original DISEÑO DE UNA RED SATELITAL EN soracachi

DISEÑO DE UNA RED SATELITAL PARA EL COLEGIO NACIONAL MIXTO SORACACHI El colegio Nacional Mixto Soracachi, se encuentra ubicado al noroeste de la ciudad de Oruro a una distancia de 20 Km. Sobre la carretera Oruro-Cochabamba, zona altiplánica de clima frígido a una altura de 3.700 m.s.n.m.

DISEÑO DE UNA RED SATELITAL PARA EL COLEGIO NACIONAL MIXTO SORACACHI

1. INTRODUCCIÓN Las primeras manifestaciones en la comunicación fueron la voz, las señales de humo y sus dibujos pictóricos; posteriormente al evolucionar, fue la escritura, el elemento que permitió desarrollar las culturas que hoy se conocen. Las artes como la música y el teatro, forman parte fundamental en la formación y desarrollo de la misma especie y sus culturas. Con el desarrollo de las civilizaciones y de las lenguas escritas surgió también la necesidad de comunicarse a distancia de forma regular, con el fin de facilitar la comunicación entre los diferentes lugares de país y del mundo. En la actualidad la especie humana es de carácter social, es decir, necesita de la comunicación; pues de otra manera viviríamos completamente aislados, actualmente se presentan en poblaciones apartadas de la ciudad pero afortunadamente, existen tecnologías que pueden dar solución a la falta de interconexión. Así, desde los inicios de la especie, la comunicación fue evolucionando hasta llegar a la más sofisticada tecnología, para lograr acercar espacios y tener mayor velocidad en el proceso. Una de las principales y más innovadoras soluciones es la comunicación Satelital, que puede definirse como la distribución de servicio de internet en que la distancia es un factor crítico, donde los profesores y alumnos rurales de la educación usan la informática y la tecnología de las comunicaciones para el intercambio de información válida para la investigación y orientación de aprendizaje, investigación y evaluación.

1.1. ANTECEDENTES Colegio de Sorachi El colegio Nacional Mixto Soracachi, se encuentra ubicado al noroeste de la ciudad de Oruro a una distancia de 20 Km. Sobre la carretera Oruro-Cochabamba, zona altiplánica de clima frígido a una altura de 3.700 m.s.n.m. actualmente tiene una extensión territorial de 5.766 km2, tiene una población de 2.522 habitantes que son originarios de la cultura quechua y después el castellano. Revisados los documentos, libros de actas y otros acerca de la historia de la escuela de Soracachi, el año 1948 funciono como escuela particular, siendo su primer profesor el Sr.

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José Rebles, luego posterior mente el 21 de junio de 1985 se consolida como Nucleo escolar de Soracachi, con sus escuelas asociadas de Calapata, Jatita y Untavi. Como efecto del crecimiento vegetativo de la población estudiantil, se creo el Colegio Nacional Mixto Soracachi bajo al R.A. no. 45/94 de 7 de junio de 1994, homologado por la Resolución Secretaria. 2. OBJETIVO GENERAL Desarrollar en este trabajo de diseño innovaciones científicas y tecnológicas en la organización y gestión educativa de una red de comunicaciones, tales como: transmisión y recepción de datos de información, telefonía de Voz sobre IP VOIP para la comunicación a distancia, contribuyendo a mejorar la comunicación entre ellos y un servicio de televisión satelital. 3. OBJETIVOS ESPECÍFICOS      

Realizar un análisis técnico, optimo y visual de los posibles problemas a resolver Análisis climático de la zona Recolectar las coordenadas geográficas del lugar para así diseñar los enlaces tomando en consideración el perfil topográfico de la zona. Prestación de servicios Satelitales Diseñar una red LAN Proveer servicios de televisión, de telefonía Voip e internet

4. OBJETIVO DE ESTUDIO Actualmente en la localidad de Soracahi la unidad educativa cuenta con 100 estudiantes de 1ro a 4to de secundaria. Esta organizado por departamentos donde están implementados pequeños laboratorios de Fisica-Quimica, sala de cómputo, Biblioteca, considerando que el proceso educativo es dinámico, orientados hacia el logro de la calidad de la educación partiendo de las aspiraciones, necesidades e intereses. En el estudio que se realizo lo que se pudo observar es la problemática que es la intercomunicación de interés que presentan actualmente. Entre estas deficiencias se encuentran es el servicio telefónico y medio de televisión. Para solventar algunas de estas se diseñó y analizó una red Satelital para proveer servicios que le permitan ayudar a la Unidad educativa de Soracachi, y así lograr los objetivos de este proyecto.

