Comunicaciones Satelitales

1. Ing. Marco Zapata

2. PRINCIPIO BASICO DE LA
COMUNICACIÓN SATELITAL
Un satélite es un repetidor con cambios de
frecuencia, colocado en órbita. De esta forma, se
puede considerar que un enlace satelital es uno
punto – multipunto, en el que generalmente no
se realiza ningún procesamiento.
Al interior del satélite se encuentra el
traspondedor, o bloque de repetición con
modificación de frecuencia, que es el dispositivo
más importante para la comunicación satelital. El
ancho de banda depende del tipo de
traspondedor. La modulación más comúnmente
utilizada, casi con exclusividad, es QPSK.

3. PRINCIPIO BASICO DE LA
COMUNICACIÓN SATELITAL
Un sistema satelital se compone
principalmente de dos partes: un
segmento espacial, y uno terrenal. En el
segmento espacial se encuentran los
satélites en órbita, y en el terrenal las
estaciones de entrada (gateways), las
estaciones de telemedida y los usuarios
que utilizan el servicio. Los elementos
básicos se muestran en la figura:

4. PRINCIPIO BASICO DE LA
COMUNICACIÓN SATELITAL

5. ELEMENTOS DE UNA RED
SATELITAL
 Transponder: Es un dispositivo que realiza la función de
recepción y transmisión. Las señales recibidas son
amplificadas antes de ser retransmitidas a la tierra. Para
evitar interferencias les cambia la frecuencia.
 Estaciones terrenas: Las estaciones terrenas controlan
la recepción con el satélite y desde el satélite, regula la
interconexión entre terminales, administra los canales de
salida, codifica los datos y controla la velocidad de
transferencia.
Consta de 3 componentes:
 Estación receptora: Recibe toda la información
generada en la estación transmisora y retransmitida por
el satélite.

6. ELEMENTOS DE UNA RED
SATELITAL
 Antena: Debe captar la radiación del satélite y concentrarla en un foco
donde esta ubicado el alimentador. Una antena de calidad debe ignorar
las interferencias y los ruidos en la mayor medida posible. Estos
satélites están equipados con antenas receptoras y con antenas
transmisoras. Por medio de ajustes en los patrones de radiación de las
antenas pueden generarse cubrimientos globales, cubrimiento a solo un
país (satélites domésticos), o conmutar entre una gran variedad de
direcciones.
 Estación emisora: Esta compuesta por el transmisor y la antena de
emisión. La potencia emitida es alta para que la señal del satélite sea
buena. Esta señal debe ser captada por la antena receptora. Para cubrir
el trayecto ascendente envía la información al satélite con la modulación
y portadora adecuada.
Como medio de transmisión físico se utilizan medios no guiados,
principalmente el aire. Se utilizan señales de microondas para la
transmisión por satélite, estas son unidireccionales, sensibles a la
atenuación producida por la lluvia, pueden ser de baja o de alta frecuencia y
se ubican en el orden de los 100 MHz hasta los 10 GHz.

7. DIAGRAMA DE BLOQUES

8. DIAGRAMA DE BLOQUES
 Introducción Punto de Operación del Sistema: Como su nombre
lo indica, en este bloque, el usuario introduce el punto de operación
del sistema, que está dado por la amplitud de la señal QPSK.
 Fuente de Señal: Las señales de entrada al transmisor son datos
binarios seriales.
 Transmisor: El transmisor se divide en varias etapas, de acuerdo a
las necesidades de transmisión del canal satelital. Ellas son:
modulador QPSK, modulador OFDM, bloque de forma de pulso y
amplificador de alta potencia.
 Compensador: El compensador utilizado, se encarga de pre-
distorsionar las señales de entrada al HPA y de comparar la
constelación generada por los datos transmitidos, con la
correspondiente a la salida del amplificador. Con esta relación, se
procede a realizar la corrección en el transmisor, para obtener
valores que posean fases similares a las iniciales, de manera que la
señal OFDM se vea afectada en menor manera por el ruido y las no
linealidades del canal.

9. DIAGRAMA DE BLOQUES
 Canal Satelital: El canal de comunicaciones satelital
está modelado como la combinación de un canal tipo
Rice y un canal AWGN. El factor K de Rice utilizado es
1 (0 dB), mientras que la frecuencia Doppler es 0,
puesto que no existe movimiento relativo entre el
emisor y el receptor.
 Receptor: Para la detección correcta de los datos
transmitidos es necesario que en el receptor se
realicen operaciones correspondientes a las que se
efectúan en el transmisor. Por ello, está compuesto por
tres bloques: Filtro Acoplado/Muestreo, Demodulador
OFDM y Demodulador QPSK, que cumplen las
funciones inversas a las del Bloque de Forma de
pulso, Modulador OFDM y Modulador QPSK,
respectivamente.

