7.1 Redes por satélites

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Describir las principales características y aplicaciones de las redes por satélites, en función de la órbita que siguen los satélites alrededor de la Tierra.

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7.1 Redes por satélites

  1. 1. REDES POR SATÉLITES1www.coimbraweb.comContenidoObjetivoEdison Coimbra G.COMUNICACIONES POR SATÉLITETema 1 de:Última modificación:2 de junio de 20132.- Órbitas de satélites.3.- Sistema de comunicación por satélite.4.- Satélites geoestacionarios GEO.1.- Conceptos de redes por satélite.Apuntes de clasesDescribir las principales características y aplicaciones delas redes por satélites, en función de la órbita que siguenlos satélites alrededor de la Tierra.5.- Satélites de órbita media MEO.6.- Satélites de órbita baja LEO.
  2. 2. 1.- Conceptos de redes por satélite2www.coimbraweb.com¿Qué es una red por satélite?Es una combinación denodos, algunos de loscuales son satélites, queofrecen comunicación de unpunto de la Tierra a otro.Hacen disponible la comunicación sin requerir laenorme inversión en infraestructura terrestre.La Luna puede usarse como nodo repetidor, pero se prefieren los satélites artificiales debido aque en ellos se pueden instalar equipos para regenerar la señal que pierde mucha energía duranteel viaje, además del retardo por la distancia.Un nodo en la red puedeser un satélite, unaestación terrena o unteléfono.(Forouzan, 2007)Un satélite es un nodo repetidor¿Cómo operan las redes por satélite?Igual que las redes móviles, en el sentido que dividen el planeta en celdas ( verhuellas), ofreciendo capacidades de transmisión hacia y desde cualquier punto de laTierra, utilizando radioenlaces por microondas.
  3. 3. Radioenlaces por microondas3www.coimbraweb.com¿Cuándo se utilizan?Se utilizan cuando las distancias son grandes, o cablear es caro, o por razones de movilidad.Significa que las señales de voz, video o datos se transmiten por ondas de radio →radioenlace por microondas. (APC, 2007).Esquema básico de un radioenlace por microondas (Kraus & Fleisch, 2000)Es una interconexión entre nodos fijos o móvilesefectuada por ondas de radio.
  4. 4. Tipos de radioenlaces por microondas4www.coimbraweb.comExisten dos tiposTerrestreTodos los nodosestán en Tierra.SatelitalUno de losnodos estáen un satélite.SatelitalGeneralmente, los radioenlaces seexplotan entre 2 y 50 GHz, por eso sellaman radioenlaces por microondas.El satélite es un repetidoremplazado en el espacio.Radioenlaces pormicroondasLas microondas son altamentedireccionales. Cuando una antenatransmite, se enfoca de forma muy precisa.Significa que ambas antenas, transmisoray receptora, deben estar alineadas.La propagación por línea de vista de las microondas lahace apropiada para enlaces punto a punto.
  5. 5. Alcance de los radioenlaces por microondas5www.coimbraweb.comMicroondas terrestreUno de los principales obstáculos parala radiocomunicación de larga distanciasha sido siempre la curvatura de la Tierra.Utilizando estaciones repetidoras, lascuales permiten también salvarobstáculos como montañas.El alcance máximo depende de la alturade las torres donde se encuentran lasantenas.¿Cómo se incrementa el alcance?Pero para llegar a lugares inhóspitos o aotros continentes, la estación repetidorase puede emplazar en un satéliteartificial.Los satélites hacen disponible la comunicación sin requerir laenorme inversión en infraestructura terrestre.(Stallings, 2007)
  6. 6. Los satélites y la ciencia ficción6www.coimbraweb.comGénesis de la tecnología de satélitesSalvo el último punto, la propuesta deClarke se cumplió.La propuesta de ClarkeEn octubre de 1945, Clarke publicó, en larevista británica Wireless World, el artículoExtra-Terrestrial Relays, que incluía lapropuesta de un sistema de comunicaciónglobal utilizando estaciones espaciales.La idea se debe a Arthur C. Clarke, quién se basó en los trabajos matemáticos de Newton ykepler y los unió con aplicaciones y tecnología de la época.1 Un satélite artificial serviría como repetidorde comunicaciones.2 El satélite giraría a 36.000 Km de alturasobre el ecuador, a la misma velocidad derevolución de la Tierra.3 3 satélites separados a 120º entre sicubrirían toda la Tierra, dando cobertura deseñales de microondas a todo el planeta.4 El satélite seria una estación espacialtripulada.