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5. INGENIERIA DE PROYECTO 5.1. Comunicaciones y Sistemas Satelitales. Los satélites de comunicaciones actúan como estaciones de retransmisión o repetidoras. Poseen un transpondedor (transponder), que recibe una señal de un transmisor, la amplifica y luego la retransmite hacia la Tierra, generalmente a una frecuencia diferente con el fin de evitar la interferencia de señales. En las comunicaciones por satélite la estación transmisora envía sólo a un satélite, mientras que el satélite transmite a cualquiera de las zonas terrestres receptoras en su área de cobertura, llamada comúnmente huella. Cuando una trayectoria de señal va desde una estación transmisora terrestre hasta la estación receptora del satélite, se conoce como enlace ascendente (uplink); mientras que si la trayectoria de la señal va desde el satélite hasta la estación receptora en la Tierra, el enlace se conoce como descendente (downlink). Esta tecnología está orientada a ser empleada en redes de área amplia WAN (Wide Area Network) ya que proporcionan una amplia cobertura geográfica. Por otra parte, la arquitectura de redes digitales que funcionan sobre la base de estándares de transmisión TCP-IP permite no sólo que contenidos y aplicaciones de distinta naturaleza puedan ser recibidos por un usuario a través de cualquier medio electrónico de comunicación, sino que además ha dado origen a un uso radicalmente distinto de las redes. La inteligencia se desplaza de la red propiamente tal hacia los servidores y terminales. En particular, las redes digitales incorporan la inteligencia del usuario (más allá de la inteligencia del software). La interactividad es otro elemento central de la revolución en las comunicaciones. Actualmente el paradigma de los nuevos medios de comunicación es Internet, concebida como una red de redes. Internet permite la comunicación punto a punto que caracteriza la comunicación telefónica (o el correo), pero a su vez admite la publicación de la emisión de un usuario cualquiera. Tampoco se trata de una forma de broadcasting tradicional (v.g. radiodifusión de radio y televisión, y prensa escrita) donde se identifica claramente un emisor y múltiples receptores que no interactúan directamente entre sí, la comunicación es incompleta y está caracterizada por una estructura jerárquica y piramidal en el acto de comunicación. Internet es un medio de comunicación híbrido que eventualmente transforma a cualquier usuario en un difusor multimedia y, en contrapartida, permite que un difusor tradicional interactúe directamente con un receptor individual. La comunicación se produce por lo tanto de forma indirecta a través de satélites de orbita. A continuación se realizara un cuadro comparativo descriptivo de las orbitas en que trabajan los satélites y la que se utilizo en este proyecto que se lo representa en el cuadro II.

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Cuadro II. Diferencia de los satélites. Satélite

Orbita

Distancia de la tierra al satélite

GEO

Geoestacionaria

36000 km

MEO

Elíptica

10000-11000 km

LEO

Polar

800-1500 km

Debido a que los satélites geoestacionarios son los mas usados en las telecomunicación se obto por el satélite GEO.

5.1.1. Elección de tecnología. Para la elección de la tecnología a utilizar en el diseño se analizaron las características, ventajas y desventajas, de las diferentes tecnologías tal como se puede observar en la Tabla I.

Tabla I – Comparación fibra óptica, microondas y Satelitales.

Tecnología Fibra Óptica Microondas Satelital

Costo Elevada  

Tiempo

Factibilidad

Mucho tiempo



 moderado

x 

En la tabla se muestra la comparación de lo que son las alternativas que emplearían en el proceso, de las cuales la satelital es la mas aconsejable para zonas rurales.

4.1.2. Investigación técnica A fin de llevar a cabo un diseño de red apropiado para la unidad educativa en estudio, se realizara inicialmente el levantamiento de información en relación a los siguientes factores, utilizando una serie de pasos que se presenta a continuación, la cual esta divida en 3 etapas. A. LEVANTAMIENTO DE INFORMACIÓN A.1.1. Red LAN (Redes de Área Local) Las redes LAN surgieron a partir de revolución de la PC, Las LANs permitieron que usuarios ubicados en una área geográfica relativamente pequeña pudieran intercambiar

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mensajes y archivos, y tener acceso a recursos compartidos de toda la red, tales como Servidores de Archivos o de aplicaciones. A la solución a estos problemas se llama red de área local, esta permite compartir bases de datos, programas y periféricos como puede ser un modem, una tarjeta RDSI, una impresora, etc. Nos permite realizar un proceso distribuido, es decir, las tareas se pueden repartir en distintos nodos y nos permite la integración de los procesos y datos de cada uno de los usuarios en un sistema de trabajo corporativo. Tener la posibilidad de centralizar información o procedimientos facilita la administración y gestión de los equipos. Además una red de área local conlleva un importante ahorro, tanto de tiempo, ya que no e preciso comprar muchos periféricos, se consume menos papel, en una conexión a internet se puede utilizar una única conexión telefónica o de banda ancha compartida por varios ordenadores conectados en red. Características importantes  Tecnología broadcast (difusión) con medio de transmisión compartido.  Capacidad de transmisión comprendida entre 1 Mbps 1 Gbps.  Extensión máxima no superior a 3 km, dependiendo al cable a utilizar.  Uso de un medio de comunicación privado.  La simplicidad del medio de transmisión que utiliza (cable coaxial, cables telefónicos y fibra óptica).  La factibilidad con que se pueden efectuar cambios en el harware y el software.  Gran variedad y números de dispositivos conectados.  Posibilidad de conexión con otras redes.  Limitante de 100 mt, pueden llegar a mas se uasan repetidoras. Topología de la red La topología de red define la estructura de una red, una parte de la definición topológica es la topología física, que es la disposición real de los cables o medios. La otra parte es la topología lógica, que define la forma en que los hosts acceden a los medios para enviar datos. Topologías físicas La que se usara en el diseño será el de tipo estrella. Red en estrella

