UNIDAD 5: Redes de Datos Por Satélite
REDES DE DATOS DATOS POR SATELITE: SATELITE: Un satélite puede defnirse como un repetidor radioeléctrico ubicado en el espacio, que recibe señales generadas en la tierra, las amplifca y las vuelve a enviar a la tierra, ya sea al mismo punto donde se origino la señal u otro punto distinto. La redes satelitales como su nombre lo indica son redes que utilizan como medios de transmisión satélites artifciales localizados en órbita alrededor de la tierra. En este tipo de redes los enrutadores tienen una antena por medio de la cual pueden enviar y recibir. Todos los enrutadores pueden or las salidas enviadas desde el satélite y en alguno algunos s casos casos pueden pueden tambié también n or la transmi transmisió sión n ascend ascendent ente e de los otros otros enrutadores !acia el satélite. La tecnologa de redes satelitales, representada por satélites poderosos y comple"os y el per#eccionamiento de las estaciones terrenas est$n revolucionando el mundo.
FUNDAMENTOS DE LAS COMUNICACIONES POR SATELITE: SEGMENTOS: TIERRA Y ESPACIO. Se!e"to terrestre. Est$ compuesto por las distintas estaciones terrenadas destinadas a la recepción y trasmi trasmisió sión n de señale señales s median mediante te la utiliz utilizac ación ión de satéli satélites tes de comuni comunica cacio ciones nes.. E%isten distintos tipos de estaciones terrenas. Los di#erentes matices que se o#recen en la pr$ctica est$n dados seg&n el servicio a que las mismas estén destinadas. 'e pueden mencionar a las estaciones( Estación master, la que se encarga de la gestión del sistema y !abitualmente se encuentra ubicada en el nudo n udo principal de la red, situamos también la estaciones de alto trafco y las de trafco medio y ba"o, cuyas caractersticas permiten la atención
de un elevado numero de canales de trasmisión y recepción o bien puede ser de una menor cantidad de estos. )estacamos también las estaciones rurales *de ba"o costo* y las denominadas estaciones T+- T+ receiveonly/ que permiten solo la recepción de una o varias señales de T+ y0o de radiodi#usión sonora.
'egmento espacial. 1aractersticas( 2. 'atélite de comunicaciones( Esta compuesto esencialmente por con"untos de repetidores de señales radioeléctricas o transponedoras #ormado por receptor, amplifcador y trasmisor/ y por sistemas de apoyo. Los equipos de comunicaciones, incluyendo antenas y repetidores constituyen, la carga &til del satélite. 3. Estación TT41( este segundo elemento posee todos los equipos necesarios para mantener al satélite en su posición orbital, posibilitando la realización desde tierra de todas las operaciones necesarias para tal fn. Esta estación se !alla ubicada dentro de la zona de servicio y es propiedad del dueño del satélite. 5. Lanzadores( los pases con mayor capacidad de poner satélites en orbita geoestacionaria son( 6rancia, EEUU., 7apón, 8ndia, 1!ina9 solo los EEUU :;';/ y 6rancia ;8;:E'<;1E/, colocan satélites de terceros pases en orbita.
ESTACIONES FI#AS: =oy en da las estaciones f"as con#orman un parte muy importante en lasredes corporativas, permitiendo mantener una red totalmente privada en la cual se puedeintegrar servicios de voz, datos, internet, videocon#erencia televisión va satélite,telemedicina en zonas rurales y en algunos casos para operaciones bancarias. ;s mismo setiene la presencia en redes p&blicas para la intercone%ión a nivelinternacional, as como para llegar a municipios o zonas rurales donde aun no es accesiblela llegada de la fbra óptica.
MICROTERMINALES: 'on antenas de satélites muy pequeñas. 'e trata de una re#erenciaa un tipo determinado de par$bola receptora de unos 3,> metros de di$metro quepuede proporcionar capacidades de red de datos privadas relativamente pocoonerosas para grandes empresas multinacionales.
