diseño e implementación de un enlace satelital para el uso de internet

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA DE SISTEMAS Tema:

“DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN ENLACE SATELITAL PARA EL USO DE INTERNET EN LA LOCALIDAD DE HUACHIS”.

Para Obtener el Título de:

INGENIERO DE SISTEMAS PRESENTADO POR EL BACHILLER EN INGENIERÍA DE SISTEMAS:

BAZÁN CENTURIÓN, Wilmer Alberto.

CAJAMARCA PERÚ

2010

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA P.PROFESIONAL: Diseño E Implementación De Un Enlace Satelital Para El Uso De Internet En La Localidad De Huachis

DEDICATORIA:

Dedico este proyecto de tesis a Dios todo poderoso por haberme regalado la vida, a mis padres por haberme enseñado valores y principios, y a todas aquellas personas quienes siempre me apoyan desinteresadamente.

BACH. BAZÁN CENTURIÓN, Wilmer Alberto

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AGRADECIMIENTO:

Agradezco al Ing. Carlos Koo Labrín, asesor del proyecto profesional, quién en forma desinteresada dedico su valioso tiempo para guiarme y ver concluido el presente proyecto profesional de tesis. A todos los docentes de la Facultad de Ingeniería, quienes me impartieron sus experiencias y/o conocimientos, en el transcurso de mi formación profesional. A todas las personas que contribuyeron de una u otra forma en el desarrollo del presente proyecto profesional de tesis.


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“DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN ENLACE

SATELITAL PARA EL USO DE INTERNET EN LA LOCALIDAD DE HUACHIS”

BAZÁN CENTURIÓN, Wilmer Alberto:

Bachiller egresado de la Escuela Académico Profesional de Ingeniería de Sistemas de la Universidad Nacional de Cajamarca. Teléfonos:

cel:

976735981.

RPM:

#070560

Email:

[email protected],

[email protected].


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ÍNDICE DE CONTENIDOS Pág. DEDICATORIA ........................................................................................................ 001 AGRADECIMIENTO ............................................................................................... 002 ÍNDICE DE CONTENIDOS ..................................................................................... 004 ÍNDICE DE FIGURAS ............................................................................................. 009 ÍNDICE DE TABLAS ............................................................................................... 013 RESUMEN ................................................................................................................ 014 INTRODUCCIÓN ..................................................................................................... 015 CAPÍTULO 1: CARACTERÍSTICAS GENERALES ........................................ 016 1.1. Características locales ................................................................................. 016 1.1.1. Ubicación ......................................................................................... 016 1.1.2. Altitud .............................................................................................. 016 1.1.3. Clima ............................................................................................... 016 1.1.4. Población ......................................................................................... 017 1.2. Antecedentes ............................................................................................... 017 1.3. Alcances ..................................................................................................... 017 1.4. Situación problemática ............................................................................... 017 1.5. Objetivos .................................................................................................... 018 1.5.1. Objetivo general .............................................................................. 018 1.5.2. Objetivos específicos ....................................................................... 018 1.6. Justificación ................................................................................................ 019 1.7. Planteamiento de hipótesis ......................................................................... 019 CAPÍTULO 2: REVISIÓN DE LITERATURA ................................................... 020 2.1 Antecedentes ............................................................................................... 020 2.2 Bases conceptuales ...................................................................................... 021


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2.2.1. Parámetros involucrados en un enlace satelital ............................... 021 2.2.1.1. Características de un enlace............................................... 021 2.2.1.2. Características de la transmisión ....................................... 024 2.2.1.3. Modelo de enlace al sistema satelital ................................ 026 2.2.1.4. Técnicas de modulación digital ......................................... 029 2.2.1.5. Capacidad del canal de comunicación ............................... 036 2.2.1.6. Entropía ............................................................................. 037 2.2.1.7. Códigos de línea de banda base ......................................... 038 2.2.1.8. Sistema de compresión ...................................................... 041 2.2.1.9. Espectro de ondas electromagnéticas ................................ 042 2.2.1.10. Representación del espectro .............................................. 043 2.2.1.11. Procesos aleatorios ............................................................ 048 2.2.1.12. Características de un enlace satelital ................................. 055 2.2.1.13. Modo de acceso al satélite ................................................. 058 2.2.1.14. Tipo de enlaces en un enlace satelital................................ 063 2.2.1.15. Casos de éxitos de enlaces satelitales ................................ 066 2.2.1.16. Problemas para implementar un enlace satelital ............... 066 2.2.1.17. Análisis de presupuesto en un enlace satelital ................... 066 2.2.2. Diseño lógico de un enlace satelital ................................................ 068 2.2.2.1. Diseño lógico de una estación terrena ............................... 068 2.2.2.2. Diseño lógico de la red ...................................................... 115 2.2.3. Diseño físico de un enlace satelital.................................................. 125 2.2.3.1. Selección de dispositivos y/o tecnología a usar ................ 125 2.2.4. Implementación y prueba de un enlace satelital .............................. 129 2.2.4.1. Implementación de un enlace satelital ............................... 129 2.2.4.2. Prueba de un enlace satelital ............................................. 134


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2.2.5. Monitoreo y evaluación de un enlace satelital................................. 135 2.2.6. Servicios usados en un enlace satelital ............................................ 135 2.2.6.1. Telefonía satelital .............................................................. 135 2.2.6.2. Televisión satelital ............................................................. 136 2.2.6.3. Telefonía VoIP .................................................................. 137 2.2.6.4. Video conferencias ............................................................ 138 2.3. Teorías ....................................................................................................... 139 2.3.2. Teoría general de sistemas ............................................................ 139 2.3.3. Teoría de información ................................................................... 139 2.3.4. Teoría de la comunicación ............................................................ 139 CAPÍTULO 3: METODOLOGÍA ......................................................................... 140 3.1. Para el objetivo Nº 1 ................................................................................. 140 3.1.1. Metodología .................................................................................. 140 3.1.2. Técnicas ......................................................................................... 141 3.1.3. Instrumentos .................................................................................. 142 3.1.4. Medios ........................................................................................... 143 3.2. Para el objetivo Nº 2 ................................................................................. 144 3.2.1. Metodología .................................................................................. 144 3.2.2. Técnicas ......................................................................................... 145 3.2.3. Instrumentos .................................................................................. 146 3.2.4. Medios ........................................................................................... 148 3.3. Para el objetivo Nº 3 ................................................................................. 149 3.3.1. Metodología .................................................................................. 149 3.3.2. Técnicas ......................................................................................... 149 3.3.3. Instrumentos .................................................................................. 151 3.3.4. Medios ........................................................................................... 152


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3.4. Para el objetivo Nº 4 ................................................................................. 154 3.4.1. Metodología .................................................................................. 154 3.4.2. Técnicas ......................................................................................... 154 3.4.3. Instrumentos .................................................................................. 156 3.4.4. Medios ........................................................................................... 158 3.5. Para el objetivo Nº 5 ................................................................................. 159 3.5.1. Metodología .................................................................................. 159 3.5.2. Técnicas ......................................................................................... 159 3.5.3. Instrumentos .................................................................................. 160 3.5.4. Medios ........................................................................................... 162 3.6. Para el objetivo Nº 6 ................................................................................. 163 3.6.1. Metodología .................................................................................. 163 3.6.2. Técnicas ......................................................................................... 163 3.6.3. Instrumentos .................................................................................. 164 3.6.4. Medios ........................................................................................... 164 CAPÍTULO 4: RESULTADOS.............................................................................. 166 4.1. Para el objetivo Nº 1 ................................................................................ 166 4.2. Para el objetivo Nº 2 ................................................................................. 167 4.3. Para el objetivo Nº 3 ................................................................................. 186 4.4. Para el objetivo Nº 4 ................................................................................. 193 4.5. Para el objetivo Nº 5 ................................................................................. 204 4.6. Para el objetivo Nº 6 ................................................................................. 205 CAPÍTULO 5: RECURSOS NECESARIOS ........................................................ 206 5.1. Recursos humanos..................................................................................... 206 5.2. Recursos materiales................................................................................... 206 5.3. Recurso de servicios.................................................................................. 207


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CAPÍTULO 6: COSTOS ESTIMADOS................................................................ 208 6.1. Costo para materiales .................................................................................. 208 6.2. Costo para recursos humanos ...................................................................... 209 6.3. Costos para servicios ................................................................................... 209 6.4. Costos totales ............................................................................................... 209 6.5. Financiamiento ............................................................................................ 209 CONCLUSIONES ................................................................................................... 210 RECOMENDACIONES ......................................................................................... 211 GLOSARIO .............................................................................................................. 212 BIBLIOGRAFÍA ..................................................................................................... 220 ANEXOS................................................................................................................... 222


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ÍNDICE DE FIGURAS Pág. Figura 1: Localidad de Huachis ................................................................................. 016 Figura 2: Satélites AOR, POR y IOR ........................................................................ 020 Figura 3: Distancia entre satélite y tierra ................................................................... 021 Figura 4: Posición y movimiento de un satélite geoestacionario .............................. 022 Figura 5: Órbitas básicas de un satélite ..................................................................... 023 Figura 6: Comunicación vía satélite .......................................................................... 024 Figura 7: Comunicación por microondas .................................................................. 026 Figura 8: Modelo de subida del satélite ..................................................................... 027 Figura 9: Transponder del satélite ............................................................................. 028 Figura 10: Modelo de bajada del satélite ................................................................... 029 Figura 11: Modulador ASK ....................................................................................... 030 Figura 12: Fase de salida para una forma de onda BSK ............................................ 031 Figura 13: Transmisor de FSK .................................................................................. 033 Figura 14: Portadora con modulación QPSK ............................................................ 034 Figura 15: Ejemplo de constelaciones QAM ............................................................. 035 Figura 16: Señal MSK ............................................................................................... 035 Figura 17: MSK en fase discontinua ......................................................................... 036 Figura 18: Comunicación en un canal ....................................................................... 036 Figura 19: Código bipolar RZ ................................................................................... 040 Figura 20: Código Manchester NRZ ......................................................................... 041 Figura 21: Código unipolar NRZ............................................................................... 041 Figura 22: Espectro electromagnético ....................................................................... 043 Figura 23: Función rampa unitario ............................................................................ 046 Figura 24: Función escalón unitario .......................................................................... 046


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Figura 25: Función signo ........................................................................................... 047 Figura 26: Función impulso unitario delta dirac ....................................................... 047 Figura 27: Señal de potencia ..................................................................................... 048 Figura 28: Señal truncada .......................................................................................... 048 Figura 29: Cobertura de Satmex5 ............................................................................. 056 Figura 30: Enlace de subida con FDMA ................................................................... 059 Figura 31: Enlace de bajada con FDMA ................................................................... 060 Figura 32: Enlace de subida con TDMA ................................................................... 061 Figura 33: Enlace de bajada con TDMA ................................................................... 061 Figura 34: Comparación entre DFMA, TDMA, CDMA ........................................... 063 Figura 35: Enlace unidireccional ............................................................................... 064 Figura 36: Enlace bidireccional ................................................................................. 065 Figura 37: Instalación en el usuario para el enlace bidireccional .............................. 065 Figura 38: Dispositivos de una estación terrena ........................................................ 070 Figura 39: Tipos de estaciones terrenas ..................................................................... 073 Figura 40: Antena alimentación frontal ..................................................................... 074 Figura 41: Antena de alimentación descentrada ........................................................ 075 Figura 42: Antena de Cassegrain ............................................................................... 076 Figura 43 Antena de alimentación gregoriana ........................................................... 077 Figura 44: Polarización vertical y horizontal ............................................................ 079 Figura 45: Posición de la antena parabólica .............................................................. 081 Figura 46: Ángulo de elevación................................................................................. 082 Figura 47: Azimut ...................................................................................................... 083 Figura 48: Rango de un satélite ................................................................................. 084 Figura 49: Atenuación en dirección al cenit .............................................................. 086 Figura 50: Representación parcial para la atenuación de lluvia ................................ 087


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Figura 51: Regiones de lluvia en América ................................................................ 091 Figura 52: Rotación de Faraday................................................................................. 092 Figura 53: Elipsoide de Fresnel ................................................................................. 098 Figura 54: Situación típica de las antenas de transmisión y recepción ..................... 102 Figura 55: Topología de bus ...................................................................................... 120 Figura 56: Topología de anillo .................................................................................. 121 Figura 57: Topología en estrella ................................................................................ 122 Figura 58: Topología en árbol ................................................................................... 122 Figura 59: Topología en malla completa ................................................................... 123 Figura 60: Topología mixta ....................................................................................... 123 Figura 61: Estrategias en el diseño de red ................................................................. 124 Figura 62: Arquitectura de la red ............................................................................... 133 Figura 63: Arquitectura del enlace satelital ............................................................... 134 Figura 64: Telefonía rural .......................................................................................... 136 Figura 65: Televisión satelital ................................................................................... 137 Figura 66: Arquitectura VoIP .................................................................................... 138 Figura 67: Sistema básico de videoconferencias ....................................................... 138 Figura 68: Sistema de red VSAT propuesto .............................................................. 168 Figura 69: Detalle órbita geoestacionaria .................................................................. 170 Figura 70: Cobertura Satmex 5 banda Ku ................................................................. 171 Figura 71: Cobertura Satmex 5 Banda C ................................................................... 171 Figura 72: Satmex 5................................................................................................... 172 Figura 73: Configuración del enlace satelital ............................................................ 172 Figura 74: Transmisor Hughes Anubis ...................................................................... 175 Figura 75: Conector F6 .............................................................................................. 175 Figura 76: Mástil empotrado en pared ....................................................................... 187


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Figura 77: Antena parabólica más accesorios ........................................................... 188 Figura 78: Fijación de antena al mástil ...................................................................... 188 Figura 79: Transmisor y recepción (transmisor Anubis) ........................................... 190 Figura 80: Transmisión y recepción (rauter satelital) ............................................... 190 Figura 81: Armado de conectores F6 ........................................................................ 190 Figura 82: Antena mirando al horizonte .................................................................... 191 Figura 83: Polarización .............................................................................................. 191 Figura 84: Azimut ...................................................................................................... 192 Figura 85: Ángulo de elevación................................................................................. 192 Figura 86: Propuesta de arquitectura del enlace satelital .......................................... 192 Figura 87: Broadban satélite ...................................................................................... 194 Figura 88: Configuración de parámetros de la estación ............................................ 195 Figura 89: Configuración de IP para el enlace satelital ............................................. 196 Figura 90: Logueo con el servidor ............................................................................. 201 Figura 91: Explorador de windows de PC usuario .................................................... 202 Figura 92: Explorador windows del servidor ............................................................ 202 Figura 93: Intercambio de archivos ........................................................................... 203 Figura 94: Página del MTC ....................................................................................... 203 Figura 95: Página de OSIPTEL ................................................................................. 203 Figura 96: Página del MEF ........................................................................................ 203 Figura 97: Página de TELEVIAS ANDINAS ........................................................... 203


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ÍNDICE DE TABLAS Pág. Tabla 1: Ventajas y desventajas de las bandas Ku y C .............................................. 058 Tabla 2: Ventajas y desventajas de las antenas ......................................................... 077 Tabla 3: Azimut con respecto al rumbo..................................................................... 084 Tabla 4: Coeficientes específicos de la atenuación ................................................... 090 Tabla 5: Regiones de lluvia en américa ..................................................................... 091 Tabla 6: Fuentes de ruido .......................................................................................... 104 Tabla 7: Temperatura de ruido de algunas antenas típicas ........................................ 110 Tabla 8: Comparación de proveedores de enlaces satelitales .................................... 170 Tabla 9: Especificaciones de Satmex 5 ..................................................................... 171 Tabla 10: Datos generales del enlace satelital ........................................................... 175 Tabla 11: Costo de materiales ................................................................................... 208 Tabla 12: Costo de recursos humanos ....................................................................... 209 Tabla 13: Costo de servicios ...................................................................................... 209 Tabla 14: Costos totales ............................................................................................. 209


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RESUMEN: El Campo experimental se encuentra ubicado en el distrito de Huachis, provincia de Huari, en la Región Ancash (80 km. Del distrito de Huari). Huachis enclavada en la margen izquierda del río Marañón (Pushca), se encuentra a 3250 m.s.n.m. Es una zona de difícil acceso, con movilidad un poco escasa y con un buen canon minero debido a la cercanía de una empresa minera (Antamina). Por esta razón se planteó el presente proyecto profesional. Siendo la Tecnología Satelital nueva y de muy alto coste, el presente proyecto se desarrolló por intermedio de un convenio que realizó el MTC con Televias Andina S.A.C. y la localidad en estudio, para subsidiar dicho coste.


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INTRODUCCIÓN: Debido a la importancia que los medios de comunicación están tomando dentro de la vida de las personas, es trascendental encontrar alternativas que nos permitan contar con dicho medio en cualquier situación, de tal forma que el sistema vía satélite vino a renovar todo este concepto de comunicación al facilitar la transmisión de señales desde cualquier punto del mundo y tener una recepción de mejor calidad, con mayor cobertura y con menor tiempo de espera entre lo que se envía y lo que se recibe. De tal forma que el boom de la internet se está globalizando cada vez más, incrementado su demanda, surgiendo una nueva necesidad, que es el estar en comunicación con el resto del mundo, así como el de ampliar sus horizontes socio-culturales por parte de empresas e instituciones como el de la población misma; más aún siendo estas ubicadas en sitios de difícil acceso. Es por eso que el estudio del presente proyecto se plantea, siendo de suma importancia, ya que se pretende dar un enlace satelital para el uso de internet a la localidad en estudio, para ser aprovechado por empresas e instituciones como el de la población de dicha localidad, que ya cuentan con esta necesidad.


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CAPÍTULO 1. CARACTERÍSTICAS GENERALES 1.1. Características locales 1.1.1. Ubicación: El Campo experimental se encuentra ubicado en el distrito de

Huachis,

provincia de Huari, en la Región Ancash. El acceso al distrito de Huachis es en carretera asfaltada y culminada en carretera afirmada, siendo ésta en proyecto de ampliación; a aproximadamente una hora y media de la provincia de Huari, y cinco horas de Huaraz.

Figura 1: Localidad de Huachis 1.1.2. Altitud: La altitud en que se encuentra el campo experimental es de 3250 m.s.n.m. 1.1.3. Clima: El clima es variado, con una temperatura promedio de día de 15ºC, y de noche hasta 5ºC, presentando épocas de lluvia durante los meses de enero a marzo, el resto de meses sol todo el tiempo. Las precipitaciones que se observan oscilan entre 700 mm. y 750 mm. (mar menor).


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1.1.4. Población: La población actualmente es de aproximadamente de 3826 habitantes con un promedio de 525 viviendas las cuales son de adobe y de piedra con techos de calamina y teja artesanal, y la gran mayoría de paredes están construidas de tapial (censo 2007). 1.2. Antecedentes Se tiene la siguiente información: Difícil el acceso al uso del internet, ya que la carretera para llegar a la zona en estudio se encuentra en construcción y sólo hay pase por horas. La mayoría de la población no cuenta con los recursos necesarios para tener acceso a internet constantemente, debido a la lejanía del punto de enlace a internet más cercano (80 km. de distancia). Apoyo de la empresa minera Antamina en la zona en estudio como responsabilidad social. 1.3. Alcances: Solución al problema de enlace a internet. Brindar al usuario final del internet un servicio de calidad, y a un coste razonable. El desarrollo socio-cultural de la zona. 1.4. Situación problemática: Hoy es un hecho que muchas comunidades, empresas e instituciones ven el uso del internet como una necesidad primaria, ya que necesitan estar enterados de lo que sucede a su alrededor, para poder distinguirse de las demás y lograr un mejor nivel competitivo, además de aumentar el nivel socio-cultural de cada uno de sus miembros; para así lograr un optimo desarrollo de dichas empresas e instituciones como el de su comunidad.


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En el Perú muchas comunidades, empresas e instituciones no cuentan con el servicio de internet, y esto es más debido a la falta de cultura organizacional que se pose, y además de no percibir el uso de internet como una necesidad, mermando así el desarrollo de dichas empresas e instituciones, como el de las comunidades. En el distrito de Huachis la mayoría de empresas e instituciones no perciben el uso de internet como una necesidad, ya que su realidad no lo demanda, cayendo así en el conformismo. 1.5. Objetivos: 1.5.1. Objetivo general: Lograr un adecuado diseño e implementación de un enlace satelital para proveer el servicio de internet en la localidad de Huachis. 1.5.2. Objetivos específicos: Determinar los parámetros involucrados en un enlace satelital. Diseñar el enlace adecuado para el acceso satelital, para proveer el servicio de internet en la localidad de Huachis. Implementar el enlace satelital para proveer el servicio de internet en la localidad de Huachis. Monitorear y evaluar la calidad del enlace satelital. Capacitar a la población en el uso de nuevas tecnologías. Proponer la implementación de nuevos servicios utilizando el enlace satelital.


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1.6. Justificación El distrito de Huachis se encuentra en una etapa de crecimiento, debido a la cercanía de una empresa minera en la zona “ANTAMINA”, quien actualmente está en la realización de algunos proyectos que contribuirán en el desarrollo de dicho pueblo, como por ejemplo el arreglo de la vía principal para tener acceso a otros pueblos. Los pobladores que requieren del servicio de internet actualmente tienen que recorrer cerca de dos horas y media de camino para llegar al distrito más cercano, para así gozar de dicho servicio; resultando de esta manera un alto costo para los pobladores de la zona; por lo que un acceso satelital para el uso de internet sería de gran beneficio, ya que aumentaría el nivel sociocultural, lo que contribuiría en el desarrollo y generación de nuevas oportunidades en la población. 1.7. Planteamiento de hipótesis. Con el diseño e implementación de un enlace satelital para el uso de internet en la localidad de Huachis se logrará aumentar el nivel sociocultural de la zona, y por ende mayores oportunidades para la comunidad.


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CAPÍTULO 2. REVISIÓN DE LITERATURA 2.1. Antecedentes. La concepción de satélite como un sistema de comunicación con cubrimiento mundial, llevo a varios hombres a formular las primeras iniciativas sobre este tipo de tecnología. Estas concepciones de la mano de Arthur Clark y otros hombres llevaron a pensar que un punto donde la gravedad es cero, con ello lograr poner en órbita satélites geoestacionarios que cubrieran toda la tierra. En principio se pensó en la siguiente disposición para cubrir la tierra.

Figura 2: Satélites AOR, POR y IOR AOR: Región del océano Atlántico; POR: Región del océano Pacífico; IOR: Región océano Índico. Fue así que el primer satélite activo que se puso en órbita fue el Courier, de propiedad estadounidense (lanzado en 1960), equipado con un paquete de comunicaciones o repetidor que recibía las señales de la Tierra, las traducía a frecuencias determinadas, las amplificaba y después las retransmitía al punto emisor. En 1963, en Estados Unidos de América se fundó la primera compañía dedicada a telecomunicaciones por satélite (COMSAT). También, en ese mismo año la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT), durante una conferencia sobre radiocomunicaciones, expidió las primeras normas en materia de telecomunicaciones por satélite. BACH. BAZÁN CENTURIÓN, Wilmer Alberto

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En agosto de 1964 se formó el consorcio internacional Intelsat, encargado de administrar una nueva serie de satélites geoestacionarios disponibles para todo el mundo, el primero de sus satélites fue el Early Bird o Intelsat-1. En la actualidad, existen alrededor de 200 de esta clase, en su mayoría geoestacionarios, conectando lugares de todo el mundo y que, además de servir para la telecomunicación internacional, se emplean para servicios como televisión y observación meteorológica, internet, entre otras aplicaciones. 2.2. Bases conceptuales. 2.2.1. Parámetros involucrados en un enlace satelital. 2.2.1.1. Características de un satélite Los satélites se disponen una distancia con respecto de la Tierra de 42164,2 km, esta distancia se le llama Radio orbital, siendo igual a la suma de otras dos distancias que son: el rango de inclinación (Slant Range) con una distancia de 35788,5 km y el Radio ecuatorial con una distancia de 6378,4 km y donde el punto subsatelital (definido como la intersección de la recta que une el centro de la tierra).

Figura 3: Distancia entre satélite y tierra


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Los movimientos de un satélite están determinados por tres tipos de giros que están sobre si: Pitch: Es la rotación alrededor del eje lateral o transversal. Roll: Es la rotación alrededor del eje longitudinal. Yaw: Es la rotación sobre el eje normal.

Figura 4: Posición y movimiento de un satélite geoestacionario Además de estos tres movimientos el satélite también se pueden mover en tres orbitas básicas: Órbita circular: Ésta es la única órbita que puede proporcionar cobertura global completa por un satélite, pero requiere un número de órbitas para hacerlo. En el campo de las comunicaciones donde la transferencia instantánea de la información es requerida, la cobertura global completa se podría alcanzar con una serie de satélites, donde cada satélite se separa en tiempo y ángulo de su órbita. Sin embargo, debido

al

costo

económico,

las

desventajas

técnicas,

y

operacionales, la cobertura global no se utilizan para las BACH. BAZÁN CENTURIÓN, Wilmer Alberto

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telecomunicaciones, aunque favorece algunos sistemas de satélite meteorológico, navegación y recursos en tierra. Órbita elíptica inclinada: Una órbita de este tipo tiene características únicas que han sido utilizadas con éxito por los sistemas de satélite de algunas comunicaciones, notablemente un sistema doméstico soviético. Para este sistema, la órbita elíptica tiene un ángulo de la inclinación de 63° y de un período de la órbita de 12 horas. Por diseño, el satélite se hace para ser visible para ocho de sus períodos de la órbita y reducir al mínimo el problema del handover mientras que proporciona la cobertura substancial de la superficie de la tierra. Usando tres satélites, la cobertura convenientemente puesta en fase, provee una cobertura sobre la región polar que otras orbitas no podrían alcanzar. Órbita Geoestacionaria (Ecuatorial): Un satélite en una órbita circular de 35.800 kilómetros tiene un período de 24 horas, y por lo tanto aparece inmóvil sobre un punto fijo en la superficie de la tierra. Esta órbita se conoce como la órbita geoestacionaria. El satélite es visible a partir de una mitad de la superficie de la tierra, hasta el círculo Polar Ártico.

Figura 5: Orbitas básicas de un satélite BACH. BAZÁN CENTURIÓN, Wilmer Alberto

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2.2.1.2. Características de la transmisión Comunicación Satelital Básicamente, los enlaces satelitales son iguales a los de microondas excepto que uno de los extremos de la conexión se encuentra en el espacio, un factor limitante para la comunicación de microondas es que tiene que existir una línea recta entre los dos puntos pero como la tierra es esférica esta línea se ve limitada en tamaño entonces, colocando sea el receptor o el transmisor en el espacio se cubre un área más grande de superficie. El siguiente gráfico muestra un diagrama sencillo de un enlace vía satélite, nótese que los términos UPLINK y DOWNLINK aparecen en la figura, el primero se refiere al enlace de la tierra al satélite y la segunda del satélite a la tierra.

Figura 6: Comunicación vía satélite Las comunicaciones vía satélite poseen numerosas ventajas sobre las comunicaciones terrestres, la siguiente es una lista de algunas de estas ventajas: El costo de un satélite es independiente a la distancia que vaya a cubrir.


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La comunicación entre dos estaciones terrestres no necesita de un gran número de repetidoras puesto que solo se utiliza un satélite. Las poblaciones pueden ser cubiertas con una sola señal de satélite, sin tener que preocuparse en gran medida del problema de los obstáculos. Grandes cantidades de ancho de bandas están disponibles en los circuitos satelitales generando mayores velocidades en la transmisión de voz, data y vídeo sin hacer uso de un costoso enlace telefónico. Estas ventajas poseen sus contrapartes, alguna de ellas son: El retardo entre el UPLINK y el DOWNLINK está alrededor de un cuarto de segundo, o de medio segundo para una señal de eco. La absorción por la lluvia es proporcional a la frecuencia de la onda. Conexiones satelitales multiplexadas imponen un retardo que afectan las comunicaciones de voz, por lo cual son generalmente evitadas. Microondas en comunicación satelital El satélite puede emplearse como un receptor activo en microondas,

retransmitiendo

la

señal

que

recibe,

bien

instantáneamente o tras un almacenaje hasta que el este próximo a la estación receptora. En este último caso la capacidad del canal queda limitada. Con el satélite en una órbita próxima es decir, inferior a 8000 kilómetros, la pérdida de transmisión es moderada, pero las


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estaciones terrestres deben tener antenas capaces de explotar casi de horizonte a horizonte. Si el satélite se sitúa en una órbita ecuatorial de veinticuatro horas parecerá como si tuviera fijo sobre algún punto del ecuador, darían una cobertura mundial. Con el satélite fijo en su posición respecto a la tierra y estabilizado en su orientación pueden emplearse antenas grandes y relativamente económicas para las estaciones terrestres, pudiéndose emplear en el satélite una antena con una directividad modesta. Como el satélite no debe cargar grandes masas, la potencia de su transmisor es reducida y su antena es relativamente pequeña. Sus ondas deben atravesar la ionosfera terrestre, de ahí el uso de microondas para conseguir altísimas ganancias en las antenas terrestres

son

parabólicas

de

grandes

dimensiones,

aproximadamente igual a 30 m de diámetro con ganancia de 60 dB en 2 GHz

Figura 7: Comunicación por microondas 2.2.1.3. Modelo de enlace al sistema satelital Esencialmente, un sistema satelital consiste de tres secciones básicas: una subida, un transponder satelital y una bajada.


