Redes Vsat Tendencias y Perspectivas

REDES VSAT DE ÚLTIMA GENERACIÓN WILFREDO FANOLA MERINO

Historia Satélite 3

17,4°

0°

0° 12

12

Satélite 1

Líneas de iluminación

Satélite 2

“Un satélite artificial a la distancia apropiada de la tierra puede hacer una revolución cada 24 horas, esto es, podría parecer estacionario sobre un punto de la superficie de la Tierra, y tendría un rango óptico de casi la mitad de la superficie terrestre. Tres estaciones repetidoras, con una separación de 120 entre sí, pueden dar cobertura de señales de radio y microondas a todo el planeta". James C. Clark 1945

Satélites: tres órbitas básicas Órbita polar Órbita inclinada

Ecuador

Órbita ecuatorial

Cinturón de Clark

Centro de control y coberturas

Redes VSAT: Definición • Terminal de muy pequeña abertura – Estación terrena inteligente para satélites

ABR

Convertidor de frecuencia Amplificador de potencia

Cable coaxial

Demodulador Modulador

Controlador de la banda de base

Interfaz de red

Características de las redes VSAT • • •

•

Bandas de frecuencia – C vs. Ku Topología de la red – estrella vs. malla Tamaños típicos de las antenas – Banda C: 1,8 a 2,4 m – Banda Ku: 0,9 a 1,8 m Tamaños típicos de los amplificadores – Banda C: 1 a 10 W – Banda Ku: 0,5 a 5 W

• Técnicas de modulación – BPSK, QPSK, MSK... • Corrección de errores en recepción – 1/2 FEC, 3/4 FEC, y otros • Régimen de acceso al satélite – FDMA, TDMA y combinaciones • Método de asignación de demanda: – DAMA, PAMA

Redes VSAT: topología de estrella • Cada sitio se comunica con la estación maestra • Configuraciones pequeñas en la estación remota – Antenas pequeñas (0,9 m a 2,4 m) – Unidades interiores sencillas (IDU) – Potencia limitada del amplificador (0,5 a 5 W) • Configuraciones grandes en la estación maestra – Antenas grandes (7,3 m en adelante) – Equipo de banda de base complejo • Sistema de gestión de red (NMS) en la estación maestra • Posibilidad de crear redes de gran tamaño

Redes VSAT: Topología en malla • • •

• •

Comunicación entre sitios No se necesita estación maestra Configuraciones más grandes en la estación remota – Antenas más grandes (1,8 m , 2,4 m, 3,8 m) – Unidades interiores (IDU) más complejas – Amplificadores más grandes (5 a 20 W) Se necesita NMS (en cualquiera de las terminales VSAT) Menor cantidad de sitios que en las redes en estrella

Ejemplos:

Sistema de gestión de red (NMS) de las redes VSAT •

Configuración y frecuencias del equipo: asignación de canales de ida y retorno

•

Control y monitoreo de la red: verificación del estado y conmutación

•

Estadísticas de la red: uso, desempeño y distribución de la carga de tráfico

•

Diagnóstico de la red: pruebas en bucle

•

Localización de fallas/expedición de informes: informes de alarma, configuración, y estadísticas periódicas

•

Computadora de red que contiene enlaces a todos los monitores de gestión de la red

Buen estado

Mal estado

Estaciones remotas Estación maestra

Métodos de acceso al canal de comunicaciones •

FDMA – SCPC Inbound (Acceso de la VSAT) / FDMA – SCPC Outbound (Acceso del HUB). POR TAD OR A S IN B OU ND 1_ _ K

1

POR TA D ORA S OU TB OU N D

1_ _ K

1_ _ K

2

N

1

2

3

KN

BANDA DE TRANSPONDER UTILIZADO

1

2 N

HUB

FDMA – SCPC Inbound (Acceso de la VSAT)/ FDMA – MCPC Outbound (Acceso del HUB) PORTADORAS INBOUND 1_ _ K

1

PORTADORAS OUTBOUND

1_ _ K

1_ _ K

2

N

1

2

3

N

BANDA DE TRANSPONDER UTILIZADO

1

2

VSAT`s

N

HUB

FDMA – SCPC Inbound (Acceso de la VSAT)/ TDMA – MCPC Outbond (Acceso del HUB) 1_ _ K

1

PORTADORAS 1_INBOUND _K

1_ _ K

PORTADORA OUTBOUND

N

2

BANDA DE TRANSPONDER UTILIZADO

NK CANALES

1

2

VSAT`s

HUB N

Estándar DVB-S2 • ETSI ratificó formalmente el estándar DVB-S2 (DVB-Satellite Version 2, EN 302 307) que va a constituir el sistema de segunda generación para los servicios de satélite de banda ancha.

