Un módem satelital o satmodem es un módem que se utiliza para establecer transferencias de datos utilizando un satélite de comunicaciones como relé . La función principal de un módem satelital es transformar un flujo de bits de entrada en una señal de radio y viceversa.
Existen algunos dispositivos que incluyen únicamente un demodulador (y no un modulador, por lo que sólo permiten la descarga de datos vía satélite) que también se denominan "módems satelitales". Estos dispositivos se utilizan para el acceso a Internet por satélite (en este caso, los datos cargados se transfieren a través de un módem PSTN convencional o un módem ADSL ).
Un módem satelital no es el único dispositivo necesario para establecer un canal de comunicación. Otros equipos que son esenciales para crear un enlace satelital incluyen antenas satelitales y convertidores de frecuencia.
Los datos que se van a transmitir se transfieren a un módem desde un equipo terminal de datos (por ejemplo, un ordenador ). El módem suele tener una salida de frecuencia intermedia (IF) (es decir, 50-200 MHz), sin embargo, a veces la señal se modula directamente a banda L. En la mayoría de los casos, la frecuencia se debe convertir utilizando un convertidor ascendente antes de la amplificación y la transmisión.
Una señal modulada es una secuencia de símbolos , fragmentos de datos representados por un estado de señal correspondiente, por ejemplo, un bit o unos pocos bits, según el esquema de modulación que se utilice. Recuperar un reloj de símbolos (hacer que un generador de reloj de símbolos local sea sincrónico con el remoto) es una de las tareas más importantes de un demodulador.
De manera similar, una señal recibida desde un satélite se convierte primero en señal descendente (esto se hace mediante un convertidor de bloque de bajo ruido , LNB), luego se demodula mediante un módem y, por último, se procesa mediante un equipo terminal de datos. El LNB suele recibir alimentación del módem a través del cable de señal con 13 o 18 V CC .
Las principales funciones de un módem satelital son la modulación y la demodulación. Los estándares de comunicación satelital también definen códigos de corrección de errores y formatos de trama .
Tipos de modulación populares que se utilizan para las comunicaciones por satélite:
Los códigos de corrección de errores de satélite más populares incluyen:
Los formatos de trama compatibles con varios módems satelitales incluyen:
Los módems de gama alta también incorporan algunas características adicionales:
Probablemente la mejor manera de entender cómo funciona un módem es observar su estructura interna. En la imagen se muestra un diagrama de bloques de un módem satelital genérico.
Después de una conversión de digital a analógico en el transmisor, la señal pasa por un filtro de reconstrucción . Luego, si es necesario, se realiza una conversión de frecuencia.
El propósito del tracto analógico en el receptor es convertir la frecuencia de la señal, ajustar su potencia a través de un circuito de control automático de ganancia y obtener sus complejos componentes de envolvente.
La señal de entrada para el tracto analógico está en la frecuencia intermedia , a veces, en la banda L , en cuyo caso debe convertirse a una frecuencia intermedia. Luego, la señal se muestrea o procesa mediante el multiplicador de cuatro cuadrantes que produce los componentes de la envolvente compleja ( I, Q ) al multiplicarla por la frecuencia heterodina (ver receptor superheterodino ).
Por último, la señal pasa a través de un filtro anti-aliasing y se muestrea o ( digitaliza ).
Un modulador digital transforma un flujo digital en una señal de radio en la frecuencia intermedia (IF). Un modulador es generalmente más simple que un demodulador porque no tiene que recuperar las frecuencias de los símbolos y de la portadora.
Un demodulador es una de las partes más importantes del receptor. La estructura exacta del demodulador está definida por el tipo de modulación . Sin embargo, los conceptos fundamentales son similares. Además, es posible desarrollar un demodulador que pueda procesar señales con diferentes tipos de modulación.
La demodulación digital implica que un reloj de símbolos (y, en la mayoría de los casos, un generador de frecuencia intermedia) en el lado receptor debe estar sincronizado con los del lado transmisor. Esto se logra mediante los dos circuitos siguientes:
También hay componentes adicionales en el demodulador, como el ecualizador de interferencia entre símbolos .
Si la señal analógica se digitalizó sin un multiplicador de cuatro cuadrantes, la envolvente compleja debe calcularse mediante un mezclador complejo digital .
A veces se implementa un circuito de control automático de ganancia digital en el demodulador.
Las técnicas de corrección de errores son esenciales para las comunicaciones por satélite, ya que, debido a la potencia limitada del satélite, la relación señal/ruido en el receptor suele ser bastante deficiente. La corrección de errores funciona añadiendo una redundancia artificial a un flujo de datos en el lado de transmisión y utilizando esta redundancia para corregir errores causados por ruido e interferencias. Esto lo realiza un codificador FEC. El codificador aplica un código de corrección de errores al flujo digital, añadiendo así redundancia.
Un decodificador FEC decodifica el código de corrección de errores de avance utilizado en la señal. Por ejemplo, el estándar de transmisión de video digital define un código concatenado que consta de código convolucional interno (código estándar de la NASA, perforado, con tasas de , , , , ), entrelazado y código Reed-Solomon externo (longitud de bloque: 204 bytes, bloque de información: 188 bytes, puede corregir hasta 8 bytes en el bloque).
Existen varios tipos de modulación (como PSK y QAM ) que tienen una ambigüedad de fase, es decir, una portadora puede ser restaurada de diferentes maneras. La codificación diferencial se utiliza para resolver esta ambigüedad.
Cuando se utiliza codificación diferencial, los datos se hacen depender deliberadamente no sólo del símbolo actual , sino también del anterior.
La codificación es una técnica que se utiliza para aleatorizar un flujo de datos con el fin de eliminar secuencias largas de solo "0" y solo "1" y asegurar la dispersión de energía. Las secuencias largas de solo "0" y solo "1" crean dificultades para el circuito de recuperación de tiempo. Los codificadores y decodificadores suelen basarse en registros de desplazamiento de retroalimentación lineal .
Un codificador aleatoriza el flujo de datos transmitido. Un decodificador restaura el flujo original a partir del codificado.
La codificación no debe confundirse con el cifrado, ya que no protege la información de los intrusos.
Un multiplexor transforma varias transmisiones digitales en una sola transmisión. Esto se conoce como "muxing".
En general, un demultiplexor es un dispositivo que transforma un flujo de datos multiplexado en varios. Los módems satelitales no tienen muchas salidas, por lo que un demultiplexor realiza una operación de eliminación , lo que permite al módem elegir los canales que se transferirán a la salida.
Un demultiplexor logra este objetivo manteniendo la sincronización de cuadros .
Los módems satelitales se utilizan a menudo para el acceso a Internet en el hogar .
Existen dos tipos diferentes, ambos empleando el estándar de transmisión de vídeo digital (DVB) como base:
También existen módems satelitales industriales destinados a proporcionar una conexión permanente. Se utilizan, por ejemplo, en la red Steel Shankar.