Red en la cual las estaciones están conectadas directamente al servidor u ordenador y todas las comunicaciones se han de hacer necesariamente a través de él. Todas las estaciones están conectadas por separado a un centro de comunicaciones, concentrador o nodo central, pero no están conectadas entre sí. Esta red crea una mayor facilidad de supervisión y control de información ya que para pasar los mensajes deben pasar por el hub o concentrador, el cual gestiona la redistribución de la información a los demás nodos. La fiabilidad de este tipo de red es que el malfuncionamiento de un ordenador no afecta en nada a la red entera, puesto que cada ordenar se conecta independientemente del hub, el costo del cableado puede llegar a ser muy alto. Su punto débil consta en el hub ya que es el que sostiene la red en uno.

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A.2 Perfil de la zona en estudio. Para tener datos específicos del lugar se utilizó un dispositivo GPS (Global Positioning System) para obtener las coordenadas de la posición del lugar. Con dichas coordenadas se puede conocer la distancias, elevación o también utilizando el programa Google Earth y las coordenadas obtenidas para la ubicación de la zona de Soracachi y algunas características relacionadas con su entorno, como se pueden ver en las Figuras 2.

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Figura 2 - Zona“Soracachi” y su entorno.

A.2.1.Proveedores de servicios Según la web de Hispasat y Satmex la huella de cobertura del satélite cubre Europa, America y Norte de Africa, el HISPASAT cuenta con aun capacidad de hasta 12 transponderes de alta potencia manteniendo un grado de conectividad y flexibilidad en los enlaces entre distintas coberturas.

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Figura 3. Cobertura del Hispasat y Satmex Las huellas de los satélites son muy importantes ya que con ello la cobertura y dependiendo del lugar se procede a utilizar el diámetro del plato, las frecuencia Ku es muy apropiado para este caso. Donde es conveniente aclarar que el diámetro de la antena depende de la ubicación geográfica del equipo así como de la cobertura del satélite, pero el rango normal de valores está entre los 60 centímetros hasta 1.5 m.

A.3. Análisis del sector Realizando un análisis del estudio del lugar se pudo observar el estado del lugar y el clima que es muy importante para trabajar en una frecuencia determinada. El diámetro del plato adecuado para la recepción varía respecto a los siguientes factores:  Satélite que queramos captar  Nuestra posición geográfica Pudiendo considerar en el paso anterior la huella del satélite se determino trabajar en un rango de frecuencias Ku pudiendo acoplar a todos los requerimientos necesarios. Esta gama utilizada para televisión y datos, se extiende con un rango de frecuencia de 10.7-12.75 GHz en recepción y de 12.75 a 14.50 GHz para transmisión. Es la banda más extendida en Europa y América como se pudo observar en la figura 3. Teniendo en cuenta el tamaño de las parabólicas a utilizar en el siguiente paso para nuestro diseño, a continuación se presenta una tabla de requerimiento de la antena.

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Tabla III – Ubicación y función de la antena.

Antena

Coordenadas

Función

Diámetro del plato

Vista del satélite 130 Este Geográfico del lugar 17® 30`de latitud Sud 66® 21`y 69® 39`de longitud Oeste

Voz y Datos

120 cm.

SATMEX 6

televisión

80 cm.

HISPASAT

Offset Vsat 1

Vsat 2

Satélite

Vista del satélite 30º Oeste

Geográfico del lugar 17® 30`de latitud Sud 66® 21`y 69® 39`de longitud Oeste

Como se ve en el cuadro ya se tiene una idea clara de la antena, las coordenadas de direccionamiento de la antena. A.4. Cálculos de ancho de banda Relación 2:1 Contingencia 10:1

- 2 teléfono  cada teléfono ocupara 128 kbps desde el momento que alce el teléfono el cual se bajara a una consideración de 64 Kbps siempre y cuando mantenga la conversación si se considera calidad de servicio Qos bajara a 32 Kbps. Para lo cual sumadas por el uso de los dos teléfonos dará un total=256 kbps

- Internet 5 PCs 

128 kbps

- TV Total

512 Kbps

Se tendrá una relación de bajada de 512 y de bajada 384.

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B. COMPONENETES TECNOLOGICOS Con el fin de conocer información más detallada acerca de la situación del Colegio Soracachi, se analizaran los componentes tecnológicos e infraestructura física, obteniendo los aspectos que se mencionan en las secciones A. En base a la información recolectada y las prestaciones de las diferentes tecnologías de red se consideran algunos aspectos de la tecnología a utilizar. B.1. La antena VSAT Los sistemas satelitales del tipo VSAT (Very Small Aperture Terminal), terminales de antenas muy pequeñas, consisten en dos subsistemas: (Indoor Unit): En una unidad interna llamada MODEM o Terminal de trasmisión y recepción de datos. ODU (Outdoor Unit): Unidad externa conformada de una antena, que puede alcanzar un diámetro desde 76 centímetros hasta 2,4 metros; también componen una VSAT, los elementos de radiofrecuencia (RF), llamados BUC (Block Up Coverter) y LNB. Este término se refiere a terminal de apertura pequeña (VSAT), utilizan como medio de apoyo a los satélites para proporcionar una gran variedad de servicios de comunicación tales como voz, video y datos. Realizando así un estudio de la ubicación de los satélites se considero con una prestación de servicios del satélite mejicano llamado SATMEX 6 que entrega servicio de datos y voz e HISPANET para servicios de canales de televisión. A continuación se da a conocer 2 tipos de IDUs, para la utilidad correspondiente de la VSAT de cada equipo.

