SATÉLITES DE BANDA KA

Ing.Wilfredo Fanola MerinoWFM TELECOM SAC2013

Conferencia en la Universidad nacional del callao

Organizador : comsoc unac

BANDAS DE FRECUENCIA PARA COMUNICACIONES VÍA SATÉLITE

SATELITES MULTI HAZ

Los satélites Inmarsat-5.Una vez que entren en servicio, los satélites Inmarsat-5 le proporcionarán a Inmarsat una gama completa de servicios móviles por satélite a escala mundial, con inclusión de las comunicaciones de banda ancha móvil para buques en alta mar, conectividad en vuelo para pasajeros de aerolíneas y transmisión de vídeo, voz y datos en secuencia de alta resolución

Banda Ka (20–30 GHz) con guíaondas acodado (sin procesamiento a bordo del satélite)

SATELITES MULTI HAZ

Cobertura de KA-SAT en Europa y la cuenca mediterránea (los diferentes colores muestran la reutilización de frecuencias) Fuente: www.eutelsat.com/satellites/9e_ka-sat.html; www.webcitation.org/5vI9KSD8A

Banda Ka (20–30 GHz) con procesamiento a bordo del satélite

DIFERENCIA ENTRE SATÉLITES DE COMUNICACIONES

La diferencia, radica específicamente en el número de antenas y el tipo de haz empleado, básicamente para el reúso de frecuencias.

DIFERENCIA DE COBERTURAS

La diferencia entre las coberturas de los satélites tradicionales de grandes haces y los de multihaz, radican en las potencias y las áreas de cobertura. Los satélites multihaz prácticamente se basan en el tipo de cobertura celular.

SATELITES BANDA KA PARA BROADCAST Y BROADBAND

Reúso de frecuencia Más potencia (Pire&G/T) Satélite de igual masa, pero más capacidad

Mas bits por Hz Mas bits por usuario Disponibilidad de slots

Satélites para el servicio de difusión (Broadcast), en la banda Ku o Ka.

Satélites para el servicio de banda ancha (Broadband), en la banda Ku o Ka.

VIASAT-1

CRECIMIENTO DE LA DEMANDA

En los últimos años, los costos se han reducido a un punto en que la banda ancha por satélite ya puede competir con otras opciones de banda ancha. En la actualidad, ha surgido una nueva generación de aplicaciones con requisitos de caudal elevado, y los satélites cumplen con estos requisitos. Los sistemas de satélite son óptimos para los servicios tales como, el acceso a Internet, las redes privadas virtuales y el acceso personal. Mundialmente, se espera que el número de abonados a servicios de banda ancha por satélite aumente de 1,5 millones en 2011 a 6 millones en 2020. Desde un punto de vista regional, el crecimiento anticipado en cantidad de abonados se concentra en América del Norte y Europa Occidental.

PROYECTOS ACTUALES Y FUTUROS Inmarsat.

En 2010, se contrató a Boeing, el fabricante de equipos aeroespaciales de los Estados Unidos, para construir tres satélites -Inmarsat-5. El primero estará listo para 2013, con una cobertura mundial total prevista para finales de 2014. La nueva constelación de satélites Inmarsat-5 formará parte de una red de banda ancha inalámbrica mundial llamada Inmarsat Global Xpress. Cada satélite Inmarsat-5 transportará unos 89 haces en banda Ka con capacidad para cubrir todo el planeta y con la posibilidad de adaptarse a las cambiantes tendencias de uso de los abonados durante su vida útil de unos 15 años. Se espera que Global Xpress, la súper rápida red de banda ancha en banda Ka cuyo lanzamiento está previsto en 2013, ofrezca velocidades descendentes de hasta 50 Mbit/s y de hasta 5Mbit/s para los enlaces ascendentes, desde las terminales compactas del usuario.

SES

SES S.A. cuenta con una flota de 51 satélites (el quincuagésimo primer satélite fue lanzado con éxito en julio de 2012). La sociedad tiene sede en Luxemburgo y fue fundada originalmente en 1985 con el nombre Société Européenne des Satellites, luego, en 2001, se la renombró SES Global, y más adelante simplemente SES, como empresa de gestión del grupo SES Astra, SES World Skies y otras empresas de satélites y de servicios satelitales en las que SES tiene participaciones, como QuetzSat, Ciel, O3b Networks y Astra TechCom Services.

