Sistemas de radiodifusión por satelite


El origen de las comunicaciones por satélites comienza en 1957, cuando la unión Soviética lanza el primer satélite artificial llamado Sputnik I que marca el inicio de la carrera espacial. Un año después EEUU lanza el SCORE que transmitía un mensaje grabado. Más tarde en 1960-1964 se fabricaron los primeros satélites experimentales para comunicaciones en tiempo real (ECHO I, Curier, Telstar I, Relay I) usados para establecer enlaces de comunicaciones de voz, video y datos entre las costas Este y Oeste de EEUU. En 1964, se lanza el primer satélite colocado en la órbita de Clarke (geoestacionaria) Sycom II. El Syncom III proporcionó comunicaciones a través del Pacífico (retransmisión de los juegos olimpicos de Tokyo). En 1965, se crea la primera Organización Internacional de Satélites: Intelsat. Casi diez años más tarde, EEUU lanza una serie de satélites llamados Marisat para el uso de navegación a bordo mundial. Más tarde, una organización internacional, Inmarsat, se hizo cargo de ellos. Posibilitaba la comunicación con terminales móviles terrenos relativamente pequeños. Noviembre 1983: inauguración del servicio de difusión directa de TV a antenas domésticas por United Satellite Communications.

Contenido

Ventajas

Características

Servicios de comunicaciones espaciales

Los servicios principales de comunicaciones espaciales son:

a receptores individuales o colectivos.

móviles (marítimas, aeronaúticas o terrestres) a través de satélite.

telemando y seguimiento.

Sistemas de satélites

Los sistemas de satélites se pueden clasificar en:

Asignación de frecuencias

Imagen:asignacion de frecuencias.JPG


Banda C (6/4 GHz)


Banda Ku (17/12)

Descripción general del sistema

Un sistema de comunicaciones por satélite está formado por unas estaciones terrenas, para la transmisión y recepción de las señales, y satélites situados en una órbita geoestacionaria, a unos 36.000 Km de la superficie dela Tierra, que recogen, amplifican y retransmiten las señales enviadas desde las estaciones terrenas. Se necesitan además estaciones que permitan el seguimiento del satélite, así como el control y la supervisión, tanto del satélite como de los sistemas de comunicaciones, a través de telemando y telemedida de los mismos. En el caso de radiodifusión directa de televisión vía satélite elservicio que se dá es de tipo unidireccional por lo que normalmente se requiere una estación transmisora única, que emite los programas hacia el satélite, y numerosas estaciones terrenas de recepción que captan las señales provenientes del satélite. Otros tipos de servicios son bidireccionales y las estaciones terrenas son de transmisión y recepción. Un requisito importante del sistema es el conseguir que las estaciones sean lo más económicas posibles para hacerlas accesibles a un gran número de potenciales usuarios, lo que se consigue utilizando antenas de pequeño diámetro y retransmisores de baja potencia. Naturalmente que la economía de escala en aquellas aplicaciones que lo admiten es un factor determinante del coste. Para poder reducir la dimensión de las antenas receptoras en tierra se requiere la utilización de tubos amplificadores de gran potencia a bordo del satélite, lo que a su vez exige la utilización de grandes paneles solares que generen la potencia primaria necesaria para alimentar a estos tubos.

La función principal de la estación terrena transmisora es la adecuación de las señales para su transmisión hacia el satélite, desde el que se realizará la difusión de las mismas. Su misión es conceptualmente el mismo que el de una estación convencional de telecomunicaciones, dado que el procesamiento de la señal a transmitir es similar en todos los casos. Por tanto la estación estará formada por un subsistema de antena, un subsistema de seguimiento para apuntar el haz hacia el satélite deseado, un subsistema de transmisión - recepción en radiofrecuencia, una etapa de conversión de frecuencia, modulación y demodulación y un sistema de conexión con las redes terrenales, así como lógicamente el suministro de energia para toda la estación.