B.2. Enrutador Satelital Idirect Evolution X3 Es de alta velocidad, alta eficiencia, Conectividad en Banda Ancha para redes empresariales. Evolution X3 es la nueva generación de router iDirect para la conexión satelital, es altamente eficiente aplica la norma DVB-S2. Con adaptable Codificación y Modulación (ACM). Evolución X3 es ideal por que trabaja en banda ancha requisitos necesarios para Internet y acceso a redes empresariales VPN, así como VoIP y videoconferencia en tiempo real. Calidad superior de servicio y rendimiento de la red, iDirect ordena el tráfico de forma dinámica y prioriza las demandas de las diferentes aplicaciones de acuerdo a sus necesidades y la disponibilidad de ancho de banda, a través de múltiples sitios y sub-redes de usuario. Características tales como TCP y aceleración HTTP, además de DNS local, el almacenamiento en caché, todo esto aumenta el rendimiento y maximiza la experiencia del usuario.

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B.3. Dispositivo de Conectividad Switches Ofrecen una conexión de red más directa entre los equipos de origen y destino. Cuando un conmutador o Switches recibe un paquete de datos, crea una coexion interna separada, o segmento, entre dos de sus puertos cualquiera y reenvia el paquete de datos al puerto apropiado del equipo de destino únicamente, basado en la información de la cabecera de cada paquete. Esto aisla la conexión de los demás puertos y da acceso a los equipos origen y destino a todo el acho de banda de una red. En el diseño se necesitara un switches de 10 puertos no mas, para la conexión LAN de 5 computadores. B.4. Telefonía VoIP o también llamada Voz sobre IP Es una tecnología usada recientemente que permite ahorrar bastante al realizar las llamadas telefónicas. Este sistema utiliza como medio de enlace al internet, es decir la señal analógica de un teléfono común se convierte en una señal analógica de un teléfono común se convierte en una señal digital para luego ingresar al internet en paquetes, luego en el otro punto sale del internet, un adaptador ATA lo convierte en señal analógica nuevamente y pasa a un teléfono convencional. Este sistema podría trabajar también de PC a PC, de PC a teléfono fijo, o de teléfono fijo a teléfono fijo. B.4.1Gateways Los Gateways son los dispositivos que se encargan del enlace con la red telefónica tradicional (PTSN), actuando de forma transparente para el usuario. Por definición aceptada, permiten interconectar la telefonía Tradicional con la telefonía por IP (Voz IP). Se integran con la red telefónica pública con interfaces Analógicos o enlaces digitales. Los adaptadores también pueden ser considerados como gateways, a pequeña escala. B.4.2. Gatekeepers: Los gatekeepers en el centro de toda la organización VoIP, funcionan como centralitas telefónicas. Normalmente implementadas en software, en caso de existir, todas las comunicaciones pasan por él. Los gatekeepers actúan como controladores del sistema y cumplen con el rol de carrier del sistema, es decir, autenticación, enrutamiento del servidor de directorios, contabilidad de llamadas y determinación de tarifas. Los gatekeepers utilizan conectividad abierta de bases de datos para acceder a los servidores y así autenticar a las personas que llaman como abonados válidos al servicio, optimizar la selección del Gateway de destino y sus alternativas, hacer un seguimiento y una actualización de los registros de llamadas y la información de facturación, y guardar detalles del plan de facturación de la persona que efectúa la llamada.

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B.4.3. Parámetros a considerar en los sistemas de Voip B.4.3.1. La calidad de servicio o Quality of Service (QOS) La calidad de servicio (QoS) es la capacidad de la red para ofrecer mejoras o priorizar en el servicio de cierto tipo de tráfico de red, en este caso es el tráfico de los paquetes de VoIP. Uno de los grandes retos al implementar VoIP, especialmente en países donde esta tecnología viene implementándose recientemente, es garantizar que exista un ancho de banda constante para las conversaciones; para así ofrecer una buena calidad en la conversación. Para ofrecer una buena calidad en la conversación, el ancho de banda que necesitan los dos flujos de tráfico (Up and Down), estos los flujos de subida y de bajada y se refiere a los flujos que datos que viajan entre el emisor - receptor y el receptor-emisor en una conversación VoIP se deben garantizar con independencia del estado del resto de las conexiones (incluso si la red se encuentra saturada). B.4.4. Adaptador ATA Permite realizar llamadas telefónicas a través de internet para tener una conexión telefónica el adaptador de la marca Cisco ATA 186 puede conectar 2 teléfonos convencionales. Tiene una excelente calidad de voz, funciona con su conexión de Internet de banda ancha, no es necesaria una PC, marcación directa local, nacional e internacional sin códigos especiales. B.5. Televisión satelital El equipo basico de recepción de TV por satélite puede estar compuesto por los siguientes elementos: a) Antena o Reflector b) Alimentador o iluminador. c) Conversor LNB (de baja figura de ruido). d) Unidad interior sintonizable. e) Rotor de parábola. f) Cable.

a) Antena o Reflector: Es el encargado de recibir la señal en una frecuencia alta que esta en los GHz y concentrarlo en el foco, aquí se encuentra el alimentador.

