Satélite de comunicaciones

El 10 de julio de 1962 se lanzó el Telstar, primer satélite de tele-comunicaciones.

Los satélites de comunicaciones son un medio muy ap-to para emitir señales de radio en zonas amplias o pocodesarrolladas, ya que pueden utilizarse como enormes an-tenas suspendidas del cielo. Se suelen utilizar frecuenciaselevadas en el rango de los GHz; además, la elevada di-reccionalidad de antenas utilizadas permite “alumbrar”zonas concretas de la Tierra. El primer satélite de comu-nicaciones, el Telstar 1, se puso en órbita el 10 de julio en1962. La primera transmisión de televisión vía satélite sellevó a cabo en 1962.

1 Satélites geoestacionarios (GEO)

El periodo orbital de los satélites depende de su distanciaa la Tierra. Cuanto más cerca esté, más corto es el pe-riodo. Los primeros satélites de comunicaciones teníanun periodo orbital que no coincidía con el de rotación dela Tierra sobre su eje, por lo que tenían un movimientoaparente en el cielo; esto hacía difícil la orientación de lasantenas, y cuando el satélite desaparecía en el horizontela comunicación se interrumpía.Existe una altura para la cual el periodo orbital del saté-lite coincide exactamente con el de rotación de la Tierra.Esta altura es de 35.786,04 kilómetros. La órbita corres-

pondiente se conoce como el cinturón de Clarke, ya quefue el famoso escritor de ciencia ficción Arthur C. Clar-ke el primero en sugerir esta idea en el año 1945. Vis-tos desde la Tierra, los satélites que giran en esta órbitaparecen estar inmóviles en el cielo, por lo que se les lla-ma satélites geoestacionarios. Esto tiene dos ventajasimportantes para las comunicaciones: permite el uso deantenas fijas, pues su orientación no cambia y asegura elcontacto permanente con el satélite.Los satélites comerciales funcionan en tres bandas de fre-cuencias, llamadas C, Ku y Ka. La gran mayoría de emi-siones de televisión por satélite se realizan en la bandaKuNo es conveniente poner muy próximos en la órbita geo-estacionaria dos satélites que funcionen en la misma ban-da de frecuencias, ya que pueden interferirse. En la bandaC la distancia mínima es de dos grados, en la Ku y la Kade un grado. Esto limita en la práctica el número total desatélites que puede haber en toda la órbita geoestaciona-ria a 180 en la banda C y a 360 en las bandas Ku y Ka.La distribución de bandas y espacio en la órbita geoesta-cionaria se realiza mediante acuerdos internacionales.La elevada direccionalidad de las altas frecuencias haceposible concentrar las emisiones por satélite a regionesgeográficas muy concretas, hasta de unos pocos cientosde kilómetros. Esto permite evitar la recepción en zonasno deseadas y reducir la potencia de emisión necesaria,o bien concentrar el haz para así aumentar la potenciarecibida por el receptor, reduciendo al mismo tiempo eltamaño de la antena parabólica necesaria. Por ejemplo, elsatélite Astra tiene una huella que se aproxima bastanteal continente europeo.En la actualidad, este tipo de comunicación puede imagi-narse como si tuviésemos un enorme repetidor de micro-ondas en el cielo. Está constituido por uno o más disposi-tivos receptor-transmisor, cada uno de los cuales escuchauna parte del espectro, amplificando la señal de entrada yretransmitiendo a otra frecuencia para evitar los efectosde interferencia.Cada una de las bandas utilizadas en los satélites se divideen canales. Para cada canal suele haber en el satélite unrepetidor, llamado transponder o transpondedor, quese ocupa de capturar la señal ascendente y retransmitirlade nuevo hacia la tierra en la frecuencia que le correspon-de.Cada canal puede tener un ancho de banda de 27 a 72MHz y puede utilizarse para enviar señales analógicas devídeo y/o audio, o señales digitales que puedan corres-

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2 1 SATÉLITES GEOESTACIONARIOS (GEO)

El punto verde y el marrón están siempre en línea en una órbitageoestacionaria.

