Post on 09-Sep-2018
Tecnología SatelitalTecnología Satelital
Prof. Wílmer PereiraUnivesidad Católica Andrés Bello
Universidad Simón Bolívar
Medios InalámbricosMedios Inalámbricos
Permite movilidad (celular, laptop, PDA) ycada servicio se sintoniza a distintas portadoras
Las frecuencias son asignadas por organismos públicos en cada país (CONATEL en Venezuela, FCC en USA, ITU a nivel mundial)
MHz GHz THz PHz
SatéliteSatélite
Breve historia ... El primer satélite fue ruso sputnik (1957), aunque no de
telecomunicaciones, inicio guerra fria. Después sputnik II con Laika Echo repetidora con pantalla de aluminio (1960). Visible
de 10-90 minutos al día (no amplificaba). Telstar primer satélite real (1962). Olimpiadas de Tokio en vivo (1964) INTELSAT Consorcio internacional de 120 países, más de 20 satélitesINMARSAT comunicación marítima (más de 47 países)
Órbitas por altitud:Geoestacionarios (GEO) o polares (Molniya)Altitud media (MEO)Baja altitud (LEO)
Repetidora en el espacio con ancho de banda entre 3,7 GHz y 30 GHz: TV, telefonía, meteorología, localización, etc
Spunik-1Spunik-1
Tipos de satélitesTipos de satélites
Antisatélites (armas para destruir otros satélites)Astronómicos (telescopio Hubble)Biosatélites (estudio de supervivencia de seres vivos en el espacio) Comunicaciones (datos, GPS, telefonía, TV, radio, etc)Navegación (marítima)Reconocimiento (Espías …)Observación terrestre (metereología, exploración de relieves marinos …)Estaciones espaciales (Internacional)
Orbitas satelitalesOrbitas satelitales
Satélites GEOSatélites GEOSatélite a 36.000 Kms con órbita ecuatorial de 24 horas
dando una ilusión de un satélite fijo (sobre las dos bandas de Van Allen)
2o entre cada satélite 180 satélitesDe 12 a 20 transponders de portadoras de bajada y de subidaFrecuencias de uso (recientemente incluyeron L y S)
C 3,7 GHz a 6,4 GHz (saturada)Ku 11,7 GHz a 14,5 GHz (casi saturada)Ka 17,7 GHz a 30,5 GHz (costosa)
Tiempo de 500 mseg (ida y vuelta)Máximo tiempo de retardo en telefonía (->) son 150 mseg !!! Util para broadcast (TV), es decir, con poca seguridadCosto independiente de la distanciaSpot beam es el área de cobertura de un satélite (elipse)Con sólo tres satélites se le da cobertura a toda la Tierra
Satélite VeneSat-1Satélite VeneSat-1
Estación terrestre en Guarico (el Sombrero) y BolívarPeso de 6 toneladas y una envergadura de 15 mtsEn el espacio de Uruguay (órbita Clark 959) por lo queusan el 10% del ancho de bandaDos antenas Ku una hacia el Caribe y otra hacia el sury una antena Ka sólo hacia VenezuelaEstá previsto VeneSat-2 para el 2013
Satélites MEOSatélites MEO
Ofrecen sistema de posicionamiento global GPS. Constelaciones:
Navstar (USA) Militar Glonass (Rusia) En 2007 eliminada restricción de 30 mts
Galileo (Europa) Operativo para 2011-2014 y uso civil Triangulación con 3 o 4 satélites dando latitud y
longitud Se sitúan entre los 10.000 Kms y 20.000 Kms, entre las
dos bandas de Van Allen, por lo que son visibles durante 2 horas
La constelación son entre 20 y 24 satélites (con algunos de respaldo) y su tiempo de vida es de 15 años
Satélite NavstarSatélite Navstar
Satélites LEOSatélites LEOSe sitúan antes de la primera banda de Van Allen La latencia es de unas pocas centésimas de segundoTipos de LEO
Pequeños LEO (Orbcom) 10 - 100 KbpsBusca personas
Grandes LEO (Iridium, Global Start, …)100 Kbps – 1 GbpsTelefonía móvil satelital
Mega LEO (Teledesic, SkyBridges, …)hasta pocos Gbps …Banda ancha: servicios multimedias
HALO (High Altitud Long Operation)Aeroplanos alimentados con energía solarSe sitúan a 21 Kms y son muy ligeros
Pequeños LEO (Kbps)Pequeños LEO (Kbps)
ORBCOMConstelación de 26 satélites.No ofrecen telefonía sólo mensajes estilo beeperFueron montados con cohetes pegasuspues son satélites de poco pesoLa compañía se acogió al chapter 11 el 15 de septiembre de 2000
Grandes LEO (decenas Mbps)Grandes LEO (decenas Mbps)
IRIDIUM bancarrota 2000 (3 $/min) y retomado en enero/2001 Inicialmente 77 satélites pero se montaron sólo 66 satélitesSe mueve tanto el usuario como el spot beam (visible 6 min)Están a 900 Kms, en órbita polar, cada 32o , (FDMA/TDMA)
Subida y bajada en la banda L (comunicación intersatelital)Tiempo de vida del satélite 5 años
Global Start también a chapter 11 … 48 satélites en órbitaVisible por más tiempo 11 minConstelación a 1400 Kms
Tiempo de vida del satélite 7 años (comunicación con tierra)
Protocolos:ALOHA, FDMA, TDMA, SATATM, CDMA, ...
