2. SUMILLA
CL-504 Comunicaciones Satelitales
Curso de carácter obligatorio, del tipo de especialidad en el cual se
abordan los temas como diseño de red GPRS (2.5G) y 3G. Dispositivos
y procedimientos actuales de la industria de seguridad, así como sus
características y capacidades generales, Conocimiento detallado de
protocolos de redes móviles celulares aceptados por la industria actual,
Conceptos teóricos de tres o más redes actuales de desarrollo de la red
y metodologías de diseño al diseñar redes Protocolos de red y sistemas
operativos Protocolos de seguridad, estándares y cifrado de datos,
Distancia al satélite y retrasos típicos Espectro de frecuencias (bandas
de satélite), órbita geoestacionaria Calculo del presupuesto del enlace,
Satélites de baja ´órbita terrestre (LEO), esquemas de modulación
usadas.
3. 1. Características de los satélites y cobertura: Conoce e identifica las comunicaciones
satelitales, órbitas satelitales, características de los satélites, satélites de telecomunicaciones y
cobertura satelital.
2. Estaciones satelitales de comunicaciones: Identifica las estaciones terrenas y tipos de
estaciones satelitales terrestres, segmento espacial satelital, parámetros característicos en RF
para transmisiones satelitales, módulos de los satélites de comunicaciones.
3. Técnicas de acceso satelital: Podrá acceder al satélite, manejar y aplicar los protocolos de
acceso al satélite, acceso múltiple, la modulación digital-QPSK, códigos de línea, la corrección
de errores y el BER.
4. Implementación de sistemas satelitales; Maneja y calcula los Link Budget (presupuestos) de
los enlaces satelitales, factibilidad de los enlaces satelitales, aplicaciones de los satélites de
comunicaciones, redes VSAT y bandas de operaciones de las redes VSAT.
RESULTADOS DE APRENDIZAJE DE LAS
UNIDADES DIDACTICAS
4. Los conceptos en los que se fundamenta la transmisión por
satélite se enunciaron en Octubre de 1945 por Arthur C. Clarke,
en un artículo de avanzada en la revista Wireless World.
Inicios del Satélite
A mediados de la década de los años 40 parecía que la
ubicación, control, operación y mantenimiento de
proyectos artificiales, denominados satélites, estaba
todavía muy difícil de conseguir. Pero en este siglo XXI,
las comunicaciones punto-punto y multipunto han
avanzado de una forma espectacular en tramos muy
pequeños de tiempo. Así, en octubre de 1957 la ex
Unión Soviética lanzaba el Sputnik, el primer satélite
artificial en la historia del hombre. El Sputnik debe ser
considerado como un laboratorio de pruebas y no
realmente como un satélite de comunicaciones.
5. En el contexto de los vuelos espaciales, un satélite es un objeto que
ha sido puesto en órbita intencionadamente. Estos objetos se llaman
satélites artificiales para distinguirlos de los satélites naturales, como
la Luna de la Tierra.
El 4 de octubre de 1957 la Unión Soviética lanzó el primer satélite
artificial, el Sputnik 1. Desde entonces, alrededor de unos 8.900
satélites han sido lanzados por más de 40 países. Según una
estimación hecha en 2018, unos 5000 permanecen en órbita. De ellos,
unos 1900 estaban operativos, mientras que el resto ha cumplido con
su vida útil y se han convertido en basura espacial.
Los satélites se utilizan para muchos propósitos. Entre las
modalidades más frecuentes se incluyen a los satélites de observación
terrestre tanto civiles como militares, satélites de
comunicaciones, satélites de navegación, satélites
meteorológicos, observatorio espaciales. Las estaciones espaciales y
las naves espaciales en órbita también son satélites.
Satélite Artificial
6. Hito Soviético que cambió el Mundo
La Unión Soviética, desde el Cosmódromo de Baikonur,
lanzó el primer satélite artificial de la humanidad, el 4 de
octubre de 1957; marcando con ello el comienzo de
la carrera espacial, logrando que la Unión Soviética, se
adelantara a Estados Unidos en dicha carrera. Este
programa fue llamado Sputnik, el cual al momento de
colocarse exitosamente en órbita, emitió unas señales
radiales en forma de pitidos, demostrando el éxito
alcanzado por los científicos soviéticos.
Este programa fue seguido por otros logros rusos, como
los programas Sputnik 2 y 3. Cabe señalar que en
el Sputnik 2, la URSS logró colocar en órbita el primer
animal en la historia, la perra llamada Laika. Con el
Sputnik, la Unión Soviética, provocó una inseguridad en
los Estados Unidos, debido al temor de que los soviéticos
tengan misiles de largo alcance, dado que tenían la
capacidad de lanzamientos orbitales.
7. Reseña histórica de las comunicaciones por satélite
1. La primera idea de utilizar satélites artificiales ubicados en
órbitas estacionarias se debe a Arthur Clarke, en el año
1945.