En principio la cadena de recepción no es estrictamente necesaria en la estación transmisora de los servicios de radiodifusión que implican una comunicación de tipo unidireccional, sin embargo sería conveniente supervisar las portadoras transmitidas a través del satélite por lo que se debe considerar la cadena de recepción como parte integrante de la estación transmisora. Naturalmente que en las estaciones de solo recepción no hay cadena transmisora y que en general las estaciones de transmisión y recepción tienen ambas.

El dimensionado, la configuración y la interconexión de los diferentes números de canales a transmitir, así como del sistema de redundancia que se adopte. En el canal de transmisión la señal, una vez modulada en frecuenciao en fase, se traslada a la frecuencia de transmisión pasando luego por el amplificador de alta potencia. Esta cadena constará de tantas vías como canales se vayan a utilizar en un satélite. El control y supervisión del sistema de comunicaciones debe realizarse en otra estación separada, en la que se ubique el centro de control en el que se procesa la información que permite tomar las decisiones necesarias de estructuración del sistema y que permite tomar las medidas correctoras que pudieran necesitarse.

Las funciones de control y supervisión pueden subdividirse como sigue:

a) Telecontrol y telemedida del satélite
b) Pruebas periódicas en órbita de los parámetros principales delsubsistemas de la estación dependerá fundamentalmente del módulo de comunicaciones del satélite.
c) Supervisión de la calidad y caractéristicas de las señales que seemiten a través del satélite.

Por supuesto que el elemento más característicos del sistema es elpropio satélite. Un satélite de comunicaciones consta de un módulo deservicio, que comprende los aparatos necesarios para el mantenimiento del satélite en órbita, y un módulo de comunicaciones específico para la misión omisiones a cumplir. Dentro del módulo de servicio pueden destacarse los subsistemas de suministro de energia, de estabilización del satélite, de control orbital del mismo, control térmico, telecontrol y telemedida y, finalmente, estructura mecánica del propio satélite.


Imagen:Sistema_espacial.JPG


Imagen:enlaces.JPG


DBS (Direct Broadcast Satellite)

Elementos de un sistema DBS

Servicio de radiodifusión por satélite de la señal de vídeo, audio y datos sobre una extensa zona predeterminada, permitiendo la recepción con terminales de pequeño diámetro (menor de un metro de diámetro).


Imagen:Arquitectura DBS.JPG


La instalación unifamiliar consta de antena, alimentador, LNB y una unidad interior que hace las funciones de demodulador de F.I. del canal deseado y modulador de R.F. en un nuevo canal.

La instalación para una comunidad de vecinos consta de un número de elementos mayor, al hacerse necesario demodular continuamente todos los canales que se quieren recibir y amplificar todos los canales de R.F. generados.

Veamos un análisis detallado:

Antena: La antena de reflector parabólico se ha convertido en el símbolo de l receptor terreno en un sistema de transmisión de señales de TV vía satélite. Su misión es captar la señales emitidas por el satélite y concentrarlas en el alimentador. La relación C/N que se puede conseguir depende del tamaño de la antena, por lo que las antenas se eligen con el tamaño mínimo para que la señal recibida llegue a los mínimos requeridos por los equipos de instalación.

Alimentador: El alimentador se encarga de recoger las microondas concentradas en el foco de la parábola y pasarlas al elemento siguiente. El alimentador permite recibir todas las polaridades que llegan a la antena, las cuales serán separadas más adelante.Para separar las dos polaridades más usuales(polarización lineal, vertical y horizontal) hay dos tipos de dispositivos, uno para instalaciones de vecinos: ortomodo, y otro para instalaciones unifamiliares: polarrotor.

Polarrotor: Permite la recepción de las dos polaridades utilizando un solo conversor LNB. Su funcionamiento se basa en el giro de 90º de una sonda situada en su interior. como se pierde los canales de la otra polaridad no puede utilizarse en instalaciones colectivas.

Ortomodo: Permite la recepción simultánea de señales con polarización vertical y horizontal mediante la utilización de un repartidor de guías de onda en el que una de las guías se gira 90º . A él se tendrá que conectar dos conversores LNB, uno para cada polarización.

