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módem satelital

Un módem satelital es un módem que se utiliza para establecer transferencias de datos mediante un satélite de comunicaciones que actúa como repetidor . La función principal de u...

Un módem satelital es un módem que se utiliza para establecer transferencias de datos mediante un satélite de comunicaciones que actúa como repetidor . La función principal de un módem satelital es transformar una señal de entrada en una señal de radio y viceversa.

Existen algunos dispositivos que incluyen únicamente un demodulador (y no un modulador, lo que permite únicamente la descarga de datos vía satélite) y que también se conocen como "módems satelitales". Estos dispositivos se utilizan para el acceso a Internet vía satélite (en este caso, los datos cargados se transfieren a través de un módem PSTN convencional o un módem ADSL ).

Un módem satelital no es el único dispositivo necesario para establecer un canal de comunicación. Otros equipos esenciales para crear un enlace satelital incluyen antenas satelitales y convertidores de frecuencia.

Los datos que se van a transmitir se transfieren a un módem desde un equipo terminal de datos (por ejemplo, una computadora ). El módem generalmente tiene una salida de frecuencia intermedia (FI) (es decir, de 50 a 200 MHz); sin embargo, a veces la señal se modula directamente a la banda L. En la mayoría de los casos, la frecuencia debe convertirse mediante un convertidor ascendente antes de la amplificación y la transmisión.

Una señal modulada es una secuencia de símbolos , fragmentos de datos representados por un estado de señal correspondiente, por ejemplo, un bit o varios bits, según el esquema de modulación utilizado. Recuperar el reloj de símbolos (sincronizar un generador de reloj de símbolos local con el remoto) es una de las tareas más importantes de un demodulador.

De forma similar, una señal recibida de un satélite se convierte primero a una frecuencia inferior (esto se realiza mediante un convertidor de bajo ruido - LNB), luego se demodula mediante un módem y, finalmente, se procesa mediante un equipo terminal de datos. El LNB suele alimentarse mediante el módem a través del cable de señal con 13 o 18 V CC .

Características

Las funciones principales de un módem satelital son la modulación y la demodulación. Los estándares de comunicación satelital también definen códigos de corrección de errores y formatos de trama .

Tipos de modulación más utilizados en las comunicaciones por satélite:

  • Modulación por desplazamiento de fase binaria ( BPSK );
  • Modulación por desplazamiento de fase en cuadratura ( QPSK );
  • Modulación por desplazamiento de fase en cuadratura con desplazamiento ( OQPSK );
  • 8PSK ;
  • Modulación de amplitud en cuadratura (QAM), especialmente 16QAM.

Los códigos de corrección de errores de satélite más populares incluyen:

Los formatos de trama compatibles con varios módems satelitales incluyen:

  • Encuadre del servicio comercial Intelsat (IBS)
  • Tramado de velocidad de datos intermedia (IDR)
  • Tramado de transporte MPEG-2 (utilizado en DVB )
  • Encuadre E1 y T1

Los módems de gama alta también incorporan algunas características adicionales:

  • Múltiples interfaces de datos (como RS-232 , RS-422 , V.35 , G.703 , LVDS , Ethernet );
  • Sistema integrado de monitorización y control remoto (EDMAC), que permite controlar el módem remoto;
  • Control automático de potencia de enlace ascendente (AUPC), es decir, ajustar la potencia de salida para mantener una relación señal/ruido constante en el extremo remoto;
  • Función de arrastrar y soltar para una transmisión multiplexada , que permite reemplazar algunos canales en la misma.

Estructura interna

Estructura interna del módem satelital

Probablemente, la mejor manera de entender cómo funciona un módem es observar su estructura interna. En la imagen se muestra un diagrama de bloques de un módem satelital genérico.

Tracto analógico

Tras la conversión digital-analógica en el transmisor, la señal pasa por un filtro de reconstrucción . A continuación, si es necesario, se realiza la conversión de frecuencia.

La finalidad de la sección analógica en el receptor es convertir la frecuencia de la señal, ajustar su potencia mediante un circuito de control automático de ganancia y obtener sus componentes envolventes complejos .

La señal de entrada para el tracto analógico se encuentra en la frecuencia intermedia , a veces en la banda L , en cuyo caso debe convertirse a una FI. Luego, la señal es muestreada o procesada por el multiplicador de cuatro cuadrantes que produce los componentes de envolvente complejos ( I, Q ) multiplicándolos por la frecuencia heterodina (véase receptor superheterodino ).

Por último, la señal pasa a través de un filtro anti-aliasing y se muestrea o ( digitaliza ).

Modulador y demodulador

Un modulador digital transforma una señal digital en una señal de radio en la frecuencia intermedia (FI). Un modulador suele ser más sencillo que un demodulador, ya que no necesita recuperar las frecuencias de los símbolos ni de la portadora.

El demodulador es uno de los componentes más importantes del receptor. Su estructura exacta viene definida por el tipo de modulación . Sin embargo, los conceptos fundamentales son similares. Además, es posible desarrollar un demodulador capaz de procesar señales con diferentes tipos de modulación.

