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Comunicacion satelital (redes) Document Transcript

  • 1. República Bolivariana de Venezuela. Ministerio del Poder Popular para la Educación Universitaria. Instituto Universitario de Tecnología del Oeste Mariscal Sucre. Redes de Computadoras. Ingeniería en Informática Sección: 7121. INSTRUCTOR: INTEGRANTES: MSc. ANGEL D. FUENTES HERNANDEZ ADOLFO. C.I 20.792.041 JUAN CARLOS AVILA C.I 20.309.012 SARDINHA AUGUSTO. C.I 17.389.353 TERAN ERICK. C.I 16.134.187 Caracas, 28 de Junio de 2013.
  • 2. 2 ÍNDICE. Introducción. .....................................................................................................4 Desarrollo..........................................................................................................5 Descripción de comunicación. ......................................................................5 Descripción de un sistema de comunicación.................................................6 Sistema alámbrico: ....................................................................................6 Sistema inalámbrico:.................................................................................6 Tipos de señal................................................................................................8 Señal analógica:.........................................................................................8 Señal digital:..............................................................................................8 La comunicación satelital..............................................................................9 Red satelital...............................................................................................9 Elementos De Las Redes Satelitales. ........................................................9 Características De Las Redes Satelitales.................................................11 Modelo del enlace satelital......................................................................11 Tipos de satélites de comunicación.............................................................13 Satélite natural.........................................................................................13 Satélite artificial. .....................................................................................13 Satélites Científicos.................................................................................14 Satélites de comunicación. ......................................................................14 Satélites de meteorología. .......................................................................14 Satélites de navegación. ..........................................................................14
  • 3. 3 Satélites de teledetección. .......................................................................15 Satélites Militares....................................................................................15 Tipos de orbitas. ..........................................................................................15  Órbitas LEO ......................................................................................16  Órbitas MEO .....................................................................................16  Órbitas HEO......................................................................................16  Órbitas GEO......................................................................................16 Conclusión.......................................................................................................17 Referencias bibliográficas...............................................................................18
  • 4. 4 INTRODUCCIÓN. Según (Stanton, Etzel, & Walker, 2007), la comunicación es "la transmisión verbal o no verbal de información entre alguien que quiere expresar una idea y quien espera captarla o se espera que la capte"; ca comunicación es el proceso mediante el cual el emisor y el receptor establecen una conexión en un momento y espacio determinados para transmitir, intercambiar o compartir ideas, información o significados que son comprensibles para ambos. Un satélite de comunicaciones es un dispositivo que actúa principalmente como un reflector de las emisiones terrenas, la comunicación satelital es la radiocomunicación que se establece para conducir, distribuir o difundir señales de sonidos, voz, datos, textos o imágenes mediante el uso de algún sistema de satélites. Según lo expuesto anteriormente la comunicación satelital es el proceso mediante el cual se emiten señales de microondas hacia un satélite el cual refleja (repite) estas señales de nuevo hacia otra parte de la tierra, esto con la necesidad de transmitir, intercambiar o compartir ideas, información, satisfaciendo estas necesidad a grandes distancias.