ponder a televisión (normal o en alta definición), radiodigital (calidad CD), conversaciones telefónicas digitali-zadas, datos, etc. La eficiencia que se obtiene suele ser de1 bit/s por Hz; así, por ejemplo, un canal de 50 MHz per-mitiría transmitir un total de 50 Mbit/s de información.Un satélite típico divide su ancho de banda de 500 MHzen unos doce receptores-transmisores de un ancho debanda de 36 MHz cada uno. Cada par puede emplear-se para codificar un flujo de información de 500 Mbit/s,800 canales de voz digitalizada de 64 kbit/s, o bien, otrascombinaciones diferentes.Para la transmisión de datos vía satélite se han crea-do estaciones de emisión-recepción de bajo coste llama-das VSAT (Very Small Aperture Terminal). Una estaciónVSAT típica tiene una antena de un metro de diámetro yun vatio de potencia. Normalmente las estaciones VSATno tienen potencia suficiente para comunicarse entre sí através del satélite (VSAT - satélite - VSAT), por lo que sesuele utilizar una estación en tierra llamada hub que actúacomo repetidor. De esta forma, la comunicación ocurrecon dos saltos tierra-aire (VSAT- satélite - hub - satéli-te - VSAT). Un solo hub puede dar servicio a múltiplescomunicaciones VSAT.En los primeros satélites, la división en canales era está-tica, separando el ancho de banda en bandas de frecuen-cias fijas. En la actualidad el canal se separa en el tiempo,primero en una estación, luego otra, y así sucesivamente.El sistema se denominamultiplexión por división en eltiempo. También tenían un solo haz espacial que cubríatodas las estaciones terrestres. Con los desarrollos experi-mentados en microelectrónica, un satélite moderno poseemúltiples antenas y pares receptor-transmisor. Cada hazde información proveniente del satélite puede enfocarsesobre un área muy pequeña de forma que pueden hacer-se simultáneamente varias transmisiones hacia o desde el

satélite. A estas transmisiones se les llama 'traza de ondasdirigidas’.Las comunicaciones vía satélite tienen algunas caracterís-ticas singulares. En primer lugar está el retardo que intro-duce la transmisión de la señal a tan grandes distancias.Con 36.000 km de altura orbital, la señal ha de viajarcomo mínimo 72.000 km, lo cual supone un retardo de240 milisegundos, sólo en la transmisión; en la prácticael retardo es de 250 a 300 milisegundos según la posi-ción relativa del emisor, el receptor y el satélite. En unacomunicación VSAT-VSAT los tiempos se duplican de-bido a la necesidad de pasar por el hub. A título compa-rativo en una comunicación terrestre por fibra óptica, a10.000 km de distancia, el retardo puede suponer 50 mi-lisegundos (la velocidad de las ondas electromagnéticasen el aire o en el vacío es de unos 300.000 km/s, mien-tras que en el vidrio o en el cobre es de unos 200.000).En algunos casos estos retardos pueden suponer un serioinconveniente o degradar de forma apreciable el rendi-miento si el protocolo no está preparado para este tipo deredes.En cuanto a los fenómenos que dificultan las comunica-ciones vía satélite, se han de incluir también el movimien-to aparente en ocho de los satélites de la órbita geoesta-cionaria debido a los balanceos de la Tierra en su rota-ción, los eclipses de Sol en los que la Luna impide que elsatélite pueda cargar las baterías y los tránsitos solares,en los que el Sol interfiere las comunicaciones del satéliteal encontrarse éste entre el Sol y la Tierra.Otra característica singular de los satélites es que sus emi-siones son broadcast de manera natural. Tiene el mismocoste enviar una señal a una estación que enviarla a to-das las estaciones que se encuentren dentro de la huelladel satélite. Para algunas aplicaciones esto puede resultarmuy interesante, mientras que para otras, donde la segu-ridad es importante, es un inconveniente, ya que todaslas transmisiones han de ser cifradas. Cuando varios or-denadores se comunican a través de un satélite (como enel caso de estaciones VSAT) los problemas de utilizacióndel canal común de comunicación que se presentan sonsimilares a los de una red local.El coste de una transmisión vía satélite es independien-te de la distancia, siempre que las dos estaciones se en-cuentren dentro de la zona de cobertura del mismo saté-lite. Además, no hay necesidad de hacer infraestructurasterrestres, y el equipamiento necesario es relativamentereducido, por lo que son especialmente adecuados paraenlazar instalaciones provisionales que tengan una movi-lidad relativa, o que se encuentren en zonas donde la in-fraestructura de comunicaciones está poco desarrollada.Recientemente se han puesto en marcha servicios detransmisión de datos vía satélite basados en el sistema detransmisión de la televisión digital, lo cual permite ha-cer uso de componentes estándar de bajo coste. Ademásde poder utilizarse de forma full-duplex como cualquiercomunicación convencional vía satélite, es posible reali-

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zar una comunicación simple en la que los datos sólo setransmiten de la red al usuario, y para el camino de vuel-ta, éste utiliza la red telefónica (vía módem o RDSI). Deesta forma la comunicación red->usuario se realiza a al-ta velocidad (típicamente 400-500 kbit/s), con lo que seobtiene una comunicación asimétrica. El usuario evita asíinstalar el costoso equipo transmisor de datos hacia el sa-télite. Este servicio está operativo en Europa desde 1997a través de los satélites Astra y Eutelsat, y es ofrecido poralgunos proveedores de servicios de Internet. La instala-ción receptora es de bajo coste, existen tarjetas para PCque permiten enchufar directamente el cable de la ante-na, que puede ser la misma antena utilizada para ver latelevisión vía satélite.

