Documento informativo de la tecnología satelital

Transcripción

1 Resumen Documento informativo de la tecnología satelital La siguiente información contiene una vista general la tecnología satelital tal como se usa con el servicio WildBlue y Exede. Esta Herramienta de Trabajo cubre: Aspectos generales del mercado de banda ancha Beneficios de la banda ancha satelital Arquitectura de la banda ancha satelital El satélite Bandas de frecuencias satelitales Beams de banda ancha satelital Arquitectura Bent-Pipe de banda ancha satelital Protocolos de banda ancha satelital Equipo de acceso al satélite: sitio del cliente Posicionamiento de la antena: sitio del cliente Equipo de acceso al satélite: Gateway Esta herramienta de Trabajo da soporte a todas las audiencias. Aspectos generales del mercado de banda ancha En el Internet actual las aplicaciones que consumen mucho ancho de banda promueven la demanda de acceso a redes de banda ancha de alta velocidad. Los usuarios de Internet, tanto personales como profesionales, requieren niveles crecientes de banda ancha y disponibilidad máxima de red en sitios remotos en todos los rincones del mundo. El acceso satelital de banda ancha es la única tecnología que puede ofrecer cobertura a la mayor parte de la masa terrestre del mundo y llevar el acceso a Internet de alta velocidad a áreas rurales ignoradas por las líneas terrestres tradicionales. Página 1 de 8

2 Documento informativo de la tecnología satelital Beneficios de la banda ancha satelital La banda ancha satelital ofrece beneficios adicionales sobre los del acceso terrestre: Cobertura omnipresente: A diferencia de otras tecnologías de acceso a la banda ancha, la conectividad de banda ancha basada en satélites proporciona cobertura en todas partes. Simplicidad: los sistemas satelitales esquivan la compleja telaraña de las redes terrestres. Flexibilidad de banda ancha: Los sistemas satelitales configurables ofrecen capacidad en base a la necesidad o sobre la base de tiempo programado. Despliegue rápido: el inicio rápido del servicio de banda ancha satelital es posible después de la instalación del equipo en las instalaciones del cliente. Confiabilidad: los satélites están entre las más confiables de todas las tecnologías de comunicación. Arquitectura de la banda ancha satelital Verdadera arquitectura de Internet de banda ancha satelital Con el advenimiento de nuevas tecnologías satelitales, la arquitectura de la red ha cambiado, permitiendo que el cliente use la transmisión satelital tanto para el enlace de subida como para el enlace de bajada. Esto les permitió a los clientes agregar un elevado ancho de banda, aplicaciones de comunicación en dos sentidos, como videoconferencias a su experiencia de Internet. Esta arquitectura es el enfoque del mercado actual. Para dar soporte a esta nueva arquitectura, los primeros adaptadores modificaron los satélites existentes y el equipo del cliente para proporcionar un enlace de subida con base en Acceso Múltiple de División de Tiempo (TDMA), mientras todavía usaban la tecnología de transmisión en el enlace de bajada. Este método, aunque funcional, tiene los problemas inherentes que existen al modernizar el hardware existente a la nueva tecnología, una mayor saturación de procesamiento y generalmente un acceso más lento que el deseado. Los verdaderos satélites de banda ancha más novedosos y el equipo del cliente usan la tecnología con base en TDMA tanto para los enlaces de operaciones de subida como de bajada. Típicamente proporcionan un Mbps en las operaciones de bajada y 500 kbps en las operaciones de subida. Página 2 de 8