10. MODELO DE ENLACE DEL
SISTEMA SATELITAL
Esencialmente, un sistema satelital consiste de
tres secciones básicas: una subida, un
transponder satelital y una bajada.
 Modelo de subida: El principal componente
dentro de la sección de subida, de un sistema
satelital, es el transmisor de la estación
terrenal. Un típico transmisor de la estación
terrena consiste de un modulador de IF, un
convertidor de microondas de IF a RF, un
amplificador de alta potencia (HPA) y algún
medio para limitar la banda del espectro de
salida (un filtro pasa-banda de salida).

11. MODELO DE ENLACE DEL
SISTEMA SATELITAL
 Transponder: Un típico transponer
satelital consta de un dispositivo para
limitar la banda de entrada (BPF), un
amplificador de bajo ruido de entrada
(LNA), un translador de frecuencia, un
amplificador de potencia de bajo nivel y un
filtro pasa-bandas de salida. El
transponder es un repetidor de RF a RF. El
BPF de entrada limita el ruido total
aplicado a la entrada del LNA (un
dispositivo normalmente utilizado como
LNA, es un diodo túnel).

12. MODELO DE ENLACE DEL
SISTEMA SATELITAL
 Modelo de bajada: Un receptor de
estación terrena incluye un BPF de
entrada, un LNA y un convertidor de RF a
IF. El BPF limita la potencia del ruido de
entrada al LNA. El LNA es un dispositivo
altamente sensible, con poco ruido, tal
como un amplificador de diodo túnel o un
amplificador paramétrico. El convertidor de
RF a IF es una combinación de filtro
mezclador/pasa-bandas que convierte la
señal de RF a una frecuencia de IF.

13. MODELO DE ENLACE DEL
SISTEMA SATELITAL
 Modelo de subida

14. MODELO DE ENLACE DEL
SISTEMA SATELITAL
 Transponder

15. MODELO DE ENLACE DEL
SISTEMA SATELITAL
 Modelo de bajada

16. PRINCIPALES
APLICACIONES
 Internet por satélite:
Es un método de conexión a Internet utilizando
como medio de enlace un satélite. Es un
sistema recomendable de acceso en aquellos
lugares donde no llega el cable o la telefonía,
como zonas rurales o alejadas. En una ciudad
constituye un sistema alternativo a los usuales,
para evitar cuellos de botella debido a la
saturación de las líneas convencionales y un
ancho de banda limitado.

17. PRINCIPALES
APLICACIONES
 Telefonía satelital:
La idea de utilizar un satélite en el espacio, que pueda recibir
señales, amplificarlas y luego retransmitirlas de vuelta a la Tierra,
se convirtió en un potente sistema de comunicación inalámbrico
de larga distancia.
Para establecer un sistema de comunicación satelital se
necesitan estaciones espaciales, constituidas por los satélites en
el espacio, y estaciones terrenas, constituidas por los equipos de
comunicación en tierra. Para lograr una comunicación satelital,
los satélites llevan puestos varios transponders (típicamente 32
unidades) que son dispositivos de comunicación que reciben y
transmiten señales de radio frecuencia, el nombre del dispositivo
es derivado de las palabras transmitter and responder. Cada uno
de los transponders puede captar una señal de entrada de una
banda de frecuencia dada, amplificarla y después difundirla a una
frecuencia de salida distinta.

18. PRINCIPALES
APLICACIONES
 Televisión por satélite:
La televisión por satélite es un método de transmisión
televisiva consistente en retransmitir desde un
satélite de comunicaciones una señal de televisión
emitida desde un punto de la Tierra, de forma que
ésta pueda llegar a otras partes del planeta. De esta
forma es posible la difusión de señal televisiva a
grandes extensiones de terreno, independientemente
de sus condiciones orográficas.
Hay tres tipos de televisión por satélite: Recepción
directa por el telespectador (DTH), recepción para las
cabeceras de televisión por cable (para su posterior
redistribución) y servicios entre afiliados de televisión
local.

19. PRINCIPALES
APLICACIONES
 Sistema de Posicionamiento Global (GPS):
Es un sistema global de navegación por satélite (GNSS) que permite
determinar en todo el mundo la posición de un objeto, una persona o un
vehículo con una precisión hasta de centímetros (si se utiliza GPS
diferencial), aunque lo habitual son unos pocos metros de precisión.
 Comunicaciones Militares:
provee de comunicación segura a través del Satélite SPAINSAT y en caso
de fallo de este a través del XTAR-EUR de comunicaciones seguras tanto
a los miembros de las Fuerzas Armadas como al Centro Nacional de
Inteligencia (CNI).
En su actual fase SECOMSAT II, se han adquirido 371 equipos terminales
con un coste de 43 millones de euros, se encuentra integrado por
diversas Estaciones de Anclaje, Estaciones Fijas, Centros de Operación y
Supervisión de la Red, así como terminales satélite embarcados en
unidades de la Armada, tácticos y portátiles.

20. Gracias!