  • 5. 5 DESARROLLO. En 1945, periodo de la Guerra Fría, los Estados Unidos y la Unión Soviética querían llegar cuanto antes a la luna y lanzar un satélite. Acababa de comenzar la carrera por descubrir una de las armas más poderosas del Siglo XX. En primer lugar, la necesidad de comunicar de un punto a otro francamente lejano fue uno de los impulsores de esa tecnología, ya que el primer concepto en el que se pensó fueron los cables submarinos, pero se buscaba una alternativa tecnológica debido a su elevado coste de implantación y fabricación. Tras numerosos estudios de la atmósfera terrestre con globos que alcanzaban los 30 Km de altitud (un avión comercial vuela a unos 12 Km como máximo) y pruebas con algunos cohetes, un 4 de Octubre de 1957 la URSS lanzaba al espacio el primer satélite del mundo: El Sputnik 1. Tras posicionarse correctamente en órbita, el satélite emitió unos pitidos por radio que demostraron el éxito de la tecnología. Desde este momento, el mundo comenzó a cambiar por completo. Según (EDUSAT), El siglo XX ha sido denominado el de las comunicaciones espaciales, ya que se han alcanzado las tecnología necesarias para poner en órbita diferentes satélites artificiales; esto se logró como resultado de años de investigación, trabajo y por la gran visión tecnológica de muchos hombres en el mundo, la comunicación satelital ha revolucionado el proceso al que se somete la información, la distancia que esta puede viajar es ilimitada, con los sistemas de comunicación satelital podemos comunicarnos de continente en continente en tiempo en real, enviar información vital para la satisfacción de las necesidades humanas. Antes de abordar por completo el punto de la comunicación satelital primero veremos unos aspectos básicos de la comunicación. DESCRIPCIÓN DE COMUNICACIÓN. La información se origina en una fuente y se transmite a un destinatario por medio de un mensaje a través de un canal de comunicación; el receptor generalmente
  • 6. 6 se encuentra en un punto geográfico distante o por lo menos separado del transmisor. La distancia entre el transmisor y el receptor puede variar, desde pocos centímetros (al hablar frente a frente), hasta cientos o miles de kilómetros (como es el caso de las transmisiones telefónicas). DESCRIPCIÓN DE UN SISTEMA DE COMUNICACIÓN. Se denomina “sistema” al conjunto de componentes o dispositivos físicos que interactúan entre sí, que aceptan señales como entradas, las transforman y generan otras señales a su salida. En la figura se representan, la entrada, el sistema que transforma la Señal de entrada y la salida; como se observa la entrada de la señal es de tipo analógica, el sistema de comunicación se encarga de transformar este tipo de señal para que pueda salir una señal digital. Existen dos tipos básicos de sistemas de comunicación: alámbrica e inalámbrica. Sistema alámbrico: Depende de un medio de transmisión física, utilizando conductores eléctricos de señal, tales como las líneas telefónicas domésticas, cable coaxial, fibra óptica. Sistema inalámbrico: No necesita de un medio físico entre el emisor y el receptor para llevar a fin el mensaje, ocupando como canal transmisor el espacio, por
  • 7. 7 ejemplo la telefonía celular, las estaciones de radio y televisoras locales, la comunicación satelital La recepción de esa señal de radio en la tierra supuso un impacto en la población mundial. Desde entonces se comenzó a creer en la tecnología satelital e invertir a marchas forzadas para múltiples usos, contemplando a día de hoy desde el militar o el meteorológico, pasando por el de reconocimiento hasta llegar a los satélites de comunicaciones, que son los que nos afectan directamente televisivamente hablando. El sistema de comunicaciones vía satélite está formado básicamente por las estaciones terrenas y el satélite. El objetivo del sistema es permitir que las estaciones terrestres se comuniquen entre sí utilizando al satélite como una estación repetidora cuando la distancia que separa a las estaciones terrestres es tan grande que no permite la comunicación directa. Como muchos otros de los medios de telecomunicación, los sistemas de satélites permiten la comunicación no solo dentro de un territorio nacional, sino también entre usuarios ubicados en distintos países, previéndose en cada caso una cobertura específica (Ver Fig. 1.1). Figura 1.1. Comunicación satelital entre usuario en distintos puntos del planeta.
