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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