SISTEMAS SATELITALES

 

El nuevo y revolucionario Sistema de Televisión Digital Vía Satélite a dejado atrás los demás sistemas de televisión permitiendo llegar con una gran capacidad de transmisión a los puntos mas lejanos, con una mejor calidad de imagen y sonido. Además, permite la tan mentada TV interactiva en la que los televidentes podrán participar activamente.Este trabajo, aunque fundamentalmente se basa en el Sistema de Televisión Digital Vía Satélite, describe el Sistema Satelital en sí mismo y como ha avanzado en el tiempo y los servicios que brinda actualmente.

Básicamente un sistema satelital es un sistema repetidor. La capacidad de recibir y retransmitir  se debe a un dispositivo receptor-transmisor llamado transponder, cada uno de los cuales escucha una parte del espectro, la amplifica y retransmite a otra frecuencia para evitar la interferencia de señales. Un sistema satelital consiste en un cierto numero de transponder además de una estación terrena maestra para controlar su operación, y una red de estaciones terrenas de usuarios, cada uno de los cuales posee facilidad de transmisión y recepción. El control se realiza generalmente con dos estaciones terrenas especiales que se encargan de la telemetría, el rastreo y la provisión de los comandos para activar los servicios del satélite.
Un vinculo satelital consta de:

  • Un enlace tierra-satelite o enlace ascendente (uplink)
  • Un enlace satelite-tierra o enlace descendente (downlink)

El satélite permanece en órbita por el equilibrio entre la fuerza centrifuga y la atracción gravitatoria. Si se ubica el satélite a una altura de 35860 Km sobre el plano del Ecuador, estos giran en torno a la tierra a una velocidad de 11070 Km./hr, con un periodo de 24 hrs. Esto hace que permanezca estacionario frente a un punto terrestre, de allí su nombre de satélite geoestacionario. De este modo las antenas terrestres pueden permanecer orientadas en una posición relativamente estable en un sector orbital. Debido a su gran potencia los satélites para Tv necesitan de un espaciamiento de por lo menos 8 grados, para así evitar que el haz proveniente de la Tierra ilumine a los satélites vecinos también.
Los sistemas satelitales constan de las siguientes partes:

  • Transponders
  • Estaciones terrenas

El transponder es un dispositivo que realiza la función de recepción y transmisión. Las señales recibidas son amplificadas antes de ser retransmitidas a la tierra. Para evitar interferencias les cambia la frecuencia. Las estaciones terrenas controlan la recepción con/desde el satélite, regula la interconexión entre terminales, administra los canales de salida, codifica los datos y controla la velocidad de transferencia. Consta de 3 componentes:

  • Estación receptora: Recibe toda la información generada en la estación transmisora y retransmitida por el satélite.
  • Antena: Debe captar la radiación del satélite y concentrarla en un foco donde esta ubicado el alimentador.

Estos satélites están equipados con antenas receptoras y con antenas transmisoras. Por medio de ajustes en los patrones de radiación de las antenas pueden generarse cubrimientos globales (Intelsat), cubrimiento a solo un país (satélites domésticos), o conmutar entre una gran variedad de direcciones.                                                     

  • Estación emisora: Esta 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.

  • Bandas de frecuencias utilizadas

Se han dispuesto, mundialmente, varias bandas de frecuencia para su uso comercial por satélite. La más común de estas consta de una banda central de 500 MHz centrada en 6 GHz en el enlace hacia arriba (hacia el satélite) y centrada en 4 GHz en el enlace hacia abajo (hacia la Tierra). La banda de 500 MHz, en cada una de las frecuencias, esta normalmente dividida en 12 bandas, servidas por cada transponder, de 36 MHz de ancho de banda cada una,  mas 2 MHz a ambos extremos para protección (el espaciamiento entre las bandas es el responsable del ancho de banda en exceso). Cada banda de transponder esta, a su vez, dividida en un cierto numero de canales de frecuencia, dependiendo del tipo de aplicación o de la señal que sé este transmitiendo.
        Las bandas de frecuencia usadas son:

  • C: uplink 5,925-6,425 GHz, downlink 3,7-4,2 GHz
  • Ku: uplink 14-14,5 GHz, downlink 11,7-12,2 GHz
  • Ka: uplink 19,7 GHz, downlink 31Ghz

Las bandas inferiores se encuentran superpobladas. No así las bandas superiores.
En la banda Ku los satélites pueden espaciarce a i grado. Pero estas ondas tienen un inconveniente, la lluvia, ya que el agua es un gran absorbente de estas microondas tan cortas.

