tecnologÍas de telecomunicaciones unidad 3: …

TECNOLOGÍAS DE TELECOMUNICACIONES

UNIDAD 3:Comunicaciones por satélite

Ing. Carlos Viteri Chávez, Mgs

Un satélite es un cuerpo que gira alrededor de otro cuerpo (denominado“principal” o “primario”) de masa preponderante y cuyo movimiento estáprincipalmente determinado, de modo permanente, por la fuerza de atracción deeste último. Es decir, es un cuerpo que orbita alrededor de otro.

Satélites

Componentes de los satélites

Los componentes de los satélites de comunicaciones están divididos en dosgrandes grupos, de acuerdo a sus funciones principales:

▪ Componentes de funcionamiento del satélite (plataforma):Destinados a mantener al satélite operativo y en órbita.

▪ Componentes de radiocomunicaciones (carga útil):Destinados a prestar algún servicio de radiocomunicación. Comprende elsubsistema de antenas y comunicaciones.

Componentes de los satélites

Subsistema Función

Antenas y comunicaciones

Recibir las señales de radiofrecuencia, procesarlas, amplificarlas y/o cambiarlas de frecuencia, para entregarlas a las antenas y retransmitirlas.

Energía eléctrica Suministrar electricidad con los niveles adecuados de voltaje y corriente.

Control térmico Regular la temperatura de los componentes del satélite.

Posición y orientación Determinar la posición y orientación del satélite, estabilizar y orientar antenas y células solares.

Propulsión Proporcionar incrementos de velocidad y pares para corregir la posición y la orientación.

Telemetría, seguimiento y temando

Intercambiar información con el centro de control en la Tierra para monitorizar y conservar en funcionamiento del satélite y controlarlo de forma remota.

Estructural Alojar todos los equipos y proporcionar robustez y rigidez al satélite.

Sistemas de satélites

Un sistema de satélites es un sistema espacial que comprende uno o varios satélites artificiales dela Tierra. Así mismo, una red de satélite es un sistema de satélites, o una parte del mismo, queconsta de un solo satélite y de las estaciones terrenas asociadas.

Un enlace por satélite es un enlace radioeléctrico entre una estación terrena transmisora y unaestación terrena receptora por medio de un satélite. Respecto del satélite y el sentido detransmisión, existen dos tipos de enlaces:

▪ Enlace ascendente (Uplink, UL):sentido Tierra – espacio

▪ Enlace descendente (Downlik, DL):sentido espacio - Tierra

Órbitas satelitales

La órbita es la trayectoria que describe, con relación a un sistema de referencia especificado, encentro de gravedad de un satélite o de otro objeto espacial, por la acción principal de fuerzasnaturales, fundamentalmente las de gravitación.

Así mismo, se define “período orbital” o “de revolución de un satélite” como el intervalo de tiempoque transcurre entre dos pasos consecutivos de un satélite por un punto característico de su órbita.

Clasificación de las órbitas

▪ Según el centro (cuerpo primario) de la órbita: galactocéntrica (galaxia), heliocéntrica (Sol),geocéntrica (Tierra), areocéntrica (Marte), lunar (Luna).

▪ Según su excentricidad: circular (cerrada), elíptica (cerrada), parabólica (abierta), hiperbólica(abierta), radial (abierta o cerrada).

▪ Según su inclinación: inclinada (por ejemplo, órbita polar, inclinada 90° respecto del planoecuatorial), no inclinada (por ejemplo, órbita ecuatorial, en el plano del ecuador terrestre).

▪ Según la sincronía del período de rotación del satélite respecto del cuerpo primario: síncrona,subsíncrona, supersíncrona.

▪ Según el sentido de rotación: prógrada, retrógrada.

▪ Según la altitud del satélite: bajas, medias, altas, etc.

Órbita geoestacionaria

Una órbita geosíncrona es una órbita geocéntrica que tiene el mismo período orbital que el período derotación sideral de la Tierra (23h; 56m; 4,01s). Una órbita geoestacionaria es una órbita geosíncrona quees además circular y ecuatorial.Por lo tanto, mantiene su posición relativa respecto a la superficie de la Tierra. Su radio aproximado es de35.788 m sobre el nivel del mar.

Aplicaciones de los satélites artificiales

▪ Radioenlaces entre estaciones fijas o móviles, a través de repetidoressituados en una órbita alrededor de la Tierra.

▪ Servicio fijo por satélite entre múltiples puntos fijos.▪ Servicio móvil por satélite entre estaciones de base fija y terminales móviles.▪ Servicios de radiodifusión por satélite, de tipo punto a zona.▪ Servicios de meteorología por satélite.▪ Servicio de exploración de la Tierra por satélite.▪ Servicios de investigación del espacio exterior desde telescopios espaciales.▪ Servicios de localización y navegación por satélite.▪ Servicios de telemando y telemedida (mediante terminales VSAT).▪ Servicios de radioaficionados por satélite.

Número de satélites artificiales.

Según la Orbital Debris Program Office de la NASA, enel año 2016 se alcanzó la cifra de 17817 objetos, decuales 6.354 objetos pertenecían a la Comunidad deEstados Independientes (antigua Unión Soviética),seguida de Estados Unidos con 5.699 y de China con3.782.

El satélite artificial más grande actualmente en órbitaterrestre es la Estación Espacial Internacional. Algunossatélites, los llamados micro, nano o picosatélites,pueden ser tan pequeños como 10 cm de diámetro ypesar poco más 0.1 kg. El satélite operativo másantiguo es el Vanguard 1, puesto en órbita el 17 deMarzo de 1958, y también fue el primer objetoartificial que utilizó la energía solar.

Coberturas satelitales

La zona de cobertura de una estación espacial o satélite se define como la zona asociada a dicha estaciónpara un servicio dado y una frecuencia específica, en el interior de la cual y en unas condiciones técnicasdeterminadas, se puede establecer una comunicación con otra u otras estaciones terrenas, tanto si setrata de transmisión, recepción o ambas a la vez.

Se distinguen los siguientes tipos de zonas de cobertura:

▪ En ausencia de interferencia: limitada únicamentepor el ruido natural o artificial

▪ Nominal: definida al establecer un plan defrecuencias, basada en los transmisores previstos enel plan.

▪ Real: determinada por los ruidos e interferenciasexistentes en la práctica.

Ventajas de los satélites

▪ Gran cobertura, alcance del 100% de la población con pocos satélites.

▪ Independencia de fronteras o barreras físicas.

▪ Estabilidad de funcionamiento.

▪ Modo de propagación: espacio libre. Márgenes de desvanecimiento reducidos.

▪ Tantas funcionalidades posibles como servicios de radiocomunicación existen.

▪ Sustitución o complemento de las comunicaciones terrenas, inalámbricas o cableadas.

▪ Gran ancho de banda para cualquier tipo de comunicaciones.