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Universidad Fermín Toro Vice-rectorado Académico Escuela de Ingeniería Radio Enlace

Últimas Tendencias Para la Instalación de Estaciones Terrenas.

Integrantes: Rebeca De la Rosa C.I: 21.243.232 Luis Zambrano C.I: 19.726.036 Hugo Sánchez C.I: 19.433.934 SAIA “A”

Cabudare, Febrero de 2014


Estación Terrera de Comunicaciones. Una estación terrena comprende todo el equipo terminal de un enlace por satélite. Su función es similar a la de una estación terminal de un radioenlace. Las estaciones terrenas generalmente consisten en los siguientes dispositivos:  Sistema de Antena La antena transmisora y receptora tiene diámetros que varían de 50cm a 16m. por lo general, las antenas grandes están equipadas con u dispositivo de seguimiento automático que las mantiene apuntadas constantemente hacia el satélite, las antenas de tamaño mediano pueden tener sistemas de seguimiento sencillos, mientras q dichas antenas pequeñas no suelen tener un dispositivo de seguimiento y, aunque suelen estar fijas, generalmente se pueden orientar por medios manuales.  Sistema Receptor. Cuenta con una unidad de acceso con amplificador de bajo nivel de ruido (LNA).  Sistema Transmisor. Cuenta con amplificadores de alta potencia (HPA) y la potencia de transmisión varía desde unos pocos Watts a varios Kilowatts, esto sucede dependiendo del tipo de señales que han de transmitirse y del tráfico.  Convertidores de Frecuencias y Módems. Este dispositivo comprende a las unidades de modulación, demodulación y conversión de frecuencias.  Unidades de Tratamiento de Señal. Este comprende a los equipos de multiplexacion y demultiplexacion.  Unidades de Interfaz para la Interconexión con las Redes Terrenales. En dicha figura se puede visualizar en forma de diagrama de bloque de este subsistema.


Una estación terrena debe tener la capacidad de realizar todas las funciones que permitan al usuario u operador conocer en todo momento la posición y el estado de funcionamiento de cada sistema a bordo del satélite, entre los cuales se pueden mencionar, sistema de potencia, de Radiofrecuencia, de Control de Actitud y de Computadores a bordo. También es necesario que la Estación Terrena sea capaz de comandar los sistemas y cargas útiles. Las funciones principales ejecutadas por una Estación Terrena, en apoyo a un satélite operacional, involucran funciones de alta complejidad que usualmente abarcan las siguientes tareas: 

Seguimiento: para determinar la posición del satélite en su órbita.

Operaciones de Telemetría: para adquirir y registrar datos y status del satélite.

Operaciones de Telecomando: esto es para interrogar y controlar las diversas funciones del satélite.

Operaciones de Control: para determinar parámetros orbitales, para programar todas las pasadas del satélite, para monitorear y cargar el computador de a bordo.

Operaciones de Procesamiento de Datos: para presentar todos los datos científicos y de ingeniería en los formatos requeridos para el progreso exitoso de la misión.

Enlaces de Voz y Datos a otras estaciones terrenas y centros de procesamiento.


De lo dicho anteriormente, es claro que hay 3 componentes principales de una Estación Terrena: 1. Equipos (Hardware).

Los principales equipos de una Estación Terrena son los siguientes: 

Antena:

Es el componente principal de una Estación Terrena, cuyas funciones de soporte suelen incluir; Seguimiento, Telemetría, Telecomando y Capacidades de Voz y Televisión. 

Sistema de Transmisión y Recepción de Radiofrecuencia:

Las características que determinan la operación de Radiofrecuencia de una Estación Terrena provienen de la expresión del Cálculo de Enlace para las transmisiones desde y hasta el satélite. este sistema tiene la función de transmitir vía RF desde tierra al satélite, en la banda de frecuencia asignada para todos los telecomandos que son


necesarios para actuar sobre sistemas o partes de los componentes del satélite, como por ejemplo; activar un transmisor y apagar el otro, actualizar un software específico, etc.

Por otra parte, el sistema RF debe tener también la capacidad de recepcionar toda comunicación enviada por el satélite desde el punto de su órbita en que se encuentre. La información más común que envía el satélite hacia la Estación Terrena es la que se conoce como Telemetría. Ello entrega la condición actual de los parámetros previamente determinados, como por ejemplo; voltaje de batería, temperatura de las antenas, voltajes y corrientes de diversos componentes del satélite, computador en servicio, relays activos e inactivos, y muchos otros de esta misma especie.

