Tipos de satélites orbitas HEO, LEO, geoestacionarios, banda kw, banda C, lnb’s

1. TEMA 4
SATELITES Y COMUNICACIONES
INALAMBRICAS
*
Ing. Melvin Gustavo Balladares Rocha

2. Por que surgió la necesidad de utilizar satélites?

3. Probabilidad de obstrucción de línea de vista
Repetidores múltiples
Mantenimiento caro

4. Estructuras muy altas
Mayores pérdidas por distancia
VENTAJA: aumenta cobertura

5. 7
Repetidor espacial (natural)
•Altura variable
•Muchas pérdidas
•Poco ancho de banda disponible
•Poco confiable, insegura

6. Introducción:
1945.- Arthur C. Clarke propone el
uso de satélites artificiales como
repetidores de comunicaciones
geosíncronos.
6

7. EVOLUCION:
1957.- La URSS coloca el primer satélite artificial
(Sputnik) en órbita.
1962.- La empresa AT&T experimenta conTelstar I y II
(MEOS). https://blogthinkbig.com/telstar-1-historia
1963.- Primer satélite GEO militar (Syncom II).
1965.- Comunicación comercial internacional a través
del Intelsat I (pájaro madrugador) para servicio civil.

8. Primeros satélites de comunicaciones:
Sputnik Telstar Syncom II Intelsat I

9. Los sistemas de satélites pueden dividirse en
base a su tipo de estabilización:
Axial (por giro, spin) Triaxial (giróscopos)

11. Estructura del Satélite

12. Los sistemas de satélites pueden clasificarse
en base a su cobertura:
•Globales.
•Regionales.
•Domésticos.

13. Cobertura Global (Inmarsat):

14. Cobertura Regional (Satmex 6):

16. Los sistemas de satélites se pueden dividir en
base a sus servicios:
Comunicaciones:
 Telefonía, video/TV, datos.
Gobierno:
 Comunicaciones, militares, espionaje, posicionamiento.
Científicos:
 Percepción remota, meteorológicos, nuevas tecnologías.

17. Los sistemas de satélites se pueden dividir en
base a su altura:
Baja:
LEOS (Low Earth Orbit Satellite).
Media:
MEOS (Medium Earth Orbit Satellite).
Geosíncrona:
 GEOS (Geosyncronous Earth Orbit Satellite).

18. LEO
MEO
Orbita geoestacionaria
36,000 Kms del Ecuador
GEO
HEO
Orbita baja
640-1,600 Kms
Orbita media
más de 9,600 Kms
Orbita elíptica

19. •Vista al satélite las 24 hrs.
h
a

20. 20
Satelite Geoestacionario
•La mayoria de los satélites manejan frecuencias aproximadas a 1 GHz
•El transponder tiene un ancho de banda de 40 MHz aprox.
•Potencia emitida de 10 a 20 Watts
•Potencia recibida 10-10 W/m2
•Vista al satélite las 24 hrs.
•Altitud= 35,800 Km sobre el ecuador
•Tiene la misma velocidad angular que la Tierra
•Orbita circular en el plano ecuatorial
•Mismo periodo orbital, (1rev/24hrs)

21. Satelite Geoestacionario (GEO)
DESVENTAJAS
•Alta atenuación
•Alto retardo de la señal (120 ms por salto)
APLICACIONES
•Telecomunicaciones
•Observaciones militares
•Observaciones meteorológicas
21

22. •Altura 10,000 a 20,000 Km
•Velocidad angular mayor que
la de la Tierra
•Vista al satélite de 4 a 12 hrs
por día
MEOS

23. LEOS
•Cobertura menor que GEO y
MEO
•Pocas pérdidas
•Bajo retardo
•Menor tamaño, menor costo de
fabricación y lanzamiento
•Vista al satélite 6 a 20 min/rev
•Velocidad angular mucho
mayor que la de la Tierra
•Múltiple traspaso de llamada

24. 24
Aplicaciones
MEOS
•Satélites de comunicaciones
•Observaciones meteorológicas
•Ejemplo Sistema ICO, GLONASS, NAVSTAR-GPS
LEOS
•Satélites meteorólogicos
•Observaciones militares
•Satélites de radioaficionados
•Ej. Sistemas Iridium (66 sat), Teledesic (prox), GlobalStar(46
sat)

25. Comparación de distintas órbitas:
25
LEO
medio-alto
MEO
medio
GEO
alto/muy altoCosto del satélite (unidad)
Vida útil del satélite 3-7 años 10-15 años 10-15 años
Retardo por propagación muy bajo medio alto
Pérdidas por propagación muy bajas medias altas
Visibilidad del satélite corta media-larga siempre-continua
Complejidad de red alta-muy alta media baja-muy baja
Terminal portátil fácil fácil difícil
Transferencia de llamada frecuente ocasional nunca

26. Los sistemas de satélites pueden dividirse en
base a su tamaño y peso en:
 Microsatélites (<250 Kg)
 Minisatélites (entre 250 y 500 Kg)
 Satélites (mayor de 500 Kg, hasta 3 ton.)

