satelitales

1. Universidad Nacional Pedro Ruiz Gallo – Ingeniería Electrónica
Sistemas VSAT

2. Las VSAT (Very Small Aperture Terminal), son estaciones pequeñas
con diámetros de antenas menores a los 3 metros, utilizadas para
comunicaciones a grandes distancias a bajo costo, ofrece
adaptabilidad a las necesidades específicas de cada usuario.

3. La volatilidad y rapidez de la comunicación es uno de los retos a los cuales se enfrentan actualmente miles de empresas que operan en
lugares remotos o de difícil acceso. Debido a esto, es común hoy en día que muchas compañías opten por implementar en su flujo de
procesos, sistemas satelitales que les permitan tener una red de comunicación ágil e independiente; por esta razón existen en el
mercado un sinfín de soluciones para esta necesidad, como, por ejemplo: las antenas, las cuales ofrecen todo un ecosistema de
aplicaciones y ventajas para recibir y enviar información sin importar la ubicación geográfica.

4. La tecnologia satelital VSAT, usa un tipo de antena que recibe y transmite datos y que por su sigla en inglés significa Terminal de
Apertura Muy Pequeña. Esta antena consta de pequeños terminales que se pueden instalar en sitios dispersos y conectarse a un
Hub central gracias a un satélite; además se destaca que el tamaño de sus platos puede variar de 0.75 hasta 3.8 metros.

5. La tecnologia satelital VSAT opera en diferentes frecuencias, formas y tamaños. Normalmente, las frecuencias de operación
son banda C y banda Ku y trabaja con Red en Estrella (Hub privado) , Punto-a-Punto (Hub privado personalizado) capaz de
soportar una gran cantidad de lugares y Sistemas Mesh, los cuales son regularmente más pequeños que los sistemas en
estrella (entre 5 y 30 sitios generalmente).
Gracias a este entorno de operación, este tipo de antena ofrece servicios vía satélite capaces de soportar Internet, LAN,
comunicaciones Voz IP, video y datos; creando de esta manera potentes redes públicas y privadas de comunicación confiable.

6.  Las estaciones remotas tienen antenas pequeñas (0.8 a 2.4 metros de diámetro). Son estaciones terrenas satelitales
compactas, confiables y económicas.
 Bajo costo de instalación y operación.
 Alta calidad de audio.
 Alta confiabilidad.
 Control y monitoreo a distancia.
 Operación simple.
 Muy bajo consumo.
 Movilidad
 La estación terrena maestra tiene una antena entre 4.5 - 7 metros de diámetro, conmutador de paquetes (los paquetes
son la forma en que son transmitidos los datos entre terminales) y control computarizado de red.
 Transmisión bidireccional de datos, audio y video entre terminales remotas y una terminal central que procesa la
información

7. Las VSAT son conectadas por enlaces mediante frecuencias de radio y
microondas vía satélite llamados uplink desde la estación al satélite y
downlink desde el satélite a la estación. Los satélites permiten comunicar a
grandes distancias, recibiendo las portadoras del enlace uplink desde las
estaciones terrenas transmisoras, las cuales están dentro de la zona de
cobertura del satélite, la antena receptora del satélite las amplifica y cambia
su frecuencia a una banda más baja, y las transmite amplificadas.

8. En la topología en estrella cada estación VSAT solamente tiene un
enlace punto a punto dedicado con el controlador central (HUB),
habitualmente llamado concentrador. Las estaciones VSAT no están
directamente enlazados entre sí. La topología en estrella no permite el
tráfico directo entre estaciones VSAT. El controlador actúa como un
intercambiador, si una estación VSAT quiere enviar datos a otra, envía
los datos al controlador, que los retransmite a la estación VSAT final.

9. En una topología en malla, cada estación VSAT tiene un enlace punto a punto y dedicado con cualquier otra estación VSAT. El término
dedicado significa que el enlace conduce el tráfico únicamente entre las estaciones VSAT que conecta. Por tanto, una red en malla
completamente conectada necesita n(n-1)/2 canales físicos para enlazar n dispositivos. Para acomodar tantos enlaces, cada estación
VSAT de la red debe tener sus puertos de entrada/salida (E/S).
Una malla ofrece varias ventajas sobre otras topologías de red, en primer lugar, el uso de los enlaces dedicados garantiza que cada
conexión sólo debe transportar la carga de datos propia de las estaciones VSAT conectadas, eliminando el problema que surge cuando
los enlaces son compartidos por varias estaciones VSAT.
En segundo lugar, una topología en malla es robusta. Si un enlace falla, no inhabilita todo el sistema. Otra ventaja es la privacidad o la
seguridad. Cuando un mensaje viaja a través de un enlace dedicado, solamente lo ve el receptor adecuado. Las fronteras físicas evitan
que otros usuarios puedan tener acceso a los mensajes

