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Redes por satélite

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Realizado por el grupo de trabajo del Ciclo de Grado Superior de Administración de Sistemas Informáticos en Red para el módulo de "Planificación y Administración de Redes"

ÍNDICE:
Características generales
IP Multicast

Ámbitos de uso
Enlaces Emisor – Receptor
Equipamiento necesario para la red
Medios terrestres
Medios espaciales
Tipos de satélites
Satélites LEO
La Red Espacial. Constelaciones de satélites
Situación de los satélites
Programas informáticos de seguimiento de satélites
Diferenciación de satélites

Costes de los servicios
Ventajas del sistema de redes por satélite
Inconvenientes del servicio
Pronóstico de evolución
Metodología de trabajo
Bibliografía

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Redes por satélite

  1. 1. Ana Arango Pérez Bernardo Martínez Rodríguez Samuel Álvarez Sariego
  2. 2. • Características generales – IP Multicast • • • Ámbitos de uso Enlaces Emisor – Receptor Equipamiento necesario para la red – Medios terrestres – Medios espaciales – Tipos de satélites – Satélites LEO – La Red Espacial. Constelaciones de satélites – Situación de los satélites – Programas informáticos de seguimiento de satélites – Diferenciación de satélites • • • • • • Costes de los servicios Ventajas del sistema de redes por satélite Inconvenientes del servicio Pronóstico de evolución Metodología de trabajo Bibliografía Ana Arango Pérez, Bernardo Martínez Rodríguez y Samuel Álvarez Sariego 1
  3. 3. • Alta velocidad de descarga (hasta 4 Mb/s). • Posibilidad de altas velocidades de subida (2 Mb/s). • Normalmente es bidireccional, es decir, permite la transmisión y recepción de datos. • Permite prescindir de la línea telefónica • Alta cobertura a nivel global, ya que la iluminación (“cobertura”) de los satélites es mayor. • No requiere de un punto de acceso fijo, por lo que permite movilidad. • Muy eficaz para redes IP multicast: Método para trasmitir datagramas IP a un grupo de receptores interesados. Ana Arango Pérez, Bernardo Martínez Rodríguez y Samuel Álvarez Sariego 2
  4. 4. • Método para trasmitir datagramas IP a un grupo de usuarios interesados. • Clase D: es el rango de IPs reservado para multicast. Van desde la 224.0.0.0 hasta la 239.255.255.255. • El emisor envía un único datagrama a la dirección multicast y el router se encarga de distribuirlo entre todos los destinatarios. • De este modo se ahorra mucho ancho de banda. Ana Arango Pérez, Bernardo Martínez Rodríguez y Samuel Álvarez Sariego • • • USOS DEL IP MULTICAST Streaming de audio y vídeo de alta velocidad Videoconferencias Nivel comercial: distribución de grandes archivos entre varios clientes (imágenes de Sistemas Operativos) 3
  5. 5. DOMÉSTICO EMPRESARIAL MILITAR Y GESTIÓN AMBIENTAL Búsqueda de información Búsqueda de información Cartografía Compras y Gestiones Comercio y publicidad Comunicaciones Entretenimiento Venta y Gestiones Control y gestión de recursos Aprendizaje formal/informal Formación/training empresarial Seguimiento y localización de vehículos Navegación en la Web Navegación en la Web Envío de correo (pocos adjuntos) Envío de correos con escasos adjuntos Descarga de archivos FTP Descarga de archivos FTP Ana Arango Pérez, Bernardo Martínez Rodríguez y Samuel Álvarez Sariego 4
  6. 6. BIDIRECCIONAL UNIDIRECCIONAL Peticiones por red terrestre y recepciones por redes satélite. Esto permite sumar la velocidad de ambas conexiones El usuario realiza las peticiones por satélite y recibe la información también por satélite. Ana Arango Pérez, Bernardo Martínez Rodríguez y Samuel Álvarez Sariego 5
  7. 7. Ana Arango Pérez, Bernardo Martínez Rodríguez y Samuel Álvarez Sariego 6
  8. 8. • Estaciones: reciben la señal satélite y la envían a las estaciones remotas. • Antenas Parabólicas: para recibir y enviar las señales. Alta capacidad de emisión y recepción. • Tarjeta PCI receptora de señales satélite • Software de Instalación Ana Arango Pérez, Bernardo Martínez Rodríguez y Samuel Álvarez Sariego Partes de una antena 7
  9. 9. • Un satélite es un artefacto espacial no tripulado que gravita en una órbita específica. • Funcionan como antenas suspendidas en el espacio y permiten la recepción, amplificación y retransmisión de ondas electromagnéticas hacia la tierra. Ana Arango Pérez, Bernardo Martínez Rodríguez y Samuel Álvarez Sariego 8
