siguiente grfico muestra un diagrama sencillo de un enlace va satlite,ntese que los trminos UPLINK (subida) y DOWNLINK (bajada) aparecen enla figura, el primero se refiere al enlace de la tierra al satlite y la segunda del

satlite a la tierra.

FIGURA 1.6

Un satlite puede definirse como un repetidor de radio en el cielo (transponder),un sistema satelital consiste de un transponder, una estacin basada en tierra,para controlar su funcionamiento, y una red de usuario, de las estacionesterrestres, que proporciona las facilidades para transmisin y recepcin deltrafico de comunicaciones, a travs del sistema de satlite.Las transmisiones de satlite se catalogan como bus o carga til. La de busincluye mecanismos de control que apoyan la operacin de carga til. La decarga til es la informacin del usuario que ser transportada a travs delsistema.En el caso de radiodifusin directa de televisin va satlite el servicio que se daes de tipo unidireccional por lo que normalmente se requiere una estacintransmisora nica, que emite los programas hacia el satlite, y varias estacionesterrenas de recepcin solamente, que toman las seales provenientes delsatlite. Existen otros tipos de servicios que son bidireccionales donde lasestaciones terrenas son de transmisin y de recepcin.


15/107


- 15 -

Uno de los requisitos ms importantes del sistema es conseguir que lasestaciones sean lo ms econmicas posibles para que puedan ser accesibles aun gran numero de usuarios, lo que se consigue utilizando antenas de dimetrochico y transmisores de baja potencia.

1.8.-TIPOS DE SATLITES

Satlites orbitales

Los satlites no sincronos o tambin llamados orbitales, giran alrededorde la Tierra en un patrn elptico o circular de baja altitud. Si el satliteesta girando en la misma direccin que la rotacin de la Tierra y a unavelocidad angular superior que la de la Tierra, la rbita se llama rbitaprograda. Si el satlite esta girando en la direccin opuesta a la rotacinde la Tierra, o en la misma direccin, pero a una velocidad angular menora la de la Tierra, la rbita se llama rbita retrograda.De esta manera, los satlites no sincronos esta alejndose continuamenteo cayendo a tierra y no permanecen estacionarios en relacin a ningnpunto en particular de la Tierra. Por lo tanto los satlites no sincronos setiene que usar cuando estn disponibles, lo cual puede ser un cortoperiodo de tiempo, como 15 minutos por rbita.Otra desventaja de los satlites orbitales es la necesidad de equipocomplicado y costoso para rastreo en las estaciones terrestres. Cadaestacin terrestre debe localizar el satlite conforme esta disponible encada rbita y despus unir sus antenas al satlite y localizarlo cuando

pasa por arriba. Una gran ventaja de los satlites orbitales es que losmotores de propulsin no se requieren a bordo de los satlites paramantenerlos en sus rbitas respectivas.Otros parmetros caractersticos de los satlites orbitales, son el apogeo yperigeo. El apogeo es la distancia ms lejana, de la Tierra, que un satliteorbital alcanza, el perigeo es la distancia mnima; la lnea colateral, es lalnea que une al perigeo con el apogeo, en el centro de la Tierra.

FIGURA 1.7

TierraApogeo40000 kmPerigeo 100


16/107


- 16 -

Satlites geoestacionarios

Los satlites geoestacionarios o geosincronos son satlites que giran enun patrn circular, con una velocidad angular igual a la de la Tierra. Por lotanto permanecen en una posicin fija con respecto a un punto especfico

en la Tierra. Una ventaja obvia es que estn disponibles para todas lasestaciones de la Tierra, dentro de su sombra, el 100% de las veces. Lasombra de un satlite incluye a todas las estaciones de la Tierra quetienen un camino visible a el y estn dentro del patrn de radiacin de lasantenas del satlite. Una desventaja obvia es que a bordo, requieren dedispositivos de propulsin sofisticados y pesados para mantenerlos fijosen una rbita. El tiempo de rbita de un satlite geoesincrono es de 24 h,igual que la Tierra.

El periodo orbital de los satlites depende de su distancia a la Tierra.Cuanto ms cerca est, ms corto es el periodo. Los primeros satlites

de comunicaciones tenan un periodo orbital que no coincida con el derotacin de la Tierra sobre su eje, por lo que tenan un movimientoaparente en el cielo; esto haca difcil la orientacin de las antenas, ycuando el satlite desapareca en el horizonte la comunicacin seinterrumpa.

Existe una altura para la cual el periodo orbital del satlite coincideexactamente con el de rotacin de la Tierra. Esta altura es de 35.786,04kilmetros. La rbita correspondiente se conoce como el cinturn deClarke, ya que fue el famoso escritor de ciencia ficcin Arthur C. Clarke el primero en sugerir esta idea en el ao 1945. Vistos desde la tierra, lossatlites que giran en esta rbita parecen estar inmviles en el cielo, porlo que se les llama satlites geoestacionarios. Esto tiene dos ventajasimportantes para las comunicaciones: permite el uso de antenas fijas,pues su orientacin no cambia y asegura el contacto permanente con elsatlite.

Los satlites comerciales funcionan en tres bandas de frecuencias,llamadas C, Ku y Ka. La gran mayora de emisiones de televisin porsatlite se realizan en la banda Ku.

No es conveniente poner muy prximos en la rbita geoestacionaria dossatlites que funcionen en la misma banda de frecuencias, ya quepueden interferirse. En la banda C la distancia mnima es de dos grados,en la Ku y la Ka de un grado. Esto limita en la prctica el nmero total desatlites que puede haber en toda la rbita geoestacionaria a 180 en labanda C y a 360 en las bandas Ku y Ka. La distribucin de bandas yespacio en la rbita geoestacionaria se realiza mediante acuerdosinternacionales.

La elevada direccionalidad de las altas frecuencias hace posibleconcentrar las emisiones por satlite a regiones geogrficas muy

concretas, hasta de unos pocos cientos de kilmetros. Esto permiteevitar la recepcin en zonas no deseadas y reducir la potencia de


17/107


- 17 -

emisin necesaria, o bien concentrar el haz para as aumentar lapotencia recibida por el receptor, reduciendo al mismo tiempo el tamaode la antena parablica necesaria.

En la actualidad, este tipo de comunicacin puede imaginarse como si

tuvisemos un enorme repetidor de microondas en el cielo. Estconstituido por uno o ms dispositivos receptor-transmisores, cada unode los cuales escucha una parte del espectro, amplificando la seal deentrada y retransmitiendo a otra frecuencia para evitar los efectos deinterferencia.

Cada una de las bandas utilizadas en los satlites se divide en canales.Para cada canal suele haber en el satlite un repetidor, llamadotransponder o transpondedor, que se ocupa de capturar la sealascendente y retransmitirla de nuevo hacia la tierra en la frecuencia quele corresponde.

Para la transmisin de datos va satlite se han creado estaciones deemisin-recepcin de bajo costo llamadas VSAT (Very Small ApertureTerminal). Una estacin VSAT tpica tiene una antena de un metro dedimetro y un watio de potencia. Normalmente las estaciones VSAT notienen potencia suficiente para comunicarse entre s a travs del satlite(VSAT - satlite - VSAT), por lo que se suele utilizar una estacin entierra llamada hub que acta como repetidor. De esta forma, lacomunicacin ocurre con dos saltos tierra-aire (VSAT- satlite - hub -satlite - VSAT). Un solo hub puede dar servicio a mltiplescomunicaciones VSAT.

En los primeros satlites, la divisin en canales era esttica, separandoel ancho de banda en bandas de frecuencias fijas. En la actualidad elcanal se separa en el tiempo, primero en una estacin, luego otra, y assucesivamente. El sistema se denomina multiplexin por divisin en eltiempo. Tambin tenan un solo haz espacial que cubra todas lasestaciones terrestres. Con los desarrollos experimentados enmicroelectrnica, un satlite moderno posee mltiples antenas y paresreceptor-transmisor. Cada haz de informacin proveniente del satlitepuede enfocarse sobre un rea muy pequea de forma que pueden

hacerse simultneamente varias transmisiones hacia o desde el satlite.A estas transmisiones se les llama traza de ondas dirigidas.