3 El satélite Documento informativo de la tecnología satelital En el centro de las nuevas redes de banda ancha satelital están los satélites GEO de alto poder a 35,880 kilómetros sobre el ecuador, operando en la modalidad de banda Ka (20-30 GHz). Capacidad actual de acceso a Internet satelital Conforme ha crecido a ritmo constante la demanda de capacidad satelital, la tecnología tradicional de transmisiones satelitales que usa las frecuencias de la banda Ku (11-14 GHz) se vuelve limitante. Debido a que están construidos para cubrir un área del enlace de operaciones de bajada, los satélites de transmisión tradicionales tienen dificultades para dar soporte a la distribución flexible de ancho de banda necesaria para un Internet de banda ancha. Las nuevas Antenas de Beams Múltiples (MBA) de la banda Ka se han convertido en componentes claves de los sistemas de comunicación de banda ancha satelital porque permiten que se vuelva a usar la frecuencia. La tecnología MBA maximiza la capacidad de ancho de banda mientras minimiza la asignación requerida de frecuencias. Para usar la tecnología MBA eficientemente, los satélites de banda ancha usan las frecuencias de la banda Ka, spot-beams múltiples tipo lápices y la tecnología bent-pipe. Bandas de frecuencias satelitales Hay varias bandas de frecuencias disponibles para el mercado satelital. Mientras que cada una de estas frecuencias tiene un lugar en el mercado, sólo las frecuencias de la banda Ka dan soporte a una robusta reutilización de frecuencias para dar soporte eficientemente al acceso a Internet de banda ancha. A continuación se listan dos frecuencias comunes y sus características de frecuencia y uso: La banda KA se extiende de 27 GHz a 40 GHz e incluye la parte superior de la banda de Frecuencia Super Alta (SHF) y la parte inferior del rango de Frecuencia Extremadamente Alta (EHF), que se extiende desde 30 hasta 300 GHz. Los sistemas satelitales de banda ancha típicamente emplean el SHF de 27.5 a 30.0 GHz para las transmisiones del enlace de subida (de la tierra al espacio) y el rango de 17.7 a 20.2 GHz para las transmisiones del enlace de bajada (del espacio a la tierra). Se puede notar que la aplicación de la banda ancha realmente se traslapa con una parte de la banda Ku en su banda de frecuencia del enlace de operaciones de bajada. Dado que la frecuencia de la banda Ka es altamente concentrada, proporciona un alto incremento, un ancho de beam angosto y la posibilidad de beams múltiples. Banda Ku: Generalmente se considera que esta frecuencia de banda se extiende de 12 a 18 GHz en el uso comercial. Esta banda de frecuencia usualmente se extiende al rango de frecuencia de 10.7 GHZ a 18.4 GHz. Se usa por la mayoría de los satélites de transmisión comercial de TV, esta es la frecuencia satelital utilizada más comúnmente hoy. Página 3 de 8

4 Documento informativo de la tecnología satelital Los instaladores de televisión satelital están más familiarizados con la alineación de la antena a las frecuencias de la banda Ku. La gráfica a continuación muestra una comparación entre las frecuencias de la banda Ku y la banda Ka. Se deberá notar que el grado del azimut de la banda Ka es considerablemente más pequeño. Esto se traduce en una necesidad para una alineación de la antena más precisa de parte cliente. Los satélites de banda ancha usan tecnología Spot Beam. Ya que la frecuencia Spot Beam de la banda Ka es mucho más pequeña que la frecuencia del beam de transmisión de TV tradicional, una antena alineada con precisión es una necesidad. La frecuencia define el ancho de un beam. Después de adquirir la señal satelital alineando la antena con el satélite usando el azimut, elevación y polarización correctos, todavía se necesitará enganchar el módem satelital a las frecuencias correctas del beam. Estas frecuencias deben estar dentro del ancho correcto del beam. En comparación una antena parabólica de TV satelital tendrá un ancho de beam de aproximadamente tres grados, mientras que una antena satelital de banda ancha tendrá un ancho de beam de aproximadamente 1.6 grados. Esto significa que posicionar la antena satelital de TV dentro de tres grados de la línea de vista y posicionar la antena satelital de banda ancha dentro de 1.6 grados de la línea de vista maximiza la sensibilidad de la antena y la potencia de la señal (ganancia de la antena). Beams de banda ancha satelital Mientras que los satélites convencionales que usan la banda Ku utilizarán un sólo beam de enlace de bajada para cubrir una sola área en la tierra, un satélite de banda ancha usando la banda Ka utilizará spot-beams múltiples para proporcionar la misma cobertura. Cada uno de los círculos en la imagen a la derecha es equivalente a una célula en una red de teléfonos celulares y permite la reutilización múltiple del espectro de la frecuencia. En promedio, un satélite de banda ancha proporcionará de 35 a 45 spot-beams de subscriptor y cerca de seis spotbeams de Gateway de estación terrestre; alrededor de un spot-beam de Gateway por cada siete u ocho spot-beams de subscriptor. Las transmisiones en un spot-beam de subscriptor son hacia/desde el lado de la terminal del subscriptor. Las transmisiones en un spot-beam de Gateway son hacia/desde una estación terrestre de un proveedor de servicios. La imagen anterior muestra una posición de spot-beams típica para los Estados Unidos desde un satélite de banda ancha. Favor de notar que un satélite convencional, usando la banda Ku, sólo tendría un sólo beam para todos los Estados Unidos. Página 4 de 8

