Tema 6 Las Comunicaciones por Satélite

Tema 6Tema 6Las Las

Comunicaciones Comunicaciones por Satélitepor Satélite

Limitaciones de los Sistemas Limitaciones de los Sistemas de Comunicaciones de Comunicaciones

Tradicionales Tradicionales

¿Qué limitaciones cree usted ¿Qué limitaciones cree usted que tienen los sistemas de que tienen los sistemas de comunicaciones que usted comunicaciones que usted

conoce?conoce?

Comunicaciones en Banda Comunicaciones en Banda BaseBase

Sistemas de RadarSistemas de Radar

Sistema de Televisión Sistema de Televisión de Señal librede Señal libre

Sistema de RadiosSistema de Radiosde Dos Víasde Dos Vías

Sistema de ComunicaciónSistema de ComunicaciónDigitalesDigitales

Sistema de GrabaciónSistema de Grabaciónde Vozde VozSistema Radio DifusiónSistema Radio Difusión

AM Y FMAM Y FMSistema de TransmisiónSistema de Transmisión

Por Fibra ÓpticaPor Fibra Óptica

Sistema TelefónicosSistema Telefónicos

Limitaciones de los Sistemas Limitaciones de los Sistemas de Comunicaciones de Comunicaciones

Tradicionales Tradicionales

Las comunicaciones a grandes Las comunicaciones a grandes distancias vía cables (cobre o fibra distancias vía cables (cobre o fibra óptica), sistemas de microondas, o óptica), sistemas de microondas, o Radio de HF tienen fuertes Radio de HF tienen fuertes limitantes técnicas y económicas limitantes técnicas y económicas para su implementación.para su implementación.

Una alternativa de Solucion: Una alternativa de Solucion: Comunicación vía SatéliteComunicación vía Satélite

Los conceptos en los que se fundamenta la Los conceptos en los que se fundamenta la transmisión por satélite se enunciaron en transmisión por satélite se enunciaron en Octubre de 1945 por Arthur C. Clarke, en Octubre de 1945 por Arthur C. Clarke, en un artículo de avanzada en la revista un artículo de avanzada en la revista Wireless World.Wireless World.

ESTRATEGIA: ESTRATEGIA:

Las señales emitidas al Las señales emitidas al espacio por una antena espacio por una antena ascendente, son recibidas, ascendente, son recibidas, procesadas electrónicamente, procesadas electrónicamente, reemitidas a tierra por una reemitidas a tierra por una antena descendente, y antena descendente, y captadas por una estación captadas por una estación terrestre ubicada dentro de terrestre ubicada dentro de la "pisada" del satélite.la "pisada" del satélite.

Un satélite es un repetidor de radio en el cielo Un satélite es un repetidor de radio en el cielo (transponder). (transponder). Un sistema de satélite consiste de un transponder, una Un sistema de satélite consiste de un transponder, una estación para controlarlo en tierra y una red de estación para controlarlo en tierra y una red de usuarios de las estaciones terrestres que proporciona usuarios de las estaciones terrestres que proporciona las facilidades para transmisión y recepción de tráfico las facilidades para transmisión y recepción de tráfico de comunicaciones a través del sistema de satélite.de comunicaciones a través del sistema de satélite.

Una alternativa: Una alternativa: Comunicación vía SatéliteComunicación vía Satélite

La señal es enviada desde la La señal es enviada desde la estación terrena hasta el estación terrena hasta el satélite.satélite.

El Satélite procesa la señal El Satélite procesa la señal recibida (filtrado, traslado en recibida (filtrado, traslado en frecuencia, amplificado) y frecuencia, amplificado) y luego la envía hasta tierra luego la envía hasta tierra nuevamente, hacia un área que nuevamente, hacia un área que puede ser muy distante del puede ser muy distante del área geográfica de origen o área geográfica de origen o hasta zonas geográficas dentro hasta zonas geográficas dentro del mismo país.del mismo país.



Las potencialidades de las comunicaciones por satélite Las potencialidades de las comunicaciones por satélite son muchas y cada día más, se amplían al tener son muchas y cada día más, se amplían al tener

sistemas mas rápidos y posibilidad de alta capacidad de sistemas mas rápidos y posibilidad de alta capacidad de procesamiento digital.procesamiento digital.

HISTORIA DE LAS HISTORIA DE LAS COMUNICACIONES POR SATÉLITECOMUNICACIONES POR SATÉLITE

1.1. La primera idea de utilizar satélites artificiales ubicados en La primera idea de utilizar satélites artificiales ubicados en órbitas estacionarias se debe a Arthur Clarke, en el año 1945.órbitas estacionarias se debe a Arthur Clarke, en el año 1945.

2.2. Clarke planteaba la posibilidad de retransmitir información Clarke planteaba la posibilidad de retransmitir información por dichos satélites hacia otros sitios de la tierra, a donde por por dichos satélites hacia otros sitios de la tierra, a donde por otros medios seria imposible llegar, en forma permanente, otros medios seria imposible llegar, en forma permanente, confiable y claro.confiable y claro.

3.3. Posteriormente, J. R. Pierce describió los satélites pasivos y Posteriormente, J. R. Pierce describió los satélites pasivos y activos para la transmisión de señales.activos para la transmisión de señales.

4.4. Las comunicaciones por satélite dieron un gran paso el 4 de Las comunicaciones por satélite dieron un gran paso el 4 de Octubre de 1957 con el lanzamiento del satélite Octubre de 1957 con el lanzamiento del satélite SPUTNIK I por la URSS. Más tarde, el 1 de Enero de 1958 EEUU lanza el por la URSS. Más tarde, el 1 de Enero de 1958 EEUU lanza el satélite satélite EXPLORER I..

5.5. En 1959 se lanzó el PIONER I, que permitió recibir datos de En 1959 se lanzó el PIONER I, que permitió recibir datos de la luna.la luna.

