1、I. UIT-R BO.2016 1INFORME UIT-R BO.2016SISTEMAS DEL SRS PARA LA BANDA 40,5-42,5 GHz(Cuestin UIT-R 220/11)(1997)I. UIT-R BO.20161 IntroduccinEl objetivo de este Informe es evaluar de forma preliminar la viabilidad tcnica de la utilizacin de labanda 40,5-42,5 GHz para las aplicaciones del servicio de
2、radiodifusin por satlite (SRS) al que est atribuido estabanda con carcter primario en todo el mundo. Se necesita dicha evaluacin al suponerse de forma generalizada que lasprdidas de propagacin relativamente grandes que se producen en esta banda la hacen ms adecuada para lasaplicaciones terrenales de
3、 corto alcance que para el SRS (vase el Informe UIT-R BT.961). En Europa, segn la decisindel Comit Europeo de Radiocomunicaciones (CER), ERC/DEC/96, del 5 de junio de 1996, se identifica labanda 40,5-42,5 GHz como banda armonizada para el servicio de distribucin vdeo multipunto (MVDS multipointvideo
4、 distribution service)*. Adems, la hiptesis de que la banda 40,5-42,5 GHz no es adecuada para el SRS, hainducido a algunos a proponer que la banda asociada de enlaces de conexin 47,2-49,2 GHz (vase la Nota 901 delCuadro de atribucin internacional de bandas de frecuencias) se utilice para los servici
5、os de telecomunicacin por mediode globos estratosfricos y para los enlaces ascendentes de un sistema mundial en la rbita de los satlitesgeoestacionarios (no OSG) del servicio fijo por satlite (SFS) (SFS no OSG).Por tanto, otro objetivo del presente Informe es ofrecer ejemplos de parmetros tcnicament
6、e factibles de enlacesdescendentes del SRS en 41 GHz y de enlaces de conexin en 48 GHz que se utilizan en anlisis de comparticin defrecuencia entre estos enlaces y los del MVDS, los de los sistemas de globos estratosfricos y de otras aplicacionespropuestas distintas del SRS y de los enlaces de conex
7、in.El Informe se estructura de la siguiente manera: El 2 analiza el mercado global de los servicios de radiodifusin porsatlite y las aplicaciones particulares en las que pueden ser adecuadas las frecuencias de ondas milimtricas. El 3identifica las atribuciones actuales al SRS y algunas de sus caract
8、ersticas. El 4 trata a continuacin los diversosaspectos de la viabilidad tcnica de los sistemas del SRS en 40 GHz, incluyendo la disponibilidad de los componentes deequipo necesarios, ejemplos de balances del enlace y nivel previsto de disponibilidad de la seal en el enlace. El 5concluye con propues
9、tas de nuevos trabajos, incluyendo algunos estudios especficos de comparticin de frecuencias.2 Demanda de servicios SRSLa demanda de servicios de radiodifusin por satlite ha aumentado exponencialmente durante el ltimo decenio. Elnmero de hogares que reciben actualmente la programacin de televisin di
10、rectamente de satlites es del orden de40 millones, estando situados principalmente en Europa Occidental, Japn y Estados Unidos de Amrica. Excepto enJapn, este rpido crecimiento se ha debido en gran medida a la autorizacin de satlites concebidos para el SFS conenlaces descendentes en 11 GHz para Euro
11、pa y en 4 GHz para Estados Unidos de Amrica. No obstante, tal como sepresenta en el punto siguiente, el crecimiento reciente y el de un futuro prximo se produce en las bandas del SRSplanificadas prximas a 12 GHz y cabe prever que surjan mercados en los pases en desarrollo de Asia, Amrica Latina yfri
12、ca, y que se produzca una nueva penetracin en Europa, Estados Unidos de Amrica, Japn y Australia. En casitodos estos sistemas, las zonas de cobertura del satlite son nacionales o multinacionales.La cobertura nacional y multinacional de los sistemas del SRS actuales y previstos en un prximo futuro pu