12.  ESTACIÓN MAESTRA (HUB).
 UNIDAD EXTERIOR (OUTDOOR UNIT)
 UNIDAD INTERIOR (INDOOR UNIT)

13. Estación tradicional satelital terrena con conmutación de
paquetes y equipo de banda base. La estación maestra
es otra estación dentro de la red pero con la particularidad
de que es más grande (la antena típicamente mide 4 a 10
metros y maneja más potencia de emisión PIRE).
Habitualmente la estación maestra está situada en la
sede central de la empresa que usa la red o en su centro
de cálculo. En la figura se indica en diagrama de bloques
los componentes de la estación maestra

14. Es el interfaz entre satélite y VSAT Básicamente la Unidad Exterior se compone de los siguientes elementos:
 Antena.
 Sistemas electrónicos.
 Amplificador de transmisión.
 Receptor de bajo ruido.
 Sintetizador de frecuencia.
 Osciladores para variar la frecuencia.
 Duplexor.

15. Es el interfaz entre el VSAT y el terminal de usuario o LAN. En la figura se indica los componentes de la unidad interna.
Los parámetros necesarios para especificar al Unidad
Interior son:
• Número de puertos.
• Tipo de los puertos:
• Mecánicos.
• Eléctricos.
• Funcionales.
Velocidad de los puertos. Es la máxima velocidad (bps)
del flujo de datos entre el terminal de usuario y la unidad
interior de VSAT en un puerto dado

17.  Flexibilidad
• Fácil gestión de la red.
• Servicio independiente de la distancia.
• Cobertura global e inmediata.
• Fácil y rápida implantación en lugares de difícil acceso.
• Debido a la gran variedad de configuraciones que puede adoptar una red VSAT estas se
necesidades propias de cada compañía.
• Los enlaces asimétricos se adaptan a los requerimientos de transferencia de datos entre
transmite mucha información a estaciones lejanas que responden con poca información.
• Facilidad de reconfiguración y de ampliación de la red. El uso de un satélite hace que se
cualquier punto dentro de su área de cobertura con lo que los receptores pueden
que la reorientación de su antena. Del mismo modo, la introducción de un nuevo
de los demás.

18.  Fiabilidad
• Se suele diseñar para tener una disponibilidad de la red del 99.5% del tiempo y con una BER
• Estabilidad de los costes de operación de la red durante un largo periodo de tiempo. Una
de prácticamente todos los segmentos de la red. Esto hace que el presupuesto dedicado a
establecer con gran exactitud.
• Evita las restricciones que impone una red pública en cuanto a costes y puntos de acceso.
• Aumento de la productividad de la organización, al haber un centro de monitorización y
entre fallos de la red aumenta considerablemente y la duración de los fallos suele ser corta.
puede responder rápidamente a las peticiones de sus clientes gracias a un medio de
en un aumento de la satisfacción de los mismos y optimización de recursos.
• Se puede implantar una red corporativa insensible a fluctuaciones de las tarifas

19.  Problemas económicos:
• Las inversiones iníciales son elevadas y en algunos países no son claramente competitivas
terrestres. Este problema puede ser atenuado recurriendo al alquiler del HUB
 Problemas radioeléctricos:
• El retardo de propagación típico de 0.5s (doble salto) puede ser problemático para ciertas
videoconferencia, pero también existen aplicaciones insensibles a él como la actualización de
ficheros.
• El punto más crítico de la red está en el satélite. Toda la red depende de la disponibilidad del
cae con él. De todas maneras el problema no es muy grave pues si el problema esta en un
frecuencia o/y polarización lo soluciona. En caso de ser todo el satélite bastaría con reorientar
• Como todo sistema basado en satélites es sensible a interferencias provenientes tanto de tierra

20.  Problemas de privacidad:
• El uso de un satélite geoestacionario como repetidor hace posible que cualquier usuario no
portadora y demodular la información. Para prevenir el uso no autorizado de la información

21. Puesto que la tecnología VSAT representa una solución rentable para compañías que quieren tener una red de comunicación
independiente y la vez conectar muchos sitios dispersos geográficamente, son cada vez más los sectores y las aplicaciones en
donde se implementa esta antena, dependiendo de su objetivo: solo recibir o recibir y enviar datos.
Bolsa de valores, educación a distancia y distribución de análisis financieros, son algunas aplicaciones de las empresas que solo
reciben información a través de la red VSAT. En el lado contrario, la demanda para recibir y mandar datos es más amplia con
aproximadamente más de 20 aplicaciones en el mercado, algunas que se pueden resaltar son las transacciones bancarias en
cajeros automáticos, sistemas de reserva, transferencias bancarias electrónicas, transferencias de datos médicos y control de
proceso de distribución remota y telemetría, entre otras.