Las comunicaciones va satlite tienen algunas caractersticassingulares. En primer lugar est el retardo que introduce la transmisinde la seal a tan grandes distancias. Con 36000 Km. de altura orbital, laseal ha de viajar como mnimo 72000 Km, lo cual supone un retardo de240 milisegundos, slo en la transmisin; en la prctica el retardo es de250 a 300 milisegundos segn la posicin relativa del emisor, el receptory el satlite. En una comunicacin VSAT-VSAT los tiempos se duplicandebido a la necesidad de pasar por el hub. A ttulo comparativo en una

comunicacin terrestre por fibra ptica, a 10000 Km de distancia, elretardo puede suponer 50 milisegundos (la velocidad de las ondas


18/107


- 18 -

electromagnticas en el aire o en el vaco es de unos 300000 kilmetrospor segundo, mientras que en el virio o en el cobre es de unos 200000).En algunos casos estos retardos pueden suponer un serio inconvenienteo degradar de forma apreciable el rendimiento si el protocolo no estpreparado para este tipo de redes.

En cuanto a los fenmenos que dificultan las comunicaciones vasatlite, se han de incluir tambin el movimiento aparente en ocho de lossatlites de la rbita geoestacionaria debido a los balanceos de la Tierraen su rotacin, los eclipses de Sol en los que la Tierra impide que elsatlite pueda cargar las bateras y los trnsitos solares, en los que elSol interfiere las comunicaciones del satlite al encontrarse ste entre elSol y la Tierra.

Otra caracterstica singular de los satlites es que sus emisiones sonbroadcast de manera natural. Tiene el mismo costo enviar una seal a

una estacin que enviarla a todas las estaciones que se encuentrendentro de la huella del satlite. Para algunas aplicaciones esto puederesultar muy interesante, mientras que para otras, donde la seguridad esimportante, es un inconveniente, ya que todas las transmisiones han deser encriptadas. Cuando varios computadores se comunican a travs deun satlite (como en el caso de estaciones VSAT) los problemas deutilizacin del canal comn de comunicacin que se presentan sonsimilares a los de una red local.

El costo de una transmisin va satlite es independiente de la distancia,siempre que las dos estaciones se encuentren dentro de la zona decobertura del mismo satlite. Adems, no hay necesidad de hacerinfraestructuras terrestres, y el equipamiento necesario es relativamentereducido, por lo que son especialmente adecuados para enlazarinstalaciones provisionales que tengan una movilidad relativa, o que seencuentren en zonas donde la infraestructura de comunicaciones estpoco desarrollada.

1.9.-PARMETROS TPICOS DE LA RBITA

GEOESTACIONARIA.Es posible calcular algunos parmetros tpicos de la rbita geoestacionaria,tales como la altura del satlite, o la velocidad del mismo, partiendo de lasleyes bsicas de la Fsica.Como es sabido un satlite geoestacionario tiene un periodo de rotacin igualal de la Tierra, por lo tanto deberemos saber con exactitud dicho periodo derotacin. Para ello se considera el da sidreo, que es el tiempo de rotacin dela Tierra medido con respecto a una estrella lejana y que difiere del da solar omedido con respecto al sol.La duracin de este da sidreo es de 23h 56 min. 4.1seg, y es el tiempo que

usaremos en nuestros clculos.


19/107


- 19 -

Si hicisemos la consideracin de que la Tierra fuese realmente esfrica y conuna densidad uniforme, su masa equivalente podra considerarse como puntualy su fuerza de atraccin sobre un satlite de masa m, respondera a la ley degravitacin universal de Newton, esta fuerza puede expresarse como:

2r

mMGFg = (1)

Donde:M: Es la masa de la Tierra, 5.98x1024kg.G: Es la constante de gravitacin universal, 6.67x10-11N.m2/kg2.r : Distancia desde el satlite al centro de la Tierra.m: Masa del satlite.

Adems dado que el satlite se encuentra en una rbita casi circular(ovalada), existir una fuerza centrifuga Fcdebida a su movimiento alrededor dela Tierra, de igual magnitud pero opuesta a la fuerza Fg, en consecuencia elsatlite se encuentra en una situacin de equilibrio.

r

mVFc

2

= (2)

V: Velocidad del satlite.

Tierra R

rFgFc

V

Orbitadel

Satlite


20/107


- 20 -

Fuerzas sobre el Satlite.

De la ecuacin (2) podemos despejar la velocidad del satlite

r

GMV = (3)

El periodo de rotacin T, del satlite es:

V

rT

=

2 (4)

Reemplazando (3) en (4) y despejando el radio r, nos queda:

3

2

2

=

TGMr (5)

Como un satlite geoestacionario tiene un periodo de rotacin T igual al de laTierra, dicho periodo ser entonces, la duracin de un da sidreo (23h 56min4.1seg).

Por lo tanto de la expresin (5) podemos obtener la distancia del satlite al

centro de la Tierra, y si a este valor le restamos el radio terrestre R=6370 Km.,obtendremos la altura de la rbita geoestacionaria. Por ultimo de la expresin(3) se obtiene la velocidad del satlite.

Todos estos parmetros se han resumido en la siguiente tabla:

TABLA 1.1

Parmetros de la rbita geoestacionariaRadio medio de la Tierra. 6370 km.Periodo de rotacin (Tierra y satlite). 23h 56min 4.1segRadio de la rbita geoestacionaria. 42173 Km.Altura del satlite sobre la Tierra. 35803 Km.Velocidad del satlite. 3.075 Km./seg.


21/107


- 21 -

1.10.-VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LAS COMUNICACIONESVA SATLITE

Las comunicaciones va satlite poseen numerosas ventajas sobre lascomunicaciones terrestres, la siguiente es una lista de algunas de estasventajas:

El costo de un satlite es independiente a la distancia que va acubrir.

La comunicacin entre dos estaciones terrestres no necesita de ungran nmero de repetidoras puesto que slo se utiliza un satlite.

Las poblaciones pueden ser cubiertas con una sola seal de satlite,sin tener que preocuparse en gran medida del problema de losobstculos.

Grandes cantidades de ancho de bandas estn disponibles en loscircuitos satelitales generando mayores velocidades en latransmisin de voz, data y vdeo sin hacer uso de un costoso enlacetelefnico.

Estas ventajas poseen sus contrapartes, alguna de ellas son: El retardo entre el UPLINK y el DOWNLINK esta alrededor de un

cuarto de segundo, o de medio segundo para una seal de eco. La absorcin por la lluvia es proporcional a la frecuencia de la onda. Conexiones satelitales multiplexadas imponen un retardo que

afectan las comunicaciones de voz.

FIGURA 1.8


22/107


- 22 -

1.11.-BANDAS DE FRECUENCIA

Espectro electromagntico

FIGURA 1.9

Bandas de frecuencia

TABLA 1.2


23/107


- 23 -

Bandas de microondas

TABLA 1.3


24/107


- 24 -

CAPITULO 2

2.1.- ANTENAS

2.1.1.- QU ES UNA ANTENA?

La definicin formal de una antena es un dispositivo que sirve para transmitir yrecibir ondas de radio. Convierte la onda guiada por la lnea de transmisin (elcable o gua de onda) en ondas electromagnticas que se pueden transmitirpor el espacio libre.En realidad una antena es un trozo de material conductor al cual se le aplica

una seal y sta es radiada por el espacio libre.

Las antenas deben de dotar a la onda radiada con un aspecto de direccin. Esdecir, deben acentuar un solo aspecto de direccin y anular o mermar losdems. Esto es necesario ya que solo nos interesa radiar hacia una direccindeterminada.Esto se puede explicar con un ejemplo, hablando de las antenas que llevan los

satlites. Estas acentan mucho la direccin hacia la tierra y anulan la desentido contrario, puesto que lo que se quiere es comunicarse con la tierra y nomandar seales hacia el espacio.

Las antenas tambin deben dotar a la onda radiada de una polarizacin. Lapolarizacin de una onda es la figura geomtrica descrita, al transcurrir eltiempo, por el extremo del vector del campo elctrico en un punto fijo del

espacio en el plano perpendicular a la direccin de propagacin.Para todas las ondas, esa figura es normalmente una elipse, pero hay doscasos particulares de inters y son cuando la figura trazada es un segmento,denominndose linealmente polarizada, y cuando la figura trazada es uncrculo, denominndose circularmente polarizada.Una onda est polarizada circularmente o elpticamente a derechas si un

observador viese a esa onda alejarse, y adems viese girar al campo en elsentido de las agujas de un reloj. Lgicamente, si lo viese girar en sentidocontrario, sera una onda polarizada circularmente o elpticamente a izquierdas.