El

equipamiento

de

Radio

Frecuencia

para

recepción

esta,

generalmente, en arreglos de gabinetes, colocados en forma tal de minimizar las perdidas en las líneas de transmisión a la antena.


Este equipamiento acepta la frecuencia portadora proveniente del satélite y que por el sistema de la antena, la procesa a frecuencias más bajas y la desmodula. Estos equipos están alojados en racks cercanos al sistema de antena. El equipamiento de Radio Frecuencia de transmisión acepta señales de seguimiento y comandos provenientes de tierra de los componentes de Telemetría. Seguimiento y Comando (TT&C), las procesa (modula) y las envía al enlace de Radio Frecuencia hacia el satélite. 

Sistema de Seguimiento:

Este mantiene a la antena apuntada en la dirección correcta hacia donde se encuentra el satélite y compensa el movimiento relativo entre la Estación Terrena y el Satélite. Aun en los satélites geoestacionarios, existen perturbaciones orbitales que originan desplazamientos del satélite con respecto a la Estación. Las características de este sistema varían de acuerdo a las características del haz electromagnético de la antena y la órbita del satélite. El seguimiento consiste en mantener el eje central del haz electromagnético producido por la antena en la dirección del satélite, a pesa del movimiento de dicho satélite o de la Estación Terrena. Este debe contener un receptor, un sistema de control y un servomecanismo de antena. Este sistema es, principalmente, requerido por las estaciones terrenas que están asociadas a satélites que no son geoestacionarios y que tiene un periodo orbital menos a 24horas. En el caso de los satélites de órbita baja, inferiores a 1300Km, los periodos orbitales son de alrededor 1.5horas. No obstante, los satélites fijos con respecto a la Tierra, es decir, los geoestacionarios también requieren de un sistema de seguimiento que permita detectar los pequeños cambios o desviaciones de la órbita definida de la misión. 2. Programas Computacionales. Existen 4 grandes áreas de programas que pueden utilizarse en una Estación Terrena o son controlados desde ella. Son los siguientes: antes de cada pasada, durante cada pasada, después de las pasadas y software a bordo.


Exceptuando los sistemas satelitales básicos, la mayoría o algunos de estos aspectos estarán presentes en la Estación Terrena. Los Programas Computacionales, previo a las pasadas son requeridos antes que el satélite entre en rango con la Estación Terrena. Normalmente hay 4 tipos de programas requeridos: Predicción de orbita, Planificación y Programación de observación, Generación de Lista de Comandos y finalmente de Simulación. En la determinación y predicción de la órbita de un satélite de baja altitud, usualmente hay tres factores que determinan la precisión requerida. Estos son la capacidad de seguir al satélite correctamente durante la pasada sobre la Estación, Reconstruir la órbita y desde aquí la posición del satélite en cualquier instante durante la misión, y predecir con varias semanas de avances la posición del satélite para propósitos de planificación de la misión. En la planificación del programa de observación del satélite científico típico, es necesario saber dónde estará el satélite en el futuro. Los programas de control de la antena necesitan saber dónde estaba el satélite cuando la data fue acumulada.


La programación de una pasada es elaborada con la mayor anticipación posible. Ella contiene un conjunto de instrucciones o comandos que definen las acciones a ser tomadas durante la pasada. En condiciones ideales, el programa controlara la pasada completa con una mínima intervención del controlador del satélite. El programa en tiempo real, es decir, durante la pasada del satélite, opera todo el periodo durante el cual el satélite esta visible desde la Estación Terrena. Incluye control computarizado del seguimiento de la antena, subida y verificación del enlace d salida, recepción de data y comprobación de status de todos los parámetros críticos del sistema del satélite. Las tareas inmediatas posteriores a una pasada incluyen la extracción de información de administración de los sistemas propios del satélite para efectos de control de calidad, procesamiento de datos, determinación de orbitas y análisis de datos. 3. Personal. Una Estación Terrena deber ser dotada de personal muy especializado y entrenado para la operación y explotación del sistema satelital. En general estos especialistas cubren las siguientes áreas y funciones: 

Administración de sitio y de proyecto requerido para la supervisión diaria de las operaciones, tanto en tierra como en órbita.