$SAT %TERMINAL DE APERTURA PE&UE'A( Los sistemas +';T se suelen confgurar en estrella o en malla y comprenden una estaciónterrena maestra central y varias estaciones en tierra diseminadas en una amplia zona, quepuede llegar a abarcar varios pases en todo el mundo. Una central +';T est$ normalmenteequipada con una antena de satélite de entre cinco y diez metros de di$metro, equipos deradiodi#usión, un sistema de control de red y un conmutador que conecta el sistema a la propiared de zona e%tensa de la empresa. El conmutador proporciona las capacidades deencaminamiento de datos entre la central y los puntos de la red, y con el sistema de control dered el personal técnico puede confgurar, cargar y reparar la red desde la central. Este tipo de sistemas est$n orientados principalmente a la trans#erencia de datos entreunidades remotas y 1entros de
Los siste!as $SAT se )tili*a" e" )" a!+lio a,a"i-o de a+li-a-io"es: • • •
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edes interactivas de datos para aplicaciones fnancieras Terminales
S)s +ri"-i+ales -ara-tersti-as so": •
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edes privadas diseñadas a la medida de las necesidades de las compañas que las usan. El aprovec!amiento de las venta"as del satélite por el usuario de servicios detelecomunicación a un ba"o coste y #$cil instalación. Las antenas montadas en los terminales necesarios son de pequeño tamaño menoresde 3.@ metros, tpicamente 2.5m/. Las velocidades disponibles suelen ser del orden de >A a A@ Bbps.
competir directamente con redes como la ed <&blica de Transmisión de
, o la ed )igital de 'ervicios 8ntegrados.
$e"ta/as de las Redes $SAT Las peculiares caractersticas del medio de transmisión satélite, "unto con su topologa y diseño, otorgan a las redes +';T unas venta"as especfcas #rente a otros sistemas de transmisión, entre las que cabe destacar las siguientes( •
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6acilidad y rapidez para la puesta en operación y la incorporación de nuevas terminales 1oste de los circuitos independiente de la distancia. ;cceso a lugares donde no est$ disponible otra in#raestructura terrestre, bien por razones #sicas o económicas. 6le%ibilidad para la reconfguración del tr$fco, sea crecimiento, disminución o reasignación. Utilización muy efciente de la capacidad espacial. ;lta calidad y disponibilidad de los enlaces. ?estión centralizada y dependencia de un &nico -perador de 'ervicio. 1ostes de terminales en clara disminución.
TERMINALES MO$ILES: 'on estaciones con antenas de tamaño 2*3 m, con capacidad de movimiento o terminales tele#ónicos móviles, tpicos en sistemas LE- y GE8. ;ctualmente son terminales interactivos, como los terminales ?<'. Estos dispositivos usan pequeñas antenas no direccionales que emiten señales de muy poca potencia, y deben recibir señales #uertes, pues no tienen una gran capacidad de amplifcación. En consecuencia, es necesario que la señal del satélite sea #uerte en la localidad del usuario para que este pueda recibir datos y adem$s, que el satélite pueda recibir la señal que enva el usuario, en caso que este quiera transmitir datos. Esto se puede lograr si la distancia al satélite es relativamente pequeña, de A@C a 2.H3CBm la señal se aten&a con el cuadrado de la distancia/.
manera a cambiarse de una celda a otra para su cobertura, en el sistemas satelital las celdas son móviles, pues el satélite que lo barre est$ en movimiento satélite de órbita ba"a/. La red de satélites cubre toda la Tierra, y un satélite puede tener m$s de una celda a su cargo de !ec!o generalmente tiene alrededor de >C !aces puntuales por satélite/. Es decir, los satélites act&an an$logamente a las antenas de transmisión de los sistemas celulares. 1uando un satélite de"a de barrer un $rea determinada en Tierra, otro satélite barre dic!a $rea, y si produce la conmutación. Es decir, el #enómeno es muy similar a la tele#ona celular, pues en ambos casos !ay un movimiento relativo entre el usuario y la estación base.
AR&UITECTURA Y TECNOLOGIAS DE LAS REDES SATELITES: ENLACES TERMINAL 0U1 Y 0U1 TERMINAL: El =UD es una estación m$s dentro de la red pero con la particularidad de que es m$s grande la antena tpicamente es @ a 2C metros y mane"a m$s potencia de emisión. =abitualmente el =UD esta situado en la sede central de la empresa que usa la red o en su centro de c$lculo. Este punto es el que supone un mayor desembolso para una empresa por lo que se tiene la posibilidad de tener el =UD en propiedad o alquilado. )iagrama de bloques de una estación =UD
El =UD esta compuesto por(
Unidad de 6( La unidad de 6 se encarga de transmitir y recibir las señales. 'u diagrama de bloques completo seria similar al de la -)U de terminal +';T.
Unidad interna( ; di#erencia de la 8)U del +';T, aqu esta unidad puede estar conectada a la computadora que se encarga de administrar la red corporativa. Esta cone%ión puede ser directa o bien a través de una red
p&blica conmutada o una lnea privada dependiendo de si el =UD es propio o compartido.