6.6. En ese mismo año, los norteamericanos colocaron en órbita el En ese mismo año, los norteamericanos colocaron en órbita el primer satélite de comunicaciones. Fue el primer satélite de comunicaciones. Fue el SCORE. Se utilizó . Se utilizó para la retransmisión de mensajes hasta 5.000 Km de para la retransmisión de mensajes hasta 5.000 Km de distancia, y difundió al mundo un mensaje de navidad distancia, y difundió al mundo un mensaje de navidad grabado en cinta magnética por el presidente Eisenhower de grabado en cinta magnética por el presidente Eisenhower de los Estados Unidos.los Estados Unidos.

7.7. El primero de abril de 1960, los Estados Unidos lanzaron el El primero de abril de 1960, los Estados Unidos lanzaron el TIROS I, satélite meteorológico que transmitió gran cantidad TIROS I, satélite meteorológico que transmitió gran cantidad de fotografías. de fotografías.

HISTORIA DE LAS HISTORIA DE LAS COMUNICACIONES POR SATÉLITECOMUNICACIONES POR SATÉLITE

HISTORIA DE LAS HISTORIA DE LAS COMUNICACIONES POR COMUNICACIONES POR

SATÉLITE.SATÉLITE.

8.8. El 12 de Agosto de 1960, el proyecto El 12 de Agosto de 1960, el proyecto ECHO dió por resultado dió por resultado el lanzamiento de un globo metalizado de 30 metros de el lanzamiento de un globo metalizado de 30 metros de diámetro, con un período orbital de aproximadamente dos diámetro, con un período orbital de aproximadamente dos horas. Este reflector pasivo podía retransmitir señales de un horas. Este reflector pasivo podía retransmitir señales de un punto a otro, solamente cuando se encontraba en línea vista punto a otro, solamente cuando se encontraba en línea vista común.común.

9.9. En 1961 el RANGER I hizo sondeos en el espacio lejano.En 1961 el RANGER I hizo sondeos en el espacio lejano.

10.10. El 10 de julio 1962 el satélite El 10 de julio 1962 el satélite TELSTAR I repetidor activo, es repetidor activo, es puesto en órbita para realizar la primera transmisión de puesto en órbita para realizar la primera transmisión de televisión internacional en vivo y directo, telefonía y televisión internacional en vivo y directo, telefonía y telefotografías por microondas.telefotografías por microondas.

11.11. El 18 de septiembre de 1962 fue lanzado el TIROS VI, El 18 de septiembre de 1962 fue lanzado el TIROS VI, satélite meteorológico que llevaba dos cámaras de televisión.satélite meteorológico que llevaba dos cámaras de televisión.



12.12. El 1 de noviembre de 1962 la Unión Soviética lanzó la El 1 de noviembre de 1962 la Unión Soviética lanzó la estación interplanetaria MARS I en dirección a Marte.estación interplanetaria MARS I en dirección a Marte.

13.13. El 13 de diciembre de 1962 se lanzó el satélite RELAY I, El 13 de diciembre de 1962 se lanzó el satélite RELAY I, semejante en los principios fundamentales del Telstar. Se semejante en los principios fundamentales del Telstar. Se utilizó para transmisiones de televisión entre Europa, utilizó para transmisiones de televisión entre Europa, Sudamérica, Japón y EE.UU.Sudamérica, Japón y EE.UU.

14.14. El SYNCOM I fue lanzado a órbita el 14 de Febrero de 1963, El SYNCOM I fue lanzado a órbita el 14 de Febrero de 1963, pero por fallas técnicas no alcanzó la órbita. Sin embargo el pero por fallas técnicas no alcanzó la órbita. Sin embargo el 26 de Julio de 1963, cinco meses más tarde, fue lanzado y 26 de Julio de 1963, cinco meses más tarde, fue lanzado y puesto en órbita casi sincrónica, el satélite SYNCOM II. puesto en órbita casi sincrónica, el satélite SYNCOM II.



15.15. El 7 de mayo de 1963 se lanzó el satélite TELSTAR II. El 7 de mayo de 1963 se lanzó el satélite TELSTAR II. Funcionó satisfactoriamente hasta el 16 de julio de 1963, en Funcionó satisfactoriamente hasta el 16 de julio de 1963, en que una avería no identificada interrumpió su que una avería no identificada interrumpió su funcionamiento. Volvió a funcionar el 12 de agosto de ese funcionamiento. Volvió a funcionar el 12 de agosto de ese mismo año. Realizó experimentos sobre radiaciones y daños mismo año. Realizó experimentos sobre radiaciones y daños producidos por partículas.producidos por partículas.

16.16. El 21 de diciembre de 1963 se lanzó al espacio el TIROS El 21 de diciembre de 1963 se lanzó al espacio el TIROS VIII, que realizó diversas observaciones meteorológicas.VIII, que realizó diversas observaciones meteorológicas.

17.17. El 25 de enero de 1964 se lanzó el ECHO II. Con él se El 25 de enero de 1964 se lanzó el ECHO II. Con él se realizaron experimentos científicos EE.UU. , Gran Bretaña y realizaron experimentos científicos EE.UU. , Gran Bretaña y Unión Soviética.Unión Soviética.



18.18. El 19 de Agosto de 1963 es lanzado el SYNCOM III, el cual El 19 de Agosto de 1963 es lanzado el SYNCOM III, el cual ocupa una órbita geoestacionaria, lo cual permitió transmitir ocupa una órbita geoestacionaria, lo cual permitió transmitir con éxito total las XVIII Olimpiadas de Tokio hacia con éxito total las XVIII Olimpiadas de Tokio hacia Norteamérica. Ese mismo año se lanzó el RELAY II, que Norteamérica. Ese mismo año se lanzó el RELAY II, que contribuyó a aumentar la capacidad de los canales de contribuyó a aumentar la capacidad de los canales de transmisión de datos.transmisión de datos.

19.19. En 1965 la Unión Soviética lanzó los satélites de la serie En 1965 la Unión Soviética lanzó los satélites de la serie MOLNYA para transmisión de señales telegráficas, telefónica MOLNYA para transmisión de señales telegráficas, telefónica y de televisión en color. También permitieron tomar datos y de televisión en color. También permitieron tomar datos meteorológicos.meteorológicos.