  10. 10. • GEO (Geostacionary Earth Orbit) – Órbita geoestacionaria alta y posición fija (36.000 Km) – Muy escasos en número. No constituyen una red en si mismos. – Importante retardo en las señales (250 ms) • MEO (Medium Earth Orbit) – Órbita geoestacionaria media y posición variable (10.000 – 20.000 Km) – También escasos en número . No pueden constituir una red en sí mismos. – La conexión no se realiza de forma continua, pero por proximidad se reduce mucho el retardo • LEO (Low Earth Orbit) – Órbita geoestacionaria baja y posición variable (menos de 5.000 Km). La mayoría por debajo de los 1.600 Km. – Las conexiones desde un punto fijo duran 18-20 minutos, pero se configuran de forma que siempre haya dos satélites a la vista. – Gran número de satélites. Constituyen una topología de red en la que cada satélite es un nodo de la misma. Ana Arango Pérez, Bernardo Martínez Rodríguez y Samuel Álvarez Sariego 9
  11. 11. • Cada satélite es equivalente a un nodo de una red de conmutación de paquetes y tiene enlaces con 8 satélites adyacentes • Cada satélite está conectado con otros cuatro (dos delante y dos detrás) en el mismo plano y con uno en cada plano adyacente REDES DE SATÉLITES LEO GLOBALSTAR  IRIDIUM  TELEDESIC Ana Arango Pérez, Bernardo Martínez Rodríguez y Samuel Álvarez Sariego 10
  12. 12. • La comunicación en el interior de la red espacial se gestiona como un flujo de paquetes cortos y de longitud fija. • Cada paquete incluye : – Una cabecera formada por: • La dirección de destino. • El número de secuencia de la información. • Una sección de verificación de errores para comprobar la integridad de la cabecera. – La zona de datos donde se recoge la información digital del usuario codificada. • El encapsulamiento de los paquetes se realiza en los nodos del extremo de la red. • Los sistemas de redes por satélite son compatibles con varios protocolos de red estándar (IP, ISDN, APN). Ana Arango Pérez, Bernardo Martínez Rodríguez y Samuel Álvarez Sariego 11
  13. 13. • En las zonas de cobertura (Células) se comparten los recursos entre todos los usuarios. • Necesaria por tanto la multiplexación en tiempo con variantes de TDMA: – MF-TDMA (Multi Frecuency Time Division Multiple Access o Acceso Múltiple por División de Tiempo Multi Frecuencia) – ATDMA (Asinchronus Time Division Multiplexing Access o Acceso Asíncrono por Multiplexación por División en el Tiempo) • La modulación empleada en el envío y recepción de información es QAM (Modulación de Amplitud en Cuadratura) o QPSK (Quadrature Phase-Shift Keying o Modulación por Desplazamiento de Fase en Cuadratura ) Ana Arango Pérez, Bernardo Martínez Rodríguez y Samuel Álvarez Sariego 12
  14. 14. • En la actualidad existen más de 2800 satélites, por lo que el seguimiento y la localización de satélites en el espacio es cada vez de mayor importancia. • El exceso en número de satélites conlleva una gran problemática, ya que pueden producirse colisiones. Hay que tener en cuenta sus órbitas respectivas para evitar colisiones. Los satélites viajan a la velocidad de rotación de la tierra. • Los satélites operativos, los que están fuera de uso y la chatarra espacial son seguidos por las Agencias Espaciales a través de sistemas informáticos. Ana Arango Pérez, Bernardo Martínez Rodríguez y Samuel Álvarez Sariego 13
  15. 15. • Integración de Hardware, Software y datos geográficos diseñada para capturar, almacenar, manipular, analizar y desplegar la información geográfica referenciada con el fin de resolver problemas de planificación y gestión geográfica. Mediante la aplicación de Google Earth, descargando un archivo KMZ, el cual contiene la información sobre los satélites, podemos observar la localización de éstos y de la basura espacial en tiempo real. Ana Arango Pérez, Bernardo Martínez Rodríguez y Samuel Álvarez Sariego 14
  16. 16. • La mayoría de los satélites se han ubicado en una órbita terrestre alrededor de la tierra entre la atmósfera y el cinturón de Radiación de Van Allen. • Los satélites de comunicación se sitúan en la órbita geoestacionaria al igual que la chatarra espacial(cualquier objeto artificial sin utilidad),que también es enviada a esta. • Los satélites que fallan y los que se quedan sin combustibles son enviados a la órbita geoestacionaria. A día de hoy, los satélites modernos poseen el combustible necesario para caer controladamente a tierra. Ana Arango Pérez, Bernardo Martínez Rodríguez y Samuel Álvarez Sariego 15
  17. 17. Ana Arango Pérez, Bernardo Martínez Rodríguez y Samuel Álvarez Sariego 16
