ITU-R INFORME S 2151 SPANISH-2009 Use and examples of systems in the fixed-satellite service in the event of natural disasters and similar emergencies for warning and relief operat.pdf

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1、 Informe UIT-R S.2151 (10/2009)Utilizacin y ejemplos de sistemasdel servicio fijo por satlite ensituaciones de catstrofe natural yotras emergencias similares paraalertas y operaciones de socorroSerie SServicio fijo por satliteii I. UIT-R S.2151 Prlogo El Sector de Radiocomunicaciones tiene como come

2、tido garantizar la utilizacin racional, equitativa, eficaz y econmica del espectro de frecuencias radioelctricas por todos los servicios de radiocomunicaciones, incluidos los servicios por satlite, y realizar, sin limitacin de gamas de frecuencias, estudios que sirvan de base para la adopcin de las

3、Recomendaciones UIT-R. Las Conferencias Mundiales y Regionales de Radiocomunicaciones y las Asambleas de Radiocomunicaciones, con la colaboracin de las Comisiones de Estudio, cumplen las funciones reglamentarias y polticas del Sector de Radiocomunicaciones. Poltica sobre Derechos de Propiedad Intele

4、ctual (IPR) La poltica del UIT-R sobre Derechos de Propiedad Intelectual se describe en la Poltica Comn de Patentes UIT-T/UIT-R/ISO/CEI a la que se hace referencia en el Anexo 1 a la Resolucin UIT-R 1. Los formularios que deben utilizarse en la declaracin sobre patentes y utilizacin de patentes por

5、los titulares de las mismas figuran en la direccin web http:/www.itu.int/ITU-R/go/patents/es, donde tambin aparecen las Directrices para la implementacin de la Poltica Comn de Patentes UIT-T/UIT-R/ISO/CEI y la base de datos sobre informacin de patentes del UIT-R sobre este asunto. Series de los Info

6、rmes UIT-R (Tambin disponible en lnea en http:/www.itu.int/publ/R-REP/es) Series Ttulo BO Distribucin por satlite BR Registro para produccin, archivo y reproduccin; pelculas en televisin BS Servicio de radiodifusin sonora BT Servicio de radiodifusin (televisin) F Servicio fijo M Servicios mviles, de

7、 radiodeterminacin, de aficionados y otros servicios por satlite conexos P Propagacin de las ondas radioelctricas RA Radio astronoma RS Sistemas de deteccin a distancia S Servicio fijo por satlite SA Aplicaciones espaciales y meteorologa SF Comparticin de frecuencias y coordinacin entre los sistemas

8、 del servicio fijo por satlite y del servicio fijo SM Gestin del espectro Nota: Este Informe UIT-R fue aprobado en ingls por la Comisin de Estudio conforme al procedimiento detallado en la Resolucin UIT-R 1. Publicacin electrnica Ginebra, 2011 UIT 2011 Reservados todos los derechos. Ninguna parte de

9、 esta publicacin puede reproducirse por ningn procedimiento sin previa autorizacin escrita por parte de la UIT. I. UIT-R S.2151 1 INFORME UIT-R S.2151 Utilizacin y ejemplos de sistemas del servicio fijo por satlite en situaciones de catstrofe natural y otras emergencias similares para alertas y oper

10、aciones de socorro (2009) NDICE Pgina 1 Introduccin 2 2 Utilizacin de estaciones terrenas con antenas de apertura pequea para las operaciones de socorro en el caso de catstrofes naturales y otras emergencias similares 2 2.1 Introduccin 2 2.2 Consideraciones bsicas . 3 2.2.1 Servicios requeridos . 3

11、2.2.2 Requisitos de canal y de capa fsica . 3 2.2.3 Requisitos de la red 3 2.2.4 Estacin terrena asociada . 3 2.3 Niveles de p.i.r.e. de estacin terrena requeridos y recursos de satlite . 4 2.3.1 Ejemplo de clculo de balance del enlace 9 2.4 Configuracin de la estacin terrena transportable. 11 2.4.1

12、 Peso y tamao 11 2.4.2 Antena 11 2.4.3 Amplificador de potencia . 11 2.4.4 Receptor de bajo nivel de ruido . 12 2.5 Ejemplos de realizaciones de estaciones terrenas transportables e implementacin del sistema 12 2.5.1 Pequeas estaciones terrenas transportables 12 2.5.2 Ejemplo de una red de emergenci

13、a y estaciones terrenas asociadas 14 3 Ejemplo que describe la utilizacin de un sistema del SFS para la difusin de alertas en el caso de catstrofes naturales y otras emergencias similares 20 3.1 Sistema de alerta temprana en caso de terremoto . 20 3.2 Distribucin de la informacin por satlite 22 3.2.

