En la siguiente figura se indica en forma conceptual y a bloques muy generales, el esquema del sistema satelital en operación:
Figura 1 Interconexión y acceso a los recursos de la red Institucional desde sitios remotos a través del medio satelital y un punto de acceso.
La red ha sido diseñada en base a los requerimientos y provee los servicios de transporte para soportar las aplicaciones multimedia y mediciones de control requeridas por PEMEX. La topología del sistema es estrella, permitiendo la comunicación entre la red corporativa de PEMEX con los sitios remotos dispersos geográficamente en el territorio nacional.
El sistema permite el soporte de servicios de banda ancha operando con el protocolo de comunicación IP (Internet Protocol). El sistema permitirá la expansión de los servicios de comunicación en sus fases siguientes para soportar en su Tercera Ampliación hasta seis mil doscientas (6,200) estaciones remotas.
En la estación Maestra se integra el NOC (Centro de Operación de la Red) y se encuentra equipada con los subsistemas e interfases para la interconexión con las redes terrestres de PEMEX, que incluyen: la red privada de voz, la red de datos (a través de enlaces E3 al conmutador ATM), la red de microondas para canales discretos (a través de enlaces de baja velocidad RS-232/V.24) y los equipos para la distribución de video (a través de las interfases de entrada de video NTSC). La Estación Maestra se localiza en un área estratégica en la Ciudad de México y se comunica a la red privada de PEMEX, a través de un enlace metropolitano de fibra óptica.
El sistema de gestión de la red está localizado en el Centro Nacional de Administración de Redes (CNAR). La red opera en la banda de frecuencias Ku con el satélite Satméx 6. En la etapa inicial de operación del sistema el ancho de banda requerido fue de 3.7 MHZ, distribuidos en una portadora saliente (o Outroute) y once portadoras entrantes (o Inroute).
Figura 2. El esquema general del sistema satelital muestra la interconexión de las estaciones remotas con el Hub central siendo éste el punto de acceso a la red Institucional y después se enruta al tipo de red que solicita el usuario desde un sitio distante.
Las principales características de la red multiservicios satelital de PEMEX son:
Configuración tipo estrella
Banda de operación KU
Transmisión de información con protocolo IP
Crecimiento modular para soportar hasta 48 Mbps en la ruta saliente (Outroute) y hasta 128 canales entrantes (Inroute). Los canales de Inroute pueden ajustarse a 64, 128, 256 y 512 Kbps.
Seguridad incorporada de red
Cuenta con controles de niveles de servicio (de extremo a extremo QoS)
Ruta saliente (HUB a Remotas) de banda ancha (DVB-S)
Rutas entrantes (Remotas a HUB) con técnica de acceso TDMA y modulación OQPSK
Características incorporadas de enrutamiento
La disponibilidad de diseño de los enlaces es de 99.8% considerando segmentos de subida + bajada con lluvia en ambos extremos
Soporta aplicaciones multimedia.
Las estaciones remotas están clasificadas en cuatro categorías de acuerdo al tipo de usuario final a integrar.
Tabla1. Los cálculos de enlace la disponibilidad de al menos 99.5 a 99.6%, considerando únicamente discontinuidades por efectos de propagación (lluvia, niebla, etc.), y no considera interrupciones ocasionadas por la falla de los equipos.
Tipo de estación remota VSAT Numero y Tipos de Puertos Disponibilidad mínima del sistema Tiempo máximo de fallas al año (Horas) R1 (1-4)RS-232 99.50% 43.8 R2 (2) ETHERNET RJ-45 99.50% 43.8 R3 (4)ETHERNET RJ-45 (3) RJ-11 99.60% 35.04 R4 (1)ETHERNET RJ-45 (1)RJ-11 99.60% 35.04 EXTR A NEWS SOFTWARE ARCHIVOS Y DOCUMENTOS
AUDIO & VIDEO EN TIEMPO REAL INTERNET Equipo Remoto Equipo Remoto Equipo Remoto
Como se puede observar en la Tabla 1, existen cuatro versiones o configuraciones distintas de las estaciones remotas. La diferencia entre una y otra depende de la cantidad de servicios con los que cuentan. Esto se determina por su aplicación específica. El tipo de estación más equipada por la cantidad de servicios que integra es la denominada R3, que se muestra a continuación:
Figura 3. Configuración típica de una estación tipo R3 que integra servicios de voz, fax, datos y de canales discretos. Los servicios se van integrando por medio de módulos que proporcionan la interfaz adecuada para el servicio.