  • 8. 8 Especialmente en el caso de los satélites, aun más que en el de los sistemas de radio terrenales, debido a la imposibilidad de limitar con precisión su área de cobertura, sus emisiones pueden ser recibidas en grandes extensiones geográficas de países no considerados en los objetivos de su diseño, lo que puede introducir peculiaridades de jurisdicción importantes. TIPOS DE SEÑAL Las formas en que se pueden transmitir, recibir y propagar las señales de los sistemas de comunicación son: analógica o digital; las cuales tienen distinta naturaleza. Señal analógica: Tiene la característica de que puede variar gradualmente dentro de un intervalo continuo de valores, como son la amplitud y la longitud, dependiendo de las características de la información que se transmite; por lo tanto, una señal analógica (onda senoidal) es una señal de variación continua. Un ejemplo de sistemas analógicos es la señal acústica de un instrumento musical. (Ver Fig. 1.2) Señal digital: Es aquella que está conformada por valores discretos tales como los dígitos binarios (0 y 1), por lo tanto, se puede decir que una señal digital es igual a una señal discreta en amplitud. Algunos de los sistemas digitales más comunes son las calculadoras, algunos tipos de teléfonos celulares, computadoras, etc. (Ver Fig. 1.2). Figura 1.2. Tipos de señales en que se pueden transmitir, recibir y propagar las señales de los sistemas de comunicación.
  • 9. 9 LA COMUNICACIÓN SATELITAL. Son ondas electromagnéticas que permiten trasmitir información por medio de los satélites artificiales. Según (Alcivar, 2011), el sistema de comunicaciones vía satélite está formado básicamente por las estaciones terrenas y el satélite. El objetivo del sistema es permitir que las estaciones terrenas se comuniquen entre sí utilizando al satélite como una estación repetidora cuando la distancia que separa a las estaciones terrenas es tan grande que no permite la comunicación directa (Ver Fig. 1.3). Fig. 1.3 Ejemplo De Comunicación Satelital Red satelital. Según (Camacho, García, & Orjuela, 2009) son redes satelitales aquellas que utilizan como medio de transmisión satélites artificiales localizados en órbita alrededor de la tierra. Elementos De Las Redes Satelitales.  Transponders Es un dispositivo que realiza la función de recepción y transmisión. Las señales recibidas son amplificadas antes de ser retransmitidas a la tierra. Para evitar interferencias les cambia la frecuencia.
  • 10. 10  Estaciones terrenas Las estaciones terrenas controlan la recepción con el satélite y desde el satélite, regula la interconexión entre terminales, administra los canales de salida, codifica los datos y controla la velocidad de transferencia. Consta de 3 componentes: o Estación receptora: Recibe toda la información generada en la estación transmisora y retransmitida por el satélite. o Antena: Debe captar la radiación del satélite y concentrarla en un foco donde está ubicado el alimentador. Una antena de calidad debe ignorar las interferencias y los ruidos en la mayor medida posible. Estos satélites están equipados con antenas receptoras y con antenas transmisoras. Por medio de ajustes en los patrones de radiación de las antenas pueden generarse cubrimientos globales, cubrimiento a solo un país (satélites domésticos), o conmutar entre una gran variedad de direcciones. o Estación emisora: Está compuesta por el transmisor y la antena de emisión. La potencia emitida es alta para que la señal del satélite sea buena. Esta señal debe ser captada por la antena receptora. Para cubrir el trayecto ascendente envía la información al satélite con la modulación y portadora adecuada. Como medio de transmisión físico se utilizan medios no guiados, principalmente el aire. Se utilizan señales de microondas para la transmisión por satélite, estas son unidireccionales, sensibles a la atenuación producida por la lluvia, pueden ser de baja o de alta frecuencia y se ubican en el orden de los 100 MHz hasta los 10 GHz.
  • 11. 11 Características De Las Redes Satelitales  Las transmisiones son realizadas a altas velocidades en Giga Hertz.  Son muy costosas, por lo que su uso se ve limitado a grandes empresas y países.  Rompen las distancias y el tiempo. Modelo del enlace satelital. Modelo de subida. Según (Salesiana), El principal componente dentro de la sección de subida, de un sistema satelital, es el transmisor de la estación terrena. Un típico transmisor de la estación terrena consiste de un modulador de IF, un convertidor de microondas de IF a RF, un amplificador de alta potencia (HPA) y algún medio para limitar la banda del espectro de salida (un filtro pasa-banda de salida). Fig. 1.4. Modelo de subida del sistema satelital. Enlace satelital básico.  Recibe la señal de la estación terrena.  Cambia la señal a la frecuencia de bajada.  Conmuta la señal.  Amplifica la señal.  Transmite a la estación terrena.