26


Modelo de subida El principal componente dentro de la sección de subida, de un sistema satelital, es el transmisor de la estación terrena. Un típico transmisor de la estación terrena consiste de un modulador de de frecuencia intermedia (IF), un convertidor de microondas de IF a RF, un amplificador de alta potencia (HPA) y algún medio para limitar la banda del espectro de salida (un filtro pasa-banda de salida). El modulador de IF convierte las señales de banda base de entrada a una frecuencia intermedia modulada e FM, en transmisión de desplazamiento de fase (PSK) o en modulación de frecuencia en cuadrantura (QAM). El convertidor (mezclador y filtro pasa-banda) convierte la IF a una frecuencia de portadora de RF apropiada. El amplificador de alta potencia (HPA), proporciona una sensibilidad de entrada adecuada y potencia de salida para propagar la señal al transponder del satélite. Los HPA comúnmente usados son klystons y tubos de onda progresiva.

Figura 8: Modelo de subida del satélite

Transponder Un típico transponer satelital consta de un dispositivo para limitar la banda de entrada (BPF), un amplificador de bajo ruido de entrada(LNA), un translador de frecuencia, un amplificador de potencia de bajo nivel y un filtro pasa-bandas de salida.


27


El transponder es un repetidor de RF a RF. Otras configuraciones de transponder son los repetidores de IF, y de banda base, semejantes a los utilizados en los repetidores de microondas. El BPF de entrada limita el ruido total aplicado a la entrada del LNA (un dispositivo normalmente utilizado como LNA, es un diodo túnel). La salida del LNA alimenta un translador de frecuencia (un oscilador de desplazamiento y un BPF), que se encarga de convertir la frecuencia de subida de banda alta a una frecuencia de bajada de banda baja. El amplificador de potencia de bajo nivel, que es comúnmente un tubo de ondas progresivas (TWT), amplifica la señal de RF para su posterior transmisión por medio de la bajada a los receptores de la estación terrena. También pueden utilizarse amplificadores de estado sólido (SSP), los cuales en la actualidad, permiten obtener un mejor nivel de linealidad que los TWT. La potencia que pueden generar los SSP, tiene un máximo de alrededor de los 50 Watts, mientras que los TWT pueden alcanzar potencias del orden de los 200 Watts.

Convertidor transponter

Figura 9: Transponder del satélite


28


Modelo de bajada Un receptor de estación terrena incluye un BPF de entrada, un LNA y un convertidor de RF a IF. El BPF limita la potencia del ruido de entrada al LNA. El LNA es un dispositivo altamente sensible, con poco ruido, tal como un amplificador de diodo túnel o un amplificador paramétrico. El convertidor de RF a IF es una combinación de filtro mezclador/pasa-bandas que convierte la señal de RF a una frecuencia de IF. Convertidor descendente

Del transponder del satélite

Figura 10: Modelo de bajada del satélite

2.2.1.4. Técnicas de modulación digital Las técnicas más usadas en la transmisión de información son las siguientes: Transmisión por desplazamiento de amplitud (ASK, amplitude shift keying), también llamada de encendido-apagado (OOK, on-off keying). Consiste en cambiar la amplitud de la sinusoide entre dos valores posibles; si uno de los valores es cero se le llama OOK (On-Off keying). La aplicación más popular de ASK son las transmisiones con fibra óptica ya que es muy fácil "prender" y "apagar" el haz de luz; además la fibra soporta las desventajas de los métodos de modulación de amplitud ya que posee poca atenuación. Otra aplicación es el cable transoceánico.


29


El modulador es un simple multiplicador de los datos binarios por la portadora. A continuación se ilustra un ejemplo de un mensaje en banda base y el resultado de modular en ASK (OOK).

Figura 11: modulador ASK ASK puede ser definido como un sistema banda base con una señal para el "1" igual a s1(t) y una señal para el cero igual a s0(t) = 0.

Transmisión por desplazamiento de fase binaria (BPSK, binary phase shift keying). Con la transmisión por desplazamiento de fase binaria (BPSK), son posibles dos fases de salida para una sola frecuencia de portadora. Una fase de salida representa un 1 lógico y la otra un 0 lógico. Conforme la señal digital de entrada cambia de estado, la fase de la portadora de salida se desplaza entre dos ángulos que están 180° fuera de fase. El BPSK es una forma de modulación de onda cuadrada de portadora suprimida de una señal de onda continua. Para BPSK, la razón de cambio de salida, es igual a la razón de cambio de entrada, y el ancho de banda de salida, más amplio, ocurre cuando los datos binarios de entrada son una secuencia BACH. BAZÁN CENTURIÓN, Wilmer Alberto

30


alterativa l/0. La frecuencia fundamental (fa) de una secuencia alterativa de bits 1/0 es igual a la mitad de la razón de bit (fb/2). Matemáticamente, la fase de salida de un modulador de BPSK es: (Salida) = (frecuencia fundamental de la señal modulante binaria) x (portadora no modulada) = (sen wat) x (sen wct) = ½cos( wc – wa) – ½cos( wc + wa). En consecuencia, el mínimo ancho de banda de Nyquist de doble lado (fN) es 2 pfN = ( wc + wa) – ( wc – wa) = 2 wa y como f a = f b/2, se tiene f N = 2 wa / 2p = 2fa = f b. El espectro de salida de un modulador de BPSK es, sólo una señal de doble banda lateral con portadora suprimida, donde las frecuencias laterales superiores e inferiores están separadas de la frecuencia de la portadora por un valor igual a la mitad de la razón de bit. En consecuencia, el mínimo ancho de banda (f N) requerido, para permitir el peor caso de la señal de salida del BPSK es igual a la razón de bit de entrada.

Figura 12: Fase de salida para una forma de onda BSK


31


Transmisión

por

desplazamiento

de

frecuencia

(FSK,

frequency shift keying). Consiste en desplazar la frecuencia de una portadora senoidal desde una frecuencia de marca (correspondiente al envío de un 1 binario) hasta una frecuencia de espacio (correspondiente al envío de un 0 binario) de acuerdo con la señal de banda base digital. Es idéntica a modular una portadora de FM con una señal digital binaria. La expresión general para una señal FSK binaria es v(t) = Vc cos [ ( w c + vm(t) D w / 2 )t ] Donde: v(t) = forma de onda FSK binaria Vc = amplitud pico de la portadora no modulada wc = frecuencia de la portadora en radianes vm(t) = señal modulante digital binaria Dw = cambio en frecuencia de salida en radianes La salida de un modulador de FSK binario, es una función escalón en el dominio del tiempo. Conforme cambia la señal de entrada binaria de 0 lógico a 1 lógico, y viceversa, la salida del FSK se desplaza entre dos frecuencias: una frecuencia de marca o de 1 lógico y una frecuencia de espacio o de 0 lógico. Con el FSK binario, hay un cambio en la frecuencia de salida, cada vez que la condición lógica de la señal de entrada binaria cambia.


32

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA P.PROFESIONAL: Diseño E Implementación De Un Enlace Satelital Para El Uso De Internet En La Localidad De Huachis Entrada binaria

0

1

0

1

0

1

0

1

0

1

0

fe

fm

fe

fm

fe

fm

fe

fm

fe

fm

fe

Salida analógica

fe: frecuencia de espectro, fm: frecuencia de marca

Figura 13: Transmisor de FSK Transmisión por desplazamiento de fase en cuadratura (QPSK) y transmisión por desplazamiento de fase M-ario (M-PSK) La transmisión por desplazamiento de fase cuaternaria (QPSK) o, en cuadratura PSK, como a veces se le llama, es otra forma de modulación digital de modulación angular de amplitud constante. La QPSK es una técnica de codificación M-ario, en donde M=4 (de ahí el nombre de “cuaternaria”, que significa “4”). Con QPSK son posibles cuatro fases de salida, para una sola frecuencia de la portadora. Debido a que hay cuatro fases de salida diferentes, tiene que haber cuatro condiciones de entrada diferentes. Ya que la entrada digital a un modulador de QPSK es una señal binaria (base 2), para producir cuatro condiciones diferentes de entrada, se necesita más de un solo bit de entrada. Con 2 bits, hay cuatro posibles condiciones: 00, 01, 10 y 11. En consecuencia, con QPSK, los datos de entrada binarios se combinan en grupos de 2 bits llamados dibits. Cada código dibit genera una de las cuatro fases de entrada posibles. Por tanto, para cada dibit de 2 bits introducidos al modulador, ocurre un sola cambio de salida. Así que, la razón de cambio en la salida es la mitad de la razón de bit de entrada. Con QPSK, cada una de las cuatro posibles fases de salida tiene, exactamente, la misma amplitud. En consecuencia, la información binaria tiene que ser codificada por completo en la fase de la señal de salida. Es muy práctico separar la señal en dos componentes


33


independientes como “I” componente en fase y “Q” componente en cuadratura, ambos ortogonales entre sí.

Figura 14: Portadora con modulación QPSK Modulación de amplitud en cuadratura (QAM) La modulación de amplitud en cuadratura (QAM), es una forma de modulación digital en donde la información digital está contenida, tanto en la amplitud como en la fase de la portadora trasmitida. Un tipo popular de modulación de compensación para el caso de QPSK (QAM donde M = 4) es la denominada offset QPSK(OQPSK), donde el flujo de datos a transmitir se divide en bits pares e impares, cada uno de los cuales es modulado por una portadora en fase y en cuadratura, respectivamente. Una de las características de la modulación QAM es que modela la mitad de los símbolos con una frecuencia y la otra mitad con la misma frecuencia, pero desfasada 90º. El resultado de las componentes después se suma, dando lugar a la señal QAM. De tal forma que QAM permite llevar las dos canales en una misma frecuencia mediante la transmisión ortogonal de uno de ellos con relación al otro.


34


Figura 15: Ejemplo de constelaciones QAM Transmisión por desplazamiento mínimo (MSK) La señal MSK es una FSK de fase continua (CPM, continuous phase modulation) con índice de modulación mínimo (h= 0,5) que produce modulación ortogonal.

Figura 16: Señal MSK El MSK es un FSK binario, ya que las frecuencias de fm y de espacio están sincronizadas por la razón de bit de entrada binaria. Se seleccionan las frecuencias de marca que están separadas de la frecuencia central por un múltiplo impar de la razón de bit fm y fs = n(fb/2). Esto asegura haya una transición de fase fluida cuando cambia de una frecuencia de marca a frecuencia de espacio o viceversa. Cuando ocurre una discontinuidad de fase, el demodulador tiene problemas para seguir el desplazamiento de la fase, pudiendo ocurrir errores. BACH. BAZÁN CENTURIÓN, Wilmer Alberto

35


Figura 17: MSK en fase discontinua 2.2.1.5. Capacidad del canal de comunicación La capacidad de un canal de comunicación es la cantidad máxima de información que puede transportar dicho canal de forma fiable, es decir, con una probabilidad de error tan pequeña como se quiera. Normalmente se expresa en bits/s (bps), el término "bit" no se refieren a un bit "físico" (por ejemplo un "0" lógico o un "1" lógico almacenado en una memoria digital) sino a un bit de información (entropía). La capacidad del canal depende de la naturaleza del medio que lo soporta, es decir, de los portadores y sistemas con los que está constituido. Aunque hay canales de gran ancho de banda, como la fibra óptica, su capacidad siempre tiene un límite. Nyquist demostró la existencia de ese límite cuando se envían señales digitales por canales analógicos. Al igual que todos los tipos de comunicación, mantener un diálogo con otro sistema necesita un medio físico para transmitir los datos. En el caso de la Arquitectura de Redes, a ese medio se le denomina canal.

Figura 18: Comunicación en un canal La X representa el espacio entre las señales que pueden ser transmitidas y la Y el espacio de señales recibidas, durante un bloque de tiempo sobre el canal.


36


A continuación veremos los diferentes canales que existen: Canal ideal: debería tener una entrada y una salida. Sin embargo, nunca está aislado totalmente del exterior y siempre se acaban introduciendo señales no deseadas que alteran en mayor o menor medida los datos que queremos enviar a través de él. Por lo tanto, esa única entrada puede producir varias salidas, y distintas entradas pueden terminar en la misma salida. Canal discreto sin memoria: con entrada y salida discreta. Ofrecen una salida que depende exclusivamente del símbolo de entrada actual, independientemente de sus valores anteriores. Canal binario simétrico: canal binario que puede transmitir uno de dos símbolos posibles (0 y 1). La transmisión no es perfecta, y ocasionalmente el receptor recibe el bit equivocado. 2.2.1.6. Entropía El concepto básico de entropía en teoría de la información tiene mucho que ver con la incertidumbre que existe en cualquier experimento o señal aleatoria. Es también la cantidad de "ruido" o "desorden" que contiene o libera un sistema. De esta forma, podremos hablar de la cantidad de información que lleva una señal. Shannon ofrece una definición de entropía que satisface las siguientes afirmaciones: La medida de información debe ser proporcional (continua). Es decir, el cambio pequeño en una de las probabilidades de aparición de uno de los elementos de la señal debe cambiar poco la entropía. Si todos los elementos de la señal son equiprobables a la hora de aparecer, entonces la entropía será máxima.


37


La entropía nos indica el límite teórico para la compresión de datos. También es una medida de la información contenida en el mensaje. 2.2.1.7. Códigos de línea de banda base Las señales de banda base pueden clasificarse de acuerdo a los siguientes criterios: Según la polaridad la señal puede ser unipolar o polar según se utilice una polaridad única para la representación de los símbolos o se emplee doble polaridad. Según el nivel de señal que representa al símbolo se mantenga durante todo el tiempo de bits o sólo durante su primera mitad, siendo cero en la segunda, la señal puede ser de no retorno a cero o bien de retorno a cero respectivamente. Si la información se codifica en las transiciones de una señal polar, los códigos reciben el nombre de bifase, pues la secuencia de bits se extrae de la comparación de la fase de la señal en un instante con la precedente. Según el número de niveles la señal sea de 2 o más la señal digital será binaria o multinivel. Si un símbolo provoca un cambio en el nivel de la señal o su ausencia, en lugar de estar representado por una transición o un nivel, la codificación es diferencial. Un símbolo está representado por dos polaridades y el otro por su ausencia la señal es bipolar. La elección de uno u otro código de línea se hace en orden de optimizar alguno de los anteriores factores y lograr la correcta propagación por el medio de la señal de información (por ejemplo para mantener el ancho de banda de la señal por bajo de un valor


38


determinado, no tener componente continua, minimizar ciertos errores, etc.). Sea cual sea el código de línea utilizado, es necesario mantener el sincronismo entre emisor y receptor y distinguir y reconocer los diferentes estados de la línea. En general nos interesan aquellos códigos que tengan todas o algunas de las siguientes características. El espectro de la señal debe ser: De ancho de banda pequeño, por razones de economía de espectro. Sin componentes de alta y/o baja frecuencia y de existir que sean débiles, pues son siempre maltratadas por los canales habituales. Sin componente continua, pues, en comunicaciones, es frecuente aislar unas zonas de otras (diferentes secciones de alimentación) para lo que se usan transformadores de aislamiento que no la dejan pasar. La forma temporal de la señal debe tener capacidad: De contener información de sincronismo: hay códigos que favorecen el sincronismo y otros no. De detectar ciertos errores en la codificación de línea y situaciones anómalas, con independencia de sí, se emplea o no redundancia. Resistentes a ruídos e interferencias. Fáciles de construir y baratos. La forma física concreta de la señal de información (señal eléctrica que soporta la información) recibe de nombre de código de línea de


39


banda base. Los códigos de línea de banda base se usan para dar una densidad espectral de potencia (PSD) deseada. Los códigos de línea que son más comúnmente usados en las comunicaciones inalámbricas son: Códigos de línea de retorno a cero o (RZ). RZ implica que los pulsos regresan a cero en cada periodo de bits, lo que implica que se tenga un espectro más ancho.

Figura 19: Código bipolar RZ Los códigos de línea de no retorno a cero (NRZ). Son espectralmente más eficientes que los RZ, pero ofrecen una pobre sincronización a comparación de los RZ. Los NRZ no se usan para transferencia de datos que deben pasar por bloques de circuito de corriente continua como amplificadores de audio o equipo telefónico. El término bipolar se refiere al cambio de voltaje entre (V y –V). El código Manchester es un tipo especial de RNZ y es bueno para circuitos que tienen componentes de corriente continua, ya que ofrece usa dos pulsos para representar uno, lo que ofrece suficientes cambios de nivel con la recuperación de reloj resulta más sencilla.


40


Figura 20: Código Manchester NRZ

Figura 21: Código unipolar NRZ

2.2.1.8. Sistema de compresión Son tecnologías que permiten reducir el tamaño de un archivo para facilitar su almacenamiento, o envió a través de la red. Algoritmo de compresión sin pérdida Se denomina algoritmo de compresión sin pérdida a cualquier procedimiento de codificación que tenga como objetivo representar cierta cantidad de información sin utilizar una menor cantidad de la misma, siendo posible una reconstrucción exacta de los datos originales. La compresión sin perdidas es una técnica que consiste en la garantía de generar un duplicado exacto del flujo de datos de entrada después de un ciclo de compresión / expansión. Es generalmente implementada usando uno o dos diferentes tipos de modelos: estático o basado en diccionario. El modelo estático lee y codifica mientras utiliza la probabilidad de aparición de un carácter. Su forma más simple usa una tabla estática de probabilidades, en el inicio generar un árbol de Huffman tenía costos significantes por tanto no siempre era generado, en su lugar se analizaban bloques representativos de datos, dando una tabla de frecuencia característica. Entonces los arboles de Huffman se generaban y los programas tenían acceso a este modelo estático. Pero utilizar un modelo estático tiene sus limitaciones. Si un flujo BACH. BAZÁN CENTURIÓN, Wilmer Alberto

41


de entrada no concuerda bien con la previamente estadística acumulada, la relación de compresión se degradaría, posiblemente hasta el punto de que el flujo de datos saliente fuese tan largo como el entrante. Por tanto la siguiente mejora obvia fue construir una tabla estática a cada flujo de entrada único. El modelo basado en diccionario usa un código simple para remplazar cadenas de símbolos, los modelos estáticos generalmente codifican un símbolo a la vez. El esquema de compresión basada en diccionario utiliza un concepto diferente. Lee una entrada de datos y observa por grupos de símbolos que aparecen en el diccionario. Si una cadena concuerda, un indicador o índice en el diccionario puede salir en lugar del código del símbolo. 2.2.1.9. Espectro de ondas electromagnéticas Las ondas electromagnéticas, lejos del foco emisor, pueden considerarse ondas transversales planas formadas por un campo magnético y por un campo eléctrico, perpendiculares entre sí y perpendiculares a su vez a la dirección de propagación. La amplitud de la radiación determina el brillo y la relación entre la amplitud y la fase de los campos eléctrico y magnético condiciona el estado de polarización. La longitud de onda condicionará el color de la radiación. Un cambio de 50nm. O menos nos dará otro color diferente. Las ondas electromagnéticas

siguen una trayectoria rectilínea y su

velocidad es constante en cada medio específico. Al pasar de un medio a otro la única característica que permanece constante es la frecuencia. La velocidad varía para

cada longitud de

onda.

frecuencia

de

relacionan

y la

longitud

onda

se

La

según la siguiente expresión matemática: Longitud de onda = C x T = C ÷ f BACH. BAZÁN CENTURIÓN, Wilmer Alberto

42


Donde C es la velocidad de la luz en el vacío, T el periodo y "f" la frecuencia. La frecuencia es el número de vibraciones por unidad de tiempo y su unidad es por tanto el ciclo por segundo o el Hz (Hertzio), La longitud de onda es una distancia y por lo tanto su unidad de medida es el metro.

Figura 22: espectro electromagnético 2.2.1.10. Representación del espectro El propósito de un sistema de comunicación es el de transmitir información. Un sistema de comunicación comprende un transmisor, un canal sobre el cual la información se transmite, y un receptor para recoger la información. El canal de transmisión puede ser un simple par de conductores, un cable coaxial, una fibra óptica, una guía de ondas o el espacio libre. Representación del espectro temporal de señales Modelo de las señales.  Señales determinísticas y aleatorias. Las señales determinísticas son aquellas que no poseen una ecuación que las describa pero que están representadas mediante gráficos. El punto a resaltar es que el valor exacto


43


de una señal determinística se puede predecir o calcular por adelantado,

pudiendo

ser

representada

con

expresiones

matemáticas. Ejemplo: x(t) = Acos(2πfct), para todo t es una señal determinística.

Una señal aleatoria es aquella en la cual existe un mayor o menor grado de incertidumbre en cuanto a un valor instantáneo

futuro,

su

comportamiento

que

permiten

describirlas en términos estadísticos o probabilísticos. puede

decirse

que

solamente

las

señales

aleatorias

proporcionan verdaderamente información, puesto que las señales determinísticas pueden ser totalmente conocidas de antemano.  Señales periódicas y no periódicas. Una señal periódica es aquella que se repite en una forma predecible cada T segundos, donde T es el período de repetición de la señal, es decir, x(t) = x(t + T) para todo t. T es una constante positiva y es el valor más pequeño que satisface la expresión x(t) = x(t + T). Al intervalo de un período se le denomina también un “ciclo” de la señal, aunque la palabra “ciclo” se utiliza principalmente en señales sinusoidales. Una señal no periódica o aperiódica se puede considerar como el límite de una señal periódica cuanto el período T tiende a infinito. En términos más formales, una señal no periódica es aquella para la cual no existe un T finito que satisfaga la expresión x(t) = x(t + T).


44


 Señales de energías y potencia La energía total de una señal x(t) en el dominio del tiempo se define en la forma:

. La señal x(t) puede ser un voltaje o una corriente. E es la energía normalizada para una resistencia de 1 Ohm, y se expresa en joules. Su definición general sería.

Si x(t) es real e independiente de T, la energía se puede definir en la forma siguiente, que es la más utilizada en la caracterización de señales reales de aplicación práctica.

La potencia promedio de una señal x(t) en el dominio del tiempo se define como la energía por unidad de tiempo; por lo tanto, la potencia promedio de la señal en el intervalo (T/2, T/2) es:

Si la señal es periódica, no es necesario tomar el límite y la integración se efectúa dentro de un período T, es decir,

, si X(t) es real. Esta es la potencia normalizada para una resistencia de 1ohm; se mide en vatios (W).


45


 Señales singulares Hay una clase de señales elementales cuyos miembros tienen formas matemáticas muy simples pero que son discontinuas o tienen derivadas discontinuas. Debido a que estas señales no tienen derivadas finitas de ningún orden, generalmente se las denomina “señales o funciones singulares”. Las señales singulares más comunes en el análisis de señales y sistemas son la rampa, el escalón unitario, la señal signo y el impulso unitario Delta Dirac.  La rampa unitaria, r(t), se define en la forma siguiente:

Figura 23: Función rampa unitario  El escalón unitario, u(t), se define de la forma siguiente:

Figura 24: Función escalón unitario  La función signo, sgn(t), es aquella que cambia de signo cuando su argumento pasa por cero; se define de la siguiente manera:


46


Figura 25: Función signo  El Impulso Unitario Delta Dirac, representado en la forma δ(t), no es una funci ón en el sentido matemático usual. Pertenece a una clase especial de funciones conocida como “funciones generalizadas” o “distribuciones”, y se define mediante un proceso o regla de asignación en vez de una ecuación. El impulso unitario Delta Dirac se define entonces mediante la integral:

Figura 26: Función impulso unitario delta dirac  Señales ortogonales Se dice que dos señales x1(t) y x2(t) son ortogonales en un intervalo (t1, t2), si ellas verifican la integral (llamada “producto interno”).

La ortogonalidad se puede extender a todo el eje t; en efecto, para dos señales x(t) e y(t),


47


Densidad espectral de potencia. El espectro de densidad de potencia de una señal x(t), determinística o aleatoria, representada por Sx(f), se puede definir partiendo de la premisa de que su integral debe ser la potencia promedio de x(t), es decir,

, la

densidad espectral de potencia Sx(f ) representa simplemente la distribución de la potencia en el dominio de la frecuencia y sus dimensiones son W/Hz. Puesto que la potencia es una magnitud positiva, Sx(f ) será una función par y positiva de f para todo f, es decir, Sx(f )= Sx(−f ) y Sx(f )≥ 0 para todo f. El problema ahora es conseguir una expresión explícita que relacione x(t) con Sx(f ), pero como x(t) no posee una transformada de Fourier X(f), no puede utilizarse una transformada para determinar Sx(f ). Sin embargo, mediante un enfoque determinístico, se puede utilizar el concepto conocido como el “criterio de la señal truncada”. En efecto, sea x(t) una señal de potencia y sea xT(t) una parte de x(t) comprendida dentro de un intervalo (-T/2, T/2), (No confundir esta xT(t) con una señal periódica de período T).

Figura 27: Señal de potencia

Figura 28: Señal truncada

2.2.1.11. Procesos aleatorios Existen varios tipos de señal, tanto periódicas como no periódicas, cuyos valores son conocidos en todo instante ya sea en forma gráfica

ya

sea

en

forma

analítica. Estos tipos de señal se

denominan señales determinísticas. Pero también hay otras clases de señales como, por ejemplo, el ruido, BACH. BAZÁN CENTURIÓN, Wilmer Alberto

acerca de las cuales sólo 48


conocemos algunos parámetros, por cuanto ellas varían en forma muy compleja; éstas son las señales aleatorias.

El comportamiento de

estas señales solamente se puede predecir en forma aproximada porque en los mecanismos aleatorios que las producen hay un elemento de ignorancia o de incertidumbre sobre el cual no se tiene ningún control. En la Teoría de la Comunicación las señales y procesos aleatorios desempeñan un papel muy importante; en efecto, en cada canal de comunicación siempre habrá señales de ruido que contaminan las señales mensaje portadoras de información. En la Teoría Estadística de la Comunicación tanto las señales mensaje como el ruido se tratan como variables aleatorias, cuyo comportamiento se puede predecir a partir de algunas de sus propiedades probabilísticas o estadísticas. Estacionaridad y Ergodicidad Estacionaridad en el Sentido Estricto: Se

dice

que

un

proceso

aleatorio

X(t,λ)

es

estrictamente estacionario si todas sus estadísticas conjunto son invariantes en el tiempo; en otras palabras, un proceso aleatorio

es estrictamente estacionario si ninguna de sus

estadísticas conjunto es afectada por un desplazamiento del origen del tiempo, es decir,

En este caso el proceso aleatorio

X(t,λ)

se

denota

simplemente como X, los dos primeros momentos de primer orden serán:


49


Y en general: Estacionaridad en el Sentido Amplio Se dice que un proceso aleatorio X(t,λ) es estacionario en el sentido amplio o débilmente estacionario, si:  Su valor promedio conjunto = constante para todo t.  Su promedio conjunto de segundo orden ,

diferencia absoluta

donde

τ

es

la

Un proceso es débilmente estacionario cuando su valor promedio conjunto es constante para todo t, y su promedio conjunto de segundo orden depende solamente de la diferencia absoluta Nótese

que

estacionario

.

un es

proceso

también

aleatorio

estrictamente

débilmente estacionario, pero lo

contrario no necesariamente es cierto. Ergodicidad La propiedad de estacionaridad estricta o amplia no asegura

que los promedios conjunto y los promedios tiempo sean

iguales. Puede suceder que aún cuando las estadísticas conjunto

son estacionarias, las señales de muestra

individuales pueden diferir estadísticamente una de la otra. En este caso los promedio tiempo dependerán de la señal de


50


muestra

utilizada,

pues

, para i≠j.

se

verifica

que

Cuando la naturaleza de un proceso aleatorio es tal que los

promedios

conjunto y los promedios tiempo son

iguales, se dice entonces que el proceso aleatorio es

“ergódico”. Por lo tanto, si el proceso representado por

X(t,λ) es erg ódico, entonces todas las estadísticas se

pueden determinar a partir de una sola señal de muestra X(t).

Nótese

que

un

proceso

ergódico

es

estacionario o por lo menos débilmente estacionario, pero un proceso estacionario o por lo menos débilmente estacionario no necesariamente es ergódico.

Puesto que todas las estadísticas se pueden determinar a partir de una sola señal de muestra, la ergodicidad implica también que

, para todo i,j.

Las estadísticas de un proceso aleatorio ergódico se escriben entonces en la forma.

En la práctica generalmente se conoce x(t) durante un

intervalo (-T/2, T/2), de modo que se puede escribir (suponiendo que x(t) es una señal de potencia),

En el proceso ergódico los momentos conjunto y los momentos tiempo son iguales, es decir,


51


Para los dos primeros momentos de primer orden,

Las estadísticas de primer orden hacer las siguientes observaciones:

y

de un proceso ergódico nos

permiten hacer las siguientes observaciones: 

es el valor promedio de la señal x(t); es

simplemente el valor de la componente continua de x(t). 

,

es la potencia de la componente

continua de x(t) disipada en una resistencia de 1 Ohm. 

,

es la potencia promedio de la señal

x(t), normalizada para una resistencia de 1 Ohm. 

, es el valor eficaz (RMS) de la señal x(t).

 La varianza componente

, es igual a la potencia promedio de la alterna

de

, normalizada para una

resistencia de 1 Ohm.  La desviación estándar

es el valor eficaz de la

componente alterna de la señal x(t).

 Si

señal x(t).