5 Documento informativo de la tecnología satelital Arquitectura Bent-Pipe de banda ancha satelital Los satélites de banda ancha combinan la tecnología spot-beam con enlaces que operan en forma de punto a punto. El satélite usa la conmutación a bordo para proporcionar rutas de datos en dos sentidos entre spotbeams diferentes y permiten la reutilización de las Frecuencias de Beam de la Portadora. La arquitectura Bent-Pipe le permite al procesador del satélite concentrarse en la construcción de rutas de datos porque el satélite actúa como un repetidor. En el satélite, se recibe la señal de la ruta de datos, se vuelve a sintonizar, se amplifica y se retransmite pero no hay ninguna demodulación, decodificación ni ningún otro tipo de procesamiento de señal. El satélite divide los enlaces de subida y los enlaces de bajada a los enlaces de los usuarios, los enlaces de subida/bajada entre la terminal del subscriptor y el satélite y enlaces alimentadores, los enlaces de subida/bajada entre el satélite y la Gateway. La tecnología bent-pipe en el satélite conmuta un enlace de subida del usuario y un enlace de bajada del enlace de alimentación para formar la ruta de datos de de subida entre el cliente y el proveedor de servicios. La misma tecnología conmuta las operaciones de bajada del enlace de bajada del usuario y el enlace alimentador de subida para formar la ruta de datos de las operaciones de bajada entre el cliente y el proveedor de servicios. La combinación de las rutas de datos de subida y de bajada conectadas a una sola Gateway forma una sub red. Estas sub redes son parte de la red mayor del proveedor, interconectada con anillos de fibra, proporcionando acceso a Internet. La gráfica anterior muestra una porción de una red satelital de banda ancha. Favor de notar que los enlaces de usuario y los enlaces de las Gateway realmente consisten en un enlace de subida y un enlace de bajada. Una sola línea en la imagen muestra la ruta de datos de las operaciones de subida y las operaciones de bajada. Protocolos de banda ancha satelital ViaSat sólo les permite a los sistemas finales ver los protocolos y el tráfico Protocolo de Control de Transmisión / Protocolo de Internet (TCP/IP); virtualmente cualquier dispositivo TCP/IP puede usar la red satelital. Segmento del subscriptor: La parte de la interfaz conectada a la PC del cliente usa un protocolo estándar Ethernet TCP/IP. La terminal puede enviar varios paquetes en cada espacio de tiempo. Mientras que el formato de los paquetes puede usar varios protocolos, una de las Especificación de la Interface del Sistema de Datos Sobre Cable (DOCSIS). Este protocolo proporciona compatibilidad con los estándares del módem de cable, en términos de ancho de banda y estructura de paquetes. Segmento satelital: El modem satelital se conecta al Ensamble Integrado de Transmisión Recepción (TRIA) en la unidad exterior que le transmite al satélite. El satélite usa el procesamiento a bordo y la reutilización de la Frecuencia de la Portadora para desarrollar las rutas de datos de las operaciones de subida/bajada. La señal de la ruta de Página 5 de 8

6 Documento informativo de la tecnología satelital datos satelital se amplifica y se retransmite pero no hay demodulación, decodificación ni ningún otro tipo de procesamiento de señal. Segmento de la Gateway: La estación terrestre del proveedor de servicios proporciona el Sistema de Terminación del Módem Satelital Interface del lado de la Red (SMTS-NSI). Cómo el SMCI, el SMTS-NSI usa protocolos TDMA en paquetes DOCSIS para comunicarse con el satélite. La Gateway SMTS aloja múltiples SMTS-NRI. Cada interface se conecta al servidor de Gateway usando el protocolo Ethernet estándar TCP/IP. Segmento terrestre de la red: Este segmento funciona como cualquier red de un proveedor de servicios que usa los protocolos Ethernet estándares de red terrestre y TCP/IP. El tráfico incluye, pero no se limita a, DHCP y datagramas, junto con ICMP que permiten que el Centro de Operaciones de Red (NOC) reciba mensajes de error del módem del subscriptor. La gráfica anterior muestra la relación entre los diferentes protocolos. Equipo de acceso al satélite: sitio del cliente Para que el equipo proporcionado por el cliente (Ejemplo: PC, ruteador) tenga acceso a la red satelital de banda ancha, el cliente debe tener instalados componentes físicos adicionales: Unidad Exterior (ODU) Una antena parabólica pequeña (0.7 a 1 metro de diámetro) tipo radio de bajo costo con componentes de transmisión y recepción colocados en el punto focal de la antena. Recibe/envía datos desde/hacia el satélite en sistemas de dos sentidos. En los Estados Unidos continentales, la antena debe estar de cara al cielo del sur para una transmisión adecuada. Página 6 de 8