20.20. El El INTELSAT I ( anteriormente EARLY BIRD), lanzado a ( anteriormente EARLY BIRD), lanzado a órbita el 28 de junio de 1965, demostró la viabilidad de un órbita el 28 de junio de 1965, demostró la viabilidad de un sistema de satélites geo-estacionarios con fines comerciales. sistema de satélites geo-estacionarios con fines comerciales.



21.21. INTELSAT ( International Telecomunications Satellites).INTELSAT ( International Telecomunications Satellites).

22.22. En octubre de 1966 se iniciaron los lanzamientos de los En octubre de 1966 se iniciaron los lanzamientos de los INTELSAT II. El primero no entró en órbita por un fallo en el INTELSAT II. El primero no entró en órbita por un fallo en el motor de apogeo. El segundo entro en órbita sobre el océano motor de apogeo. El segundo entro en órbita sobre el océano pacifico, el tercero lo hizo sobre el Atlántico y el cuarto pacifico, el tercero lo hizo sobre el Atlántico y el cuarto también sobre el Pacifico. Se proyectaron con una capacidad también sobre el Pacifico. Se proyectaron con una capacidad de 240 canales.de 240 canales.

23.23. En 1968 comenzaron los lanzamientos de los En 1968 comenzaron los lanzamientos de los INTELSAT III. III. Tenían una capacidad cinco veces mayor que los anteriores. Tenían una capacidad cinco veces mayor que los anteriores. Se alimentan con energía solar y tienen una potencia de 130 Se alimentan con energía solar y tienen una potencia de 130 Watt cada uno, pudiendo cursar a la vez 1.200 conversaciones Watt cada uno, pudiendo cursar a la vez 1.200 conversaciones telefónicas bidireccionales o cuatro canales de televisión. Parte telefónicas bidireccionales o cuatro canales de televisión. Parte del ancho de banda de estos satélites se ha asignado a del ancho de banda de estos satélites se ha asignado a televisión y el resto a telegrafía, telefonía, facsímil y datos.televisión y el resto a telegrafía, telefonía, facsímil y datos.



24.24. Para 1969 habían en órbita ocho satélites de la serie Para 1969 habían en órbita ocho satélites de la serie INTELSAT III.INTELSAT III.

25.25. Durante 1971 se puso en órbita el satélite INTELSAT IV. Durante 1971 se puso en órbita el satélite INTELSAT IV. Posee baterías solares que proporcionan 500 Watt. Tiene Posee baterías solares que proporcionan 500 Watt. Tiene doce transceptores para abarcar la tierra que puede conmutar doce transceptores para abarcar la tierra que puede conmutar en órbita a fin de abarcar la zona geográfica deseada.en órbita a fin de abarcar la zona geográfica deseada.

26.26. En los años posteriores se han llevado a órbita un gran En los años posteriores se han llevado a órbita un gran número de satélites con fines comerciales, con lo cual se abrió número de satélites con fines comerciales, con lo cual se abrió definitivamente las puertas a las comunicaciones de televisión definitivamente las puertas a las comunicaciones de televisión por satélite para servicios domésticos.por satélite para servicios domésticos.



27.27. En los últimos veinticinco años los satélites estacionarios En los últimos veinticinco años los satélites estacionarios han sufrido una rápida evolución en cuanto al tiempo de vida, han sufrido una rápida evolución en cuanto al tiempo de vida, que se ha duplicado por diez. Además, se ha avanzado que se ha duplicado por diez. Además, se ha avanzado considerablemente en los equipos conversores de energía. Pero considerablemente en los equipos conversores de energía. Pero delante de todos estos avances se podría mencionar el delante de todos estos avances se podría mencionar el creciente aumento de la potencia de los cohetes lanzadores, creciente aumento de la potencia de los cohetes lanzadores, que permiten la puesta en órbita de masas muy grandes.que permiten la puesta en órbita de masas muy grandes.

TIPOS DE SATÉLITESTIPOS DE SATÉLITES

SATÉLITES PASIVOSSATÉLITES PASIVOS: : son satélites que no son satélites que no agregan potencia a la señal, ni la modifican agregan potencia a la señal, ni la modifican sustancialmente en sus características y solo son sustancialmente en sus características y solo son utilizados para que la señal “rebote en ellos”.utilizados para que la señal “rebote en ellos”.

SATÉLITES ACTIVOSSATÉLITES ACTIVOS: : son aquellos satélites que son aquellos satélites que pueden agregar potencia a las señales recibidas, pueden agregar potencia a las señales recibidas, filtrarlas, amplificarlas, trasladarlas en frecuencia filtrarlas, amplificarlas, trasladarlas en frecuencia y luego reenviarlas hasta un área geográfica en la y luego reenviarlas hasta un área geográfica en la tierra.tierra.

CLASIFICACION ORBITAL CLASIFICACION ORBITAL DE LOS SATÉLITESDE LOS SATÉLITES

Los satélites se pueden clasificar según:Los satélites se pueden clasificar según:1.1. Su Su Distancia de la Tierra

((GeoestacionariaGeoestacionaria, , GeosíncronaGeosíncrona, de , de Baja Baja AlturaAltura, de , de Media AlturaMedia Altura y y ExcéntricasExcéntricas). ).

2.2. Su Su Plano Orbital con respecto al con respecto al Ecuador (Ecuador (EcuatorialEcuatorial, , InclinadaInclinada y y PolarPolar).).