LNB: Conversores que se encargan de convertir en bloque las señales en las bandas 10.95-11.7 GHz, 11.7-12.5 GHZ ó 12.5-12.75 GHz a una frecuencia intermedia situada entre 950 y 1750 MHz con un bajo factor de ruido. Además de realizar la conversión, estos dispositivos tienen una elevada ganancia (50 dB) lo que permite conectarlos a un número elevado de unidades interiores de conversión a R.F. sin amplificador auxiliar.

Dispositivo multisatélite: Este dispositivo es auxiliar y se utiliza para acceder a más de un satélite con una sola antena, sin necesidad de redireccionarla. Este dispositivo recibe el haz de la antena de una manera proporcional al desplazamiento del bloque de alimentación, el cual engloba todos los elementos anteriores y está situado en el foco de la parábola.

Actuador lineal o tracker: Dispositivo de orientación automática que proporciona el movimiento necesario para poder rastrear con el disco parabólico un arco celeste de unos 180º y memoriza la posición de la antena necesaria para captar la señal de cada uno de los satélites situados en ese arco. El tracker se compone básicamente de un brazo telescópico que se extiende y contrae comandado por una unidad de control computerizada.

Unidad interior individual: Esta unidad realiza las funciones de sintonía y de modulación dentro de un canal específico dentro del bloque de canales recibidos del LNB en la primera conversión a F.I. .Esta unidad se compone de las siguientes etapas:

1.-Conversor de 1ª F.I a 2ª F.I.
2.-Demodulador.
3.-Procesado de vídeo.
4.-Modulador de R.F.
5.-Control de dispositivos externos.


Repartidores de F.I: Dispositivo para instalaciones colectivas. La salida de los LNB va a repartidores de F.I a cuya salida se conectan unidades interiores sintonizadas a los canales que se quieren recibir.

Unidades interiores monocanales: Funcionan como las unidades individuales pero sintonizadas a un solo canal. Constan de tres bloques básicos:

1.Demodulador.
2.Procesador de audio-vídeo.
3.Modulador de R.F.


¿Qué diferencia hay entre servicios DBS y servicios de banda C?

La diferencia entre servicios DBS y de banda C es que el DBS utiliza antenas más pequeñas que las que se usan en banda C , de hecho, estas antenas de banda C se suelen llamar BUDs (Big Ugly Dishes). Además estas BUDs deben girarse para recibir señales de diferentes satélites, y en algunos casos se requiere pagar separadas subscripciones para descodificar estas señales, a excepción de las señales (cada vez menos) en abierto.

Otra diferencia es que las antenas DBS son pequeñas y estacionarias, y en general se requiere pagar sólo a un proveedor .

Ventajas del DBS:

Capacidad de los Satélites en Canales de TV Digitales

Un ancho de banda usual para un transpondedor analógico de un sistema de satélites de DBS es de 36 MHz. En este ancho de banda es posible utilizar una modulación de datos de 28 millones de símbolos por segundo. Esto hace que si se utiliza una modulación 4-QPSK, sean necesarios 2 bits por símbolo y por tanto la capacidad de transmisión por transpondedor sea de unos 56 Mbit/s. Esta no es la velocidad útil puesto que hay que descontar los bits en exceso como las correcciones de error de tipo Reed-Solomon y la convolución de Viterbi. Así la velocidad útil es de unos 39 Mbit/s.

En el escenario típico anterior significa 8 canales por transpondedor analógico para un escenario típico. Un sistema de 5 transpondedores, por ejemplo el satélite Hispasat, permitiría unos 40 canales de TV y un sistema de 11 transpondedores podría llegar a los 90 canales de TV digital.

Los satélites para TV se clasifican básicamente en tres tipos:

1.Satélites de baja potencia Ps<30 W.
2.Satélite de mediana potencia DTH (Direct To Home) con 30 W<Ps< 100 W.
3.Satélites de alta potencia DBS (Direct Broadcasting Satellite) con Ps>100 W.

Existen muchos satélites comerciales de TV, entre ellos, los de INTELSAT, EUTELSAT, TELECOM, GORIZONT, HISPASAT y ASTRA.

