Sistemas VSAT para el restablecimiento de comunicaciones en Puerto Rico tras el paso de los huracanes Irma y María

El miércoles 6 de septiembre de 2017 Puerto Rico fue asolado por el huracán Irma, uno de los más potentes del siglo, con vientos sostenidos de hasta 295 Km/h. Cuando aun no se habían recuperado del desastre, el miércoles 20 de septiembre un nuevo huracán de nombre María, con vientos de hasta 200 km/h, hizo su aparición y barrió la isla por completo, destrozando las pocas infraestructuras que habían quedado en pie. Para hacer frente a la emergencia y como en otras ocasiones, Cruz Roja envió ayuda y voluntarios para colaborar en las tareas de reconstrucción y también envió un equipo de expertos en sistemas VSAT, con la misión de restablecer las comunicaciones en la isla. En las siguientes fotografías se muestran algunos ejemplos de los efectos del huracán sobre la red de tendido eléctrico y de comunicaciones.

Interrupción del suministro eléctrico como consecuencia del huracán

Efecto del huracán sobre postes de tendido eléctrico y de comunicaciones

 Voluntarios de Cruz Roja instalación uno de los sistemas VSAT desplazados a la isla

Los voluntarios de Cruz Roja instalaron varios sistemas VSAT y con ellos permitieron suministrar conectividad a Internet a aquellas personas que querían ponerse en contacto con familiares situados en otros extremos de la isla mediante VoIP, aplicaciones de mensajería instantánea o correo electrónico.

Conectividad Wifi  a través de VSAT a vecinos afectados por los huracanes

Desde un punto de vista técnico es de resaltar que en esta ocasión los voluntarios de Cruz Roja en Puerto Rico utilizaron nuevos equipos VSAT del modelo 1021 Agilis Flyaway Antenna. Estos equipos constan de un reflector parabólico de 100 cm formado por 7 segmentos de composite-carbono, lo cual los convierte en sistemas de bajo peso y fácilmente transportables, siendo compatibles además con satélites Intelsat y Eutelsat, en bandas X, Ku y Ka.  

 Sistema VSAT 1021 Agilis Flyaway Antenna de Cruz Roja

A diferencia de los equipos VSAT que tenemos instalados en el CIFP Tartanga, en este modelo el BUC se encuentra situado en la parte inferior de la antena y está conectado mediante una guía de ondas flexible al conjunto de alimentación del reflector parabólico. 

Detalle de la conexión por guía de ondas flexible entre el BUC y el alimentador

Panel trasero de conexiones del BUC

El BUC utilizado es el modelo IBUC2 de Norsat, con una potencia de salida de hasta 40 W en la banda Ku standard (14.0 – 14.5 GHz). La conexión con el modem VSAT se lleva a cabo mediante el IFL (interfacility link) en la banda de 950 MHz to 2.0 GHz y por dicha conexión se puede suministrar al BUC igualmente una señal de referencia de 10 MHz, alimentación en continua y señalización mediante FSK.

Descripción de los conectores del BUC situados en su panel trasero.

Diagrama interno del BUC

Otra característica del sistema VSAT desplazado por Cruz Roja a Puerto Rico es su capacidad para trabajar simultáneamente con satélites que utilizan polarización CO-POL o polarización CROSS-POL. En los primeros de ellos, las señales Tx y Rx utilizan la misma polarización, diferenciándose las señales Tx y Rx por las frecuencias utilizadas en cada una de ellas. En el sistema CROSS-POL, también conocido como X-POL, se utiliza polarización cruzada, lo cual significa que las señales Tx y Rx se diferencian por las frecuencias utilizadas y también por la polarización de cada una de ellas. Este es  el caso más habitual en los satélites VSAT comerciales con objeto de incrementar la capacidad del satélite, ya que la mitad de los transpondedores, tanto en Tx como en Rx, trabajan con una polarización y la otra mitad trabajan con la polarización contraria, permitiendo la reutilización de frecuencias (en la práctica no se emplea una reutilización completa de frecuencias sino tan solo una reutilización parcial, con canales solapados parcialmente).

 Conjunto de alimentador de antena con conexión para LNB CO-POL y X-POL

Solapamiento de frecuencias en Tx y en RX mediante utilización de polarizaciones H y V (www.unols.org)

Voluntarios de Cruz Roja instalando el sistema VSAT

La imagen anterior corresponde a un momento del montaje del sistema VSAT y en ella se observa con claridad que el LNB utilizado es el X-POL. Esta ha sido la configuración utilizada con este sistema VSAT en Puerto Rico, el cual ha dado servicio mediante conexión al satélite AMC 21. 