En esencia, una antena es un sistema conductor metlico capaz de radiar y

recibir ondas electromagnticas, y una gua de onda es un tuvo metlicoconductor por medio del cual se propaga energa electromagntica de altafrecuencia, por lo general entre una antena y un transmisor, un receptor, oambos. Una antena se utiliza como la interfase entre un transmisor y el espaciolibre o el espacio libre y el receptor. Una gua de onda, as como una lnea detransmisin, se utiliza solo para interconectar eficientemente una antena con eltransceptor. Una antena acopla energa de la salida de un transmisor a laatmsfera de la Tierra o de la atmsfera de la Tierra a un receptor. Una antenaes un dispositivo recproco pasivo; pasivo en cuanto a que en realidad nopuede amplificar una seal, por lo menos no en el sentido real de la palabra(sin embargo, una antena puede tener ganancia), y recproco en cuanto a quelas caractersticas de transmisin y recepcin son idnticas, excepto donde las


25/107


- 25 -

corrientes de alimentacin al elemento de la antena se limitan a la modificacinde patrn de transmisin.

FIGURA 2.1

2.1.2.-OPERACIN BSICA DE UNA ANTENA

Sin meterse en cuestiones fsicas, si una corriente circula por un conductor,crear un campo elctrico y magntico en sus alrededores. Luego nuestracorriente crear un campo elctrico y magntico, pero como supondremos quela distancia entre los dos conductores que forman nuestra lnea es pequea, nose crear una onda que se propaga, puesto que la contribucin que presenta el

conductor superior se anular con la que presenta el conductor inferior.Pero si separamos en un punto los dos conductores, los campos que crean lascorrientes ya no se anularn entre s, si no que se crear un campo elctrico ymagntico que formar una onda que se podr propagar por el espacio.Segn esto, dependiendo del punto desde el que separemos el conductor,tendremos una longitud en los elementos radiantes variable. Al variar estalongitud, la distribucin de corriente variar, y lgicamente la onda se crear yse propagar.Hay que seguir observando que en los extremos seguimos teniendo un mnimode corriente y que contina repitindose cada media longitud de onda. Luegoahora podemos ver de forma grfica, que si suponemos que nuestra antena

son solo los elementos radiantes y que el punto en el que los hemos separadoes el punto de alimentacin de la antena, el mdulo de la intensidad en el puntode alimentacin vara y lgicamente, tambin vara la impedancia que presentala antena.Como podemos ver, no por tener una antena ms larga logramos radiar mejor,lo nico que conseguimos es variar el diagrama de radiacin y la impedanciaque presenta.


26/107


- 26 -

2.1.3.-TRMINOS Y DEFINICIONES

Una antena va a formar parte de un sistema, por lo que tenemos que definirparmetros que la describan y nos permita evaluar el efecto que va a producirsobre nuestro sistema.

a).- Impedancia

Una antena se tendr que conectar a un transmisor y deber radiar el mximode potencia posible con un mnimo de prdidas. Se deber adaptar la antena altransmisor para una mxima transferencia de potencia, que se suele hacer atravs de una lnea de transmisin. Esta lnea tambin influir en la adaptacin,debindose considerar su impedancia caracterstica, atenuacin y longitud.Como el transmisor producir corrientes y campos, a la entrada de la antena se

puede definir la impedancia de entrada mediante la relacin tensin-corrienteen ese punto. Esta impedancia poseer una parte real Re(w) y una parteimaginaria Ri(w), dependientes de la frecuencia.Si a una frecuencia una antena no presenta parte imaginaria en su impedanciaRi(w)=0, entonces diremos que esa antena est resonando a esa frecuencia.Normalmente usaremos una antena a su frecuencia de resonancia, que escuando mejor se comporta, luego a partir de ahora no hablaremos de la parteimaginaria de la impedancia de la antena, si no que hablaremos de laresistencia de entrada a la antena Re. Lgicamente esta resistencia tambindepender de la frecuencia.Esta resistencia de entrada se puede descomponer en dos resistencias, laresistencia de radiacin (Rr) y la resistencia de prdidas (RL). Se define laresistencia de radiacin como una resistencia que disipara en forma de calor lamisma potencia que radiara la antena. La antena por estar compuesta porconductores tendr unas prdidas en ellos. Estas prdidas son las que definenla resistencia de prdidas en la antena.Como nos interesa que una antena est resonando para que la parteimaginaria de la antena sea cero. Esto es necesario para evitar tener queaplicar corrientes excesivas, que lo nico que hacen es producir grandesprdidas.

b).- Patrn de radiacinEs un diagrama polar que representa las intensidades de los campos o lasdensidades de potencia en varias posiciones angulares en relacin con unaantena. Si el patrn de radiacin se traza en trminos de la intensidad delcampo elctrico (E) o de la densidad de potencia (P), se llama patrn deradiacin absoluto. Si se traza la intensidad del campo o la densidad depotencia en relacin al valor en un punto de referencia, se llama patrn deradiacin relativa. El patrn se traza sobre papel con coordenadas polares conla lnea gruesa slida representando los puntos de igual densidad de potencia(10 mW/m2). Los gradientes circulares indican la distancia en pasos de dos

kilmetros. Puede verse que la radiacin mxima est en una direccin de 90de la referencia. La densidad de potencia a diez kilmetros de la antena en una


27/107


- 27 -

direccin de 90es 10 mW/m2. En una direccin de 4 5, el punto de igualdensidad de potencia es cinco kilmetros de la antena; a 180, est solamentea cuatro kilmetros; y en una direccin de -90, en esencia no hay radiacin.

c).- Campos cercanos y lejanos

El campo de radiacin que se encuentra cerca de una antena no es igual que elcampo de radiacin que se encuentra a gran distancia. El trmino campocercano se refiere al patrn de campo que est cerca de la antena, y el trminocampo lejano se refiere al patrn de campo que est a gran distancia. Durantela mitad del ciclo, la potencia se irradia desde una antena, en donde parte de lapotencia se guarda temporalmente en el campo cercano. Durante la segundamitad del ciclo, la potencia que est en el campo cercano regresa a la antena.Esta accin es similar a la forma en que un inductor guarda y suelta energa.Por tanto, el campo cercano se llama a veces campo de induccin. La potenciaque alcanza el campo lejano contina irradiando lejos y nunca regresa a la

antena. Por tanto, el campo lejano se llama campo de radiacin. La potencia deradiacin, por lo general, es la ms importante de las dos; por consiguiente, lospatrones de radiacin de la antena, por lo regular se dan para el campo lejano.El campo cercano se define como el rea dentro de una distancia D2/l de laantena, en donde l es la longitud de onda y D el dimetro de la antena en lasmismas unidades.

d).- Resistencia de radiacin y eficiencia de antena

No toda la potencia suministrada a la antena se irradia. Parte de ella seconvierte en calor y se disipa. La resistencia de radiacin es un poco "irreal", encuanto a que no puede ser medida directamente. La resistencia de radiacin esuna resistencia de la antena en CA y es igual a la relacin de la potenciaradiada por la antena al cuadrado de la corriente en su punto de alimentacin.Matemticamente, la resistencia de radiacin esRr= P / i2

Donde:

Rr = Resistencia de radiacin (ohms)P = Potencia radiada por la antena (Watts)

i = Corriente de la antena en el punto de alimentacin (Amperes)La resistencia de radiacin es la resistencia que, si reemplazara la antena,disipara exactamente la misma cantidad de potencia de la que irradia laantena.La eficiencia de antena es la relacin de la potencia radiada por una antena ala suma de la potencia radiada y la potencia disipada o la relacin de lapotencia radiada y la potencia disipada o la relacin de la potencia radiada porla antena con la potencia total de entrada.


