Análisis de los Satélites de Alto Rendimiento (HTS)

...

Este estudio también realizo una proyección del incremento de la demanda para los diferentes tipos de servicios en banda ancha, siendo que los servicios a través de satélites HTS se incrementan exponencialmente.

[pic 2]

Figura xx. Proyección de la demanda de Banda Ancha Satelital

Fuente: NSR

2.2 Disponibilidad de la Banda Ka

La atribución de frecuencias en el Reglamento de Radiocomunicaciones de la UIT establece que para Servicios Fijos por Satélite (FSS) de Banda Ka el rango de frecuencias se encuentra entre 17.3 y 31 GHz.

Este rango es bastante amplio, en comparación con las Bandas C y Ku, sin embargo es totalmente necesario hacer una buena distribución y buen uso de esta porción del espectro radioeléctrico, con la finalidad de contar con una eficiente la prestación de servicios satelitales en esta nueva generación, con la que se puede proveer grandes capacidades de Gbps.

2.2.1 Bandas identificadas para servicios fijos

Basado en la asignación de frecuencias establecido en el Reglamento de Radiocomunicaciones de la UIT establece que el rango de 29.46 – 30 GHz (540 MHz) es utilizable en las tres regiones de la ITU para el enlace ascendente (Uplink) y 19.7 – 20.2 GHz (500 MHz) para el enlace descendente (Downlink), ambos rangos son ideales para los enlaces hacia los terminales.

Por otro lado el rango de 17.3 – 17.7 GHz (400 MHz) es utilizable únicamente en la Región 1 para enlaces de conexión descendentes de FSS y el rango 18.3 – 19.3 GHz (1 GHz) es utilizable únicamente en la Región 2 para enlaces de conexión descendentes de FSS.

2.2.2 Bandas utilizadas por varias administraciones

Se tiene disponible el rango de 28.45 – 28.94 GHz para Uplink y el rango 19.7 – 20.02 GHz para Downlink en las tres regiones de la UIT. La utilización de estos rangos está sometida a la aprobación de la administración de cada país, donde se debe conseguir autorización para brindar los servicios que se requieran.

2.2.3 Bandas con los mismos derechos para satélites GEO y NO-GEO

En éstas Bandas pueden darse servicios de orbita GEO y NO-GEO de forma coordinada sin causar interferencias perjudiciales el uno al otro. El rango disponible entre las bandas de 18.6 – 18.8 GHz y 28.5 – 29.5 GHz pueden ser utilizados por FSS GEO en las 3 regiones ITU, previas coordinaciones con redes NO-GEO que están en proceso de lanzamiento o que se encuentren en órbita. Las redes Iridium y O3B hacen uso de este espectro en órbita NO-GEO.

Asimismo, debe considerarse también que el Reglamento de Radiocomunicaciones indica que una satélite GEO tendrá mayor prioridad que una red NO GEO.

2.2.4 Bandas de uso militar

Dentro de la reglamentación interna de cada país algunos rangos en banda Ka son destinados a servicios militares y gubernamentales, también son destinados a servicios comerciales con destino militar dependiendo del país. Estos rangos se encuentran en los 30 – 31 GHz para Uplink y 20.2 – 21.2 GHz para Downlink. Por ejemplo la red Global Express del operador Inmarsat está diseñada y cuenta con las licencias para operar en este rango de forma comercial.

2.3 Técnica de reúso de frecuencias

De acuerdo a lo que se mencionó en el anterior punto la correcta distribución y uso de las frecuencias asignadas para el servicio FSS nos permiten el uso de satélites HTS mediante el reúso de frecuencias sin perjudicar los servicios ya establecidos.

La técnica de Reúso de Frecuencias es un proceso muy similar al diseño de celdas celulares, mediante una arquitectura basada en múltiples Spot Beams. Esta técnica hace posible la utilización de uno o más rangos de frecuencias por una cantidad ilimitada de veces, las limitaciones para el uso de esta técnica dependen de las características físicas del satélite como su peso, tamaño, precisión del haz y aislamiento entre haces, todas éstas variables intervienen directamente en la complejidad de fabricación del satélite a ser requerido.

Para la aplicación de la técnica de Reúso de Frecuencias se pueden utilizar diversos patrones, siendo los más comunes los patrones de 3 o 4 colores. El patrón de 3 colores tiene algunos problemas de interferencia cuando los haces son muy pequeños, además de la complejidad de diseño de la carga útil del satélite puesto que la distancia entre haces del mismo tipo es asimétrica. En estudios realizados para la implementación de satélites HTS se indicó que el patrón de 4 colores que también tiene cierta interferencia entre haces, sin embargo este patrón mantiene una distancia simétrica entre haces del mismo patrón, lo cual hace menos complejo el diseño del satélite.

[pic 3]

Figura xx: Plan de frecuencias con un patrón de 4 colores.

Fuente: Tesis “Análisis de Viabilidad de los HTS de Banda Ka para la Prestación de Servicios de Banda Ancha satelital en el Perú mediante la Aplicación de Modelos Matemáticos en El Desarrollo de Cálculos de Enlace”. Autor: Ing. Henry William Merino Acuña

En redes móviles terrestres existen patrones de 6,7 ó 12 colores, este tipo de patrones podrían ser utilizados para reducir la interferencia entre haces, sin embargo esto reduciría la capacidad del satélite debido a que se debe asignar menor espectro por patrón haciendo ineficiente el uso del espectro satelital.

Para el diseño del satélite los fabricantes tendrán especial cuidado con el diseño de los reflectores cuando se impliquen características como la forma del haz, los lóbulos laterales y especialmente el apuntamiento del haz

En cualquiera de los casos, los fabricantes de satélites deben tener mucho cuidado con el diseño de los reflectores cuando involucren características como la forma de haz, los lóbulos laterales y sobre todo la precisión en el apuntamiento del haz, sin duda la adición de otras técnicas de mitigación de interferencias contribuyen a la mejora del sistema.

La correcta planificación para el uso de la técnica de Reúso de Frecuencias contribuye al dimensionamiento de un número eficiente de Estaciones Terrenas, de manera que un pequeño número de Estaciones Terrenas den servicio a la mayor cantidad de haces. Considerando en la planificación del proyecto