, entonces

es el valor eficaz de la 52


 Si

contiene una componente continua

componente alterna, la potencia promedio de igual a

y una será

, normalizada para una resistencia de

1 Ohm.

Esta expresiones nos proporcionan un medio para

relacionar la noción de señal aleatoria con la de señal determinística, a la cual estamos más acostumbrados y

que

hemos

utilizado mayormente en los capítulos

anteriores. Por lo tanto, todos los métodos matemáticos vistos en los Capítulos I y II son igualmente aplicables a las señales de muestra de procesos aleatorios ergódicos, con

algunos cambios menores en la notación. Sin embargo, hay

que

tener

siempre

presente

que todas estas

relaciones son válidas solamente para procesos aleatorios

ergódicos, por lo menos en lo que se refiere a las estadísticas de primero y segundo orden de procesos débilmente estacionarios.

Una aplicación práctica directamente relacionada con los

conceptos anteriores, son las nociones de valor promedio y varianza en aplicaciones estadísticas de muestras

tomadas de una población determinada. En estos casos se considera que todas las muestras son equiprobables, y si

se toma N muestras de la población, el valor promedio

y la varianza de las N muestras se expresarán mediante las relaciones. y


53


Por ejemplo, en el diseño de radioenlaces de microondas

la “Rugosidad del Terreno” se describe mediante las expresiones

y

, donde las

son las alturas tomadas sobre el terreno y N es el número de alturas.

terreno.

La desviación estándar

es la rugosidad del

Procesos gausianos Un proceso aleatorio X(t) es un proceso gaussiano, si cada función muestra de de X(t) es una variable aleatoria

gauseana. Podemos decir que X(t) tiene una distribución

gaussiana si su funcion de distribución de probabilidad tiene la forma:

Si la variable X(t), está normalizada, se tiene que y σx2 =1, entonces ser ía: N(µ,σ2)

= µx = 0

, para N(0,1) =

 Propiedades: Si X(t) es un proceso gaussiano aplicado a la entrada de un sistema LIT, la salida también es un proceso aleatorio gaussiano Y(t). Si un proceso aleatorio X(t), es gaussiano, entonces las funciones muestra generadas por X(t) son conjuntamente gaussianas, para cualquier n, siendo n, el orden del proceso aleatorio.


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Si el proceso gaussiano es estacionario, entonces el proceso es estrictamente estacionario. Si las variables aleatorias x(t1),x(t2),…x(tn), son obtenidos de un proceso gaussiano X(t) en los tiempos t1,t2,…tn y son no correlacionados entonces las variables aleatorias son estadísticamente independientes. 2.2.1.12. Características de un enlace satelital Elementos generales necesarios para realizar un enlace satelital: Estación Terrena de transmisión Está compuesta por el transmisor y la antena de emisión. La potencia emitida es alta para que la señal del satélite sea buena. Esta señal debe ser captada por la antena receptora. Para cubrir el trayecto ascendente envía la información al satélite con la modulación y portadora adecuada. Como medio de transmisión físico se utilizan medios no guiados, principalmente el aire. Se utilizan señales de microondas para la transmisión por satélite, estas son unidireccionales, sensibles a la atenuación producida por la lluvia, pueden ser de baja o de alta frecuencia y se ubican en el orden de los 100 MHz hasta los 10 GHz. Satélite con transponders que cubran el área especificada. Los transponder juegan un papel bien importante en el enlace satelital, éste se encuentra dentro del satélite y cuyas funciones básicas son las siguientes: Amplificación de la señal. Aislamiento de canales adyacentes. BACH. BAZÁN CENTURIÓN, Wilmer Alberto

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Traslación de frecuencias. Estación terrena receptora Recibe toda la información generada en la estación transmisora y retransmitida por el satélite. Para realizar la comunicación se deben tener en cuenta los aspectos mencionados a continuación: Footprint (cobertura) del satélite También se llama haz de cobertura o huella y se refiere a la zona geográfica cubierta por la o las señales emitidas a través de un satélite. La cobertura de explotación depende directamente de la potencia de emisión del satélite, así como de la dirección y del tipo de antenas de emisión. La intensidad de la señal recibida en tierra se explica en dBW. Teóricamente, cuanto más alto es el valor en dBW, mejor será la recepción. Ejemplo:

Figura 29: Cobertura de Satmex 5 Ubicación de la estación terrena La estación terrena se encontrará ubicada en el lugar más conveniente; siempre y cuando dicho lugar esté dentro de la


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cobertura del satélite, con el que se está prescindiendo su uso para el tipo de servicio que se requiere. Bandas de frecuencia Banda-C La Banda-C es un rango del espectro electromagnético de las microondas que comprende frecuencias de entre 3,7 y 4,2 GHz y desde 5,9 hasta 6,4 GHz Fue el primer rango de frecuencia utilizado en transmisiones satelitales. Básicamente el satélite actúa como repetidor, recibiendo las señales en la parte alta de la banda y remitiéndolas hacia la Tierra en la banda baja, con una diferencia de frecuencia de 2.225 MHz. Banda C 3.7-4.2GHz utiliza para la bajada y 5,925-6.425Ghz de enlace ascendente. Banda-K La banda-k es un segmento del espectro electromagnético en el rango de frecuencias de microondas comprendidas entre 18 y 27 GHz (7.5–15 mm de longitud de onda), es fácilmente absorbida por el vapor de agua. Banda-Ka La Banda-Ka es un segmento del espectro electromagnético en el rango de frecuencias de microondas comprendidas entre 18 a 40 GHz. La Banda Ka es un rango de frecuencias utilizado en las comunicaciones vía satélite. Dispone de un amplio espectro de ubicaciones y sus longitudes de onda transportan grandes cantidades de datos, pero son necesarios transmisores muy potentes y es sensible a interferencias ambientales.


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Banda-Ku Es un segmento del espectro electromagnético en el rango de frecuencias de microondas comprendidas entre 11,7 a 12.7GHz. (Frecuencias de bajada) y 14 a 14.5GHz (frecuencias de enlace ascendente). La banda Ku se utiliza principalmente para las comunicaciones por satélite, especialmente para la edición y la radiodifusión de televisión por satélite. Parámetros

Atenuación inducida por lluvia

Factor más limitativo en Efectos un enlace. significativos.

Banda Ku

Banda C

Absorción por hidrometeoros y atmosférica Potencia de transmisión al satélite Cobertura de los satélites mexicanos

Esta es poco significativa, pero si se considera. Se requiere de potencias bajas.

Sus efectos pueden despreciarse en el cálculo de enlace. Potencia moderada.

A nivel nacional completa, con haces dirigidos a algunas regiones de E.U. y centro América.

Abarca toda la República Mexicana, parte de América del Sur y de los Estados Unidos.

Ancho de banda de los transponder

Con 57 MHz por TP ambas polaridades.

poco

en Con 40 MHz para la polaridad horizontal y 80 MHz en la vertical, por TP. Facilidades para Rx Esta banda tiene menos La mayoría de las a nivel nacional demanda en lo referido señales de TV por a la radio difusión por satélite se encuentran satélite. en esta banda. Dimensiones del Por la frecuencia se La antena y los HPA´s pueden diseñar equipos son de tamaño equipo pequeños. regular.

Banda Optima C Ku / C Ku

C

Ku

C Ku

Tabla 1: Ventajas y desventajas de la Banda Ku y C con respecto a los factores que influyen en la elección de éstas. 2.2.1.13. Modo de acceso al satélite Los modos de acceso a un satélite son los sistemas mediante los cuales un gran número de estaciones terrenas pueden recibir las señales a un satélite común y establecer enlaces independientes de comunicación al mismo tiempo.


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Modos de acceso múltiple en satélites Dentro de las formas en las que se puede acceder a un satélite se pueden distinguir los siguientes: Acceso FDMA FDMA es un acrónimo inglés que significa Frequency Division Multiple Access, que traducido es Tecnología de Acceso

Múltiple

por

División

de

Frecuencias,

que

corresponde a una tecnología de comunicaciones usado en los teléfonos móviles de redes GSM Representa el sistema de acceso más simple y consiste en la transmisión simultánea de un número diverso de portadoras a diferentes frecuencias con anchos de banda no traslapados. A pesar que puede portar información digital, no es recomendado su uso, siendo usado para transmisiones del tipo análogas.  Ancho de banda pre-asignado según el tráfico.  Portadoras con menor ancho de banda (menor tráfico).  Menos portadoras que canales posibles: Asignación bajo demanda.  Asignación de portadoras bajo demanda centralizada o distribuida.

Figura 30: Enlace de subida con FDMA BACH. BAZÁN CENTURIÓN, Wilmer Alberto

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Figura 31: Enlace de bajada con FDMA Acceso TDMA TDMA son las siglas de Time Division Multiple Access. Tecnología que distribuye las unidades de información en alternantes slots de tiempo proveyendo acceso múltiple a un reducido número de frecuencias. TDMA es una tecnología inalámbrica de segunda generación que brinda servicios de alta calidad de voz y datos. En este tipo de acceso, cada estación terrena se le permite transmitir una ráfaga (burts) de datos a una alta velocidad de bits por un breve período de tiempo ó el que necesite. El tiempo que un burts de datos que dura, es controlado para que no exista traslape de información con algún otro burts de otra estación terrena.  Sólo se transmite una portadora.  Normalmente con el sistema de una portadora por estación.  Cada estación transmite sólo durante un intervalo de tiempo una ráfaga de datos.  Se utiliza para señales digitales.


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 Un cambio de la capacidad asignada a cada estación es sencillo.  Proporciona mayor eficiencia que FDMA.  No requiere control de potencia de las portadoras.

Figura 32: Enlace de subida con TDMA

Figura 33: Enlace de bajada con TDMA Acceso CDMA La multiplexación por división de código o CDMA es un término genérico que define una interfaz de aire inalámbrica basada en la tecnología de espectro extendido (spread spectrum). Es un modo de acceso múltiple la cual permite a varias estaciones terrenas ocupar el mismo ancho de banda para transmitir simultáneamente sin interferir

a las demás

estaciones que forman la red satelital. BACH. BAZÁN CENTURIÓN, Wilmer Alberto

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 Se basa en técnicas de espectro ensanchado.  A cada estación se asigna un código que permite identificar la transmisión de dicha estación. El código se basa en una secuencia pseudo-aleatoria (PN). Existen dos posibilidades: Secuencia directa (DS). Salto en frecuencia (FH). Los

diferentes

códigos

deben

tener

alta auto-

correlación y casi nula correlación cruzada para que el sistema funcione eficientemente. Comparación de eficiencia La siguiente figura compara los tres métodos de acceso al satélite haciendo una grafica eficiencia vs., número de estaciones terrenas donde se puede observar que: La eficiencia de FDMA es baja puesto que con pocas estaciones, esta decrece rápidamente con el aumento del número de estaciones terrenas. La eficiencia de TDMA es alta debido a que esta se ve muy poco afectada con relación al aumento número de estaciones terrenas. La eficiencia de CDMA es extremadamente baja para este tipo de aplicación con satélites.


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Eficiencia (%)


Nº de estaciones Figura 34: Comparación entre DFMA, TDMA y CDMA 2.2.1.14. Tipo de enlaces en un enlace satelital Para la resección y envío de datos, existen dos tipos de enlaces: Enlace unidireccional Las solicitudes de información del usuario son enviadas a su al centro servidor, que la dirige al servidor de internet a través del módem

convencional

y

utilizando

canales

de

retorno

alternativos (la red telefónica), estableciendo la conexión de acceso a la red de datos del proveedor. El proveedor terrenal las procesa y envía la respuesta al satélite el cual se comunica con el usuario a través de la antena parabólica. Seguido el conversor de bajo ruido (LNB, Low Noise Block) recibe la señal, la amplifica y la convierte a la frecuencia intermedia a la que trabaja el decodificador (módem DVB) y se la transmite mediante el cable coaxial apantallado de 75 Ohms. Seguido se envía la señal del módem al PC del usuario por el puerto USB o RJ-45 según hay un único PC o una red de varios equipos. Por lo tanto, en este tipo de enlaces, además de necesitar un módem convencional, es necesario también utilizar un módem DVB.


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En caso de ya disponer de una antena, no es necesaria la adquisición de otra nueva, y se puede seguir recibiendo los canales de televisión y el acceso a Internet a través de la misma antena, instalando en ella otro LNB para la recepción de datos. En cuanto al cableado, es necesario utilizar un cable coaxial dedicado exclusivamente para la recepción de datos. Los enlaces unidireccionales son idóneos para aplicaciones asimétricas (Ejemplo: navegación, descarga datos) ya que la velocidad de bajada es de hasta 1 Mbps, si bien la de subida está limitada por el cableado telefónico.

Figura 35: Enlace unidireccional Enlace bidireccional En este tipo de enlaces, los datos de subida y de bajada se realizan mediante la misma antena. La transmisión de entre el módem/router DVB y la antena se realiza mediante 2 cables coaxiales (uno para la emisión y otro para la recepción). El usuario envía la petición a través de la misma antena de recepción. El satélite la reenvía al proveedor. Éste la procesa y envía la respuesta al usuario siguiendo el proceso inverso. No es necesaria utilizar otra infraestructura (no se usa la red telefónica). BACH. BAZÁN CENTURIÓN, Wilmer Alberto

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Figura 36: Enlace bidireccional Además de la antena, el módem DVB (Terminal satélite) y el conversor de bajo ruido (LNB), es necesario un AES (amplificador estado sólido) para el envío de señales y un OMT (‘Transductor Ortomodo’) para poder separar las señales transmitidas y recibidas a través de la antena. Como se ha dicho antes, es necesario utilizar 2 cables coaxiales de la antena al módem/router DVB (uno para Tx y otro para la Rx) para transmitir las señales.

Figura 37: Instalación en el usuario para el enlace bidireccional


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2.2.1.15. Casos de éxito de enlaces satelitales en otras localidades Localidad de Atma: Ubicado en la provincia de Yungay, distrito de Yungay, departamento de Ancash. Localidad de Amashca: Ubicado en la provincia de Carhuaz, distrito de Amashca, departamento de Ancash. La recepción encontrada en las comunidades con la llegada de una nueva tecnología ha generado muchas expectativas, ya que se ha podido acercar el mundo a estos pueblos y de esta manera incorporarlos, en todo sentido, al que hacer del Perú. 2.2.1.16. Problemas comunes encontrados para la implementación de un enlace satelital. Los equipos usados para la implementación de un enlace satelital son de alto coste. El costo que originan los servicios que demanda un enlace satelital es elevado. Para el mantenimiento de los equipos instalados se requieren conocimientos básicos en electricidad, programación, redes, comunicación satelital, entre otros. Desinterés de las autoridades (falta de apoyo). Resistencia al cambio por parte de la población. 2.2.1.17. Análisis de presupuesto que demanda un enlace satelital. Costo de tecnología: Para la instalación e implementación de un enlace satelital se requiere de equipos de punta; debido a que dichos equipos no


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son fabricados en el País, y ya que recientemente están entrando en el mercado peruano, son de alto coste. Costo de mano de obra: Para la instalación e implementación de un enlace satelital se requiere de personal calificado para realizar dicha labor; siendo dicho personal en el Perú más o menos escaso, ya que su demanda así lo requiere. Costo por transporte de equipos y/o personal calificado: Debido a que las localidades en las que se piensa contar con un enlace satelital, se encuentran más o menos lejos de la ciudad principal, además siendo estas de difícil acceso; el coste para transportar los equipos, materiales, y personal calificado son un poco elevados. Costos por mantenimiento y/o reparación de equipos: El mantenimiento de los equipos se debe realizar como mínimo dos veces al año, y la reparación de dichos equipos cuando estos lo requieran; por tal sus costos son un poco elevados, ya que para la realización de dicha labor7, se debe de contar con personal calificado. Costo por el uso del servicio satelital Debido a que existen pocas empresas que se dedican a este rubro y recientemente están entrando en el mercado peruano, el coste por el uso del servicio satelital es un poco elevado, ya que la demanda así lo requiere, además que el país no cuenta con un satélite propio para brindar dicho servicio.


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2.2.2. Diseño Lógico De Un Enlace Satelital. 2.2.2.1. Diseño lógico de la estación terrena Selección del satélite Tipos de satélites Artificiales Los satélites se pueden clasificar de acuerdo a su tamaño que van desde micro satélites con pesos menores de 50 Kg. (como ejemplo el UNAMSAT que pesa 10 Kg.), a satélites grandes de varias toneladas como la estación espacial MIR. También se pueden clasificar por el tipo de órbita como los geoestacionarios que sirven para la transmisión de voz, datos y video; pero lo más común es clasificarlos por el uso que se les da. De acuerdo con esto pueden ser:  De comunicación: son los empleados para la difusión directa de servicios de televisión y radio, telefonía y comunicaciones móviles, constituyen la aplicación espacial más rentable y a la vez más difundida , (como los Satmex5 y Satmet6 de México)  De

Navegación:

se

usan

como

sistemas

de

posicionamiento global (Como los IRIDIUM y los GPS), para identificar locaciones terrestres mediante la triangulación de tres satélites y una unidad receptora manual que puede señalar el lugar donde ésta se encuentra y obtener así con exactitud las coordenadas de su localización geográfica.  Meteorológicos: son satélites utilizados para registrar el tiempo atmosférico y el clima de la tierra. (como los GOES)


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 De teledetección: Éstos observan el planeta mediante sensores multi-espectrales, esto es que pueden sensar diferentes frecuencias o "colores", lo que les permite localizar recursos naturales, vigilar las condiciones de salud de los cultivos, el grado de deforestación, el avance de la contaminación en los mares y un sinfín de características

más.(como

el

LANDSAT,

SPOT,

SEASAT).  Militares y de espionaje: Son aquellos que apoyan las operaciones militares de ciertos países, bajo la premisa de su seguridad nacional.  Científicos: tienen como principal objetivo estudiar la Tierra o superficie, atmósfera y entorno, y los demás cuerpos celestes. Estaciones terrenas Las estaciones terrenas por lo general están constituidas por los siguientes cuatro dispositivos: Una antena receptora, con un diámetro que varía de 0.6 mts., a más de 30 mts. Por regla general las antenas grandes tienen un dispositivo de seguimiento automático en la antena que las mantiene constantemente apuntadas hacia el satélite; las antenas medianas pueden tener dispositivos de seguimiento sencillo, mientras que las antenas pequeñas no suelen tener dispositivo alguno de seguimiento y aunque normalmente son fijas, por lo general pueden reorientarse manualmente. El sistema receptor con una unidad de acceso de amplificador de bajo nivel de ruido y sensible, con una temperatura de ruido que varía de unos 40 °K, o menos, a varios centenares de °K. BACH. BAZÁN CENTURIÓN, Wilmer Alberto

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El transmisor con una potencia que varía de unos cuantos watts a varios kilowatts dependiendo del tipo de señales que han de transmitirse y del tipo de tráfico. El equipo de modulación, demodulación y transportación de frecuencias.

Figura 38: Dispositivos de una estación terrena En la parte de transmisión a la estación terrena llega una señal de banda base proveniente de una red terrestre, esta señal primero es procesada (almacenada, multiplexada, etc.) por el equipo de banda base de la estación terrena, luego se codifica con el propósito que la señal pueda ser transmitida con un mínimo de errores, esta codificación se realiza a las señales de tipo digital, es decir, que en el caso de señales en banda base, que hasta este punto aún son analógicas, no aparece este bloque. Una vez que la señal ha sido codificada pasa al modulador, en donde es modulada una frecuencia intermedia portadora FI, que para canales de comunicación en donde se utilizan transpondedores de satélite con un ancho de banda de 36 MHz es de 70 MHz y para canales en donde se utilizan transpondedores con un ancho de banda de 54 0 73 MHz, es de 140 MHz. Se modula una frecuencia intermedia en lugar de una frecuencia de RF del enlace de subida, ya que es más complicado el diseño de un modulador en la banda de frecuencia del enlace de subida (6 a 14 GHz).


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La frecuencia intermedia, ya modulada, llega al convertido de subida upconverter cuya función es trasladar la señal de frecuencia, es decir, se lleva la señal a la frecuencia de RF del enlace de subida. Luego la señal de RF modulada es amplificada hasta un nivel adecuado para ser enviada a la antena, y desde ahí al satélite para que la retransmita hacia otra estación terrena, la amplificación mencionada se lleva a cabo en el amplificador de alta potencia. La señal que produce el amplificador de alta potencia, antes de llegar a la antena, pasa por el duplexor cuya función es direccionar adecuadamente las señales de transmisión y recepción para que se pueda utilizar una sola antena para ambos propósitos. En la estación terrena receptora, la señal RF proveniente del satélite pasa a través del duplexor luego la envía al amplificador de bajo ruido LNA low noise amplifer, aquí se lleva la señal hasta un nivel adecuado manteniendo siempre la relación señal a ruido. Después la señal amplificada por el LNA es entregada al convertidor de bajada down converter en donde la señal se traslada a una frecuencia intermedia FI para facilitar el diseño del demodulador, como sucede en el caso del modulador. Por último, la señal pasa por el demodulador y el decodificador, en donde se realiza un proceso inverso al del modulador y del codificador, respectivamente, para obtener la señal banda base original que había sido transmitida desde la otra estación terrena. Es conveniente mencionar que al igual que el caso del codificador, el decodificador aplica sólo para señales digitales y que algunos casos el codificador, el


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decodificador, el modulador y el demodulador se integran en un solo bloque denominado modem satelital. Debido a que el satélite no mantiene una posición fija por las fuerzas perturbadoras que actúan sobre él, algunas estaciones terrenas cuentan con un sistema de seguimiento que emite señales de control hacia la antena para poder orientarla adecuadamente. Existen tres tipos de estaciones terrenas: Estaciones terrenas fijas Este tipo de estaciones son las que se encuentran situadas en un determinado lugar y no se pueden mover, su única posibilidad de cambio es de satélite, si la antena así lo permite. Estaciones terrenas móviles Como su nombre lo indica, este tipo de estaciones son las que tienen la capacidad de enlazarse con el satélite cuando están fijas o en movimiento. A este tipo de estaciones pertenecen las que operan en la banda L y que se instalan en vehículos automotores, aviones y barcos. Estaciones terrenas transportables Son todas aquellas estaciones, sea cual sea la banda en la que trabajen, que pueden transportarse por medios terrestres, aéreos o marítimos hasta el lugar donde se requiere el enlace al satélite, que generalmente son de dimensiones pequeñas pero que nunca podrían trabajar en movimiento.


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Figura 39: Tipos de estaciones terrenas Antenas de las estaciones terrenas Para una estación terrena, la antena es una ventana al cielo, debe recibir y concentrar la radiación del satélite en un punto llamado foco, donde está colocado el alimentador. Si la ganancia de la antena es grande el ancho de banda es angosto, en cambio si la ganancia de la antena es baja requiere de una potencia de salida alta (HPA) en la transmisión y una temperatura de ruido bajo que será proporcionado por el amplificador de bajo nivel de ruido LNA o LNB. Algunas de las características más importantes para la evaluación de la antena son la ganancia, el patrón de radiación, la temperatura de ruido y el tipo de estructura. Alimentación frontal El eje alimentador o cometa, coinciden con el eje de la parábola, y la apertura por la que radia está orientada hacia el suelo, esto último presenta el inconveniente de que la energía radiada por el alimentador que se desperdicia por el desborde, se refleja al tocar el suelo y puede degradar la calidad de la señal transmitida. BACH. BAZÁN CENTURIÓN, Wilmer Alberto

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Figura 40: Antena de alimentación frontal Así mismo, si la antena está recibiendo del satélite los rayos que coinciden sobre el piso cerca de la antena se reflejan hacia el alimentador, y pueden causar degradación en la calidad de la señal recibida al sumarse fuera con los rayos directos que son reflejados por el plato parabólico. El desborde de la radiación del alimentador se puede reducir sí se aumenta el diámetro de la antena o sí se utiliza un alimentador de mayor directividad, pero esto puede convertir a la antena en demasiado voluminosa, o bien el alimentador y su estructura de soporte bloquean más el paso libre de las señales con la consecuente degradación de las mismas. A pesar de tales desventajas incluidas las del montaje del equipo electrónico inmediatamente atrás del alimentador, esta antena resulta fácil y económica de construir, se usa casi universalmente en las estaciones caseras receptoras de televisión, donde la calidad de recepción de las señales es suficiente puesto que se consume localmente y no es necesario que pase por etapas adicionales de procesamiento, como si ocurre en telefonía multicanal o distribución de televisión.


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Alimentación descentrada El bloqueo del alimentador, el equipo electrónico y la estructura de soporte se pueden eliminar si se utiliza una antena parabólica con alimentación descentrada.

Figura 41: Antena de alimentación descentrada En este caso, sólo se emplea una sección del plato parabólico y la apertura del alimentador se gira para que apunte hacia ella, es decir, los ejes de la corneta (alimentador) y el paraboloide no coinciden, de ahí el nombre de alimentación descentrada. Sin embargo, la construcción de toda la estructura reflectora y de soporte es más costosa que la alimentación frontal, además de que no resuelve el problema del desborde por las orillas de la superficie parabólica, de cualquier forma, este tipo de antena se utiliza varias estaciones receptoras y transmisores de televisión, telefonía y datos. Alimentación Cassegrain Es más eficiente que cualquiera de los dos tipos ya descritos y su ganancia es mayor, pero su precio es alto. Se utiliza en la mayor parte de estaciones terrenas transmisoras de televisión, así como en todas las que transmiten y reciben cantidades muy grandes de telefonía y datos. BACH. BAZÁN CENTURIÓN, Wilmer Alberto

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Figura 42: Antena de cassegrain Su configuración geométrica involucra a un segundo reflector con superficie hiperbólica llamado “sobreflector”, y el alimentador o corneta ya no tiene su apertura orientada hacia el piso, sino hacia arriba, por lo que el ruido no se introduce en las señales ya no es generado por reflexiones en la tierra sino principalmente por emisiones de la atmósfera. Los ejes de la parábola, el alimentador y la hipérbola coinciden, y el diseño es equivalente a tener un una antena imaginaria menos cóncava y un alimentador más alejado de su vértice, de esta forma, la parábola equivale (en realidad la Cassegrain) captura mejor la energía radiada por la corneta y el desborde se reduce significativamente. Alimentación Gregoriana. La óptica Gregoriana utiliza una forma de sub-reflector que incrementa la eficiencia de la antena, de este modo resulta en una alta ganancia para un diámetro de antena dado, la alta ganancia permite el uso de LNA o LNB de bajo costo, el tipo de sub-reflector que se usa es cóncavo.


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Figura 43: Antena de alimentación gregoriana En realidad este tipo de antena es una variante de la tipo CASSEGRAIN, sólo que en este caso su sub-reflector que es convexo, es sustituido por uno cóncavo, es este modo el principio de funcionamiento de la antena Gregoriana es el mismo que se describe anteriormente. Cuadro comparativo entre los tipos de antenas Analizan los diferentes tipos de antenas que se pueden usar en un enlace satelital para ver en forma comparativa las ventajas y desventajas TIPO DE ANTENA FRONTAL

OFFSET

CASSEGRAIN

GREGORIANA

de

cada

VENTAJAS Es fácil y económica de construir. El bloqueo del alimentador y los tirantes de sujeción se eliminan. Los lóbulos laterales mejoran. Es de una sola pieza. Tiene gran eficiencia y ganancia elevada, su diseño es adecuado y tiene menos problemas por desborde de energía. Por la geometría del subreflector es más eficiente y de mejor ganancia, es de bajo costo.

una

presenta.

DESVENTAJAS Es de baja calidad por la energía que se desborda. Su geometría es más complicada, su construcción es costosa y tiene problemas de desborde de señal. Tiene problemas por bloqueo del alimentador, sub-reflector y tirantes de sujeción, su costo es elevado y su eficiencia disminuye. Sufre efectos de bloqueo por el alimentador, el subreflector y los tirantes de sujeción del mismo.

Tabla 2 Ventajas y desventajas de las antenas BACH. BAZÁN CENTURIÓN, Wilmer Alberto

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Polarización Hace referencia a la dirección de traslado del vector campo eléctrico E de la onda electromagnética. Es la inclinación del LNB (convertidor de bloque de bajo ruido), dependiendo de nuestra posición geográfica y el satélite que queramos captar. Existen 2 tipos de polarizaciones principales en un satélite: Polarización Ortogonal Lineal: Vertical y horizontal Los satélites denominados FSS (Fixed Service Satellites) usan polarizaciones tanto vertical como horizontal, esta señal se comporta en forma de dientes de sierra. El sistema de satélites mexicanos cuenta con este tipo de polarización. Polarización Ortogonal circular: Derecha e izquierda Los satélites denominados DBS (Direct broadcast satellite) su comportamiento es de forma circular. Estos son LNB de tipo circular de los cuales sus especificaciones consisten de la siguiente data: Local oscillator: 11.25 GHz y la frecuencia de cobertura son de 12.2-12.7 GHz. Estos son los comúnmente usados para los satélites comerciales como Dishnetwork, Direct TV, Bell Experss Vu etc. Hablamos de señales circulares como lineales y estas tienen cada una un valor en voltaje que las identifica y la diferencia la una de la otra. Por lo que podemos decir que generalmente estos dos tipos de señales son usados con un tipo de antena donde se traduce de la siguiente manera. 13 V – Polarización Vertical (V) en lineal o Polarización Circular a mano derecha (RHCP).