  18. 18. • Por su función: – Satélites de comunicación: Para la transmisión, difusión y diseminación de la información. – Satélites de observación: Para la recolección,procesamiento y transmisión de datos. • Por su órbita: – Satélites de órbita Geoestacionaria. – Satélites de órbita baja(LEO). – Satélites de órbita elíptica excéntrica(Molniya). • Por su finalidad: – Científicos, meteorólogos, militares y espías, satélites de observación de la tierra, satélites de telecomunicaciones, de navegación y de radioaficionados. Ana Arango Pérez, Bernardo Martínez Rodríguez y Samuel Álvarez Sariego 17
  19. 19. • La era de los satélites comenzó en 1957 cuando la Unión Soviética lanzó al espacio el satélite Sputnik. Desde entonces hasta hoy más de 25.000 objetos artificiales han sido puestos en órbita. Los costes de lanzamiento son muy elevados. Para hacernos una idea: • En el caso del sistema Mesxat los costes fueron: – – – – 340 millones de $ por la fabricación del satélite. 190 millones de $ por lanzamiento. 16 millones de $ por el seguro para el lanzamiento. 22 millones de $ por la construcción de la estación de control. Ana Arango Pérez, Bernardo Martínez Rodríguez y Samuel Álvarez Sariego 18
  20. 20. • En 2012 Japón creó un proyecto para vender satélites de vigilancia a bajo coste para países emergentes reduciendo los costes en 216 millones de $. • Estarán dirigidos a tareas como prevención de catástrofes, rescates y búsqueda de recursos naturales. Ana Arango Pérez, Bernardo Martínez Rodríguez y Samuel Álvarez Sariego 19
  21. 21. Ventajas • Débil atenuación de enlace Inconvenientes • Vida útil muy corta (3 - 5 años) • Bajo retardo de propagación • Radio de cobertura pequeño (por satélite) • Mejor aprovechamiento del servicio en zonas pequeñas • Velocidad angular mas rápida que la de la tierra • Uso eficiente del espectro • Necesidad de una constelación de satélites para cobertura global • Alta complejidad de la red • Basura espacial • Saturación de órbitas Ana Arango Pérez, Bernardo Martínez Rodríguez y Samuel Álvarez Sariego 20
  22. 22. • Buenos pronósticos en cuanto a avance y evolución de la tecnología • Muchas aplicaciones se basan en una conexión de amplia cobertura. • Coste moderado del sistema • Buenas inversiones en tecnología • Se espera una duplicación en las prestaciones en cuanto a velocidad • Nuevas técnicas de modulación – 8 PSK: La modulación por desplazamiento de fase o PSK es una forma de modulación angular que consiste en hacer variar la fase de la portadora entre un número de valores discretos. – 16 QAM: modular por desplazamiento en amplitud (ASK) de forma independiente, dos señales portadoras que tienen la misma frecuencia pero que están desfasadas entre sí 90º • Los servicios Multicast ayudan también a la evolución de éstas tecnologías de red Ana Arango Pérez, Bernardo Martínez Rodríguez y Samuel Álvarez Sariego 21
  23. 23. • Los satélites permiten la transmisión de datos, voz, y video de una manera segura y efectiva. • Los satélites LEO son una evolución de los satélites GEO. • El uso de satélites significó un gran avance en el desarrollo de las comunicaciones. • Es necesaria una red de satélites LEO para brindar una cobertura global. Ana Arango Pérez, Bernardo Martínez Rodríguez y Samuel Álvarez Sariego 22
  24. 24. •Google Drive para la realización del trabajo en grupo desde localizaciones geográficas distantes. •Microsoft Power Point 2007 como suplente de las limitaciones (en cuanto a diseño) de Google Drive. •Photoshop CS5 para tratamiento de imágenes. •Skype y Whatsapp para concertar reuniones virtuales y mantener conversaciones aún a pesar de las distancias. Ana Arango Pérez, Bernardo Martínez Rodríguez y Samuel Álvarez Sariego 23
  25. 25. • Información general: • ocw.upc.edu/sites/default/files/materials/15011812/19918-2647.pdf •Características de la red: •http://www.slideshare.net/CalebLentoViolento/comunicaciones-por-satlite-gruporedes-yarticulosupds-redesyarticulosupdsblogspotcom •Multiplexación y empaquetado de la información, Ip Multicast: •http://es.wikipedia.org/wiki/IP_Multicast •http://es.wikipedia.org/wiki/Modulaci%C3%B3n_por_desplazamiento_de_fase •http://es.wikipedia.org/wiki/Modulaci%C3%B3n_de_amplitud_en_cuadratura •Localización de los satélites • http://www.slideshare.net/Rosemberth_Ro/satelites-13620368?from_search=8 •Equipamiento necesario para la red: •http://anakarinaw.wordpress.com/2011/05/11/partes-de-una-antena-parabolica/ •http://taller-ondas.blogspot.com.es/ Ana Arango Pérez, Bernardo Martínez Rodríguez y Samuel Álvarez Sariego 24

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