13、ede noatender de forma eficaz a la necesidad de una cobertura ms localizada. Se siguen demandando ampliamente serviciosorientados de forma ms especfica a grupos y localidades de intereses comunes. Estos servicios apuntarn a los interesessingulares de programacin nacionales, culturales, educativos y
14、locales de los grupos o localidades particulares. Enmuchos casos, estos servicios tendrn tambin que someterse a severas restricciones de los lmites nacionales yculturales o, tal vez, slo se limiten a los intereses especficos de una localidad particular, por ejemplo, una zonametropolitana. El aprendi
15、zaje a distancia es otro servicio que crece rpidamente y que demanda una mayor capacidady mejor distribucin al usuario final. Se estn utilizando ya redes de televisin de instruccin (por microondas terrenalesy por satlite) que dan soluciones educativas a nivel universitario._*Este servicio es similar
16、 al de distribucin multipunto local (LMDS local multipoint distribution service) de Estados Unidos deAmrica, para el que se ha establecido una atribucin a nivel nacional en las proximidades de 28 GHz.2 I. UIT-R BO.2016Para lograr plenamente los objetivos de prestacin del servicio a una multitud de z
17、onas localizadas (comunidades),resulta muy conveniente que los sistemas funcionen en las bandas de frecuencias ms altas, es decir, en la banda30/20 GHz y superiores. Aunque es tcnicamente posible en bandas de frecuencias inferiores, la utilizacin de estasfrecuencias elevadas ofrece una capacidad de
18、espectro adicional para dar cabida a las previsiones futuras en cuanto acapacidad. Tambin permite utilizar las configuraciones de antena de satlite de gran directividad y elevada gananciaque se necesitan para lograr zonas de cobertura locales con un tamao fsico ms razonable que simplifique el diseo
19、dela antena del satlite y su despliegue. En el caso que nos ocupa se considera que la cobertura de zona local es lanecesaria aproximadamente para cubrir una zona metropolitana importante o que tenga una proyeccin en el suelo deldiagrama de antena equivalente a una de unos 150 a 300 km de dimetro. El
20、 tamao fsico de las antenas del terminal deusuario puede tambin ser proporcionalmente menor, es decir, del orden de 0,5 m o inferiores.3 Atribuciones de frecuencias al SRSLas atribuciones de frecuencias al SRS estn en las bandas prximas a 2, 12, 20, 40 y 85 GHz. Exceptuando lasatribuciones en las ba
21、ndas de 40 y 85 GHz, que ofrecen en cada caso 2 000 MHz de espectro en las tres Regiones dela UIT; la anchura de las bandas y su posicin exacta en el espectro vara segn la Regin. Actualmente, slo las bandasprximas a 12 GHz (11,7-12,5 GHz en la Regin 1, 12,2-12,7 GHz en la Regin 2 y 11,7-12,2 GHz en
22、la Regin 3) seutilizan en mayor medida y su empleo se rige por los planes de asignacin de frecuencias y las disposicionescorrespondientes del Apndice 30 del Reglamento de Radiocomunicaciones (RR).Aunque el nmero de sistemas operativos del SRS en 12 GHz es an comparativamente pequeo, las utilizacione
23、spropuestas y planificadas son muy numerosas. Hasta el momento se han propuesto ms de 175 redes del SRS por unas20 administraciones y 2 organismos internacionales, como modificaciones del Plan del SRS para la Regiones 1 y 3.Entre tanto, se estn realizando los preparativos para revisar el Plan actual
24、 de las Regiones 1 y 3 en la CMR-97,utilizando nuevos parmetros con las asignaciones que no han entrado en servicio y con el fin de que otrasasignaciones puedan servir para nuevos pases.Las atribuciones al SRS en las bandas de 2 GHz y de 20 GHz no son por su parte adecuadas ni estn actualmentedispon
25、ibles para los sistemas individuales de recepcin de TV. Las atribuciones al SRS en las proximidades de 2 GHzestn reservadas para la radiodifusin sonora digital o la recepcin comunitaria de TV. Las atribuciones prximas a20 GHz (21,4-22 GHz en las Regiones 1 y 3 y 17,3-17,8 GHz en la Regin 2) se aadie
