Comunicaciones Satelitales
Introducción
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Satélites de comunicaciones
¿Qué es un satélite de comunicaciones?
Un “retransmisor radioeléctrico” en el espacio
Recibe, amplifica y reorienta señales hacia la tierra o a otros
satélites (ISL)
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Por qué emplear las comunicaciones por
satélite?
Alto cubrimiento geográfico
Reducción del problema
de la línea de vista
Elevada confiabilidad (99.9% Up time)
Difusión confiable de información
Fácil de instalar
Soporta diversas aplicaciones:
Video
Datos
Voz
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Por qué emplear comunicaciones
satelitales?
Ideal para redes distribuidas
y punto multipunto
Ancho de banda asimétrico
Bajo BER
Entrega simultánea de datos
a varios puntos
Independencia de una red
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Tipos de Satélites
GEO
A 36000 Km.(~5,6 del radio de la tierra)
Período orbital 23 h, 56 min. y 4 seg.
MEO
Altura entre 10.075 y 20.150 Km.
Su posición relativa respecto a la superficie no es fija.
LEO
Situados a 1.500 Km. por termino medio
Períodos orbitales se encuentran entre los 90 y los 120
minutos.
Constelación de satélites.
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Tipos de Satélites
Constelación de satélites
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Satélites Geoestacionarios
Ventajas:
Los satélites tienen la misma velocidad angular que la tierra,
con lo que pueden establecer radioenlaces con estaciones
terrenas cuyas antenas apuntan a un punto fijo en el cielo.
La elevada altitud de la órbita posibilita que 3 satélites sean
suficientes para cubrir toda la superficie terrestre.
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Satélites Geoestacionarios
Desventajas:
Las zonas de servicio de los satélites (footprints) son muy
grandes, con lo que se malgasta parte de ella en regiones
indeseadas como océanos, zonas poco pobladas, etc.
Debido a la elevada altitud de la órbita, las pérdidas por
atenuación son considerables. No es posible diseñar terminales
portátiles de bolsillo.
También a causa de la distancia, el retardo de propagación es lo
suficientemente elevado
Al ser la órbita ecuatorial, la cobertura empeora notablemente
con la latitud. fra
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Parámetros de GEO ideal
Periodo del satélite (T) 23 hr, 56 min, 4 seg
Radio de la Tierra (r) 6,377 Km
Altitud del satélite (h) 35,779 Km
Radio de la Órbita (d = r+h) 42,157 Km
Inclinación (respecto al
ecuador) 0
Velocidad tangencial del
satélite (v) 3.074 km/seg
Excentricidad de la órbita 0
PARÁMETROS DE UNA ÓRBITA GEOESTACIONARIA
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Satélites de Orbita Baja
Ventajas:
Débil atenuación del enlace, lo que posibilita la reducción del
tamaño de los satélites y de los terminales, que pueden ser
fácilmente de bolsillo.
Retardo de propagación tolerable para servicio de voz en
tiempo real.
Posibilidad de cobertura en los polos (con órbitas inclinadas).
Las zonas de servicio son pequeñas, permitiendo un mejor
aprovechamiento de las mismas. fralbe
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Satélites de Orbita Baja
Desventajas:
Para obtener cobertura global, necesitamos una constelación de
decenas de satélites.
Debido a la elevada velocidad del satélite respecto de la tierra, la
conmutación de llamadas en curso (handover) es frecuente.
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Características
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Resumen de orbitas
Distancia a la tierra: (GEO, MEO, LEO)
Plano orbital respecto al plano ecuatorial terrestre:
(ecuatorial, inclinada, polar)
Trayectoria orbital: (circular, elíptica)
Geosíncrona: Circular con período de un día sideral.
Geoestacionaria: Igual que el geosíncrono pero tiene cero
grados respecto al plano ecuatorial.
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Bandas de Frecuencias
BANDASFRECUENCIA DE
TRABAJO
Banda P 200-400 Mhz.
