Presupuesto de enlace por satélite: modelos UIT-R y Montecarlo

Por qué los presupuestos de enlaces de un solo punto fallan sobre el terreno

Un presupuesto de enlace produce un número: el margen entre el C/N0 que recibe y el C/N0 que necesita el demodulador. Positivo significa que el enlace funciona, negativo significa que no.

Los enlaces satelitales reales no se encuentran en un punto. La lluvia atenúa la señal, transmite variaciones de potencia con la temperatura, la antena apunta ligeramente fuera del eje y el clima del sitio es una estadística más que una constante. Un presupuesto de un solo punto no dice nada acerca de cuánto de eso puede absorber el enlace.

En este tutorial se utiliza la herramienta de presupuestación de enlaces por satélite para diseñar un enlace ascendente VSAT en banda Ku. La primera lección es menos glamurosa que la caída de la lluvia: comprueba la aritmética del cielo despejado antes que nada.

El diseño de referencia: VSAT Uplink en banda Ku

El terminal sube 10 Mbit/s a un satélite GEO desde Múnich (48,14° N, 11,58° E) a 14 GHz.

Una antena parabólica de 1,2 m con una eficiencia del 60% tiene 42,7 dBi de ganancia a 14 GHz y 4 W son 6,0 dBW. Tras la pérdida de alimentación y guía de ondas, 48 dBW es un EIRP terminal aceptable. El rango de inclinación proviene de la geometría GEO a una elevación de 38°, no de los 35.786 km de altitud.

Leyendo la tabla de presupuesto de Link

El enlace no se cierra y la lluvia tiene poco que ver con ello. Si eliminamos todos los términos atmosféricos, el presupuesto sigue siendo inferior a 4,7 dB:

Esta es la falla más común en los presupuestos hechos a mano: un letrero o un término omitido que hace que un enlace térmicamente imposible parezca cómodo. Comprueba que el C/N0 en cielo despejado coincide con el requisito antes de realizar cualquier esfuerzo de propagación.

Lluvia al 99,5% en Múnich

La herramienta lee el clima de Múnich a partir de los mapas de la UIT-R: $R_{0.01}$ = 32,1 mm/h (P.837-7), la altura de la lluvia es de 3,61 km (P.839-4) y la altura de la estación es de 0,51 km (P.1511-1). Con los coeficientes P.838-3 a 14 GHz y el método de trayectoria inclinada P.618-13:

En el punto de diseño del 99,5%, la lluvia cuesta menos de 1 dB. Crece considerablemente más allá de esa cifra (ocho veces más, con un 99,99%), por lo que el objetivo de disponibilidad, más que la frecuencia, establece el margen de lluvia que necesita un enlace en banda Ku.

Fijando el presupuesto térmico

Dos cambios cierran el enlace al 99,5% cada uno:

Si se reduce la velocidad 5 veces, se compran 7,0 dB. El terminal más grande consume 7 dB de EIRP: 3,5 dB en la antena más grande y entre 3 y 4 dB en un BUC de 8 a 10 W.

Comprobando las bandas de Montecarlo

La versión de Montecarlo (10 000 pruebas en la versión gratuita) varía el EIRP y el G/T (σ = 0,3 dB), añade una pérdida de puntería (exponencial, media de 0,2 dB), distribuye la tasa de lluvia de forma logarítmica normalmente (σ = 0,5) y añade un término de atenuación (|normal|, σ = 0,4 dB). Se trata de un modelo de incertidumbre en torno al presupuesto del UIT-R, no de un método del UIT-R.

Para cualquiera de las dos soluciones, el margen p5 es de aproximadamente -1,2 dB, mientras que el valor nominal es de +0,9 dB: el 5% de los ensayos terminan por debajo del umbral del 99,5% en 1,2 dB o más. La mediana se sitúa por debajo del valor nominal porque el apuntamiento y el desvanecimiento solo restan.

Diseñe con el margen p5, no con el nominal, si el enlace debe cumplir su disponibilidad de manera confiable.

Qué se necesita para llegar al 99,9%

Con un 99,9%, la lluvia alcanza los 2,61 dB y las dos correcciones del 99,5% vuelven a ser insuficientes (−0,70 dB con 2 Mbit/s, −0,69 dB con el terminal de 55 dBW). Dos maneras de hacerlo:

El satélite G/T no es algo que controle el diseñador del terminal, pero varía varios dB a lo largo de un haz. Compruebe el contorno G/T en su sitio en lugar de usar el valor beam-peak.

Emplazamiento y elevación

El mismo diseño de 2 Mbit/s al 99,9% se trasladó a otros sitios:

El clima del sitio establece el margen de lluvia; la latitud por sí sola no lo hace.

Elevar el ángulo de elevación ayuda menos de lo que parece. Si la terminal de Múnich pasa de 38° a 55° (un satélite situado más al este en el arco), se reduce la lluvia en un 99,5%, pasando de 0,97 a 0,82 dB, y dado que el rango de inclinación es más corto y la trayectoria del gas y las nubes es más delgada, el margen mejora en aproximadamente 0,5 dB.

Reglas clave de diseño a partir de este análisis

Cierra primero el presupuesto para cielo despejado. En la banda Ku de Europa central, el presupuesto térmico (EIRP, G/T y velocidad de datos) decide si un enlace del 99,5% se cierra o no. La lluvia al 99,5% equivale a aproximadamente 1 dB. La disponibilidad es cuando la lluvia pica. En Múnich, la lluvia a 14 GHz pasa de 0,97 dB al 99,5% a 2,61 dB al 99,9% y a 7,99 dB al 99,99%. Cada nueve adicionales necesita una nueva visión del diseño. Diseñe con un margen de p5. El margen nominal se mantiene solo en condiciones medias. Utilice el sitio, no la zona. La diferencia entre Houston y Copenhague es de 3,8 dB de lluvia y del 99,9% para la misma terminal.

Ejecute el diseño de referencia y, a continuación, cambie una cosa a la vez: la URL del escenario conserva todas las variantes.

Actualizado el 2026-09-19. Una versión anterior de este artículo indicaba que este diseño tenía una relación C/N0 = 80,8 dBHz, 16 dB demasiado, y atribuía el margen resultante a 6,8 dB de lluvia en un clima de banda de latitudes. Todos los números anteriores ahora provienen de la herramienta corregida.

---

Herramientas relacionadas: Link Budget Calculator, Calculadora EIRP, Noise Figure Cascade