3.3. La La Trayectoria Orbital que describen que describen ((Circular Circular y y ElípticaElíptica). ).

CLASIFICACION ORBITAL CLASIFICACION ORBITAL DE LOS SATÉLITES Y SUS DE LOS SATÉLITES Y SUS

USOSUSOS

CLASIFICACION ORBITAL CLASIFICACION ORBITAL DE LOS SATÉLITES Y SUS DE LOS SATÉLITES Y SUS

USOSUSOS

Los cinturones de Los cinturones de radiación de Van Allen radiación de Van Allen son áreas de la alta son áreas de la alta atmósfera que rodean la atmósfera que rodean la Tierra por encima de la Tierra por encima de la ionosfera, a una altura ionosfera, a una altura de 3.000 y de 22.000 de 3.000 y de 22.000 km. respectivamente. km. respectivamente. Se sitúan sobre la zona Se sitúan sobre la zona ecuatorial y la más ecuatorial y la más externa se prolongan externa se prolongan prácticamente hasta la prácticamente hasta la magnetopausamagnetopausa, límite , límite entre el espacio entre el espacio terrestre y el espacio terrestre y el espacio interplanetario.interplanetario.

1.1. El satélite permanece casi estacionario, con El satélite permanece casi estacionario, con respecto a una estación terrestre específica. respecto a una estación terrestre específica. Consecuentemente, no se requiere equipo costoso Consecuentemente, no se requiere equipo costoso de rastreo en las estaciones terrestres.de rastreo en las estaciones terrestres.

2.2. Las antenas se enfocan al satélite al instalarlas y se Las antenas se enfocan al satélite al instalarlas y se fijan para largos períodos de funcionamiento.fijan para largos períodos de funcionamiento.

3.3. No hay necesidad de cambiar de un satélite a otro, No hay necesidad de cambiar de un satélite a otro, cuando giran por encima. Consecuentemente, no cuando giran por encima. Consecuentemente, no hay rupturas en la transmisión por los tiempos de hay rupturas en la transmisión por los tiempos de conmutación.conmutación.

Ventajas de las Orbitas Ventajas de las Orbitas GeosíncronasGeosíncronas

4.4. Los satélites geosíncronos de alta altitud pueden Los satélites geosíncronos de alta altitud pueden cubrir un área de la Tierra mucho más grande, que cubrir un área de la Tierra mucho más grande, que sus contrapartes orbítales de baja altitud.sus contrapartes orbítales de baja altitud.

5.5. Los efectos del cambio de posición Doppler son Los efectos del cambio de posición Doppler son insignificantes.insignificantes.

6.6. Con tres satélites se tiene un enlace de cobertura Con tres satélites se tiene un enlace de cobertura total del planeta (excepto los polos).total del planeta (excepto los polos).

Ventajas de las Orbitas Ventajas de las Orbitas GeosíncronasGeosíncronas

Estación “A”

Estación “B”

1.1. Las altitudes superiores de los satélites geosíncronos Las altitudes superiores de los satélites geosíncronos introducen tiempos de propagación más largos. El introducen tiempos de propagación más largos. El retardo de propagación del viaje redondo entre dos retardo de propagación del viaje redondo entre dos estaciones terrenas, por medio de un satélite estaciones terrenas, por medio de un satélite geosíncrono, es de 500 a 600 ms.geosíncrono, es de 500 a 600 ms.

Desventajas de las Orbitas Desventajas de las Orbitas GeosíncronasGeosíncronas

2.2. Los satélites geosíncronos requieren de alta potencia Los satélites geosíncronos requieren de alta potencia de transmisión y receptores más sensibles debido a de transmisión y receptores más sensibles debido a las distancias más grandes y mayores pérdidas de las distancias más grandes y mayores pérdidas de trayectoria.trayectoria.

3.3. Se requieren maniobras espaciales de alta precisión Se requieren maniobras espaciales de alta precisión para colocar un satélite geosíncrono en órbita y para colocar un satélite geosíncrono en órbita y mantenerlo en ella. mantenerlo en ella.

4.4. Se requieren los motores de propulsión, a bordo de Se requieren los motores de propulsión, a bordo de los satélites, para mantenerlos en sus órbitas los satélites, para mantenerlos en sus órbitas respectivas.respectivas.

Desventajas de las Orbitas Desventajas de las Orbitas GeosíncronasGeosíncronas

COMPARACION ENTRE COMPARACION ENTRE SATELITES DE VARIAS SATELITES DE VARIAS

ORBITASORBITAS

Orbita Orbita GeoGeo

Orbita Orbita MeoMeo Orbita LeoOrbita Leo

Altura (km)Altura (km) 36.00036.000 6.000-12.0006.000-12.000 2000-30002000-3000

Período Orbital (Hr)Período Orbital (Hr) 2424 5-125-12 1.51.5

Velocidad (Km/hr)Velocidad (Km/hr) 11.00011.000 19.00019.000 27.00027.000

Retraso (ida y vuelta) Retraso (ida y vuelta) (ms)(ms)

250250 8080 1010

Período de VisibilidadPeríodo de Visibilidad SiempreSiempre 2-4 Hr2-4 Hr <<15 min15 min

Satélite necesarios Satélite necesarios

para cobertura globalpara cobertura global33 10-1210-12 50-7050-70

BANDAS DE FRECUENCIAS BANDAS DE FRECUENCIAS SATELITALESSATELITALES

BandaBanda

BANDA DE BANDA DE FRECUENCIAFRECUENCIA

(GHz)(GHz) Ancho de Ancho de BandaBanda(MHz)(MHz)SubidaSubida

(Up Link)(Up Link)

BajadaBajada(Down (Down Link)Link)

CC 5.9 a 6.45.9 a 6.4 3.7 a 4.23.7 a 4.2 500500

XX 7.9 a 8.47.9 a 8.4 7.25 a 7.757.25 a 7.75 500500

KuKu 14 a 14.514 a 14.5 11.7 a 12.211.7 a 12.2 500500

KaKa27 a 3027 a 30 17 a 2017 a 20 30003000

30 a 3130 a 31 20 a 2120 a 21 10001000

VV 50 a 5150 a 51 40 a 4140 a 41 10001000

SOMBRA O PISADA DE UN SOMBRA O PISADA DE UN SATELITESATELITE

La pisada o sombra de La pisada o sombra de un satélite son todo el un satélite son todo el conjunto de estaciones conjunto de estaciones que tienen un campo que tienen un campo de visibilidad con él y de visibilidad con él y están dentro del están dentro del patrón de radiación de patrón de radiación de las antenas del satelite. las antenas del satelite.