En su etapa inicial la red satelital operó con el satélite Solidaridad-II, planeándose la migración en un mediano plazo al nuevo satélite Satmex-6 el cual se esperaba estuviera en órbita en la primera mitad del 2005 pero que finalmente se ubicó a mediados del 2006.
Figura 6. Huella del satélite Solidaridad II
Se han obtenido mejoras respecto al nivel de operación con la migración al Satmex 6 alcanzando una mejor área de cobertura del territorio nacional en lo que comprende la llamada región NAFTA, como se muestra a continuación.
Figura 7. Huella del satélite Satmex 6
Se observa que en la zona que corresponde al Golfo de México (que es donde se encuentran las plataformas marinas, los pozos de extracción, equipos de exploración y perforación) se cubre de mejor forma. Además las velocidades de inroute y outroute aumentaron y se enlazan de una manera más rápida y eficiente.
La posición orbital que ocupaba el Satélite Solidaridad-II fue ocupada por el Satmex-6 gradualmente, por lo que al momento en que se efectuó la migración de la red al nuevo satélite no fue necesario reorientar antenas, sólo realizar pruebas de niveles de potencia en el Hub central.
Figura 4. Diagrama de los bloques que componen al Hub Central: la antena maestra, la unidad de sistema de energía (UPS) que trabaja en redundancia, el NMS (Network Manager System) que supervisa y administra los enlaces a las estaciones remotas y el NOC (Network Operation Center) que alberga todos los elementos para proporcionar el enlace remoto con la red Institucional.
En la figura siguiente están indicadas en forma esquemática cada una de las partes o subsistemas que conforman el sistema Central, así como su interconexión a la red privada de Petróleos Mexicanos:
Figura 5. Interconexión del Hub Central a la red privada Institucional de Petróleos Mexicanos a través de un enlace de fibra óptica por el cual se conducen las tramas IP y se enrutan a la red que se solicita.
El NOC ha sido diseñado para soportar el tráfico de voz, datos y video de 380 estaciones remotas.
A. Retardo Satelital y Compensación en el Tiempo de Envío de los Paquetes IP
El retardo satelital es un aspecto importante a considerar en la implementación de aplicaciones a través de este sistema. A la ruta de transmisión de la señal desde la estación terrena al satélite y del satélite a la estación terrena se le llama un salto (hop). El retardo de propagación de un salto puede estar en el rango de 230 a 270 milisegundos para un satélite geoestacionario, dependiendo de la ubicación geográfica dentro de la huella del satélite. Este efecto se compensa mediante la técnica llamada poleo.
El poleo local de TCP (Protocolo de Control de Transmisión), o spoofing, es utilizado para compensar el retardo en la comunicación satelital. El spoofing de TCP es una técnica que incrementa el rendimiento (throughput) de TCP hasta 2.5 Mbps en una sola conexión TCP a través del enlace satelital. El spoofing de TCP involucra el uso de dispositivos locales que respondan a los mensajes de control de TCP en lugar de enviarlos a los dispositivos distantes. El NOC reconocerá los paquetes de la interfase corporativa (enterprise interface)
.
La remota reconocerá los paquetes de los dispositivos en la LAN remota.
El protocolo utilizado en el enlace satelital asegura la entrega precisa PBP (Performance Backbone Protocol) y PEP (Performance Enhancing Protocol) similar a TCP, involucra el establecimiento de conexiones y reconocimientos.El poleo local del saludo de tres vías (3 way handshake spoofing), permite la transferencia de datos sin esperar a que la conexión se establezca, mejora el tiempo de respuesta para conexiones de corta duración como las utilizadas en la navegación en Internet y puede ser deshabilitado desde el Hub Central. Múltiples conexiones TCP son multiplexadas a través del enlace satelital. El spoofing es selectivo (esto es, el número de puerto TCP), reduce el número de reconocimientos transmitidos a través de la inroute y la cantidad de ancho de banda requerido por el tráfico de control. En la reducción de los ACKs, el NOC envía múltiples paquetes (PBP) a la remota, en lugar de enviar un ACK para cada paquete PBP. La remota esperará por un periodo de tiempo especificado por el timer del ACK, y enviará un ACK por el canal de inroute cada vez que expire el timer del ACK. Esta secuencia reduce la carga en la dirección de inroute (remota a NOC) para lograr una alta velocidad en la transmisión de datos. Por ejemplo, una transmisión a 2 Mbps requerirá de 82–165 ACKs por segundo. La reducción de ACKs puede limitar éstos a un número de 2–10 ACKs por segundo sin una reducción significativa en el rendimiento (throughput) del enlace.
Sección II. Alcance Final de la Implementación de