14、1 Ventajas de la red de satlites 22 3.2.2 Ejemplo de sistema para la distribucin de informacin por satlite. 22 3.3 Ejemplos de casos de servicio de distribucin por satlite de la EEW 24 3.4 Ulterior desarrollo del sistema de distribucin por satlite 25 4 Conclusiones . 25 2 I. UIT-R S.2151 1 Introducc

15、in Este Informe describe la manera en que los sistemas del servicio fijo por satlite (SFS) proporcionan las radiocomunicaciones necesarias para las operaciones de socorro en caso de catstrofe. Al desarrollar un nuevo sistema del SFS preparado para responder a catstrofes naturales, en el diseo de dic

16、ho sistema deben considerarse las caractersticas tcnicas de los satlites a los que va a accederse. En el 2 de este Informe figura un resumen del diseo del sistema y ejemplos de caractersticas de los sistemas que utilizan estaciones terrenas con antenas de apertura pequea. Adicionalmente, como los si

17、stemas del SFS son en principio adecuados para la distribucin de datos, cabe esperar que se utilicen para la difusin de alertas. En el 3 del Informe aparece el esquema de un sistema de alerta temprana de remoto como ejemplo de mecanismos de difusin de alertas que utilizan el sistema del SFS. Los sis

18、temas del SFS funcionan generalmente en las bandas de frecuencias identificadas en la Recomendacin UIT-R S.1001. 2 Utilizacin de estaciones terrenas con antenas de apertura pequea para las operaciones de socorro en el caso de catstrofes naturales y otras emergencias similares 2.1 Introduccin Si se p

19、roduce una catstrofe natural, una epidemia, una hambruna, etc., normalmente es muy urgente establecer enlaces de telecomunicaciones fiables para utilizarlos en las operaciones de socorro. El satlite aparece como el medio ms adecuado para establecer rpidamente un enlace de telecomunicaciones con inst

20、alaciones a distancia. En este documento se consideran los requisitos principales de dicho sistema de satlites. Suponiendo que el sistema va a funcionar en el SFS, es conveniente que una pequea estacin terrena, tal como una VSAT fija, una estacin terrena montada en vehculo o una estacin terrena tran

21、sportable con acceso a un sistema de satlites existente, est disponible para su transporte hasta la zona donde se produjo la catstrofe y su instalacin en la misma. Tambin es conveniente que el sistema cumpla normas ampliamente acordadas para que: los equipos estn fcilmente disponibles; se garantice

22、la interoperabilidad; se garantice la fiabilidad. Este 2 proporciona un material que puede ser til para planificar la utilizacin de los sistemas del SFS en el caso de catstrofes naturales y otras emergencias similares para alertas y operaciones de socorro. 2.2 Consideraciones bsicas 2.2.1 Servicios

23、requeridos La arquitectura bsica de telecomunicaciones para las operaciones de socorro debe constar de un enlace que establece la conexin entre la zona donde se ha producido la catstrofe y los centros de socorro designados, y sus servicios de telecomunicaciones bsicos deben comprender al menos la te

24、lefona, algn tipo de transmisin de datos (IP, datagramas, facsmil .) y vdeo. Para estas transmisiones se utilizan en la mayora de los casos tecnologas de transmisin digital. I. UIT-R S.2151 3 2.2.2 Requisitos de canal y de capa fsica En las transmisiones digitales, una forma de medir el comportamien

25、to del canal codificado es la proporcin de bits errneos (PBE). El objetivo recomendado de PBE en el SFS que figura en la Recomendacin UIT-R S.1062 es 106durante el 99,8% del tiempo en el mes ms desfavorable. Esta PBE se deriva de la relacin seal/ruido ms interferencia (SNIR), que define el comportam