ÁNGULOS DE APUNTAMIENTOÁNGULOS DE APUNTAMIENTODE UN SATELITEDE UN SATELITE

Considerando un satélite Considerando un satélite Geoestacionario, es Geoestacionario, es necesario apuntar la necesario apuntar la antena tanto transmisora antena tanto transmisora como receptora hacia el como receptora hacia el satélite, con el objeto de satélite, con el objeto de poder usarlo como poder usarlo como repetidor. repetidor.

Para una orbita Para una orbita geoestacionaria, el geoestacionaria, el satélite se mantendrá fijo satélite se mantendrá fijo visto por un observador visto por un observador en tierra. en tierra.

Existen dos ángulos que Existen dos ángulos que deben dársele a la antena deben dársele a la antena para “enfocar” un para “enfocar” un satélite: Inclinación y satélite: Inclinación y Azimut.Azimut.

ÁNGULOS DE VISTAÁNGULOS DE VISTA

Los ángulos de vista, son los ángulos necesarios Los ángulos de vista, son los ángulos necesarios para orientar una antena desde una estación para orientar una antena desde una estación terrena hacia un satélite, estos son el ángulo de terrena hacia un satélite, estos son el ángulo de elevación y azimut. elevación y azimut.

Otra Imagen de ApoyoOtra Imagen de Apoyo

ANGULO DE ELEVACIÓNANGULO DE ELEVACIÓN

El ángulo de elevación es el ángulo formado entre la El ángulo de elevación es el ángulo formado entre la dirección de viaje de una onda radiada desde una dirección de viaje de una onda radiada desde una antena de estación terrena y la horizontal, o el ángulo antena de estación terrena y la horizontal, o el ángulo de la antena de la estación terrena entre el satélite y la de la antena de la estación terrena entre el satélite y la horizontal. horizontal.

Entre más pequeño sea el ángulo de elevación, Entre más pequeño sea el ángulo de elevación, mayor será la distancia que una onda propagada mayor será la distancia que una onda propagada debe pasar por la atmósfera de la Tierra. debe pasar por la atmósfera de la Tierra.

Angulo deElevaciónDesplazamiento vertical

de la antena hasta hacer coincidir su eje focal con

el cinturón de Clarke.

AZIMUTAZIMUT

Azimut se define como el ángulo de apuntamiento Azimut se define como el ángulo de apuntamiento horizontal de una antena. Normalmente se mide en una horizontal de una antena. Normalmente se mide en una dirección, según las manecillas del reloj, en grados del dirección, según las manecillas del reloj, en grados del norte verdadero. norte verdadero.

Orientación Orientación horizontal horizontal

de la de la antena antena

respecto al respecto al norte.norte.

AJUSTE DE LA ALINEACION EN AJUSTE DE LA ALINEACION EN UNA ANTENA DE SOPORTE UNA ANTENA DE SOPORTE

POLARPOLAR

CALCULO DE AZIMUT Y CALCULO DE AZIMUT Y ANGULO DE ELEVACIÓNANGULO DE ELEVACIÓN

El ángulo de elevación y el azimut, dependen ambos, de la latitud El ángulo de elevación y el azimut, dependen ambos, de la latitud y la longitud de la estación terrena como del satélite en órbita.y la longitud de la estación terrena como del satélite en órbita.

Para un satélite geosíncrono, en una órbita ecuatorial, el Para un satélite geosíncrono, en una órbita ecuatorial, el procedimiento es el siguiente:procedimiento es el siguiente:

a)a) Determine la longitud y latitud de la estación terrestre. Determine la longitud y latitud de la estación terrestre.

b)b) Determine la longitud del satélite de interés. Determine la longitud del satélite de interés.

c)c) Calcule la diferencia, en grados (Calcule la diferencia, en grados (L), entre la longitud del L), entre la longitud del satélite y la longitud de la estación terrena. satélite y la longitud de la estación terrena.

d)d) Determine el azimut y ángulo de elevación para la antena, en Determine el azimut y ángulo de elevación para la antena, en la gráfica de la lámina siguiente.la gráfica de la lámina siguiente.

CALCULO DE AZIMUT Y CALCULO DE AZIMUT Y ANGULO DE ELEVACIÓNANGULO DE ELEVACIÓN

DatoConocido

DatoConocido,calculado

50º50º15º15º

ELEMENTOS CONSTITUTIVOS ELEMENTOS CONSTITUTIVOS DE UN SATELITEDE UN SATELITE

Subsistemas de un Subsistemas de un satélitesatélite

Un satélite generalmente se diseña en Un satélite generalmente se diseña en varios subsistemas para que al ser varios subsistemas para que al ser puesto en órbita pueda ser controlado puesto en órbita pueda ser controlado desde la tierra. desde la tierra. Cuenta con los subsistemas de Cuenta con los subsistemas de potencia, propulsión, telemetría y potencia, propulsión, telemetría y comando, y el de comunicaciones, comando, y el de comunicaciones, entre otros.entre otros.

11

33

22

44

ESPACIAMIENTO ENTRE SATÉLITES ESPACIAMIENTO ENTRE SATÉLITES GEOESTACIONARIOSGEOESTACIONARIOS

Los satélites geosíncronos deben compartir Los satélites geosíncronos deben compartir un espacio y espectro de frecuencia un espacio y espectro de frecuencia limitados, dentro de un arco específico, en limitados, dentro de un arco específico, en una órbita geoestacionaria. Cada satélite de una órbita geoestacionaria. Cada satélite de comunicación se asigna una longitud en el comunicación se asigna una longitud en el arco geoestacionario.arco geoestacionario.

La posición en la ranura depende de la La posición en la ranura depende de la banda de frecuencia de comunicación banda de frecuencia de comunicación utilizada. utilizada.


