MXPA97008708A - Satelite de comunicaciones de alta capacidad - Google Patents

Abstract

Un satélite de comunicación de alta capacidad utiliza un gran número de haces paralelos y un procesamientoóptico para efectuar un sistema de comunicaciones completamente conmutado, de alta capacidad de canal, de alta amplitud de banda, completamente interactivo.El satélite reutiliza su amplitud de banda asignada en cada uno de los múltiples haces. Los haces se forman ya sea por mediosópticos o de RF. Los usuarios específicos en cada haz se separan después de maneraóptica mediante el uso de técnicas de correlación de instalación de modulación de luz espacial (SLM). Puede utilizarse una sola SLM grande, o múltiples SLMs más pequeñas en combinación. Los clientes individuales se reposicionan en la instalación mediante mezclado y recorrelación de SLMóptica. El resultado se remodula entonces mediante otra instalación de SLM utilizada como una mezcladora, y después se recombina para volver a forma los haces de salida apropiadas. El sistema entero se convierte entonces en una red de comunicaciones de alta capacidad de canal, de alta amplitud de banda, completamente conmutada, en un sólo satélite.

Description

SATÉLITE DE COMUNICACIONES DE ALTA CAPACIDAD Antecedentes de la Invención Campo de la Invención La presente invención se refiere a satélites de comunicación y, en particular, a la provisión de una red de comunicación completamente interactiva, completamente conmutada, de alta capacidad de canal, de alta amplitud de banda en un solo satélite. El sistema inventivo es un satélite de comunicaciones de alta capacidad, o HCCS. DESCRIPCIÓN DE LA TÉCNICA RELACIONADA Los satélites se han utilizado para la comunicación por años. Un uso común de los satélites involucra la transmisión distribuida, como el Telesat de banda C y, Ku, satélites de transmisión directa que tienen uno o dos haces. Estos satélites, los cuales se encuentran en órbita geosíncrona (es decir, su velocidad y altitud orbital son tales que parecen oscilar sobre una posición particular en la superficie de la tierra) , transmiten una serie de "programas" simultáneos en una dirección hacia un vgran número de estaciones terrestres individuales. Estos no son satélites de punto a punto O interactivos (de dos vías) . Sin embargo, deben tener una amplitud de banda definitivamente amplia (típicamente 100-500 MHz) . Otro uso para los satélites de comunicaciones es un así llamado uso de tipo de paso de punto a punto, en el cual un haz receptor se apunta a un gran disco de envío (por ejemplo, en Europa) y un haz transmisor correspondiente se apunta a un disco de recepción en los Estados Unidos (por ejemplo, Intelsat) . Este sistema también es geosíncrono y de banda amplia (100-500 MHz), pero tiene un número limitado de haces (por ejemplo, ocho haces serían un gran número para tal sistema) . También, estos sistemas cubren solamente áreas limitadas, permiten solamente una conmutación limitada, si es que la hay, y manejan muy pocos canales de comunicación. Algunos diseños de sistema más nuevos (Iridium, Ellipsat, Calling Communications) involucran un gran número (66 a 840) de satélites de órbita baja que pasan mensajes entre sí para crear una red completamente interactiva. Estos son sistemas muy complejos, caros, limitados a una amplitud de banda baja («10 KHz o menos) y a una baja capacidad (50-200 canales en el sistema total) . Los sistemas de comunicación por satélite típicos se han limitado a una amplitud de banda baja (por ejemplo, 50-500 MHz manejarían solamente 50-500 canales) ; las redes de conmutación, que utilizan conmutación de video estándar capaz de la inclusión en un satélite, manejarían solamente 10-100 canales conmutados. Aún el sistema telefónico nacional actual maneja solamente audio, lo cual tiene una amplitud de banda mucho más inferior («10 KHz) , para conmutar aproximadamente un millón de clientes simultáneamente. El sistema telefónico terrestre contiene 10,000-20,000 construcciones de conmutación, a un costo de sobre $100 mil millones. Sería deseable proporcionar un sistema de satélite que tenga un gran número de canales y una alta amplitud de banda, mientras proporciona un sistema interactivo, completamente conmutado. Aunque se conoce la tecnología moduladora de luz espacial (SLM) en base a la óptica y puede utilizarse para la transmisión a través del aire, como se hace evidente por ejemplo en la Solicitud Copendiente No. 08/133,879, presentada a nombre del presente inventor, la aplicación de la tecnología de SLM para proporcionar comunicaciones por satélite de alta capacidad no se ha conocido, hasta donde el presente inventor está conciente. SUMARIO DE LA INVENCIÓN Es un objeto de la presente invención crear un satélite de comunicaciones que no sufra de las desventajas anteriores. Es un objeto específico de la invención proporcionar un sistema que combine un gran número de múltiples haces de antena y un novedoso procesamiento óptico y sistema de conmutación que utiliza tecnología de SLM.