  7. 7. Los primeros satélites7www.coimbraweb.comSputnik, el primero – octubre 1957El Syncom 3 fue el primero a 35.786 km de altura.El primer satélite repetidor – octubre 1960El sueño comenzó a hacerse realidad con el primer satélite, elSputnik (compañero de viaje en ruso). Su órbita elíptica estaba a214~938 km. Era una esfera de Al de 58 cm de diámetro y 83 kg.Llevaba 2 transmisores, de 20 y 40 MHz. Solo emitía un tonointermitente. Funcionó 21 días.Fue el Courier (USA) de 230 kg. Su órbita elíptica estaba a 967~1.214 km.Transmitió voz y telegrafía a una tasa efectiva de 55 kbps. Fue el primero enutilizar celdas solares. Funcionó 70 días.El primer satélite a 35.786 km de altura – agosto 1964Fue el Syncom 3 (USA) de 68kg. Se utilizó para transmitir paraEuropa los juegos olímpicos deTokio en 1964 y luego en laguerra de Vietnam. Recibía laseñal en 7,36 GHz y laretransmitía en 1,81 GHz.Funcionó 5 años.
  8. 8. Satélites comerciales8www.coimbraweb.comPrimer satélite comercial a 35.786 km - abril 1965El Intelsat I fue el primer satélite comercial a 35.786 km de altura.Satélites comerciales de la actualidad a 35.786 km de alturaFue el Intelsat I (Early Bird). Tenía forma de tambor de 76 61 cm y 34,5kg. Funcionó 4 años.De la constelación de Intelsat (USA).Peso en órbita: 4.723 kg.De la Agencia Espacial Europea - ESASe registran actualmente más de 1.000 satélites activosen órbita y cerca de 200 inertes (pero útiles).
  9. 9. 2.- Órbitas de satélites9www.coimbraweb.com¿Qué mantiene a un satélite en órbita?Una órbita es el camino que el satélite sigue alrededor de la Tierra.Las órbitas de los satélites son elípticasLa 1ra. y 2da. Ley de Kepler (1609) establecen que losplanetas se desplazan en trayectorias elípticas y que elSol está en uno de los focos de la elipse. Estas Leyestambién se aplican a los satélites.La órbita circular es un caso especial de una elipse.Deducciones de las Leyes de KeplerDos satélites en la misma órbita no pueden tener diferentes velocidades.Si a un satélite en órbita circular se le incrementa la velocidad con un impulso, no podrámoverse más rápido en esa órbita. En vez de eso, la órbita se convierte en elíptica.1 Fuerza centrífuga. Producto de la inerciadebida al movimiento.El equilibrio entre dos fuerzas, las cuales están definidas por lasLeyes de la mecánica orbital de Newton (1687).2 Fuerza centrípeta. Producto del campogravitatorio de la Tierra.(Blake, 2004)
  10. 10. Periodo orbital10www.coimbraweb.com¿Qué es el periodo orbital?Es el tiempo requerido por un satélite para completar una vueltaalrededor de la Tierra. La 3ra. Ley de Kepler define el periodoorbital en función de la distancia del satélite al centro de la Tierra.Ejemplo 1 Periodo de la LunaCalcule el periodo aproximado de la Luna que se encuentra a unadistancia media de 384.000 Km de la Tierra en una órbita elíptica. El radiode la Tierra es 6.378 Km.Respuesta.- T ≈2.439.090 s ≈ 28 días.(Forouzan, 2007)Significa que un satélite que orbita a 35.786 km, tieneun periodo orbital de 24 horas; el mismo periodo derotación de la Tierra. Un satélite como este se diceestacionario a la Tierra. La órbita se denominageoestacionaria GEO.Ejemplo 2 Periodo de un satéliteCalcule el periodo de un satélite que se encuentra en órbita a 35.786 kmde la Tierra. El radio de la Tierra es 6.378 Km.Respuesta.- T = 86.579 s ≈ 24 horas.(Forouzan, 2007)SignificadoEl periodo orbital de un satélite distante esmayor que el de uno cercano a la Tierra.
