TELEVISIÓN SATELITAL
Ing. Vladimir Quispe Orihuela
Satélites de comunicaciones
¿Qué es un satélite de comunicaciones? • Un “retransmisor radioeléctrico” en el
espacio
• Recibe, amplifica y reorienta señales
hacia la tierra o a otros satélites (ISL)
Por qué emplear las comunicaciones por satélite?
Alto cubrimiento geográfico Reducción del problema de la línea de vista Elevada confiabilidad (99.9% Up time) Difusión confiable de información Fácil de instalar Soporta diversas aplicaciones aplicaciones:: • Video • Datos • Voz
Por qué emplear comunicaciones satelitales?
Ideal para redes distribuidas y punto multipunto Ancho de banda asimétrico Bajo BER Entrega simultánea de datos a varios puntos Independencia de una red pública
Tipos de Satélites
GEO • A 36000 Km.(~5,6 del radio de la tierra) • Período orbital 23 h, 56 min. y 4 seg. MEO • Altura entre 10.075 y 20.150 Km. • Su posición relativa respecto a la superficie no es fija. LEO • Situados a 1.500 Km. por termino medio • Períodos orbitales se encuentran entre los 90 y los 120 minutos. • Constelación de satélites.
Satélites Geoestacionarios
Ventajas: • Los satélites tienen la misma velocidad
angular que la tierra, con lo que pueden establecer radioenlaces con estaciones terrenas cuyas antenas apuntan a un punto fijo en el cielo.
• La elevada altitud de la órbita posibilita
que 3 satélites sean suficientes para cubrir toda la superficie terrestre
Satélites Geoestacionarios
Desventajas: • Las zonas de servicio de los satélites (footprints) son muy grandes, con lo que se malgasta parte de ella en regiones indeseadas como océanos, zonas poco pobladas, etc. • Debido a la elevada altitud de la órbita, las pérdidas por atenuación son considerables. No es posible diseñar terminales portátiles de bolsillo. • También a causa de la distancia, el retardo de propagación es lo suficientemente elevado • Al ser la órbita ecuatorial, la cobertura empeora notablemente con la latitud
Parámetros de GEO ideal PARÁMETROS DE UNA ÓRBITA GEOESTACIONARIA
Periodo del satélite (T) Radio de la Tierra (r) Altitud del satélite (h) Radio de la Órbita (d = r+h) Inclinación (respecto al ecuador) Velocidad tangencial del satélite (v) Excentricidad de la órbita
23 hr, 56 min, 4 seg 6,377 Km 35,779 Km 42,157 Km 0 3.074 km/seg 0
Satélites de Orbita Baja
Ventajas: • Débil atenuación del enlace, lo que posibilita la reducción del tamaño de los satélites y de los terminales, que pueden ser fácilmente de bolsillo. • Retardo de propagación tolerable para servicio de voz en tiempo real. • Posibilidad de cobertura en los polos (con órbitas inclinadas). • Las zonas de servicio son pequeñas, permitiendo un mejor aprovechamiento de las mismas. • Una red LEO puede contar con ISL´s, lo que supone una alternativa a las redes terrestres
Satélites de Orbita Baja
Desventajas: • Para obtener cobertura global, necesitamos una
constelación de decenas de satélites.
• El empleo de ISL´s, conlleva un aumento
considerable de la complejidad del satélite.
• Debido a la elevada velocidad del satélite respecto
de la tierra, la conmutación de llamadas en curso (handover ) es frecuente.
Características
Bandas de Frecuencias BANDAS
FRECUENCIA DE TRABAJO
Banda P
200-400 Mhz.
Banda L
1530-2700 Mhz.
Banda S
2700-3500 Mhz.
Banda C
3700-4200 Mhz. 4400-4700 Mhz. 5725-6425 Mhz.
Banda X
7900-8400 Mhz.
Banda Ku1 (Banda PSS)
10.7-11.75 Ghz.
Banda Ku2 (Banda DBS)
11.75-12.5 Ghz.
Banda Ku3 (Banda Telecom)
12.5-12.75 Ghz.
Banda Ka
17.7-21.2 Ghz.
Banda K
27.5-31.0 Ghz.
