1992. Centro de Comunicaciones por Satélites de Buitrago

Por Juan Antonio Campos(*).

El Centro de Comunicaciones por Satélites (CCS) de Buitrago de Lozoya (Madrid) es uno de los lugares emblemáticos del Patrimonio histórico de las telecomunicaciones españolas. En él se consiguieron varios hitos destacados que es preciso recordar, y por ello y por su valor patrimonial, nos alegramos de que por fin se haya iniciado la tramitación de su consideración como Bien de Interés Cultural (BIC) como Sitio Científico por la Comunidad de Madrid, el primero de los eslabones para que se proteja y conserve para el futuro. Muchas son las historias vividas por los que allí desempeñaron su labor profesional. En esta ocasión, nuestro compañero y amigo Juan Antonio Campos nos relata una de ellas.

En mi vida en Telefónica he trabajado en varios sitios, uno de ellos fue el CCS de Buitrago del que guardo muchos recuerdos tanto del trabajo en el centro como de los compañeros con los que allí compartí muy gratos momentos.

En este post contaré una anécdota acaecida al día siguiente de la inauguración de los juegos olímpicos Barcelona 92.

Primero haré una breve descripción del centro que, después de tantos años, puede contener algún error o imprecisión que seguro que sabréis disculpar.

El CCS en 1992

En 1992 El CCS de Buitrago contaba con cuatro grandes antenas parabólicas tipo Cassegrain¹, tres de ellas con un diámetro de 30 m y la cuarta, Bu-V, con un diámetro de 32 m. Operaban en la red de satélites de Intelsat², tres de ellas (Bu-1, Bu-3 y Bu-5) en la región Atlántica con los satélites MP1 (Major Path-1), PP (Primary Path) y MP2 (Major Path-2) respectivamente y una (Buitrago 2) en el Indico PP (Primary Path). Trabajaban en banda C con un ancho de banda de 500 Mhz en el rango de frecuencias 5925-6425 Mhz en transmisión y 3700-4200 en recepción. Buitrago IV creo que no se llegó a montar o se desmontó en su día.

También había dos antenas más pequeñas de 11 metros de diámetro, BU-6 y BU-9. BU-6 era el HUB de una red VSAT de la Agencia F. Esta red usaba una portadora CDMA (técnica de acceso utilizada en la telefonía móvil 3G).

La ganancia de transmisión de las antenas grandes era de 63dBi pudiendo transmitir una PIRE (Potencia Isotrópica Radiada Efectiva) máxima de 97,7 dBw. En recepción la G/T (Ganancia sobre Temperatura de Ruido) era de 40,7 dB/ºK.

Midiendo la G/T de una antena de bocina, en 1964, Arno Pencias y Robert Williams, Ingenieros que trabajaban en los Bell Labs, descubrieron la radiación de fondo del universo. Este ruido de fondo se corresponde con el espectro que radia un cuerpo negro a la temperatura de 2,3ºK. En 1978 fueron galardonados con el premio Nobel de Física por este hallazgo.

Los amplificadores de transmisión, HPA (High Power Amplifier) eran Klystron sintonizables en canales con un ancho de banda (BW) de hasta 45 Mhz. La potencia de salida máxima era de 3 Kw.
En la Antena BU-2 había también dos Amplificadores NEC con TWT (Travelling Wave Tube) Coupled-cavity un Ancho de Banda de 500 Mhz y 3 Kw de potencia. Al final de su vida útil los TWT se sustituyeron por unos Helix-TWT de Thomson también de 3Kw. Estas válvulas fueron un prototipo de Thomson que se tuvieron que adaptar a la mecánica del equipo de NEC existente.

Los Amplificadores de NEC estaban en configuración 1+1 para transmitir una portadora TDMA (Técnica de acceso utilizada en la telefonía móvil GSM) con un ancho de banda de 60 Mhz que daba comunicación telefónica con varios países de Asia mediante una portadora PSK modulada por una señal de 120Mbit/s.

En recepción se usaban amplificadores paramétricos de bajo ruido (LNA), los de primera generación funcionaban a una temperatura de 17ºK (-256ºC). Los más modernos estaban refrigerados por efecto Peltier y trabajaban -40ºC. Consiguiendo el mismo factor de ruido que los criogénicos.

Dada la importancia, para la calidad de la señal, de la relación portadora/ruido (C/N), en su momento en la misma estación, escribimos unos comentarios que para los curiosos podéis leer en este enlace.