  • 12. 12 Transponder. Un transpondedor o transponder es un tipo de dispositivo utilizado en telecomunicaciones cuyo nombre viene de la fusión de las palabras inglesas Transmitter (Transmisor) y Responder (Contestador/Respondedor). Este dispositivo se utiliza principalmente como un nuevo transmisor debido a que recibe una señal en particular a partir de una fuente, entonces amplifica (refuerza) la señal antes de enviarla a un sitio predefinido. Estos dispositivos tienen un gran número de aplicaciones en nuestra vida cotidiana. Algunos de los usos más comunes son: la televisión por satélite, la telefonía por satélite, el control del tráfico aéreo y en los automóviles. También son incorporados en los coches para abrir puertas automáticamente. Es importante mencionar que existen transpondedores activos y transpondedores pasivos. Se designa con este término (o con alguna de las abreviaturas XPDR, XPNDR, TPDR o TP) a equipos que realizan la función de: • Recepción, amplificación y remisión en una banda distinta de una señal (estos transpondendores se utilizan en comunicaciones espaciales para adaptar la señal satélite entrante/saliente a la frecuencia de los equipos en banda base). • Respuesta automática de un mensaje (predeterminado o no) a la recepción de una señal concreta de interrogación (estos transpondedores se utilizan en aeronáutica para sistemas de pseudo-radar). Modelo de bajada. El receptor de la estación terrena contiene un filtro (BFP), el cual limita la potencia de entrada que recibe el LNA, una vez amplificada la señal en bajo ruido la señal será descendida de RF a frecuencias IF por medio de un convertidor descendente, después la señal será desmodulada y entregada en banda base. La figura 3.5 muestra las etapas de una estación terrena receptora.
  • 13. 13 Los investigadores (Angulo, Hernandez, & Moreno, 2005) indican que un receptor de estación terrena incluye un BPF de entrada, un LNA y un convertidor de RF a IF. El BPF limita la potencia del ruido de entrada al LNA. El LNA es un dispositivo altamente sensible, con poco ruido, tal como un amplificador de diodo túnel o un amplificador parametrico. El convertidor de RF a IF es una combinación de filtro mezclador/pasa-bandas que convierte la señal de RF a una frecuencia de IF. Fig. 1.4. Modelo de bajada del sistema satelital. TIPOS DE SATÉLITES DE COMUNICACIÓN. Satélite natural. Es un cuerpo celeste animado con movimiento de translación entorno, generalmente, de un planeta. Satélite artificial. Es un elemento físico capaz de recibir y transmitir señales en forma analógica o digital de alta calidad, está colocado en órbita por las necesidades que tiene el hombre para recibir y transmitir información a cualquier punto de la Tierra. La mayoría de los satélites de comunicación se colocan en el arco satelital; es decir, se encuentran en la órbita geosíncrona o geoestacionaria, a una altura aproximada de 36,000 Km sobre el Ecuador; su velocidad es igual a la de la rotación terrestre y giran sobre su propio eje; por ello, cada satélite parece inmóvil con respecto a la Tierra, permitiendo que las antenas fijas apunten directamente hacia cualquier satélite.