7 Unidad Interior (IDU) Documento informativo de la tecnología satelital El módem satelital sirve como una interfaz entre la unidad exterior y el equipo proporcionado por el cliente (es decir: PC, ruteador) y controla la transmisión satelital. Proporciona dos tipos de conectividad. Conectividad con un cable coaxial (COAX) a la antena satelital. Conectividad Ethernet a la computadora. El cable coaxial (COAX) debe soportar la Frecuencia Intermedia presente en la conexión entre la unidad interior y la unidad exterior: o Hasta 150 MHz en la ruta de datos RX. o Hasta 2225 MHz (Banda Ka). Posicionamiento de la antena: sitio del cliente Línea de Vista (LOS) de la Antena: Para tener acceso al satélite la antena debe estar alineada hacia la localización del satélite en el cielo. La alineación se llama Línea de Vista y frecuentemente se abrevia con las letras LOS. Las antenas estándares de la banda Ku tienen cuatro configuraciones LOS que afectan la colocación de la unidad exterior, mientras que la antena de la banda Ka tiene cinco. Una alineación de la LOS hace que sea posible la comunicación del enlace de subida y del enlace de bajada con el satélite de banda ancha. Ajustes Estándares de la Línea de Vista: Los cuatro ajustes estándares de la LOS que se basan en la localización de la Unidad Exterior que son utilizados tanto por las antenas de la banda Ku como por las de la banda Ka son: Azimut Ajuste Descripción breve El grado a la derecha o a la izquierda del Norte a la que se ajusta la alineación de la antena satelital. Elevación Polarización Inclinación De la posición de la Unidad Exterior (ODU), qué tan arriba del horizonte está el satélite. La dirección en la que está rotando la señal del satélite izquierda o derecha. El grado al que se rota la antena parabólica fuera del punto central para alinearse con el arco en el cielo. Ajuste adicional de la banda Ka: El quinto ajuste de la LOS es la asignación del beam. Este ajuste está relacionado con las frecuencias dentro de la señal del satélite que utilizará la unidad exterior para las comunicaciones del enlace de subida y el enlace de bajada. La combinación de los cuatro ajustes estándares y el quinto ajuste, Asignación del Beam, hacen posible la transmisión de datos usando las frecuencias de la banda Ka. Página 7 de 8

8 Documento informativo de la tecnología satelital Equipo de acceso al satélite: Gateway Una vez que el módem del cliente se conecta exitosamente a la red ViaSat, el satélite de banda ancha redirecciona la ruta de datos a la Gateway apropiada. El equipo en la Gateway es muy similar al equipo del sitio del cliente, excepto que en una escala mucho mayor. Este equipo conecta la ruta de datos del cliente con el Internet terrestre. Para ViaSat Communications, el término usado para describir este equipo es el Sistema de Terminación del Módem Satelital Interfaz del Lado de la Red (SMTS- NSI). Con mayor frecuencia se abrevia el término como SMTS. Un componente único en la Gateway es el Sistema de Administración de la Red, este sistema administra la actividad del módem y del servidor. El instalador de ViaSat usa los datos de este sistema para validar buenas instalaciones y reparaciones. El equipo típico sería: Unidad Exterior (ODU) o Esta es una antena parabólica grande (de 4 a 11 metros) con componente de transmisión y recepción: o Recibe/envía datos desde/hacia el satélite de manera similar a las terminales del cliente. o Necesita estar de cara al cielo del sur para una transmisión adecuada. Unidad Interior (IDU) o Módem (o modems) satelitales desmodulan una señal entrante de la Unidad Exterior a paquetes IP y envía los paquetes a la red local. o El Servidor/Gateway de acceso administran el tráfico transportado a Internet. o El Sistema de Administración de Red (NMS) administra la actividad del módem y del servidor. Página 8 de 8