PROYECTOS ACTUALES Y FUTUROS Intelsat.

Intelsat opera una flota de más de 50 satélites de comunicaciones, y gestiona su red de clientes con múltiples satélites en varias regiones con el uso de una sola estación central. El acceso de banda ancha comercial de Intelsat, más rápido que la línea de abonado digital (DSL), proporciona aplicaciones convergentes de voz, datos y vídeos en todo el mundo. La infraestructura de Intelsat permite la construcción de redes múltiples escalables con una plataforma central común utilizando frecuencias en la Banda C y en la Banda Ku. La red de radiodifusión de Intelsat ofrece una velocidad de transmisión de datos de hasta 18 Mbit/s de salida y 5,5 Mbit/s de entrada.

Eutelsat.

El satélite KA-SAT de Eutelsat presta servicios de acceso a -Internet de banda ancha en toda Europa y en una pequeña zona de Oriente Medio. Es un ejemplo de sistema de banda ancha por satélite para servicios de protocolo de Internet que utiliza la tecnología de haces puntuales. Posicionado en su órbita geoestacionaria a 9° Este, el satélite KA-SAT cuenta con un alto nivel de reutilización de las frecuencias permitiendo al sistema una capacidad total de más de 70 Gbit/s. Posee una estructura de 82 haces, y cada haz puntual genera una zona de conectividad de alrededor de 250 kilómetros con una capacidad de 900 Mbit/s.

KA-SAT es un satélite de alto rendimiento que puede proporcionar velocidades de descarga de hasta 18 Mbit/s y velocidades de telecarga de 6 Mbit/s, según Eutelsat. Esto permite la puesta en marcha del servicio de banda ancha de nueva generación de la empresa, llamado “Tooway” (bidireccional).

VIASAT - 1 El satélite ViaSat-1, que fue lanzado desde el cosmódromo de Baikonur, se separó exitosamente del cohete portador ruso Proton-M.

El desacoplamiento de la parte superior del cohete portador se produjo a la hora calculada, 04:00 GMT, informó hoy un portavoz de la agencia espacial rusa Roscosmos.

“La maniobra de separación del artefacto espacial del cohete portador se desarrolló de acuerdo al programa, el cliente asumió el control del satélite”, comunicó la fuente.

Inicialmente, la compañía ViaSat tenía programado lanzar el satélite en el mes de mayo, pero en enero del 2011 lo postergó por unos meses debido que necesitaba realizar ciertas reparaciones que el aparato sufrió durante las pruebas.

El artefacto ViaSat-1 tiene 6,7 toneladas de peso. Su vida útil es de 15 años. ViaSat-1 operará en la órbita geoestacionaria a 115º longitud oeste y transmitirá datos de banda ancha en el rango de frecuencias Banda Ka para América del Norte.

ANTENAS BANDA KA

Diferentes tamaños de antenas, en la banda C, en la banda Ku y la banda Ka, desde los 3 a 4 metros de diámetros en la banda C, 1.2 a 1.8 metros en la banda Ku, reducimos a 0.6 a 0.9 metros en la banda Ka. Indudablemente en esta última banda, la atenuación atmosférica de incrementa considerablemente.

UBICACIÓN DEL HUB, PARA SATÉLITES MULTIHAZ

La ubicación del Hub, en un servicio multihaz, en la banda Ka, de preferencia deb estar fuera de los haces del cliente, por un tema netamente de interferencia. Por ejemplo el Hub de Media Network, estará ubicado en Arica, Chile.

TÉCNICAS DE MODULACIÓN Y CAPACIDAD DE INFORMACIÓN

• DVB-S2 tiene 4 modulaciones: 16APSK se usa ampliamente en satélites Ku, pero el 32APSK aún no.

• Por los niveles de potencia el Ka puede trabajar la mayor parte del tiempo en 32APSK.