Al utilizar un gran número de haces paralelos (100 a 4,000) y un procesamiento óptico en base a un modulador de luz espacial (SLM) para distinguir a los clientes dentro de cada haz (100 a 1,000 clientes/haz) y al desplazar los clientes individuales hacia el haz de salida y frecuencia de salida apropiados, la presente invención permite la conmutación simultánea de hasta un millón de señales de 1 MHz (video completo) simultáneas, produciendo así una red de video completamente interactiva. La amplitud de banda lograda por la invención es 100 veces la amplitud de banda de los caros sistemas de órbita terrestre baja, y maneja de cinco a 20 veces el número de clientes simultáneos en un solo satélite, en contraste con los 66 hasta 840 satélites requeridos en la actualidad. Como resultado, el sistema inventivo es relativamente bastante bajo en costos. Los SLMs y los dispositivos formadores de haz son circuitos integrados, individuales, definitivamente económicos, que permiten que la reducción en el peso del satélite sea menor a la mitad del de los diseños de satélite actuales. El sistema de HCCS utiliza desde 100-4,000 haces simultáneos (siendo el diseño de la linea base de 1,000). Ya que es posible reutilizar el espectro completo en cada haz si los haces se codifican de manera apropiada, es posible manejar 500 clientes por haz (1 MHz/canal en una amplitud de banda total de 500 MHz) , permitiendo el uso simultáneo total por aproximadamente 1 millón de clientes. El problema restante es cómo conmutar los 500,000 canales de salida. Como se mencionó arriba, el actual sistema telefónico requiere de 10,000-20,000 construcciones para conmutar el mismo número de canales de audio de amplitud de banda mucho más inferior; además, el sistema de HCCS debe conmutar el mismo número de canales de video de amplitud de banda mucho mayor (1 MHz) dentro de un satélite definitivamente pequeño. Los desarrollos recientes en el SLM que utiliza tecnología de origen cuántico han creado la capacidad de instalaciones de 1024 x 1024 pixeles que pueden conducirse a velocidades de 1 GHz desde una reflectancia total hasta una reflectancia casi nula (sobre 40 dB de rango dinámico) . Aunque las instalaciones de este tamaño permitirían una implementación completa de la invención, y serían una modalidad preferida, como un problema práctico en el presente solo se encuentran disponibles SLMs más pequeños en las cantidades y costos necesarios. Dentro de la contemplación de la invención se encuentra el uso de un número mayor de SLMs más pequeños (tal vez dos, cuatro, ocho o 16 o más según se desee o sea necesario) en combinación para proporcionar un desempeño comparable al logrado por los SLMs más grandes.

De acuerdo con una modalidad preferida de la técnica de conmutación inventiva, primero se codifican los 500 canales por haz ya sea por asignación de frecuencia o por codificación de banda amplia. Después, una instalación de SLM de 1024 x 1024 (hecha de ya sea un solo SLM o múltiples SLMs más pequeños) mezcla las frecuencias entrantes provenientes de las frecuencias asignadas a la banda base donde se detectan y pasan por la banda. De manera alternativa, en el caso codificado por banda amplia, las señales de decodificación se multiplican por la entrada y se integran para separar los 500 canales por haz. Una vez separados y detectados, se remodulan por otro conjunto de SLMs ya sea para moverlos al haz apropiado o para crear la amplitud de banda de amplitud apropiada por haz de salida para retransmitir la información. El sistema entero toma aproximadamente se siete a 10 instalaciones de SLM de 1024 x 1024, unas cuantas instalaciones detectoras, y unas cuantas instalaciones lineales (1024 x 1) con ópticas apropiadas . Las ópticas adicionales para redirigir una porción de cada haz de regreso a su misma área también pueden añadirse para manejar el mayor volumen de llamadas locales, esperado. También se encuentra dentro de la contemplación de la invención el añadir circuitería especial según sea necesario para separar algunos canales posteriormente en sobre 100 canales de audio, o para combinar un número de canales para una transmisión de televisión de alta definición (HDTV) . BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Las caracteristicas y ventajas de la presente invención se volverán más aparentes a partir de la descripción detallada establecida abajo cuando se tome en conjunto con los dibujos en los cuales los caracteres de referencia similar son correspondientes a través de todos y en donde : La figura 1 es una vista general de una modalidad de la invención utilizada como un solo sistema de satélite de comunicaciones. Las figuras 2A a 2C son vistas más detalladas de una serie de técnicas para crear un diseño de antena de múltiples haces de acuerdo con la invención. La figura 3 es una vista más detallada de la estructura para llevar a cabo el procesamiento óptico en la primer modalidad de la invención. Las figuras 4A y 4B describen un mecanismo para retransmitir una porción de la amplitud de banda de cada haz nuevamente hacia la misma área. La figura 5 describe una modalidad alternativa que utiliza una codificación digital en lugar de una codificación de frecuencia. La figura 6 es una descripción detallada de una implementación de conmutación de barra de cruce '"arbitraria" de acuerdo con una segunda modalidad de la invención. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS La figura 1 ilustra un sistema de satélite de comunicaciones de alta capacidad de acuerdo con la presente invención, en la cual se muestran N haces 2, con M clientes simultáneos 1 por haz. Estos M clientes serían solamente una pequeña fracción de los clientes totales en el haz. Sin embargo, ya que solo aproximadamente el 1% de los clientes utiliza un sistema de comunicación de dos vías en un momento, estos M usuarios simultáneos podrían representar tantos como 100 x M clientes o terminales potenciales, que tienen cada uno una pequeña antena, un transceptor, y una cámara de video y reproductor de TV. Los M usuarios simultáneos (donde M es desde 100 hasta 4,000; típicamente 500) tendrían cierto nivel bajo de compresión de video casi sin pérdidas para comprimir cada señal hasta una banda de 1 MHz (o equivalente digital), para un total de 500 señales en una implementación típica. Estas 500 señales, que tienen cada una amplitud de banda de 1 MHz, ya sea que se codifiquen por frecuencia o se codifiquen de manera digital para discriminarlas entre si.