 

Conexión de la salida RF del BUC con polarización vertical a la guía de ondas flexible

Polarización horizontal y polarización vertical

Otro elemento claramente visible en este sistema VSAT y que es crítico para su correcto funcionamiento es el OMT (Orthogonal Mode Transducer), que se utiliza en los sistemas con polarización cruzada (X-POL) para guiar correctamente las señales que van desde el BUC  hacia la antena (Tx) y desde la antena hacia el LNB (Rx). Estos OMT pueden llevar además  un filtro de rechazo de transmisión situado en la rama que va hacia el LNB, el cual, como su propio nombre indica, dificulta que la señal enviada por el BUC alcance al LNB.  En cambio, cuando se utiliza polarización CO-POL no existe ningún OMT ya que ambas señales tienen la misma polaridad y en su lugar son necesarios dos filtros, uno en el LNB con la misión descrita anteriormente y otro situado en el BUC para impedir que éste pueda recibir señal desde el satélite. 

 Orthogonal Mode Transducer (Imagen de Brian Donaldson)

Efecto del Filtro de Rechazo de Transmisión (Intelsat)

 OMT para polarización X-POL y filtros en polarización CO-POL 

Características del LNB X-POL

Características del LNB CO-POL

En equipos VSAT destinados a clientes residenciales y empresas, el conjunto de LNB, BUC, OMT y bocina (Feed Horn) viene ensamblado de fábrica en un solo bloque y el usuario no se tiene que preocupar en absoluto de detalles técnicos como la polarización o si el satélite funciona en modo X-POL o en modo CO-POL. Estos sistemas VSAT vienen preparados para funcionar con un único satélite y para su puesta en marcha tan solo es necesario apuntar correctamente al satélite asignado y seleccionar el haz o “beam” indicado por el proveedor del servicio. Este es el caso, por ejemplo, del equipo VSAT que tenemos instalado en el CIFP Tartanga, el cual apunta al satélite Hispasat 5-E siendo el proveedor el operador de telecomunicaciones Euskaltel.

Equipo “compacto” VSAT para clientes residenciales y empresas

Evidentemente ese no es el caso del equipo transportable 1021 Agilis Flyaway Antenna utilizado por Cruz Roja, en el cual se deben de montar todos los elementos, conectar el BUC y conectar el LNB adecuado a la polarización del satélite (X-POL o CO-POL).

Conexión del LNB al OMT

Conexión de la guía de ondas flexible al conjunto de alimentación de antena

Por último, felicitamos a nuestro compañero Elisardo Álvarez, profesor del dpto. de Electrónica del CIFP Tartanga,  por su desinteresada labor como voluntario de Cruz Roja en Puerto Rico durante el pasado mes de octubre y por la completa información que nos ha transmitido acerca de los detalles técnicos del sistema VSAT. También queremos agradecer el trabajo realizado al resto de compañeros de Cruz Roja España que le han acompañado en la tarea y muy especialmente a Alejandro Hernández y Guillermo González, por las estupendas fotografías del sistema VSAT 1021 Agilis Flyaway Antenna que nos han hecho llegar y que son las que nos han permitido realizar esta entrada del blog. 

Nuestro compañero Eli, primero por la derecha, junto a otros voluntarios de Cruz Roja de EEUU, Finlandia y España  

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2 respuestas a Sistemas VSAT para el restablecimiento de comunicaciones en Puerto Rico tras el paso de los huracanes Irma y María

  1. Enrique del Rio dijo:

    Hola Guillermo

    Encantado de hablar contigo, mi compañero Eli Álvarez nos ha hablado muy bien de vosotros.

    Me alegro de que os haya gustado el contenido de esta entrada del blog, que desde luego, sin vuestra colaboración hubiera sido imposible de hacer. Para nosotros ha sido una verdadera sorpresa las características del equipo VSAT 1021 Agilis Flyaway Antenna que ha llevado Cruz Roja a Puerto Rico. Hasta ahora todos los equipos VSAT que hemos manejado vienen configurados “de fabrica” en lo que respecta al bloque LNB-BUC-Alimentador de antena, y por eso nunca nos habíamos tenido que plantear si un LNB debe ser CO-POL o X-POL y cosas parecidas. Ha sido una gran ocasión para aprender y sin duda, intentaremos transmitir este conocimiento a nuestros alumnos.

    Te envío el agradecimiento también de parte de Vicente Llarena, ingeniero de telecomunicaciones de la empresa KGT Makusi, colaborador habitual en cursos y actividades de formación de nuestro instituto y persona rigurosa donde las haya con la formación y con el conocimiento. El tampoco había tenido nunca acceso a este tipo de equipos y por eso también ha tenido una grata sorpresa con la información y las fotografías que nos habéis hecho llegar desde Cruz Roja España. (Ejemplo de colaboración de Vicente Llarena con el CIFP Tartanga)

    Un saludo y gracias de nuevo.

    Enrique del Río
    Centro Integrado de Formación Profesional Tartanga
    Erandio
    Bizkaia

  2. Guillermo Gonzalez dijo:

    Hola, soy Guillermo González, uno de los voluntarios de Cruz Roja desplazados en Puerto Rico. El agradecimiento es mutuo puesto que el artículo está realmente genial, muy bien explicado y documentado. Me has hecho recordar mis días como estudiante de Telecomunicaciones, menudo repaso, ya me hubiese gustado encontrar un artículo como este en aquel momento.

    Enhorabuena!

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