  11. 11. Velocidad orbital11www.coimbraweb.com¿Cómo se calcula?Ejemplo 3 Velocidad orbital de un satélite GEOCalcule la velocidad orbital (tangencial) de un satélite GEO que seencuentra en órbita a 35.786 km de la Tierra. El radio de la Tierra es6.378 Km.Respuesta.- v ≈ 3 km/s ≈ 11.000 km/h.Cualquier satélite que orbite la Tierra debe satisfacer la variante dela 3ra. Ley de Kepler que define la velocidad orbital en funcióninversa de la distancia del satélite al centro de la Tierra.La velocidad orbital de un satélite distante esmenor que el de uno cercano a la Tierra.Ángulo de inclinación de las órbitasLos satélites GEOsiguen una órbitaecuatorial.Es el ángulo entre elplano ecuatorial y elplano de la órbita delsatélite. Existen tresvariantes.
  12. 12. Categorías de satélites12www.coimbraweb.comSegún la posición de la órbitaSolo hay una órbita a los 35.786 km de altura; la GEO.
  13. 13. Categorías de satélites – Datos técnicos13www.coimbraweb.comSegún la posición de la órbita se dividen en 4 categorías1Geoestacionarios GEO.Altura: 35.786 km sobre el ecuador.EcuatorialPeriodo orbital: 24 horas.Constelación:Intelsat, Eutelsat, PanAmSat, Hispasat, Embratel.2 De órbita media MEO.Altura: 5.000~15.000 km, y cercade 20.000 km. Inclinada.Periodo orbital: 11~12 horas.Constelación: GPS, Glonass.3 De órbita baja LEO.Altura: 500~2.000 km. Polar.Periodo orbital: 90~120 minutos.Constelación:Iridium, Globalstar, Teledesic.4 Altamente excéntrica HEO.Altura: 500 (perigeo) a 70.000 km(apogeo). Elíptica.Periodo orbital: 12~24 horas.Constelación: Molniya, Sirius.Solo hay una órbita a los 35.786 km de altura; la GEO.
  14. 14. Los cinturones de Van Allen14www.coimbraweb.com¿Porqué existen diferentes órbitas?El cinturón interno es el más destructivo.Una razón es la existencia de doscinturones de Van Allen. Son camposenergéticos en forma de toroide querodean a la Tierra y que contienenpartículas cargadas.Un satélite que orbitara en uno de estos 2cinturones sería totalmente destruido porlas partículas cargadas energéticamente.(Forouzan, 2007)¿A qué altura se encuentran?
  15. 15. Lanzamiento de satélites15www.coimbraweb.com¿Qué se necesita para lanzar un satélite?Un vehículo de lanzamiento o cohete que tenga:Un motor a reacción.Depósito para propulsores.Compartimiento para alojar el satélite.El motor proporciona el empuje necesario para elevar al coheteverticalmente.Vehículos de lanzamiento más importantesSe utilizan desdecohetes clásicos quealojan el satélite en sucofia y lanzadores tiposhuttle que lo alojan ensu bodega.El cohete aprovecha el principio físico de acción y reacción.(Neri, 2003)
  16. 16. Colocación de satélites en órbita16www.coimbraweb.com¿Qué técnica se utiliza?Para alcanzar la órbita requerida se utilizan cohetes de varias etapas.La carga con el satélite se colocaprimero en una órbita circular baja.Los vuelos espaciales requieren altas velocidadesque no se alcanzan con un solo cohete, aunquesea grande y potente.La técnica de varias etapas, es decir varioscohetes colocados uno sobre otro, de manera queagotado el empuje del primero, se enciende elsegundo y así sucesivamente.¿Cómo alcanzar la órbita?Se enciende otro motor para acelerarla carga y pasarla a una órbita elípticade transferencia.Después de pasar por varias órbitaselípticas de transferencia, alcanza laórbita requerida (por ejemplo GEO) ycoloca el satélite en esa órbita.(Neri, 2003)
  17. 17. Constelación de satélites17www.coimbraweb.com¿Quiénes son los operadores de satélites?Los operadores ofrecen servicios globales o solo regionales.La tabla contiene una lista de operadores de sistemas de satélites GEO destacados en laregión, con datos de satélites destinados para uso civil y en operación a mayo2013.