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a) Alimentador o Feed: Es el componente encargado de recoger y enviar hacia el guía-ondas las señales de radiofrecuencia reflejadas en la antena parabólica. Va colocado en el foco de la parabólica. Para poder discriminar entre polarización horizontal y vertical existe un elemento denominado polarizador, y discrimina la polarización según el tipo y la forma de colocarlo. Para pasar de polarización vertical a horizontal y viceversa, basta girar 90º el conjunto alimentador-polarizaciónconversor. En algunas instalaciones se puede disponer de un servomecanismo llamado Pola-Rotor o discriminador, que realiza el giro de 90º a distancia (desde la unidad de sintonía). Existen alimentadores de doble polaridad u ortomodos, que permiten disponer simultáneamente de las señales de TV por satélite en polarización vertical y horizontal. Utiliza dos guíasondas del tamaño requerido, perpendiculares entre sí; una transmite la polaridad horizontal y la otra la polaridad vertical. Se utilizan dos conversores para cada una de estas señales recibidas.

b) Conversor LNB ( de baja figura de ruido ): La señal del haz descendente, en la banda C ó Ku, que se refleja en la superficie de la antena parabólica, orientada al satélite determinado, concentra toda su energía en el Foco, y a través del iluminador situado en dicho punto, se introduce la señal en el amplificador previo. La señal captada por la antena es muy débil, por la gran atenuación que sufre en el espacio desde el satélite hasta el punto de recepción y, además, por tener una frecuencia muy elevada, debe ser cambiada para evitar al receptor (sintonizador de satélite) a una frecuencia mucho más baja que se propague por el cable coaxial sin una gran atenuación (F.I = 950 Mhz a 1750 Mhz). El dispositivo encargado de ello se denomina Conversor y al ser de bajo nivel de ruido se denomina conversor de bajo nivel de ruido o LNC, que unido a un amplificador de bajo nivel de ruido o LNA y a un oscilador local, mezclador y filtro de la 1ª F.I. forma lo que se llama LNB o bloque de Bajo nivel de Ruido, que comúnmente se denomina Conversor LNB. La alimentación del conversor se realiza a través del propio cable de señal con sus correspondientes filtros de baja frecuencia en 15 ó 20V de tensión continua. c) Unidad interior sintonizable: También denominada Unidad de Recepción de satélite, es la encargada de sintonizar cada uno de los canales captados por la antena. La conexión de la antena a la Unidad interior se hace por medio de un cable coaxial de poca atenuación y buena respuesta a las frecuencias de la 1ª F.I. que comprende el margen de 950MHz a 1750MHz. La salida de la Unidad interior irá al receptor de TV, utilizando un cable coaxial normal de TV. El cable coaxial será de 75 Ohmios de impedancia.

d) Rotor de parábola: También denominado Actuador, es el elemento encargado de colocar automáticamente la

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antena hacia un satélite determinado. Suele utilizarse en las antenas de montaje polar cuando de desean recibir varios satélites por la misma antena parabólica. Proporciona el movimiento y control para que la antena pueda rastrear el arco de satélite mediante un brazo telescópico que se extiende y contrae, controlado por una unidad de control que se puede colocar cerca de la unidad de sintonía. Se necesita un sólo actuador para el seguimiento y orientación de la antena a todos los satélites geoestacionarios del cinturón de Clarke, siempre dentro de un ángulo de acimut total donde los satélites son "visibles" por la antena.

e) Cable: El cable que conecta la antena con la unidad interior de sintonía ha de ser de buenas características, es decir, poca atenuación en el margen de frecuencias utilizado en la 1ª F.I. Los fabricantes disponen de varios modelos de este tipo de cable para poder utilizar en la instalación, el mas recomendable es el cable coaxial RG-6 al 90%.

C. Diseño de la red C.1. Componentes principales de la red 1.- Antena parabólica Su función es la recepción de las ondas electromagnéticas. Su elemento reflector parabólico concentra la señal en el punto focal. Obteniendo así su característica de recepción y transmisión. Las marcas mas usadas son Andrew, Patriot, Prodelin y ASC Signal.

2.- ODU (Out Door Unit).- Es la unidad exterior que se refiere al bloque que esta junto a la antena parabólica. Esta compuesta por el BUC (Block Up-Converter) y el LNB (Low Noise Block).

La Comprobación de ausencia de Interferencia en la ubicación de la antena parabólica no debe estar cerca de motores eléctricos, cables de energía eléctrica, transformadores de energía eléctrica, u otros factores que pueden interferir con la señal de microondas que recibe o transmite la antena parabólica.