Bandas de Frecuencias Banda C
Banda Ku
Banda Ka
La banda C se refiere al margen 5,9 – 6,4 GHz para el canal ascendente y 3,7 – 4,2 para el descendente. Proporciona transmisiones de más baja potencia que la Ku, más cobertura geográfica, con un plato del orden de 3 m, con un mayor margen de error de apuntamiento.
Bandas de Frecuencias
Banda C
Banda Ku
Banda Ka
La banda Ku utiliza el margen 14-14,5 GHz para al canal ascendente y 11,7 – 12,2 GHz para el descendente. Esta banda proporciona más potencia que la C y, el plato de la antena receptora es del orden de 1,22 m., pero la cobertura es menor, no la afectan las interferencias terrestres, pero sí las perturbaciones meteorológicas, producen distorsiones y ruido en la transmisión.
Características de los satélites
Pesan de 2 a 3 toneladas EI costo oscila entre 100 a 120 millones de dólares EI costo del cohete de lanzamiento oscila entre 60 a 80 millones de dólares La vida útil es de 10 a 25 años en promedio, limitada por la cantidad de combustible químico (hidrazina)
Sincronización del satélite con el periodo de rotación de la tierra
COBERTURA DE UN SATELITE
SISTEMA DE ANTENAS Y HACES DE COBERTURAS
Un satélite puede tener hasta 8 antenas. 2 antenas tipo corneta emiten hacen globales
2 antenas parabólicas hemisféricos
emiten haces
2 antenas parabólicas zona.
emiten haces de
HAZ PUNTUAL DE UN SATELITE
2 antenas parabólicas
emiten haces puntuales (haces pinceles)
ANTENA DE TELEMETRIA (ANTENA BICONICA)
Permite el sistema de rastreo, posicionamiento, telemetría y comando. Son altamente direccionales. Poseen radiación omnidireccional. Emiten señales codificadas.
FUNCIONES
Modificar la orientación Extender paneles solares. Desplazar antenas a posición correcta. Encender motores de apogeo y perigeo. Efectuar correcciones en la operación y funcionamiento del satélite. Permite el monitoreo general de todo el sistema,
ORGANISMOS INVOLUCRADOS.
TT&C: TELEMETRY TRACKING AND COMMAND SOCC: SATELLITE OPERATION CONTROL CENTER
Transpondedores
BANDA DE FRECUENCIAS DE OPERACION
Banda
Frecuencia Ascendente (Ghz)
Frecuencia Descendente (Ghz)
BW (Ghz)
C
5,925 – 6,425
3,7 – 4,2
0,5
Ku
13,0 – 15,0 10,7 – 12,75
Ka
27,5 – 30,5
17,7 – 21,7
2,0 4-3
Banda
Frecuencia
Banda P
200-400 Mhz
Banda L
1530-2700 Mhz
Banda S
2700 – 3500 Mhz
Banda C
Banda X
3700 – 4200 Mhz 4400 – 4700 Mhz 5725 – 6425 Mhz 7900 – 8400 Mhz
Banda Ku1
10,7 – 11,75 Ghz
Banda Ku2
11,75 – 12,5 Ghz
Banda Ku3
12,5 – 12,75 Ghz
Banda Ka
17,7 – 21,2 Ghz
Banda k
27,5 – 31,0 Ghz
Banda P L S C X Ku Ka K
Intervalo de frecuencia aprox. (GHz)
0,2 1,0 2,0 3,0 8,0 10,0 17,0 26,0
a a a a a a a a
1,0 2,0 3,0 8,0 10,0 15,0 22,0 40,0
El plan de frecuencia ha sido establecido por la UIT. Se ha establecido que se usen las bandas de frecuencia: * Banda C o Banda Ku para aplicaciones civiles. * Banda X para aplicaciones militares. * Banda Ka para sistemas experimentales.
Sistemas de comunicación Método de múltiple acceso. *Acceso múltiple por división de frecuencia FDMA. • Uso simultaneo del mismo transpondedor para
una o varias estaciones tenemos en frecuencia distintas.