Los satélites trabajando, en o casi en la Los satélites trabajando, en o casi en la misma frecuencia, deben estar lo misma frecuencia, deben estar lo suficientemente separados en el espacio para suficientemente separados en el espacio para evitar interferir uno con otro. evitar interferir uno con otro.

Hay un límite realista del número de Hay un límite realista del número de estructuras satelitales que pueden estar estructuras satelitales que pueden estar estacionadas en un área específica en el estacionadas en un área específica en el espacio. espacio.

Por seguridad, interferencia, Por seguridad, interferencia, eficiencia, etc. la separación entre eficiencia, etc. la separación entre satélites está entre 3 y 6 grados.satélites está entre 3 y 6 grados.

Satélite 2Satélite 2

Satélite 1Satélite 1

3°~6º

D=?

Radio Terrestre= 6.378 kmRadio Terrestre= 6.378 kmAltitud de Satélites= 36.000 km Altitud de Satélites= 36.000 km

D=?3°


La separación espacial requerida depende de:La separación espacial requerida depende de:1. Ancho del haz y radiación del lóbulo lateral de la 1. Ancho del haz y radiación del lóbulo lateral de la estación terrena y antenas del satéliteestación terrena y antenas del satélite2. Frecuencia de la portadora de RF2. Frecuencia de la portadora de RF3. Técnica de codificación o de modulación usada3. Técnica de codificación o de modulación usada4. Límites aceptables de interferencia4. Límites aceptables de interferencia5. Potencia de la portadora de transmisión5. Potencia de la portadora de transmisión

Generalmente, se requieren de 3 a 6° de Generalmente, se requieren de 3 a 6° de separación espacial dependiendo de las separación espacial dependiendo de las variables establecidas anteriormente.variables establecidas anteriormente.


ASIGNACIONES DE FRECUENCIA ASIGNACIONES DE FRECUENCIA PARA SATÉLITES PARA SATÉLITES

GEOESTACIONARIOSGEOESTACIONARIOSLas frecuencias de la portadora, más comunes, usadas para Las frecuencias de la portadora, más comunes, usadas para las comunicaciones por satélite, son las bandas 6/4 y 14/12 las comunicaciones por satélite, son las bandas 6/4 y 14/12 GHz. GHz. El primer número es la frecuencia de subida (ascendente) El primer número es la frecuencia de subida (ascendente) (estación terrena a transponder) y el segundo número es la (estación terrena a transponder) y el segundo número es la frecuencia de bajada (descendente) (transponder a estación frecuencia de bajada (descendente) (transponder a estación terrena). Diferentes frecuencias de subida y de bajada se terrena). Diferentes frecuencias de subida y de bajada se usan para prevenir que ocurra repetición. usan para prevenir que ocurra repetición.

Entre más alta sea la frecuencia de la portadora, más Entre más alta sea la frecuencia de la portadora, más pequeño es el diámetro requerido de la antena para una pequeño es el diámetro requerido de la antena para una ganancia especifica.ganancia especifica.

Subida 6 o 14 GHz Bajada 4 o 12 GHz

RED DE SATELITES INTELSATRED DE SATELITES INTELSAT

Intelsat es una red de satélites de comunicaciones que Intelsat es una red de satélites de comunicaciones que cubre el mundo entero. cubre el mundo entero.

Los satélites Intelsat están situados en órbitas Los satélites Intelsat están situados en órbitas geoestacionarias sobre los océanos Atlántico, Pacífico e geoestacionarias sobre los océanos Atlántico, Pacífico e Índico. Índico.

El primer satélite Intelsat, llamado Early Bird El primer satélite Intelsat, llamado Early Bird ("Madrugador") fue puesto en órbita sobre el océano ("Madrugador") fue puesto en órbita sobre el océano Atlántico en 1965. Atlántico en 1965.

Son propiedad de una compañia internacional Son propiedad de una compañia internacional (Intelsat), con sede en Washington DC (Intelsat), con sede en Washington DC

RED DE SATELITES INTELSATRED DE SATELITES INTELSAT

Los servicios prestados son:Los servicios prestados son:

1.1. DatosDatos

2.2. TeléfonoTeléfono

3.3. Televisión punto a puntoTelevisión punto a punto

4.4. Televisión en redTelevisión en red

5.5. Radio difusiónRadio difusión

6.6. Telefonía móvilTelefonía móvil

7.7. Redes de datos privadas.Redes de datos privadas.

8.8. Etc. Etc.

COMPARACION ENTRE COMPARACION ENTRE OPERADORAS DE RED DE OPERADORAS DE RED DE

SATELITES INTELSATSATELITES INTELSAT

COMPARACION ENTRE ALGUNOS COMPARACION ENTRE ALGUNOS SISTEMAS DE COMUNICACIONES SISTEMAS DE COMUNICACIONES

POR SATELITESPOR SATELITES

CARACTERISTICA DEL SISTEMA SATELITALCARACTERISTICA DEL SISTEMA SATELITALWESTARWESTAR INTELSAT VINTELSAT V SBSSBS FLEETI FLEETI

SATCOMSATCOMANIK DANIK D

OPERADOROPERADOR TELEGRAFO TELEGRAFO WESTERN WESTERN

UNIONUNION

INTELSATINTELSAT SISTEMAS DE SISTEMAS DE NEGOCIOS NEGOCIOS

SATELITALESSATELITALES

DEPARTAMENTO DEPARTAMENTO DE DEFENSA DE DEFENSA

EEUUEEUU

TELSAT CANADATELSAT CANADA

BANDA DE BANDA DE FRECUENCIAFRECUENCIA

CC C y KuC y Ku KuKu UHF, XUHF, X C, KuC, Ku

COBERTURACOBERTURA CONOCONO GLOBAL, ZONAL, GLOBAL, ZONAL, PUNTOPUNTO

CONOCONO GLOBALGLOBAL CANADA, NORTE CANADA, NORTE DE EEUUDE EEUU

NUMERO DE NUMERO DE TRANSPONDERTRANSPONDER

1212 2121 1010 1212 2424

TRANSPONDER TRANSPONDER BW (MHz)BW (MHz)