El alimentador de antena constaba básicamente de los siguientes elementos:

• Un diplexor (reuse diplexer) cuya misión era combinar las señales de transmisión y recepción en el mismo alimentador. En el “Feed Flange” la señal transmitida podía tener una potencia máxima de 64,7 dBm (3 Kw) mientras que la potencia de señal recibida del satélite en el mismo punto estaba en torno a -110 dBm. El aislamiento entre la Transmisión (Tx) y la Recepción (Rx), debía de ser muy alto para que las señales de Tx no saturasen los LNA de la Rx
• Un elemento polarizador en transmisión
• Un elemento Analizador de polarización en recepción.

Todas las antenas estaban apuntadas a satélites geoestacionarios, no obstante, debido a ligeras inclinaciones que se producen en las órbitas durante su vida útil, los satélites describen, a lo largo del día, una trayectoria en forma de“8” en el cielo (que se denomina “analema”), más o menos grande dependiendo de la inclinación de su órbita respecto al plano del ecuador terrestre.

Los sistemas de seguimiento utilizados en las Antenas Bu-I, III y V eran StepTrack y posteriormente se actualizaron a Program TEA ( Track Estimated Algorithm).

El sistema step track, básicamente consistía en optimizar la potencia de la señal de Beacon (Faro) que emiten los satélites mediante un sistema de prueba/error moviendo la antena en azimut y elevación hasta alcanzar el mejor resultado. Este proceso de optimización se iniciaba cada 30 minutos y podía durar hasta cinco minutos.

El sistema Program TEA estimaba la posición en la que debía de estar el satélite a esa hora en base a datos de días anteriores, orientaba la antena hacia ese punto estimado y a partir de ahí iniciaba un procedimiento de Step Track con movimientos angulares de prueba más reducidos.

Bu-II usaba un sistema de seguimiento llamado Monopulse que era capaz de seguir el movimiento del satélite de una manera continua midiendo el desfase relativo de la señal de Beacon que entraba por cada cuadrante del alimentador de antena. Este sistema permite el seguimiento de satélites no geoestacionarios.

La Antena BU-III, transmitía también el sistema SPADE de asignación automática de circuito bajo demanda (acrónimo de: SCPC pulse-code-modulated multiple-access demand-assignment equipment; SCPC es el acrónimo de Single Chanel Per Carrier). En pocas palabras este sistema funcionaba como una central de conmutación en el satélite que permitía establecer comunicaciones telefónicas con cualquier parte del mundo adherido al sistema sin necesidad de mantener una portadora fija con cada país con un número de canales preestablecido. Estos canales/portadoras SCPC eran digitales de 56Kbit/s. y fueron de los primeros enlaces digitales vía satélite comercial.

También en el mismo transpondedor asignado al sistema SPADE se transmitían algunos canales de datos SCPC que enlazaban la estación de seguimiento de Robledo con la NASA en EEUU.

A mediados de los años 80 se estableció en Intelsat otro tipo enlace digital que fue el sistema TDMA con una velocidad de 120 Mbit/s mediante una portadora PSK con un ancho de banda de 60 Mhz.

Posteriormente las portadoras FM moduladas con múltiplex analógicos se fueron reemplazando paulatinamente por portadoras digitales PSK denominadas IDR (intermediate data rate) moduladas con múltiplex digitales hasta la desaparición total de las portadoras analógicas FM.

Durante muchos años Buitrago tuvo una importancia estratégica en Telefonía ya que era una de las principales salidas del tráfico intercontinental de Telefónica, además de los cables submarinos, con la ventaja sobre estos últimos de la flexibilidad a la hora de establecer nuevos enlaces ya que permitían enlaces directos con todos los países miembros sin necesidad de tránsito a través de los países costeros donde amarran los cables submarinos.

Con el despliegue de los nuevos cables submarinos de fibra óptica el satélite dejó de ser competitivo a la hora de cursar tráfico telefónico y de datos. Hay que tener en cuenta que un cable submarino de fibra puede transportar hoy en día miles de Gbit/s mientras que un satélite con un ancho de banda total de 1Ghz (500 Mhz por polarización) y una eficiencia espectral de 2 Bit/Hz, en aquellos años, podría transportar un máximo de 2Gbit/s.

«A pesar de las enormes facilidades actualmente existentes, quizás en caso de contingencia inesperada, la facilidad de establecer enlaces de datos o telefonía con cualquier parte del mundo en muy poco tiempo seguiría dando a estas instalaciones una ventaja estratégica que justificaría su conservación en buen estado.»

Durante los JJOO del 92

La anécdota que he mencionado al principio sucedió durante las olimpiadas de “Barcelona 92”.
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El CCS de Buitrago en el año 1992 transmitió señales de televisión de los Juegos Olímpicos Barcelona 92 al mundo entero junto con el CCS de “La Granada” en Barcelona y el de “Carmona” en Sevilla. El día de la inauguración, el 25 de julio de 1992 estábamos de guardia gran parte del personal de mantenimiento listos para solventar, en el mínimo tiempo posible, cualquier incidencia que pudiese ocurrir. Afortunadamente ese día de la inauguración todo salió como estaba previsto y no hubo ningún problema.