Características del DVB-S2 •

•

DVB-S2 permite trabajar con eficiencias espectrales que varían entre 0,5 bit/ s/Hz hasta 4,5 bit/s/Hz lo cual proporciona una gran flexibilidad de aplicaciones a los operadores de satélite. En términos de C/N, DVB-S2 puede operar desde -2dB (por debajo del umbral de ruido) con modulación QPSK hasta +16 dB si se usa 32APSK (18 dB de margen de trabajo). El Teorema de Shannon de la capacidad del canal gaussiano (C. Shannon, 1948) nos proporciona el término de comparación. Este teorema dice que si



R  R0  W log 2 1  s

 n

Entonces existen modulaciones que nos permiten conseguir probabilidades de error arbitrariamente bajas. (R: bits/s, W: Ancho de banda, s: potencia de señal, n: potencia de ruido

Para PE=10-9 las modulaciones sencillas nos dan esta gráfica

Eb / N 0 (dB ) PAM/QAM

Límite de Shannon: R/W=log2(1+(Eb/N0) (R/W))

PSK

FSK BFSK

log 2 R / W 

Diagrama de bloques funcional del sistema DVB-S2 MODE ADAPTATION BB Signalling

DATA

Single Input Stream

Input interface

Input Stream Synchroniser

Null-Packet Deletio (ACM, TS)

CRC-8 Encoder

Dotted sub-system are not relevant for single transport stream broadcasting applications

Buffer

ACM COMMAND

Merger Slicer

Multiple Input Stream

Input interface

Input Stream Synchroniser

Null-Packet Deletio (ACM, TS)

CRC-8 Encoder

Buffer

QPSK 8PSK 16APSK 32APSK

rates ¼. 1/3, 2/5, ½, 3/5, 2/3, ¾, 4/5, 5/6, 8/9, 9/10

PADDER

BB SCRAMBLER

STREAM ADAPTATION BBHEADER DATAFIELD

BCH Encoder

( nbch, k bch, )

LDPC Encoder

( nldpc, kldpc,)

FEC ENCODING

BBFRAME

Bit Interleaver

Bit mapper into constelation s

MAPPING LP stream fc BC modes

FECFRAME

PL Signalling & pilot insertions

Dummy PLFRAM E insertion

a=0.35, 0.25, 0.20

PL SCRAM BLER

PL FRAMING

BB Filter and Quadrature Modulation

MODULATIONS PLFRAME

To the RF Satellite channel

Algunas ventajas de los sistemas DVB-S2 • •

•

Estándar Abierto DVB/RCS y S2 cumple enteramente con el estándar de ETSI y esta certificado por Sat Labs. Los terminales DVB-RCS y S2, están certificados por SatLabs, institución Europea sin fines de lucro que certifica y promueve el estándar abierto DVB-RCS/S2. Canales de Retorno MF-TDMA El esquema del acceso definido por el estándar para los canales de retorno es MF-TDMA verdadero, permitiendo el uso más eficiente de los recursos de ancho de banda pues cada VSAT puede transmitir hacia el Hub usando cualquiera de los canales de retorno y no está limitado a usar un canal de retorno en particular. Asimismo, no está basado en Aloha ranurado como erróneamente es indicado por algunos competidores.

Algunas ventajas de los sistemas DVB-S2 •

•

•

•

Mejor Margen de Operación Durante Atenuación por Lluvia. Los terminales DVB-S2 cuentan con Cambio Adaptativo de Velocidad de Modulación y Tipo de Corrección de Errores (FEC) en el enlace de retorno desde la VSAT hacia el HUB para mejorar los márgenes de operación durante la atenuación por lluvia. BUC y LNB Integrados. Los terminales DVB-S2, cuentan con BUC y LNB integrados en un único equipo ODU permitiendo una instalación más rápida y robusta. Control de Potencia de Transmisión en Lazo Cerrado. Control de potencia del ODU (BUC) usando control en lazo cerrado mediante el protocolo DiSEqC extendido, reduce considerablemente el tiempo de instalación pues elimina la necesidad de calibración al compensar automáticamente las perdidas en el cable y los cambios por temperatura. De la misma forma elimina la posibilidad de que por error se ponga a trabajar al BUC en saturación. Voz sobre IP (VoIP). El sistema DVB-RCS permite el transporte de cualquier tipo de señales de voz sobre IP y además provee compresión de las cabeceras RTP/UDP/IP para reducir considerablemente el ancho de banda requerido.

Aplicaciones SATELITE DVB - S

USUARIOS

APLICACIONES MULTIMEDIA: Se pueden proporcionar aplicaciones de telemedicina, tele información, voz sobre IP, videoconferencia

TERMINAL BIDIRECCIONAL

HUB Antena

CENTRO DE CONTROL DE SATÉLITES HISPASAT (Servidores de aplicaciones) Telemedicina Antena

Gate Way VoIP Tele información

Teléfono

Videoconferencia

Conexión externa

Gate Way VoIP

Teléfono

Aplicaciones •

•

Redes minoristas – Puntos de venta (PoS) – Bancos, inventarios – Lotería/juegos de azar – Reservas Redes empresariales – Acceso a Internet/Intranet – Telefonía empresarial – Transferencia de archivos – Videoconferencia

• Telefonía rural y extensión de redes – Extensiones de la RTPC – Teléfonos públicos – Interconexiones de bucle local inalámbrico (WLL) • Acceso de alta velocidad a Internet – Exploración de la web – Correo electrónico – Concentración de enlaces a Internet (Internet trunking) – Comercio electrónico • Aplicaciones de video • Cursos a distancia

Muchas Gracias www.wfmtelecom.com.pe www.newsperuvian.com/tecnología