Características de las comunicaciones por satélite

El presente trabajo se ha realizado con motivo de cumplir con los requisitos de

la Modalidad de Evaluación de la cátedra de Redes de Acceso, de la carrera Ingeniería en Telecomunicaciones, dictada en la Universidad Nacional de Río Cuarto.

Los temas aquí tratados han sido seleccionados del Programa correspondiente a dicha asignatura, dictada durante el primer cuatrimestre del año 2002.

INTRODUCCION

Este trabajo tiene como eje central los Enlaces Satelitales, y dentro de dicho tema se ha hecho hincapié en las Características de las Comunicaciones por Satélite.

El trabajo comienza con una breve descripción de lo que se entiende por Satélite y Sistema Satelital, para luego profundizar los Modelos de Enlace del Sistema Satelital, que son tres: el modelo de subida, el transponder y el modelo de bajada. Se acompaña a cada uno de los modelos con un diagrama a bloques simplificado que los describe.

Posteriormente se analizan las Orbitas Satelitales, describiendo en primer lugar los satélite orbitales o no sincronos, para luego seguir con los satélites geoestacionarios, donde se han incluido los parámetros típicos de una órbita geoestacionaria y las ecuaciones que permiten el calculo de dichos parámetros. El tema de las órbitas satelitales concluye con los Patrones Orbitales, donde se hace un análisis de la velocidad y del tiempo que un satélite esta visible, en los sistemas de alta, media y baja altitud, por ultimo se describen los tres tipos de órbitas posibles: Ecuatorial, Polar, e Inclinada.

Luego se ha hecho una descripción completa acerca de la Longitud y Latitud, para poder abordar el tema de los Angulos de Vista, que son: el ángulo de Elevación y Azimut. Aquí se proporciona una definición de dichos ángulos y se analiza la atenuación de una onda radiada cuando el ángulo de elevación es demasiado chico, también se incluye un diagrama para el calculo de dichos ángulos.

Por ultimo dentro del tema Clasificaciones de los Satélites, Esparcimiento y Asignaciones de Frecuencia, se analizan brevemente los satélites spinners y estabilizadores de tres ejes (dentro de lo que seria las Clasificaciones). También se habla de la separación espacial que debe existir entre los satélites y de que depende dicha separación.

Finalmente se nombran las frecuencias de portadoras mas comunes y se proporciona un cuadro con las distintas bandas de frecuencias para uso satelital.

CARACTERISTICAS DE LAS COMUNICACIONES POR SATELITE

DESCRIPCION DEL SISTEMA

Un satélite puede definirse como un repetidor de radio en el cielo (transponder), un sistema satelital consiste de un transponder, una estación basada en tierra, para controlar su funcionamiento, y una red de usuario, de las estaciones terrestres, que proporciona las facilidades para transmisión y recepción del trafico de comunicaciones, a través del sistema de satélite.

Las transmisiones de satélite se catalogan como bus o carga útil. La de bus incluye mecanismos de control que apoyan la operación de carga útil. La de carga útil es la información del usuario que será transportada a través del sistema.

En el caso de radiodifusión directa de televisión vía satélite el servicio que se da es de tipo unidireccional por lo que normalmente se requiere una estación transmisora única, que emite los programas hacia el satélite, y varias estaciones terrenas de recepción solamente, que toman las señales provenientes del satélite. Existen otros tipos de servicios que son bidireccionales donde las estaciones terrenas son de transmisión y de recepción.

Uno de los requisitos más importantes del sistema es conseguir que las estaciones sean lo más económicas posibles para que puedan ser accesibles a un gran numero de usuarios, lo que se consigue utilizando antenas de diámetro chico y transmisores de baja potencia. Sin embargo hay que destacar que es la economía de escala (en aquellas aplicaciones que lo permiten) el factor determinante para la reducción de los costos.

Modelos 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 terrena. 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 (por ejemplo un filtro pasa-banda de salida).

La Figura 1 muestra el diagrama a bloques de un transmisor de estación terrena satelital. El modulador de IF convierte las señales de banda base de entrada a una frecuencia intermedia modulada e FM, en PSK o en QAM. El convertidor (mezclador y filtro pasa-banda) convierte la IF a una frecuencia de portadora de RF apropiada. El HPA proporciona una sensibilidad de entrada adecuada y potencia de salida para propagar la señal al transponder del satélite. Los HPA comúnmente usados son klystons y tubos de onda progresiva.

Figura 1. Modelo de subida del satélite.

• Transponder