26、ron en la CAMR-92 y estndestinadas a la TVAD de banda ancha. No entran en vigor hasta el 1 de abril de 2007.Por contrario, no se han propuesto an sistemas de satlite en las atribuciones al SRS en las bandas de 40 y 85 GHz(40,5-42,5 GHz y 84-86 GHz). No obstante, conviene examinar la utilizacin de es
27、tas frecuencias superiores para lossistemas del SRS con cobertura de zona local. Aunque el grueso de este Informe se centra en la banda de 40 GHz,muchas de sus consideraciones son aplicables tambin a la banda de 85 GHz.4 Viabilidad tcnica de un sistema del SRS en la banda de 40 GHz4.1 Consideracione
28、s generales del sistemaEn este punto se expone que la atribucin al SRS en 40 GHz y la banda asociada para enlaces de conexin de47,2-49,2 GHz permiten el diseo de sistemas que pueden transmitir programacin a una zona local. Dicho sistema,realizado con mltiples haces de antena de satlite muy direccion
29、ales, permite tambin una reutilizacin de frecuencia degran porcentaje y ofrecen la posibilidad de resolver un gran nmero de problemas de congestin de frecuencia mediantedistribucin en canales. La tecnologa actual desarrollada para los actuales sistemas del SFS en ondas milimtricas y losdiversos sist
30、emas actuales del SRS facilitarn el diseo de los sistemas futuros en la banda de 40,5-42,5 GHz. Losdesarrollos tecnolgicos previstos de los futuros sistemas en la banda 30/20 GHz y en bandas de frecuencias superioresfacilitarn tambin la realizacin de los futuros sistemas del SRS.Los avances previsto
31、s en cuanto a compresin de datos permitirn establecer un gran nmero de canales de vdeodigitales de calidad buena o excelente con velocidades de datos relativamente reducidas, inferiores a 1 Mbit/s, lo quesignifica una reduccin considerable respecto a las velocidades de 4 a 6 Mbit/s utilizadas actual
32、mente en los canales concalidad de radiodifusin de los sistemas de radiodifusin directa a los hogares (DTH) de Estados Unidos de Amrica.Amrica Latina, Japn y Europa. Para las aplicaciones de enseanza a distancia, se prev que los requisitos en cuanto aseal de vdeo sean incluso inferiores, suponiendo
33、un enfoque tradicional clsico en el que el instructor efecta lapresentacin del material. As pues, se prev que la mayora de la enseanza podr lograrse con unos 400 kbit/s (oincluso menos, dependiendo de las ganancias de compresin).I. UIT-R BO.2016 3Los sistemas del SRS actuales utilizan transpondedore
34、s con una anchura de banda de 24 a 27 MHz (dependiendo de laRegin) y las correspondientes capacidades mximas de transpondedor de 24 a 27 Mbit/s de seal de vdeo comprimida.Utilizando las mismas tcnicas de modulacin y los mismos esquemas de correccin de errores directa, pero con lacalidad de compresin
35、 mejorada prevista, podrn transmitirse 60 o ms canales de vdeo de 400 kbit/s en las actualesanchuras de banda de transpondedor.Para la programacin local y otras aplicaciones especiales ser probablemente necesaria una calidad superior, pero uncanal de vdeo de 1 Mbit/s debe ser suficiente, pues permit
36、e transmitir 20 a 25 canales de vdeo de gran calidad en lasanchuras de bandas equivalentes de transpondedor. Evidentemente, no hay motivo que justifique mantener estasanchuras de banda actuales para un nuevo sistema. La definicin de las anchuras de banda de transpondedor adecuadasser objeto de compr
37、omisos entre la potencia y la anchura de banda en el transpondedor, junto con una evaluacin de lasvelocidades de datos de canal de vdeo deseables y del nmero de canales de vdeo por transpondedor.Los futuros sistemas pueden permitir transmitir un gran nmero de canales de vdeo empleando tcnicas normal