28/107


- 28 -

e).- Ganancia directiva y ganancia de potencia

Los trminos ganancia directiva y ganancia de potencia con frecuencia no secomprenden y, por tanto, se utilizan incorrectamente. La ganancia directiva esla relacin de la densidad de potencia radiada en una direccin en particular

con la densidad de potencia radiada al mismo punto por una antena dereferencia, suponiendo que ambas antenas irradian la misma cantidad depotencia. El patrn de radiacin para la densidad de potencia relativa de unaantena es realmente un patrn de ganancia directiva si la referencia de ladensidad de potencia se toma de una antena de referencia estndar, que por logeneral es una antena isotrpica. La mxima ganancia directiva se llamadirectividad.La ganancia de potencia es igual a la ganancia directiva excepto que se utilizael total de potencia que alimenta a la antena (o sea, que se toma en cuenta laeficiencia de la antena). Se supone que la antena indicada y la antena dereferencia tienen la misma potencia de entrada y que la antena de referencia

no tiene prdidas.

f).- Polarizacin de la antena

La polarizacin de una antena se refiere slo a la orientacin del campoelctrico radiado desde sta. Una antena puede polarizarse en forma lineal (porlo regular, polarizada horizontalmente o verticalmente, suponiendo que loselementos de la antena se encuentran dentro de un plano horizontal o vertical),en forma elptica, o circular. Si una antena irradia una onda electromagnticapolarizada verticalmente, la antena se define como polarizada verticalmente; sila antena irradia una onda electromagntica polarizada horizontalmente, sedice que la antena est polarizada horizontalmente; si el campo elctrico giraen un patrn elptico, est polarizada elpticamente; y si el campo elctrico giraen un patrn circular, est polarizada circularmente.

FIGURA 2.2


29/107


- 29 -

g).- Ancho del haz de la antena

El ancho del haz de la antena es solo la separacin angular entre los dospuntos de media potencia (-3 dB) en el lbulo principal del patrn de radiacindel plano de la antena, por lo general tomado de uno de los planos

"principales".

FIGURA 2.3

h).- Ancho de banda de la antena

El ancho de banda de la antena se define como el rango de frecuencias sobrelas cuales la operacin de la antena es "satisfactoria". Esto, por lo general se

toma entre los puntos de media potencia, pero a veces se refiere a lasvariaciones en la impedancia de entrada de la antena.

2.2.- TIPOS DE ANTENAS

2.2.1.- ANTENAS SEGN SU TIPO DE RADIACIN

En este primer apartado vamos a definir los dos tipos bsicos de antenas:Omnidireccionales y Direccionales. Tambin explicaremos el funcionamientobsico de la antena Parablica, que a pesar de ser un caso particular deantena direccional tiene suficiente inters para ser explicada aparte.

a).- Antenas OmnidireccionalesDefinimos una antena direccional como aquella que es capaz de radiar energaprcticamente en todas direcciones.

Antena isotrpicaPara explicar mejor de qu se trata debemos observar el siguiente esquemaque intenta ser un diagrama de radiacin de la antena. Un diagrama deradiacin sirve para determinar la energa radiada en cada direccin delespacio. Si analizamos esta antena veremos que en los planos verticales (x,

z) e (y, z) la cantidad de energa radiada es exactamente la misma en todas lasdirecciones. Tenemos lo mismo para el plano horizontal (x, y). Esto nos


30/107


- 30 -

indica que esta antena podr enviar o recibir seal con las mismas condicionesest en la posicin que est. Esta antena recibe el nombre de antenaisotrpica.

FIGURA 2.4

Antenas omnidireccionales reales

El uso habitual hace que una antena omnidireccional no emita exactamente entodas direcciones, sino que tiene una zona donde irradia energa por igual (porejemplo el plano horizontal). Por ejemplo no nos puede interesar emitir o recibirseal de la parte que est exactamente encima de la antena, imaginmonos laantena de radio del coche: difcilmente tendremos la fuente de sealexactamente encima de la antena, as que favorecemos la emisin o recepcinen otras direcciones (como puede ser el plano horizontal) en detrimento deotras (el plano vertical). Nos puede parecer una frivolidad despreciar un rangotan grande de direcciones, pero si tenemos en cuenta la distancia entre laantena emisora y nuestra antena receptora nos daremos cuenta que el ngulo

respecto al plano horizontal de la antena es muy pequeo. Debemos tener encuenta tambin que en el plano horizontal s que el comportamiento estotalmente omnidireccional. En el siguiente esquema podemos observar estecomportamiento, fijmonos que la cantidad de seal enviada en direccin z es0, en cambio la que se enva en las direcciones x e y es mxima, y entre losdos lmites hay una graduacin.


31/107


- 31 -

FIGURA 2.5

Podramos determinar la cantidad de energa en un ngulo de 45 sobre lavertical trazando una lnea en el grfico y determinando la longitud del vectorrespecto del mximo (si el grfico est normalizado el mximo siempre ser 1).Lo vemos en la prxima figura.

FIGURA 2.6


32/107


- 32 -

b).- Antenas direccionales

Las antenas direccionales son aquellas que han sido concebidas y construidaspara favorecer que la mayor parte de la energa sea radiada en una direccinen concreto. Puede darse el caso en que se desee emitir en varias direcciones,

pero siempre estaremos hablando de un nmero de direcciones determinadodonde se encontrarn el lbulo principal y los secundarios.

Antena direccional normalCon las antenas direccionales descubrimos el trmino de lbulo principal, setrata de la direccin donde se proyectar la mayor parte de la energa. Comoes imposible hacer una antena que radie en una sola direccin nos interesarsaber qu rango de direcciones (o abertura) recibir el mayor porcentaje deenerga. Nos interesar que el lbulo principal sea lo ms estrecho posible, asganamos en direccionalidad, pero esto repercute directamente en el costoeconmico de la antena. Tambin tendremos, por el simple hecho de trabajar

en un medio fsico no ideal, un nmero determinado de lbulos secundarios.Estos lbulos proyectarn energa en direcciones que no son la deseada, o encaso de recepcin nos captarn seales que no provienen directamente denuestra fuente, captando ecos y reflexiones o interferencias de otras fuentes.Normalmente nos interesar una relacin entre el lbulo principal lossecundarios lo ms grande posible. Para entender como puede afectar esousaremos el ejemplo de antena direccional que ms hemos visto: la antena derecepcin de televisin del tejado de nuestra casa. Esta antena se compone deuna barra con unas espinashorizontales y detrs de todo tiene otras dos barrascon espinasen una disposicin de V. La disposicin horizontal de esas espinasse debe a la polarizacin de la seal, en Inglaterra por ejemplo serianverticales, esto depende de cmo se emite la seal. La barra central seencarga de recibir la seal, esta barra apunta directamente al repetidor detelevisin ms prximo, cuanto ms alineada est la antena con el repetidormejor es la calidad de la seal que recibimos, entonces tenemos el lbuloprincipal apuntando directamente al repetidor. Las dos barras de la parte deatrs de la antena puesta en forma de V son reflectores, y se encargan deaprovechar mejor la seal que nos llega, es una manera de utilizar la forma dela antena a nuestro favor. La antena tambin puede recibir seal desde la partede atrs, imaginemos, por ejemplo en medio de una ciudad donde nuestraantena apunta al repetidor pero detrs tenemos un edificio que nos refleja la

seal y nos la devuelve a la antena, como esta seal habr recorrido unadistancia mayor que la seal que nos llega directamente por la parte de delantede la antena, la nuevo seal no coincidir del todo con el original, as se nosformar el molesto efecto de imagen doble. Una buena manera de solucionareste problema es haciendo que la seal reflejada sea muy dbil respecto a laoriginal, y esto se consigue consiguiendo una relacin muy alta entre el lbuloprincipal (delante) y el lbulo secundario (detrs), claro que para estodeberemos gastarnos ms dinero en una antena de ms calidad.


33/107


- 33 -

FIGURA 2.7

Otra de las finalidades de las antenas direccionales es la confidencialidad. Sidifundimos nuestra informacin en todas direcciones cuando realmente sloqueremos llegar a un punto corremos ms peligro de que nuestros datosconfidenciales puedan ser captados por alguien que no nos interesa. Otraaplicacin importante es para evitar la saturacin de frecuencias, ya que siusamos una frecuencia en un camino muy recto entre dos antenasdireccionales lo que conseguimos es dejar el resto de espacio disponible parausar esa misma frecuencia.

