COMUNICACIONES POR SATÉLITE

CSC 490:

Wireless Networking

Autor:

Michael Charles

Visión de Conjunto

Fundamentos de Satélites

Tipos de Satélites

asignación de capacidad

Conceptos básicos: ¿Cómo Trabajan los Satélites? Dos estaciones en la Tierra quiere comunicar a través

de emisión de radio, pero están demasiado lejos para utilizar los medios convencionales.

Las dos estaciones puede usar un satélite como una estación de retransmisión para su comunicación

Una estación de tierra envía una transmisión al satélite. Esto se conoce como un enlace ascendente.

El transponedor de satélite convierte la señal y la envía a la estación terrena segundo. Esto se conoce como un enlace descendente.

Fundamentos: Las ventajas de los satélites Las ventajas de la comunicación vía satélite a través

de la comunicación terrestre son:

El área de cobertura de un satélite es muy superior al de un sistema terrestre.

Costo de transmisión de un satélite es independiente de la distancia desde el centro de la zona de cobertura.

Satélite de comunicación por satélite es muy preciso.Mayores anchos de banda están disponibles para su uso.

Fundamentos: Las desventajas de satélites Las desventajas de la comunicación por

satélite:

Lanzamiento de los satélites en órbita es costoso.Ancho de banda por satélite se está convirtiendo gradualmente agotado.

Hay un retardo de propagación mayor en la comunicación por satélite que en la comunicación terrestre.

Fundamentos: Los factores de la comunicación por satélite Ángulo de elevación: El ángulo de la horizontal de la

superficie de la tierra a la línea central del haz de transmisión por satélite.

Esto afecta el área de cobertura de los satélites. Idealmente, usted quiere un ángulo de elevación de 0 grados, de modo que el haz de transmisión alcanza el horizonte visible al satélite en todas las direcciones.

Sin embargo, debido a los factores ambientales como objetos que bloquean la transmisión, atenuación atmosférica, y el ruido eléctrico de fondo tierra, hay un ángulo de elevación mínimo de estaciones terrestres.

Conceptos básicos: Factores de comunicaciones por satélite (cont.)

Ángulo de cobertura: una medida de la porción de la superficie de la tierra a un satélite visible tomando el ángulo de elevación mínimo en cuenta.R / (R + h) = sin (π / 2 - β - θ) / sen (θ + π / 2)= Cos (β + θ) / cos (θ)R = 6.370 kilometros (radio terrestre)h = altura de la órbita de satéliteβ = ángulo de coberturaθ = ángulo de elevación mínimo

Conceptos básicos: Factores de comunicaciones por satélite (cont.)

Otras deficiencias de la comunicación por satélite:

La distancia entre una estación terrena y un satélite (pérdida en el espacio libre).

Huella del satélite: La fuerza de la transmisión por satélite es más fuerte en el centro de la transmisión, y disminuye más lejos del centro como pérdida en el espacio libre aumenta.

Atenuación atmosférica causada por el aire y el agua pueden afectar a la transmisión. Es particularmente grave en caso de lluvia y la niebla.

Conceptos básicos: ¿Cómo se utilizan los satélites?

Tipos de servicioSatélites de Servicio Fijo (FSS)• Ejemplo: comunicación punto a puntoServicio Broadcast Satellites (BSS)• Ejemplo: Satélite Televisión / Radio• También se llama Servicio de difusión directa (DBS).Satélites Mobile Service (MSS)• Ejemplo: Los teléfonos satelitales

Tipos de Satélites Las órbitas de satélite

GEO

LEO

MEO

Molniya Orbit

HAPs

Bandas de Frecuencia

Tierra Órbita geoestacionaria (GEO) Estos satélites están en órbita 35.863

kilómetros por encima de la superficie terrestre a lo largo de la línea ecuatorial.

Los objetos en órbita geoestacionaria giran alrededor de la Tierra a la misma velocidad que la tierra gira. Esto significa que los satélites GEO permanecer en la misma posición relativa a la superficie de la tierra.

GEO (cont.) Ventajas

Un satélite GEO distancia desde tierra da una gran área de cobertura, casi un cuarto de la superficie de la tierra.Satélites GEO tiene una vista hora 24 de un área en particular.

Estos factores hacen que sea ideal para la radiodifusión por satélite y otras aplicaciones multipunto.

GEO (cont.) Desventajas

A distancia por satélite GEO también causar que tenga tanto una señal relativamente débil y un retardo de tiempo en la señal, lo que es malo para la comunicación punto a punto.

Satélites GEO, centrada sobre la línea ecuatorial, tiene dificultad para señales de radiodifusión a cerca de las regiones polares

Órbita terrestre baja (LEO) Satélites LEO están mucho más cerca de la

Tierra que los satélites GEO, que van desde 500 a 1.500 km por encima de la superficie.