2 Satélites de órbita baja (LEO)

Como hemos dicho, los satélites con órbitas inferiores a36.000 km tienen un período de rotación inferior al de laTierra, por lo que su posición relativa en el cielo cambiaconstantemente. La movilidad es tanto más rápida cuan-to menor es su órbita. En 1990 Motorola puso en marchaun proyecto consistente en poner en órbita un gran nú-mero de satélites (66 en total). Estos satélites, conocidoscomo satélites Iridium se colocarían en grupos de onceen seis órbitas circumpolares (siguiendo los meridianos)a 750 km de altura, repartidos de forma homogénea a finde constituir una cuadrícula que cubriera toda la tierra.Cada satélite tendría el periodo orbital de 90 minutos,por lo que en un punto dado de la tierra, el satélite máspróximo cambiaría cada ocho minutos.Cada uno de los satélite emitiría varios haces diferen-tes (hasta un máximo de 48) cubriendo toda la tierra con1628 haces; cada uno de estos haces constituiría una cel-da y el satélite correspondiente serviría para comunicar alos usuarios que se encontraran bajo su huella. La comu-nicación usuario-satélite se haría en frecuencias de bandade 1,6 GHz, que permite el uso de dispositivos portátiles.La comunicación entre los satélites en el espacio exteriorse llevaría a cabo en una banda Ka.En resumen, podemos ver este proyecto como una infra-estructura GSM que cubre toda la Tierra y está “colgada”del cielo.

3 Operadores y satélites

• SES.

• Thales Alenia Space.

• Astra.

• Eutelsat.

• Globalstar.

• Hispasat

• Hylas.

• Intelsat.

• Inmarsat.

• Iridium.

• Satélite Simón Bolívar.

• SatMex.

• Telstar.

• Arsat.

• Flota de satélites de DirecTV.

4 Véase también• Antena parabólica

• Internet por satélite

• DVB.

• VSAT

5 Enlaces externos

• Wikcionario tiene definiciones y otra informa-ción sobre satélite de comunicaciones.Wikcionario

• Página principal fabricante equipos de comunica-ciones embarcados en satélites

• Áreas de recepción y frecuencias actualizadas con-tinuamente.

• Breve historia de satélites de comunicación David J.Whalen

• NASA satélites de comunicación experimentales

• Descripción del Syncom 2

• Constelación de Satélites de Lloyd

4 6 TEXT AND IMAGE SOURCES, CONTRIBUTORS, AND LICENSES

6 Text and image sources, contributors, and licenses

6.1 Text• Satélite de comunicaciones Fuente: http://es.wikipedia.org/wiki/Satélite_de_comunicaciones?oldid=77588725 Colaboradores: PACO,

Joseaperez, Moriel, JorgeGG, ManuelGR, Tano4595, Jsanchezes, FAR, Soulreaper, Xuankar, Emijrp, Orgullobot, RobotQuistnix, Cai-serbot, Yrbot, Vitamine, BOTijo, .Sergio, YurikBot, GermanX, KnightRider, Eskimbot, Albertopal, Maldoror, Jarke, Boja, Axxgreazz,CEM-bot, Laura Fiorucci, Marianov, Rastrojo, Rosarinagazo, Thijs!bot, Srengel, JRB, Botones, Isha, Atardecere, Hanjin, Gusgus, JAnD-bot, Mansoncc, Death Master, TXiKiBoT, Xosema, FANSTARbot, Idioma-bot, Henry ch v, VolkovBot, Technopat, Penarc, Erfil, MonteArgentario, Matdrodes, AlleborgoBot, Muro Bot, BotMultichill, SieBot, Loveless, Drinibot, Hihdezo, Conexionactiva, Tirithel, Thunder-bird2, Antón Francho, Poco a poco, Alexbot, Açipni-Lovrij, AVBOT, DanBot, Wutsje, SpBot, Diegusjaimes, DumZiBoT, MelancholieBot,Alpha Centaury, Arjuno3, Jotterbot, ArthurBot, Ortisa, Xqbot, Jkbw, Internetsatelital, BenzolBot, BOTirithel, Hprmedina, TobeBot, Rip-chip Bot, Edslov, EmausBot, Savh, Barbanegra, Rubpe19, ChuispastonBot, Waka Waka, Diamondland, Edc.Edc, Vannesa OC, Addbot yAnónimos: 102

6.2 Images• Archivo:Geostat.gif Fuente: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/49/Geostat.gif Licencia: CC-BY-SA-3.0 Colaboradores:

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