*Acceso múltiple por división en el tiempo TDMA. • Técnica totalmente digital. • Varias estaciones terrenas acceden a ocupar un
transpondedor o parte de el. • Un grupo de estaciones tiene asignado el mismo segmento, y se comprometen entre ellos y secuencialmente en el tiempo, cada
*Acceso múltiple por diferenciación de código CDMA. • Técnica totalmente digital. • Varias estaciones transmiten ala misma frecuencia y al
mismo tiempo. • Cada estación transmisora utiliza secuencia de Bits para codificar cada una de los Bits de información de las estaciones terrenas receptoras.
*Acceso múltiple por división de demanda DAMA.
Clasificación de los Satélites por sus Orbitas
Satélites de orbita geoestacionaria
Geostationary Earth Orbit (GEO)
Altitud: 35 786 km. Periodo de rotación: 24 horas aprox. Retraso (latencia): 0,24 seg. Velocidad: 3075 m/s Aplicación: principalmente para transmisión de TV, radio
Satélites de orbita media
Medium Earth Orbit (MEO) - Orbita polar y Orbita inclinada
Altitud:de 10 000km hasta 2 0150 Km. aprox. Periodo de rotación: de 6horas a 12 horas aprox. Latencia: 0,1 seg. Aplicaciones diversas ejemplo: Inmarsat (satélites para navegación marítima aeronáutica y terrestre).
Satélites de orbita baja
Low Earth Orbit (LEO)
Altitud: 600km - 4000 km. Periodo de rotación: 90 min. Aprox. Latencia: 0,001 seg. Velocidad: 30 000 Km. /s Orbitas: tipo elíptico y circular. Aplicaciones: buscapersonas, telefonía móvil. Ejemplo: GLOBALSTAR: 48 sat, altitud 1 400 Km. IRIDIUM: 66 sat, altitud 765 km.
Satélites de Orbita muy Elíptica
Hale Earth Orbit (HEO)
Altitud : Perigeo 500 Km., apogeo 50 000 km. Periodo Orbital Variable : 8 Km. – 24km. Latencia Variable: 0,01 seg. – 0,24 seg. Aplicaciones : Diversas (TV, Telefonía fija, etc.)
Ejemplo:
TUNDRA RUSO SKYSTATION MOLNIYA
Clasificación de los Satélites por su finalidad
Satélites de Telecomunicaciones (Radio y TV). Metereológicos. De navegación Militares, espías De observación de la tierra Científicos y de propósitos experimentales astronómicos Biológicos De radio aficionado.
SISTEMA GPS
GPS
GLOBAL STAR
Global star es un sistema satelital móvil de Orbita Baja (Low Earth Orbit -LEO) construido en una plataforma CDMA desarrollada por Qualcomm (Nasdaq: QCOM). 48 satélites LEO con órbita inclinada. Lanzados de 1997 al 2000 en racimos. Basados en modelo específico de Alenia Spazio (Italia). Servicios de voz, fax, telex y datos a bajas velocidades. Cobertura: Global.
COBERTURA GLOBAL STAR
ORBITAS DEL SISTEMA IRIDIUM
SISTEMA IRIDIUM
INMARSAT (satélites para navegación marítima aeronáutica y terrestre). • Nace de la unión de los programas Marisat y Marecs en 1979 por las necesidades de comunicaciones en el ambiente marítimo. • Colaboración de satélites Marisat 1 , 2 y 3 con Marecs A y B. •INMARSAT inicia como sistema con cobertura mundial, fundado en 1979 y conformado en la actualidad por 82 países. • Basado en Satélites Geoestacionarios que abarcan cuatro regiones oceánicas.
SISTEMA INMARSAT
SISTEMA VSAT (Very Small Aperture Terminal )
Sistema VSAT
Modems Satelitales
RF Satelitales
Amplificadores de bajo Ruido
Antenas Parabólicas SISTEMA VSAT Estación terrena - Lurín
SISTEMAS MUNDIALES DE COMUNICACIÓN POR SATELITES INTELSAT EUTELSAT ASTRA INTERSPUTNIK INMARSAT PANAMSAT
Organización internacional de telecomunicaciones por satélite Agencia europea con 40 países miembros Administrado y operado por SES (Societé Européenne des Satellites) Con 24 estados miembros y 40 países usuarios Proporciona comunicaciones móviles internacionales a nivel de alta mar, aire y tierra. Sede: Estados Unidos con 21 satélites. Servicio Estados Unidos y toda América, poca influencia en Europa.