Personal para componer turnos que necesita la Estación para una operación continúa durante las 24horas al día.

Especialistas en mantenimiento del equipamiento de la Estación Terrena, como por ejemplo los sistemas eléctricos y mecánicos de la antena, equipos de RF y computacional.

Especialistas en computación para la mantención, modificación y posibles correcciones de los programas computacionales de la Estación Terrena y también a bordo del satélite.

Expertos de apoyo de ingeniería y de datos, para la planificación de operaciones, discusión de resultados y actuar en momentos de crisis.


Ingenieros especializados, para monitoreo y análisis detallado de la data proveniente del satélite.

Administrativos para labores de secretaria.

La función de la estación es la adecuada de las señales de TV para su transmisión al satélite, de donde se realiza la radio fusión de la misma. Dependiendo del tipo de estación, esta se puede encargar de transmitir y recibir la información, controlar el estado del satélite y su situación orbital. Tipo de Estación Terrena: Los tipos principales de estación son: 

Pequeñas estaciones receptoras de TV por satélites DBS.

Estaciones terrenales portátiles.

Estaciones o terminales VSAT.

Terminales de aberturas muy pequeñas (redes de difusión, transmisión de datos privados, intercambios de datos, etc,).

Grandes estaciones de comunicaciones internacionales.

Su diseño es conceptualmente el mismo que una estación convencional de comunicaciones dado que, en principio, el procesamiento de la señal a transmitir es similar en todos los casos. La estación estará formada por el subsistema de antenas, subsistema de seguimiento, transmisión y recepción en radiofrecuencia, etapa de conversión de frecuencia, modulación, demodulación, conexión con el Centro de Programas y suministro de energía eléctrica.


El dimensionado, configuración e interconexión de sus diferentes subsistemas estarán en función de las características técnicas del satélite, del número de canales a transmitir, así como la filosofía de redundancia que se adopte para los diferentes subsistemas. La vía de transmisión consta de: 

Interconexión de las señales de entrada de la banda base.

Procesamiento de la banda base.

Convertidor de IF a RF.

Amplificador de gran potencia AGP.

Klinston de gran potencia.

Alimentación de la antena.

Para la recepción podemos considerar que es como la imagen de un espejo: 

Antena Parabólica.

Convertidor de RF a IF.

Procesamiento de la banda base.

Interconexión con la salida de la banda base.

Amplificador de nivel bajo de ruidos de alimentación ANBA.

El diseño de las estaciones terrenales ha progresado mucho. Además de las estaciones terrenales fijas que desempeñan papeles estratégicos existentes: 

Terminales de aberturas muy pequeñas TAMP.

Estaciones terrestres transportables.

Estaciones de conexión portátiles ligera de transporte aéreo.

Últimas Tendencias para la instalación y desarrollo para las instalaciones terrenales:

Reglamentos en Venezuela. (CONATEL) Consejo Nacional de Telecomunicaciones. Es el ente de administración y relaciones de las telecomunicaciones en el país, con domicilio en la Cuidad de Quito, quien le competente:


Dictar las políticas del Estado con relación a las Telecomunicaciones.

Aprobar el Plan Nacional de Desarrollo de la Telecomunicaciones.

Aprobar el Plan de frecuencias y uso del espectro radioeléctrico.

Aprobar las normas de homologación, regulación y control de los equipos y servicios de Telecomunicaciones.

Aprobar los pliegos tarifarios de los servicios de Telecomunicaciones abiertos a la correspondencia pública, así como los cargos de interconexión que deban pagar obligatoriamente los concesionarios de los servicios portadores, incluyendo de los alquileres de circuitos.

Establecer términos, condiciones y plazos para otorgar las concesiones de los servicios portadores, incluyendo de los alquileres de circuitos.

Designar al servicio de CONATEL.

Autorizar a la Secretaria Nacional de Telecomunicaciones la suscripción de contratos de concesión para el uso del espectro radioeléctrico.

Expedir los reglamentos necesarios para las interconexiones de las redes.

Aprobar el plan de trabajo de la Secretaria Nacional de Telecomunicaciones.