• Hay tecnología para 64APSK en el futuro cercano (“DVBS3?”) 20% o 30% más que DVB-S2.

En la fórmula de Shannon el término C es la capacidad de transmisión en bits por segundo de cualquier medio de transmisión, ya sea cables de cobre, fibra óptica, ondas de radio u otro. B es el ancho de banda en Hz y por último s/n es la relación señal a ruido del medio de transmisión analizado. Se observa con claridad que para conseguir mayor capacidad de transmisión en b.p.s. es necesario o bien aumentar el ancho de banda del medio empleado o bien mejorar la relación señal a ruido, esto es, hacer que para un nivel determinado de señal en el medio el ruido sea menor.No obstante se observa también que puesto que la relación señal a ruido s/n está afectada por el logaritmo, doblar el ancho de banda B sí que consigue doblar la capacidad en b.p.s. C, pero en cambio si doblamos la relación señal a ruido s/n no conseguiremos doblar la capacidad de transmisión del medio.

ANÁLISIS DE ATENUACIÓN - MITIGACIÓN

Forward Channel (IB): •Modulación y Codificación adaptativo •Power Control •Diversidad de RF para GWs

Return Channel (OB): •Modulación y Codificación adaptativo •Symbol rate dinámico •Power Control •Compensación RF en zonas extremas (mayor antena&BUC)

ANÁLISIS DE CAPACIDAD EN UN SATÉLITE MULTIHAZ

ViaSat-1 y EchoStar XVII (también conocido como Jupiter-1) ofrecen más de 100 Gbit/s de capacidad, que es más de 100 veces la capacidad ofrecida por un satélite de banda Ku convencional. Cuando se lanzó en octubre de 2011 ViaSat-1 tenían más capacidad (140 Gbit/s) superior que el resto de satélites de comunicaciones comerciales de América del Norte juntos.

EVOLUCIÓN DE CAPACIDAD Y COSTOS

Capacidad Satélite Ka aumenta + Costos Satélite Ka “similar”

Reducción del costo por capacidad en 30 veces

Tecnología Satélite GEO Capacidad Precio por Gb del Satélite

Tradicional KU FSS 3 GB US$ 120M/GB

Spaceway 3, Wildblue-1 10 GB US$ 40M/GB

Eutelsat Ka- Sat (70Gb) Hughes Jupiter (100Gb) ViaSat-1 (140Gb)

100 GB US$ 4M/GB

SATÉLITES KA-BAND MULTI-SPOT BEAM INVERSIÓN EN CAPACIDAD KA

La inversión en Ka spot beams se ha venido incrementando los últimos años. Ofrecen altas velocidades a bajos precios:

High Throughput Satellites (HTS) - decenas de spots con multiples gateways. Ejemplo: ViaSat-1

Hosted Payload - en satélites multibanda, pocos beams y pocos gateways. Ejemplo: Amazonas 3

Ideal para Internet alta velocidad.

Prometen alta capacidad (>100Gbps)

BW de bajo costo

EJEMPLO DE HOSTED PAYLOAD: AMAZONAS 3

La misión del Amazonas 3 consistirá en ofrecer servicios de telecomunicaciones, difusión de plataformas de televisión, despliegue de redes corporativas de telefonía fija y móvil, así como banda ancha sin limitaciones geográficas en Europa, América y el norte de África a través de 52 transpondedores simultáneos de bandas Ku, C y Ka.

La banda Ka es una frecuencia con gran capacidad en el transporte de datos de telecomunicaciones e Hispasat es la primera operadora que lanzará este servicio en Latinoamérica, lo que le permitirá dar "servicios interactivos y aplicaciones multimedia vía satélite a una gran cantidad de usuarios"

SATÉLITES KA-BAND MULTI-SPOT BEAM

02 tipos de proyectos, para aprovechar la alta capacidad en la banda Ka:

Tipos de Proyectos:

a) Iniciativas regionales/nacionales privadas:

Un operador provee servicios de alta velocidad de internet a una región o país grande. Precios similares al ADSL

Ejemplos: ViaSat-1 (USA), Spaceway (USA), Amazonas 3 (LA)

b) Iniciativas nacionales gobierno: Un gobierno invierte en infraestructura Ka para las necesidades de conectividad del país.