  18. 18. 3.- Sistema de comunicación por satélite18www.coimbraweb.comSu estructura tiene tres segmentosLos operadores de satélites cuentan conmás de una estación de control.1Segmento terrestre.Lo constituyen las estaciones terrenastransmisoras y receptoras.2 Segmento de control.Es la estación de control desde dondese controla al satélite.3Segmento espacial.Lo constituye el satélite que actúacomo nodo repetidor.
  19. 19. Estructura del satélite19www.coimbraweb.comSubsistemas básicosLos satélites no originan la información quetransmiten, solo la repiten.Antena receptora. Recibeseñales desde las zonas decobertura deseadas.Paneles solares. Convierten laenergía solar en eléctrica parasuministrar toda la potencia eléctricaque necesita el satélite.Antena transmisora.Transmite señales hacia laszonas de cobertura deseadas.Propulsor. Proporcionaincrementos de velocidad ofrenos para corregirdesviaciones en posición yorientación. Utilizacombustible químico.Transpondedor. Amplifica laseñal recibida, traslada sufrecuencia y la entrega para suretransmisión a Tierra.Nota.- La misma antena seutiliza para recibir y transmitir.Para claridad en laexplicación, se muestra comosi fueran dos.
  20. 20. Operación básica del satélite20www.coimbraweb.comEjemplo para un satélite que funciona en las frecuencias más usadasLos satélites tienen un espectro de frecuencias asignado.El receptor del satélite captala señal transmitida a 6 GHzy la amplificaEl transpondedor trasladala frecuencia, de 6 GHz a4 GHz.Se amplifica y retransmite laseñal a 4GHz.Porque el transpondedor no puede recibir y transmitir en la misma frecuencia. La potencia de laseñal transmitida bloquearía a la débil señal que llega desde Tierra. Se necesita un espacio amplioentre las frecuencias de ambos enlaces.¿Porqué se traslada la frecuencia?1 23La transmisión Tierra - satélitese denomina enlace desubida.La transmisión satélite - Tierrase denomina enlace debajada.Nota.- La misma antena seutiliza para recibir ytransmitir.
  21. 21. Asignación de frecuencias para satélites21www.coimbraweb.comLos satélites operan en elespectro de microondas (GHz)El transpondedor realiza el traslado de frecuencia de Up a Down.La banda C ya está congestionada, por loque los nuevos satélites operarán en labanda Ku (Neri, 2003).El espectro de microondas se divide enbandas de frecuencias que sedesignan por una letra del alfabeto.La comunicación entre satélites sedenomina enlace intersatélite.Cada satélite recibe y envía utilizandodos bandas diferentes:La transmisión desde Tierra alsatélite se denomina de subida(Uplink).La transmisión desde el satélite aTierra se denomina de bajada(Downlink).
  22. 22. El transpondedor del satélite22www.coimbraweb.com¿Qué es y cómo funciona?La combinación transmisor-receptor se denomina transpondedor.Es un dispositivo electrónico quemezcla dos señales de entrada, afrecuencias diferentes, produciendo asu salida:La suma de las frecuencias deentrada.La diferencia entre lasfrecuencias de entrada.Ejemplo 4 Traslado de frecuenciaEl transpondedor de un satélite opera en la banda Ku alta, cuyo enlace de subida es 17 GHz. ¿Cuál es lafrecuencia del oscilador local?, ¿qué frecuencias produce y cuál es la que se elimina para que el enlace debajada sea 12 GHz?Respuesta.- Oscilador: 5 GHz. Produce 22 y 12 GHz, se elimina la de 22 GHz.Usa un filtro para eliminar la señalde frecuencia más alta.(Frenzel, 2003)
