SATELITES DE ORBITA BAJA (LEO)
IRIDIUM
GLOBALSTAR
la MOTOROLA anuncia el lanzamiento del proyecto ‘Iridium’, que inicialmente iba a constituir un sistema de 77 satélites .
Consta de 66 satelites de comunicaciones que giran alrededor de la tierra en 6 orbitas bajas LEO a una altura aproximada de 780 KM de la tierra cada una de las orbitas consta de 11 satelites equidistantes entre sí.
Los satelites tardan 100 minutos en dar la vuelta al mundo polo a polo.
La comunicación usuario-satélite se realizan a frecuencias de banda de 1.6 GHz.
Consta de 48 satélites y 8 de reserva. Distribuidos en 8 planos orbitales de 52º de inclinación separados entre si 45º. En cada plano teniendo 8 satelites equiespaciados.
Un satélite pesa 420 kg teniendo un periodo de rotacion de 115 minutos.
Ofrece servicios de voz desde 2400 hasta 9600 bps, datos de 9600 bps, mensajeria, paging,correo y localización hasta 300 metros de resolución mediante dispositivos portátiles.
TELEDISC
- Es el mas grande de los tres sistemas, la superficie se compone de unas 20000 superceldas, consistente cada una en 9 celdas simples.
- La huella o sombra de un satélite comprende un máximo de 64 superceldas.
- Dentro de una celda de 53 km x 53 km, la red podrá soportar más de 1800 canales de voz simultaneamente de 16 kbps, 14 canales simultaneos full-duplex E-1 (2 Mbps), o cualquier otra combinación de canales y anchos de banda.
La baja orbita y la alta frecuencia (30 Ghz en enlace ascendente y 10 Ghz en descendente) permite el uso de terminales de poca potencia y antenas pequeñas.
Permite implementar algoritmos de encriptación y desencriptación
Conversión a formato de paquetes de datos con un amplio rango de protocolos de red.
Control de potencia en transmisión en el enlace ascendente usará, de manera que se use la mínima potencia necesaria para llevar la transmisión, dependiendo de las condiciones climáticas.
Permite que las configuraciones fijas y las trasnportables operen en los múltiplos de 16Kbps del canal básico hasta los 2.048 Mbps (128 canales básicos).
PAISES DE FABRICACIÓN
COSTOS
Los costos de los satélites de órbita baja difieren mucho dependiendo principalmente el costo dependiendo de la mancha geográfica a cubrir se tiene la estimación que para la fabricación de estos satélites los precios que va desde los 70 millones de dólares hasta los 350 millones de dólares.
RECEPCION TERRESTRE
La recepción en la tierra principalmente se hace directamente con el usuario a dispositvos móviles pero también existen estaciones VSAT de cuales hablaremos a continuación:
Para la transmisión de datos vía satélite se han creado estaciones de emisión-recepción de bajo coste llamadas VSAT (Very Small Aperture Terminal). Una estación VSAT típica tiene una antena de un metro de diámetro y un vatio de potencia. Normalmente las estaciones VSAT no tienen potencia suficiente para comunicarse entre sí a través del satélite (VSAT - satélite - VSAT), por lo que se suele utilizar una estación en tierra llamada hub que actúa como repetidor. De esta forma, la comunicación ocurre con dos saltos tierra-aire (VSAT- satélite - hub - satélite - VSAT). Un solo hub puede dar servicio a múltiples comunicaciones VSAT.
FUNCIONAMIENTO
En la actualidad, este tipo de comunicación puede imaginarse como si tuviésemos un enorme repetidor de microondas en el cielo. Está constituido por uno o más dispositivos receptor-transmisores, cada uno de los cuales escucha una parte del espectro, amplificando la señal de entrada y retransmitiendo a otra frecuencia para evitar los efectos de interferencia.
TEMARIO:
- Introducción
- Estructura Fisica, materiales
- Funcionamiento
- Fundamentos Físicos
- Aplicaciones
- Paises de Fabricación
- Costos
SATELITE
Cada una de las bandas utilizadas en los satélites se divide en canales. Para cada canal suele haber en el satélite un repetidor, llamado transponder o transpondedor, que se ocupa de capturar la señal ascendente y retransmitirla de nuevo hacia la tierra en la frecuencia que le corresponde.
Cada canal puede tener un ancho de banda de 27 a 72 MHz y puede utilizarse para enviar señales analógicas de vídeo y/o audio, o señales digitales que puedan corresponder a televisión (normal o en alta definición), radio digital (calidad CD), conversaciones telefónicas digitalizadas, datos, etc. La eficiencia que se obtiene suele ser de 1 bit/s por Hz; así, por ejemplo, un canal de 50 MHz permitiría transmitir un total de 50 Mbit/s de información.