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3.- IDU (In Door Unit).- Es la unidad interior que se refiere a los equipos que estan lejos de la antena parabólica y unidas por cables coaxiales. Este equipo es un ruteador satelital que puede ser un Idirect Evolution X3. Respecto a la IDU, es un modem satelital, que dependiendo si se trata para uso individual o grupal, existen diferentes opciones, las cuales básicamente se dividen en tarjetas PCI para uso monopuesto, o unidades conocidas como Set Top Box, las cuales pueden servir para un solo computador o abastecer a una red LAN. Respecto a la IDU, es un modem satelital, que dependiendo si se trata para uso individual o grupal, existen diferentes opciones, las cuales básicamente se dividen en tarjetas PCI para uso monopuesto, o unidades conocidas como Set Top Box, las cuales pueden servir para un solo computador o abastecer a una red LAN. La IDU se conecta a la ODU (Out – Door - Unit) gracias a dos cables, los cuales sirven uno para la recepción y otro para la transmisión, llamados IFL (Intra - Facility - Link).

C.1.1. Consideraciones se deben tener para la instalación 1.- Que tenga una línea de vista al satélite Es decir, que no debe haber obstáculos entre la ubicación de la antena parabólica y el satélite. Para apuntar al Satmex se orientará la antena al Oeste y para el Hispasat al Este. Tomando las coordenadas del lugar de instalación, datos de Elevación y Azimuth. 2.- Comprobación de ausencia de Interferencia Es decir que en la ubicación de la antena parabólica no debe estar cerca de motores eléctricos, cables de energía eléctrica, transformadores de energía eléctrica, u otros factores que pueden interferir con la señal de microondas que recibe o transmite la antena parabólica. 3.- Espacio adecuado y medida de seguridad Se ubicara la antena parabólica en la azotea de la dirección del Establecimiento, esto para el caso de la VSAT2 deberá tenerse en cuenta el espacio que ocupa esta, y para el caso de la VSAT1 estara situado en un lugar apropiado lejos del alcance de personas que transitan en el lugar.

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La recomendación es la siguiente, que tomando como centro la base en donde se pondrá la antena parabólica, se proceda a hacer una circunferencia de 2 metros de diámetro para verificar que no exista ningún impedimento al momento de mover la antena hacia la derecha o hacia la izquierda. Además de esto, se debe considerar que por trabajar con alta frecuencia, es peligroso acercarse a la antena cuando esta trabajando (recibiendo/Transmitiendo), por lo que se tomo las precauciones del caso. 4.- Instalación de Pozo a tierra Toda instalación requiere obligatoriamente de un pozo radiactivo para puesta a tierra y otro no obligatorio para el sistema de pararrayos, con una resistividad menor o igual que 5 Ohm. El router satelital requerirá de un estabilizador de voltaje o UPS.

C.2 Configuración de la red Luego de conocer las partes que constituyen una red, se presentan posibilidades para implementación, valiendo esclarecer que en sectores rurales donde no existe la posibilidad de penetración de tecnologías convencionales, mientras que en sectores urbanos donde existan tecnologías terrestres se puede aprovechar esta infraestructura al realizar una configuración híbrida donde la petición de la información se la realice por una red convencional. A continuación se presentan opciones de configuración de la red de acuerdo a las posibilidades económicas: La red estaría constituida por un Swich, es decir la estación terrena de nuestra configuración que sirva para transmitir los contenidos principales, utilizando 5 computadores que tendrán acceso a la red de internet. C.3 Diseño de los enlaces En la figura 5 se muestra la ubicación de la antena offset necesario para la interconexión de la red de estructura completa.

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Figura 5 – Esquema general de la Red propuesta

Resulta importante diferenciar que en la función conectaremos el servicio de satélite a una red LAN (terminal multipuesto). Los elementos a instalar, serán el equipo receptor de satélite y una antena parabólica orientada al satélite utilizado en la transmisión. En el caso de terminal multipuesto, solo se instala una antena y un receptor satelital, cuya misión es “inyectar” los datos IP a la red LAN. En caso de la telefonía IP a continuación se presenta el diseño:

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Figura 6 – Esquema general de la Red Voip propuesta

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Figura 7 – Esquema general de la Red propuesta de televisión

4. Marco legal Desde el punto de vista legal en nuestro país, las telecomunicaciones son consideradas como un servicio de necesidad, utilidad y seguridad publica responsabilidad del estado. Acorde al articulo 8 de la ley especial de telecomunicaciones en el capitulo I referente a las disposiciones fundamentales se escribe; ...los servicios abiertos a la correspondencia pública se dividen en servicios finales y servicios portadores… … b) Servicios portadores son los servicios de telecomunicación que proporcionan la capacidad necesaria para la transmisión de señales entre puntos de terminación de red definidos. Y de acuerdo al Reglamento General a la Ley Especial de Telecomunicaciones reformada, en el titulo II del régimen de los servicios, indica: ...Son servicios portadores aquellos que proporcionan a terceros la capacidad necesaria para la transmisión de signos, señales, datos, imágenes y sonidos entre puntos de terminación de una red definidos, usando uno o más segmentos de una red... Entonces podemos concluir que nos encontramos desde el punto de vista de las telecomunicaciones en el proyecto de teleeducación vía satelital ante un servicio portador, ya que lo que se hace exclusivamente desde el punto de vista de las telecomunicaciones, es transmitir las señales de audio, video y datos, debido a que los equipos que funcionan como terminales para que puedan interactuar docentes y alumnado son los computadores, estando estos fuera de la regularización por parte de organismos de telecomunicaciones. Sin embargo importante es tener presente que sólo es aplicable este servicio si nuestra red de educación a distancia dispone de la infraestructura necesaria para poder brindar esta prestación a través de un HUB satelital, ya que si se inclina por alquilar los servicios de la estación maestra y el ancho de banda de alguna compañía que ofrezca este tipo de servicios y sólo disponemos de las terminales remotas, entonces no seríamos proveedor de ningún servicio sino mas bien nos convertiríamos en clientes de la empresa a la cual se le alquila este canal en su HUB, y por tanto no se tiene que establecer ningún contrato como proveedor ni realizar ningún tramite con los organismos encargados de administrar, regular y conceder los permisos necesarios para prestar este servicio (CONATEL y SENATEL).