  23. 23. Uso del espectro de frecuencias23www.coimbraweb.comEl ancho de banda del enlaceEl ancho de banda de500 MHz se divide en 12canales de 36 MHz deancho cada uno y 4 MHzde banda de guardaentre canales.Ejemplo 5 Traslado de canalEl transpondedor de un satélite opera en la banda C, cuyo enlace de subida es 6 GHz. Suponga unafrecuencia del oscilador local de 2 GHz. ¿Cuál es la frecuencia central del enlace de subida al receptor delsatélite si el transmisor del enlace de bajada está en el canal 4?5840 MHz o 5,84 GHz.Respuesta.-Decir que 6 GHz es el enlace de subida en la banda C, significa que 6 GHz es la frecuenciacentral del intervalo 5,925~6,425 GHz; intervalo con un ancho de banda de 500 MHz. Igualmentepara el de bajada, 4 GHz es la frecuencia central del intervalo 3,7~4,2 GHz; también con un anchode banda de 500 MHz.(Frenzel, 2003)La capacidad de tráfico del satélite depende del ancho de banda.Ejemplo de canalización del enlace de bajada de la banda CCon el enlace de subidase efectúa unacanalización similar.(Frenzel, 2003)
  24. 24. Transpondedores que tiene el satélite24www.coimbraweb.com¿Cuántos hay bordo de un satélite?Cada transpondedor representa un canalde comunicación individual.Gracias a ciertos tipos de modulación, un transpondedor de36 MHz logra manejar datos a velocidades de hasta 60Mbps, o también hasta 1.000 conversaciones telefónicas yun canal completo de TV.Por lo general, hay 12 transpondedores, cada uno asignadoa uno de los 12 canales en que se divide el ancho de banda.Sí, una técnica llamada reuso de frecuencias duplica el ancho de banda de un satélite. Sehabilitan dos juegos idénticos de 12 transpondedores (haciendo un total de 24) que manejan elmismo espectro de frecuencias.¿Qué capacidad tiene un transpondedor?¿Se pueden aumentar transpondedores en un satélite?El uso especial de técnicas de antenas evita las interferencias entre canales de la mismafrecuencia.(Frenzel, 2003)
  25. 25. 3.- Satélites geoestacionarios GEO25www.coimbraweb.comEl cinturón GEOCon 3 satélites GEO se logra la cobertura total del planeta.Se sitúa en el plano ecuatorial de la Tierra. Es una órbita situada a 35.786 km de altura.A esta altura, el satélite gira en sincronía con la Tierra, por lo que parece estacionario, aptopara comunicaciones.
  26. 26. Coordenadas de posición de satélites GEO26www.coimbraweb.com¿Cómo se ubican los satélites GEO?Para ubicar a un satélite GEO es suficienteconocer su longitud geográfica.La ubicación de un satélite se especifica en términos de latitud y longitud, al igual que se describeun punto sobre la Tierra. Este punto se llama punto del subsatélite SSP.Ejemplo 6 Puntos de subsatéliteUn operador satelital ofrece servicios de comunicaciónglobal utilizando para ello 5 satélites GEO.Como los satélites GEO giran alrededor del ecuador, suSSP se encuentra allí. Por eso, todos ellos tienen unalatitud de 0º y no se la menciona.(Frenzel, 2003)
  27. 27. Orientación de la antena de estación terrena27www.coimbraweb.com¿Qué datos deben conocerse?Todas las estaciones terrenas tienen antenas parabólicas.Los datos de acimut y elevación con los quese orientará la antena para interceptar alsatélite.¿Qué son el acimut y la elevación?Por tanto, el acimut y elevación engrados dicen dónde debe apuntarla antena.Las antenas de microondas de las estaciones de Tierra son bastante direccionales y debenapuntarse con precisión para “darle” al satélite.Acimut. Es el ángulo medido en elplano horizontal, desde el Norte haciael Este hasta el punto del subsatélite.Elevación. Es el ángulo medidodesde el plano horizontal hasta laposición del satélite.