Al día siguiente continuaron las operaciones con la plantilla normal junto con la de refuerzo asignada para atender el incremento del tráfico de TV que originó el evento.

Todo fue bien hasta las cuatro de la tarde aproximadamente, quizás antes no recuerdo bien, en que se desató una tormenta eléctrica y cayó una gran granizada, un rayo cayó en el recinto de la estación causando gran cantidad de averías debido a la diferencia de potencial que se generó entre la sala de control y las antenas. Los IPA (Intermediate Power Amplifier) de gran parte de los HPA Klystron (High Power Amplifier) que se encontraban en servicio sufrieron daños.

La granizada rompió el elemento sellador del alimentador de dos antenas. El reemplazar los selladores es una tarea laboriosa porque hay que poner la antena apuntando al zenit y tiene que subir personal al plato para reponer el sellador.

En aquel entonces yo formaba parte del personal de mantenimiento del Área de Antenas y Radio Frecuencia, que fue la que había sufrido más daños y donde eran necesarios refuerzos por lo que me llamaron a casa para que fuese a echar una mano. Cuando llegué, el personal de guardia había hecho ya gran parte del trabajo para reponer el tráfico: habían repuesto prácticamente todos los amplificadores intermedios (IPA) dañados, se habían sellado de nuevo los alimentadores de las antenas afectadas y se había vaciado el agua que había entrado en los mismos, cuando llegué ya estaba prácticamente todo arreglado, no obstante cuando se apuntó la Antena Bu-3 de nuevo a su satélite (Intelsat Atlantic Primary Path), y comenzó a transmitir, el Centro de Operaciones de TV nos informó de que había una portadora de telefonía en el transpondedor por donde teníamos que transmitir nuestra portadora de TV.

Cuando fui a comprobarlo, la portada de telefonía interferente la identifiqué como nuestra. Era la misma portadora que estábamos transmitiendo por la polarización circular derecha RHCP (Right Hand Circular Polarization). La conclusión a la que llegué fue que no estaba funcionando el polarizador y las señales se transmitían simultáneamente en ambas polarizaciones. Lo que confirmó mi sospecha fue la llamada del Intelsat Operating Center (IOC) en el que nos ordenaba desapuntar la antena del satélite porque lo estábamos inutilizando al transmitir las señales sin polarizar.

Ese problema nunca se había dado. En otras ocasiones había entrado agua en el Alimentador pero siempre se había solucionado el problema vaciando el agua por el otro extremo. Esta vez no ocurrió así, la granizada fue extraordinaria y de la gran cantidad de granizo que cayó, parte debió de entrar, rebotando en el interior del Feed, en el elemento polarizador. Una vez desapuntada la antena, localizamos donde estaba alojado el agua encendiendo los amplificadores a su máxima potencia de 3 kilovatios y tocando el polarizador hasta encontrar la parte que se calentaba debido al agua que había en su interior.

Ahora había que tomar la decisión de dejar la antena inútil o desmontar el polarizador que es un elemento esencial de la antena en el que no habíamos trabajado nunca. Debido a la importancia del evento se tomó la decisión de desmontarlo para vaciar el agua, limpiar los guía-ondas correspondientes y volverlo a montar. Afortunadamente la maniobra salió bien. Solicitamos al IOC permiso para hacer una prueba y comprobamos que la antena funcionaba correctamente, las portadoras salían con la polarización correcta y con el aislamiento correcto de polarización.

Cuando nos quisimos dar cuenta eran las tres de la madrugada del día siguiente.

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Notas:

• (1) Antena tipo Cassegrain: es una antena en la que el radiador de alimentación está en o cerca de la superficie de un reflector primario parabólico cóncavo y lo dirige hacia un subreflector hiperbólico convexo. Ambos reflectores tienen un punto focal común. La energía de alimentación ilumina el reflector secundario, que la refleja hacia el reflector principal, el cual forma entonces el haz delantero deseado.
• (2) Intelsat: Originalmente se formó como la Organización Internacional de Satélites de Telecomunicaciones. Desde el 20 de agosto de 1964, hasta 2001 fue una organización intergubernamental que prestaba servicios de retransmisión internacional.

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(*) Juan Antonio Campos Álvarez es Licenciado en Ciencias Físicas por la UCM. Entró en Telefónica en 1982 como operador técnico de conmutación. De 1985 a 1998 trabajó en el CCS de Buitrago. En 1998 pasó al Dpto. de Compras donde estuvo hasta 2012 fecha en la que se desvinculó de Telefónica.