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18 V – Polarización Horizontal (H) en lineal o Polarización Circular a mano izquierda (LHCP). En adición 1V pude ser añadido del recibidor a cualquiera de los voltajes arriba mencionados para compensar la caída de voltaje a causa del largo del cable coaxial usado en el sistema. Estos voltajes no tienden a ser tan específicos como lo mencionado arriba por lo que estos pueden oscilar de la siguiente manera: En 13 V desde 11.5V a 14V. En 18 V desde 15.5V a 21V. Situación de los campos eléctrico y magnético para la polarización vertical y horizontal La onda electromagnética representa la polarización vertical, puesto que es la disposición adoptada por el campo eléctrico de la misma. En caso de estar invertidos, los campos eléctrico y magnético se dice que la polarización es horizontal.

Figura 44: Polarización vertical y horizontal


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Posicionamiento de la antena parabólica: Para posicionar una antena parabólica se debe tener en cuenta: Que tenga una línea de vista al satélite. Es decir que no debe haber obstáculos entre la ubicación de la antena parabólica y el satélite. Por ejemplo para apuntar al Satmex se orientará la antena al Oeste y para el Hispasat al Este. Tomando las coordenadas del lugar de instalación, se puede dar al cliente los datos de Elevación y Azimut, estos parámetros los puede medir con ayuda de una brújula y un inclinómetro. Comprobación de ausencia de interferencia. Es decir que en la ubicación de la antena parabólica no debe estar cerca de motores eléctricos,

cables de energía eléctrica,

transformadores de energía eléctrica, postes de luz, u otros factores que pueden interferir con la señal de microondas que recibe o transmite la antena parabólica. Espacio adecuado y medida de seguridad. Si se ubicara la antena parabólica en la azotea, deberá tenerse en cuenta el espacio que ocupa esta, se recomienda que tomando como centro la base en donde se pondrá la antena parabólica, se proceda a hacer una circunferencia de 2 metros de diámetro para verificar que no exista ningún impedimento al momento de mover la antena hacia la derecha o hacia la izquierda. Además de esto, se debe considerar que por trabajar con alta frecuencia, es peligroso acercarse a la antena cuando está trabajando (recibiendo/Transmitiendo), por lo que se deben tomar las precauciones del caso.


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Figura 45: Posición de la antena parabólica Orientación de la antena parabólica Para orientar una antena desde una estación terrena hacia un satélite, es necesario conocer el ángulo de elevación y azimut (ángulos de vista), además del rango. En las cuales se emplea unas fórmulas, en donde hay que introducir algunas constantes terrestres. El radio, medido desde el centro de la tierra, correspondiente a la trayectoria en la que se desplazan los satélites geoestacionarios, es de 42,164.46 km. Sin embargo, es más habitual hacer referencia a la distancia h que existe desde el satélite al ecuador terrestre, que resulta de 35,786.3 km. La diferencia entre los valores anteriores corresponde al radio terrestre ecuatorial R, que vale 6,378.16 km. Ángulos de vista  Ángulo de elevación: Se define como el ángulo formado entre el plano horizontal local y la línea de vista entre la estación terrena y el satélite, depende de nuestra posición geográfica (longitud, latitud) y del satélite que queremos apuntar.


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Figura 46: Ángulo de elevación  R + h   2 2 ELo = arccos e  1 − cos ∆γ cos θ  D   

Siendo: 

∆γ = γ s − γ T



γ s la posición orbital del satélite, en grados de longitud este (E) u oeste (W).

 γ T es la longitud de la estación terrena receptora, en grados de longitud este u oeste.  El ángulo θ representa la latitud de la estaci ón terrena receptora en grados de latitud norte (N) o sur (S). La convención de signos es la siguiente: el ángulo es positivo para longitudes este y latitudes norte; el ángulo es negativo para longitudes oeste y latitudes sur. 

Re es el radio de la tierra de 6,378.16 Km.

 h= radio de la órbita, para los geoestacionarios es 35,786.3 Km.  D= rango del satélite.


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 Azimut: Es el ángulo medido entre el sentido de las manecillas del reloj entre la línea que une la estación terrena con el norte geográfico y la proyección horizontal local de la línea de máxima radiación de la antena, que debe apuntar en la dirección hacia el satélite, este valor nos indica el punto exacto hacia donde debe mirar la antena. Es el ángulo horizontal al que hay que girar el eje de la antena, desde el polo norte geográfico terrestre hasta encontrar el satélite.

Figura 47: Azimut   sen∆γ ϕ = arcsen   2 2  1 − cos ∆γ cos θ 

Siendo:  Φ es una constante en grados  ∆γ = γ s − γ T 

γ s la posición orbital del satélite, en grados de longitud este (E) u oeste (W).

 γ T es la longitud de la estación terrena receptora, en grados de longitud este u oeste.


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 El ángulo θ representa la latitud de la estaci ón terrena receptora en grados de latitud norte (N) o sur (S). La convención de signos es la siguiente: el ángulo es positivo para longitudes este y latitudes norte; el ángulo es negativo para longitudes oeste y latitudes sur. El azimut se puede calcular de las siguientes ecuaciones: Cuadrante Coordenadas Az° 0° – 90° NE Az°=φ 90° – 180° SE Az°=180-φ 180° – 270° SW Az°=180+φ 270° – 360° NW Az°=360-φ

Tabla 3: Azimut con respecto al rumbo Rango Es la distancia que hay entre una estación terrena y un satélite.

Figura 48: Rango de un satélite

d = h 2 + 2 Re ( Re + h)(1 − cos ∆γ cos θ ) , Km


84


Características y efectos del medio de propagación Efecto Doppler Es el cambio de frecuencias de las ondas sonoras en un punto receptor fijo cuando la fuente que origina la onda sonora es móvil con relación al receptor. A nivel de comunicaciones satelitales se usa para:  Compensar desviaciones de frecuencia en las señales detectadas por los equipos de receptores de telefonía celular móvil o de enlace satelital.  Sistemas de navegación y localización satelital (GPS).  Calculo con precisión de posición relativa de la estación espacial internacional que orbita la tierra con relación a los satélites geoestacionarios TDRS(Tracking and DataRelay Satellite) de la NASA. La ecuación matemática que relaciona a la frecuencia original del transmisor ft, con la frecuencia detectada por el receptor fr, en función de la velocidad a la que el transmisor se acerca o se aleja del receptor es:

f r − f t ∆f v t = = ft ft c Con Vt velocidad del transmisor en la dirección hacia el receptor (si el transmisor se aleja del receptor Vt es negativa y la frecuencia disminuye). Se puede expresar en función del rango o distancia del satélite con una estación de recepción fija. ∆f =

f t  dS  c  dt 


85


Atenuación por absorción atmosférica Las frecuencias altas hacen que las ondas electromagnéticas interactúen con las moléculas de los gases en la atmósfera. Con ello se reduce la potencia de la señal. Las bandas asignadas por la UIT (1 a 30 GHZ) son las que menos absorción

ofrecen

a

las

señales

del

espectro

electromagnético.

Figura 49: Atenuación producida por la absorción admosférica, en dirección al cenit, a una temperatura de 20ºC y densidad de vapor de agua de 7.5 g/m3.

[La.a. ]dB = [Lcenit ]dB cos ecθ Donde:


86


θ : Es el ángulo de elevación de la antena terrestre. Lcenit : Atenuación total en dirección al cenit. La.a. : Es la atenuación por absorción atmosférica para ese ángulo θ . Atenuación por lluvia Cuando llueve en la zona donde está instalada una estación terrena, ya sea transmisora o receptora, las señales portadoras son atenuadas conforme se propagan a través de la región del aire en donde esté lloviendo; la distancia total “d” que las señales viajan a través del canal depende de la altura “h” de las nubes con relación al piso y del ángulo de elevación “θ” de la antena de la estación.

Figura 50: Representación parcial para la atenuación de lluvia


87


Modelo de atenuación por lluvia Este modelo permite obtener, para un trayecto oblicuo determinado, el valor estimado de la atenuación Ap que es excedido durante lapsos acumulados con lluvia que en conjunto representen un % p especificado de un año medio. Para predecir las estadísticas a largo plazo de la atenuación debida a la lluvia se requiere la siguiente información: θ: ángulo de elevación del trayecto (grados) T: ángulo de inclinación de la polarización respecto a la horizontal (grados) ƒ: frecuencia de la portadora R: intensidad de la lluvia en el punto que se trate para un año medio excedida durante el % p del año (mm/h) especificado con fines de diseño de una red, con un tiempo de integración de un minuto, obtenida de mediciones a largo plazo. El método general empleado en este modelo, que es útil para frecuencias en Banda C y provisionalmente para frecuencias más altas, consiste en multiplicar la atenuación específica (por kilómetro de trayecto de lluvia) o coeficiente de atenuación por lluvia γR en dB/Km, en función de la intensidad de la lluvia y de la frecuencia, por una longitud efectiva DG de trayecto de lluvia y por un factor de ajuste de longitud del trayecto r en función de los demás parámetros requeridos, es decir: AP = LR = γRDG r


dB

88


El proceso para obtener la predicción se basa en los siguientes pasos: La altura efectiva de la lluvia, hR (Km), se calcula a partir de la latitud φ de la estación terrena.

El resultado puede no ser muy correcto si la estación de lluvia es muy distinta de la estación de verano. La longitud del trayecto oblicuo D por debajo de la altura de lluvia es:

Para θ < 5° Sen θ debe sustituirse por

Donde Re es el radio ficticio de la tierra (8500Km). La proyección horizontal de la longitud del trayecto oblicuo requerido en 1 es: DG = cos θ (Km) por otra parte, la atenuación especifica o coeficiente de atenuación se determina de: γR = kRα dB / Km


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Donde k y α son coeficientes que dependen de la frecuencia. Para la polarización lineal y circular, y para cualquier geometría del trayecto, los coeficientes de la ecuación anterior pueden calcularse mediante los valores de la Tabla 4 utilizando las ecuaciones siguientes.

τ= -75° para polarización lineal (Ancash): k=[ kH + kV + (kH – kV)Cos2θ Cos2τ] / 2

α =[kH αH + kV αV + (kH αH - kV αV)Cos2 θ Cos2τ ] / 2 Frecuencia (GHz) kH 1 0.0000387 2 0.000154 4 0.00065 6 0.00175 7 0.00301 8 0.00454 10 0.0101 12 0.0188 14 0.03738 15 0.0367 20 0.0751 25 0.124 30 0.187 35 0.263 40 0.35 45 0.442 50 0.536 60 0.707 70 0.851 80 0.975 90 1.06 100 1.12

kV 0.0000352 0.000138 0.000591 0.00155 0.00265 0.00395 0.00887 0.0168 0.04126 0.0335 0.0691 0.113 0.167 0.233 0.31 0.393 0.479 0.642 0.784 0.906 0.999 1.06

αH 0.912 0.963 1.121 1.308 1.332 1.327 1.276 1.217 1.1396 1.154 1.099 1.061 1.021 0.979 0.939 0.903 0.873 0.826 0.793 0.769 0.753 0.743

αV 0.88 0.923 1.075 1.265 1.312 1.31 1.264 1.216 1.0646 1.128 1.065 1.03 0.9129 0.963 0.929 0.897 0.868 0.824 0.793 0.769 0.754 0.744

Tabla 4: Coeficientes específicos de la atenuación 1 (fuente UIT)

1

Rec. UIT-R P.838-3 (Referencia 19)


90


Regiones de lluvia

Figura 51: Regiones de lluvia en américa (fuente, UIT) Región de lluvia Intensidad mm/hr Porcentaje de 98.9% A 6 0.3 B 12 0.5 C 15 0.7 D 29 0.9 E 22 1.1 F 28 1.4 G 30 1.5 H 32 1.7 J 35 1.8 K 42 2.2 L 60 3.2 M 63 3.4 N 98 4.8 P 145 5.8

Tabla 5: Regiones de lluvia en américa (fuente, UIT)


91


Efecto de Faraday Una onda polarizada linealmente se puede analizar como la suma de dos ondas de la misma frecuencia, polarizadas circularmente en sentidos opuestos. Al atravesar una región con campo magnético, las velocidades de propagación de las dos componentes cambian (una de ellas se adelanta con respecto a la otra) produciendo una rotación del plano de polarización de la onda compuesta.

Figura 52: Rotación de Faraday Cuando las ondas radioeléctricas atraviesan la ionosfera, que están cargadas eléctricamente debido a la radiación solar, estas sufren una rotación del plano de polarización, que puede volver a repetirse en su viaje de vuelta, al volver atravesarla. Este efecto depende del nivel de ionización existente en las capas altas de la atmósfera. Las señales pueden rotar varias veces de polarización a una velocidad que depende mucho de la frecuencia de transmisión. Es muy rápida en la banda de 50MHz, y disminuye en sentido inverso de la frecuencia. El cambio de dirección del campo eléctrico de una señal satelital desviada tiene dos consecuencias:


92


 Perdida de la señal copolarizada, la cual consiste es la disminución de la potencia que llega a la antena receptora.  La creación de una componente de ruido con polarización cruzada. La pérdida de potencia de la señal copolarizada con campo eléctrico E depende del ángulo θf que sufre por la rotación de Faraday se reduce a: Ecop = E cos θf La pérdida de potencia está dada por: LFaraday = 10 log (E2cop/ E2) = 20 log ( cos θf ) [dB] Y la magnitud de la componente de polarización cruzada: EpolX = E sen θf. Despolarización causada por la lluvia Cuando llueve en la troposfera, las señales que pasan a través de ella son despolarizadas es decir hay pérdida de potencia de la señal despolarizada. El grado de despolarización es función de la forma oblata y la orientación de las gotas de lluvia, de la frecuencia y la polarización de la onda, y de la intensidad de la lluvia o número de gotas en el trayecto de propagación. La fórmula más reciente para calcular la magnitud de la discriminación de polarización cruzada es: DPX = U – V (log Llluvia) Donde BACH. BAZÁN CENTURIÓN, Wilmer Alberto

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 U = 30 log f – 40 log (cos θ) – 20log (sen (2T))  V = 20, si 8 GHz < f < 15GHz (Banda Ku)  V = 23, si 15 GHz < f <35 GHz (Banda Ka)  f=frecuencia de la señal en GHz  θ=ángulo de elevación de la estación terrena  T=ángulo de inclinación del plano de polarización con relación al plano horizontal local (es 45° para polarización circular). En general los sistemas satelitales con polarización lineal funcionan mejor y son más confiables que los de polarización circular en presencia de lluvia. Finalmente cabe decir que en América las transmisiones en banda Ku se efectúan con polarización circular, como es el caso de los satélites DirecTV. Otros factores de deterioro por propagación En la troposfera se tienen los siguientes fenómenos: atenuación por absorción atmosférica; atenuación por lluvia; atenuación adicional por las nubes, la niebla, el granizo y la nieve; despolarización por la lluvia y por cristales de hielo en la atmósfera; y cambios de amplitud, fase

y ángulo

de llegada causados

por

centelleo

troposférico. La atenuación que se da a través del granizo, nubes, niebla y nieve son despreciables en las frecuencias bajas; la despolarización causada por los cristales de hielo, es mínima. El centelleo consiste en fluctuaciones rápidas de la amplitud, la fase y el ángulo de llegada de las microondas.


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Es producido por los cambios que hay en el índice de refracción a nivel pequeña escala en la troposfera por esto que hace que las ondas lleguen al receptor desde diferentes trayectorias es por esto que el centello ser refiere como multitrayectoria atmosférica. Su efecto depende

de la

frecuencia y polarización de la señal, de la humedad, la velocidad del viento, los cambios de temperatura, el tamaño y ángulo de elevación de las antenas terrestres, clima local y estación del año entre otras. En la ionosfera los principales fenómenos que se producen sobre las ondas satelitales son la rotación de Faraday y centelleo. Una posibilidad para mejorar los daños por despolarización es utilizar diversidad, con estaciones separadas entre sí, una cierta distancia pero lamentablemente es costoso o utilizar la técnica de compensación de despolarización adaptiva. Tiempo de retardo y latencia El tiempo que tarda una señal en subir desde la tierra hacia el satélite y viceversa puede ser importante para aplicaciones como telefonía, este tiempo de retardo puede ser calculado con la siguiente fórmula: t = S/C S es la distancia en Km. entre la estación terrena transmisora o receptora y el satélite, y c es la velocidad de la luz. El tiempo de retardo para satélites geoestacionarios está entre un mínimo de 0.119s y un máximo de 0.139 s, con un promedio de 0.125. En la aplicación de telefonía, es bueno


95


utilizar canceladores de eco para evitar molestias auditivas que se pueden causar en el transmisor debido a señales reflejadas en el receptor. En los sistemas de transmisión de datos con acceso TDMA son importantes las variaciones en el tiempo de retardo, en las constelaciones de órbita baja e intermedia. Este problema puede ser resuelto con protocolos y códigos adecuados como el código FEC y una unidad de compensación de retraso o DCU en cada estación terrena. Los circuitos terrestres entre las estaciones terrenas y sus puntos de origen y destino también introducen cierto retraso el cual es de aproximadamente 30ms. La latencia ocurre cuando le es añadido el tiempo de procesamiento de datos, conduciendo a un tiempo de retardo (ida y vuelta) del orden de 0.55s. Zona de Fresnel: Se llama zona de Fresnel al volumen de espacio entre el emisor de una onda electromagnética, acústica, etc., y un receptor, de modo que el desfase de las ondas en dicho volumen no supere los 180º. Así, la fase mínima se produce para el rayo que une en línea recta emisor y receptor. Tomando su valor de fase como cero, la primera zona de Fresnel abarca hasta que la fase llegue a 180º, adoptando la forma de un elipsoide de revolución. La segunda zona abarca hasta un desfase de 360º, y es un segundo elipsoide que contiene al primero. Del mismo modo se obtienen las zonas superiores.


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interferencia por obstáculos cerca de la trayectoria de una viga (antena) de radio. Esta zona se debe determinar primero, para mantenerla libre de obstrucciones. La obstrucción máxima permisible para considerar que no hay obstrucción es el 40% de la primera zona de Fresnel. La obstrucción máxima recomendada es el 20%. Para el caso de radiocomunicaciones depende del valor de K (curvatura de la tierra) considerando que para un K =4/3 la primera zona de fresnel debe estar despejada al 100% mientras que para un estudio con K =2/3 se debe tener despejado el 60% de la primera zona de Fresnel. Para establecer las zonas de Fresnel, primero debemos determinar la línea de vista de RF, que de forma simple, es la línea recta que une los focos de las antenas transmisora y receptora. r = radio en metros (m). d = distancia en kilómetros (km). f = frecuencia transmitida en megahercios (MHz). La fórmula genérica de cálculo de las zonas de Fresnel es:

Donde: rn = radio de la enésima zona de Fresnel. (n=1,2,3...) d1 = distancia desde el transmisor al objeto en km. d2 = distancia desde el objeto al receptor en km.


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d = distancia total del enlace en km. d = d1 + d2 f = frecuencia en MHz.

Figura 53: Elipsoide de Fresnel Como el radio de Fresnel es relativamente pequeño para enlaces satelitales la propagación se efectúa como en el espacio libre. Calculo de un enlace en RF Configuración básica de un enlace en RF Enlace de subida --- Satélite a bordo ---- Enlace descendente Densidad de flujo, PIRE y atenuación en el espacio libre  Densidad de flujo de potencia con antena isotrópica Las ondas radioeléctricas radiadas por la fuente isotrópica poseen un tipo de polarización única (lineal o circular). La densidad de flujo de potencia (DFP) en el punto p será:


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PT  W  4πr 2  m 2 

DFP =

Donde: 4πr2 = área de la superficie esférica donde está contenido dicha.

PT = Potencia de salida del amplificador; el subíndice T lo introducimos aquí para indicar que se trata de equipo en el extremo transmisor.  Densidad de flujo con ganancia directiva Si ahora la antena isotópica se sustituye por una antena direccional de ganancia GT en dirección del punto P, entonces la expresión quedaría como: DFP =

PT W  G T m2  4πr 2  

Donde:

G T = Ganancia, el subíndice T lo introducimos aquí para indicar que se trata de equipo en el extremo transmisor. 4πr2 = área de la superficie esférica donde está contenido dicha. PT = Potencia de salida del amplificador.  Potencia Isotrópica Radiada Equivalente en W Se utiliza para expresar la potencia transmitida de una estación terrena o satélite. Es simplemente la potencia generada por un amplificador de alta potencia considerando la ganancia de la antena y tomando en cuenta las pérdidas en la línea de transmisión que conecta la salida del BACH. BAZÁN CENTURIÓN, Wilmer Alberto

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amplificador de alta potencia con la antena de la estación terrena o satélite; se puede calcular con la siguiente fórmula:

PIRE = PT GT [w] Donde: PT = potencia de transmisión [Watts]. GT = ganancia de la antena transmisora [adimensional].  PIRE en dB-w PIRE (dBW ) = PT (dBW ) + G (dBi ) dB-w= 10log(Po/Pi) Donde: (Po/Pi)=(Potencia de entrada/Potencia de salida)  Potencia Recibida en los terminales de la antena en wattios Bajo condiciones de adaptación de impedancias, la potencia recibida en los terminales de la antena, PR viene dada por:

PR = C =

( PIRE )(G R ) [w] Lb

Donde: Lb = pérdidas en el espacio libre.

GR = Ganancia máxima de recepción.  Potencia Recibida en los terminales de la antena en dB-w

PR (dBw) = PT (dBw) + G T (dBi ) + G R (dBi) - L b (dB)


100


 Potencia Recibida en los terminales de la antena del satélite en dB-w

[[PR (dBw)]subida = [PIRE]Estacion terrena + G R (dBi) satelite - L b (dB)  Potencia Recibida en los terminales de la antena de la estación terrena en dB-w

[[PR (dBw)]bajada = [PIRE]Satelite + G R (dBi) Estación Terrena - L b (dB)  Pérdidas por propagación en el espacio libre (adimencional). Son

las

pérdidas

incurridas

por

una

onda

electromagnética al propagarse en línea recta por el vacío, sin energías de absorción y reflexión debidas a objetos cercanos. Estas pérdidas dependen de la frecuencia y se incrementan directamente con la distancia, se calcula con la ecuación: Lb = (4πd/λ)2=(4πfd/c)2 Donde: d = distancia de la estación terrena al satélite [m]. f = frecuencia [Hz]. c = velocidad de la luz en el vacío [3x108]  Pérdidas en el espacio libre con f en GHz y d en Km

Lb (dB) = 20 log d + 20 log f + 92,44


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Pérdidas por desapuntamiento Son pequeñas pérdidas que deben disminuirse a la ganancia máxima de la antena producidas por el movimiento del satélite en su ventana de posicionamiento y por pequeños errores de orientación de las antenas terrestres.

Figura 54: Situación típica de las antenas de transmisión y recepción de un enlace  Pérdida

por

desapuntamiento

en

el

extremo

transmisor  α LT = 12 T  θ −3dB

2

  ...en...dB  T

Donde:

αT = Ángulo en grados entre los ejes de la antena terrestre trasmisora y la antena del satélite. θ-3db = Es el margen angular de direcciones en las que el diagrama de radiación de un haz toma un valor de 3dB por debajo del máximo.


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 Pérdida por desapuntamiento en el extremo receptor

 α LR = 12 R  θ −3dB

2

  ...en...dB R

Donde:

αR = Ángulo en grados entre los ejes de la antena terrestre receptora y la antena del satélite. θ-3db = Ángulo entre los dos puntos de media potencia del lóbulo principal del patrón de radiación de la estación terrena. (Haz de luz de la antena)  Ganancia de la antena en una cierta dirección desviada

α grados con relaci ón a la ganancia

máxima.

θ  o   0 ≤ α ≤ −3dB  2  de allí se tiene la Con   α  ...en...dBi  θ −3dB 

[Gα ]dbi = [Gmax ]dbi − 12

 Ancho de haz de antenas parabólicas

θ 3dB = 75

λ D

, grados − sexagesimales

Estas pérdidas ya están incluidas en los contornos de PIRE y G/T

θ 3dB = Ancho de haz en grados. D= diámetro de la parábola.

λ = Longitud de onda utilizado.


103


Pérdida en los conectores Es la perdida que se produce por la línea y los conectores asociados entre el amplificador y el alimentador de la antena. Cuando se trata de satélites en os que ya están estos cálculos, los contornos de PIRE y G/T lo incluyen. De otro modo deben identificarse para restarlos a la ganancia respectiva. Ruido en un enlace satelital Las principales fuentes de ruido ene l equipo receptor y en los amplificadores es el debido al movimiento térmico aleatorio de los electrones en su interior (Ruido Térmico). Otros, son los componentes que deterioran la señal sobre la antena (Guías de onda, conectores). Enlace de subida Enlace de bajada ABR del satélite y demás ABR de la estación terrena amplificadores y demás amplificadores Guías de onda y Guías de onda y conectores de la estación conectores de la antena terrena transmisora transmisora del satélite Guías de onda y Guías de onda y conectores de la estación conectores de la estación receptora del satélite terrena receptora Radiaciones indeseables capturadas por la antena del satélite Lluvia en la zona de enlace ascendente

Radiaciones indeseables capturadas por la antena de la estación terrena Lluvia en la zona de enlace descendente

Tabla 6: Fuentes de ruido


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 Ruido térmico (potencia de ruido del receptor)

N = kTB ; [Watt] Con: K = 1.38 x 10-23 [Joule/ K] T = Temperatura ambiente del receptor [ºK] B = Ancho de banda del ruido  Densidad espectral de potencia del ruido

Pn = kT ; [W / Hz ] ∆f →∞ ∆f

N o = Gn ( f ) = Lim

 Factor o figura de ruido  Ruido a la salida del amplificador N salidadelamplificador = G[k (T0 + Te ) B ] Donde:

To = Temperatura ambiente. Te = Temperatura equivalente de ruido.  Ruido a la entrada del amplificador

N sarcial = G[kT0 B ] Donde:

To = Temperatura ambiente.  Cifra de ruido (factor o figura de ruido) F=

N salidadelamplificador N parcial

=

T T0 + Te 1+ e T0 T0

Donde:


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Te = Temperatura equivalente de ruido. To = Temperatura ambiente.  Cifra de ruido (en dB)

F(dB) = 10 log (1 + Te /290º ) Donde:

Te = Temperatura equivalente de ruido.  Temperatura equivalente de ruido

Te = ( 10

F(dB)/10

- 1 ) .290º

Donde:

Te = Temperatura equivalente de ruido.  Temperatura de ruido de varios amplificadores en cascada  Temperatura

de

ruido

del

sistema

de

n

amplificadores en cascada

Te = Te1 + (Te2 / G 1 ) + (Te3 / G 1 G 2 ) + .......... + (TeN / G 1 G 2 ....G N -1 ) Donde:

Te = Temperatura equivalente de ruido. G = Ganancia  Temperatura de ruido en atenuador  Temperatura de ruido de un atenuador Te = (L - 1) To , o K

Donde:

Te = Temperatura equivalente de ruido. BACH. BAZÁN CENTURIÓN, Wilmer Alberto

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To = Temperatura ambiente. L = Atenuación.  Cifra de ruido de un atenuador

F = 1 + Te /To = 1 + ((L - 1). To ) / To = L Donde:

To = Temperatura ambiente. Te = Temperatura equivalente de ruido. L = Atenuación.  Temperatura de ruido de una antena(enlace de bajada) El ruido que una antena en tierra captura a través del lóbulo principal y los lóbulos secundarios puede provenir de varias fuentes: • Interferencia de enlaces terrestres • Ruido de la lluvia • Ruido de la atmósfera • Ruido cósmico y galáctico • Ruido solar • Ruido del suelo Algunas soluciones son: • Buscar sitios de baja interferencia con blindaje natural o artificial • Usar configuración Cassegrain  Temperatura de ruido en atenuador en presencia de lluvia


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Tlluvia = (L - 1) 280 , o K

Donde: L = Atenuación.  Contribución terrestre a la temperatura de ruido (Stephenson) Ttierra = 50 o k ...si 0 o < θ < 10 o Ttierra = 10 o k ...si..10 o < θ < 90 o

 Temperatura de la antena integrando todos los componentes de ruido. Las fuentes de ruido externo al sistema de radio comunicaciones también pueden ser caracterizadas por una temperatura de ruido que se denomina temperatura de brillo Tb. Supongamos de nuevo una antena direccional situada en el origen de un sistema de coordenadas esféricas y sea la ganancia direccional en la dirección θ, ϕ, G(θ,ϕ). Entonces la temperatura de ruido TA de la antena (ruido externo captado por la antena) puede calcularse como:

T Antena

1 = 4π

2π π

∫ ∫ T (θ , ϕ )G(θ , ϕ )senθdθdϕ ; K o

b

0 0

Tb (θ,ϕ) representa el valor de temperatura de brillo de la fuente externa, en la dirección θ, ( ϕ) hacia la antena receptora. La expresión anterior resulta demasiado compleja para cálculos de ingeniería por lo que comúnmente se utilizan métodos alternativos más simplificados para estimar TA. BACH. BAZÁN CENTURIÓN, Wilmer Alberto

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 Temperatura de ruido para el cielo despejado en la banda Ku Tantena = 15 +

30 180 [K ] + D θ

 Temperatura

de

ruido

de

un

sistema

antena+atenuador+amplificador TA T  1  1 + T0 1 −  + Tampl = A + T0 1 −  + Toi ( F − 1) L L  L  L Donde:

Ts =

To = Temperatura ambiente. TA = Temperatura de la antena.  Temperatura de ruido de un sistema antena con lluvia.