22. Uno de los sectores que más implementa la tecnología satelital VSAT, para recibir datos, es el minero, debido a que las zonas bajo
tierra son de difícil acceso y la cobertura de las ondas de radio tradicionales pueden ser bastante débiles para penetrar obstáculos y
superficies propias de las minas, limitando una eficiente transmisión de datos. En este caso, para lograr una comunicación de calidad,
se utilizan enlaces satelitales geoestacionarios para habilitar el envío de señales Wifi bajo tierra instalando Terminales de apertura muy
pequeña VSAT en la superficie las cuales reciben, vía satélite, señales en las bandas Ku y C, proporcionando de esta manera
conectividad en toda la mina junto al Wifi-subterráneo.

23. El protocolo TCP es parte integral de las aplicaciones más populares de Internet como son Correo Electrónico, Transferencia de
Archivos, Navegación en Web, acceso remoto y aseguramiento de la conexión extremo a extremo entre computadores. A lo
largo de su historia se han propuesto diversas modificaciones para mejorar su desempeño en enlaces satelitales ya que se ha
demostrado que en los canales de alto retardo de la comunicación satelital el protocolo TCP tradicional cuenta con un
throughput muy bajo. El desempeño, principalmente, se encuentra limitado por el retardo inherente en la comunicación a través
de satélites geoestacionarios y la probabilidad de errores. A medida que aumentan los desarrollos en la comunicación satelital
para proveer de enlaces de alta velocidad se requieren nuevas modificaciones para mejorar el desempeño de TCP. En este
capitulo se presenta primeramente una vista general de IP y TCP. Posteriormente algunos de los problemas que causan que
TCP se desempeñe pobremente en escenarios de alto retardo. Se muestra también los cuatro algoritmos básicos en los
protocolos modernos de TCP y para finalizar, la descripción de algunas versiones que se han producido mediante
modificaciones del protocolo TCP con el propósito de mejorar su desempeño en las redes satelitales.

24. Aunque el TCP se desempeña bien en las redes terrestres no lo hace de la misma manera en las redes satelitales por sus
características inherentes que afectan el desempeño del protocolo de transporte. En esta sección se hace un resumen de las
principales características que afectan al protocolo. Entre ellas se encuentran asimetría, latencia, pérdidas de paquetes debido a
congestión y pérdidas debido a errores de transmisión.
• Asimetría: Con respecto a los protocolos de transporte, se dice que una red experimenta asimetría cuando el forward throughput

25. • Latencia: Es el tiempo que tarda un paquete en ser atendido cuando hace una petición de
servicio y esto es por retardos de diversos tipos como son: retardo de propagación, retardo de
espera. En las comunicaciones satelitales el retardo principal es el de propagación ya que en
sólo sentido es del orden de 270ms y podría ser más debido a técnicas de corrección de errores
los retardos de propagación en los enlaces GEO se eliminan a través de buffers Doppler.
toma a un paquete ir desde la estación terrena‐satélite‐ estación terrena se estima que el RTT
RTT no solamente se ve afectado por el tiempo de propagación satelital, sino que también se
red, cómo el tiempo de transmisión y el tiempo de propagación de otros enlaces y los retardos
Se debe considerar que el retardo se incrementará aun más en las redes que usan la
que en una red de comunicación telefónica que utiliza satélites GEO se emplean canceladores de
doppler de la señal.

26. • Pérdidas de paquetes debido a congestión: Los enlaces satelitales se encuentran limitados por
un espectro de frecuencia finito tanto en el enlace ascendente como en el descendente por lo
técnicas de acceso para hacer un uso eficiente de los recursos. Sin embargo, a medida que el
también aumenta el tráfico en la red por lo que el recurso de frecuencia será mayormente
cuentan con protocolos de acceso al canal eficientes para ello o incluso hay plataformas
protocolos de acceso dependiendo del tipo de tráfico generado por diversas aplicaciones y las

27. Pérdidas de paquetes debido a errores de transmisión: Los transpondedores actuales cuentan con
BER (Bit Error Rates) muy pobres para comunicaciones de alta velocidad ya que en su diseño fueron
analógicos para servicios de voz y video. Por esta razón se han desarrollado nuevos esquemas de
para lograr mejores BER y alcanzar mayores velocidades de transmisión de datos en los sistemas

28. Universidad Nacional Pedro Ruiz Gallo – Ingeniería Electrónica
Comunicaciones Satelitales Mg. Ing. Danny Alonzo Santa Cruz Cueva