Las señales se reciben mediante uno de los N haces de recepción paralelos 3 (típicamente N = 1000) creados por el sistema receptor de antena de múltiples haces en un satélite geosíncrono (no mostrado) . En el satélite, los 1000 haces 3 (que contienen cada uno 500 usuarios simultáneos) se transmiten a lo largo de N canales 4 hacia un formador de múltiples haces 5, utilizando un SLM de 1 x N iluminado por un láser para formar M canales ópticos 6. Cada canal óptico 6 se difunde entonces en una dimensión utilizando una lente cilindrica divergente para iluminar una instalación de SLM de N x M en un dispositivo de resolución de canal individual 7. La instalación de SLM de N x M es accionada por señales sinusoidales apropiadas en su plano posterior con objeto de subconvertir los canales individuales deseados a video. Después de una detección y filtración apropiadas, cada canal de cada haz se decodifica de manera efectiva y su señal se aisla en un pixel de la instalación detectora de N x M, produciendo canales ópticos de N x M 8. Un conmutador de barra de cruce efectivo 9 se aplica después para conmutar cualquier canal individual a cualquier ubicación de salida deseada. En su modalidad más simple, esto se haría mediante la codificación de la señal en su origen, en la tierra para asegurar que una vez detectada, se encontrará en la columna deseada para enviarse a la ubicación de recepción deseada. Esto no requeriría de ninguna "inteligencia" por parte del satélite y de ningún cambio en la operación del satélite. En una implementación ligeramente más compleja, se añadiría una capacidad de "doble salto", en la cual los transceptores en tierra en los haces seleccionados (o en todos) podrían recibir una señal y la redirigirla a los puntos terminales deseados. Esto permite un direccionamiento alternativo cuando se necesita. En una modalidad más general, los pixeles seleccionados se "remodularían" con frecuencias arbitrarias (o códigos), repitiéndose el proceso de subconversión y detección en cualquier plano. La señal en cualquier pixel podría moverse a cualquier otro pixel para permitir un acoplamiento de barra de cruce completamente aleatorio. Una vez que las señales se han codificado y detectado, se utilizan para modular otro SLM de N x M para crear trayectorias 10 de señal ópticas N x M. Estas se proporcionan después a un modulador de canal individual 11, el cual incluye otro SLM de N x M cuyo plano posterior contiene modulación de código o sinusoidal apropiada para "llenar" la amplitud de banda de los haces retransmitidos. Las señales emitidas sobre los canales ópticos de N x M 12 se proporcionan después a un combinador de haz 13, el cual incluye una instalación detectora de 1 x N y ópticas cilindricas, que producen N canales ópticos 14. Después, se utiliza un formador de múltiples haces 15 para crear las señales apropiadas 16 a fin de crear a su vez los N haces retransmitidos 17 que son coaxiales con los N haces recibidos. Estos haces (típicamente 1000) contienen los 500 canales que completan cada uno el enlace de cruce de la comunicación simultánea, de video completo, de un millón de clientes . Se crea una trayectoria adicional a partir del formador de múltiples haces 5 al subdividir K canales directos 18. Estos se hace más fácilmente si los canales se codifican por frecuencia mediante un simple filtro 19, tal como un filtro de retorno directo, en cada haz. Los canales filtrados se añaden a lo largo de los K canales directos 20 hacia el formador de múltiples haces 15 para permitir un gran número de conexiones de video locales dentro de cada haz local. Las figuras 2A-2C muestran diferentes métodos para crear los "haces de múltiple antena". La figura 2A muestra un diseño de reflector estándar curvo de alimentación múltiple, comúnmente llamado una antena de múltiples haces de alimentación Gregoriana. En esa antena, una serie de alimentaciones de RF reales 21 se localizan en el plano focal de un reflector curvo 22 a fin de crear una serie de haces 23 que cubrirían una gran área (como los Estados Unidos) . La figura 2B muestra una