Antena Direccional parablicaUn caso especial dentro de las antenas direccionales son las antenasparablicas. Su topologa las hace muy adecuadas para una grandireccionalidad y para evitar la debilitacin de la seal en la distancia. Usandoun reflector con forma parablica conseguimos que la seal que se radia deforma radial pase a ser una onda plana, as desaparece la dispersin de laenerga en la distancia. Recordemos que para cualquier antena la atenuacinde la seal es de 1/r adems de la atenuacin propia del aire. Con una ondaplana la energa slo tiene la atenuacin del aire que es muy leve. El esquema

nos muestra como se consigue este efecto:


34/107


- 34 -

FIGURA 2.8

2.2.2.- ANTENAS SEGN SU FORMA

Una antena tambin es un dispositivo formado por un conjunto de conductoresque, unido a un generador, permite la emisin de ondas de radio frecuencia, oque, conectado a una impedancia, sirve para captar las ondas emitidas por una

fuente lejana para este fin existen diferentes tipos:

a).- Antena de cuadro:Antena de escasa sensibilidad, formada por una bobina de una o varias espirasarrolladas en un cuadro, cuyo funcionamiento bidireccional la hace til enradiogoniometra.

b).- Antena de reflector o parablica

Las antenas reflectoras parablicas proporcionan una ganancia y una

directividad extremadamente altas y son muy populares para los radios demicroondas y el enlace de comunicaciones por satlite. Una antena parablicase compone de dos partes principales: un reflector parablico y elemento activollamado mecanismo de alimentacin. En esencia, el mecanismo dealimentacin aloja la antena principal (por lo general un dipolo o una tabla dedipolo), que irradia ondas electromagnticas hacia el reflector. El reflector es undispositivo pasivo que solo refleja la energa irradiada por el mecanismo dealimentacin en una emisin concentrada altamente direccional donde lasondas individuales estn todas en fase entre s (un frente de ondas en fase).Ms adelante profundizaremos ms el estudio de este tipo de antenas


35/107


- 35 -

FIGURA 2.9

c).- Antena linealLa que est constituida por un conductor rectilneo, generalmente en posicinvertical.

FIGURA 2.10

d).- Antena multibanda

La que permite la recepcin de ondas cortas en una amplitud de banda queabarca muy diversas frecuencias.


36/107


- 36 -

e).- Dipolo de Media Onda

El dipolo de media onda lineal o dipolo simple es una de las antenas msampliamente utilizadas en frecuencias arriba de 2MHz. En frecuencias abajo de2 MHz, la longitud fsica de una antena de media longitud de onda es

prohibitiva. Al dipolo de media onda se le refiere por lo general como antena deHertz.Una antena de Hertz es una antena resonante. O sea, es un mltiplo de uncuarto de longitud de onda de largo y de circuito abierto en el extremo mslejano. Las ondas estacionarias de voltaje y de corriente existen a lo largo deuna antena resonante.La impedancia varia de un valor mximo en los extremos de aproximadamente2500 W a un valor mnimo en el punto de alimentacin de aproximadamente 73W (de los cuales entre 68 y 70 W es la impedancia de radiacin).El patrn de radiacin de espacio libre para un dipolo de media onda dependede la localizacin horizontal o vertical de la antena con relacin a la superficie

de la tierra.

FIGURA 2.11

f).- Antena Yagi

Antena constituida por varios elementos paralelos y coplanarios, directores,activos y reflectores, utilizada ampliamente en la recepcin de sealestelevisivas. Los elementos directores dirigen el campo elctrico, los activosradian el campo y los reflectores lo reflejan. Los elementos no activados sedenominan parsitos, la antena yagi puede tener varios elementos activos yvarios parsitos.Para la antena yagi de tres elementos la distancia entre el reflector y el activoes de 0.15, y entre el activo y el director es de 0.11. Estas distancias deseparacin entre los elementos son las que proporcionan la ptima ganancia,ya que de otra manera los campos de los elementos interferiran

destructivamente entre s, bajando la ganancia.


37/107


- 37 -

Como se puede observar, este diseo de antena yagi resulta ser de ancho debanda angosto, ya que el elemento bipolar est cortado a una sola frecuenciaque generalmente se selecciona en la mitad del ancho de banda de los canalesbajos de TV. Esto resulta ser una desventaja ya que no es posible cubrir varioscanales de TV con una misma ganancia seleccionada. Por tal razn se utiliza la

denominada antena yagi de banda ancha, la cual puede cubrir varios canales ala vez aunque sacrificando la ganancia.Tiene una impedancia de 50 ohms.

FIGURA 2.12

g).- Antenas VHF y UHF

Para clasificar las ondas de radio se toman como medida los mltiplos de diezen la longitud de onda. Por lo tanto las ondas de VHF tienen una longitud deonda entre 1 Metro y 10 Metros mientras que las de UHF tienen una longitud deentre 10 Centmetros y un Metro. Como la relacin es que la frecuencia es igual

a la velocidad de la luz (misma velocidad que la de propagacin de las ondaselectromagnticas, aproximadamente 300.000 Km/h) dividida por la longitud deonda, entonces tenemos que la banda de VHF va desde los 30 Mhz a los 300Mhz y la de UHF va de los 300 Mhz a los 3 Ghz.Las actuales aplicaciones en comunicaciones de punto a punto o mviles quesuperan los 30 Mhz son muy populares y han hecho que aparezca un grannmero de antenas para estas aplicaciones.

FIGURA 2.13


38/107


- 38 -

h).- Antenas de arreglos en fase

Una antena de arreglo de fase es un grupo de antenas que, cuando seconectan, funcionan como una sola antena cuyo ancho de haz y direccin (osea, patrn de radiacin) puede cambiarse electrnicamente sin tener que

mover fsicamente ninguna de las antenas individuales. La ventaja principal delas antenas de arreglo de fase es que eliminan la necesidad de girar en formamecnica los elementos de la antena. En esencia, un arreglo de fase es unaantena cuyo patrn de radiacin puede ajustarse o cambiarseelectrnicamente. La aplicacin principal de arreglo de fase es en radares,donde los patrones de radiacin deben ser capaces de cambiar rpidamentepara seguir un objeto en movimiento.

FIGURA 2.14

2.3.- Antena Parablica

Las antenas parablicas tienen como funcin la radiacin o la recepcin deondas electromagnticas, su elemento reflector parablico concentra la energaen el punto focal, obteniendo as, su caracterstica de transmisin o recepcinunidireccional segn sea su aplicacin. Por su construccin pueden ser slidaso de malla.


39/107


- 39 -

2.3.1.- TIPOS DE ANTENAS PARABLICAS

a).- Antenas slidas

Caractersticas principales: Para su fabricacin se puede emplear la hoja de lmina o la fibra de vidrio, loque permite reducir los costos de manufactura. Proporciona una mayor reflexin de energa hacia el punto focal desde lasuperficie de la misma. La energa concentrada o reflejada es mayor que en una antena de malla,debido a que su superficie es completamente cerrada, mejorando en formadirecta la calidad de recepcin de la seal. Este tipo de antena requiere de un mayor cuidado, ya que el materialempleado tiende a corroerse (dependiendo del clima en el lugar donde se

instala) de forma ms rpida.

FIGURA 2.15

b).- Antenas de malla

Caractersticas principales: Bsicamente el plato est hecho de aluminio y las bases y soportes se hacencon herrera. La reflexin de seales en las antenas de malla es menor que las de tiposlido, debido a la consistencia que posee la malla al permitir el paso de lasondas electromagnticas; sin embargo, este problema se compensa alaumentar el dimetro del plato reflector. La calidad de recepcin de la antena de malla se basa en los dimetros. Amayor dimetro empleado, mejor calidad. Presenta una mayor resistencia a la intemperie, sin embargo hay que dar

mantenimiento principalmente a la herrera y tornillera empleada.


40/107


- 40 -

FIGURA 2.16

2.3.2.- TIPOS DE ANTENAS PARABLICAS SEGN LA POSICION DEL LNB

Hay varios tipos de antenas parablicas, los ms extendidos son los siguientes:

La antena parablica de foco primario, que se caracteriza por tener elreflector parablico centrado respecto del foco.

La antena parablica offset, que se caracteriza por tener el reflectorparablico desplazado respecto del foco. Son ms eficientes que lasparablicas de foco primario.

La antena parablica Cassegrain, que se caracteriza por llevar unsegundo reflector cerca de su foco, el cual refleja la onda radiada desdeel dispositivo radiante hacia el reflector en las antenas transmisoras, orefleja la onda recibida desde el reflector hacia el dispositivo detector enlas antenas receptoras.


41/107


- 41 -

2.3.3.- SISTEMAS QUE UTILIZAN ANTENAS PARABLICAS

Entre los sistemas que utilizan antenas parablicas destacan los siguientes:

Satlites de comunicaciones. SAR (Radar de Apertura Sinttica), de uso militar y para radar

meteorolgico Receptores de televisin va satlite. Radioenlaces. Estaciones de radioaficionado. Sondas espaciales. Estaciones de seguimiento de sondas espaciales. Radiotelescopios.