3636 36 - 7736 - 77 4343 0,005 – 0,50,005 – 0,5 3636

EIRP (dBW)EIRP (dBW) 3333 23.5 - 2923.5 - 29 40 – 43.740 – 43.7 26 - 2826 - 28 3636

ACCESO ACCESO MULTIPLEMULTIPLE

FDMA, TDMAFDMA, TDMA FDMA, TDMA reúsoFDMA, TDMA reúso TDMATDMA FDMAFDMA FDMAFDMA

MODULACIONMODULACION FM, QPSKFM, QPSK FDM/FM, QPSKFDM/FM, QPSK QPSKQPSK FM, QPSKFM, QPSK FDM, FM, FM/TVD, FDM, FM, FM/TVD, SCPCSCPC

SERVICIOSERVICIO TELE FIJA, TTYTELE FIJA, TTY TELE FIJA, TVDTELE FIJA, TVD TELE FIJA, TVDTELE FIJA, TVD MILITAR MOVILMILITAR MOVIL TELE FIJATELE FIJA

GraciasGracias

SATELITE SPUTNIKSATELITE SPUTNIK

SATELITE EXPLORER ISATELITE EXPLORER I

SATELITE SCORE ISATELITE SCORE I

SATELITE ECHOSATELITE ECHO

SATELITE TELSTAR ISATELITE TELSTAR I

SATELITE INTELSAT ISATELITE INTELSAT I

TIPOS DETIPOS DE Ó ÓRBITAS RBITAS SATELITALESSATELITALES

SEGUN SU DISTANCA A LA SEGUN SU DISTANCA A LA TIERRATIERRAÓrbita Geoestacionaria (GEO)Órbita Geoestacionaria (GEO)

Este tipo de órbita posee las mismas propiedades Este tipo de órbita posee las mismas propiedades que la geosíncrona, pero debe tener una que la geosíncrona, pero debe tener una inclinación de cero grados respecto al ecuador y inclinación de cero grados respecto al ecuador y viajar en la misma dirección en la cual rota la viajar en la misma dirección en la cual rota la tierra. tierra. Un satélite geoestacionario aparenta estar en la Un satélite geoestacionario aparenta estar en la misma posición relativa a algún punto sobre la misma posición relativa a algún punto sobre la superficie de la Tierra, lo que lo hace muy superficie de la Tierra, lo que lo hace muy atractivo para las comunicaciones a gran atractivo para las comunicaciones a gran distancia. distancia.

Órbitas de Media Altura (MEO) Son las que van desde 9,600 Son las que van desde 9,600 km hasta la altura de los km hasta la altura de los satélites geosíncronos. satélites geosíncronos. Los satélites de órbita media Los satélites de órbita media son muy usados también en las son muy usados también en las comunicaciones móviles. comunicaciones móviles.

Órbita GeosíncronaÓrbita GeosíncronaEs una órbita circular con un Es una órbita circular con un período de un día sideral. período de un día sideral. Para tener este período la Para tener este período la órbita debe tener un radio de órbita debe tener un radio de 42,164.2 km. (desde el centro de 42,164.2 km. (desde el centro de la tierra). la tierra).

Órbita de Baja Altura (LEO)Órbita de Baja Altura (LEO) Estas órbitas se encuentran Estas órbitas se encuentran en el rango de en el rango de 640 km a 1,600 640 km a 1,600 kmkm entre las llamadas región de entre las llamadas región de densidad atmosférica constante densidad atmosférica constante y la región de los cinturones de y la región de los cinturones de Van AllenVan Allen..

Los satélites de órbita baja Los satélites de órbita baja circular son muy usados en circular son muy usados en sistemas de comunicaciones sistemas de comunicaciones móviles. móviles.

TIPOS DETIPOS DE Ó ÓRBITAS RBITAS SATELITALESSATELITALES

SEGUN EL PLANO CON EL SEGUN EL PLANO CON EL ECUADORECUADOR Órbita EcuatorialÓrbita Ecuatorial:: En esta órbita la trayectoria En esta órbita la trayectoria

del satélite sigue un plano paralelo al ecuador, del satélite sigue un plano paralelo al ecuador, es decir tiene una inclinación de 0º. es decir tiene una inclinación de 0º.

Órbitas Inclinada:Órbitas Inclinada: La trayectoria del satélite La trayectoria del satélite sigue un plano con un cierto ángulo de sigue un plano con un cierto ángulo de inclinación respecto al ecuador. inclinación respecto al ecuador.

Órbitas Polar:Órbitas Polar: El satélite sigue un plano El satélite sigue un plano paralelo al eje de rotación de la tierra pasando paralelo al eje de rotación de la tierra pasando sobre los polos y perpendicular al ecuador. sobre los polos y perpendicular al ecuador.

PATRONES ORBITALESPATRONES ORBITALES

Eje PolarEje Polar

OrbitaOrbita

SatéliteSatélite

Eje PolarEje Polar

OrbitaOrbita

SatéliteSatélite

Eje PolarEje Polar

OrbitaOrbita

SatéliteSatélite

SatéliteSatélite

Orbita EcuatorialOrbita Ecuatorial

Orbita PolarOrbita Polar

Orbita InclinadaOrbita Inclinada

Para mantener un satélite en orbita es necesario que la Para mantener un satélite en orbita es necesario que la fuerza centrifuga, causada por su rotación alrededor fuerza centrifuga, causada por su rotación alrededor de la tierra, sea contrabalanceada por la atracción de la tierra, sea contrabalanceada por la atracción gravitacional de la tierra. gravitacional de la tierra.