Ts =

TA  1 + T0  1 −  Llluvia  L

Donde:

To = Temperatura ambiente. TA = Temperatura de la antena.

Diámetro Frecuencia Ganancia

TA(o K)

(GHz)

(dBi)

4

42,9

θ=10 o 15 o 20 o 30 o 40 o 50 o 60 o 36,0 29,7 27,8 26,0 24,1 22,8 22,4

3,8 m 5m

4

44,9

33,5

27,7 25,8 23,0 21,7 20,9 20,5

7,3 m

4

47,5

32,8

26,0 24,4 21,8 20,3 19,5 19,0

1,8 m

12

45,4

46,0

1,2 m

11

41,5

3,5 m

12

50,7

43,0

-

37,0

-

37,0

-

-

36,0 31,0 27,0 26,0 25,0 25,0

Tabla 7: Temperatura de ruido de algunas antenas típicas


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 Temperatura de ruido de una antena(enlace de subida) Como la antena del satélite apunta hacia la tierra y su haz principal de radiación es generalmente menos ancho que el disco terrestre, recibe toda la radiación térmica de la tierra. Por ello, se suele suponer TA = 290º K, salvo que se especifique lo contrario. Factor de calidad o figura de mérito G/T Los dos parámetros importantes para el sistema receptor son la ganancia de la antena del receptor GRx y la temperatura de ruido del sistema receptor TET. La última es la suma del ruido de antena, el amplificador de bajo ruido (LNA) y el ruido de cualquiera de los elementos de pérdida entre la antena y el LNA. La relación de GRx a TET es llamada la figura de mérito, escrito como G/TET. Las estaciones receptoras pueden ser mejoradas con una ganancia de antena grande GRx (antena de gran diámetro), o con una baja temperatura de ruido TS (un mejor amplificador de bajo ruido). (G/T) =GRx(dBi)-10log10(TS(ºk)) [dBi/k] Donde: GRx = Ganancia de la antena receptora [dBi]. TS = Temperatura de ruido del sistema. Relación portadora a ruido térmico(C/T) Un criterio del desempeño de un enlace es la relación de la potencia de la portadora C a la temperatura de ruido T.


110


Es el corazón de un presupuesto de enlace. C/T = PIREET –Ls +G/TS [dBW/K] Donde: LS = Pérdida por trayectoria [dB]. G/TS = Figura de mérito del sistema [dBi/K]. Elaboración del pozo a tierra Los pozos a tierra están diseñados para la protección de las personas, computadoras, UPS, etc. Un pozo a tierra consiste en: Instalación de un tercer punto en el cableado de tomacorrientes. Por lo general se instalan dos polos de corriente alterna en las zonas urbanas (220VCA). A esto debemos agregarle un polo más que servirá de punto para conectar en los artefactos con enchufes de tres tomas, o sea la tierra. Cableado de tierra Un cable que será instalado y llevado desde el electrodo que sale del pozo a tierra al tablero general. Pozo a tierra Todo cliente requiere obligatoriamente de un pozo radiactivo para puesta a tierra y otro no obligatorio para el sistema de pararrayos, con una resistividad menor o igual que 5 Ohm. El router satelital requerirá de un estabilizador de voltaje o UPS.


111


Existen dos tipos de instalación de pozo a tierra. Pozos verticales: cavar un pozo mayor a la longitud del electrodo a usar, desechando todo material de alta resistividad tales como piedra, hormigón arena, cascajo, etc. Se insertara una varilla de cobre (jabalina) en forma vertical cuya punta superior debe conectarse al cable de tierra. Para rellenar el pozo se debe utilizar tierra de cultivo La particularidad de este pozo es que debe llenarse progresivamente con aditivos químicos, sales, agua y la misma tierra del pozo, a manera de reducir la resistencia que puede ofrecer el terreno. Se coloca una caja de registro de concreto con tapa, por medio de la cual se realizaran las mediciones del pozo y facilitara el mantenimiento periodo. Pozos Horizontales: Para las puestas a tierra horizontales es indispensable que los electrodos de platina, plancha o conductores enterrados, estén colocados dentro de zanjas o fosas rellenas con tierra de cultivo. Se debe colocar una caja de registro de concreto con tapa, por medio de la cual se realizaran las mediciones del pozo y facilitará el mantenimiento periódico. Tratamiento químico electrolítico del terreno de los pozos: El tratamiento químico del suelo surge como un medio de mejorar y disminuir la resistividad del terreno, sin necesidad de colocar una gran cantidad de electrodos. Existen diversos tipos de tratamiento químico para reducir la resistencia de un pozo a tierra:  Las sales puras (cloruro de sodio): no actúan como un buen electrolítico en estado seco, por lo que se le BACH. BAZÁN CENTURIÓN, Wilmer Alberto

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incorpora carbón vegetal con el fin de que este sirva como absorbente de las sales disueltas y de la humanidad. Las bentonitas molidas son sustancias arcillosas que retienen las moléculas de agua, pero la pierden con mayor velocidad que con la que absorben, debido al aumento de la temperatura ambiente, al perder el agua, pierden conductividad y restan toda compactación, lo que deriva en la pérdida de contacto entre el electrodo y el

medio,

elevándose

la

resistencia

del

pozo

ostensiblemente. Una vez que la bentonita se ha armado, su capacidad de absorber nuevamente agua, es casi nula.  El thor-gel, es un compuesto químico complejo, que se forma cuando se mezclan en el terreno las soluciones acuosas de sus 2 componentes, el compuesto químico resultante tiene naturaleza coloidal, y es especial para el tratamiento químico eléctrico de las puestas a tierra, este componente

viene

usándose

por

sus

excelentes

resultados, debido a que posee sales concentradas de metales que neutralizan la erosión de las sales incorporadas, como también aditivos para regular el PH y acidez de los suelos. Este compuesto posee otra ventaja, que al unirse con el terreno se forma un compuesto gelatinoso, que le permite mantener una estabilidad química y eléctrica por aproximadamente 4 años.  Hidrosolta: Es una técnica novedosa cuyo objetivo fundamental es almacenar la energía en desbalance incorporando un circuito RC (resistor, capacitor).


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Dicha

técnica,

fue

diseñada

para

ser

efectiva

independientemente del suelo natural, ya que este, sólo sirve de referencia para el condensador. Debido a la base de la Hidrosolta y a su característica compensadora, se puede asegurar una confiabilidad a largo plazo, libre de mantenimiento, pues evita la corrosión del cobre y retiene la humedad evitando la irrigación de sus componentes en el suelo natural. Cableado y conexiones eléctricas La función básica de un cable consiste en transportar energía eléctrica en forma segura y confiable desde la fuente de potencia a las diferentes cargas. Se escoge el tipo de cable eléctrico más conveniente, de acuerdo al tipo de conexión que se quiere realizar. La actual normativa obliga a conectar el cable de tierra a todos los circuitos, incluido el de alumbrado. Conviene situar los tubos empotrados y/o canaletas (en caso de no ser empotrado) en las paredes en recorridos horizontales a 50 cm, como máximo, del suelo y del techo. En cuanto a los tubos y/o canaletas verticales, no se deben separar más de 20 cm de los ángulos de las esquinas. 2.2.2.2. Diseño lógico de la red Redes satelitales Se realizará una explicación de algunas redes satelitales, al momento de efectuar el diseño se debe considerar qué tipo de red se utilizará, dependiendo de la aplicación, el tráfico y los servicios a prestar.


114


Servicio Empresarial IBS (bussines service) Estos son servicios empresariales integrados totalmente digitales, de alta calidad, diseñados para empresas e industrias que cuentan con oficinas en diferentes países. Sus principales aplicaciones son satisfacer necesidades de comunicaciones de transmisión de datos a alta y baja velocidad, video conferencia, correo electrónico, transferencias electrónicas, etc., este tipo de red ofrece flexibilidad y soporta una amplia gama de servicios de telecomunicaciones. Entre las características de esta red están: la red IBS que puede ser abierta o cerrada, abierta es cuando el usuario debe cumplir con ciertos requisitos especificados para poder realizar interfaz con otros usuarios y cerrada cuando quedan a criterio del usuario ciertos requisitos de funcionamiento. La velocidad de la red IBS va de 64 kbits/s hasta 8.448 Mbits/s en banda C o Ku con diferentes grados de calidad, esto se refiere a que tanto los satélites pueden estar espaciados en cuanto a las frecuencias de operación por ejemplo la banda Ku puede tener un espacio de 1 grado, esta banda proporciona más potencia que la C y, en consecuencia, el plato de la antena receptora puede ser más pequeño, del orden de 1.22 metros de diámetro, aunque la cobertura es mayor. A la banda Ku, no le afectan las interferencias terrestres, pero sí las turbaciones meteorológicas, por ejemplo, la lluvia, que produce distorsiones y ruido en la transmisión. Las tormentas fuertes casi nunca abarcan áreas extensas, de modo que con usar varias estaciones terrestres ampliamente separadas en lugar de una sola se puede resolver el problema, a expensas de gastar más en antenas, cables y circuitos electrónicos para conmutar con rapidez entre estaciones.


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Se puede utilizar esta red en banda C con telepuerto compartido, ofrece los mismos servicios de comunicación que una red IBS a alta y baja velocidad y se utiliza para servicios nacionales / internacionales. El servicio de telepuerto compartido consiste en compartir uno o varios satélites entre múltiples usuarios, este tipo de servicio puede transportar voz, datos, video, etc., a velocidades muy diversas. El principal objetivo del telepuerto es de servir de soporte a las comunicaciones comerciales, privadas y otro tipo de usuario, estos equipos puede instalarse en la oficina del usuario y él poder comunicarse con este equipo, mediante algún otro tipo de sistema de comunicación microonda, fibra óptica, cable coaxial, etc. Red de datos a velocidad intermedia IDR (intermediate data rate) El servicio IDR es un servicio totalmente digital para transmisión de datos a velocidad intermedia, el IDR a reemplazado los servicios internacionales de telefonía pública con conmutación los cuales utilizaban múltiplexación por división de frecuencias, modulación por frecuencia, acceso múltiple por división de frecuencia, esto debido a las ventajas que ofrece IDR en cuanto a fiabilidad flexibilidad y bajo costo. La velocidad de la IDR va de 64 kbits/s hasta 44.736 Mbits/s utilizada modulación QPSK y corrección de errores sin canal de retorno, se utiliza en las bandas C y Ku, se utiliza el acceso múltiple por división de frecuencia, está red es compatible con la red digital de servicios integrados ISDN integrated services digital network.


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Redes VSAT Está red, es utilizada para comunicaciones de voz y datos de baja densidad de tráfico entre dos puntos distantes y está constituida por una estación principal que es la encargada de administrar la red y el conjunto de terminales ubicadas en diferentes puntos remotos que están conectadas al Hub (centro de actividad) a través del transpondedor del satélite. La VSAT (terminal de muy pequeña apertura) es una estación terrena del servicio fijo por satélite geoestacionario utilizada para una gran variedad de aplicaciones en el campo de las telecomunicaciones, que incluye las comunicaciones de datos interactivas y por lotes en diversos protocolos, operación de redes con conmutación de paquetes, servicios de voz, transmisión de datos y videos. Las VSAT y la tecnología afín pueden dividirse aproximadamente en las siguientes áreas:  Un solo canal por portadora (SCPC): estos tipos de sistemas se caracterizan por una señal portadora transmitida ininterrumpidamente (asignación de frecuencia exclusiva).  Las VSAT de red en malla: es un tipo de VSAT menos común que comparte el mismo grupo de canales y que pueden recibir directamente las transmisiones entre sí. Debido a los mayores requerimientos de potencia, generalmente se utilizan parabólicas de mayor diámetro (de 3 m o más). Este tipo de VSAT generalmente se limita a operaciones de voz y de tipo en lotes.  Las VSAT de red en estrella: el tipo más común de VSAT depende de la operación de la estación terrena maestra (HUB) cuenta con una antena parabólica de gran diámetro generalmente de 4 a 8 m para la retransmisión de datos. Las


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VSAT individuales no pueden recibir las transmisiones directamente de unas a otras pero se comunican en forma exclusiva con la estación terrena maestra (HUB), utilizando transmisiones generalmente "en ráfaga" y protocolos de contención para minimizar la amplitud de banda necesaria. El diámetro de la antena de la estación terrena VSAT en general oscila entre 1.2 m y 3.8 m, y pueden operar tanto en la banda C (4-7 GHz) como en la banda Ku (12-14 GHz).  Las VSAT de menos de un metro (VSAT): la tecnología más evolucionada de las VSAT utiliza antenas más pequeñas de menos de 1 m de diámetro y tecnología altamente integrada para permitir el acceso a bajo costo a la red VSAT. Las VSAT operan en red en estrella y requieren una estación terrena maestra (HUB). Generalmente se usan las técnicas de espectro ensanchado aun dentro de la banda Ku para reducir la interferencia potencial. Entre las características de las terminales remotas está, que las antenas son de 1 a 2 metros de diámetro, las potencias de transmisión oscilan de 0.1 W a 10 W con el objeto de lograr bajos costos de operación. La topología de la red VSAT regularmente es estrella, su velocidad de operación es de 64Kbits/s, operan en la banda C o Ku utilizan modulación PSK ó QPSK y la técnica de acceso utilizado puede ser FDMA, TDMA o CDMA. Debido a sus características las redes VSAT ofrecen alta confiabilidad, flexibilidad de configuración e instalación fácil y rápida de las estaciones remotas. VSATPAMA (Permanent Assignment Múltiple Access)


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Consiste en una configuración en estrella de las terminales VSAT remotas, interconectadas a la estación terrena central o hub, este servicio puede transmitir voz y datos. Los usuarios del VSATPAMA accesan a la red en líneas dedicadas digitales y de éstas se puede tener uno o varios destinatarios, se puede tener un servicio IBS o IDR en la estación terrena y así enlazarse a cualquier parte del mundo. VSATDAMA (Demand Assignment Múltiple Access) Los VSAT DAMA son análogos a los PAMA. Utilizan configuración en estrella con la estación central o Hub, el servicio DAMA se utiliza como enlace telefónico en comunidades donde no existe infraestructura para otro sistema de teléfono. Diseño de una topología de red La topología de una red o forma lógica de una red, es definida por el hardware, y describe a una red físicamente, además de darnos información acerca del método de acceso que se usa (Ethernet, Token Ring, etc.). Entre las topologías conocidas tenemos: Topología de bus. Red cuya topología se caracteriza por tener un único canal de comunicaciones (denominado bus, troncal o backbone) al cual se conectan los diferentes dispositivos. De esta formar todos los dispositivos comparten el mismo canal para comunicarse entre sí. La topología de bus tiene todos sus nodos conectados directamente a un enlace y no tiene ninguna otra conexión entre nodos. Físicamente cada host está conectado a un cable


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común, por lo que se pueden comunicar directamente, aunque la ruptura del cable hace que los hosts queden desconectados. La topología de bus permite que todos los dispositivos de la red puedan ver todas las señales de todos los demás dispositivos, lo que puede ser ventajoso si desea que todos los dispositivos obtengan esta información. Sin embargo, puede representar una desventaja, ya que es común que se produzcan problemas de tráfico y colisiones, que se pueden paliar segmentando la red en varias partes. Es la topología más común en pequeñas LAN, con hub o switch final en uno de los extremos.

Figura 55: Topología de bus

Topología de anillo Red en la que las estaciones se conectan formando un anillo. Cada estación está conectada a la siguiente y la última está conectada a la primera. Cada estación tiene un receptor y un transmisor que hace la función de repetidor, pasando la señal a la siguiente estación del anillo. En este tipo de red la comunicación se da por el paso de un token o testigo, que se puede conceptualizar como un cartero que pasa recogiendo y entregando paquetes de información, de esta manera se evita perdida de información debido a colisiones.


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Cabe mencionar que si algún nodo de la red se cae (termino informático para decir que esta en mal funcionamiento o no funciona para nada) la comunicación en todo el anillo se pierde.

Figura 56: Topología en anillo

Topología en estrella Red en la cual las estaciones están conectadas directamente al servidor u ordenador y todas las comunicaciones se han de hacer necesariamente a través de él. Todas las estaciones están conectadas por separado a un centro de comunicaciones, concentrador o nodo central, pero no están conectadas entre sí. Esta red crea una mayor facilidad de supervisión y control de información ya que para pasar los mensajes deben pasar por el hub o concentrador, el cual gestiona la redistribución de la información a los demás nodos. La fiabilidad de este tipo de red es que el malfuncionamiento de un ordenador no afecta en nada a la red entera, puesto que cada ordenar se conecta independientemente del hub, el costo del cableado puede llegar a ser muy alto. Su punto débil consta en el hub ya que es el que sostiene la red en uno.


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Figura 57: Topología en estrella

Topología en árbol Red en la que los nodos están colocados en forma de árbol. Desde una visión topológica, la conexión en árbol es parecida a una serie de redes en estrella interconectadas. Es una variación de la red en bus, la falla de un nodo no implica interrupción en las comunicaciones. Se comparte el mismo canal de comunicaciones. Cuenta con un cable principal (backbone) al que hay conectadas redes individuales en bus.

Figura 58: Topología en árbol

Topología en malla Red en malla es una topología de red en la que cada nodo está conectado a uno o más de los otros nodos. De esta manera es BACH. BAZÁN CENTURIÓN, Wilmer Alberto

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posible llevar los mensajes de un nodo a otro por diferentes caminos. Si la red de malla está completamente conectada no puede existir

absolutamente

ninguna

interrupción

en

las

comunicaciones. Cada servidor tiene sus propias conexiones con todos los demás servidores.

Figura 59: Topología en malla completa

Topología mixta Red en la que resulta de la combinación de dos o más tipologías.

Figura 60: Topología mixta

Diseño de modelos para direcciones y nombres Las direcciones y nombres son las proporcionadas por Televias Andinas S.A.C. aprobadas por el M.T.C.


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Selección de distintos protocolos Los protocolos son las proporcionadas por Televias Andinas S.A.C. aprobadas por el M.T.C. Estrategias de seguridad en el diseño de una red El proceso de la seguridad de red debe comenzar con la propia arquitectura de red y ésta debe basarse en tecnologías de confianza. Elección de una adecuada topología de red. Estrategias de administración en el diseño de una red

Figura 61: Estrategias en el diseño de red

Prevenir brechas de seguridad y proteger la red antes de que éstas ocurran. Detectar automáticamente amenazas de seguridad externas e internas. Responder automáticamente y adecuadamente a una brecha de seguridad.


124


2.2.3. Diseño físico de un enlace satelital. 2.2.3.1. Selección de dispositivos y/o tecnologías a usar Para establecer la comunicación con el satélite. Para establecer la comunicación con el satélite se necesitan los siguientes dispositivos. Router satelital / modem satelital: Es un enrutador satelital de banda ancha, ideal para el servicio de internet satelital, ha sido diseñado para soportar dos subredes LAN simultáneas y conectividad integrada en serie. Estos equipos son disponibles en formas diferentes: Modulador solamente. Demodulador solamente. Modem dúplex en una sola unidad, puede ser configurado TX ó RX solamente dependiendo de la marca. Tarjeta moduladora ó tarjetas demoduladoras para sistemas de acceso múltiple. Transceptor (acrónimo de transmisor- receptor) Para acceder al satélite se necesita convertir la señal de IF proveniente del módem ó modulador a una señal de iguales características con el espectro de frecuencias y la potencia adecuada para que pueda ser recibida y repetida en el satélite. De la misma forma se requiere recibir la señal emitida por el satélite para convertirla a banda de IF y enviarla a módem ó demodulador.


125


Estos

equipos

se

consiguen

con

las

siguientes

configuraciones para banda C y Ku: Transceptor de doble ó simple sintetizador Unidades integradas ó separadas. Banda de IF 70 MHz; 140 MHz ó ambas. Banda L en algunas tecnologías propietarias (Sierracom; Hughes;Gilat) Potencias: 5; 10; 20 y 40 Watt Banda C. 2; 4; 8 y 16 Watt BandaKu Transmisor Para acceder al satélite se necesita convertir la señal de IF proveniente del módem ó modulador a una señal de iguales características con el espectro de frecuencias y la potencia adecuada para que pueda ser recibida y repetida en el satélite. El transmisor se compone de dos partes principales, convertidor de subida y amplificador de potencia. Hay tres tipos de amplificadores de potencia: Amplificador de estado sólido (SSPA), amplificador de tubo de ondas progresivas (TWTA) y Klystron. Los SSPA especifican su potencia a 1 dB de compresión, los TWTA a saturación de la unidad. El convertidor tiene tres principales características, ganancia, estabilidad y ruido de fase.


126


Receptor Es la unidad responsable de tomar las señales débiles provenientes del satélite y amplificarlas hasta un nivel determinado agregando el menor ruido posible. Existen tres variantes, LNA; LNB y LNC. LNA (Low Noise Amplifier): Este dispositivo es un amplificador de bajo ruido cuya banda de frecuencia de entrada es exactamente la misma que la banda de salida, por lo tanto no requiere de dispositivos conversores ómezcladores de frecuencia. Su ganancia típica estáentre los 50 y 60 dB. LNB (Low NoiseBlock): Para cualquier banda de entrada, ya sea C o Ku este dispositivo siempre convierte la salida a banda L (950 –1450 MHz). Este tipo de receptor puede contar con un Oscilador Local externo óinterno, se encuentran casos de unidades con oscilador interno sintetizado. LNC(Low NoiseConverter): Para cualquier banda de trabajo de entrada este dispositivo devuelve señal en la banda de F.I. (50–160 MHz). El Oscilador Local que requiere éste tipo de unidad para lograr la conversión tiene en la mayoría de los casos una referencia externa que es generalmente provista por el transceptor, por lo tanto no es posible utilizar un LNC sin un transceptor ó referencia asociada para recibir señales satelitales. Antena parabólica y accesorios: Para transmitir o recibir señales desde o hacia un punto determinado en el espacio, y no hacia otros circundantes. Es un transformador de impulsos eléctricos en electromagnéticos.


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Las

antenas

se

consiguen

con

las

siguientes

configuraciones para banda C y Ku: Transmisión-recepción ó recepción solamente. Dos ó cuatro puertas. Combinadas banda C y banda Ku (TX / RX banda C, RX banda Ku). Diferente geometría y diámetros. Diferente tipo de montajes incluyendo para uso móvil. Diferentes estándares. Para la elaboración del sistema de red: Para el sistema de red se utiliza los siguientes dispositivos: Un Switch: Para segmentar redes. Cable UTP: Para la transmisión de datos. Canaletas de 2” y 1”, más codos y uniones: Para pasar los cables de datos. Conectores RJ45: Para la colocación de los terminales de los cables de red. PC’s: Para el armado de la red. Para la elaboración del pozo a tierra: Materiales de pozo a tierra: para la realización del pozo a tierra.


128


Para las conexiones eléctricas Conductores eléctricos: Son cables hechos con la finalidad de conducir la electricidad. Tomacorriente:

Dispositivo

con

contactos

hembra,

diseñado para instalación fija en una estructura o parte de un equipo, cuyo propósito es establecer una conexión eléctrica. UPS (standby power systems): para conectar los equipos. 2.2.4. Implementación y prueba de un enlace satelital. 2.2.4.1. Implementación de un enlace satelital: Para la implementación de un enlace satelital se debe tener en cuenta las siguientes características técnicas. Características técnicas para la implementación del enlace satelital. No menos de 6 computadoras con las siguientes características cómo mínimo:  Pentium III.  128MB de RAN.  Mouse y Teclado Plug & Play.  Disco duro de 20GB.  Monitor SGVA de 15” a colores.  4MB de memoria de video.  Tarjeta de red 10/100 Mbps Ethernet.


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 Kit multimedia.  Disketera 3.5”.  Sistema operativo windows 98/2000 (en español y original).  Office 98/2000 (en español y original).  Internet explorer, software de navegación (gratis).  Software antivirus.  Una computadora con al menos una lectora de CD. 1 hub concentrador o switch.  Ocho puertos de RJ45.  Ethernet 10/100 Mbps. Cableado de datos para las PC’s.  Ocho puntos de red Categoría 5e o 6e.  Todos los cables deben de ir por canaletas (no deben ir cables colgando). Cableado de datos para la recepción y transmisión con el satélite.  Cable coaxial RG6.  Los cables deben ir cubiertos con tubos y/o canaletas según se dé el caso. Cableado eléctrico para las PC’s.  Ocho puntos dobles de energía eléctrica de 220 VAC.


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 Un tablero de distribución eléctrica con dos llaves termomagnéticas de 30A c/u.  Los cables deben de ser de 3 conductores y deben pasarse por canaletas.  Los cables eléctricos y cables de datos no deben ir juntos.  Adquisición de 6 estabilizadores (6) de 1KW c/u. Cableado

eléctrico

para

los

equipos

del

enlace

satelitales.  Una llave termo magnética de 20A.  El cable debe de ser de un conductor y pasar por canaletas.  Los cables eléctricos y cables de datos no deben ir juntos.  Adquisición de un UPC de 500 VA. Equipo para el enlace satelital conformado por:  Una antena parabólica mas accesorios.  Un rauter para enlace satelital. Pozo de tierra para las PC’s.  Dosis de sales electrolíticas.  Con cinco ohmios como máximo.  Este debe de ir conectado a todos los tomacorrientes a través del tablero eléctrico.


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Pozo de tierra para los equipos del enlace satelitales.  Dosis de compuestos químicos.  Con nueve ohmios como máximo.  Este debe ir conectado a los equipos de enlace satelital. Otros  Mínimo (6) módulos de PC´s de madera.  Instalación adecuación del local (seguridad, iluminación, pintado y resanado de paredes, arreglo de puertas y ventanas, etc.).


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Arquitectura de la red.

Figura 62: Arquitectura de la red


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Arquitectura del enlace satelital.

Figura 63: Arquitectura del enlace satelital

2.2.4.2. Prueba de un enlace satelital: Luego de la implementación del enlace satelital se debe tomar en cuenta las siguientes consideraciones, para la realización de la prueba de dicho enlace: Pruebas de medición del pozo a tierra Medir el pozo a tierra con un instrumento llamado terrómetro, para verificar que el pozo cumpla con los estándares sobre el honmenaje establecido, que por consiguiente es menor a 10Ω.


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Pruebas de Autonomía Probar que los equipos funcionen correctamente (estas pruebas se efectúan correctamente siempre y cuando no haya habido cortes de energía o los equipos hayan estado apagados desde el día anterior). Verificar si el subsistema de energía cumple con las condiciones pre establecidas. Pruebas de comicionamiento. Luego de la instalación física del enlace satelital se procede a enlazar dicho enlace con el satélite elegido, para proceder luego hacer las pruebas respectivas de comunicación, corrigiendo algunos errores y/o detalles obviados en algunos pasos mencionados con anterioridad. Pruebas de transmisión y recepción de datos Luego

de

haber

pasado

con

éxito

las

pruebas

de

comicionamiento, se procede a configurar el sistema de red, para que todas las PC’s cuenten con el servicio de internet y luego hacer las pruebas de transmisión y recepción de datos. 2.2.5. Monitoreo y evaluación de un enlace satelital. El monitoreo de un enlace satelital se realiza durante y después de la implementación de dicho enlace; y para su evaluación se toma en cuenta las características técnicas, así como las consideraciones tomadas para la realización de las pruebas, mencionadas con anterioridad. 2.2.6. Servicios usados con un enlace satelital 2.2.6.1. Telefonía satelital Ideal para poblaciones en donde es muy difícil el acceso a las actuales compañías telefónicas. Tendrás la oportunidad de ofrecer


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el servicio de telefonía pública en tu comunidad y obtener excelentes GANANCIAS!.

Figura 64: Telefonía rural 2.2.6.2. Televisión satelital La TV vía satélite se parece ser la manera del futuro. Con mucha gente cambiando ya del cable, le hace maravilla cuál es tan grande sobre la TV vía satélite. Alguna de la gente de las razones principales está cambiando el excedente es debido a las ofertas libres del equipo y de la instalación, la calidad del cuadro de HDTV, la selección de canal, así como la gama del servicio. Una de las ventajas principales a la TV vía satélite es su gama del servicio. Si usted está viviendo en un área rural, que no recibe muy probablemente el servicio de cable, su es muy probable que usted pueda recibir servicio basado en los satélites. El un drenaje detrás puede ser que usted necesita uno de los platos más viejos, más grandes para templar en la programación.


136


Figura 65: Televisión satelital 2.2.6.3. Telefonía VoIP o también llamada Voz sobre IP Es una tecnología usada recientemente que permite ahorrar bastante al realizar las llamadas telefónicas. Este sistema utiliza como medio de enlace al internet, es decir, la señal analógica de un teléfono común se convierte en una señal digital para luego ingresar al internet en paquetes, luego en el otro punto sale del internet, un adaptador lo convierte en señal analógica nuevamente y pasa a un teléfono convencional, Este sistema podría trabajar también de PC a PC, de PC a teléfono fijo, o de teléfono fijo a teléfono fijo.


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Figura 66: Arquitectura VoIP 2.2.6.4. Video conferencias Es el sistema que nos permite llevar a cabo el encuentro de varias personas ubicadas en sitios distantes, y establecer una conversación como lo harían si todas si se encontraran reunidas en una sala de juntas.