  •  Métodos de múltiple acceso

Múltiple acceso esta definido como una técnica donde más de un par de estaciones terrenas puede simultáneamente usar un transponder del satélite. La mayoría de las aplicaciones de comunicaciones por satélite involucran un numero grande de estaciones terrenas comunicándose una con la otra a través de un canal (de voz, datos o video). El concepto de múltiple acceso involucra sistemas que hacen posible que múltiples estaciones terrenas interconecten sus enlaces de comunicaciones a través de un simple transponder. Estas portadoras pueden ser moduladas por canales simples o múltiples que incluyen señales de voz, datos o video.
Existen muchas implementaciones especificas de sistemas de múltiple acceso, pero existen solo tres tipos de sistemas fundamentales:

  • FDMA : acceso múltiple por división de frecuencia.
  • TDMA : acceso múltiple por división de tiempo.
  • DAMA : acceso múltiple por división de demanda (versión de TDMA)
  • CDMA : acceso múltiple por división de código.

 

  • Ventajas y desventajas de la transmisión vía satélite

Por presentar una cobertura territorial muy amplia genera serios problemas de seguridad, ya que cualquier estación puede captarlos con solo sintonizar la frecuencia del satélite. Para evitarlo se adicionan medidas de seguridad: cifrado y encriptado de transmisiones.
Debido a que  trabaja en bandas de frecuencias muy altas cada satélite es capaz de soportar varios miles de canales telefónicos. Por ejemplo, un satélite moderno esta formado por diez transponder y cada uno con capacidad de 48 Mbps.
Las condiciones meteorológicas adversas pueden afectar la señal durante su camino entre la estación terrena y el satélite. Otra desventaja es la del retardo que puede originar problemas, ya que la señal recorre 36.000 Km de subida y otros tantos de retorno a la Tierra. Periódicamente el sol, el satélite y la estación terrena quedan alineados provocando una elevación del ruido  térmico que supera la intensidad de la señal. En las grandes ciudades existe actualmente congestión de microondas; se instalaron tantas antenas de microondas que se interfieren unas a otras y las ondas en el aire están saturadas. Esto obliga a buscar  un medio de transmisión alternativo como los enlaces vía satélite. Pero una desventaja con respecto al satélite propiamente dicho es que resulta muy costosa la construcción, lanzamiento y mantenimiento del mismo.

 

Las transmisiones de televisión tanto las captadas por antena, como las que llegan por medio de un cable en la modalidad de Video-Cable, tienen sus portadoras situadas en las bandas VHF o UHF. La utilización de estas frecuencias permite la recepción en ópticas condiciones hasta distancias que no superen el horizonte óptico, tal cual se divisaría desde la antena transmisora. En consecuencia la recepción de programas televisivos fuera de los limites expresados, se caracteriza por dificultades técnicas, y en ciertos casos por la inseguridad de lograrla en la oportunidad deseada. En áreas alejadas de las grandes ciudades, para la recepción de la señal se debió instalar antenas muy elaboradas y de altos costos, para así mejora, hasta donde fuera posible la calidad de recepción. Este sector de televidentes se vera ahora beneficiado con la televisión por satélite. Podrá ver imágenes dotadas de la misma calidad y acompañadas por el mismo sonido irreprochable, que caracteriza a las que son captadas por televisores instalados dentro del área de servicio optimo de transmisores.

Esta técnica se fundamenta en transmitir desde el lugar de origen del programa, a un satélite de comunicación. Este esta equipado con receptores y por cierto, con transmisores capaces de volver a dirigir a la tierra a la misma transmisión. Un satélite de transmisión directa permite al usuario recibir directamente señales para su retransmisión. Esta clase de satélites poseen una antena que debe quedar apuntando a una área determinada toda el tiempo, y las técnicas deben ser mas sofisticadas. Sin embargo, el satélite solo tiene una cantidad limitada de energía eléctrica a su disposición. Así, las dimensiones de la región sobre la tierra cubierta por la antena de transmisión es más pequeño que la región que abarcan todos los países en la C.E.E. (Comunidad Económica Europea). Sin embargo, la recepción a través del área es posible con discos parabólicos de aprox. 90 cm. de diámetro.
           

  • Características técnicas de las estaciones de TV

Un sistema de comunicaciones vía satélite esta formado por una o más estaciones terrestres encargadas de enviar la señal de TV a un satélite operacional que se encuentra en órbita geoestacionaria, constituyendo lo que se llama enlace ascendente. A su vez el satélite enviara la señal de nuevo a la tierra, formando el enlace descendente. Esta señal puede ser recibida por estaciones individuales de solo recepción o de teledistribucion. Para evitar interferencias entre los dos haces, las frecuencias de ambos son distintas.

 

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