La demodulación digital implica que un reloj de símbolos (y, en la mayoría de los casos, un generador de frecuencia intermedia) en el lado receptor debe estar sincronizado con los del lado transmisor. Esto se logra mediante los dos circuitos siguientes:

  • circuito de recuperación de temporización, que determina los límites de los símbolos;
  • El circuito de recuperación de portadora determina el significado real de cada símbolo. Existen tipos de modulación (como la modulación por desplazamiento de frecuencia ) que pueden demodularse sin recuperación de portadora; sin embargo, este método, conocido como demodulación no coherente , suele ser de peor calidad.

El demodulador también incluye componentes adicionales, como el ecualizador de interferencia entre símbolos .

Si la señal analógica se digitalizó sin un multiplicador de cuatro cuadrantes, la envolvente compleja debe calcularse mediante un mezclador complejo digital .

En ocasiones, se implementa un circuito digital de control automático de ganancia en el demodulador.

Codificación FEC

Las técnicas de corrección de errores son esenciales para las comunicaciones por satélite, ya que, debido a la potencia limitada de los satélites, la relación señal/ruido en el receptor suele ser bastante baja. La corrección de errores funciona añadiendo redundancia artificial a la secuencia de datos en el transmisor y utilizando esta redundancia para corregir los errores causados ​​por el ruido y las interferencias. Esto lo realiza un codificador FEC. El codificador aplica un código de corrección de errores a la secuencia digital, añadiendo así redundancia.

Un decodificador FEC decodifica el código de corrección de errores hacia adelante utilizado en la señal. Por ejemplo, el estándar de transmisión de video digital define un código concatenado que consta de convoluciones internas (código estándar de la NASA, perforado, con tasas1/2{\displaystyle 1/2},2/3{\displaystyle 2/3},3/4{\displaystyle 3/4},5/6{\displaystyle 5/6},7/8{\displaystyle 7/8}), intercalado y código Reed-Solomon externo (longitud del bloque: 204 bytes, bloque de información: 188 bytes, puede corregir hasta 8 bytes en el bloque).

Codificación diferencial

Existen varios tipos de modulación (como PSK y QAM ) que presentan ambigüedad de fase, es decir, una portadora puede recuperarse de diferentes maneras. La codificación diferencial se utiliza para resolver esta ambigüedad.

Cuando se utiliza la codificación diferencial, los datos se hacen depender deliberadamente no solo del símbolo actual , sino también del anterior.

Pelea

El cifrado es una técnica que se utiliza para aleatorizar un flujo de datos con el fin de eliminar secuencias largas de solo '0' y solo '1' y asegurar la dispersión de energía. Las secuencias largas de solo '0' y solo '1' dificultan la recuperación de la temporización de los circuitos. Los cifradores y descifradores suelen basarse en registros de desplazamiento con retroalimentación lineal .

Un codificador aleatoriza el flujo de datos transmitido. Un descodificador restaura el flujo original a partir del flujo codificado.

No hay que confundir el cifrado con la codificación, ya que esta última no protege la información de los intrusos.

Multiplexación

Un multiplexor transforma varias secuencias digitales en una sola. Esto se conoce comúnmente como "multiplexación".

En general, un demultiplexor es un dispositivo que transforma un flujo de datos multiplexado en varios. Los módems satelitales no tienen muchas salidas, por lo que el demultiplexor realiza una operación de selección , permitiendo que el módem elija los canales que se transmitirán a la salida.

Un demultiplexor logra este objetivo manteniendo la sincronización de tramas .

Aplicaciones

El módem satelital NS3000 modula y demodula señales de datos y video transmitidas vía satélite.
El "módem IP" (módem satelital) desarrollado y fabricado por Newtec de Bélgica para el sistema europeo de internet satelital bidireccional ASTRA2Connect de 2 Mbit/s de SES.

Los módems satelitales se utilizan con frecuencia para el acceso a internet en el hogar .

Existen dos tipos diferentes, ambos basados ​​en el estándar de radiodifusión de vídeo digital (DVB):

  • Los módems satelitales unidireccionales ( módems DVB-IP ) utilizan un canal de retorno que no se basa en la comunicación con el satélite, como la telefonía o el cable .
  • Los módems satelitales bidireccionales ( módems DVB-RCS , también llamados astromódems ) emplean un canal de retorno vía satélite; no necesitan otra conexión. DVB-RCS es el estándar ETSI EN 301 790 .

También existen módems satelitales industriales diseñados para proporcionar una conexión permanente. Se utilizan, por ejemplo, en la red telefónica.

Véase también

  • Reglamento de Radiocomunicaciones de la UIT, Sección IV. Estaciones y Sistemas de Radio – Artículo 1.113, definición: enlace por satélite Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT)
  • Talal, M. (1997). Diseño de módem para comunicaciones satelitales digitales (PDF) (PhD). Universidad de Loughborough. uk.bl.ethos.362760.
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