Figura 67: Sistema básico de videoconferencia BACH. BAZÁN CENTURIÓN, Wilmer Alberto

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El CODEC convierte las señales de audio y video a un código de computadora. A esto se le conoce como digitalizar. Segundo los datos son enviados a otros dispositivo de comunicación el cual lo transmite al sitio remoto por medio de un canal de comunicación, en nuestro caso es el satélite, Tercero el otro sitio recibe los datos el cual lo entrega al CODEC que se encarga de descifrar y decodificar las señales de audio y video, las que envía a los monitores para que sean vistas y escuchadas por las personas que asisten al evento. 2.3. Teorías 2.3.1 Teoría general de sistemas Es un esfuerzo de estudio interdisciplinario que trata de encontrar las propiedades comunes a entidades, los sistemas, que se presentan en todos los niveles de la realidad, pero que son objeto tradicionalmente de disciplinas académicas diferentes. Sin embargo, las definiciones y principios de la teoría de sistemas valen para cualquier sistema y éstos pueden ser tanto físicos, como biológicos, sociales, culturales o conceptuales. 2.3.2 Teoría de información. Estudia la información y todo lo relacionado con ella: canales, compresión de datos, criptografía y temas relacionados. Ésta analiza cuál es la cantidad de señales que pueden transportarse por un determinado canal. 2.3.3 Teoría de la comunicación La Teoría de la Comunicación estudia la capacidad que tienen algunos seres vivos de relacionarse con otros intercambiando información. Esta teoría está interesada en explicar cómo el ser vivo controla su entorno mediante el recurso a la información. Es la teoría en caminada a fundar el estudio de los comportamientos comunicativos. BACH. BAZÁN CENTURIÓN, Wilmer Alberto

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CAPÍTULO 3. METODOLOGÍA Para el presente proyecto profesional se utilizo la metodología Top Down básicamente, ya que se percibe como una estrategia que divide sucesivamente los problemas grandes y complejos en problemas menores y menos complejos, hasta que el problema original pueda ser expresado como una combinación de problemas pequeños y fácilmente solucionables; además del método científico quién me permitió hacer observaciones de la realidad e identificar la situación problemática de la localidad de Huachis, como el de elaborar la hipótesis, quién me permitió identificar resultados favorables para la localidad en mención. Aportando así de esta manera para el logro de los objetivos. 3.1. Para el objetivo Nº1. 3.1.1. Metodología: Método inductivo. Este método se usó para recolectar parte de la información. Método deductivo. Este método se usó para el análisis y resumen de la información recolectada. Método dialéctico Este método se usó para comprender y/o entender los parámetros involucrados en un enlace satelital, conciliándose así los diferentes conceptos, logrando de esta manera una independencia para la toma de decisiones. Método hermenéutico Este método se usó para tener una idea general de lo que es un enlace satelital, a través del análisis y comprensión de los diferentes parámetros que éste involucra. Método sistémico BACH. BAZÁN CENTURIÓN, Wilmer Alberto

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Este método se usó para clasificar a los parámetros y sus componentes involucrados en un enlace satelital, como el de establecer una relación entre ellos. 3.1.2. Técnicas: Técnicas para la recolección de información. Sesiones facilitadas: Se realizó 3 sesiones: con el gerente general de LINK TEL (ALVINES CHAPA, Víctor José), el cual por medio de una capacitación, me dio los alcances acerca de los enlaces satelitales y los parámetros que éstos involucran, así como ciertas especificaciones técnicas a tomar en cuenta en el diseño, implementación y/o monitorización que demanda la colocación de un enlace satelital en una zona rural de difícil acceso, lo cual me permitió obtener la información necesaria para empezar con la elaboración del proyecto profesional, contribuyendo de esa forma en el desarrollo del mismo. Revisión bibliográfica: Temas relacionados con “comunicación satelital”, para las definiciones de los parámetros que involucra un enlace satelital. Entrevistas: Dirigido principalmente al gerente general de LINK TEL, ALVINES CHAPA, Víctor José. Técnicas para el procesamiento de la información. Clasificación de la información:


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Para organizar la información obtenida en las sesiones, entrevistas y bibliografía. Los cuales me permitieron identificar los parámetros involucrados en un enlace satelital. Elaboración de tablas y gráficos: Para representar en forma expresa los parámetros involucrados en un enlace satelital. 3.1.3. Instrumentos: Instrumentos para la recolección de información. Para la revisión bibliográfica. Instrumento : “Guía sobre comunicación satelital” Cantidad

:4

Tipo

: Libro, internet.

Guía

: Bibliografía

Para la entrevista al gerente general de LINK TEL, ALVINES CHAPA, Víctor José. Instrumento : Cuestionario para entrevista Cantidad

:1

Tipo

: Hablado

Guía

: Bibliografía

Instrumentos para el procesamiento de la información Para el proceso de análisis e interpretación de la información se utilizo como instrumento una PC con sistema operativo Windows XP SP3, y además con los siguientes requerimientos: BACH. BAZÁN CENTURIÓN, Wilmer Alberto

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Antivirus

: Para prevención de contagio de virus.

Microsoft Office

: Para el

procesamiento

de documentación, y

realización de informes. 3.1.4. Medios: Medios para recolección de información Medios de registro.  Cuaderno de anotaciones.  Lapicero.  Ordenador.  Papel bond.  Folder.  Memoria (USB).  CD’s regrabables.  Cámara digital. Medios de información.  Libros Medios virtuales.  Internet. Medios para el procesamiento de información. Análisis y criterio. Microsoft office 2007.


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3.2. Para el objetivo Nº2. 3.2.1. Metodología: Método Inductivo. Este método se usó para recolectar parte de la información. Método deductivo Este método se usó para el análisis y resumen de la información recolectada. Método Comparativo. Este método se usó para comparar los diferentes tipos de enlaces satelitales existente, para así lograr un adecuado diseño destinado especialmente al uso de internet. Método experimental Este método se usó para ver las condiciones en la que se encontraba la localidad de Huachis, y así acogerse de ello para la realización de un adecuado diseño de un enlace satelital que provea el servicio de internet. Método sistémico Este método se usó para la elaboración de la arquitectura del modelo lógico del enlace satelital, teniendo en cuenta las especificaciones técnicas que este demanda, consolidándose en un adecuado modelo que provea el servicio de internet. Método dialéctico Este método se usó para contrastar el diseño del modelo lógico del enlace satelital, a través del análisis de los componentes que dicho enlace demanda.


144


3.2.2. Técnicas: Técnicas para la recolección de información. Sesiones facilitadas: Se realizó 2 sesiones: Una sesión con el gerente general de LINK TEL (ALVINES CHAPA, Víctor José), el cual me proporcionó las especificaciones técnicas a tener en cuenta para el diseño lógico y físico del enlace satelital, como de la arquitectura de una red LAN. Otra sesión con los miembros del comité de gestión (3 integrantes) en representación del pueblo, además del alcalde distrital de la localidad de Huachis; a los cuales se les explicó de la importancia que acarrea el contar con un enlace satelital para el uso de internet. Ellos expresaron su interés y apoyo para la realización con éxito del proyecto. Obteniendo así la colaboración no sólo del alcalde, sino de los miembros de la comunidad en mención, lo cual me permitió continuar con la elaboración del proyecto. Revisión bibliográfica: Temas relacionados con “estaciones terrenas y tipos de redes LAN”, para ver los requerimientos que involucra el diseño de un enlace satelital, destinado al uso exclusivo de internet. Entrevistas: Dirigido principalmente a los miembros del comité de gestión, en representación del pueblo, y el alcalde de la comunidad en mención, además de la entrevista realizada al gerente general de LINK TEL, ALVINES CHAPA, Víctor José.


145


Técnicas para el procesamiento de la información obtenida. Clasificación de la información: Para organizar la información obtenida en las sesiones, entrevistas y bibliografía. Los cuales me permitieron la adecuada elaboración del diseño del enlace satelital. Elaboración de tablas, gráficos y diagramas: Para la representación del modelo lógico y físico del enlace satelital, como el de la arquitectura de la red LAN. Técnicas para la representación del diseño del enlace satelital. Observación directa: Se aplicó para ver el ambiente destinado para la puesta del enlace satelital. Observación documental: Se aplicó para la observación de los planos del ambiente destinado para la puesta del enlace satelital. 3.2.3. Instrumentos: Instrumentos para la recolección de información. Para la revisión bibliográfica Instrumento

: “Guía sobre diseño de un enlace satelital, como el de una red LAN”

Cantidad

:4

Tipo

: Libro, internet.

Guía

: Bibliografía.


146


Para la entrevista al comité de gestión y alcalde distrital de Huachis Instrumento

: cuestionario para entrevista

Cantidad

:1

Tipo

: Hablado

Guía

: Bibliografía

Para la entrevista al gerente general de LINK TEL, ALVINES CHAPA, Víctor José. Instrumento

: Cuestionario para entrevista

Cantidad

:1

Tipo

: Hablado

Guía

: Bibliografía

Instrumentos para el procesamiento de la información. Para el proceso de análisis e interpretación de la información se utilizo como instrumento una PC con sistema operativo Windows XP SP3 y además de los siguientes requerimientos: Antivirus


Microsoft Office : Para el

procesamiento de documentación, y

realización de informes. Microsoft Visio

: Para la elaboración de diagramas.

Autocad

: para ver los planos del local, asignado para la puesta del enlace satelital.


147


3.2.4. Medios Medios para recolección de información Medios de registro.  Libreta de anotaciones.  Lapicero.  Ordenador.  Papel bond.  Folders  Memoria (USB).  CD’s regrabables.  Cámara digital. Medios de información.  Libros Medios virtuales.  Internet Medio para el procesamiento de información. Análisis y criterio. Microsoft office 2007. Microsoft visio 2007. Autocad 2008.


148


3.3. Para el objetivo Nº3. 3.3.1. Metodología Método Inductivo. Este método se usó para recolectar parte de la información. Método Deductivo. Este método se usó para resumir la información recolectada. Método Comparativo. Este método se usó para comparar algunos casos de éxito de enlaces satelitales existente, para así lograr una adecuada implementación del enlace satelital pre diseñado. Método experimental. Este método se usó para los diferentes criterios tomados en la puesta del enlace satelital. Método hermenéutico. Este método se usó para el análisis de toda la información obtenida antes de la implementación del enlace satelital. 3.3.2. Técnicas: Técnicas para la recolección de información. Sesiones facilitadas: Se realizó 2 sesiones: Una con el gerente general de LINK TEL (ALVINES CHAPA, Víctor José), el cual me proporcionó las especificaciones técnicas a tener en cuenta en la implementación del enlace satelital. BACH. BAZÁN CENTURIÓN, Wilmer Alberto

149


Otra con los miembros del comité de gestión (3 integrantes) en representación del pueblo, además del alcalde distrital de la localidad de Huachis; ellos expresaron su conformidad y apoyo. Obteniendo así la colaboración no sólo del alcalde, sino de los miembros de la comunidad en mención, lo cual me permitió continuar con la siguiente etapa del proyecto. Revisión bibliográfica: Temas relacionados con “implementación de enlaces satelitales”, para ver los requerimientos que involucra la implementación de un enlace satelital. Entrevistas: Dirigido principalmente a los miembros del comité de gestión, en representación del pueblo, y el alcalde de la comunidad en mención, además de la entrevista realizada al gerente general de LINK TEL, ALVINES CHAPA, Víctor José. Técnicas para el procesamiento de la información obtenida. Clasificación de la información: Para organizar la información obtenida en las sesiones, entrevistas y bibliografía. Los cuales me facilitaron para la implementación del enlace satelital. Técnicas para la implementación del enlace satelital. Observación directa: Se aplicó para ver el ambiente, los equipos, herramientas e instrumentos, destinados para la realización de la implementación del enlace satelital.


150


Observación documental: Se aplicó para la observación del diseño propuesto en la etapa anterior. 3.3.3. Instrumentos: Instrumentos para la recolección de información. Para la revisión bibliográfica Instrumento

: “Guía sobre implementación de un enlace satelital”

Cantidad

:4

Tipo

: libros, manuales, internet.

Guía

: Bibliografía, anexos.

Para la entrevista al comité de gestión y alcalde distrital de Huachis Instrumento Cantidad


:1

Tipo

: Hablado

Guía


Para la entrevista al gerente general de LINK TEL, ALVINES CHAPA, Víctor José. Instrumento


Cantidad

:1

Tipo

: Hablado

Guía

: Bibliografía


151


Instrumentos para el procesamiento de la información. Para el proceso de análisis e interpretación de la información se utilizo como instrumento un folder (como organizador de información), con la información impresa, quién me facilitó en la implementación del enlace satelital: 3.3.4. Medios Medios para la recolección de información Medios de registro.  Libreta de anotaciones.  Lapicero.  Ordenador.  Papel bond.  Folders  Memoria (USB).  CD’s regrabables.  Cámara digital. Medios de información.  Libros Medios virtuales.  Internet


152


Medio para el procesamiento de información. Análisis y criterio. Información impresa. Medios para la implementación del enlace satelital. Movilidad. Equipo satelital. Herramientas. Mano de obra.


153


3.4. Para el objetivo Nº4. 3.4.1. Metodología: Método Inductivo. Este método se usó para recolectar parte de la información. Método Deductivo. Este método se usó para el análisis y resumen de la información recolectada. Método experimental. Este método se usó para los diferentes criterios tomados en el monitoreo y evaluación de un enlace satelital. Método dialéctico Este método se usó para contrastar la correcta implementación del enlace satelital, a través de las diferentes pruebas realizadas a los equipos, así como la verificación del correcto funcionamiento del enlace satelital, destinado para el uso de internet. 3.4.2. Técnicas: Técnicas para la recolección de información. Sesiones facilitadas: Se realizó 2 sesiones: Una sesión con el gerente general de LINK TEL, ALVINES CHAPA, Víctor José., para recepción de documentos con especificaciones técnicas a tener en cuenta en el monitoreo y evaluación del enlace satelital.


154


Otra sesión con los miembros del comité de gestión (3 integrantes) en representación del pueblo, además del alcalde distrital de la localidad de Huachis; ellos expresaron su conformidad y apoyo para continuar con la siguiente etapa del proyecto. Obteniendo así la colaboración no sólo del alcalde, sino de los miembros de la comunidad en mención, lo cual me permitió continuar con la siguiente etapa del proyecto en mención. Revisión bibliográfica: Temas relacionados con “monitoreo y evaluación de un enlace satelital”, para ver los requerimientos que involucra la el monitoreo y evaluación de un enlace satelital. Entrevistas: Dirigido principalmente al el gerente general de LINK TEL, ALVINES CHAPA, Víctor José., además de los miembros del comité de gestión, en representación del pueblo, y el alcalde de la comunidad en mención. Técnicas para el procesamiento de la información obtenida. Clasificación de la información: Para organizar la información obtenida en las sesiones, entrevistas y bibliografía. Los cuales me permitieron la monitorización y evaluación del enlace satelital. Elaboración de gráficos y diagramas: Para la representación de los procedimientos a tener en cuenta en el monitoreo y evaluación del enlace satelital.


155


Técnicas para el monitoreo y evaluación del enlace satelital. Observación directa: Se aplicó para ver el correcto funcionamiento de los equipos satelitales, como de la línea del internet. Observación documental: Se aplicó para contrastar la información documental, realizada luego de haber hecho las diferentes pruebas a los equipos y a la línea de internet. 3.4.3. Instrumentos: Instrumentos para la recolección de información. Para la revisión bibliográfica Instrumento

: “Guía sobre monitoreo y evaluación de un enlace satelital”

Cantidad

:4

Tipo

: Libros, manuales e internet.

Guía

: Bibliografía.



Cantidad

:1

Tipo

: Hablado

Guía



156



:1

Tipo

: Hablado

Guía

: Bibliografía

Instrumentos para el procesamiento de la información. Para el proceso de análisis e interpretación de la información se utilizo como instrumento una PC con sistema operativo Windows XP SP3 y además de los requerimientos siguientes: Antivirus


Microsoft Office : Para el

procesamiento de documentación, y

realización de informes. Instrumentos para monitoreo y evaluación del enlace satelital. Para el monitoreo y evaluación del enlace satelital se utilizo como instrumento una PC con sistema operativo Windows XP SP3 y además de los requerimientos siguientes: Antivirus


Microsoft Office : Para verificación de las pruebas de comunicación del enlace satelital con el satélite.


157


3.4.4. Medios Medios de registro. Libreta de anotaciones. Lapicero. Ordenador. Papel bond. Folders Memoria (USB). Medios virtuales. Internet Medio para el procesamiento de información. Análisis y criterio. Microsoft office 2007. Medios para el monitoreo y evaluación del enlace satelital. Análisis y criterio. Programa File Zilla.


158


3.5. Para el objetivo Nº5. 3.5.1 Metodología: Método Inductivo. Este método se usó para recolectar parte de la información. Método Deductivo. Este método se usó para resumir la información recolectada. Método experimental. Este método se usó para los diferentes criterios tomados en la capacitación de la población en el uso de “nuevas tecnologías”. 3.5.2 Técnicas: Técnicas para la recolección de información. Sesiones facilitadas: Se realizó 2 sesiones: Una sesión con el gerente general de LINK TEL, ALVINES CHAPA, Víctor José., para recepción de información para la capacitación. Otra sesión con los miembros del comité de gestión (3 integrantes) en representación del pueblo, además del alcalde distrital de la localidad de Huachis, a quienes se les capacitó en el uso de nuevas tecnologías; ellos expresaron su interés y aprobación para continuar con la siguiente etapa del proyecto. Obteniendo así la colaboración no sólo del alcalde, sino de los miembros del comité de gestión, lo cual me permitió continuar con la siguiente etapa del proyecto.


159


Revisión bibliográfica: Temas relacionados con “nuevas tecnologías”, para capacitar a la población en el uso de las mismas. Entrevistas: Dirigido principalmente a los miembros del comité de gestión, en representación del pueblo, y el alcalde de la comunidad en mención, además de el gerente general de LINK TEL, ALVINES CHAPA, Víctor José. 3.5.3 Instrumentos: Instrumentos para la recolección de información. Para la revisión bibliográfica Instrumento

: “Guía nuevas tecnologías”.

Cantidad

:4

Tipo

: Libros, manuales, internet.

Guía




Cantidad

:1

Tipo

: Hablado

Guía

: Bibliografía.


160



:1

Tipo

: Hablado

Guía

: Bibliografía

Instrumentos para el procesamiento de la información. Para el proceso de análisis e interpretación de la información, se usó como instrumento una PC con sistema operativo Windows XP SP3 y además de los requerimientos siguientes: Antivirus


Microsoft office

: Para el

procesamiento

de documentación, y

realización de informes. Instrumentos para el proceso de capacitación a la población. Para el proceso de proyección de la información durante la capacitación se usó como instrumento una Datashop y una PC con sistema operativo Windows XP SP3 con los siguientes requerimientos: Antivirus


Microsoft office

: Uso de powerpion en la presentación de temas para capacitación.


161


3.5.4 Medios: Medios de registro. Libreta de anotaciones. Lapicero. Ordenador. Papel bond. Folders Memoria (USB). CD’s regrabables. Medios virtuales. Internet. Medio para el procesamiento de información. Análisis y criterio. Microsoft Office 2007. Medios para capacitación a la población. Lenguaje hablado. Microsoft Office 2007.


162


3.6. Para el objetivo Nº6. 3.6.1. Metodología: Método Inductivo. Este método se usó para recolectar parte de la información. Método Deductivo. Este método se usó para resumir la información recolectada. Método experimental. Este método se usó para los diferentes criterios tomados en la propuesta de implementación de nuevos servicios utilizando el enlace satelital. Método comparativo Este método se usó para comparar los diferentes servicios que se puede dar con el enlace satelital. 3.6.2. Técnicas: Técnicas para la recolección de información. Sesiones facilitadas: Se realizó una sesión con los miembros del comité de gestión (3 integrantes) en representación del pueblo, además del alcalde distrital de la localidad de Huachis; ellos expresaron su interés. Lo cual me permitió la finalización del proyecto. Revisión bibliográfica: Temas relacionados con “servicios que origina un enlace satelital”, para proponer la implementación de nuevos servicios utilizando el enlace satelital.


163


Entrevistas: Dirigido principalmente a los miembros del comité de gestión, en representación del pueblo, y el alcalde de la comunidad en mención. 3.6.3. Instrumentos: Instrumentos para la recolección de información. Para la revisión bibliográfica Instrumento

: “Guía sobre servicios que origina un enlace satelital”.

Cantidad

:3

Tipo

: Libros, internet.

Guía

: Bibliografía y anexos.



Cantidad

:1

Tipo

: Hablado

Guía

: Bibliografía.

3.6.4. Medios: Medios de registro. Libreta de anotaciones. Lapicero. Ordenador.


164


Papel bond. Folders Memoria (USB). Medios virtuales. Internet. Medio para el procesamiento de información. Análisis y criterio. Microsoft Office 2007. Medios utilizados para proponer la implementación de nuevos servicios utilizando el enlace satelital. Lenguaje hablado. Microsoft Office 2007.


165


CAPÍTULO 4. RESULTADOS 4.1. Para el objetivo Nº1 Luego de haber obtenido la información necesaria utilizando los diferentes métodos, recursos, medios e instrumentos antes mencionados, se logró entender la funcionalidad de un enlace satelital, y los parámetros que éste demanda, además de la importancia y/o beneficios que genera el contar con un enlace satelital dentro de la localidad en estudio.


166


4.2. Para el objetivo Nº2 Luego de haber obtenido la información necesaria utilizando los diferentes métodos, recursos, medios e instrumentos mencionados con antelación, se logró realizar el diseño adecuado del enlace satelital, teniendo en cuenta lo siguiente: Especificaciones para el diseño: Se requiere proveer a la localidad de Huachis de un centro electrónico. Contempla no sólo ofrecer soporte tecnológico a los habitantes de la localidad en mención por medio de dicho centro de negocio electrónico; sino ofrecer alianzas entre entidades privadas y organismos financieros para impulsar el pequeño y mediano empresario, entre los beneficios más importantes es la reducción de la brecha de información digital en la localidad de Huachis, la posibilidad de tener información de nuevos productos y servicios, crear sus páginas electrónicas con los beneficios que genera como por ejemplo: el turismo ecológico, la agricultura, exportaciones, artesanías, educación, entre otras áreas de interés, el uso de Internet reducirá considerablemente los costos de información y acelerará el intercambio de información para la localidad involucrada en este proyecto. El sistema de comunicación vía satélite debe ofrecer una buena calidad. Como se mencionó con anterioridad, será diseñado para manejar información (voz, datos, audio y video), las aplicaciones principales que se podrían realizar serían: transacciones electrónicas, uso de Internet, uso de teléfono, video conferencias, entre otras. La red utilizada es una red IP satelital que utiliza estaciones VSAT, con capacidad de Recepción y transmisión. La red se compone de una estación maestra o central HUB (ubicada en Lima) y varias estaciones remotas VSAT, de los cuales un enlace satelital remoto será ubicado en la localidad en estudio. El sistema permite la comunicación asimétrica de alta velocidad entre la estación maestra y las estaciones remotas a velocidades de 512 Kbit/s hasta 48 Mbits/s en el enlace de retorno. El sistema permite la instalación de redes de banda ancha a un costo competitivo, las cuales son escalables y tienen un tiempo de instalación inmediato.


167


Figura 68: Sistema de red VSAT propuesto Capacidad requerida Para el enlace satelital se requiere de la siguiente capacidad: El enlace satelital debe funcionar como terminal de red VSAT, ya que la estación terrena maestra hallada en Lima, está bajo esta modalidad. Utiliza cables RG-6, está compuesto por la antena, el bloque de bajo ruido (LNB), transmisor, y el amplificador de estado sólido. Posición geográfica del enlace satelital El enlace satelital se encontrará ubicado en la localidad de Huachis: Latitud

: 9º 24’ 40” Sur

Longitud

: 77º 6’ 5” Oeste

Altitud

: 3250 m.s.n.m

Posición del satélite Satmex 5 Satmex 5 : 116.8º Oeste.


168


Procedimientos de selección de características del enlace Selección de banda de operación  La banda elegida para la región Huachis es la banda Ku, debido a:  Las dimensiones de los equipos satelitales para esta banda no son muy grandes, requiriendo menos inversión al adquirir equipos satelitales para el uso de internet.  El ancho de banda de los transponders del satélite para esta banda es igual tanto para la polarización vertical, como para la horizontal (57Mhz).  La potencia de transmisión al satélite es baja. Técnica de acceso Se utiliza la técnica de acceso FDMA o SCPC acceso múltiple por distribución de frecuencia, aunque presenta problemas de intermodulación y efectos de canal, la principal ventaja es su simplicidad y menor costo inicial de inversión, especialmente para redes punto a punto; el transpondedor puede operar simultáneamente con portadoras de distinta anchura de banda. Tipo de satélite a usar El tipo de satélite a usar se encuentra según su tipo de órbita dentro de los geoestacionarios, debido a que en esta clasificación se hallan la mayoría de satélites destinados para las telecomunicaciones, cuyas ventajas son las siguientes:  Permanece casi estacionario respecto a la estación terrena.  No es necesario cambiar de un satélite a otro (conmutar).  Puede cubrir un área de la tierra mucho más grande.  Los efectos del cambio de posición Doppler son insignificantes.


169


Figura 69: Detalle órbita geoestacionaria Elección de satélite: Existen diversos satélites que proporcionan la cobertura deseada en la región en donde se pretende realizar el enlace, Para este caso, se utiliza el satélite Samtex5, ya que al realizar una comparación entre varios proveedores se eligió al proveedor A, debido a ciertas condiciones que son la frecuencia de operación que es la banda Ku y es la que se utilizará en el análisis para el diseño, la modulación utilizada por el satélite y costo económico para arrendar el equipo y el enlace satelital es el factor más importante. Esto se resume en la siguiente tabla. Proveedor Satelite

Banda

Tipo de

Costo de

Costo del

a Utilizar

de Operación Portadora Enlace Satelital* Equipo#

A

Samtex 5

C y Ku

FDMA

$ 459.00

$ 2,299.00

B

Hispasat 1-C Ku

FDMA

$ 918.00

$ 2499.00

C

SINOSAT-1

C

FDMA/FM $ 793.33

$ 3999.00

D

Amazonas

C y Ku

FDMA

$ 2999.00

$ 392.00

2

Tabla 8: comparación de proveedores de enlaces satelitales*

2

*este valor es mensual, los enlaces se especifican para una velocidad de 750 kpbs en enlace de bajada 128 kbps en enlace de subida. #Es el enlace satelital que incluye la antena, la unidad interna en la cual se incluye el transmisor, receptor, enrutador e interface de internet y el modem. (Referencia 17, pág. 92*)


170


Características técnicas de Satmex 5 SATELITE SATMEX 5

36 MHz, BANDA C

PIRE (dbw) en la orilla de la cobertura

39

G/T (db/°K) en la orilla de la cobertura

-2

Densidad de flujo a saturación (dbw/m2)

-93

No. De transpodedores

24

Redundancia Rango de atenuación de entrada Combustible remanente al 1° de enero de 1999 Grados de tolerancia en el mantenimiento de nav e espacial

36 MHz, BANDA Ku Ku 1: 49.0 Ku 2: 46.0 Ku 1: 0 Ku 2: -1.5 Ku 1: -93 Ku 2: -95 24

30 TW TA’s para 24 canales 32 TW TA’s para 24 canales 0 a 15 dB en pasos de 1dB

0 a 20 dB en pasos de 1dB

Bipropelante 106. 761 Kg.

Xenon 229.443 Kg.

"+- 0.05 ºN, -S, +-0.05 ºE, -W "

Inicio de operación

Enero de 1999

Vida estimada de operación

Mas de 15 años

Posición orbital

116.8° Oeste

Tabla 9: Especificaciones técnicas de Satmex 5 3

Figura 70: cobertura Banda Ku*

3

Figura 71: cobertura Banda C*

URL: http://www.satmex.com.mx/index1.php. (Referencia 18*)


171


Figura 72: Satmex 5 Red de datos del enlace satelital La topología de red utilizada es la topología estrella, ya que sería la más adecuada para este proyecto. Selección de tecnología Se contará con la tecnología Hughes para los equipos satelitales, debido a los costos asequibles. Procedimiento para realizar el enlace Configuración del enlace La configuración sugerida para el enlace satelital, se da cuando la estación maestra o hub ubicada en la ciudad de Lima actúa como transmisora, y la estación ubicada en la localidad en estudio lo hace como receptora.