  • 14. 14 Un satélite es capaz de recibir y transmitir datos, audio y video en forma analógica o digital de alta calidad y en forma inmediata. Está formado por transpondedores. El satélite toma su energía de la radiación solar, cada satélite tiene un tiempo de vida determinado que varía según la cantidad de combustible que posee. Dicho combustible sirve para mover al satélite cada vez que éste se sale de su órbita, si el satélite pierde su posición y no tiene combustible, no hay manera de regresarlo ya que es atraído por las fuerzas espaciales hasta que se pierde. El satélite tiene un margen bien determinado en el espacio, como un cubo imaginario de aproximadamente 75 Km por lado, en el cual se desplaza sin salirse de control. Satélites Científicos. Tienen como principal objetivo estudiar la Tierra: superficie, atmósfera y entorno y los demás cuerpos celestes. Estos aparatos permitieron que el conocimiento del Universo sea mucho más preciso en la actualidad. Satélites de comunicación. Se ubican en la intersección de la tecnología del espacio y la de las comunicaciones. Constituyen la aplicación espacial más rentable y, a la vez, más difundida en la actualidad. Satélites de meteorología. Son aparatos especializados que se dedican exclusivamente a la observación de la atmósfera en su conjunto. Satélites de navegación. Desarrollados originalmente con fines militares al marcar el rumbo de misiles, submarinos, bombarderos y tropas, ahora se usan como sistemas de posicionamiento global para identificar locaciones terrestres mediante la triangulación de tres satélites y una unidad receptora manual que puede señalar el lugar donde ésta se encuentra y obtener así con exactitud las coordenadas de su localización geográfica.
  • 15. 15 Satélites de teledetección. Permite localizar recursos naturales, vigilar las condiciones de salud de los cultivos, el grado de deforestación, el avance de la contaminación en los mares y un sinfín de características más. Satélites Militares. Apoyan las operaciones militares de ciertos países, bajo la premisa de su seguridad nacional. TIPOS DE ORBITAS. Una órbita es definida por la NASA como un camino. Es la forma en que un elemento gira alrededor de otro en el espacio; algunos ejemplos concretos, la luna que gira alrededor de la tierra, ésta alrededor del sol y la Estación Espacial Internacional, propiedad de los Estados Unidos, gira alrededor de la tierra. Cuando un objeto gira u orbita se le llama satélite. Éstos pueden ser naturales o desarrollados por el hombre. Satélite natural como la luna, y uno artificial, como la Estación Espacial Internacional mencionada. Las órbitas son trayectorias curvas o elipses; puede indicarse que la Luna es la única que tiene una órbita casi circular. La primera ley del movimiento de Newton, dice que un objeto continúa su movimiento a menos que algo lo empuje o tire de él. Pero, ¿cómo se mantiene un satélite en órbita? Cuando no existe gravedad, el satélite se pierde en el espacio, pero con gravedad, éste es atraído hacia la Tierra; de esta forma es que el satélite se mantiene en órbita. Algunos autores han dividido o clasificado las órbitas de diferentes maneras, en este escrito, se tomará como punto de referencia la clasificación que hace Ramón
  • 16. 16 Martínez (2010) en su artículo Clasificación de las órbitas: comunicación por Satélites.  Órbitas LEO-LowEarthOrbit. Estas órbitas se consideran de órbita baja y se encuentran a menos de 1500 Km. hasta 2000 Km. En estas órbitas las transmisiones tienen un retardo mínimo, por lo que se utilizan para las telecomunicaciones. Precisamente por ese uso que se les da hoy en día, existe saturación de satélites y por ende gran cantidad de chatarra o basura espacial.  Órbitas MEO-Medium EarthOrbit. Estas órbitas se encuentran situadas entre 10.075 Km. y 20.150 Km. Una característica importante de este tipo de órbita es que los satélites no se mantienen en una posición fija respecto a la Tierra, por lo que no son muy utilizadas.  Órbitas HEO- HighlyEllipticOrbit. Es una órbita elíptica que se encuentra entre 1000 Km, y 70.000 Km. Es una órbita inclinada y muy excéntrica, utilizada más por los rusos que por los norteamericanos. Los satélites orbitan rápidamente, aproximándose a unos 33.000 Km por hora. Estas órbitas también son utilizadas para las telecomunicaciones.  Órbitas GEO-HighlyEllipticOrbit-GeoestationaryEarthOrbit. Estas órbitas se sitúan a una altitud de 35.786 Km. En el plano del ecuador de la tierra, estas órbitas son muy utilizadas para ubicar satélites de telecomunicaciones, debido a que su velocidad es igual a la de la rotación de la tierra, es decir a unos 11.070 Km por hora y los satélites allí ubicados parecen estar inmóviles si se miran en un punto fijo desde la tierra. Las órbitas GEO albergan aproximadamente 400 satélites y durarán allí por un espacio de 15 años o más.
