satelital redes auqui barona

5/22/2018 Satelital Redes Auqui Barona

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10/6/2014

REDES DE ACCESO

SISTEMA DE COMUNICACIONESSATELITAL

RAFAEL AUQUI

DAVID BARONA


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NDICE DE CONTENIDOS

1. TEMA..................................................................................................................................... 2

2. MARCO TERICO.................................................................................................................. 2

2.1 HISTORIA....................................................................................................................... 2

2.2 SISTEMA SATELITAL...................................................................................................... 2

2.2.1 SEGMENTO ESPACIAL........................................................................................... 3

2.2.2 SEGMENTO TERRENO........................................................................................... 6

2.3 ARQUITECTURA............................................................................................................ 7

2.4 MODELOS DE ENLACE DEL SISTEMA SATELITAL.......................................................... 8

2.5 VENTAJAS Y LIMITACIONES.......................................................................................... 8

3. REFERENCIAS........................................................................................................................ 9

NDICE DE FIGURAS

Ilustracin 1 Satlite Ruso Sputnik I .............................................................................................. 2

Ilustracin 2 Beam ......................................................................................................................... 5

Ilustracin 3 Modelo Bsico de subida ......................................................................................... 6

Ilustracin 4 Modelo bsico de bajada ......................................................................................... 7

Ilustracin 5 Arquitectura del Sistema satelital ............................................................................ 7


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1. TEMA

Sistema de Comunicaciones Satelitales.

2. MARCO TERICO

2.1HISTORIA

Los satlites artificiales nacieron durante la guerra fra, entre los Estados Unidos y La UninSovitica, que pretendan ambos llegar a la luna y a su vez lanzar un satlite a la rbitaespacial.La Unin Sovitica, desde el Cosmdromo de Baikonur, lanz el primer satlite artificial de lahumanidad, el da 4 de octubre de 1957, marcando con ello un antes y despus de la carreraespacial, este programa fue denominado Sputnik.

Ilustracin 1 Satlite Ruso Sputnik I

En 1960 se lanz el primer satlite de comunicaciones: el Echo I era un satlite pasivo que noestaba equipado con un sistema bidireccional sino que funcionaba como un reflector. En 1962se lanz el primer satlite de comunicaciones activos, el Telstar I, creando el primer enlacetelevisivo internacional.

2.2SISTEMA SATELITAL

Un sistema satelital bsicamente es un sistema repetidor. La capacidad de recibir yretransmitir se debe a un dispositivo receptor-transmisor llamado transponder, cada uno delos cuales escuchan una parte del espectro, la amplifica y retransmite a otra frecuencia para

evitar la interferencia de seales.

Los sistemas de comunicacin Satelital estn conformados bsicamente por:

Uno o ms centros de control Uno o ms satlites. Uno o ms Antenas de rastreo. Estaciones Terrenas, segn los requerimientos.

Los satlites reciben las seales de las estaciones terrenas, posteriormente las procesan,convierten y finalmente las transmiten a las zonas o zona de cobertura.Un sistema de Comunicacin Satelital posee dos partes que son:


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Segmento Espacial Segmento Terreno2.2.1 SEGMENTO ESPACIAL

Este segmento del sistema de comunicacin satelital est formado por el satlite y

las estaciones de Centro de Control.El segmento espacial comprende varias condiciones para su eventualdesenvolvimiento, por lo que hay que tomar en cuenta varios aspectos como:

Los cambios de rbita. Falta de gravedad. Radiacin solar. Vida til del satlite, Entre otros.

SATLITE

Es denominado como un repetidor activo en el espacio, tiene como funcin recibiry retransmitir las seales que recibe de la tierra. Trabaja generalmente con unancho de banda de 500 [MHz].

Parmetros Bsicos SatelitalesLos parmetros bsicos de los satlites son:

Frecuencia (IF y RF)

La comunicacin satelital maneja dos tipos de frecuencias, frecuencia intermedia(IF) y radiofrecuencia (RF). La banda de IF elegida se denomina banda "L" y estcomprendida entre 950 MHz y 2.150 MHz. La radiofrecuencia comprende el rangosituado entre unos 3 Hz y unos 300 GHz

Modulacin

La modulacin transporta informacin a travs de un canal de comunicacin, lossatlites emplean: BPSK, QPSK, 8-PSK y 16 QAM.