2.3.4.- PARTES DE UNA ANTENA PARABLICA

FIGURA 2.17

a).- Tirantes o soportesSirven para sujetar a la base del LNB (Bloque Amplificador de Bajo Ruido),BUC (Bloque Convertidor de Subida) y el FEEDER y mantener la distancia queexiste entre el punto focal del LNB y el centro del plato de la antena parablica,este punto focal es el punto de incidencia donde se concentra la seal recibidadel satlite.

b).- Plato o reflector parablico

Es el elemento principal de una antena parablica, si este se encuentra daadoo se excluye ser imposible recibir la seal proveniente del satlite. Para


42/107


- 42 -

facilitar el manejo del plato, ste se secciona en ptalos; (tanto en la antena demalla como en la slida), aunque tambin existen las de fibra de vidrio de unasola pieza.

c).- Montura

Es uno de los elementos de gran precisin con los que cuenta la antena,permite realizar movimientos para la orientacin horizontal (azimut) y vertical(elevacin), necesarios para la recepcin de la seal; adems proporciona launin entre el plato y la base.

d).-Base o mstilEs la estructura que soporta y sujeta a la antena parablica, la mantiene rgiday libre de movimientos que alteren su orientacin correcta hacia el satlite. Aunexpuesta a la lluvia o fuertes vientos, la base debe soportar el peso de todoslos elementos de la antena ya orientada.

e).-Taquetes y tornilleraEstos accesorios son importantes, ya que permiten sujetar todos los elementosque componen la antena.

f).- Base de concretoEs una superficie slida y estable para montar la antena, se tiene que construirtotalmente de concreto y varilla. Se puede colocar en pisos o azoteas.

Los siguientes dispositivos no son parte de la antena parablica pero sonnecesarios para la conexin a Internet satelital

g).- El Bloque Amplificador de Bajo Ruido o LNB, por sus siglas inglesas, esun dispositivo utilizado en la recepcin de seales procedentes de satlites.

Situado en la antena parablica, tiene la funcin de recibir o captar el mximoposible de la seal proveniente del satlite, reflejada en la parbola de laantena. La posicin exacta del LNB depende del tipo de antena, en el caso delas denominadas de Foco Primario se encuentra en el foco, en el caso de lasOffset se encuentra ligeramente desplazado y para una tipo Cassegrain entreel vrtice y el foco de la parbola.

El LNB consta de dos etapas, en la primera la seal procedente del satlite seintroduce en el Amplificador de Bajo Ruido o LNA, del ingls Low NoiseAmplifier.

Una vez amplificada, la seal de salida del LNA, en el rango de los gigahercios (GHz), se convierte a una banda de radiofrecuencia inferior.A esta etapa reductora de la frecuencia se le llama Block Down Converter(BDC).

La seal captada por la antena es muy dbil, por la gran atenuacin que sufre

en el espacio desde el satlite hasta el punto de recepcin y, adems, por teneruna frecuencia muy elevada, debe ser cambiada para evitar al receptor


43/107


- 43 -

(sintonizador de satlite) a una frecuencia mucho ms baja que se propaguepor el cable coaxial sin una gran atenuacin. El dispositivo encargado de ellose denomina Conversor y al ser de bajo nivel de ruido se denomina conversorde bajo nivel de ruido o LNC, que unido a un amplificador de bajo nivel de ruidooLNA y a un oscilador local, forma lo que se llama LNB (Low Noise Block) o

bloque de Bajo nivel de Ruido, que comnmente se denomina Conversor LNB.

LNB = LNA + Up/Down Converter

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

Con esta reduccin de la gama de frecuencias se consigue que la atenuacinofrecida por el cable de bajada desde la antena al receptor sea menor y por

tanto no sea necesario amplificar excesivamente, lo que conllevara undeterioro de la relacin seal/ruido (SNR).

El factor principal para determinar los parmetros de rendimiento y la calidadde la seal en un LNB es la temperatura de ruido, medida en grados Kelvin.

A igualdad de amplificacin, el nivel de calidad de la seal de los LNB dependede este parmetro, a menor temperatura de ruido mayor ser la calidad deseal.

Estos dispositivos tienen una elevada ganancia alrededor de 40 a 60 dB.

La alimentacin del LNB se realiza a travs del propio cable coaxial de sealmediante una tensin de 15 20 V en corriente continua.

h).-El Amplificador de Alta Potencia (HPA, High Power Amplifier)tambinse le conoce como Transmisor o Transceptor (Transceiver) ya que est en laparte Transmisora, existen varias versiones de HPAs, dependiendo de lapotencia radiada y de otros factores. Los hay de estado slido, los SSPA(SolidState Power Amplifier) o SSHPA, los hay analgicos de Tubos de Vaco, losTWTs (Travelling Wave Tube), los KPA (Klystron Power Amplifiers). Los SSPAs

generalmente se usan para potencias bajas, los TWTs y los Klystron se utilizanpara potencias muy altas.

i).- Alimentador o iluminador (feeder)

El alimentador se encarga de recoger las microondasconcentradas en el focode la parbola y pasarlas al elemento siguiente. El alimentador nos permiterecibir todas las polaridades que llegan a la antena, las cuales sern separadasms adelante. Para separar las dos polaridades ms usuales (polarizacinlineal, vertical y horizontal) hay dos tipos de dispositivos, uno para instalacionesde vecinos: ortomodo, y otro para instalaciones unifamiliares: polarrotor


44/107


- 44 -

Polarrotor: permite la recepcin de las dos polaridades utilizando un soloconversor LNB. Su funcionamiento se basa en el giro de 90 de una sondasituada en su interior. Como se pierde los canales de la otra polaridad nopuede utilizarse en instalaciones colectivas.

Ortomodo: permite la recepcin simultnea de seales con polarizacin verticaly horizontal mediante la utilizacin de un repartidor de guas de onda en el queuna de las guas se gira 90. A l se tendr que conectar dos conversores LNB,uno para cadapolarizacin.

k).- Mdem para satlite

Existen dos tipos de mdems para la conexin por satlite, en funcin de laconexin a Internet:

Los mdems unidireccionales (sat-mdem), cuya caracterstica principales que slo pueden recibir datos. Slo cuentan con un canal de entrada,tambin llamado directo o "forward" y son conocidos comoDVB-IP. As,para enviar y recibir datos desde Internet se necesita adems unaconexin terrestre (telefnica, por cable...).

Los mdems bidireccionales (astromdem), capaces de recibir y enviardatos. Adems del canal de entrada, cuentan con un canal de retorno(subida o uplink), va satlite o DVB-RCS (Return Channel via Satellite).No necesita una conexin adicional convencional.

l).-Cable

El cable que conecta la antena con el mdem ha de ser de buenascaractersticas, es decir, poca atenuacin en el margen de frecuenciasutilizado, Cable coaxial: consiste en un cable conductor interno (cilndrico)separado de otro cable conductor externo por anillos aislantes o por un aislantemacizo. Todo esto se recubre por otra capa aislante que es la funda del cable.

Este cable se puede utilizar a ms larga distancia, con velocidades detransmisin superiores, menos interferencias.

Se suele utilizar para transmitir seales analgicas o digitales. Susinconvenientes principales son: atenuacin, ruido trmico, ruido deintermodulacin.

2.3.5.- ORIENTACIN DE LA ANTENA PARABLICALas antenas tienen dos ejes para realizar los movimientos de orientacin:elevacin (o movimiento vertical) y azimut (o movimiento horizontal).Se utilizandos tipos de montura dependiendo de los movimientos que permiten para laorientacin de la antena: azimut-elevacin y ecuatorial-polar.


45/107


- 45 -

a).-Montura azimut-elevacinEste tipo de montura tiene su eje primario vertical, es decir, proporcionamovimiento en direccin horizontal, mismo que llamaremos azimut y su ejesecundario horizontal, el cual proporciona movimiento en direccin vertical, quellamaremos elevacin. Se recomienda utilizar la herramienta necesaria para

hacer girar las tuercas que fijan los movimientos de elevacin o azimut paraevitar deformaciones geomtricas en el plato, debido a que al realizar estosmovimientos desde el borde del plato concentramos la combinacin de fuerzasque proporcionan tanto el peso de la antena como el que ejercemos paraorientarla.

b).- Montura ecuatorial-polarEste tipo de montura agrega un movimiento adicional a los de la monturaazimut-elevacin, a este movimiento se le llama polar; le permite a la antenaseguir a un objeto celeste con slo realizar este movimiento, sin alterar laelevacin y el azimut de la antena, por ello, este tipo de montura se emplea

generalmente en telescopios.