27. Microsatélite
Minisatélite
Satélite

29. Un sistema de comunicaciones por satélite consta
de tres segmentos:
Estación terrena transmisora.
Satélite de comunicaciones.
Estación terrena receptora.
Enlace
ascendente
(up link)
Estación terrena Tx
Enlace
descendente
(down link)
Estación terrena Rx

30. Los sistemas de satélites de comunicaciones
utilizan las siguientes bandas de frecuencia:
(ancho de banda)
 Banda L (50MHz)
 Banda S
 Banda C (500 MHz)
 Banda Ku (500 MHz)
( 1.6 /  1.5 GHz)
( 2.5 /  2.2 GHz)
( 6 /  5 GHz)
( 14 /  11 GHz)
 Banda Ka (1.5-2.5GHz) ( 30 /  20 GHz)
 Banda V ( 60 /  40 GHz)

31. Ondas electromagnéticas (OEM)

32. Ondas electromagnéticas (OEM)
Longitud de onda
Frecuencia
 (m)
f (Hz, cps, 1/s)
Ejemplo:
f= 6 GHz
= c/f = 3x108 m/s / 6x109 1/s = 0.05m = 5cm

33. Tipos de señales (OEM) de
acuerdo al canal de
transmisión:
Guiadas por conductores.
Información en voltajes, corriente
o luz .
•Radiadas por espacio libre

34. Tipos de señales (OEM) de acuerdo a su
formato:
Analógico. Amplitud, fase frecuencia de
señales continuas sinusoidales de voltaje.
•Digital. Señales ‘cuadradas’ de voltaje y
corriente discretas (binarias) generadas por
un dispositivo digital.

35. RUIDO 
•Térmico. Generado por el movimiento
de electrones debido a la temperatura.
•Impulsivo. Generado por otras fuentes
de tipo transitorio: arcos de voltaje,
relámpagos, encendido de motores, etc.
•Interferencia. Generada por otros
sistemas similares a la misma frecuencia
o a submultiplos de la frecuencia de Tx.

36. RUIDO 
POTENCIA DE RUIDO
PN=N= KTB
K= Constante de Boltzman = 1.38x10-23 J/K
B= ancho de banda (radio frecuencia) Hz T=
Temperatura de ruido
Ejemplo:
PN=KTB= (1.36x10-23 J/OK)(100OK)(27x106 Hz)
N=37x10-14 Watts

37. RELACION SEÑAL A RUIDO ES EL PARÁMETRO QUE
CUANTIFICA LA CALIDAD DEL ENLACE.
C/N = Potencia de portadora / Potencia del ruido rx
Relación portadora/ Ruido
Eb/No = Energía de bit / Densidad de ruido

38. Tasa de bits (Bit Rate)=Número de bits en un intervalo
de tiempo
T=1/f
Eb=CTo (Ws/b)
No=N/B (W / Hz)
Eb/No= CTo/N/B

40. Los satélites de comunicaciones llegan a su posición
orbital mediante el uso de lanzadores:

42. Los lanzadores pueden ser:
Desechables.- Se usan una sola vez en su
vida.
Reutilizables.- Se pueden utilizar múltiples
veces durante un período de vida útil largo (STS
> 20 años).

43. LANZADORES

48. Plataformas en el océano,
situadas en el ecuador.

49. DATOS EXTREMOS DE LA TIERRA
Masa de la tierra =6x1024 Kg
Masa de la luna = 6.7 x 10 22 Kg
Masa del sol = 2x 1030 Kg
Mayor elevación (Monte Everest)= 8.848 Km (Tibet)
Mayor profundidad (Fosa de las Marianas) = 13Km
(Océano Pacífico)

50. DATOS EXTREMOS DE LA TIERRA
Rugosidad de la tierra=
maxima elevación / radio terrestre
Rugosidad de la tierra=
22 Km/6370Km = 0.0034
Esto quiere decir que la Tierra tiene una
rugosidad de 0.34%
prácticamente es LISA!

51. DATOS EXTREMOS DE LA TIERRA
Esfericidad
Radio de la tierra:
•Ecuador = 6370 Km
•Polos = 6340 Km
Esfericidad= 6340 Km/ 6370 Km
= 0.9953
99.53 % esférica

52. DATOS DE LA TIERRA:
ATMOSFERA
Ionósfera