ARABSAT FRANCETELECOM PALAPA
Componen 21 países. Conecta a Francia con sus departamentos en África y Sudamérica. Sistema indonesio para Asia meridional (Malasia,
HISPASAT
Conforman varios países asiáticos y emiten TV a las dos Américas. Agencia del Japón para el desarrollo espacial.
ASIASAT NASDA
Agencia de Italia para el desarrollo espacial.
ITELSAT AMOS
Cubre la zona de España , Portugal , América Y norte de África
Satélite Israelí cubre la zona del oriente medio.
AMERICA DEL CENTRO Y AMERICA DEL SUR
•
MEXICO – BRASIL – ARGENTINA VENEZUELA CONDOR
SATMEX 1,2,3,4,5 y 6 BRASILSAT 1,2,3,4 y 5 1,2 y 3 – NAHUEL 1 – VENESAT Proyecto del pacto andino
ESPACIO TERRESTRE
COORDENADAS TERRESTRE • •
LATITUD LONGITUD
Oeste
Sur
El Azimut es el ángulo horizontal al que hay que girar la antena, desde el polo Norte terrestre hasta encontrar el satélite. A veces se indica este ángulo con relación al polo Sur.
Instrumentos Equipos necesarios
Antena Parabólica
Orientación de la Antena
Esquema de la conexión de la Antena, Decodificador y TV
SISTEMA DIRECTV
I.
DESCRIPCIÒN DEL SISTEMA Sistema de recepción del cliente (SRC) * Antena Parabólica * LNBF ( Low Noise Amplifier,Block converter,Feed horn) * IRD ( Integrated Receiver Decoder) II. CARACTERISTICAS DEL SEGMENTO ESPACIAL Satélite Centro de Transmisión Principal (CBC) y Regional (RBC) * Antena tipo V-Sat Sistema de Acceso Condicional Sistemas de Monitoreo y Control. III. METAS DEL USO DEL ESPECTRO RADIOELECTRICO
I. DESCRIPCION DEL SISTEMA DIRECTV Latin America ( DTVLA) ofrece un servicio multi-canal de distribución por satélite en forma directa al hogar (DTH) Satélite operativo: Galaxy 3C El control principal de la red se realiza en: Centro de Transmisión principal (CBC) Long Beach, California Transmisión Regional (RBC) Brasil, México, Venezuela y Argentina.
Sistema de Recepción del Cliente (SRC) ▪
▪
▪
Antena Parabólica LNBF IRD (decodificador y receptor integrado)
Antena Parabólica
Diámetros: 60cm. y 110 cm. marca ANDREW
Banda : KU Ganancia (Typical): 36.2 dB / 12.45 GHZ NOISE TEMPERATURE (Typical / 30º Elevation): 36º K VSWR (Maximun): 1.3:1 REFLECTOR TYPE: Galvanized Sheet Steel Protective finish(ANTENNA): Polyester Powder Coating
LNBF (Low Noise Amplifier, Block converter, Feed horn) Esta unidad incluye el foco que permite la recepción de las señales amplificadas por la antena parabólica. * Convierte la señal de banda KU (11.45 GHz a 12.2 Ghz) a señales de banda L entre 950 MHz y 1800 MHz Existen dos tipos: de salida doble y simple Reciben señales de polarizaciones circular derecha e izquierda. La polarizaciòn derecha se selecciona con +13V y la izquierda con +18V.