  28. 28. Acimut y elevación - Ejemplos28www.coimbraweb.comUtilizando software buscador de satélitesTambién existen aplicaciones para Android.Para la orientación de antenas parabólicas de lasestaciones terrenas se recurre a sitios que utilizanrecursos de GoogleMaps. Solo basta seleccionar elpunto exacto donde se instalará la antena e indicar elsatélite que se desea usar.Orientación de antenaObtenga los datos de acimut y elevación para orientaruna antena parabólica que se instalará en un sitioespecífico de la ciudad de Cotoca (a 16 km de Santa Cruzde la Sierra. (Latitud: 17.7559 S. Longitud: 62.9977 O). Elsatélite al que se apuntará es el Intelsat 14.Ejemplo 7Respuesta.- Elevación: 60,7ºAcimut 46,8ºFuente: http://www.dishpointer.com/
  29. 29. Propagación de la señal en un enlace satelital29www.coimbraweb.com El LNA se caracteriza por su Factor de Ruido.Eventos en el trayecto de subida1 Sube la señal luego de ser amplificada por elamplificador de potencia HPA y la ganancia dela antena. Adquiere un nivel de potencia(PIRE), del orden de 30~60 dBW.2Al llegar al satélite, la ganancia de la antenacompensa en algo la pérdida. Las antenas sondispositivos pasivos que crean el efecto deamplificación debido a su forma física. Valoresde 39~57 dBi.En el trayecto, la señal se atenúa porque sedispersa en el espacio libre (valores de195~214 dB). La absorción de la atmosfera y lalluvia también la atenúan.3 La presencia de ruido en el trayecto afecta a laseñal que llega muy debilitada al satélite(algunos nW~pW). Las fuentes de ruido son elruido térmico de los circuitos, radiaciones queprovienen del espacio exterior, la lluvia, etc.4Ya en el satélite, la señal es amplificada por elamplificador de bajo ruido LNA, cuyo principalparámetro es el Factor de Ruido, el cual debetener un valor mínimo de 0.6~3dB para que elenlace funcione aceptablemente, es decir queel ruido no afecte a la señal.5En el trayecto de bajada sucede lomismo, solo que a la inversa.
  30. 30. Huella de potencia de satélites GEO30www.coimbraweb.com PIRE: Potencia Isotrópica Radiada Efectiva.¿Qué indica la huella de potencia?La potencia con que emite el satélite hacia una zona concreta,que es su área de cobertura. Los límites de igual recepción serepresentan por líneas de contornos PIRE.El PIRE máximo se encuentra en el punto central, y alrededorde él hay contornos PIRE constantes; el valor disminuyeconforme abarca mayor área.¿Qué es el PIRE del satélite?PIRE= en W.PT = potencia radiada o transmitida, en W.GT = ganancia de la antena transmisora.Es el producto de la potencia entregada a la antena por laganancia de ésta. Se expresa en dBW.Ejemplo 8 Potencia radiadaCalcule el valor de la potencia radiada por el satélite cuya huella semuestra sobre Gran Bretaña. Suponga que la antena utilizada por elsatélite es de 36 dBi.Respuesta.-(Neri, 2003)
  31. 31. Contornos PIRE - Ejemplos31www.coimbraweb.com Con el cálculo de enlace se determina el diámetro de la antena.Se usan para el cálculo de enlacesEjemplo 9 Contornos PIREA partir de los contornos PIRE, obtenga el valor que debe usarse paracalcular un enlace de bajada en la banda C desde el satélite Satmex5, hacia estaciones terrenas que estén en la ciudad de Arica, Chile.Respuesta.- PIRE = 39 dBW(Neri, 2003)Ejemplo 10 Contornos PIREA partir de los contornosPIRE, obtenga el valor quedebe usarse para calcular unenlace de bajada en la bandaKu desde el satélite Intelsat14, hacia estaciones terrenasque estén en la ciudad deSalta, Argentina.Respuesta.-PIRE = 49,1 dBW,(Neri, 2003)Los satélites más poderososradian un PIRE del orden de60 dBW. Una radiación de20 dBW mayor, equivale auna radiación con unaintensidad de potencia 100veces mayor.
  32. 32. Diámetro de la antena de la estación terrena32www.coimbraweb.com A mayor diámetro de la antena, mayor ganancia.¿Cómo se puede estimar?En función PIRE del satélite ydel Factor de Ruido delamplificador LNA (o bloqueLNB).Hay tablas referidas a valores de PIRE(EIRP) y Factor de Ruido del LNA autilizar, ejemplo: • 0.6/0.7 dB • 0.8/1.0 dB• 1.1/1.3 dB.Diámetro de antena parabólicaCalcule el diámetro que debe tener una antena parabólica a instalarse enSevilla, España. El satélite a usar es el Astra 2D cuyo PIRE sobre Sevilla es39 dBW. En la estación terrena se utilizará un amplificador de bajo ruido LNAcon un Factor de Ruido de 1,2 dB.Respuesta.- Diámetro = 180 cmEjemplo 11(Neri, 2003)
  33. 33. Redes por satélites GEO – Red troncal33www.coimbraweb.com1. Enlace entre puntos fijos para la red troncal de telecomunicacionesServicios fijos por satélite FSS.Nota.- La misma antena seutiliza para recibir ytransmitir.