Correccin de Errores (FEC)

Tcnica que mejora la robustez de transmisin de datos. Se incluyen bitsredundantes en la cadena de datos de salida para que puedan aplicarse losalgoritmos de correccin de errores en el momento de la recepcin.

Tasa de Smbolos

Es la velocidad transmitida en bits por segundo. Este valor se utiliza paraconfigurar la mscara de potencia espectral a la salida del modulador.

C/N


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Es la relacin entre la potencia de una seal y la densidad de ruido recibido en elreceptor. Se mide en dB y se verifica con la ayuda de un analizador de espectros.

Potencia

El dBm es una unidad de medida utilizada, para expresar la potencia absoluta,mediante una relaci logartmica.

Un satlite est dividido en dos partes fundamentales que son:

Carga de ComunicacionesTambin llamada carga til, se define como la electrnica del satlite, estconstituida por un conjunto de equipos y antenas, se encarga de procesarlas seales de comunicacin de los usuarios.

PlataformaTambin llamada estructura de soporte, se define como el conjunto desubsistemas a bordo del satlite que soportan el funcionamiento delmismo. (Estructura, propulsin, orientacin, telemando, control trmico)

CENTRO DE CONTROL

Se encarga de adecuar el funcionamiento del satlite a las necesidades deoperacin y a los servicios contratados por el usuario. Acta tanto con la carga tilcomo con la plataforma. Emplea un rango de frecuencias.

Banda de frecuencias satelitales.Cuando se trata de satlites de comunicaciones la porcin del espectroradioelctrico que utilizarn lo determinan prcticamente los siguientes puntos:

1. Capacidad del sistema2. Potencia3. Precio.

Un satlite puede operar en una o ms bandas de frecuencia atribuidas,

dependiendo de las necesidades de capacidad de trfico. Cada banda defrecuencias dispone de una parte de la misma para los enlaces ascendentes, Tierra-Satlite y otra para los enlaces descendentes satlite-Tierra.

Los satlites contienen varios transpondedores, estos cumplen la funcin deescucha, de una determinada porcin del espectro, cada trasponder recibe lasemisiones desde las tierra como enlaces ascendentes, las amplifica para compensarle enorme prdida en el espacio, realiza la conversin de frecuencias y las devuelvea la tierra como enlaces descendentes.

Las bandas de frecuencia satelitales para el servicio satelital las designan los

fabricantes de equipos, operadores de satlites y usuarios. La UIT, considera tresregiones en el mundo para la disposicin de frecuencias:


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Regin 1: frica, pases rabes, Europa y pases que constituan la URSS.Regin 2: AmricaRegin 3: Asia y Oceana.

ORBITAS

De acuerdo a la ruta que sigue el satlite alrededor de la tierra se definen distintasrbitas:

rbita alta (Geo): tiene una altitud de 35.768 Km y estn ubicados sobre el Ecuador.Un solo satlite cubre 173 de la superficie terrestre.

rbita media (MEO): Tiene una altitud de 8000-20000 Km. De 10 a 15 satlites sonnecesarios para abarcar la tierra.

rbita baja (LEO): Tiene una altitud de 500 a 2000 Km. Son necesarios alrededor de

40 satlites para cubrir la tierra.

FOOTPRINT

Se refiere a la pisada del satlite, es decir a el rea que cubre el satlite en lasuperficie de la tierra. Existen diferentes tipos de footprint dependiendo de lapotencia y frecuencia.

BEAM

Los satlites actuales estn diseados para tener un foco determinado sobre la

superficie de la tierra, este foco se llama beam.

Ilustracin 2 Beam

Beam Global, cubre 1/3 de superficie, Hemi 1/6, zonal cubre una gran rea, Spot,

cubre una regin especfica a pedido del cliente.


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2.2.2 SEGMENTO TERRENO

Este segmento est constituido por las estaciones terrenas transmisoras y/oreceptoras que cursan el trfico con los satlites.