lente de Luneburg de RF, una técnica que utiliza una esfera dieléctrica 24 que tiene una constante dieléctrica variable como una función de radio a fin de enfocar cualquier rayo paralelo hacia un punto en el lado lejano de la esfera. Si M alimentaciones se localizaran en los lugares apropiados 25, se crearían M haces 23 que cubrieran el área deseada. Las dos técnicas anteriores son muy conocidas por aquellos técnicos de experiencia ordinaria en este campo técnico y no necesitan detallarse más aquí. Sin embargo, estas técnicas tienden a ser difíciles cuando se emplean en un sistema de satélite. En la figura 2C se muestra un diseño más eficiente en volumen, el cual muestra un enfoque de lente óptica Luneburg, en el cual M haces de entrada 26 se muestrean por una instalación de múltiples elementos de RF 27 de número y espacio de elementos apropiado para crear M haces, cuyos elementos se conectan en un pixel al modo del elemento de instalación en un SLM de N x M 29. Antes de emitirse al SLM 29, la salida de la instalación 27 se subconvierte de RF a una banda base en el subconvertidor 28. Un láser 30 ilumina el SJM 29 a través de ópticas cilindricas apropiadas 31 y una mitad de espejo 32, y el haz de salida se enfoca sobre los M detectores apropiados que utilizan una esfera dieléctrica variable 33 para muestrear los M haces. Se colocan M alimentaciones 34 (que pueden ser láseres de diodo) para crear los haces de salida. Como puede apreciarse, la modalidad de la figura 2C sería bastante más pequeña que aquellas de las figuras 2A o 2B. La figura 3 describe el procesamiento interno de la salida 6 del formador de haces de entrada 5 (N canales ópticos) , a través de la entrada 14 del formador de haces de salida 15 (N canales ópticos) como se muestra en la figura 1. Refiriéndose a la figura 3, las señales del formador de haces de entrada 5 se constituyen por N señales de haz de antena en trayectorias de señal por separado 100 (típicamente 1000 trayectorias) que contienen cada una M señales simultáneas codificadas por frecuencia o digitales (típicamente M = 500) . Estas trayectorias de señal se conectan a una instalación de SLM de 1 x N 101. La instalación se ilumina por un láser 105 a través de una lente de colimación 104 y una mitad de espejo 103, enfocándose la salida del láser 105 a la instalación de línea 101 por una lente cilindrica 102. La lente 102 también difunde cada señal reflejada por haz combinado para cubrir una hilera completa de otra instalación de SLM 106. Esta instalación tiene cada columna cableada en conjunto y modulada por la misma señal dentro del dispositivo de resolución de canal individual 107. La primer columna se modula por una frecuencia fa, la segunda por una frecuencia 2fx, la tercera por una frecuencia 3f?, etc., hasta que la última columna se module por una frecuencia Mfi . De esta manera, el haz que contiene todas las frecuencias de fi a Mfi se multiplican entonces por la reflectancia de cada pixel que también se modula por fa a Mf: de acuerdo a su posición en la hilera. (El procedimiento anterior realmente se lleva a cabo en etapas de en-fase (I) y de cuadratura (Q) para cubrir ambas dimensiones.) De esta manera, la frecuencia se "desplaza" de manera efectiva de tal manera que el canal deseado se desplace o subconvierta a video. La instalación de señales brinca entonces fuera de la mitad de espejo 103 y se enfoca mediante la lente de colimación 108 sobre la instalación detectora/acumuladora 109. Este procedimiento detecta de manera efectiva la señal y filtra por paso bajo la señal deseada para cada pixel . La instalación detectora/acumuladora 109 se conecta sobre una base de pixel por pixel a otra instalación de SLM 110 que se ilumina por el láser 113 a través de lentes de colimación 112 y la mitad de espejo 11. En este punto, cada canal individual se ha detectado por completo y su señal se ha localizado en uno de los N x M pixeles de la instalación de SLM 110. La imagen se refleja entonces fuera de la instalación de SLM 114 que "remodula" las señales individuales para "llenar" los haces de salida.