Figura 73: configuración del enlace satelital


172


Selección de equipos a utilizar Para la selección de equipos a utilizar, se debe tomar en cuenta que cumpla ciertos requerimientos de la estación terrena, de una forma eficiente y económica, para este caso se eligió un conjunto de equipos que cumple con las especificaciones requeridas para el enlace satelital y el fabricante proporciona los datos necesarios de especificaciones técnicas. Los equipos utilizados son marca Hughes y Prodelin, se utilizan estas marcas por su compatibilidad (estas marcas tienen especificaciones técnicas más completas que otras marcas). El sistema Hughes es una solución profesional de conexión a Internet utilizando como medio de enlace un satélite. Es un sistema recomendable de acceso en aquellos lugares donde no llega el cable o la telefonía, como zonas rurales o alejadas. Ofreciendo navegación de ancho de banda satelital con velocidades de bajada de hasta 2 Mbps y hasta una velocidad de subida de 512kbps.  Antena 1.2m marca prodelin, de banda Ku con polarización lineal.  Rauter Hughes satelital HN7740S, diseñado para soportar aplicaciones que demandan mayor ancho de banda. Soportar dos subredes LAN simultáneas y dos puertos simultáneos análogos de voz FXS de dos hilos, tiene la flexibilidad necesaria para manejar requerimientos empresariales de redes IP.  La interface tipo Ethernet 10/100 Base T  Transmisor Hughes Anubis, combina un transmisor de 2Watts (BUC: block up converter, conversor de bloque de transmisión) con receptor de bajo ruido (LNB: low-noise block converters, conversor de bloque de bajo ruido) y un OMT (orthogonal mode transducer, modo de transmisión ortogonal).


173


Figura 74: Transmisor Hughes Anubis  Conector RF de entrada, conector tipo F de 75Ohm

Figura 75: conector F6  Utiliza energía eléctrica de 220 VCA 50/60 Hz  La velocidad de entrada es de 0.9 Mbps a 48.38 Mbps en modulación QPSK.


174


Cálculo del enlace satelital en RF Datos Después de seleccionar el satélite y el equipo a utilizar se puede establecer los siguientes datos que son de gran utilidad para el cálculo del enlace: Potencia salida del amplificador Pérdidas entre el amplificador y la antena

Temperatura de ruido del LNB Pérdidas entre la antena y el LNB

2w 1 dB

Ganancia de la antena (enlace descendente)

41 dBi

Longitud

116,80º O Longitud (Huachis)

Desapuntamiento de la antena hacia el satélite

1.5º O

Θ -3 dB de la antena

3

Ganancia de la antena (enlace ascendente)

0,5 dB 43 dBi 77º 6' 5" O 46º K, Θ=20º

Temperatura de ruido de la Antena 43º K, Θ=30º

o

Frecuencia de Recepción 12 GHz descendente (Banda Ku) Frecuencia de Transmisión ascendente (Banda Ku)

77º K

Margen de error en el apuntamiento de la antena hacia el satélite

0,1º

Latitud(Huachis)

9º 24' 40" S

14 GHz

Tabla Nº 10: Datos generales del enlace satelital Cálculo del enlace satelital  Cálculo del rango - enlace satelital  Datos: h=35,786.3 Km

γ T = 1.344509541 rad

Re= 6,378.16 Km

θ = 0.164258996 rad

γ s = 2.038544566 rad ∆γ = γ s − γ T = 0.694035026 rad


175


 Calculando el rango:

d = h 2 + 2 Re ( Re + h)(1 − cos ∆γ cos θ ) , Km d = 37558.58736 Km.  Cálculo del ángulo de elevación - enlace satelital:  Datos: h=35,786.3 Km

θ = 0.164258996 rad

Re= 6,378.16 Km

∆γ = γ s − γ T = 0.694035026 rad

γ s = 2.038544566 rad D = d = 37558.58736 km γ T = 1.344509541 rad  Calculando el ángulo de elevación:  R + h   2 2 ELo = arccos e  1 − cos ∆γ cos θ  D   

ELº = 42.9610106  Cálculo del azimut - enlace satelital:  Datos:

γ s = 2.038544566 rad θ = 0.164258996 rad d = 37558.58736 Km


∆γ = γ s − γ T = 0.694035026 rad

176


 Calculando el azimut   sen∆γ ϕ = arcsen    1 − cos 2 ∆γ cos 2 θ 

φ = 78.88266353º (NW) Azº = 281.1173365º  Pérdidas por propagación en el espacio libre  Recepción descendente (Rx) • Datos: f= 12GHz d= 37558.58736 km • Calculo de pérdida por propagación en el espacio libre

Lb (dB) = 20 log d + 20 log f + 92,44 Lb (dB) = 20log(37558.58736) + 20log(12) + 92.44 Lb = 205.5178 dB  Transmisión ascendente (Tx) • Datos: f= 14GHz d= 37558.58736 km


177


• Calculo de pérdida por propagación en el espacio libre

Lb (dB) = 20 log d + 20 log f + 92,44 Lb (dB) = 20log(37558.58736) + 20log(14) + 92.44 Lb = 206.8567 dB  Perdidas por absorción de lluvias  Recepción descendente (Rx) • Datos:

[Lcenit ]dB = 0.07

F = 12GHz Densidad de vapor de agua

θ = 42.9610106 Tº = 20ºC

7.5 g/m3

• Cálculo de pérdidas por absorción de lluvia

[La.a. ]dB = [Lcenit ]dB cos ecθ [La.a. ]dB = 0.10271dB  Transmisión ascendente (Tx) • Datos:

[Lcenit ]dB = 0.08

F = 14GHz Densidad de vapor de agua

θ = 42.9610106 Tº = 20ºC

7.5 g/m3

• Cálculo de pérdidas por absorción de lluvia

[La.a. ]dB = [Lcenit ]dB cos ecθ [La.a. ]dB = 0.11738dB BACH. BAZÁN CENTURIÓN, Wilmer Alberto

178


 Atenuación por lluvia  Recepción descendente (Rx) • Datos Rx = 12GHz

τ=-75º

Región de lluvia=N R=98mm/hr kH=0.0188

kV=0.0168

αH=1.217

αV=1.2

θ=42.9610

r=4.8

• Calculo de la atenuación por lluvia AP = LR = γRDG r dB……(1) γR = kRα dB / Km…….(2) DG= cos θ (Km) DG=0.7318 k=[ kH + kV + (kH – kV)Cos2θ Cos2τ] / 2 k=0.0182017

α =[kH αH + kV αV + (kH αH - kV αV)Cos2 θ Cos2τ ] / 2 α =0.0220066 en…….(2) γR =0.020134


179


en…….(1) AP = LR =0.07072  Transmisión ascendente (Tx) • Datos Tx = 14GHz

τ=-75º

Región de lluvia=N R=98mm/hr kH=0.03738

kV=0.04126

αH=1.1396

αV=1.0646

θ=42.9610

r=4.8

• Calculo de la atenuación por lluvia AP = LR = γRDG r dB……(1) γR = kRα dB / Km…….(2) DG= cos θ (Km) DG=0.7318 k=[ kH + kV + (kH – kV)Cos2θ Cos2τ] / 2 k=0.03895

α =[kH αH + kV αV + (kH αH - kV αV)Cos2 θ Cos2τ ] / 2 α =0.03922 en…….(2) γR =0.046624 BACH. BAZÁN CENTURIÓN, Wilmer Alberto

180


en…….(1) AP = LR =0.11688  La PIRE (Potencia Isotrópica Radiada Equivalente) es:  Recepción descendente (Rx) • Datos: PT = 2w = 10log2dB=3.010dB-w αT1=1.5 θ-3dB=3

αT1=0.1

GT = 41dBi

• Calculando la PIRE

PIRE (dBW ) = PT (dBW ) + G (dBi )

PIRE (dBW ) = 3.010dB-w + 41dBi = 44.010dB-w

• La PIRE debe considerar las pérdidas por desapuntamieto que son  α LT = 12 T  θ −3dB

2

2   ...en...dB LT 1 = 12 1,5  = 3...dB   3 T T , con las pérdidas

entre el amplificador y la antena de 1dB y el desapuntamiento en el 2

LT 2 receptor de 0.1 que origina

 0,1  = 12  = 0,01333.....dB  3 T . La PIRE

real sería: 44.010 – 3 – 1 – 0.01333 = 39.99697 dB-w.


181


 Transmisión ascendente (Tx) • Datos: PT = 2w = 10log2dB=3.010dB-w αT1=1.5 θ-3dB=3

αT1=0.1

GT = 43dBi

• Calculando la PIRE

PIRE (dBW ) = PT (dBW ) + G (dBi )

PIRE (dBW ) = 3.010dB-w + 43dBi = 46.010dB-w

• La PIRE debe considerar las pérdidas por desapuntamieto que son  α LT = 12 T  θ −3dB

2

2   ...en...dB LT 1 = 12 1,5  = 3...dB   3 T T , con las pérdidas

entre el amplificador y la antena de 1dB y el desapuntamiento en el 2

LT 2 receptor de 0.1 que origina

 0,1  = 12  = 0,01333.....dB  3 T . La PIRE

real sería: 46.010 – 3 – 1 – 0.01333 = 41.99697 dB-w.  Las pérdidas totales en el enlace satelital son:  Recepción descendente (Rx) L = Lb + La.a = 205.5178 dB + 0.10271dB =205.62051  Transmisión ascendente (Tx) L = Lb + La.a = 206.8567 dB + 0.11738dB =206.97408


182


 La figura de mérito o factor de calidad del satélite se define y calcula como:  Recepción descendente (Tx)

[(G T )

]

enlace− satelital dB / K

=  

[(G T )

(GR )Max

]

enlace − satelital dB / K

 − L. por ..desapuntamiento.. y.. por ..conectores..en..extremo..receptor TS  dB / k

= 41 − [Ts ]dBk − 0,5

Las pérdidas por desapuntamiento ya se tuvieron en cuenta pero son ínfimas. Se busca, ahora, TS, a la entrada del ABR de la estación terrena Ts =

TA  1 + T0 1 −  + Tampl L  L

• Datos: L=0,5 dB =1.1220184543 TA= 37.7º K Ts =

37.7 1   o + 2901 −  + 77 = 142,137 K 1.1220184543 1 . 1220184543  

Ts = 10 log 142.137 = 21.527..dBK Así, pues  G   = 41 − 21.527 − 0.5 = 18.973dB / K     T  enlace − satelital  dB / K

Finalmente

 C   N0

 G  + 228,6 = PIRE − Ltotal +    T  enlace−satelital  bajada


183


 C   N0

  = 39.99697 − 205.62051 + 18.973 + 228.6 = 81.94946dBHz  bajada

 Transmisión ascendente (Tx)

[(G T )

]

enlace− satelital dB / K

[(G T )

=  

(GR )Max

]

enlace − satelital dB / K

 − L. por ..desapuntamiento.. y.. por ..conectores..en..extremo..receptor TS  dB / k

= 43 − [Ts ]dBk − 0,5

Las pérdidas por desapuntamiento ya se tuvieron en cuenta pero son ínfimas. Se busca, ahora, TS, a la entrada del ABR de la estación terrena Ts =

TA  1 + T0 1 −  + Tampl L  L

• Datos: L=0,5 dB =1.1220184543 TA= 37.7º K Ts =

37.7 1   o + 2901 −  + 77 = 142,137 K 1.1220184543 1 . 1220184543  

Ts = 10 log 142.137 = 21.527..dBK Así, pues  G   = 43 − 21.527 − 0.5 = 20.973dB / K     T  enlace − satelital  dB / K


184


Finalmente  C   N0

 G  + 228,6 = PIRE − Ltotal +    T  enlace −satelital  subida

 C   N0

  = 41.99697 − 206.97408 + 20.973 + 228.6 = 84.59589dBHz  subida

 Figura de mérito o factor de calidad del sistema.

 C   N0

  =  sistema

 C   N0

  = 41.63197 dBHz  sistema

1 1 1 +  C   C       N 0  subida  N 0  bajada


185


4.3. Para el objetivo Nº 3 Luego de haber obtenido la información necesaria utilizando los diferentes métodos, y/o recursos mencionados anteriormente se logró poner en práctica todos los conocimientos adquiridos, logrando que la estación satelital esté en óptimas condiciones para su uso. Implementación del enlace satelital Proceso de armado e instalación de los equipos satelitales.  Armado y colocación de la antena parabólica:  Empotrado de mástil en pared: • Materiales usados: • Mástil (soporte de antena). • Pernos con huachas, tuercas y abrazadera. • Taladro mas juego de brocas. • Llave Nº 14 (de mecánico). • Martillo. • Nivel. • Lápiz. • Procedimiento: • Hacer las medidas respectivas en la pared con ayuda del lápiz para marcar los agujeros en donde van a ir puestas las abrazaderas. (tener en cuenta un mínimo de 65 cm de sobresaliente del mástil por arriba del techo, para la colocación de la antena) • Hacer los agujeros en la pared con ayuda del taladro. BACH. BAZÁN CENTURIÓN, Wilmer Alberto

186


• Fijar el mástil en la pared con ayuda de las abrazaderas pernos y tuercas, martillo, llave Nº 13, y nivel.

Figura 76: Mástil empotrado en pared  Armado de antena parabólica: • Materiales usados: • Antena prodelin de 1.20 mt. • Soporte de antenas. • Transmisor hughes anubis. • Llave Nº 13 (de mecánico). • Procedimiento: • Fijar soportes (tres varillas) a la antena. • Prepara el transmisor Hughes Anubis. • Colocar el transmisor Hughes Anubis sobre el soporte de la antena.


187


Figura 77: Antena parabólica más accesorios  Colocación de antena parabólica: • Materiales • Escalera. • Llave Nº 13. • Procedimiento • Subir la antena al techo, apoyado de una escalera. • Fijar la antena al mástil. • Hacer los ajustes respectivos con la llave Nº 13.

Mástil

Figura 78: fijación de antena al mástil BACH. BAZÁN CENTURIÓN, Wilmer Alberto

188


 Tendido de cables de la antena al rauter satelital  Conexión de cables: • Materiales • Cable coaxial RG6 (40 mts.: 20mts. para Tx, 20mts. para Rx) • Conectores F6. • Cinta vulcanizada. • Cinta aislante. • Llave Nº 10 (de mecánico). • Encendedor. • Cúter. • Procedimiento • Se coloca los conectores F6 a los extremos de los cables coaxiales (Tx, Rx), apoyados con una cuter. • Un extremo de cada cable (Tx, Rx) se coloca en el transmisor Hughes Anubis, asegurando la conexión con la llave Nº 10, para luego ser recubierta con un plástico especial, como de cinta vulcanizada; apoyados de un cúter y un encendedor. Para así asegurarnos que la conexión no pueda estar en contacto con agua (lluvia). • Los otros dos extremos de cada cable (Tx, Rx) se colocan en el rauter satelital.


189


Rx

Tx

Tx Rx

Figura 79: Transmisión y Recepción (Transmisor Anubis)

Figura 80: Transmisión y Recepción (Rauter Satelital)

Figura 81: Armado de conectores F6

 Proceso de apuntamiento • Polarización: Debido a que en esta oportunidad TELEMETRÍA,

entonces

es

no se hará verificación de

necesario

que

el

proceso

de

apuntamiento, así como el de polarización se hagan en forma correcta. En tal sentido, se recomienda que primero se ajuste la polarización antes de empezar con la ubicación del satélite. Para ello,

la antena se debe apuntarla mirando al horizonte, y allí

hacer el giro de polarización lo más preciso posible.


190


Figura 82: Antena mirando al horizonte Para la polarización se gira el transmisor 75° a la derecha (-75°), debido a que en este caso el LNB topa en el amplificador a los 70°, giramos el amplificador al lado contrario 180° (+75°); teniendo en cuenta los opuestos, para la polarización da lo mismo -75° o +75°.

75º

Figura 83: Polarización  Ubicación del satélite: Para el posicionamiento de la antena parabólica hacia el satélite, se calcula los ángulos de vista en forma manual (azimut y elevación), como sigue: • Azimut. Para determinar el ángulo de giro del acimut de la antena, se usara una brújula, en la cual se aplicara el valor obtenido en la formula antes mencionada, siendo el satélite Satmex 5 ubicado a 281.58º Oeste de azimut.


191


Figura 84: Azimut • Elevación Para determinar el ángulo de elevación de la antena, se usa un inclinómetro, el cual se aplica el valor obtenido en la fórmula mencionada anteriormente, siendo el satélite Saxmet 5 ubicado a 43º grados de elevación.

Figura 85: Ángulo de elevación Propuesta del la arquitectura del enlace satelital

Figura 86: Propuesta de arquitectura del enlace satelital


192


4.4. Para el objetivo Nº 4 Luego de haber obtenido la información necesaria utilizando los diferentes métodos y/o recursos mencionados con antelación se logró la monitorización y evaluación de la calidad del enlace satelital, a través de las pruebas de comisionamiento y cumplimiento de los diferentes ítems detallados en el acta de instalación proporcionados por el M.T.C., la cual se detalla a continuación. Pruebas de comisionamiento. Proceso de configuración del enrutador satelital VSAT Hughes HN7740  Abrir Ventana de Comandos ("cmd" en Ejecutar)  Verificar conectividad con el modem o enrutador satelital (en adelante terminal) haciendo PING con el IP ya configurado (ip designado para el enlace satelital), o con 192.168.0.1, si es una estación nueva.  Hacer un Telnet a la terminal, agregando 1953 Ejemplo: telnet 192.168.XXX.XXX 1953 (IP designado para el enlace satelital). o telnet 192.168.0.1

1953 (si es nueva)

 Una vez adentro ejecutar el comando: rf  con esto, la terminal se reseteará a configuración de fabrica (reset factory) y por lo tanto, el IP volverá a ser 192.168.0.1  Volver a hacer ping a la

terminal con 192.168.0.1 para corroborar la

conectividad  Abrir una ventana con el Internet Explorer y poner en la URL: : http://192.168.0.1/fs/registration/setup.html  Hacerle Click en Config File Upload.


193


 Hacerle Click en browser luego buscar y colocar el archivo que se les adjunta (sbc.config).

Figura 87: Broadband satélite- configuration file upload  Darle Close  Ingresar a la Pagina http://192.168.0.1/fs/registration/setup.html , click sobre VSAT Manual Commissioning Verificar que los datos sean escritos correctamente, de no ser así corregirlos sobre esta misma página web. Observar la siguiente figura (los en rojo son datos proporcionados para el enlace satelital).

77

6

10.255.27.33


9

24 255.255.255.240

194


10.1.27.3

Figura 88: Configuración de parámetros de la estación

 Luego Guardar la configuración y resetear la terminal.  Luego ingresar nuevamente por telnet 192.168.0.1 1953 y darle un rd y esperar unos minutos, hasta que todos los leds se hayan encendido.  Observar que se necesita ingresar coordenadas exactas solo hasta enteros de minutos y que estos valores deberán ser SIEMPRE positivos. También OBSERVAR que los valores de Longitud

están alrededor de los 70

GRADOS, mientras que los valores de Latitud van alrededor de los 15 GRADOS  Después de resetear la terminal todos los LEDs deberán estar encendidos (solo para los que esto les cause una duda les informo que ahora no se requiere “habilitación de transmisión” ya que en principio, todas las terminales estarán habilitadas para transmitir).


195


Nivel de Recepción  Se solicita que el nivel recepción o SQF sea en lo posible mayor a 60. Para consultar este valor, seguir los siguientes pasos: Abrir una Ventana de Comandos ("cmd" en Ejecutar) hacer un telnet 192.168.0.1 1953 elegir la opción C y luego la opción D Configuración de IP Luego de que las pruebas de comicionamiento estén correctas se procede a la configuración del IP designado por la Estación Base para el enlace satelital, para poder acceder a internet:

Se empieza a enumerar partiendo del IP del Visat aumentado en uno hacia adelante IP del Visat

Figura 89: Configuración de IP para el enlace satelital


196

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA P.PROFESIONAL: Diseño E Implementación De Un Enlace Satelital Para El Uso De Internet En La Localidad De Huachis ACTA DE INSTALACION 1.- INFORMACION GENERAL

El Estado peruano, a través del MTC, está financiando el Acceso a Internet en la localidad seleccionada. 2.- INFORMACIÓN DE LA LOCALIDAD 2.1.- Código de Ubigeo 2.2.- Nombre de la Localidad

2.3.- Departamento

2.4.- Provincia

2.5.- Distrito

2.6.- Latitud Sur (gg mm ss)

2.7.- Longitud Oeste (gg mm ss)

3.- INFORMACION DEL PUNTO DE ACCESO 3.1.- Dirección de ubicación del PUNTO DE ACCESO, incluyendo referencias Dirección : Referencias : Telefonos de Contacto : 3.2.- Equipamiento instalado en la localidad por el ADJUDICATARIO 3.2.1.- Subsistema de Transmisión Descripción Item Cant 1 IDU (Router Sat) 1 2 ODU (BUC y LNB) 1 3 Antena parabolica 1 4 Cable Alimentador m 5 Soporte de Antena

1

Marca Hughes Hughes Prodelin

Modelo HN7740S Anubis 2W 1120 RG-6 Tipo Pedestal

Numero de Serie

Observaciones

1,20m ø Tipo Tubo con abrazaderas

3.2.2.- Subsistema de Energía Item Cant Numero de Serie Descripción Marca Modelo Observaciones 1 UPS 1 Prueba de autonomía : Estas pruebas se efectuaran correctamente siempre y cuando no haya habido cortes de energía o los equipos hayan estado apagados desde el dia anterior Paso 1 : Verificar que el led de encendido del UPS esté encendido (color verde) y de igual forma la carga conectada Paso 2 : Tener listo un cronometro o reloj y desconectar la energía principal Paso 3 : Se inicia el control de tiempo de autonomía . El led de encendido del UPS empezará a oscilar y también emitirá un pitido audible (señal de que están trabajando con las baterias) Resultados : ________________________________________________________________________ 3.2.3.- Tablero y Gabinete Item Descripción Cant Marca Modelo Observaciones 1 Gabinete de alojamiento de los equipos Nº llaves Capacidad (A) 2 Tablero con llaves 1 independientes 3.2.4.- Subsistema de Proteccion


197

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA P.PROFESIONAL: Diseño E Implementación De Un Enlace Satelital Para El Uso De Internet En La Localidad De Huachis Item

Descripción

Cant

Tipo

Altura (m)

Medición (Ohm)

Estado Terminales Bien Mal

Observaciones

1 Pararrayos 2 Pozo a Tierra

1

3.3.- TTiempo de acceso a la localidad desde el Centro de Operación y Mantenimiento mas cercano de el ADJUDICATARIO (horas y minutos) 3.4.- Ubicación del Centro de Operación y Mantenimiento mas cercano de EL ADJUDICATARIO 3.4.1.- Departamento 3.4.2.- Provincia 3.4.3..- Distrito

3.4.4.- Dirección del Centro de Operación y Mantenimiento mas cercano a la localidad incluyendo referencia

4.- Instalación del ESTABLECIMIENTO RURAL DE INTERNET o de la cabina pública de acceso a Internet 4.1.- Nombre del representante del COMITÉ DE GESTION o del EMPRENDEDOR.

4.2.- Cargo

4.3.- Dirección de ubicación del establecimiento rural de internet o cabina pública de acceso a Internet, incluyendo referencia :

4.4.- Equipamiento instalado por el COMITÉ DE GESTIÓN 4.5.- Area del ESTABLECIMIENTO RURAL DE INTERNET (m2) 4.6.- Condicion de Uso del Local (Alquilado / Comodato ) 4.7.- Tipo y material del techo 4.8.- Material de las paredes 4.9.- Equipos Equipo

Marca

Modelo

Nº de Serie

Observaciones

Computadora Nº1 Computadora Nº2 Computadora Nº3 Computadora Nº4 Computadora Nº5 Computadora Nº6 Computadora Nº 7 Computadora Nº 8 Switch 4.10.- Mobiliario


198

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA P.PROFESIONAL: Diseño E Implementación De Un Enlace Satelital Para El Uso De Internet En La Localidad De Huachis Descripción

Tipo

Módulo con sillas

Cantidad

Observaciones

Existe

Observaciones

Simple Doble Otro

4.11.- Subsistema de Protección Descripción Si

Pozo de tierra

No 4.12.- Subsistema de energía Equipo Tablero de energia Estabilizador de Voltaje

Marca

Modelo

Existe

Nº de Serie

Si

Cant

Observaciones

No

4.13.- Observaciones de la instalación del equipamiento y del local de internet Item 1 2 3 4

Descripción

Observación

Puntos de AC Puntos de Red Iluminación Local 5.- PRUEBAS

5.1.- Intercambio de archivos La prueba de Intercambio de archivos se realizará a través de un procedimiento de carga y descarga de archivos desde y hacia un servidor FTP ubicado en el HUB central. Para ello, proceder de la siguiente manera: a. Ingresar con el Explorer a ftp://televias:[email protected] b. Se mostrará una CARPETA con el contenido de los archivos PruebaTx.txt y PruebaRx.txt c. Para la prueba de Rx(del HUB a la estación remota) arrastrar el achivo PruebaRx.txt de la CARPETA al ESCRITORIO de nuestra PC d. Para la prueba de Tx (De la estación remota al HUB) primero obtener el archivo PruebaTx.txt con el mismo procedimiento anterior Luego, volver a arrastrar dicho archivo a la CARPETA del servidor FTP. Esta última acción se considerará para la prueba de Tx. e. Cada una de las pruebas dura aproximadamente 30 segundos. Si se demora mas, se recomienda hacer nuevamente la prueba, pues lo mas probable es que el servidor esté ocupado. Resultados: Detalle Tipo de Archivo Tamaño de Archivo (KB) Tiempo de Carg/Desc (s)

En Rx test.rx.txt

En Tx test.tx.txt

5.2.- Paginas Web Vistadas Instituciones del Estado www.mtc.gob.pe www.osiptel.gob.pe www.mef.gob.pe


199

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA P.PROFESIONAL: Diseño E Implementación De Un Enlace Satelital Para El Uso De Internet En La Localidad De Huachis Adjudicatario www.televiasandinas.com.pe Buscadores www.google.com.pe 6.- FOTOGRAFIAS DE LAS INSTALACIONES

6.1.- Vista del punto de acceso con los equipos instalados por el adjudicatario

6.2.- Vista interior del establecimiento

6.3.- Vista exterior del establecimiento rural de internet

6.4.- Vista General

6.5.- Foto frontal de la Estación remota satelital

6.6.- Foto lateral de Estación remota satelital

6.7.- Foto posterior de la Estación remota satelital

6.8.- Foto del Pozo de tierra, ubicando el terminal

rural de internet

Vista del equipo y resultado de la medición con una autoridad presente

6.9.- Foto del representante del Comité de Gestión Cartel con nombre cargo y DNI

6.10.- Foto de la Autoridad Representativa Cartel con nombre cargo y DNI

En conformidad con la realización de la instalación del acceso público a Internet, suscribimos la presente acta. Fecha: _______ de ____________ de 2009 Hora: _____________ AM / PM

Representante de [el ADJUDICATARIO] TELEVIAS ANDINAS SAC

AUTORIDAD REPRESENTATIVA

Nombre: __________________________

Nombre : _________________________

DNI : _____________________________

DNI : _____________________________

Representante del COMITÉ DE GESTIÓN o EMPRENDEDOR Nombre:____________________________ DNI:_______________________________


200


5.- Detalle de pruebas de intercambio de archivos 5.1- Intercambio de archivos Conectarse a una VSAT Descarga un cliente FTP de internet como Filezilla o cualquier otro, en este caso el procedimiento será de Filezilla. Instalar Filezilla. Luego iniciarla. Ingresar los siguientes datos como indica la figura xx y dar en conexión rápida. Servidor: 172.20.2.23. Usuario: wbazan. Password: bazan.

Figura 90: logueo con el servidor

Una vez conectado le aparece en la parte izquierda el Explorador Windows de su PC, como sigue:


201


Figura 91: explorador windows de PC usuario En la parte derecha le aparecerá el explorer de Windows del server FTP.

Figura 92: explorador Windows del servidor Para cargar o descargar algún archivo solo arrastrar de una carpeta de la derecha a izquierda y viceversa. El archivo debería aparecer y como indica el siguiente grafico aparecerá como transferencia fallida o en todo caso transferencia satisfactoria. Además aparecerá en el Explorer de Windows el archivo subido.


202


Figura 93: Intercambio de archivos Al descargar un archivo ponerlo en cola como se muestra, y aparece el tiempo de descarga del archivo. Para transmitir que sea un archivo de 500 kb. Y para recibir del server jalar un archivo de 1000 kb. Ya que la recepción es más rápida. 5.2.- Páginas visitadas:

Figura 95: http://www.osiptel.gob.pe/ Figura 94: http://www.mtc.gob.pe/

Figura 96: http://www.mef.gob.pe/


Figura 97: http://www.televiasandinas.com/

203


4.5. Para el objetivo Nº5 Luego de haber obtenido la información necesaria utilizando los diferentes métodos, recursos e instrumentos mencionados anteriormente se logró capacitar a la comunidad en mención en el uso de nuevas tecnologías que demanda el enlace satelital. Las capacitaciones realizadas en la localidad de Huachis se detallan en el siguiente documento:


204


4.6. Para el objetivo Nº 6 Luego de haber obtenido la información necesaria utilizando los diferentes métodos, recursos e instrumentos mencionados anteriormente, se logró proponer la implementación de nuevos servicios que se podría generar con el enlace satelital como: Telefonía satelital Televisión satelital VoIP o Voz sobre IP Video conferencias Los detalles de dichos ítems han sido mencionados con antelación en el desarrollo del marco teórico.