2.3.6.- CONSTRUCCIN DE UNA BASE PARA LA ANTENA PARABLICA

La antena se tiene que montar en una superficie slida y estable, construida deconcreto (pero no de mortero o ladrillo), tambin se puede instalar en pisos yazoteas, si es que no se monta en un mstil metlico sujeto en la tierra concemento. La antena para todos estos casos debe estar en posicin recta,perpendicular a la Tierra para que sta no se mueva. Si el plantel no cuentacon una superficie ptima para instalar la antena habr que construirle unabase para evitar su deterioro.

FIGURA 2.18


46/107


- 46 -

En caso de que el techo o azotea tenga alguna inclinacin, se recomiendahacer una base de concreto de 2.0 m de ancho por 2.0 m de largo por 0.25 mde alto, con el fin de fijar la antena y dejarla perpendicular al plano de la tierra.Con esta base podemos contrarrestar la inclinacin que nos puedaproporcionar el techo.

2.3.7.- INSTALACIN DE ELEMENTOS DE PROTECCIN PARA LAANTENA PARABLICA

Muro de contencin para vientos y objetosFIGURA 2.19

Como se sabe, las rfagas de viento son capaces de mover objetos pesados,incluso pueden desorientar la antena, por lo cual es necesario contar conalguna estructura (muro de contencin) que nos permita protegerla de estasrfagas de viento y desviarlas para que no la afecten directamente.Generalmente se construye un muro alrededor de la antena, el cual se edificara partir de que se determine la direccin frecuente del viento (ste sedeterminar por medio de un estudio anticipado para poder planificar y realizarla construccin). La altura del muro de contencin est dada por la alturamxima de la antena. Este muro debe permitir el libre movimiento de la antenay el fcil acceso a la misma; adems de no obstruir la lnea de vista directahacia el satlite. La manera ms sencilla y econmica de evitar que la antenapierda su orientacin consiste en colocar como mnimo un par de tensores quelogren soportar las rfagas de viento; para colocar stos se necesita: alambregalvanizado calibre 10 o 12 y taquetes de expansin 3/8" o de 1/2. Lostensores deben sujetarse de los tornillos que sostienen a los ptalos y nuncade los orificios con los que cuenta el borde del mismo.


47/107


- 47 -

2.3.8.- FUNCIONAMIENTO DE LA ANTENA PARABLICA

FIGURA 2.20

Una antena es el elemento que se utiliza en la transmisin o recepcin de lasondas electromagnticas. Como dispositivo transmisor, la antena debeconvertir los componentes de tensin y corriente de la seal en camposelctricos y magnticos para que combinados se propaguen a travs delespacio. Inversamente, durante la recepcin, la antena debe interceptar loscampos elctricos y magnticos que constituyen la energa de la sealtransmitida para reconvertirla en los valores de tensin y corriente para suamplificacin y demodulacin. La antena parablica es una antenaunidireccional, est compuesta de un elemento radiador o receptor y de unreflector en forma paraboloide que concentra la energa en un haz.Habitualmente se emplea en forma de reflector, por lo cual recibe el nombre de

antena parablica. Debido a su caracterstica de reflexin se empleageneralmente para la recepcin de seales va satlite. Su principal funcin esconcentrar en el punto focal la mayor cantidad de ondas electromagnticas quese reciben desde los equipos electrnicos ubicados en el satlite, para que estecampo despus sea amplificado a los niveles adecuados y permita su manejoen el sistema de recuperacin de la seal (decodificador).


48/107


- 48 -

2.3.9.- MANTENIMIENTO PREVENTIVO PARA LA ANTENA PARABLICASe debe realizar una revisin peridica de la antena parablica y de losdiferentes accesorios para ampliar el tiempo de vida til de stos. Acontinuacin se describen algunas recomendaciones de mantenimiento

preventivo.

a).- Marcas guas de orientacinAl momento que una antena se fija y orienta al satlite correspondiente, serecomienda a los responsables del equipo de recepcin realicen las marcasindicativas de la posicin de la antena, para asegurarse de que si llegara amoverse, con slo hacer coincidir las marcas, se restablezca la seal.

Marcas de orientacin en azimut

FIGURA 2.21

Para el movimiento de azimut se recomienda marcar en la unin que hacen elmstil de la base y la montura con una lnea que abarque ambos elementos. Enlo que respecta a la elevacin, se recomienda marcarla de igual forma pero sinestropear la cuerda del tornillo de elevacin, ya que si se llega a estropeardicho tornillo ya no podra ajustarse de forma normal y se requerira cambios depiezas.

Marcas en el tornillo de elevacin

FIGURA 2.22


49/107


- 49 -

b).- LimpiezaEs muy importante mantener limpia de polvo, agua u hojas la superficie de laantena, pues de no ser as, la cantidad de energa que se reflejar ya no serla misma. La limpieza tiene que hacerse con un trapo o con un cepillo de

plstico. Cuando se le haga limpieza se debe evitar recargarse en ella para nodesorientarla o deformarla. No debemos permitir que le arrojen objetos, paraevitar el dao a los ptalos que la conforman; y lo ms importante, no moverlahasta estar seguros de cul es la causa por la que no se tiene seal.

c).- Revisin de tornilleraEs necesario verificar que todos los tornillos que sujetan los ptalos de laantena, montura y base se encuentren perfectamente apretados para evitar lasprdidas de seal y conservar el apuntamiento hacia el satlite. Si se llega aencontrar algn tornillo flojo en el plato, se deber ajustar. Si los tornillos seencuentran oxidados o flojos, no nos permitir realizar la reorientacin de la

antena en caso de ser necesario.

FIGURA 2.23

d).- Prevencin de corrosinLa corrosin puede ocasionar muchos problemas para mantener la durabilidadde la antena. Es capaz de inmovilizar todos los tornillos (dependiendo del gradode avance de la misma) o daarlos en forma definitiva. Todo este proceso esfcil de prevenir si se aplican ciertas sustancias que permitan mantener a lostornillos en buenas condiciones de operacin; para ello, se pueden utilizar lassiguientes sustancias aplicndolas directamente a las partes expuestas a lacorrosin. Aceite industrial (empleado en mquinas de coser o automotriz). Aceite de cocina (aceite comestible). Grasa automotriz (negra o amarilla).


50/107


- 50 -

En caso extremo se pueden cubrir los tornillos con un poco de barniz para uas(transparente) el cual sustituye las funciones de los lubricantes antesmencionados.

FIGURA 2.24

E).- Sistema de tierraLa antena debe estar aterrizada para proveer cierta proteccin contra cargas

estticas, descargas elctricas y picos de voltaje, esto permite proteger al LNB,BUC y FEEDER y al decodificador. Para construir el sistema de tierra de laantena parablica, se requiere de un cable desnudo calibre 8 de cobre del cualuna de sus puntas va sujeta a la base de la antena y la otra a una varilla copperwell de 1.5 m de largo y 1/2 o 5/8" de grosor. Esta varilla va enterrada en elpiso a una distancia de 2 m aproximadamente de la construccin del plantel. Esrecomendable que el cable desnudo no est cerca de tuberas de agua, ductoselctricos, ductos gaseosos, entre otros servicios, ya que esto implicara unpeligro. No combine el sistema de tierra de la antena con el sistema desuministro de energa.

2.3.10.- MTODOS DE ACCESO MLTIPLE

Mltiple acceso esta definido como una tcnica donde ms de un par deestaciones terrenas pueden simultneamente usar un transponder del satlite.