Normativa

Conferencia de Ginebra (CRM-77)

En la CRM-79

Conferencia de Ginebra (CRM-77).

Sistemas de satélites HISPASAT

Sociedad Hispasat HISPASAT se constituyó en 1989 con el mandato del gobierno de gestionar un sistema español propio de comunicaciones por satélite. En 1996 se inició un proceso de privatización como consecuencia de la privatización de sus principales accionistas: Retevisión, Telefónica y BBVA.

Este proceso privatizador trajo consigo la disminución del capital público que sigue estando representado a través del INTA (Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial).

Actualmente es un operador global de satélites, con cobertura en Europa, América, Canadá y Norte de África.

Los satélites Hispasat

Hispasat operó inicialmente con dos satélites (HISPASAT 1A y 1B) y dos centros de control de satélites (uno en Arganda del Rey, Madrid, y otro en Maspalomas, Canarias).

Más tarde, Hispasat renovó los satélites iniciales por otros de nueva generación ( 1C y 1D). La posición orbital de los satélites es de 30ºW, colocados en la misma ventana. El sistema tiene una capacidad de 76 transpondedores en la banda Ku.

A mediados del 2004 se pondrá (?) en órbita el Amazonas, en la posición orbital de 61ºW, con capacidad en las bandas C y Ku, que permitirá obtener una mejor cobertura americana y mejor conectividad transatlántica.


Imagen:satelites hispasat.JPG


Plan de frecuencias Hispasat. Enlace descendente Europa


Imagen:Plan de frecuencias hispasat.JPG


Cobertura

Cobertura global del Hispasat

Imagen:Cobertura global Hispasat.JPG


Servicios Hispasat

Radiodifusión Directa

la Conferencia CAMR-77, en la banda Ku 12-12.5 GHz.

Distribución

de TV, los cuales retransmiten la señal y llega a los usuarios a través de su antena yagi.

Contribución

despliegue.

Servicio Fijo por Satélite

(8 de 36 MHz, 2 de 46 MHz, 2 de 54 MHz y 4 de 72 MHz) en las bandas de Servicio Fijo por Satélite (14 GHz / 12-11 GHz).

Sistemas de satélites ASTRA

SES ASTRA

Con sede en Luxemburgo, es el operador de ASTRA, el Sistema de Satélites líder en Europa para transmisiones directas al hogar (DTH) de programas de TV y radio.

Satélites Astra

La flota de satélites ASTRA está formada por 13 satélites situados en las siguientes posiciones orbitales:

Cobertura Astra. Ejemplo Astra-1G

Imagen:cobertura Astra.JPG

Servicios de banda ancha

aplicaciones entre empresas y entre empresas y clientes.

Plan de frecuencias Astra 1


Imagen:plan de frecuencias Astra.JPG



Plataformas en España

Imagen:plataforma España.JPG


Sogecable: centro de distribución digital (Via digital)

Sogecable es un grupo líder de la televisión de pago en España, fundado en 1989. Ha sido el pionero en la introducción de sistemas interactivos y principalmente de la Televisión Digital en España. Su actividad consiste en adquirir y gestionar derechos audiovisuales, además de la adquisición de derechos de autor se dedica también a la distribución y producción de canales y gestión de abonados. Otras de sus actividades más importantes es la producción, distribución y exhibición cinematográfica.

Capacidad en Hispasat:

Canal Satélite Digital:

TV. Las señales que producen las cadenas de televisión y radio de CSD son digitalizadas, encriptadas y comprimidas para ser transmitidas al satélite desde el centro de emisión de Luxemburgo. Usa los transpondedores:

Enlaces de interés

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Colaboración Universitaria

Aportación Universitaria
Facultad
Universidad Universidad de Alicante
Facult/Asign Escuela Politécnica Superior de Alicante
Profesor Adolfo Albaladejo Blazquez
Autores y Trabajo
Autores Vanessa Tarí Costa
Raúl Sebastián González
Tipo de trabajo Estudio
Fecha de evaluación Julio 2009
Editable por terceros NO
Categorías propuestas Portal Tecnología, Via satélite, Radiodifusión por satélite
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