Constelación IridiumConstelación Iridium
Mega LEO (pocos Gbps)Mega LEO (pocos Gbps)
TeledesicFundada en 1990 (C. McCaw, B. Gates y Boeing)Inicialmente 840 satélites pero se redujo a 288.Al final se optó por 33 satélites a construir en Italia (700 Kgs)Funcionaría en la banda KaMontarlos con misiles intercontinentales rusos SS-18Vida útil 10 años (mayor que Iridium y Global Start)Comunicación intersatelital y encaminamiento dinámicoCada usuario fija un canal que es respetado por los satélites1800 canales de voz (16 Kbps) 14 canales de datos a 2 MbpsOfrece unos pocos canales de 155 Mbps a 1.2 GbpsCada satélites costaría 20 millones de dólares (más seguro y lanzamiento que representan el mismo costo)
pero … se abandonó el proyecto …
Constelación TeledesicConstelación Teledesic
Problemas de los LEOProblemas de los LEO
Saturación de órbitas (discutible … aunque esta el síndrome Kesssler). De hecho sólo 7% funcionan …
Chatarra espacial que perturba, alrededor de 26.000 objetos … buena parte son satélites rusos con reactores nucleares :-( ...
Ya ocurrió al primera colisión satelital en 10/2/2009 entre Kosmo-2251 (ruso de 900 Kg) e Iridium33 (550 Kg) a 42.100 Km/h ... Los restos pueden afectar satelites chinos
Problemas de los LEOProblemas de los LEO
Pérdida y substitución de satélites muy costosa
Tiempo de vida (< 12 años) y deben caer a Tierra aunquemuchos se mantienen en órbita (Vanguard 1 desde 1958,más antiguo)
Tiempo de visibilidad del satélite (< 20 min) => Handoff
Comunicación intersatelital costosa
Lanzamiento de los satélitesLanzamiento de los satélitesEl tamaño del satélite determina la dificultad para colocarlo en órbita
microsatélites (10-100 Kgs)minisatélites (100-500 Kgs)satélites talla media (500 Kgs-1 Ton)
Centros de lanzamiento: Cabo cavañeral, Kourou, Plesetsk, Xi-Chang, Tanegashima.Tipos de cohetes:
HLLV (Heavy Lift Launch Vehicles) Capacidad: > 10 TonAriane 5Proton D1Titan III ...
LLV (Large Launch Vehicle) Capacidad: 5-10 TonAriane 44LAtlasH-II …
MLV (Medium Launch Vehicle) Capacidad: 2-5 TonDelta II 6925 MolniyaTsyklon …
SLV (Small Launch Vehicle) Capacidad: < 2 TonStartPegasus-XLRockot …
HALOHALO
Un avión de baja altitud (21 Kms) con topología en estrella
Un avión por ciudad y sus alrededores
Cambios fáciles de tecnología (con respecto a LEO)
Mantenimiento menos costoso
No da servicio a espacios sin usuarios (océanos)
Asegura servicio aún con lluvia aumentando potencia
Tiempo de latencia 0.1 a 0.35 mseg
Sin embargo, el proyecto fracasó …
Servicio HALOServicio HALO
Satélites vs Comunicación TerrestreSatélites vs Comunicación Terrestre
Satélite Fibra óptica
mayor AB movilidad broadcast tiempo
terreno difícil AB prometido
Sin embargo lo que cuenta es el costo (satélite más caro) pero los precios bajaran ...