205


CAPÍTULO 5. RECURSOS NECESARIOS 5.1. Recursos humanos. Ejecutor del Proyecto Profesional: BAZÁN CENTURIÓN, Wilmer Alberto. Asesor del Proyecto Profesional: Ing. KOO LABRÍN, Carlos Jesús Cooperadores: Autoridades e Instituciones de la zona Docentes de la EAPIS Pobladores de la zona y otros. 5.2. Recursos materiales. Útiles de Escritorio: Papel Bond, Lapiceros, cuaderno, folder, engrapador, lápiz, tajador, borrador. Dispositivos de Almacenamiento: USB, CDs. Bibliografía: En fotocopias Materiales Para la Implementación del Enlace Satelital: Wincha, Brújula, GPS, Multitester digital, Terrometro, Nivel, Taladro mas accesorios, Brocas para madera, concreto, y cemento, Tarugos mas tuercas, Clavos, Martillo, Pernos expansivos, Cinta aislante, Cinta Masking, Precintos de 1¨ y 1 ½ ¨, Extensión, Alicate de corte, Alicate Universal, Cutter, Cierra corta fierros con mango, Llaves de mecánica españolas (10,13, 14, 19), Llave francesa, Cámara digital, Terocal, Canaletas 2”, Tubos PVC de ½¨ y de 1¨, Abrazaderas para tubos de ½” y 1”, Cable UTP Cat. 5e, Conectores RJ 45, Crimping, Cable Coaxial RG6, Conectores F6, Alambre de cobre Nº 14 (para tierra), Cable vulcanizado, Tomacorriente,


206


Pernos y tuercas (para terminales de pozo a tierra), Materiales de escritorio (fólder, lápiz, lapicero, borrador, tajador, engrapadora, hojas A4), Antena parabólica 1.20 mts. Prodelin y accesorios, Vsat Hughes Router Satelital, Transmisor Hughes Anubis, UPS marca CDP, Mástil mas accesorios, Hidrosolta con platina y mecha (pozo a tierra), Caja termo magnética, Computadoras. 5.3. Recursos de servicios. Fotocopias: Instrumentos, Información, Instructivos, informes Alquiler de Equipos: Computador. Transporte: Movilidad. Internet: Definiciones, teorías, etc. Espiralados y empastados: Informes. Impresiones: Informes. Electricidad: Consumo de equipos en uso. Telefonía: Llamadas telefónicas.


207


CAPÍTULO 6. COSTOS ESTIMADOS 6.1. Costos para materiales. DESCRIPCIÓN

CANTIDAD UNIDAD

Wincha

1

Unidad

PU(S/.)

PT(S/.)

S/. 5.00

S/. 5.00 S/. 3.00

Brújula

1

Unidad

S/. 3.00

GPS

1

Unidad

S/. 350.00

S/. 350.00

Multitester

1

Unidad

S/. 50.00

S/. 50.00

Terrómetro

1

Unidad

S/. 400.00

S/. 400.00

Nivel

1

Unidad

S/. 25.00

S/. 25.00 S/. 500.00

Taladro Mas Accesorios

1

Unidad

S/. 500.00

Brocas(madera, fierro, concreto)

6

Unidad

S/. 6.00

S/. 36.00

Tarugos Mas Pernos Clavos 1 1/2 "

10

Unidad

S/. 0.50

S/. 5.00

0.5

kilos

S/. 5.00

S/. 2.50

Desarmadores(plano, estrella)

2

Unidad

S/. 7.00

S/. 14.00

Martillo

1

Unidad

S/. 20.00

S/. 20.00

Pernos Expansivos

5

Unidad

S/. 8.00

S/. 40.00

Cinta Aislante

2

Unidad

S/. 2.00

S/. 4.00

Cinta Masking

1

Unidad

S/. 3.00

S/. 3.00

Precintos de 1" y 1/2"

12

Unidad

S/. 0.20

S/. 2.40

Extensión

1

Unidad

S/. 20.00

S/. 20.00

Alicate de Corte

1

Unidad

S/. 15.00

S/. 15.00

Alicate Universal

1

Unidad

S/. 15.00

S/. 15.00

Cutter

1

Unidad

S/. 15.00

S/. 15.00

Cierra Cortafierros Con Mango

1

Unidad

S/. 15.00

S/. 15.00

Llaves De Mecánica Españolas (10,11,14,19)

4

Unidad

S/. 6.00

S/. 24.00

Llave Francesa

1

Unidad

S/. 25.00

S/. 25.00

Cámara Digital

1

Unidad

S/. 300.00

S/. 300.00

Terocal Canaletas de 1 1/2 "

1

Unidad

S/. 5.00

S/. 5.00

3

Unidad

S/. 6.00

S/. 18.00

Tubos PVC de 1/2" y 1"

4

Unidad

S/. 2.00

S/. 8.00

Abrazaderas de 1/2" y 1"

12

Unidad

S/. 0.50

S/. 6.00

Cable UTP Cat. 5E

50

Metros

S/. 1.20

S/. 60.00

Conectores RJ45

20

Unidad

S/. 1.00

S/. 20.00

Crimping

1

Unidad

S/. 35.00

S/. 35.00

Cable Coaxial RG6

40

Metros

S/. 2.00

S/. 80.00

Conectores F6

4

Unidad

S/. 1.00

S/. 4.00

Alambre de Cobre Nº 14 (Para Tierra)

15

Metros

S/. 1.50

S/. 22.50

Cable Vulcanizado

3

Metros

S/. 2.00

S/. 6.00

Tomacorriente

1

Unidad

S/. 3.00

S/. 3.00

Pernos y Tuercas (Terminales de Pozo a Tierra)

4

Unidad

S/. 3.00

S/. 12.00

S/. 20.00

S/. 20.00

Materiales de escritorio (fólder, lápiz, lapicero, etc.).

-

-

Anterna Parabólica 1.20mts. Prodelim y Accesorios

1

Unidad

S/. 0.00

S/. 0.00

Vsat Hughes Router Satelital

1

Unidad

S/. 0.00

S/. 0.00

Transmisor Hughes Anubis

1

Unidad

S/. 0.00

S/. 0.00

UPS marca CDP

1

Unidad

S/. 0.00

S/. 0.00

Mástil Mas Accesorios

1

Unidad

S/. 0.00

S/. 0.00

Hidrosolta Con Platina y Mecha (Pozo A Tierra)

1

Unidad

S/. 0.00

S/. 0.00

1

Unidad

S/. 0.00

S/. 0.00

Caja Termomágnetica TOTAL

S/. 2,188.40

Tabla 11: Costo de materiales BACH. BAZÁN CENTURIÓN, Wilmer Alberto

208


6.2. Costos para recursos humanos. Nº DESCRIPCION

CANTIDADES UNIDADES

PU

PT(/.S)

1

Investigador

3

Meses

S/. 800.00

S/. 2,400.00

1

Asesor

3

Meses

S/. 0.00

S/. 0.00

1

Cooperadores

1

Meses

S/. 800.00

S/. 800.00

TOTAL

S/. 3,200.00

Tabla 12: Costo de recursos humanos 6.3. Costos para servicios. DESCRIPCION

CANTIDADES UNIDADES

PU(S/.)

PT(S/.)

Fotocopias

66

Unidad

S/. 0.10

S/. 6.60

Alquiler de Equipos

30

Horas

S/. 5.00

S/. 150.00

Mobilidad

-

-

-

S/. 200.00

Internet

70

Horas

S/. 1.00

Espiralados y/o Empastados

5

Unidad

S/. 15.00 S/. 75.00

Impresiones

300

Unidad

S/. 0.14

Electricidad

-

Telefonía

36

Minutos

TOTAL

S/. 0.50

S/. 70.00 S/. 42.00 S/. 50.00 S/. 18.00 S/. 611.60

Tablas 13: Costo de servicios 6.4. Costos totales. RECURSOS

COSTO(/.S)

Recursos Humanos

S/. 3,200.00

Recursos Materiales

S/. 2,188.40

Recursos de Servicio

S/. 611.60

TOTAL

S/. 6,000.00

Tabla 14: Costos totales 6.5. Financiamiento El monto estimado para la ejecución del proyecto profesional es de SEIS MIL SOLES (s/. 6000). El mismo que será financiado por la empresa “LINK TEL” y la empresa Televias Andina S.A.C., con el apoyo del M.T.C., además del municipio de la localidad en estudio “HUACHIS”.


209


CONCLUSIONES Se puso en práctica todos los conocimientos aprendidos durante los cinco años académicos. Se tiene una solida base teórica sobre los parámetros involucrados en un enlace satelital, además de su diseño e implementación.

El uso de un enlace satelital desde el punto de vista técnico–económico como medio de transmisión, es el más adecuado, debido al tiempo de instalación y puesta de servicio de la red de comunicaciones, logrando una optimización de tiempo y costos.

El principal objetivo del proyecto es de carácter social; y consiste en promover el desarrollo de la comunidad a través de la correcta utilización de la tecnología electrónica, capacitación en el uso eficiente de esta tecnología a estudiantes, comerciantes, profesionales, empresarios, público en general. El acceso a internet se ha convertido en un medio importante de comunicación, que contribuye al progreso social, por lo tanto, las comunidades rurales deben conocer y manejar la nueva tecnología.


210


RECOMENDACIONES El presente proyecto profesional en lo posible se tome como base para posteriores implementaciones de enlaces satelitales en otras localidades. Para poner en funcionamiento este tipo de servicio, en beneficio de los ciudadanos, especialmente los de las áreas rurales, los organismos de telecomunicaciones deben trabajar en cooperación con entidades educativas, cooperativas y organismos de salud. El gobierno debe incentivar a las diferentes empresas que prestan servicios de telecomunicaciones a generar proyectos que apoyen y desarrollen la cobertura, la accesibilidad, la oportunidad y la calidad y el ámbito de servicios de esta índole de acorde con las necesidades de la población y función de las condiciones económica del país. El personal que trabaje en las áreas de los servicios públicos debe ser capacitado constantemente por medio del uso del enlace satelital para que amplíe y actualice sus conocimientos, prestando así una eficiente atención a las necesidades de la población en general. Tomando en cuenta que el proyecto tiene un enfoque social, se torna imprescindible la participación del gobierno, con un aporte o subsidio anual por usuario. De igual forma puede facilitarse, donaciones, cooperación internacional, etc.


211


GLOSARIO A • Acceso múltiple: la capacidad de más de un usuario para utilizar un transpondedor. Los transpondedores pueden ser accesados de tres formas: por frecuencia, por tiempo y por código. • Ancho de banda: Rango de frecuencias requerida para propagar información a través de un sistema. El ancho de banda de un sistema de comunicación debe ser lo suficientemente ancho para que pasen todas las frecuencias significativas de la información. De la misma manera que las tuberías pueden llevar más agua al aumentar su diámetro, la cantidad de información que puede transportar una señal depende del ancho de banda. • Angulo de elevación: Angulo de apuntamiento de una antena con respecto al plano horizontal. • Antena: Elemento encargado de emitir y captar señales, convierte energía eléctrica en electromagnética y viceversa. • Amplificador: Dispositivo diseñado para aumentar el nivel de potencia, voltaje o corriente de señales eléctricas o electromagnéticas. • Amplificador de alta potencia (HPA): “High Power Amplifier”. Aparato electrónico utilizado en sistemas de comunicación vía satélite para incrementar la potencia de acceso al satélite de una señal, con el fin de hacerla llegar con un nivel adecuado. • Amplificador de bajo ruido (LNA): “Low Noise Amplifier”. Esta expresión inglesa designa un circuito electrónico que realiza la amplificación de la señal proveniente del satélite, a través de la antena parabólica y la fuente. • Amplificador de bloque de bajo ruido (LNB): “Low Noise Block”. Es el encargado de capturar la señal previamente concentrada en la parábola, procesarla y amplificarla para ser enviada vía el coaxial entre 950 a 2900 MHZ hacia el STB (Set-top Box, caja digital, caja o unidad de adaptación multimedios, receptor multimedia digital).


212


• Amplitud modulada (AM): Técnica de modulación mediante la cual la amplitud de una onda portadora de radio varía de acuerdo a la amplitud de la señal de entrada. • Atenuación: Término general para denotar una disminución en la magnitud de una señal en una transmisión de un punto a otro. Puede ser expresada como la relación entre la magnitud de entrada y la magnitud de salida, o en decibeles. • Atenuación por lluvia: Pérdida o reducción de las características de potencia y polarización de las ondas radioeléctricas debido a la lluvia o a nubes muy densas. Varía de región a región de acuerdo a la tasa de pluviosidad. • Azimut: Ángulo de orientación de una antena, que puede llevarse a cabo por el movimiento horizontal proporcionado por monturas tipo azimut-elevación. Normalmente se mide en grados y se realiza en el sentido de las manecillas del reloj a partir del Norte (0°). B • Banda:

Conjunto

de

frecuencias

comprendidas

entre

límites

determinados,

pertenecientes a un espectro o gama de mayor extensión. La clasificación adoptada internacionalmente está basada en bandas numeradas que van desde la que se ubica en los 0.3 x 10n Hz a los 3 x 10n Hz, en la cual n es el número de banda. • Banda ancha: De manera general, es un equipo o sistema a través del cual se transmite información a muy alta velocidad. Un sistema de comunicación de banda ancha puede incluir la transmisión simultánea de varios servicios como video, voz y datos. • Banda base: Tecnología de comunicaciones que utiliza una frecuencia portadora única y requiere que las estaciones conectadas a la red participen en cada transmisión. Es la señal de una sola transmisión en un canal, Por ejemplo, la banda de frecuencias producida por un transductor, tal como un micrófono, un manipulador telegráfico u otro dispositivo generador de señales que no es necesario adaptarlo al medio por el que se va a trasmitir.


213


• Banda C: Rango de frecuencia que se encuentra en los límites de 3.9 GHz y 6.2 GHz. Ésta banda se utiliza tanto para transmisiones de microondas como de satélite, así como en las transmisiones vía satélite para televisión. • Banda L: Rango de frecuencias que se encuentra en los límites de 940 y 1550 MHz. Esta banda es muy utilizada en las comunicaciones móviles vía satélite, tanto terrestres como marítimas y aéreas. • Banda Ka: Rango de frecuencias de 20 a 30 GHz utilizada para la transmisión/recepción de señales desde estaciones fijas y móviles. • Banda Ku: Rango de frecuencias que se encuentra en los límites de 12 y 14 GHz. Esta banda se utiliza únicamente para las transmisiones por satélite, su principal uso es el de transmisiones de datos y servicios ocasionales de televisión. • Banda UHF: Gama de frecuencias de 300 a 3000 Mhz, también llamadas ondas decimétricas. Se les conoce por su abreviatura en inglés UHF (Ultra High Frequency). • Banda VHF: Gama de frecuencias de 30 a 300 Mhz, también llamadas ondas métricas. Se les conoce por su abreviatura en inglés VHF (Very High Frequency). • BUC (block up-converter, bloque convertidor de transmisión): es un dispositivo utilizado en la transmisión (uplink) de señales de comunicación vía satélite. Actúa de interfaz convirtiendo a la banda de frecuencias de la antena parabólica (típicamente desde la L hasta la Ka) las señales banda base de los equipos locales conectados al módem. • Broadcast: Transmisión unidireccional a múltiples puntos receptores. Radiodifusión. • Browser: Programa utilizado para visualizar las páginas web. Los más utilizados son el Internet Explorer y Mozilla Firefox. C • Cobertura: Región de tierra que es alcanzada por la radiofrecuencia emitida por un satélite. También se le denomina área de servicio.


214


• Constante de Boltzmann: Relación de la energía promedio de una molécula a la temperatura absoluta del medio. Su valor es k=1.38 x 10-23 joules/kelvin = 228.5992 dBJ/K. D • DVB: Digital Video Broadcasting - estándar europeo de la TV digital. Fue desarrollado después de ATSC americano, con la intención de ampliar la competitividad. Su uso principal es la transmisión de programas múltiples en un canal solo. • DVB-S/S2: Es un sistema que permite incrementar la capacidad de transmisión de datos y televisión digital a través de un satélite UH11 usando el formato MPEG2. La estructura permite mezclar en una misma trama un gran número de servicios de video, audio y datos. • DSB-SC: Este sistema se conoce por sus siglas en inglés (Double-sideband suppressedcarrier transmission, Sistema de comunicación de doble banda lateral con señal portadora omitida) y consiste en su forma más básica de un transmisor compuesto únicamente por un modelador lineal y un filtro pasa-baja ideal el cual tiene como frecuencia de corte la frecuencia máxima encontrada en la señal que se desea transmitir y es usada como entrada al transmisor. • dB: El decibelio, cuyo símbolo es dB, es una unidad logarítmica. Es un submúltiplo del belio, de símbolo B, que es el logaritmo de la relación entre la magnitud de interés y la de referencia, pero no se utiliza por ser demasiado grande en la práctica, y por eso se utiliza el decibelio, la décima parte de un belio. El belio recibió este nombre en honor de Alexander Graham Bell. Un belio equivale a 10 decibelios y representa un aumento de potencia de 10 veces sobre la magnitud de referencia. Cero belios es el valor de la magnitud de referencia. Así, dos belios representan un aumento de cien veces en la potencia, 3 belios equivalen a un aumento de mil veces y así sucesivamente. • dBc: Decibeles referidos al nivel de potencia de la portadora.


215


• dBi: Decibeles referidos a la potencia radiada por una antena isotrópica. • dBm: Decibeles referidos a la potencia expresada en miliwatts. • dBW: Decibeles referidos a la potencia expresada en Watts. La potencia de los satélites se expresa en dBW. E • Electrodo: Es el componente del sistema de puesta a tierra que está en contacto directo con el suelo, y proporciona el medio para votar o recoger cualquier fuga de corriente a tierra. El electrodo debe de tener buena conductividad eléctrica y no corroerse dentro del suelo, el más usado es el de cobre eléctrico de pureza 99.9%. El electrodo puede tomar diversas formas: barras verticales, conductores horizontales, placas, etc. • Enlace: Comunicación entre dos o más puntos. Un enlace satelital es la comunicación entre dos estaciones terrenas utilizando un satélite como repetidor. F • Figura de mérito (G/T): Es un indicador de la sensitividad del sistema de recepción. Se define como la relación de la ganancia de la antena a la recepción con respecto a la temperatura de ruido del sistema a la recepción; sus unidades normalmente son dBi/K. • FM: Modulación de frecuencia; modulación de señal continua que utiliza la variación de la frecuencia en proporción a la amplitud de la señal moduladora. I • IDU (In Door Unit): Es la unidad interior que se refiere a los equipos que están fuera de la antena parabólica y unida por cables coaxiales. Este equipo es un enrutador satelital como HN7740s.


216


M • Monitoreo: Un proceso permanente para verificar sistemáticamente que las actividades o procesos planificados se llevan a cabo según lo esperado o que se está progresando en el logro de los resultados planificados. • Multiplexor: Dispositivo que distribuye, conecta y combina señales para amplificadores y antenas en un sistema de comunicaciones. O • OMT (orthogonal mode transducer, transductor de modo ortogonal): conocida como impresión a doble cara de polarización. Sirve ya sea para separar o combinar a dos vías de señales de microondas de la misma frecuencia. • ODU (Out Door Unit): Es la unidad exterior que se refiere al bloque que está en la antena parabólica. Está compuesta por el BUC (Block-Up-Converter) y el LNB (Low Noise Block). P • PIRE (Potencia Isotrópica Radiada Efectivamente): Producto de la potencia suministrada a la antena por su ganancia en relación con una antena isotrópica (ideal, radiando en todas direcciones) en una dirección dada. • Portadora: Señal de frecuencia fija generalmente, que es modulada por la señal de información a fin de transportarla. Es una señal específica de frecuencia que transmite información. • Polarización: Propiedad por la cual las ondas electromagnéticas exhiben una dirección de vibración o sentido de rotación de esta. • Posición orbital: Es la ubicación de un satélite en el arco orbital. Se expresa en grados (Este / Oeste) a partir del meridiano de Greenwich.


217


R • Rango: Es el proceso a través del cual se determina la ubicación exacta del satélite. • Relación portadora a densidad de ruido (C/No): Relación de potencia entre la portadora y la densidad de potencia de ruido en un ancho de banda de 1 Hz. Se expresa en dB/Hz. • Relación portadora a ruido (C/N): Relación de la potencia de una portadora digital con respecto a la potencia de ruido en el ancho de banda que ocupa. Se expresa en dB. • Relación señal a ruido: Relación de la potencia de una señal analógica con respecto al nivel de ruido. Se expresa en dB. • Ruido: Señales indeseables en un circuito de comunicaciones. Se expresa en dB. • Ruido térmico: Ruido producido por el movimiento aleatorio de los electrones tanto en un medio de transmisión como en los equipos de comunicación. S • Satélite: Cuerpo que gira alrededor de otro y cuyo movimiento está determinado principal y permanentemente por la fuerza de atracción de éste último. En comunicaciones, artefacto puesto alrededor de la Tierra como repetidor de señales de radiofrecuencia. • Satélite geoestacionario: Satélite geosincrónico cuya órbita circular se encuentra sobre el plano ecuatorial y que aparentemente permanence fijo con respecto a un punto determinado sobre la Tierra. La altura de la órbita geoestacionaria es de aproximadamente 36,000 kms. T • Temperatura de ruido: Temperatura provocada por el ruido térmico. Cuando esta afecta a un rango de frecuencias dado, el poder del mismo es proporcional a la temperatura absoluta y al rango de frecuencias en cuestión. La temperatura de ruido está referida a la salida de la antena receptora de la estación terrena que corresponda a la potencia de ruido BACH. BAZÁN CENTURIÓN, Wilmer Alberto

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de radiofrecuencias que produce el ruido total observado en la salida del enlace por satélite, con exclusión del ruido debido a las interferencias provocadas por los enlaces adyacentes que utilizan otros satélites y por los sistemas terrestres. • Transpondedor: Dispositivo que forma parte del satélite, el cual es capaz de recibir la señal, filtrarla, cambiarla de frecuencia y de polarización, la amplifica en potencia y la retransmite al receptor de la estación terrena, con una cobertura amplia. U • UIT: Unión Internacional de telecomunicaciones. Crea y regula los estándares de telecomunicaciones a través del mundo. V • Vida útil de un satélite: Periodo de tiempo en el que un satélite presta servicios. • VSAT: Terminal de apertura muy pequeña. Estaciones terrenas con antenas de diámetro igual o menor a 3 metros.


219


BIBLIOGRAFÍA 1.

Cálculo de un enlace satelital. Andrés Gutiérrez Mejía y Cesar Perdomo Rozo. Bogotá D.C. Universidad el Bosque. Abril del 2006.

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Teorías Básicas de Satélite. Jorge Moscoso Sánchez. Recopilada el 10 de marzo del 2010 de la URL: www.monografías.com/trabajos12/comsat/comsat.shtml.

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Características de la comunicación por satélite. Luis Antonio Virules. Universidad Nacional de Río Cuarto. Año 2002

5.

Bandas de frecuencia C, K, Ka Y Ku utilizadas por los satélites. Rayon Montoya Erik y Jimenez Yara Berenice. Instituto Politécnico Nacional. Mexico D.F. Junio 2009.

6.

Características y efectos del medio de propagación. Anónimo. Recopilada el 17 de marzo del 2010 de la URL: http://www.udistrital.edu.co/comunidad/profesores/jruiz/jairocd/texto/usm/ci/caracyef ecmedprop.doc.

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8.

Ventajas de la televisión vía satélite. Artículo. 2 de octubre del 2005. Publicado por el portal “messaggiano” Recopilado el 28 de marzo del 2010 de la URL: http://www.messaggiamo.com/es/high-definition-television/9079-benefitssatellite.html.

9.

Principio de las comunicaciones. José E. Briceño Marquez. Tercera edición. Mérida 2005.


220


10. Satélites artificiales. Pablo Lonnie Pacheco. Editor polaris. 30 de octubre del 2004. 11. Infraestructuras comunes de telecomunicación. Yon Guezuraga Cantero. Universidad Politécnica de Catalunya. 20 de enero del 2005. 12. QAM, la guía completa. Luis Gabriel Sienra. Artículo. 1 de abril del 2003. Recopilado el 01 de mayo del 2010 de la URL: http://www.cinit.org.mx/articulo.php?idArticulo=10 13. Diseño de un acceso satelital para la ciudad de Tuxtla Gutiérrez, Chiapas y el distrito federal. Gabriel Sevilla Soto. Instituto Politécnico Nacional. México, D. F.

Octubre

de 2006. 14. Comunicaciones por satélite. Rodolfo Neri Vela. Internacional Thomson Editores S.A. México, D. F. 2003. 15. Atenuación por lluvia en un sistema satelital. Dennys Moncada y J.R. Fermín. Volumen 7. Edición Nº1. Venezuela 2008. 16. Infraestructuras comunes de telecomunicaciones. Yon Cantero. Universidad Politécnica de Catalunia. 20 de enero del 2005. 17. Uso de tecnología satelital para el desarrollo de áreas rurales. Luis Iván morales prado. Trabajo de graduación. Guatemala junio del 2004. 18. Especificaciones técnicas y cobertura de Saxmex 5. Satélites Mexicanos S.A. Recopilado el 01 de mayo del 2010 de la URL: http://www.satmex.com.mx/index1.php 19. Recomendación UIT-R P.838-3. Modelo de atenuación específica debido a lluvia para los métodos de predicción. (1992-1999-2003-2005). Recopilado el 02 de mayo del 2010 de la URL: http://www.itu.int/ITU-R/index.asp?category=conferences&rlink=wrc-07rec&lang=es.


221


ANEXOS 1. ELABORACIÓN DE POZO HORIZONTAL:

Zanja más primera capa de tierra de cultivo

Primera capa de hidrosolta

Segunda capa de hidrosolta mas platina


Mezcla preparada: hidrosolta + agua

Puesta de platina con mecha

Última capa mas remojo de pozo con agua

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2. EQUIPO SATELITAL

Antena parabólica parte trasera

Enrutador satelital

Transmisor Hughes Anubis

Antena parabólica más accesorios


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3. ARMADO DE UNA ANTENA PARABÓLICA


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4. ENRUTADOR SATELITAL


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231


5. ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DEL LNB


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6. ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DE LA ANTENA PARABÓLICA


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7. ACTA DE INSTALACIÓN


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236



237


8. FOTOS DE LA ESTACIÓN SATELITAL

Vista frontal de la antena

Vista frontal del enlace satelital

Presidente comunal + lectura de pozo a tierra


Vista lateral de la antena

Equipos instalados + miembros comité

Vista panorámica del enlace satelital

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9. CARTEL ENTREGADO A LA LOCALIDAD DE HUACHIS (DOS JUEGOS)


239


10. MONTO A PAGAR POR EL SERVICIO DE INTERNET Montos a pagar por el COMITÉ DE GESTIÓN (a cargo del enlace satelital) y la AUTORIDAD REPRESENTATIVA (respaldo de la localidad)

Monto mensual a ser pagado por el Comité de Gestión: $33.5360317 (treinta y tres dólares y 5360317/10000000)

Monto mensual a ser pagado por la Autoridad Representativa: $33.5360317 (treinta y tres dólares y 5360317/10000000)

Estos montos deberán ser pagados desde el primer mes del segundo año de la PUESTA EN SERVICIO.


240


11. TUTORIAL DE FUNCIONAMIENTO DE SERVICIO. 1. Objetivo general Instruir a las personas encargadas de administrar cabinas de internet soportadas por la tecnología HUGHES operada por TELEVIAS ANDINAS. 2. Requisitos previos. 2.1. Independencia de la red eléctrica. 2.2.1. El Comité de Gestión tiene el compromiso de instalar un tablero eléctrico con 02 (dos) llaves termomagnéticas: a. Una llave se usará para la alimentación de las computadoras y colaterales. b. La segunda llave se usará para alimentación del equipo satelital. 2.2. Estabilidad Eléctrica 2.2.1. TELEVIAS ANDINAS SAC, cuenta con un UPS que suministra un voltaje estabilizado a nuestro equipo satelital. 2.2.2. El usuario deberá contar con sus estabilizadores de voltaje para cada PC. 2.3. Consideraciones 2.3.1. Es necesario y recomendable tener habilitada las opciones anteriores que permitirá optimizar el tiempo de vida de útil de los equipos. 3. Diagnostico para un Problema en la red Satelital 3.1. Encendido y apagado del Equipo. El encendido y apagado del equipo es manual. En el equipo internamente se realiza una detección de avería, por lo que al principio todas las luces se encienden luego se apagan y se vuelven a encender en el siguiente orden:


241


1ero POWER 2do LAN 3ero RECEIVE 4to TRANSMIT 5to SYSTEM NO TOCAR


242


3.2. Estado operacional visual. Todos las luces frontales del HN7740S deberán estar siempre encendidas; en caso contrario proceder según lo indicado en el punto 4.1 de este documento. 4. Contactos 4.1. De no conectarse con el sistema Satelital comunicarse con los operadores del NOC de TELEVIAS ANDINAS SAC. TELÉFONOS DE SOPORTE TÉCNICO: LIMA

: (01) 4490256

992 229 234

PIURA

: (073) 760187

988 373 485

CHICLAYO

: (074) 776337

979 093 709

CUSCO

: (084) 221783

984 558 183

HUANCAYO : (064) 416404

990 697 104

CORREO DE SOPORTE TÉCNICO: LIMA

: [email protected] [email protected]

PIURA

: [email protected]

CHICLAYO

: [email protected]

CUSCO

: [email protected]

HUANCAYO : [email protected] PÁGINA WEB CON CONSULTAS FRECUENTES: http://televiasandinas.com/


243


12. ENTREVISTA AL PRESIDENTE DEL COMITÉ DE GESTIÓN


244

diseño e implementación de un enlace satelital para el uso de internet

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