Satélites LEO no se quedan en posición fija con relación a la superficie, y son accesibles solamente durante 15 a 20 minutos cada pasada.

Una red de satélites LEO es necesario para satélites LEO para ser útil

LEO (cont.) Ventajas

Un satélite LEO proximidad a la tierra en comparación con un satélite GEO que da una intensidad de señal mejor y menos de un retardo de tiempo, lo que hace que sea mejor para comunicación punto a punto.

Un área menor que un satélite LEO de la cobertura es menor de un desperdicio de ancho de banda.

LEO (cont.) Desventajas

Una red de satélites LEO que se necesita, que puede ser costoso

Satélites LEO tienen que compensar Doppler causa cambios en su movimiento relativo.

Atmosférica efectos de arrastre satélites LEO, causando el deterioro gradual orbital.

Órbita terrestre media (MEO) Un satélite está en órbita MEO en alguna parte entre

8.000 km y 18.000 kilometros por encima de la superficie de la Tierra.

Satélites MEO son similares a los satélites LEO en la funcionalidad.

Satélites MEO son visibles durante períodos mucho más largos de tiempo que los satélites LEO, por lo general entre 2 y 8 horas.

Satélites MEO tienen una mayor área de cobertura de los satélites LEO.

MEO (cont.) ventaja

Una mayor duración satélite MEO de visibilidad y más amplia huella significa menos satélites son necesarios en una red MEO que una red LEO.desventaja

Distancia Un satélite MEO le confiere un mayor tiempo de retardo y más débil señal de un satélite de órbita terrestre baja, aunque no tan malo como un satélite GEO.

otras órbitas Los satélites Molniya Orbit

Utilizado por Rusia durante décadas.

Molniya Orbit es una órbita elíptica. El satélite permanece en una posición casi fija con respecto a la tierra durante ocho horas.

Una serie de tres satélites Molniya puede actuar como un satélite GEO.

Útil en cerca de las regiones polares.

otras órbitas Plataforma de Gran Altitud (HAP)

Una de las nuevas ideas en la comunicación vía satélite.

Un dirigible o avión a unos 20 km sobre la superficie de la tierra se utiliza como un satélite.

HAPs tendría área de cobertura muy pequeña, pero tendría una señal relativamente fuerte.Más barato para poner en su lugar, sino que requieren una gran cantidad de ellos en una red.

Bandas de Frecuencia Diferentes tipos de satélites utilizan diferentes bandas de

frecuencia:

L-Band: de 1 a 2 GHz, utilizados por SMSS-Band: 2 a 4 GHz, utilizados por los SMS, la NASA, la investigación del espacio profundoC-Band: 4 a 8 GHz, utilizados por el SFSSatélites militares y meteorológicos: X-Band: de 8 a 12,5 GHz, utilizados por el SFS y en imágenes terrestres, exKu-Band: 12,5 a 18 GHz: utilizado por el SFS y el SRS (DBS)K-Band: de 18 a 26,5 GHz: utilizado por el SFS y el SRSKa-Band: 26,5 a 40 GHz: utiliza FSS

asignación de capacidad

FDMA

FAMA-FDMA

DAMA-FDMA

TDMA

Ventajas sobre FDMA

FDMA Frecuencia de satélite ya está dividido en

bandas, y se divide en canales más pequeños en el Acceso Múltiple por División de Frecuencia (FDMA).

Ancho de banda total dentro de una banda de frecuencia se aumenta debido a la reutilización de frecuencias (una frecuencia es utilizada por dos portadoras con polarización ortogonal).

FDMA (cont.) El número de sub-canales está limitada

por tres factores:

El ruido térmico (demasiado débil una señal se efectúa por el ruido de fondo).

Ruido Intermodulación (demasiado fuerte una señal de va a causar ruido).Crosstalk (causa por frecuencia excesiva reutilización).

FDMA (cont.) FDMA se puede realizar de dos maneras:

Asignación fija de acceso múltiple (FAMA): El canal de sub-asignaciones son de una asignación fija. Ideal para la comunicación de radiodifusión por satélite.

La demanda de asignación de acceso múltiple (DAMA): Los cambios de asignación de canal sub-base de la demanda. Ideal para comunicación punto a punto.

TDMA TDMA (Time División Múltiple Access)

rompe una transmisión en intervalos de tiempo múltiples, cada uno dedicado a una emisora diferente.

TDMA es cada vez más extendida en la comunicación por satélite.

TDMA utiliza las mismas técnicas (FAMA y DAMA) como FDMA hace.

TDMA (cont.) Ventajas de más de TDMA FDMA.

Equipo digital utilizada en la multiplexación por división de tiempo es cada vez más barato.

Existen ventajas en las técnicas de transmisión digital. Ejemplo: corrección de errores.La falta de ruido de intermodulación significa una mayor eficiencia.