  34. 34. Redes por satélites GEO – Red de acceso34www.coimbraweb.com2. Enlace entre puntos fijos para telefonía y el acceso a InternetServicios fijos por satélite FSS.
  35. 35. Redes por satélites GEO – Red de distribución35www.coimbraweb.com3. Red para servicios de distribución de señales de televisiónServicios de radiodifusión por satélite BSS.
  36. 36. Redes por satélites GEO – Red VSAT36www.coimbraweb.com4. Redes públicas y privadas. Terminales VSATTerminales de muy pequeña apertura VSAT –antenas de 1~2 m de diámetro.
  37. 37. Redes por satélites GEO – El satélite TKSAT-137www.coimbraweb.comEl satélite Tupac Katari TKSAT-1El satélite TKSAT-1 se construye en China.Repetirá las señales que reciba de Tierra y las difundirá a partedel territorio sudamericano, cubriendo todo Bolivia. Se lanzaráal espacio, en una órbita GEO, a fines del 2013.Se construyen dos, una en Amachuma (El Alto - La Paz) y otraen La Guardia (Santa Cruz), donde se instalarán antenasparabólicas de hasta 13 m de diámetro.Estaciones de Control en BoliviaLas funciones de las Estaciones de Control serán:Seguimiento, de la posición del satélite en su órbita.Telemedición, adquirir y registrar datos sobre el estatus delsatélite.Telemando, sobre las funciones del satélite.Control, determinar los parámetros orbitales.Servicios que prestará el Tupac KatariSegún el gobierno, la capacidad será usada en proyectos de salud y educación, por la Policía yFuerzas Armadas y en proyectos de inclusión social donde se pretende llegar a 22.000 pobladosque tienen menos de 3.000 mil habitantes, con servicios de televisión satelital, telefonía, Internet yotros, mediante Redes VSAT.
  38. 38. 4.- Satélites de órbita media MEO38www.coimbraweb.comSistema de Posicionamiento Global GPSGlonass es el equivalente ruso de GPS.Los satélites GPS son un ejemplo de satélites MEO. Orbitan a20.200 km de la Tierra. Son 24 satélites en 6 órbitas inclinadas.Su periodo orbital es de 12 horas.GPS está diseñado para que, en cualquier instante, seanvisibles 4 satélites desde cualquier punto de la Tierra. Unreceptor GPS tiene un almanaque que indica la posición actualde cada satélite. (Forouzan, 2007)Cada satélite transmite a Tierra su posición y el tiempoexacto cada 1.000 veces por segundo.La idea básica para determinar una posición se basa en latriangulación de satélites (son suficientes 3)¿Cómo se determina la posición de un punto?Geoposicionamiento y navegación.Aplicaciones de GPSSincronización de relojes. Por ejemplo, sincronizalas redes ópticas síncronas SONET/SDH a nivelmundial.