2. Clarke planteaba la posibilidad de retransmitir información
por dichos satélites hacia otros sitios de la tierra, a donde
por otros medios sería imposible llegar, en forma
permanente, confiable y claro.
3. Posteriormente J. R. Pierce describió los satélites pasivos
y activos para la transmisión de señales.
4. Las comunicaciones por satélite dieron un gran paso el 4
de Octubre de 1957 con el lanzamiento del satélite
SPUTNIK I por la URSS. Más tarde, el 1 de Enero de
1958, EEUU lanza el satélite EXPLORER I.
8. Reseña histórica de las comunicaciones por satélite
5. En 1959 se lanzó el PIONER I, que permitió recibir datos de
la luna.
6. En ese mismo año, los norteamericanos colocaron en órbita
el primer satélite de comunicaciones. Fue el SCORE. Se
utilizó para la retransmisión de mensajes hasta 5.000 Km de
distancia, y difundió al mundo un mensaje de navidad
grabado en cinta magnética por el presidente Eisenhower de
los Estados Unidos.
7. El primero de abril de 1960, los Estados Unidos lanzaron el
TIROS I, satélite meteorológico que transmitió gran cantidad
de fotografías.
9. 8. El 12 de Agosto de 1960, el proyecto ECHO dio por resultado el
lanzamiento de un globo metalizado de 30 metros de diámetro,
con un período orbital de aproximadamente dos horas. Este
reflector pasivo podía retransmitir señales desde un punto a otro,
solamente cuando se encontraba en línea vista común.
9. En 1961 el RANGER I hizo sondeos en el espacio lejano.
10. El 10 de julio 1962 el satélite TELSTAR I repetidor activo, es
puesto en órbita para realizar la primera transmisión de televisión
internacional en vivo y directo, telefonía y telefotografías por
microondas.
11. El 18 de septiembre de 1962 fue lanzado el TIROS VI, satélite
meteorológico que llevaba dos cámaras de televisión.
Reseña histórica de las comunicaciones por satélite
10. 12. El 1 de noviembre de 1962 la Unión Soviética lanzó la
estación interplanetaria MARS I en dirección a Marte.
13. El 13 de diciembre de 1962 se lanzó el satélite RELAY I,
semejante en los principios fundamentales del Telstar. Se
utilizó para transmisiones de televisión entre Europa,
Sudamérica, Japón y EE.UU.
14. El SYNCOM I fue lanzado a órbita el 14 de Febrero de 1963,
pero por fallas técnicas no alcanzó la órbita. Sin embargo el
26 de Julio de 1963, cinco meses más tarde, fue lanzado y
puesto en órbita casi sincrónica, el satélite SYNCOM II.
Reseña histórica de las comunicaciones por satélite
11. 15. El 7 de mayo de 1963 se lanzó el satélite TELSTAR II. Funcionó
satisfactoriamente hasta el 16 de julio de 1963, en que una avería
no identificada interrumpió su funcionamiento. Volvió a
funcionar el 12 de agosto de ese mismo año. Realizó
experimentos sobre radiaciones y daños producidos por
partículas.
16. El 21 de diciembre de 1963 se lanzó al espacio el TIROS VIII, que
realizó diversas observaciones meteorológicas.
17. El 25 de enero de 1964 se lanzó el ECHO II. Con él se realizaron
experimentos científicos participando EE.UU., Gran Bretaña y la
Unión Soviética.
Reseña histórica de las comunicaciones por satélite
12. 18. El 19 de Agosto de 1963 es lanzado el SYNCOM III, el cual ocupa
una órbita geoestacionaria, lo cual permitió transmitir con éxito
total las XVIII Olimpiadas de Tokio hacia Norteamérica. Ese
mismo año se lanzó el RELAY II, que contribuyó a aumentar la
capacidad de los canales de transmisión de datos.
19. En 1965 la Unión Soviética lanzó los satélites de la serie MOLNYA
para transmisión de señales telegráficas, telefónica y de televisión
en color. También permitieron tomar datos meteorológicos.
20. El INTELSAT I ( anteriormente EARLY BIRD), lanzado a órbita el 28
de junio de 1965, demostró la viabilidad de un sistema de
satélites geo-estacionarios con fines comerciales.
Reseña histórica de las comunicaciones por satélite
13. 21. INTELSAT ( International Telecomunications Satellites).
22. En octubre de 1966 se iniciaron los lanzamientos de los
INTELSAT II. El primero no entró en órbita por un fallo en el motor
de apogeo. El segundo entro en órbita sobre el océano pacífico,
el tercero lo hizo sobre el Atlántico y el cuarto también sobre el
Pacífico. Se proyectaron con una capacidad de 240 canales.
23. En 1968 comenzaron los lanzamientos de los INTELSAT III.
Tenían una capacidad cinco veces mayor que los anteriores. Se
alimentan con energía solar y tenían una potencia de 130 Watt
cada uno, pudiendo cursar a la vez 1.200 conversaciones
telefónicas bidireccionales o cuatro canales de televisión. Parte
del ancho de banda de estos satélites fue asignado a televisión y
el resto a telegrafía, telefonía, facsímil y datos.