Fuerza CentrifugaFuerza Centrifuga

AtracciónAtracciónGravitacionalGravitacional

TIPOS DETIPOS DE Ó ÓRBITAS SATELITALESRBITAS SATELITALES SEGUN LA TRAYECTORIA ORBITAL SEGUN LA TRAYECTORIA ORBITAL

QUE DESCRIBEQUE DESCRIBE


QUE DESCRIBEQUE DESCRIBEÓrbitas circularesÓrbitas circulares

Se dice que un satélite posee una órbita circular si su Se dice que un satélite posee una órbita circular si su movimiento alrededor de la tierra es precisamente una movimiento alrededor de la tierra es precisamente una trayectoria circular. Este tipo de órbita es la que usan los trayectoria circular. Este tipo de órbita es la que usan los satélites geosíncronos. satélites geosíncronos.

Órbitas elípticas (Monlniya)Órbitas elípticas (Monlniya)

Se dice que un satélite posee una órbita elíptica si su movimiento Se dice que un satélite posee una órbita elíptica si su movimiento alrededor de la tierra es precisamente una trayectoria elíptica. alrededor de la tierra es precisamente una trayectoria elíptica. Este tipo de órbita poseen un perigeo y un apogeo. Este tipo de órbita poseen un perigeo y un apogeo.

Si el satélite está girando en la misma dirección que Si el satélite está girando en la misma dirección que la rotación de la Tierra y a una velocidad angular la rotación de la Tierra y a una velocidad angular superior que la de la Tierra, la órbita se llama órbita superior que la de la Tierra, la órbita se llama órbita prógrado. prógrado.

Si el satélite está girando en la dirección opuesta a la Si el satélite está girando en la dirección opuesta a la rotación de la Tierra o en la misma dirección, pero a rotación de la Tierra o en la misma dirección, pero a una velocidad angular menor a la de la Tierra, la una velocidad angular menor a la de la Tierra, la órbita se llama órbita retrógrada. órbita se llama órbita retrógrada.


QUE DESCRIBEQUE DESCRIBE

SATÉLITES ORBÍTALESSATÉLITES ORBÍTALESCaracterísticasCaracterísticas

1.1. Los satélites no síncronos están alejándose Los satélites no síncronos están alejándose continuamente o cayendo a tierra y no permanecen continuamente o cayendo a tierra y no permanecen estacionarios en relación a ningún punto en estacionarios en relación a ningún punto en particular de la Tierra. particular de la Tierra.

2.2. Se tienen que usar cuando están disponibles, lo cual Se tienen que usar cuando están disponibles, lo cual puede ser un corto período de tiempo, como 15 puede ser un corto período de tiempo, como 15 minutos por órbita. minutos por órbita.

3.3. Tienen la necesidad de equipo complicado y costoso Tienen la necesidad de equipo complicado y costoso para rastreo en las estaciones terrestres. para rastreo en las estaciones terrestres.

4.4. Cada estación terrestre debe localizar el satélite Cada estación terrestre debe localizar el satélite conforme está disponible en cada órbita y después conforme está disponible en cada órbita y después unir su antena al satélite y localizarlo cuando pasa unir su antena al satélite y localizarlo cuando pasa por arriba. por arriba.

5.5. Una gran ventaja de los satélites orbítales es que los Una gran ventaja de los satélites orbítales es que los motores de propulsión no se requieren a bordo de los motores de propulsión no se requieren a bordo de los satélites para mantenerlos en sus órbitas respectivas.satélites para mantenerlos en sus órbitas respectivas.

SATÉLITES ORBÍTALESSATÉLITES ORBÍTALESCaracterísticasCaracterísticas


Subsistema de potenciaSubsistema de potencia

Éste genera y distribuye potencia eléctrica Éste genera y distribuye potencia eléctrica de corriente directa para soportar las de corriente directa para soportar las operaciones del satélite durante todas las operaciones del satélite durante todas las fases de la misión. fases de la misión.

La potencia primaria es proporcionada por La potencia primaria es proporcionada por radiación solar a través de las celdas radiación solar a través de las celdas solares de alta densidad hasta el fin de su solares de alta densidad hasta el fin de su vida; la potencia secundaria es vida; la potencia secundaria es proporcionada durante el lanzamientoproporcionada durante el lanzamientoy los eclipses por un sistema de baterías de y los eclipses por un sistema de baterías de níquel-hidrógeno.níquel-hidrógeno.


Subsistema de propulsiónSubsistema de propulsión

Se trata de un sistema integral bipropelante Se trata de un sistema integral bipropelante que permite la inserción en órbita, el control que permite la inserción en órbita, el control de orientación y las funciones de de orientación y las funciones de mantenimiento en su órbita geosíncrona.mantenimiento en su órbita geosíncrona.

BIPROPELANTE: Combustible hecho a partir de propano BIPROPELANTE: Combustible hecho a partir de propano que sirve para alimentar al sistema de propulsión del que sirve para alimentar al sistema de propulsión del satélite, el cual es capaz de mover a éste dentro de un satélite, el cual es capaz de mover a éste dentro de un cubo imaginario para mantener las comunicaciones con la cubo imaginario para mantener las comunicaciones con la Tierra sin interrupciones.Tierra sin interrupciones.


Subsistema de telemetría y Subsistema de telemetría y comandocomando

Éste proporciona la recepción y Éste proporciona la recepción y demodulación de comandos en la banda C demodulación de comandos en la banda C para su alineación en el cubo imaginario de para su alineación en el cubo imaginario de operación, y de comandos durante todas las operación, y de comandos durante todas las fases de la misión.fases de la misión.


Subsistema de Subsistema de comunicacionescomunicaciones

Este permite ampliar y diversificar los Este permite ampliar y diversificar los servicios de comunicación satelital que servicios de comunicación satelital que actualmente existen, así como optimizar el actualmente existen, así como optimizar el uso del segmento espacial al permitir uso del segmento espacial al permitir nuevas técnicas de explotación; también nuevas técnicas de explotación; también permite manejar las regiones de cobertura permite manejar las regiones de cobertura para la comunicación en diferentes bandas, para la comunicación en diferentes bandas, como la banda C, Ku y L.como la banda C, Ku y L.

RECURSOS ESTRATEGICOSRECURSOS ESTRATEGICOS







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Tema 6 Las Comunicaciones por Satélite