En este punto, los N haces de entrada se difunden aún a través de las hileras donde el haz 1 es la hilera 1, el haz 2 es la hilera 2, etc. Las columnas representan ahora los clientes individuales dentro del haz, la columna 1 representa al cliente 1, la columna 2 representa al cliente 2, etc. El SLM modulador de canal individual 115, el cual es en esta modalidad idéntico a la instalación de SJM 106 pero girado en 90°, toma esta instalación demodulada y remodula la señal correspondiente al cliente 1, haz 1 a la frecuencia fx; cliente 1, haz 2 a la frecuencia 2f?, etc. Como con la instalación de SLM 106, el procedimiento se lleva a cabo en etapas en-fase (I) y de cuadratura (Q) . Entonces, después de que las señales se reflejan fuera de la mitad de espejo 111, se comprimen mediante lentes cilindricas 116 en un solo pixel que se vuelve el haz de salida 1. Cada uno de los haces se comprimiría de esta manera, y los haces se emitirían a través de la instalación detectora de 1 x N 117 hacia las N alimentaciones de antena 118. Esto es posible ya que la remodulación tiene el efecto de modular cada "cliente 1" con una frecuencia diferente, permitiendo que los clientes receptores diferencien sus respectivas llamadas. De esta manera, cada cliente J proveniente de todos los N haces se remodula a fin de separarse en frecuencia y combinarse de manera óptica para crear un nuevo haz de salida J. Para 1000 clientes simultáneos por haz, y 1000 haces, esta modalidad acabada de describir permitiría que un cliente de cada haz llamara a los clientes en cada uno de los otros haces. Aunque la capacidad del sistema obviamente seria bastante grande (1 millón de circuitos de video simultáneos), no concordaría con el uso de comunicación típico muy conocido. Esto es debido a que típicamente una gran número de llamadas son llamadas locales y no locales, y tienden a agruparse en áreas de gran densidad (por ejemplo, la ciudad de Nueva York, Washington D.C.) . Una técnica para aliviar el problema de densidad de llamadas sería colocar repetidoras en un gran número de regiones sub-utilizadas sospechosas. Estas repetidoras podrían utilizar el haz K como una escala intermedia entre el punto original y el destino deseado. Aunque este enfoque podría utilizar cierta capacidad de área K atendida por el haz K, también proporcionaría una significativa flexibilidad al sistema. Las figuras 4A y 4B describen dos mecanismos para incrementar el número disponible de llamadas locales (es decir, dentro del haz) al dedicar frecuencias fi a f como llamadas "locales". Esto puede hacerse sobre una base de haz-a-haz mediante filtración directa — una técnica que se describirá con relación a la figura 4A — o mediante la filtración de todas las señales fi a f después de que se han filtrado por separado — una técnica que se describirá con relación a la figura 4B. La figura 4A describe una solución electrónica (derivación por filtro de la señal), mientras que la figura 4B describe una solución óptica, que involucra una alteración óptica de la instalación de N x M 115 para llevar a cabo una derivación de la amplitud de banda parcial. En la figura 4A, una señal de entrada 200 se divide en dos señales mediante el divisor 201. Una de las señales continúa hacia la instalación de SLM de 1 x N 101 para su procesamiento como se describió antes. El otro canal se filtra en el filtro de paso de banda 202 y se combina directamente con la señal de salida que viene de la instalación detectora de 1 x N 117. Estas señales se suman en un totalizador 203 para proporcionar una señal sumada, la cual se utiliza para dirigir el haz de salida 204 correspondiente al mismo haz de entrada. La figura 4B describe una solución óptica al mismo problema. La señal que viene a través de la mitad de espejo 11 se interrumpe parcialmente por un espejo completo 205 orientado a 45°, el cual se refleja fuera del espejo vertical 206 y otro espejo de 45° 207 para reflejar lo que se encuentra en la región a a la región b. Observe que la región b se gira 90° con respecto a la región a. Después de la modulación apropiada, el haz de salida contiene frecuencias fi a fk que son idénticas a las frecuencias fi a fk enviadas en el mismo haz. La figura 5 describe una modalidad alternativa que reemplaza el SLM de subconversión 106 y el SLM de remodulación 115 con la multiplicación de código digital. La nomenclatura utilizada en esta figura indica que se pueden utilizarse diferente códigos en la comunicación en las dos direcciones. Como se muestra, la frecuencia fi se reemplaza con el código k + 1, la frecuencia f2 se reemplaza con el código k + 2, y así sucesivamente para el proceso de subconversión, y la frecuencia fi se reemplaza con el código 3, la frecuencia f2 se reemplaza con el código 2, y así sucesivamente para el proceso de remodulación. La señal reflectiva se integra entonces para decodificar las señales deseadas. Esta técnica permitirá que se contengan muchos más canales en una amplitud de banda dada, como es convencional en los sistemas de múltiple acceso por división de código (CDMA) . La modalidad más simple, aún con las repetidoras de haz interno y la Derivación de la Amplitud de Banda Parcial para incrementar las llamadas locales disponibles, tendría dificultad en el manejo de un gran número de llamadas entre dos haces separados. El uso de la técnica repetidora utiliza un canal adicional por llamada extra.

