Enlace Satelital

Enlace Satelital

Publicado por: 

Micaela Mailen Vega

estudiante de Análisis de Sistema 

Instituto Superior de Formación  Docente y Técnica N°148, Pehuajó,Pcia. de Buenos Aires

Introducción

El concepto de satélite, que procede del latín satelles., los cuales son dispositivos que trazan órbitas alrededor de nuestro planeta o de otro,  que tienen como objetivo trasladar equipamientos que permiten recoger y retransmitir información.

En la actualidad, estos satélites se emplean para brindar servicios de telefonía, Internet, televisión, entre otros en aquellas zonas que posee poco desarrollo o que son muy amplias.

Concepto

Un  satélite de comunicaciones es un repetidor de microondas el cual contiene numerosos transponedores. 

Los transpondedores son dispositivos que amplifica la señal entrante y la  retransmite en otra frecuencia para evitar interferencia con la señal entrante.

Un satélite moderno tiene alrededor de 40 transpondedores, cada uno con un ancho de banda de 80 MHz. Por lo general, cada transpondedor opera como un tubo doblado, pero algunos satélites recientes tienen capacidad de procesamiento a bordo, lo cual les permite una operación más refinada. La división de los transpondedores en canales era estática en los primeros satélites: el ancho de banda se dividía simplemente en bandas de frecuenciafija. En la actualidad, cada haz del transpondedor se divide en ranuras temporales, y varios usuarios su turnan para utilizarlo. Cada satélite está equipado con múltiples antenas y transpondedores. Cada haz descendente se puede concentrar en un área geográfica pequeña, de tal forma que es posible llevar a cabo simultáneamente una gran cantidad de transmisiones hacia y desde el satélite. Normalmente, estos haces, conocidos como haces reducidos, tienen forma elíptica y pueden ser tan pequeños como algunos cientos de kilómetros.

Un avance reciente en el mundo de los satélites de comunicaciones es el desarrollo de microestaciones de bajo costo, llamadas VSATs (Terminales de Apertura Muy Pequeña).

Estas diminutas terminales tienen antenas de un metro o más pequeñas y pueden producir alrededor de un watt de energía. Por lo general, el enlace ascendente funciona a 19.2 kbps, pero el enlace descendente funciona con frecuencia a 512 kbps o más. La televisión de difusión directa por satélite utiliza esta tecnología para transmisión unidireccional.

En muchos sistemas VSAT, las microestaciones no tienen suficiente potencia para comunicarse directamente una con la otra. Es por eso que es necesaria una estación especial en tierra, la estación central, que cuenta con una antena grande, para retransmitir el tráfico entre VSATs. En este modo de operación, el emisor o el receptor tienen una antena grande y un amplificador potente.

Los satélites de comunicaciones tienen diversas propiedades distintas a las de los enlaces terrestres de punto a punto. Para empezar, aun cuando las señales hacia y desde un satélite viajan a la velocidad de la luz (cerca de 300,000 km/seg), el largo viaje de ida y vuelta provoca un retardo sustancial para los satélites GEO. Dependiendo de la distancia entre el usuario y la estación terrestre, así como de la elevación del satélite en el horizonte, el tiempo de tránsito de un extremo al otro varía entre 250 y 300 mseg.

Los enlaces terrestres de microondas tienen un retardo de propagación de casi 3 µseg/km, en tanto que los enlaces de cable coaxial o la fibra óptica tienen un retardo de aproximadamente 5 µseg/km. El cableado es más lento que el primero debido a que las señales electromagnéticas viajan más rápido en el aire que en materiales sólidos.

Otra propiedad de los satélites es que son medios de difusión. No cuesta más enviar un mensaje a miles de estaciones dentro de la huella de un transpondedor de lo que cuesta enviarlo a una sola estación por lo que la difusión por satélite es mucho más económica. Por otro lado, los satélites son un verdadero desastre en el aspecto de seguridad y privacidad: cualquiera puede escuchar todo.

Los satélites también tienen la propiedad de que el costo de transmitir un mensaje es independiente de la distancia que se recorra. Los satélites también cuentan con excelentes tasas de error y se pueden desplegar de manera casi instantánea, un aspecto importante para las comunicaciones militares.

Según la ley de Kepler, el periodo orbital de un satélite varía según el radio de la órbita a la 3/2 potencia. Entre más alto esté el satélite, más largo es el periodo. Cerca de la superficie de la Tierra, el periodo es de aproximadamente 90 minutos. A una altitud de cerca de 35,800 km, el periodo es de 24 horas. A una de 384,000 km, el periodo es cercano a un mes.