Reseña histórica de las comunicaciones por satélite
14. 24. Para 1969 habían en órbita ocho satélites de la serie INTELSAT III.
25. Durante 1971 se puso en órbita el satélite INTELSAT IV. Posee
baterías solares que proporcionan 500 Watt. Tiene doce
transceptores para abarcar la tierra que puede conmutar en órbita
a fin de abarcar la zona geográfica deseada.
26. En los años posteriores se han llevado a órbita un gran número
de satélites con fines comerciales, con lo cual se abrió
definitivamente las puertas a las comunicaciones de televisión por
satélite para servicios domésticos, comunicación punto a punto,
aplicaciones meteorológicas, internet, sistemas de telefonía
celular satelital, sistemas de radio ayudas para la navegación
marítima y aérea, sistemas de posicionamiento, entre otros.
Reseña histórica de las comunicaciones por satélite
15. 27. En los últimos veinticinco años los satélites estacionarios han
sufrido una rápida evolución en cuanto al tiempo de vida, que se
ha duplicado por diez. Además, se ha avanzado
considerablemente en los equipos conversores de energía. Pero
delante de todos estos avances se podría mencionar el creciente
aumento de la potencia de los cohetes lanzadores, que permiten
la puesta en órbita de masas muy grandes.
28. El 29 de Octubre de 2008 es puesto en orbita el primer satélite
Venezolano con el apoyo de China. Se llamó “Simón Bolívar” en
honor al libertador de 5 naciones americanas.
Reseña histórica de las comunicaciones por satélite
16. Las señales emitidas al
espacio por una antena
ascendente, son recibidas,
procesadas electrónicamente,
reemitidas a tierra por una
antena descendente, y
captadas por una estación
terrestre ubicada dentro de la
"pisada" del satélite.
Satélite Comunicaciones a Gran Distancia
17. Un satélite es un repetidor de radio en el cielo (transponder). Un
sistema de satélite consiste de un transponder, una estación para su
control en tierra y una red de usuarios de las estaciones terrestres,
que proporciona las facilidades para transmisión y recepción de
tráfico de comunicaciones a través del sistema de satélite.
Satélite
18. La señal es enviada desde la estación
terrena hasta el satélite.
El Satélite procesa la señal recibida
(filtrado, traslado en frecuencia,
amplificación) y luego la envía hasta
tierra nuevamente, hacia un área que
puede ser muy distante del área
geográfica origen o hasta zonas
geográficas dentro del mismo país.
Señal Satelital
Las comunicaciones vía satélite
posibilitan la comunicación entre dos
lugares remotos del planeta. Pueden o
no tener línea de vista entre sí.
19. Potencialidades del Satélite
Las potencialidades de las comunicaciones por satélite
son muchas, y cada día se amplían más al tener sistemas
más rápidos y posibilidad de alta capacidad de
procesamiento digital.
20. SATÉLITES ACTIVOS: son aquellos satélites que pueden agregar
potencia a las señales recibidas, filtrarlas, amplificarlas,
trasladarlas en frecuencia y luego reenviarlas hasta un área
geográfica en la tierra que esté en su línea de vista.
TIPOS DE SATÉLITES
SATÉLITES PASIVOS: son satélites que no agregan potencia a la
señal, ni la modifican sustancialmente en sus características y
solo son utilizados para que la señal “rebote en ellos”.
21. LEYES DE KEPLER
Las leyes de Kepler fueron enunciadas por Johannes Kepler para
explicar el movimiento de los planetas en sus órbitas alrededor del
Sol.
Primera Ley (1609): Todos los planetas se desplazan alrededor del
Sol describiendo órbitas elípticas, estando el Sol situado en uno de
los focos.
22. LEYES DE KEPLER
Segunda Ley (1609): El radio vector que une el planeta y el Sol
barre áreas iguales en tiempos iguales.
La ley de las áreas es equivalente a la constancia del momento
angular, es decir, cuando el planeta está más alejado del Sol (afelio)
su velocidad es menor que cuando está más cercano al Sol
(perihelio). En el afelio y en el perihelio, el momento angular L es el
producto de la masa del planeta, su velocidad y su distancia al
centro del Sol.
2
2
1
1 r
mv
r
mv
L =
=
23. LEYES DE KEPLER
Segunda Ley (1609): El radio vector que une el planeta y el Sol barre
áreas iguales en tiempos iguales.
24. Tercera Ley (1618): Para cualquier planeta, el cuadrado
de su período orbital (tiempo que tarda en dar una vuelta
alrededor del Sol) es directamente proporcional al cubo
de la distancia media con el Sol.
donde, P es el período orbital, r la distancia media del
planeta con el Sol y K la constante de proporcionalidad.
constante
3
2
=
= K
r
P
LEYES DE KEPLER