Ejemplos: NBN (australia), RTComm (Rusia)

SATÉLITES KA-BAND MULTI-SPOT BEAM CASO NBN

Gobierno Australiano:

Red Nacional de Banda Ancha: US$43 mil millones en 8 años

90% de todos los hogares australianos, escuelas y lugares de trabajo con servicios de banda ancha con velocidades de hasta 100 megabits.

10% restantes con tecnologías inalámbricas y por satélite que ofrecerá velocidades de banda ancha de 12 megabits por segundo.

Satélites Ka-band presentes y futuros

Se viene mucha capacidad en los siguientes 3 años confirmada, pero se provee que se irán desarrollando más proyectos.

Hay crecimiento futuro tanto en High Throughput Satellite (HTS) y Hosted-Payload

Costos de terminales irán bajando junto con el aumento de la cantidad de fabricación

SATÉLITES EN LA BANDA KA, FUTURO

SATÉLITES EN LA BANDA KA, FUTURO

PROYECTO O3B

Una red de tecnología avanzada y de envergadura planetaria ofrecerá cobertura de banda ancha a unos 3.000 millones de personas. Bautizado como O3b Networks (Other 3 billion, otros 3.000 millones, la mitad de la población mundial), el proyecto para conseguir un Internet global se basa en el lanzamiento de una constelación de satélites en órbita ecuatorial que llevarán la señal desde Nicaragua hasta Nueva Zelanda, pasando por Brasil, Nigeria, Siria, Etiopía o India.

Se lanzarán 20 satélites que se colocarán en órbita ecuatorialEl proyecto costará 880 millones de euros y empezará a funcionar en 2013

CAMBIO DE PARADIGMA EN EL COSTO EFICIENTE TECNOLÓGICO

ES POSIBLE USAR LA BANDA KA EN EL PERU?

Perú muestra la tasa de penetración de banda ancha más baja de la región

•Elevado costo de implementación y operación de los servicios por características geográficas, déficit de infraestructura conexa (energía, vías de acceso) y el mayor costo de provisión de servicios cuando existe una baja concentración de la demanda.

•Disponibilidad de gasto en zonas urbanas, pero baja en zonas peri urbanas y rurales.

Hay una brecha muy marcada entre las zonas urbanas, los llamados conos y las zonas rurales o de preferente interés social

ALTERNATIVAS FIBRA O SATÉLITEHay una falsa dicotomía entre la tecnología de transporte por fibra óptica y el satélite. No son soluciones excluyentes, si no complementarias.

La Fibra Óptica es de alta capacidad punto a punto. Muy buena para grandes y medianas ciudades donde la población está concentrada.

Satélite es alta cobertura. Adecuada para demanda distribuida, y ahora también es alta capacidad.

En sistemas de comunicación satelital es de conocimiento total que el costo es independiente de la distancia, podemos llegar con un solo salto a cualquier sitio del Perú.

Por estudios realizados por especialistas en la instalación de cable de Fibra Óptica en torres de media tensión, en torres de alta tensión en postes y ductos de carretera, se sabe que la instalación de un Km de cable, puede costar hasta US$ 11,000.00.

CERRAR BRECHA DIGITAL EN EL PERU: FIBRA+ HOSTED PAYLOAD SATÉLITE

PROYECTO DE UN SATÉLITE PERUANOUn diseño “personalizado” podría traer las siguientes beneficios:

Cobertura: donde sea necesaria, incluyendo el mar peruano.

Distribución de Capacidad: segmentación regional acorde con las necesidades.

Estratégico: independiente de las redes terrestres (antidesastre, red de contingencia) También útil para propósitos militares y de seguridad y soluciona la restricción de la oferta y los altos precios de mercado.

Mejores bandas de frecuencia de acuerdo a las necesidades:

SATÉLITE MARCA PERÚ

¡ALGUUUUN DÍA¡¡¡¡¡¡¡¡

ING. WILFREDO FANOLA MERINO.UNAC, SETIEMBRE DEL 2013.

Muchas Gracias