La mayora de las aplicaciones de comunicaciones por satlite involucran unnmero grande de estaciones terrenas comunicndose una con la otra a travsde un canal satelital (de voz, datos o vdeo). El concepto de mltiple accesoinvolucra sistemas que hacen posible que mltiples estaciones terrenasinterconecten sus enlaces de comunicaciones a travs de un simple

transponder. Esas portadoras pueden ser moduladas por canales simples omltiples que incluyen seales de voz, datos o vdeo. Existen muchas


51/107


- 51 -

implementaciones especficas de sistemas de mltiple acceso, pero existensolo tres tipos de sistemas fundamentales:

a).-Frecuency-division multiple access (FDMA)

Acceso mltiple por divisin de frecuencias. Este tipo de sistemas canalizan eltranspondedor usando mltiples portadoras, donde a cada portadora le asignaun par de frecuencias. El ancho de banda total utilizado depender del nmerototal de portadoras. Existen dos variantes de esta tcnica: SCPC (SingleChannel Per Carrier) y MCPC (Multiple Channel Per Carrier).

b).- Time-divisin mltiple access (TDMA)

El Acceso mltiple por divisin de tiempo esta caracterizado por el uso deranuras de tiempo asignadas a cada portadora. Existen otras variantes a estemtodo, el ms conocido es DAMA (Demand Access Multiple Access, el cualasigna ranuras de tiempo de acuerdo a la demanda del canal. Una de lasventajas del TDMA con respecto a los otros es que optimiza del ancho debanda.

c).- Code-division multiple access (CDMA)

El Acceso mltiple por divisin de cdigo mejor conocido como SpreadSpectrum (Espectro esparcido) es una tcnica de modulacin que convierten laseal en banda base en una seal modulada con un espectro de ancho debanda que cubre o se esparce sobre una banda de magnitud ms grande quela que normalmente se necesita para transmitir la seal en banda base por smisma. Es una tcnica muy robusta en contra de la interferencia en el espectrocomn de radio y ha sido usado muy ampliamente en aplicaciones militares.Esta tcnica se aplica en comunicaciones va satlite particularmente paratransmisin de datos a bajas velocidades.


52/107


- 52 -

CAPITULO 3

IMPLATACION DEL ENLACE SATELITAL Y PRUEBAS

3.1.-NECESIDADES

Una de las necesidades primordiales es la de incorporar a las dependenciasde la empresa Microinformtica una nueva tecnologa de enlace a Internet yde esta manera mejorar la velocidad de enlace y que la disponibilidad delmismo sea ptimo.

3.2.-PROVEEDOR DEL SERVICIO

Satmex es la empresa mexicana de servicios satelitales para radiodifusin ytelecomunicaciones con presencia en 39 pases de Amrica. Apoya eldesarrollo de las reas rurales con servicios de educacin a distancia ytelefona rural; y proporciona conectividad de alta velocidad a Proveedores deServicios de Internet. Es miembro de la Alianza Global de Loral, ofrece lasventajas de una red mundial satelital con soluciones enfocadas a lasnecesidades de Amrica.

3.2.1.-SERVICIOS DE SATMEX

Satmex ofrece a sus clientes mayor capacidad (ancho de banda) y potencia delsatlite que les permite implementar plataformas de telecomunicacionescapaces de transmitir grandes volmenes de informacin hacia mltiplespuntos dispersos geogrficamente. De esta forma, pueden incluir diversosservicios tales como voz, datos, video, contenido e Internet en una solaplataforma, optimizando el uso del satlite y de su infraestructura terrestre.

Adems tiene la capacidad de ofrecerle un espacio satelital para laimplementacin de redes privadas conforme a las necesidades especficas de

cada usuario. A travs de la tecnologa VSAT se alcanzan puntos geogrficosdistantes a un bajo costo por medio de una sencilla instalacin.

Esta solucin es ideal para empresas corporativas nacionales o internacionalescon requerimiento de comunicacin desde 1 2 enlaces hasta miles de ellos.

Satmex representa tecnolgicamente la solucin ideal para las poblacionesrurales con escasas o nulas probabilidades de contar con otro tipo deinfraestructura. A travs de sus canales, Satmex ofrece la comunicacin detelefona local, de larga distancia nacional e internacional a travs deestaciones terrenas. Este tipo de soluciones requiere instalaciones muy

sencillas y son accesibles desde cualquier parte del mundo.


53/107


- 53 -

FIGURA 3.1

3.2.2.-FLOTA SATELITAL

FIGURA 3.2


54/107


- 54 -

Localizacin espacial de los satlites mexicanos

Solidaridad 2 ocupa la posicin orbital 113.5W

Satmex 5 ocupa la posicin orbital 116.8WSatmex 6 ocupar la posicin orbital 109.2 W

Morelos 2 est en la rbita inclinada 105 W

3.3.- SATLITE DE ENLACE SATMEX 5

3.3.1.- MATERIAL QUE ESTA HECHO LAS CELDAS SOLARES DELSATMEX 5 Y LA ENERGA QUE GENERAR

Tendr 2 alas solares de 14 metros de largo cada una, con celdas fabricadascon Arseniuro de Galio, material que permitir generar una potencia elctricade 14 KW, con una eficiencia del 26%; esto es, que del 100% de luz solar queabsorbern las celdas, el 26% se transformar en energa elctrica. Con elequivalente de esta energa, se podran encender simultneamente 140 focosde 100 Watts, o se generara suficiente energa elctrica para alimentar 17hornos de microondas al mismo tiempo.

3.3.2.-COBERTURA CONTINENTAL DEL SATMEX 5

FIGURA 3.3


55/107


- 55 -

FIGURA 3.4

Satmex 5 es un satlite geoestacionario que proporciona servicios decomunicaciones comerciales como Internet, telefona internacional, televisinanalgica y digital, transmisin de datos y distribucin de contenido multimedia.

Se encuentra ubicado en la rbita 116.8W.

Satmex 5 pertenece a la familia B-601HP de alta potencia y de estabilizacintriaxal. Su diseo lo dota con ms de 7000 watts de potencia para la operacinde la carga til.

Los beneficios que usted obtiene con satmex 5 son:

Cobertura continental en banda C y banda Ku Alta potencia en ambas bandas, ideal para nuevas aplicaciones con

antenas ms pequeas Flexibilidad en la configuracin de redes de usuarios

3.3.3.- INTERFERENCIAS DEL SOL CON LAS ESTACIONES

Las interferencias del Sol con las estaciones terrenas, ocurren cuando el Sol seencuentra en la lnea de vista de las antenas receptoras que estn apuntadashacia el satlite. Debido a que el Sol no es un cuerpo inerte, cuando ste seencuentra detrs del satlite visto desde la estacin terrena, la radiacin queproduce es registrada en las antenas receptoras causando la interferencia.Por lo anterior, es deseable conocer cuando ocurrirn las interferencias de Sol

con las estaciones terrenas. Esto slo sucede en dos pocas del ao centradasalrededor de los equinoccios (21 de Marzo y 21 de Septiembre aprox.). La


56/107


- 56 -

duracin de la interferencia, depende de la longitud del satlite, lascoordenadas de la estacin y las caractersticas del enlace.

FIGURA 3.5

La figura 3.5 muestra la geometra que resulta cuando hay interferencias con elSol. La magnitud del ngulo de interferencia es una funcin del dimetro de laantena y de la frecuencia del enlace de bajada, entre ms grande es eldimetro, el haz de la antena es ms estrecho y viceversa. As, las antenas dehaces estrechos experimentan perodos de interferencia ms cortos que lasantenas de haces anchos. An para una antena con un haz exageradamente

estrecho puede ocurrir una interferencia, el ngulo mnimo de interferencia esel radio angular del Sol cuyo valor es de 0.267 grados.

3.3.4.- MRGENES DE ATENUACIN POR LLUVIA

La lluvia es un fenmeno meteorolgico que afecta las frecuencias que seutilizan en las comunicaciones va satlite. Debido a su longitud de onda labanda Ku es la ms afectada.

Ponemos a su disposicin estos mrgenes para determinar la potencia que serequerir a fin de obtener una seal ptima bajo condiciones de lluvia.


57/107


- 57 -

FIGURA 3.6

FIGURA 3.7


58/107


- 58 -

3.3.5.- CONVERTIDOR DE COORDENADAS GEOGRFICAS A NGULOSDE APUNTAMIENTO

FIGURA 3.8

VENTAJAS

Por su naturaleza, los satlites tienen ventajas naturales sobre otrastecnologas de telecomunicaciones. Algunas de estas ventajas son:

Cobertura en cualquier sitio que se encuentre dentro de la huella satlite

Escalabilidad inmediata

Calidad de comunicacin homognea en toda la red

Instalacin del servicio sencilla y rpida

Enlaces simtricos o asim

Implementacion de Una Vsat

Documents

Transcript of Implementacion de Una Vsat