Tomando algunos factores se descubrió que existen tres zonas para colocar los satélites con seguridad:

·         SATÉLITE GEOESTACIONARIO (GEO):

Las órbitas geoestacionarias son útiles debido a que el satélite parece estático respecto a un punto fijo de la Tierra en rotación. El satélite órbita en la dirección de la rotación de la Tierra, a una altitud de 35.800 km sobre el ecuador. Esta altitud es significativa ya que produce un período orbital igual al período de rotación de la Tierra, conocido como día sideral. Como resultado, se puede apuntar una antena a una dirección fija y mantener un enlace permanente con el satélite.

Además se puede decir que es un satélite que rota sobre su propio eje para permanecer en la órbita del ecuador.

·         Satélite de Órbita Terrestre Media (MEO):

Estos satélites se encuentran a una altitud más baja que el Cinturón de Van Allen que oscila entre los 18.000 km y pueden tardar 6 horas en dar la vuelta a la Tierra. Estos, en comparación con los GEO, tienen una huella más pequeña y requieren transmisores menos potentes para monitoréalos. Un ejemplo de son los 24 satélites que utiliza el GPS (Sistema de Posicionamiento Global).

·         Satélite de Órbita Terrestre Baja(LEO):

La latitud de estos satélites es más baja (inferior a los 5.000 km) y su lanzamiento es más económicos. Debido a estos, las estaciones Terrestres no necesitan mucha potencia y el retardo del viaje de ida y vuelta es de tan sólo algunos milisegundos.

Los cinturones de Van Allen

Son capas de partículas altamente cargadas de energía, atrapadas por el campo magnético de la Tierra. Cualquier satélite que vuele dentro de ellas sería destruido rápidamente por las partículas con una alta carga de energía.

Comunicaciones de Voz

Iridum

Hace referencia al proyecto creado por Motorola en cual consistía en lanzar  77 satélites de órbita baja los cuales se denominaron Iridum debido Iridio (elemento 77). Luego el proyecto se modificó y se utilizó 66 satélites conservando el nombre original. Estos satélites grandes y pesados fueron ideados para teléfonos pero fracaso luego del avance de la telefonía móvil en 1999, un año después de su lanzamiento.  

El Iridum busca ofrecer servicio de telecomunicación en todo el mundo a través de dispositivos portátiles a través de estos satélites. Este Proporciona servicio de voz, datos, búsqueda de personas, fax y navegación en cualquier parte, sea en tierra, mar y aire. Entre sus clientes están las industrias marítimas, de la aviación y exploración petrolera, así como personas que viajan a partes del mundo que carecen de infraestructura de telecomunicaciones. Los satélites Iridium están a una altitud de 750 km, en órbitas polares circulares. Están dispuestos en forma de collar de norte a sur, con un satélite a cada 32 grados de latitud.

Globalstar

Se basa en 48 satélites LEO y utiliza un diseño de tubo doblado tradicional. Una llamada que se origina el Polo Norte es devuelta a la Tierra y enviada a las estaciones terrestres. Luego la llamada se enruta, a través de una red terrestre, a la estación terrestre más cercana al destinatario y se entrega mediante una conexión de tubo doblado. Las antenas grandes permiten la utilización de teléfonos de baja potencia ya que estas reciben una señal débil y la producen en una más potente.

 

                          Retransmisión en el espacio                                                   Retransmisión en tierra

Teledesic

Teledesic está destinada para usuarios de Internet de todo el mundo. Fue creada por Craig McCaw y Bill Gates en 1990 para soluciona los problemas de ancho de banda que ofrecían las compañías de telefonías.

El diseño original consistía en un sistema de 288 satélites de huella pequeña, dispuestos en 12 planos justo debajo del cinturón inferior de Van Allen a una altitud de 1350 km. Más tarde, se modificó el diseño a 30 satélites con huellas más grandes. La transmisión se realiza con un ancho de banda alto.

El sistema es de conmutación de paquetes en el espacio, en el cual cada satélite tiene la capacidad de enrutar paquetes a los satélites vecinos. Cuando un usuario necesita ancho de banda para enviar paquetes, tal ancho de banda se solicita y asigna de manera dinámica en alrededor de 50 mseg.

 Bibliografía

Libro Red de Computadoras 4ta Edición: http://www.taringa.net/post/ciencia-educacion/15232018/Redes-de-Computadoras-4-Edicion---Andrew-S-Tanenbaum.html

http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%93rbita_geoestacionaria