  • 17. 17 CONCLUSIÓN. Para concluir acotamos que el sistema de comunicación por satélites ha sido uno de los grandes inventos del siglo XX, permitiéndonos a los seres humanos propagar información con una mínima perdida de está, en tiempo real a grandes velocidades y a mayores distancias, ya que la cobertura es amplia y muy segura, por lo tanto la capacidad de trasmitir la información a grandes distancias no es pobre, permitiendo la disponibilidad de proveer a cualquier persona a nivel mundial del servicio que se le quiera prestar (televisión, radio, teléfono). Un sistema de comunicación satelital es muy útil para el desarrollo de un país, ya que esto (dependiendo del tipo de satélite), le permite a un país desarrollar su capacidad tecnológica a plenitud, permitiéndole obtener nuevos hallazgos en materia energía y minas (hidrocarburos), explotando aun mas las riquezas del país que aplique este tipo de tecnología, el uso de sistemas satelitales permite a un país prevenir a su población de desastres ecológicos gracias a los satélites meteorológicos que estudian los cambios climáticos en la corteza terrestre. Asimismo permite como en el caso de nuestro país Venezuela, llevar el sistema de telefonía y televisión satelital a los lugares más recónditos del país, permitiéndoles a las personas de clase baja disfrutar de estos servicios a un precio muy accesible para ellos, ya que contamos con nuestro propio satélite de comunicación el Venesat-1 ó Satélite Simón Bolívar, sino se contara con un satélite propio el costo de estos servicios seria más elevado afectando la economía de un país.
  • 18. 18 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS. (01 de 2011). Recuperado el 2013 de 06 de 04, de Buenas Tareas: http://www.buenastareas.com/ensayos/Comunicacion-Satelital/1380147.html Alcivar, L. (2011). Slidshare. Recuperado el 06 de 07 de 2013, de http://www.slideshare.net/lilyalex/comunicacin-satelital Angulo, J. M., Hernandez, J. R., & Moreno, D. A. (18 de 04 de 2005). Monografias. Recuperado el 6 de 06 de 2013, de http://www.monografias.com/trabajos29/redes-satelitales/redes- satelitales.shtml Camacho, L. C., García, A., & Orjuela, D. (31 de 03 de 2009). Blogger. Recuperado el 07 de 06 de 2013, de http://comunicacionsatelital2105taller5.blogspot.com/ EDUSAT. (s.f.). Urbe.com.ve. Recuperado el 05 de 06 de 2013, de http://www.urbe.edu/info-consultas/web- profesor/12697883/articulos/Comunicaciones%20Satelites%20y%20Celulares /Fundamentos%20de%20la%20Comunicacion%20Satelital.pdf Fonseca, S. A. (24 de 10 de 2012). Prexi.com. Recuperado el 04 de 06 de 2013, de http://prezi.com/dntc6hbpf-jo/telecomunicacion/ Osorio, R. M. (2009-2010). comunicaciones por satelite. Obtenido de http://www.gr.ssr.upm.es/docencia/grado/csat/material/CSAT09-2- OrbitasConstelaciones_Adicionales.pdf Rosado, C. (1998). Comunicacion Satelital. En C. Rosado. Mexico, DF: AHCIET, 2000. Salesiana, U. P. (s.f.). DsSpace. Recuperado el 07 de 06 de 2013, de http://dspace.ups.edu.ec/bitstream/123456789/201/5/Capitulo%204.pdf
  • 19. 19 Stanton, W. J., Etzel, M. J., & Walker, B. J. (2007). Fundamentos de Markenting. McGraw-Hill.