IRD (Integrated Receiver Decoder) o Receptor / Decodificador Señal proveniente del satelite: 11.45 – 12.2GHz Conversión: 950 – 1800 MHz en el LBNF Luego enviada al IRD – cable coax. RG -6 El receptor procesa las señales de la siguiente forma: Sintonización Demodulación Corrección de errores Decodificación Conversión
II. CARACTERISTICAS DEL SEGMENTO ESPACIAL ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪
▪
▪
SATELITE Satelite: Galaxy III – C Diseño : Huyghes HS 702 Posición Orbital: 95º WL (West Longitud) Orbita : GEOESTATIONARY Fecha de Lanzamiento: Junio 15, 2002 Vehiculo de Lanzamiento: Sea Launch Fin de vida : 2027 +/- 12 meses Polarizaciòn : Subida Lineal / Bajada Circular Configuración en banda KU 28 Transpondedores X 24 MHz (16@120 Watts y 12 @ 127 Watts) Frecuencias de banda KU : UP/ LINK : 13.750 – 14.500 GHz DOWN / LINK : 11.450 – 12.200 GHz Cobertura : América Latina
Centro de Transmisiòn Principal (CBC) y Regional (RBC) El concepto operativo del CBC y de los RBC es la retransmisión de programación para una red DTH bajo un servicio de suscripción mensual. La señal es enviada a un distribuidor de video y si es necesario a un conversor de norma. La señal analógica es convertida al formato Serial Digital ( 270 Mbps) La señal ingresa al compresor MPEG2 donde es procesada y multiplexada con otras señales digitales y luego modulada en formato QPSK. La señal modulada es enviada al satélite para su conversión de frecuencia, amplificación y transmisión en R.F. a transpondedores en el satélite.
Antena tipo V - SAT Lo utilizan países que no disponen de un centro de transmisión regional (RBC) para conectarse a la red DTVLA a través del satélite. Este sistema consiste en una estación satelital terrena con una antena tipo V SAT y equipo de Rx y Tx al satélite, con las siguientes características:
Antena parabólica V – SAT de 1.8 m. marca Prodelin, modelo Quick Repoint. Iluminador marca Prodelin,mod. Quik Repoint. Potencia de Tx: 48.6 dBW (PIRE máx.) Potencia normal: 182 mWatts Potencia máx.: 2Watts
Frecuencias y anchos de banda del sistema: Frec.Transpondedor: Tx : 14.96GHz (No es definitiva) Rx : 11.461 GHz (No es definitiva) Ancho de banda (BW): Tx BW: 200KHz (64 Kbps TDMA) Rx BW: 400KHz (128 Kbps)
Sistema de Acceso Condicional Administra el flujo de información que permite autorizar servicios específicos en el Receptor/Decodificador de cada abonado. El objetivo es regular la recepción de señales en su destino final, y asegurar que no se produzca el uso no autorizado del mismo. El sistema permite cambiar en tiempo real los servicios de cada abonado. Por lo tanto, se puede iniciar, renovar o cancelar una suscripción e incluso modificar los paquetes de canales que el abonado recibe, todo ello de manera instantánea.
Sistema de Monitoreo y Control Para realizar una eficiente gestión de red, existen en la actualidad Centros de Control de Red. Estos centros operan software desarrollados específicamente para el monitoreo y administración de los diferentes recursos de la red de DTVLA.
III. METAS DEL USO DEL ESPECTRO RADIOELECTRICO • • • • •
Nùmero de Transpondedores: 28 BW por Transpondedor (MHz): 24 BW Total (MHZ): 672 Enlace Ascendente(GHZ):13 Ascendente(GHZ):13.750 .750 - 14.500 Enlace Descendente(GHz):11 Descendente(GHz):11.450 .450- 12.200 Utilización de antena tipo V–SAT de 1.8m.
para conectarse a la red de DTVLA a través del satélite con el objetivo de habilitar a los usuarios e intercambiar datos con otros puntos de la red.
El sistema (V(V-SAT) operará en la siguientes frecuencias y anchos de banda:
Ancho de banda: Tx : 200 KHz (64 Kbps TDMA) Rx : 400 KHz (128 Kbps) Frecuencias Transpondedor: Tx: 14.496 GHz (No es definitiva) Rx: 11.461GHz (No es definitiva)
Beneficios del sistema DIRECTV •
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La màs variada programaciòn de todas partes del mundo. Calidad de imagen - de disco làser. Calidad de audio - de disco compacto. Canales de pago por evento - Cine Club en casa. Estrenos y exclusividad en canales DIGITALES. 2 Guìas interactivas de programaciòn en pantalla.
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Resumen en pantalla del argumento de las películas y programas. Bloqueos de programación por edades y costos. Selector de idiomas ( audio y subtitulado) Variedad de géneros musicales. Eventos exclusivos. Mayor cobertura geogràfica.