Banda L 1530-2700 Mhz.
Banda S 2700-3500 Mhz.
Banda C
3700-4200 Mhz.4400-4700 Mhz.
5725-6425 Mhz.
Banda X 7900-8400 Mhz.
Banda Ku1 (Banda PSS) 10.7-11.75 Ghz.
Banda Ku2 (Banda DBS) 11.75-12.5 Ghz.
Banda Ku3 (Banda Telecom) 12.5-12.75 Ghz.
Banda Ka 17.7-21.2 Ghz.
Banda K 27.5-31.0 Ghz.
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Banda C Banda Ku Banda Ka
La banda C se refiere al margen 5,9 – 6,4 GHz para el canal ascendente y 3,7 – 4,2 para el descendente. Proporciona transmisiones de más baja potencia que la Ku, más cobertura geográfica, con un plato del orden de 3 m, con un mayor margen de error de apuntamiento.
Bandas de Frecuencias
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Bandas de Frecuencias
Banda C Banda Ku Banda Ka
La banda Ku utiliza el margen 14-14,5 GHz para al canal ascendente y 11,7 – 12,2 GHz para el descendente. Esta banda proporciona más potencia que la C y, el plato de la antena receptora es del orden de 1,22 m., pero la cobertura es menor, no la afectan las interferencias terrestres, pero sí las perturbaciones meteorológicas, producen distorsiones y ruido en la transmisión.
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Bandas de Frecuencias
Banda C Banda Ku Banda Ka
Existe actualmente una banda de frecuencias emergente en el sector civil que proviene del ámbito militar. Se trata de la banda Ka, que opera entre 18 y 31 GHz, con la que se espera satisfacer la creciente saturación de las bandas C y Ku. fra
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Características Esenciales
Transmitir desde un satélite una señal que se pueda
recibir con similar densidad de potencia y sin obstrucción
en casi cualquier punto de una gran superficie geográfica.
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Organización y Funciones
Partes Fundamentales:
Conjunto de equipos y antenas (carga útil o de comunicaciones), procesan la señales del usuario.
Estructura de soporte y supervivencia, con otros elementos de apoyo funcional. (plataforma)
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Carga de Comunicaciones
Captación de señales de origen contenidas en portadoras
Canalización de las portadoras, según frecuencias, en
fracciones de la anchura de banda disponible en el
satélite.
Amplificación
Traslación de frecuencias y posibles reagrupamientos de
portadoras de una misma banda
Radiación dirigida de las portadoras amplificadas.
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Plataforma
Estructura: construida con aleaciones metálicas ligeras y
con compuestos químicos tanto de alta rigidez y pequeño
coeficiente de dilatación térmica.
Sistema de Propulsión: motor de apogeo, permite al
satélite llegar a su órbita de destino después de ser
liberado por el vehículo de lanzamiento.
Sistema o subsistema de control de orientación o
actitud: componentes que permiten conservar la
precisión de apuntamiento de la recepción y emisión de
las antenas del satélite dentro de los límites de diseño
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Plataforma II
Subsistema de Energía eléctrica: células solares que alimentan los circuitos de la nave, las baterías que aseguran el suministro durante eclipses y dispositivos de regulación y adaptación.
Sistema de telemetría: conocer estado de todos los demás subsistemas.
Sistema de telemando: enviar órdenes al satélite desde un centro de control en tierra a través de un canal de comunicación dedicado que se activa cuando éstas se transmiten
Sistema de control térmico: emplea conductores de calor y radiadores que lo disipan fuera de la plataforma para evitar variaciones de temperatura externas en los componentes del satélite.
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Referencias
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Bibliografía y Referencias
Base: Rosado Rodríguez, Carlos. Comunicación por
Satélite. México : Limusa, S.A. de C.V., 2001.
Complementaria: Hernando rábanos, José María.
«Transmisión por Radio», Cuarta Edición, Editorial Centro
de Estudios Ramón Areces, S. A., 2003.
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