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5. Costos y presupuestos Costos operacionales Equipos Tipo VSAT1 VSAT2 Reuter ATA Ancho de banda 512/384 kbps Mano de obra Mantenimiento de equipos periodo de un año cada 6 meses

Mensual

$ 655.00

Total $ $ $ $ $ 655.00 $ 1000.00 $ 500.00

Total

6. Conclusiones La tecnología Satelital, ayuda a que los apoyos tecnológicos lleguen a lugares donde no se tiene acceso a tecnologías de comunicación terrestre por la falta de infraestructura, gracias a que pueden ser instaladas las terminales remotas tan lejos como la cobertura del satélite lo permita. Corto tiempo de montaje de las terminales remotas, al necesitar apuntar la antena al satélite y conectar entre sí las unidades ODU e IDU, y posteriormente a los computadores. Un proyecto como este correctamente desarrollado y dirigido, beneficia a un gran colectivo donde se incluyen alumnos, maestros, padres de familia, ya que mediante la interactividad y facilidad de intercomunicación. Es factible implementar a mediano o largo plazo una red de esta naturaleza, debido a que los valores monetarios son viables utilizando a la misma red para ofrecer servicios que permitan cubrir los costos que esta demanda. El satélite es la mejor solución técnica, especialmente cuando existen estos requerimientos: necesidad de banda ancha, necesidad de aplicaciones multimedia, ubicaciones geográficas.

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8. Referencias Recursos Web. [1] Broadband internet access via satellite: How it works [En línea]http://www.satsig.net/vsat_top.htm [2] Ley especial de telecomunicaciones reformada [En línea]http://www.conatel.gov.ec/website/baselegal/leyes.php?cod_cont=21&nomb_grup o=leyes&cod_nivel=n1 [3] http://www.eveliux.com/mx/via-satelite-historia-frecuencias-orbitas-estacionesterrenas.php. Junio 2009 [4] http://www.sociedadelainformacion.com/departfqtobarra/gravitacion/ [5] http://www.monografias.com/Tecnologia/ Wikipedia: http://www.wikipedia.org Wiki voip-info: http://www.voip-info.org

ANEXO 1

Historia de la tecnología satelital La tecnología satelital se remonta a tiempos muy remotos, cuando el hombre empezó a medir los movimientos de las estrellas, dando origen a una de las ramas más antiguas de la ciencia, la Mecánica Celeste. Mucho después, se empezaron a realizar los primeros cálculos científicos sobre la tasa de velocidad necesaria para superar el tirón gravitacional de la Tierra. No fue sino hasta 1945, cuando el entonces Secretario de la Sociedad Interplanetaria Británica, Arthur C. Clarke, publicó un artículo -que muchos calificaron como fantasioso- acerca de la posibilidad de transmitir señales de radio y televisión a través de largas distancias (transatlánticas) sin la necesidad de cables coaxiales (en el caso de la televisión o relevadores en el de la radio), proponiendo un satélite artificial ubicado

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a una altura de 36 mil km, que girara alrededor de la Tierra una vez cada 24 horas, de tal forma que se percibiera como fijo sobre un punto determinado y, por lo tanto, cubriendo en su transmisión una fracción de la superficie terrestre. Este artefacto estaría equipado con instrumentos para recibir y transmitir señales entre él mismo y uno o varios puntos desde tierra; también, añadía que para hacer posible la cobertura de todo el planeta habrían de colocarse tres de estos satélites de manera equidistante a la altura mencionada, en la línea del Ecuador.

Satmex 6 fue lanzado en mayo del 2006, es un satélite moderno modelo FS-1300X, que por su diseño ofrece grandes beneficios. Tiene un total de 60 transpondedores que dan servicio en las bandas C y Ku con diferentes coberturas. Satmex ofrece, a través de alianzas con distintos integradores y telepuertos, una amplia gama de soluciones de acceso a internet, redes privadas de voz y datos, servicios de distribución de video, entre otros. Actualmente para brindar el servicio de internet satelital se usa los router fabricados por HughesNet y modelos HN7000s o el HN7700s. Además Estan disponibles tambien los HN7740s que tienen incorporado el sistema de VoIP. Estos productos son garantizados por Hughes y la confianza de estos se basa en su amplia cobertura internacional. ANEXO 2