De esta manera, por ejemplo, 10 llamadas entre el Haz 10 (Los Angeles) y el Haz 342 (Washington, D.C.) tomarían 19 canales en total. Un conmutador de barra de cruce completamente arbitrario, una modalidad de los que se muestra en la figura 6, manejaría ese problema fácilmente. La implementación del conmutador de barra de cruce completamente arbitrario de la figura 6 incluye toda la estructura de la figura 3, pero añade elementos ópticos entre la instalación de SLM de N x M 110 y un detector/acumulador adicional 109 y una instalación de SLM 110. El primer detector/acumulador 109 y la instalación de SLM 110 identifican cada cliente de entrada por columna y cada haz por hilera. La señal óptica fuera del SLM 110 se aparta por una mitad de espejo 300 a través de la mitad de espejo 301, y se enfoca por la lente 302 hacia una instalación de SLM moduladora arbitraria de N x M 303 (modulador arbitrario #1) . Esta instalación 303 es una instalación compleja de N x M que permite que cualquier frecuencia fi -Mfi module cualquier pixel en la instalación de N x M. Con el modulador arbitrario #1 cada pixel puede multiplicarse por una Kfa arbitraria que puede ser diferente para cada pixel. La señal modulada arbitrariamente reflejada de cada instalación 303 se enfoca entonces sobre una línea por la primer lente cilindrica 304 y se difunde por la segunda lente cilindrica 304 a través de la mitad de espejo 305 hacia otra instalación de SLM 306 que subconvierte cada pixel a su posición de fi - Mfi . La imagen emitida por la instalación 306 se refleja entonces por la mitad de espejo 305 a través de la mitad de espejo 307 hacia una segunda instalación de SLM de modulador arbitrario de N x M 308 (modulador arbitrario #2) el cual multiplica cada pixel por un valor arbitrario Lfi que es diferente para cada pixel. La salida de la instalación de SLM 308 se refleja fuera de la mitad de espejo 307 y pasa a través de lentes cilindricas, primera y segunda, 309, 309, de manera similar al manejo de la salida de la instalación de SLM 303. De esta manera, cada pixel se subconvierte a su posición fx a fN sobre la instalación de SLM 311. La primer instalación de SLM 306 mueve de manera efectiva la señal en el plano #1 - ña segunda instalación de SLM 311 mueve de manera efectiva la señal en el plano #2, el cual es ortogonal al plano #1. La señal se redetecta entonces (como se hace por un detector/acumulador 109) y se utiliza para modular otra instalación de SLM (como la instalación de SLM 110) y se combina con la señal original proveniente de la instalación de SLM 110. De esta manera, cualquier señal proveniente de cualquier haz puede moverse para ser como cualquier otra señal proveniente de cualquier otro haz, produciendo una gran cantidad de mayor flexibilidad. Aunque la invención se ha descrito en detalle con respecto a las modalidades preferidas, diversos cambios y modificaciones dentro del alcance y espíritu de la invención serán aparentes a aquellos de experiencia en el trabajo de este campo tecnológico. De esta manera, la invención solo debe considerarse limitada por el alcance de las reivindicaciones anexas.

Claims (31)

1. NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiendo descrito la presente invención se considera como novedad y por lo tanto se reclama como propiedad lo descrito en las siguientes reivindicaciones. 1. Un sistema de comunicación de dos vías que utiliza solamente un satélite, dicho sistema comprende: medios receptores para recibir un primer conjunto de N haces, dando servicio cada uno de dicho primer conjunto de N haces a M clientes de manera simultánea, donde N y M son enteros; medios formadores de canal óptico para formar un primer conjunto de N canales ópticos a partir de dichos N haces respectivos; medios de difusión para difundir cada uno de dicho primer conjunto de N canales ópticos en una dimensión para irradiar una primer instalación de N x M; medios de conmutación para conmutar una señal existente en una posición de la primer instalación de N x M hacia cualquier posición de una segunda instalación de N x M; medios de no difusión para formar dicha segunda instalación de N x M en un segundo conjunto de N canales ópticos; medios formadores de haz para transformar el segundo conjunto de N canales ópticos provenientes de dichos medios de no difusión hacia un segundo conjunto de N haces; y medios de transmisión para transmitir el segundo conjunto de N haces provenientes de dichos medios formadores de haz, dando servicio cada uno de dicho segundo conjunto de N haces a M clientes de manera simultánea.
2. 2. El sistema según la reivindicación 1, caracterizado porque dichos medios formadores de canal óptico incluyen un primer modulador de luz espacial de 1 x N.
3. 3. El sistema según la reivindicación 1, caracterizado porque dichos medios de difusión incluyen una lente cilindrica divergente.
4. 4. El sistema según la reivindicación 1, caracterizado porque dichos medios de conmutación comprenden: medios de resolución de canal para recibir las salidas de dichos medios de difusión en N x M canales; un conmutador de barra de cruce para recibir las salidas de dichos medios de resolución de canal y decodificar y aislar los N x M canales; y medios de modulación de canal para recibir las salidas de dicho conmutador de barra de cruce y recodificar los N x M canales para su subsecuente compresión y conversión por dichos medios de no difusión y dichos medios formadores de haz.