METODOS DE ACCESO MULTIPLES: La distribución de recursos se lleva a cabo entre sitios remotos por e"emplo, satélites/. 'i la asignación de recursos se realiza en #orma din$mica, en #unción de las necesidades de los usuarios, se consigue una distribución de recursos m$s efciente. Esto se realiza a costa de la pérdida de una pequeña #racción de tiempo o anc!o de banda, para que el controlador reciba la in#ormación sobre las necesidades de los usuarios. En general, el recurso de comunicación no alcanza a satis#acer las necesidades de comunicación de todos los usuarios simult$neamente, por lo que e%iste una especie de JpeleaJ o contienda por la utilización del recurso.
6)G;( se asignan subdivisiones del anc!o de banda de 5AG=z a distintos usuarios. La mayor venta"a que tiene 6)G; sobre T)G; es su simplicidad. 6)G; no requiere sincronización y cada canal es casi independiente de los restantes. ;cceso G<iple por división temporal Esta transmisión ocupa al canal sólo por una #racción del intervalo de sampleo. )e esta #orma, el tiempo entre muestras puede utilizarse por otras señales independientes. En este caso, el recurso de comunicación se asigna a las G señales o usuarios de #orma completa, permitiéndose el uso del anc!o de banda total del sistema, pero sólo por pequeños perodos de tiempo llamado time slot. Las regiones de tiempo entre time slots no usadas se denominan tiempos de guarda y tienen la fnalidad de disminuir la inter#erencia entre señales adyacentes. T)G es muy sensible a la variación de amplitud con la #recuencia o la #alta de proporcionalidad de la #ase con la #recuencia.
A--eso !2lti+le +or di3isi4" de -4dio CDMA Esta técnica es una combinación !ibrida de 6)G; y T)G; y es una aplicación de espectro e%pandido spread spectrum * ''/.
Cara-tersti-as de CDMAN
ec!azo a la inter#erencia intencional( )urante un salto en 1)G;, el anc!o de banda de la señal es idéntico al de G6', que es tpicamente igual al mnimo anc!o de banda necesario para transmitir un smbolo G6'.
6le%ibilidad una di#erencia entre 1)G; y T)G; es que en la primera, no es necesario un sincronismo entre grupos de usuarios sólo es necesario entre el transmisor y el receptor en un grupo/. Es decir, una vez que se logró la sincronización entre el transmisor y el receptor del <:, se puede realizar la comunicación.
A--eso !2lti+le +or assi"!e"t!)lti+lea--ess(
de!a"daasi"a-i4"
%De!a"d
Un procedimiento de acceso m<iple con asignación f"a es cuando una estación tiene acceso periódico al canal independientemente de su necesidad actual. 'in embargo, un procedimiento de acceso m<iple con asignación din$mica o también llamado );G;, es cuando se le da a la estación acceso al canal sólo cuando se demanda el acceso. 'i el tr$fco es intermitente o tipo r$#aga, el procedimiento
);G; puede ser muc!o m$s efciente que una asignación f"a. 'i la demanda pico del sistema iguala a la capacidad del sistema y si el tr$fco es del tipo r$#aga, el sistema est$ la mayor parte del tiempo sin ser aprovec!ado totalmente. 'in embargo, por el uso de buOers y el procedimiento );G;, un sistema con capacidad reducida puede mane"ar un tr$fco del tipo r$#aga, a costa de retardos debidos al buOer. )e esta #orma, se utiliza un canal con una capacidad igual al promedio de los requerimientos delos usuarios.
E"emplo(
LIMITES DE CAPACIDAD:
;ctualmente las comunicaciones !acia los satélites se realizan mediante las +';T que son terminales con tamaños tpicos de antenas entre 2 m y 3 m que permiten comunicación bidireccional a través del satélite. En este tipo de sistemas se tiene disponibilidad de grandes velocidades de transmisión. Estos sistemas tienen una capacidad del orden de decenas de Gbit0s @CGbps/ en el sentido de descendente !acia los terminales/ y de orden menor en el sentido ascendente !acia el satélite/. La capacidad depende de las caractersticas de cada sistema y en particular del tamaño de las antenas.
CALIDAD DEL SER$ICIO: Los enlaces por satélite ya son utilizados actualmente para proporcionar servicios de datos basados en 8<, especialmente a zonas remotas cuya in#raestructura terrestre es limitada.