38、izadas dereutilizacin del espectro. Por ejemplo, con una antena de satlite multihaz de 64 elementos se pueden establecer hasta19 200 canales de vdeo, en una transmisin de 300 canales por haz, siendo cada canal de vdeo de 400 kbit/s yfuncionando cada haz con una anchura de banda de 125 MHz en una o d
39、os polarizaciones ortogonales. Pueden lograrsecapacidades inferiores o superiores utilizando el mismo concepto pero con un nmero inferior o superior de haces o unacantidad superior o inferior de espectro.4.2 Balances de enlace representativosLos clculos preliminares sobre el balance del enlace muest
40、ran la viabilidad de establecer sistemas geoestacionarios concomponentes prcticos. Por ejemplo, suponiendo una proyeccin del haz en el suelo de 0,3 (zona de cobertura de200 km) y una antena de usuario de 0,5 m, un canal de 1 Mbit/s exigir aproximadamente 1 W de potencia deltransmisor del satlite par
41、a establecer una disponibilidad del enlace adecuada (superior a 96%) en las aplicacionesconsideradas.Adems, suponiendo una capacidad de transpondedor de 20 a 25 canales de vdeo de 1 Mbit/s, la potencia deltranspondedor requerida ser de unos 20 a 25 W (40 a 45 W permiten una reduccin de potencia a la
42、 salida operativa de3 dB) con una anchura de banda correspondiente de 40 a 100 MHz, dependiendo de la modulacin, la codificacin, lasbandas de guarda, etc. La proyeccin del haz de 0,3 supone utilizar 200 haces para cubrir plenamente el territorio deEstados Unidos de Amrica con una potencia total resu
43、ltante de 10 kW, si todos los haces van totalmente cargados. Lautilizacin al mximo de la polarizacin doble ortogonal en cada haz puede aumentar esta cifra a 20 kW, peroprobablemente ello no sea necesario. Como alternativa, puede reducirse la potencia del transmisor por portadora delsatlite a 0,5 W,
44、fundamentalmente reduciendo requisitos de potencia de la carga til en un factor de dos, con slo unapequea reduccin de la disponibilidad del enlace. Todos estos parmetros son los de la tecnologa ms reciente previstaa corto plazo en los sistemas de comunicacin por satlite.El Cuadro 1 y el Cuadro 2 mue
45、stran balances de enlace representativos en condiciones de cielo despejado y de lluviamoderada para enlaces del SRS en 40 GHz y enlaces de conexin en 47 GHz, respectivamente. Como indican losparmetros utilizados para el caso de lluvia del Cuadro 2, el enlace de conexin puede reforzarse suficientemen
46、te demanera sencilla, a fin de que su contribucin a la disponibilidad del enlace y al ruido de ida y vuelta sea despreciable. Elnmero comparativamente pequeo y el carcter bastante flexible de los requisitos de emplazamiento, as como ladirectividad muy elevada de los haces de antena de las estaciones
47、 terrenas de enlace de conexin reducen tambin supotencial de interferencia.4.3 Antenas de satlite multihazLa utilizacin de tecnologas de antena multihaz de satlite con pequea cobertura y potencias elevadas del transmisor(ya sea ste de tubo de ondas progresivas (ATOP) o de estado slido con apertura a
48、ctiva) permite lograr niveles elevadosde p.i.r.e. que dan la posibilidad de utilizar pequeos receptores de tierra econmicos. Estos pequeos terminales, juntocon los avances de la tecnologa de compresin digital tales como los de la MPEG-4 permiten disear sistemaseconmicos basados en satlites con un gran nmero de canales de vdeo que pueden utilizarse para aplicaciones deenseanza a distancia o para recepcin en los hogares en la banda 40,5-42,5 GHz del SRS.Los haces puntuales mltiples suponen una solucin excelente para las necesidades de comunicacin de la enseanza adistancia (punto a multipunto y