5. 5. El sistema según la reivindicación 4, caracterizado porque dichos medios de resolución de canal comprenden: una primer instalación moduladora de luz espacial de N x M, que recibe las salidas de dichos medios de difusión; un primer medio de origen de haz por láser para irradiar dicha primer instalación de modulador de luz espacial de N x M con un primer haz de láser; y una primer mitad de espejo que se ilumina por dicho primer haz de láser.
6. 6. El sistema según la reivindicación 4, caracterizado porque dicho conmutador de barra de cruce comprende: un detector/acumulador de N x M para recibir las salidas de dichos medios de resolución de canal y que proporciona N x M salidas en los canales aislados; y una segunda instalación de modulador de luz espacial de N x M que tiene N x M elementos para recibir cualquiera de las N x M salidas de dicho detector/acumulador de N x M a través de cualquiera de los N x M elementos y emitirlos a través de cualquier otro de los N x M elementos.
7. 7. El sistema según la reivindicación 4, caracterizado porque dichos medios de modulación de canal comprenden: una tercer instalación de modulador de luz espacial de N x M, que recibe las salidas de dicho conmutador de barra de cruce; segundos medios de origen de haz por láser para irradiar dicha tercer instalación de modulador de luz espacial de N x M con un segundo haz de láser; y una segunda mitad de espejo que se ilumina pos dicho segundo haz de láser.
8. 8. El sistema según la reivindicación 1, caracterizado porque dichos medios de no difusión incluyen una lente cilindrica convergente.
9. 9. El sistema según la reivindicación 1, caracterizado porque dichos medios formadores de haz incluyen un segundo modulador de luz espacial de 1 x N.
10. 10. El sistema según la reivindicación 1, caracterizado porque incluye además al menos un transmisor de base terrestre, incluyendo dicho al menos un transmisor de base terrestre medios para las señales de codificación por frecuencia de dichos M clientes atendidos por cada uno de dichos N haces a fin de distinguir unas de dichas señales que pertenecen a uno en particular de dichos M clientes de otras de dichas señales de dichos M clientes, en donde dichos medios de difusión difunden dichas señales provenientes de dichos M clientes a lo largo de trayectorias ópticas separadas para proporcionar N x M señales codificadas por frecuencia.
11. 11. El sistema según la reivindicación 10, caracterizado porque dicho conmutador de barra de cruce comprende: una primer instalación de modulador de luz espacial de N x M para recibir y decodificar las N x M señales codificadas por frecuencia provenientes de dichos medios de difusión para proporcionar N x M señales codificadas de acuerdo con las frecuencias de decodificación proporcionadas en dicha primer instalación de modulador de luz espacial; y una primer instalación detectora de N x M para recibir dichas N x M señales decodificadas y separar dichas N x M señales decodificadas en N x M canales respectivos.
12. 12. El sistema según la reivindicación 11, caracterizado porque dicho conmutador de barra de cruce comprende además: una segunda instalación de modulador de luz espacial de N x M para recibir dichas N x M señales decodificadas en dichos N x M canales respectivos y transmitir dichas N x M señales codificadas en cualquier otro de dichos N x M canales respectivos; y una tercer instalación de modulador de luz espacial de N x M para modular por frecuencia y recodificar dichas N x M señales decodificadas de acuerdo con frecuencias de codificación proporcionadas en dicha tercer instalación de modulador de luz espacial.
13. 13. El sistema según la reivindicación 1, caracterizado porque incluye además al menos un transmisor de base terrestre, incluyendo dicho al menos un transmisor de base terrestre medios para codificar de manera digital las señales de dichos M clientes atendidos por cada uno de dichos N haces a fin de distinguirlos de dichas señales que pertenecen a uno en particular de dichos M clientes de otros de dichas señales que pertenecen a otros de dichos M clientes.
14. 14. El sistema según la reivindicación 13, caracterizado porque dicho conmutador de barra de cruce comprende: una primer instalación de modulador de luz espacial de N x M para recibir y decodificar las N x M señales codificadas de manera digital provenientes de dichos medios de difusión para proporcionar N x M señales decodificadas de acuerdo con la información de decodificación proporcionada en dicha primer instalación de modulador de luz espacial; y una primer instalación detectora de N x M para recibir dichas N x M señales decodificadas y aislar dichas N x M señales decodificadas en N x M canales respectivos.
15. 15. El sistema según la reivindicación 14, caracterizado porque dicho conmutador de barra de cruce comprende además: una segunda instalación de modulador de luz espacial de N x M para recibir dichas N x M señales decodificadas en dichos canales respectivos de N x M y transmitir dichas N x M señales decodificadas en cualquier otro de dichos N x M canales respectivos; y una tercer instalación de modulador de luz espacial de N x M para modular y recodificar dichas N x M señales decodificadas de acuerdo con la información de codificación digital proporcionada en dicha tercer instalación de modulador de luz espacial.
16. 16. El sistema según la reivindicación 1, caracterizado porque N es aproximadamente 1000.
17. 17. El sistema según la reivindicación 1, caracterizado porque M es aproximadamente 500.