Aprobar los presupuestos de la Secretaria Nacional de Telecomunicaciones.

Conocer y aprobar el informe de labores de la Secretaria Nacional de Telecomunicaciones, así como de sus estados financieros auditados.

Promover la investigación científica y tecnológica en el área de las Telecomunicaciones.

Aprobar los personajes provenientes de la aplicación de las tarifas por el uso de frecuencias radioeléctricas que se destinaran a los presupuestos del CONATEL de la Secretaria Nacional de Telecomunicaciones.

Expedir los reglamentos operativos necesarios para el cumplimiento de sus funciones.

Telecomunicaciones en la Nueva Generación Un ejemplo de las Estaciones Terrenas en Venezuela es el sistema de estaciones de control: El Satélite Simón Bolívar es operado y controlado desde el territorio nacional por un grupo de especialistas venezolanos pertenecientes a la Agenda Bolivariana para Actividades Espaciales (ABAE). La Estación Terrena de Control principal está ubicada en Bamari, el Sombrero, estado Guárico. La estación fue


construida especialmente para el proyecto y consta de dos secciones: el Centro de Control Satelital, a cargo de ABAE que se encarga de la operación del satélite, y una estación Telepuerto, a cargo de CANTV que es el portador de los servicios de Telecomunicaciones. También existe una Estación Terrena de Control Secundaria o de Respaldo que está situada en Luepa, estado Bolívar. Esta Estación está completamente capacitada para controlar el satélite en casos excepcionales. Ambas garantizan el funcionamiento en condiciones óptimas de los sistemas de suministro de energía, posicionamiento, autorregulación y telecomunicaciones del satélite las 24horas del día, los 365dias del año durante sus más de 16 años de vida útil.

Los operadores venezolanos están altamente capacitados para el manejo de todas las operaciones ordinarias y extraordinarias vinculadas con el Satélite Simón Bolívar. Además de la operación técnica por parte de ABAE, hay personal dedicado a la operación de los servicios que presta el satélite venezolano, que son ofrecidos por CANTV. Así, la oferta de servicios y la administración del uso de las bandas corresponden al personal venezolano de CANTV.

Últimas Tendencias en Estaciones Terrestres.


La Empresa GlobalStar, recientemente lanzo su 2º Generación de satélites de órbita baja. Existen 25 Gateways en el Mundo que procesan la comunicación satelital de GlobalStart. En México se encuentra uno de ellos, ubican en San Martin Texmelucan, Puebla. Esta estación cuenta con 4 antenas de recepción satelital y una estación de control con enlaces a los anillos de Larga Distancia y Conexión a Internet. Además ofrecen una plataforma para transmisión de Voz y Datos altamente confiable. Ofrecen las nuevas tendencias en relación a Servicios de Rastreo para los Transportistas, basado en el Servicio Rastreo Hibrido Celular/Satelital.

GlobalStart también ofrece el servicio de Telefonía Satelital incorporando el modelo Qualcomm GPS 1700, equipo portátil monomodal más pequeño del mercado en la actualidad, el cual permite una cobertura satelital digital CDMA.

GlobalStar también pone al alcance el Spor Connect, único mensajero satelital que se sincroniza via Bluetooth con un Smartphone para su uso fuera del área de cobertura celular. Proporciona la misma funcionalidad de dispositivo Spot a los Smartphone además de ofrecer la flexibilidad de nada mas mensajes de texto (de hasta 40 caracteres) controlados por la App que se descarga de Internet.


El Spot Connect convierte a los Smartphone en dispositivos de comunicación satelital, agregando funcionalidad de posicionamiento global (GPS) para determinar la ubicación del usuario. Emplea la red de comunicación satelital GlobalStar para transmitir información a los contactos del usuario, así como al personal de respuesta de emergencia desde cualquier parte en el planeta. El usuario también puede actualizar Twitter y Facebook, así como enviar emails cortos y mensajes de textos. En caso de una emergencia crítica puede enviar mensajes SOS solicitando asistencia para emergencia.

Avances Tecnológicos LTE. Las redes celulares han evolucionado notablemente con el paso del tiempo. Este micro de la serie de Avances Tecnológicos de Antel explica las ventajas de la tecnología LTE respecto a GSM y UMTS, y como mejora la experiencia de los usuarios.


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