BUC (Block Up-Converter) es el bloque convertidor de transmisión, es un dispositivo utilizado en la transmisión de señales (uplink) de comunicación via satélite. Es el que actua de interfaz convirtiendo a la banda de frecuencias de la antena parabólica de banda típicamente desde la L hasta la Ka. Las señales banda base de los equipos locales conectados al modem. En los sistemas VSAT el BUC forma parte de lo que se denomina out-door unit y esta típicamente emplazado en el exterior, junto con la propia antena, el LNB que se encarga de la recesión, el transductor ortogonal (OMT u ortoacoplador) y el feedhorn o alimentador. LNB (Low Noise Block) bloque de bajo ruido por sus siglas en ingles es el dispositivo utilizado en la recepción de señales procedentes de satélites. Dado que las frecuencias de transmisión del enlace descendente del satélite (downlink) son imposibles de distribuir por los cables coaxiales, se hace necesario un dispositivo, situado en el foco de la antena parabólica, que convierte la señal de microondas (banda KU), en una señal de menor frecuencia, para que sea posible se distribución a través del cableado coaxial. A esta banda se le denomina frecuencia intermedia (FI).

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Banda de FI elegida para el reparto esta comprendida entre 950MHz y 2.150 MHz. Dado que la banda KU tiene 2.05 GHz de ancho de banda (10.4 q 12.75 GHz) es evidente que no se puede convertir a la banda de 950 2.150 Mhz (1.2 Ghz), por lo que existe una subdivisión de esta en dos sub-bandas, denominadas Banda Baja (10.7 a 11.7 GHz) y Banda alta (11.7 a 12.75 Ghz). ANEXO 3 CARACTERISTICAS DE LA ANTENA OFFSET FORTEC STAR 120cm KU Band Offset Dish Antenna. Model FC120CM

Specification

Value Low Band

High Band

Input Frequency Range

10.7 ~ 11.7 GHz

11.7 ~ 12.75 GHz

Output Frequency Range

950 ~ 1950 MHz

1100 ~ 2150 MHz

9.75 GHz

10.6GHz

Conversion Gain

50 dB (Min.)

63 dB (Max.)

Cross Pol. Isolation

22 dB (Min.)

28 dB (Max.)

Noise Figure

0.4 dB (Typ.)

F/D Ratio

0.6

Input Reflector Type

Offset

Gain Flatness

+/- 0.5 dB / 26 MHz

LO Frequency

24

L.O. Frequency Stability: +/- 1 MHz (+25°C) (-40°C ~ +60°C)

+/- 2 MHz

L.O. Phase Noise: -50 dBc/Hz (1 KHz Offset) (10 KHz Offset)

-75 dBc/Hz

(100 KHz Offset)

-95 dBc/Hz

Image Rejection

40 dB (min.)

Output VSWR

2.0 : 1 (max)

Output Connector

75Ohm F Type Female

D.C. Power Supply

10.5 – 20.0 V

D.C. Power Consumption

120 mA (Max.) Vertical: 10.5 ~ 14.0 V

Polar Switching Voltage Horizontal: 16.0 ~ 20.0 V Low Band: 0KHz Band Switching

High Band: 22KHz+/-4KHz Continuous tone signal

Operating Temperature

-40°C ~ +60°C

Single Universal LNBF FORTEC STAR Single Universal LNBF Model FSKU-v

FEATURES:

25

         

Single Output LNBF Input Frequency Range from 10.70 GHz ~ 12.75 GHz Output Frequency Range from 950 MHz ~ 2150 MHz Various Input Frequency Range and L.O. for world-wide market Low Phase Noise for Analog or Digital reception Voltage-Controlled H/V Switching (13/18 V) Excellent D.R.O. stability Compact tooling Best solution for individual and multi-satellite systems Weather Proof O-Ring and Gasket inside Guaranteed Water Proof

Specification

Value Low Band

High Band

Input Frequency Range

10.7 ~ 11.7 GHz

11.7 ~ 12.75 GHz

Output Frequency Range

950 ~ 1950 MHz

1100 ~ 2150 MHz

9.75 GHz

10.6GHz

Conversion Gain

50 dB (Min.)

63 dB (Max.)

Cross Pol. Isolation

22 dB (Min.)

28 dB (Max.)

Noise Figure

0.4 dB (Typ.)

F/D Ratio

0.6

Input Reflector Type

Offset

Gain Flatness

+/- 0.5 dB / 26 MHz

LO Frequency

L.O. Frequency Stability: +/- 1 MHz (+25°C) (-40°C ~ +60°C)

+/- 2 MHz

L.O. Phase Noise: -50 dBc/Hz (1 KHz Offset) (10 KHz Offset)

-75 dBc/Hz

(100 KHz Offset)

-95 dBc/Hz

Image Rejection

40 dB (min.)

Output VSWR

2.0 : 1 (max)

26

Output Connector

75Ohm F Type Female

D.C. Power Supply

10.5 – 20.0 V

D.C. Power Consumption

120 mA (Max.) Vertical: 10.5 ~ 14.0 V

Polar Switching Voltage Horizontal: 16.0 ~ 20.0 V Low Band: 0KHz Band Switching

High Band: 22KHz+/-4KHz Continuous tone signal

Operating Temperature

-40°C ~ +60°C

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