Un satélite típico divide su ancho de banda de 500 MHz en unos doce receptores- transmisores de un ancho de banda de 36 MHz cada uno. Cada par puede emplearse para codificar un flujo de información de 500 Mbit/s, 800 canales de voz digitalizada de 64 kbit/s, o bien, otras combinaciones diferentes.
Las comunicaciones vía satélite tienen algunas características singulares. En primer lugar está el retardo que introduce la transmisión de la señal a tan grandes distancias. Con un máximo de 2.000 km de altura orbital, la señal ha de viajar como mínimo 4.000 km, lo cual supone un retardo de 240 milisegundos, sólo en la transmisión; en la práctica el retardo es de 250 a 300 milisegundos según la posición relativa del emisor, el receptor y el satélite. En una comunicación VSAT-VSAT los tiempos se duplican debido a la necesidad de pasar por el hub. A título comparativo en una comunicación terrestre por fibra óptica, a 10.000 km de distancia, el retardo puede suponer 50 milisegundos (la velocidad de las ondas electromagnéticas en el aire o en el vacío es de unos 300.000 km/s, mientras que en el vidrio o en el cobre es de unos 200.000). En algunos casos estos retardos pueden suponer un serio inconveniente o degradar de forma apreciable el rendimiento si el protocolo no está preparado para este tipo de redes.
FUNDAMENTO FÍSICOS
LEYES DE NEWTON
LEYES DE KEPLER
Las leyes fundamentales de la física de la teoría de la mecánica orbital están basadas en la Ley de la Gravitación Universal y la segunda ley del movimiento de Newton. La ley de la gravitación universal establece que la fuerza de atracción entre dos cuerpos varía de acuerdo al producto de sus masas M y m e inversamente al cuadrado de la distancia r entre ellas y es dirigida a lo largo de una línea que conecta sus centros. Así:
F = GMm/r2
Donde G es la constante de gravitación universal, y en este caso, con m se refiere a la masa del satélite y M la masa de la Tierra. La segunda ley de Newton nos dice que la aceleración de un cuerpo es proporcional a la fuerza que actúa en ella e inversamente proporcional a sus masas,
Donde a = dv/dt es la aceleración, v es la velocidad, y t es el tiempo.
F = ma = m dv/dt
Dos satélites en la misma órbita no pueden tener diferentes velocidades. Para las órbitas circulares, la velocidad es inversamente proporcional a la raíz cuadrada de su radio. Si un satélite, inicialmente en una órbita circular sobre la tierra, se le es incrementada su velocidad por un impulso, no podrá moverse más rápido en esa órbita. En vez de eso, la órbita se convertirá en elíptica, con el perigeo en el punto donde ocurra el impulso.
A través de estas leyes se estableció el movimiento planetario con respecto al sol; éstas son igualmente aplicables a los satélites con respecto a la tierra y son un buen punto de partida.
- La órbita de cada planeta (satélite) es una elipse con el sol (tierra) en uno de sus focos. El punto de la órbita en el cual el planeta está más cerca del sol se denomina Perigeo, y el punto donde está más lejos del sol se le denomina Apogeo.
- La línea que une al sol (tierra) al planeta (satélite) barre áreas iguales en tiempos iguales. Se puede ver claramente los efectos de esta ley observando que el planeta Tierra circula por su órbita a diferentes velocidades. Así cuando es invierno en el hemisferio Norte (estamos más cerca del Sol) lleva una velocidad de traslación mayor que en verano. Esto es así porque al ser menor el radio vector debe recorrer mayor arco para igualar el área barrida en verano, cuando está más lejos. Para recorrer más arco en el mismo tiempo tiene que ir a mayor velocidad.
- El cuadrado del periodo de revolución es proporcional al cubo de su eje mayor.
APLICACIONES
- Comunicaciones telefonía móvil
- Transmisión de television
- Transmisión de datos
- Servicios de Localización GPS
VENTAJAS Y DESVENTAJAS SATELITES LEO
Entre las ventajas de las LEOs podemos citar:
• Al ser de baja altura y usarlas satélites pequeños, el lanzamiento es fácil y el coste mínimo.
• La atenuación por propagación en espacio libre es pequeña.
• Los retardos de propagación son pequeños.
Las desventajas principales de las LEOs son:
• Pequeña cobertura. Hace falta una constelación para cubrir grandes extensiones.
• El satélite tendrá velocidad relativa respecto a un punto fijo de la superficie terrestre. Esto hace que pueda ser necesario un seguimiento del satélite por parte de la estación terrestre, y además aparece el efecto Doppler.