26、iento de canal, y de la codificacin. Una adecuada codificacin puede compensar en cierta medida la baja calidad del canal pero disminuye la velocidad binaria til. Las condiciones particulares de transmisin en el lugar donde se ha producido la catstrofe en caso de alerta y operaciones de socorro (por

27、ejemplo, el clima del emplazamiento, el carcter de la misin .), que pueden degradar la calidad del canal, deben tenerse en cuenta reforzando la codificacin. Lo ideal sera contar con una codificacin adaptativa; es decir, un sistema capaz de devolver la informacin del canal y responder adaptando la ve

28、locidad de codificacin. 2.2.3 Requisitos de la red Para las operaciones de socorro, debido al requisito esencial de contar con antenas de pequeo tamao, es preferible que la red funcione en la banda 14/12 GHz o incluso en la banda 30/20 GHz. Aunque bandas tales como la de 6/4 GHz exigen antenas de ma

29、yor tamao, tambin pueden ser adecuadas dependiendo de las condiciones de transmisin y cobertura de los recursos del satlite. Para evitar la interferencia debe tenerse en cuenta que algunas bandas estn compartidas con los servicios terrenales. La red debe ofrecer una calidad de servicio adecuada. Si

30、est compartida con abonados que no tienen necesidades urgentes, debe darse absoluta prioridad a las operaciones de emergencia, lo que significa una clase de servicio con precedencia. Podra ser conveniente utilizar una red completamente privada que tuviese bandas de frecuencia e instalaciones reserva

31、das. Cuando el nmero de estaciones terrenas operacionales es elevado, puede que sea necesario establecer un control de red basado en el acceso mltiple con asignacin por demanda (AMAD). 2.2.4 Estacin terrena asociada En el caso de pequeas estaciones terrenas instaladas en el propio lugar donde se ha

32、producido la catstrofe, deben considerarse las estaciones terrenas en vehculos o las estaciones terrenas transportables. La informacin contenida en los 2.3 a 2.6 puede ser til para determinar el tamao de tales estaciones terrenas. A fin de lograr un funcionamiento adecuado de las estaciones terrenas

33、 en el caso de catstrofes, es esencial ofrecer una formacin peridica a los operadores potenciales y un mantenimiento preparatorio. En particular, debe prestarse especial atencin a la inclusin de sistemas de batera o de alimentacin autnomos. 2.3 Niveles de p.i.r.e. de estacin terrena requeridos y rec

34、ursos de satlite En el 2, se estudian los niveles de p.i.r.e. de estacin terrena requeridos y los recursos de satlite mediante clculos de balance del enlace basados en la hiptesis de que una estacin terrena de pequeo tamao (una VSAT fija, una estacin terrena montada en vehculo o una estacin terrena

35、transportable) que funciona en la zona que ha sufrido la catstrofe se comunica con una estacin terrena central equipada con una antena de mayor tamao. La eleccin de los parmetros del sistema debe basarse en las consideraciones indicadas en el 2.3 para la banda 6/4 GHz, la banda 14/12 GHz y la banda

36、30/20 GHz. Los parmetros del sistema figuran en los Cuadros 1a) a 1f). 4 I. UIT-R S.2151 Los mtodos tpicos de modulacin digital y FEC utilizados normalmente en los enlaces por satlite del SFS con el MDP-4 con cdigo convolucional de velocidad 1/2, cdigo convolucional 3/4, cdigo convolucional 1/2 ms u

37、n cdigo externo Reed Solomon 188/204 y un cdigo turbo 1/2. Conviene destacar que la combinacin de un cdigo convolucional como cdigo interno con un cdigo Reed Solomon como cdigo externo ya ha quedado anticuada por la codificacin turbo o la codificacin de verificacin de paridad de baja densidad (LDPC)

38、, que presenta en general mejor comportamiento; el anterior esquema de codificacin ha sobrevivido como un pasado tradicional. En este ejemplo de clculo de balance del enlace se supone un dimetro de la antena de una pequea estacin terrena (montada en vehculo o transportable) de 2,5 m o 5 m para la ba