  39. 39. Proyecto O3b con satélites MEO39www.coimbraweb.comProyecto europeo Internet gratis para todosLos satélites O3b se lanzarán el año 2013.Impulsado por la Sociedad Europea deSatélites, Google, el banco SHBC y otros. Es unaconstelación de satélites que ofrecerá banda anchamóvil a 3.000 millones de personas, bautizado comoO3b (los otros 3.000 millones, la mitad de la poblaciónque no tiene Internet).Son 20 satélites MEO, a 8.063 km, que llevarán laseñal desde Nicaragua hasta NuevaZelanda, pasando porBrasil, Bolivia, Nigeria, Siria, etc.Los operadores de telecomunicaciones locales redistribuirán la señal a los usuariosbeneficiados, mediante redes inalámbricas (Wimax, 4G o WRAN).¿Porqué en la órbita MEO?Porque el tiempo de retardo de la señal (para subir y bajar) se reduce a 0,1 s, lo que permiteconexiones más rápidas y flexibles que con satélites GEO cuyo retardo es de 0,5 s.O3b es visto por como una fórmula para recortar la brecha digital entre un Norte acostumbrado aconvivir con el iPhone, el iPad y las tablets y un Sur que vive al margen de las TIC.Constelación de satélites O3b
  40. 40. Principales constelaciones LEO.• Iridium • Globalstar • Teledesic.5.- Satélites de órbita baja LEO40www.coimbraweb.comEstán en órbitas polares a 500~2.000 km de alturaSu periodo orbital es de 90~120 minutos y suvelocidad de 20.000~25.000 km/h.Un sistema LEO tiene cobertura mundial para telefonía celular. Al estar cerca de laTierra, el retardo de la señal (ida y vuelta) es de 0.02 s, aceptable para telefonía.Este retardo en los MEO es 0,1 s y en los GEO 0,5 s.Como una red. Cadasatélite actúa como unswitch.¿Cómo trabajan los satélites LEO?Se comunican entresatélites cercanos y conterminales móviles(usuario) y con estacionesterrenas fijas (gateway).Cada satélite cubre unacelda de la tierra (huella)de hasta 666 km dediámetro.(Forouzan, 2007)
  41. 41. Redes por satélites LEO – Constelación Iridium41www.coimbraweb.comCada satélite Iridium actúa como un switchEl proyecto fue iniciado por Motorola en 1990.Inicialmente contemplaba 77 satélites, pero finalmente, en 1998, se lanzó con 66 satélites. Elnombre de Iridium proviene del elemento químico 77; un nombre más apropiado sería ahoraDysprosium (el elemento 66).Iridium.Altura: 780 km.Periodo orbital: 100 minutos.Cobertura: 66 satélites en 6 órbitas.Celdas terrestres: 2.000Link de usuario: banda L (1,6 GHz)Link de gateway: banda Ka (30/20 GHz)Link intersatélite: banda Ka (23 GHz)(Forouzan, 2007)
  42. 42. Redes por satélites LEO – Constelación Globalstar42www.coimbraweb.comLos satélites Globalstar son meros repetidoresGlobalstar empezó a lanzar sus satélites el 2007.Globalstar.Altura: 1.452 km.Periodo orbital: 113 minutos.Cobertura: 48 satélites en 6 órbitas.Celdas terrestres: 768Link de usuario: banda L (2,5/1,6 GHz)Link de gateway: banda X (5/7 GHz)Link intersatélite: Sin enlace.(Forouzan, 2007)
  43. 43. Redes por satélites LEO – Constelación Teledesic43www.coimbraweb.comCada satélite Teledesic actúa como un switchEl proyecto está financiado por Microsoft y Boeing.Teledesic.Altura: 700~1.350 km.Periodo orbital: 90~110 minutos.Cobertura: 288 satélites en 12 órbitas.Celdas terrestres: 20.000 superceldas.Link de usuario: banda Ka (30/20 GHz).Link de gateway: banda C (28/18 GHz).Link intersatélite: 40~50 GHz.Tasa: 155Mbps(Up)/1,2Gbps (Down).Teledesic proporciona comunicación similar a la fibra óptica. Su principal objetivo es proporcionaracceso a Internet por banda ancha para usuarios en cualquier parte del mundo. Se denominatambién “Internet en el cielo”.El diseño original de 840satélites en 21 orbitasfue modificado porBoeing a 280 satélitesen 12 orbitas.(Forouzan, 2007)
  44. 44. Bibliografía44www.coimbraweb.com¿Cuáles son las referencias bibliográficas?BibliografíaAPC, Asociación para el progreso de las comunicaciones (2007). Redes Inalámbricas en los Países enDesarrollo. Mountain View, CA. USA: Limehouse Book Sprint Team.Blake, Roy (2004). Sistemas electrónicos de comunicaciones . México: Thomson.Forouzan, B. A. (2007). Transmisión de datos y redes de comunicaciones. Madrid: McGraw-Hill.Frenzel (2003). Sistemas Electrónicos de Comunicaciones. Madrid: Alfaomega.Kraus, J., & Fleisch, D. (2000). Electromagnetismo con Aplicaciones. México: McGraw-Hill.Neri, N. R. (2003). Comunicaciones por Satélite. Mexico: ThomsonStallings, William (2007). Data and Computer Communication. New Jersey: Pearson.FINEdison Coimbra G.COMUNICACIONES POR SATÉLITETema 1 de:

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