18. 18. El sistema según la reivindicación 10, caracterizado porque dichos medios de conmutación comprenden: una primer instalación de modulador de luz espacial de N x M para recibir y decodificar las N x M señales provenientes de dichos medios de difusión para proporcionar N x M señales decodificadas de acuerdo con la información de decodificación proporcionada en dicha primer instalación de modulador de luz espacial; una primer instalación detectora de N x M para recibir dichas N x M señales decodificadas y aislar dichas N x M señales decodificadas en un primer conjunto de N x M canales respectivos; una segunda instalación de modulador de luz espacial para recibir dichas N x M señales decodificadas en dichos N x M canales respectivos y transmitir dichas N x M señales decodificadas en cualquier otro de dicho primer conjunto de N x M canales respectivos; una tercer instalación de modulador de luz espacial de N x M para modular dichas N x M señales decodificadas como N x M pixeles individuales; una cuarta instalación de modulador de luz espacial para desplazar dichos N x M pixeles individuales a lo largo de un primer plano; una quinta instalación de modulador de luz espacial de N x M para modular de manera adicional dichos N x M pixeles individuales para proporcionar N x M pixeles modificados de manera adicional; una sexta instalación de modulador de luz espacial de N x M para desplazar dichos N x M pixeles modificados de manera adicional a lo largo de un segundo plano, ortogonal a dicho primer plano, para proporcionar N x M pixeles modificados desplazados; una segunda instalación detectora de N x M para recibir dichos N x M pixeles modificados desplazados provenientes de dicha sexta instalación de modulador de luz espacial de N x M y detectar y aislar dichos N x M pixeles modificados desplazados en un conjunto adicional de N x M canales respectivos; una séptima instalación de modulador de luz espacial de N x M para recibir dicho conjunto adicional de N x M canales respectivos y transmitir cualquiera de dicho conjunto adicional de N x M canales respectivos a lo largo de cualquier otro de dicho conjunto adicional de N x M canales respectivos; y una octava instalación de modulador de luz espacial de N x M para modular y recodificar las señales decodificadas en dicho conjunto adicional de N x M canales respectivos, recibidos a partir de dicha séptima instalación de modulador de luz espacial de N x M, de acuerdo con la información de codificación proporcionada en dicha octava instalación de modulador de luz espacial.
19. 19. El sistema según la reivindicación 1, caracterizado porque incluye además medios para redirigir señales, transmitiéndose de un primer origen a un primer « destino a lo largo de un canal en particular que se selecciona de acuerdo con un esquema de codificación predeterminado, a través de al menos un par intermedio de destino/origen en el caso de que se ocupe dicho canal en particular.
20. 20. El sistema según la reivindicación 5, caracterizado porque dicha primer instalación de modulador de luz espacial de N x M comprende un solo modulador de luz espacial de N x M.
21. 21. El sistema según la reivindicación 5, caracterizado porque dicha primer instalación de modulador de luz espacial de N x M comprende una pluralidad de moduladores de luz espacial.
22. 22. El sistema según la reivindicación 6, caracterizado porque dicha segunda instalación de modulador de luz espacial de N x M comprende un solo modulador de luz espacial de N x M.
23. 23. El sistema según la reivindicación 6, caracterizado porque dicha segunda instalación de modulador de luz espacial de N x M comprende una pluralidad de moduladores de luz espacial.
24. 24. El sistema según la reivindicación 7, caracterizado porque dicha tercer instalación de modulador de luz espacial de N x M comprende un solo modulador de luz espacial de N x M.
25. 25. El sistema según la reivindicación 7, caracterizado porque dicha tercer instalación de modulador de luz espacial de N x M comprende una pluralidad de moduladores de luz espacial.
26. 26. El sistema según la reivindicación 12, caracterizado porque cada una de dichas primer a tercer instalaciones de modulador de luz espacial de N x M comprende un solo modulador de luz espacial de N x M.
27. 27. El sistema según la reivindicación 12, caracterizado porque cada una de dichas primer a tercer instalaciones de modulador de luz espacial de N x M comprende una pluralidad de moduladores de luz espacial.
28. 28. El sistema según la reivindicación 15, caracterizado porque cada una de dichas primer a tercer instalaciones de modulador de luz espacial de N x M comprende un solo modulador de luz espacial de N x M.
29. 29. El sistema según la reivindicación 15, caracterizado porque cada una de dichas primer a tercer instalaciones de modulador de luz espacial de N x M comprende una pluralidad de moduladores de luz espacial.
30. 30. El sistema según la reivindicación 18, caracterizado porque cada una de dichas primer a octava instalaciones de modulador de luz espacial de N x M comprende un solo modulador de luz espacial de N x M.
31. 31. El sistema según la reivindicación 18, caracterizado porque cada una de dichas primer a octava instalaciones de modulador de luz espacial de N x M comprende una pluralidad de moduladores de luz espacial.