39、nda 6/4 GHz, de 1,2 m o 3 m para la banda 14/12 GHz y de 1,2 m o 2,4 m para la banda 30/20 GHz. En las estaciones que funcionan en las bandas 14/12 GHz y 30/20 GHz pueden utilizarse antenas de menor dimetro si se toman las medidas adecuadas, tales como el empleo de satlites con una mayor G/T o tcnic

40、as de espectro ensanchado, para poder reducir las emisiones fuera del eje hasta niveles aceptables. En la banda de 4 GHz, los valores tpicos de G/T de una estacin terrena son de 17,5 dB/K y 23,5 dB/K para antenas de 2,5 m y 5 m, respectivamente. En la banda de 12 GHz, los valores tpicos de G/T de un

41、a estacin terrena son de 20,8 dB/K y 28,8 dB/K para antenas de 1,2 m y 3 m, respectivamente. En la banda de 20 GHz, los valores tpicos de G/T de una estacin terrena son de 25,1 dB/K y 31,1 dB/K para antenas de 1,2 m y 2,4 m, respectivamente. Se supone que las temperaturas de ruido del amplificador d

42、e bajo nivel de ruido son de 60 K, 100 K y 140 K para las bandas de 4 GHz, 12 GHz y 20 GHz, respectivamente. Si se utilizan las antenas de pequea apertura tales como las de 45 cm, 75 cm, etc., deben considerarse las disposiciones del Reglamento de Radiocomunicaciones (RR) relativas a la limitacin fu

43、era del eje. El empleo de pequeas antenas puede que no permita satisfacer los criterios de emisiones fuera del eje, por consiguiente, debe reducirse la potencia de transmisin de la estacin terrena para evitar la interferencia a satlites adyacentes y a otros servicios. Cabe sealar los valores de p.i.

44、r.e. de satlite y de p.i.r.e. de la estacin terrena se refieren a pequeas estaciones terrenas con una elevacin de antena de 10 y 2 dB de margen total. En el Cuadro 1f) figuran los parmetros de satlite tpicos para haces globales en la banda 6/4 GHz, haces puntuales en la banda 14/12 GHz y multihaces

45、en la banda 30/20 GHz. La ganancia #a del transpondedor y ganancia #b del transpondedor del citado Cuadro 1f) se definen como muestra la Fig. 1. I. UIT-R S.2151 5 CUADRO 1 Parmetros tpicos del satlite de la estacin terrena y de la portadora para el clculo a) Distancia del satlite geoestacionario Ele

46、vacin (grados) 10 Distancia (km) 40 600 b) Prdidas de trayecto (EL = 10) Frecuencia (GHz) 6/4 14/12 30/20 4,0 6,2 12,25 14,25 20,0 30,0 Longitud de onda (m) 0,08 0,05 0,02 0,02 0,02 0,01 Prdidas de trayecto (dB) 196,7 200,5 206,4 207,7 210,6 214,2 c) Parmetros del canal de transmisin Modulacin FEC M

47、DP-4 Conv.(1)1/2MDP-4 Conv.(1)3/4MDP-4 Conv.(1)1/2MDP-4 Codif. turbo 1/2 MDP-82/3 BER 106106106106106Eb/N0requerida (dB) 6,1 7,6 4,4 3,1 9,0 Velocidad de FEC 0,5 0,75 0,5 0,5 0,67 Velocidad de codificacin exterior 1,0 1,0 188/204 1,0 1,0 Nmero de bits en un smbolo 2 2 2 2 3 C/N requerida (dB) 6,1 9,

48、4 4,0 3,1 12,0 (1)Limitacin de longitud k = 7. d) Valores de ganancia y G/T de la antena de la estacin terrena Banda de frecuencias (GHz) 6/4 14/12 30/20 Dimetro de antena 2,5 m 5,0 m 1,2 m 3,0 m 1,2 m 2,4 m Frecuencia (GHz) 4,0 6,2 4,0 6,2 12,25 14,25 12,25 14,25 20,0 30,0 20,0 30,0Eficacia 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 Ganancia de cresta de la antena (dBi) 38,2 42,0 44,2 48,0 41,5 42,8 49,5 50,8 45,8 49,3 51,8 55,3G/T (dB/K) 17,5 23,5 20,8 28,8 25,1 31,1 e) Valores de ganancia y G/T de la antena de la estacin terrena central Frecuencia (GHz) 6/4