Las estaciones terrenas son un equipo de comunicacin con una antena o unconjunto de equipos con antenas, la cual puede tener un extremo de salida y unode entrada de seales en banda base o frecuencia intermedia, por ello el ancho debanda satelital se cita como:

Ancho de banda extendido con 900 MHz, para frecuencia intermedia, queva desde los 900-1850 MHz.

Ancho de banda estndar, con 500 MHz, para frecuencias desde los 950-1450 Mhz, en teora.

La estacin terrena est constituida por:

Sistema de Antena Transmisores y receptores.

Sistema de Antena

El sistema de antena est conformado por la antena parablica, lleva un reflectorparablico, empleado para el funcionamiento a frecuencias altas y gananciaelevada. Estas antenas pueden ser transmisoras o receptoras, estn formadas por:

Reflector, Aquel punto donde se concentran las seales Alimentador, Es el elemento que ilumina el reflector parablico cuando se

transmite y concentra las seales cuando se recibe.

Antena Transmisora

Posee un reflector parablico que refleja la onda electromagntica generada por undispositivo radiante, se encuentra en el foco del reflector parablico. Es la antenaque se encarga de apuntar hacia la zona de cobertura a la que se desea dar unservicio.

Ilustracin 3 Modelo Bsico de subida

Up-link: Enlace ascendente, es el enlace desde la estacin terrena al satlite.


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Amplificador de potencia HPA: Dispositivo que incrementa la potencia de la seal aser transmitida. Los amplificadores generalmente usados son amplificadores deestado slido (SSA) o tubos de ondas progresivas (TOP).

Antena Receptora

Posee un reflector parablico que concentra la onda incidente en su foco, dondetambin se encuentra un detector, este es un terminal que puede ser localizado enreas donde se requiere movilidad en la comunicacin.

Dow-link: Enlace descendente, es el enlace desde el satlite a la estacin terrena.Conversor de bajo ruido LNB: Tambin llamado convertidor, es un amplificador debajo ruido (LNA) completado por un circuito electrnico que transforma unafrecuencia en otra. Entrega seales de frecuencia FI.

Ilustracin 4 Modelo bsico de bajada

2.3ARQUITECTURA

Ilustracin 5 Arquitectura del Sistema satelital

Bsicamente un sistema satelital cuenta de:

Estacin terrena Transmisora


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Satlite Estacin terrena Receptora

2.4MODELOS DE ENLACE DEL SISTEMA SATELITAL

Esencialmente, un sistema satelital consiste de tres secciones bsicas: una subida, untransponder satelital y una bajada.

Modelo de subida:El principal componente dentro de la seccin de subida satelital, es el transmisor de estacinterrena. Un tpico transmisor de la estacin terrena consiste de un modulador de IF, unconvertidor de microondas de IF a RF, un amplificador de alta potencia (HPA) y algn mediopara limitar la banda del ltimo espectro de salida (por ejemplo, un filtro pasa-bandas desalida). El modulador de IF se convierte la IF convierte las seales de banda base de entrada auna frecuencia intermedia modulada en FM, en PSK o en QAM. El convertidor (mezclador yfiltro pasa-bandas) convierte la IF a una frecuencia de portadora de RF apropiada. El HPAproporciona una sensibilidad de entrada adecuada y potencia de salida para propagar la sealal transponder del satlite. Los HPA comnmente usados son klystons y tubos de ondaprogresiva.

Transponder:Un tpico transponder satelital consta de un dispositivo para limitar la banda de entrada (BPF),un amplificador de bajo ruido de entrada (LNA), un traslador de frecuencias, un amplificadorde potencia de bajo nivel y un filtro pasa-bandas de salida. Este transponder es un repetidor deRF a RF. Otras configuraciones de transponder son los repetidores de IF, y de banda base,semejantes a los que se usan en los repetidores de microondas.

Modelo de bajada:Un receptor de estacin terrena incluye un BPF de entrada, un LNA y un convertidor de RF a IF.Nuevamente, el BPF limita la potencia del ruido de entrada al LNA. El LNA es un dispositivoaltamente sensible, con poco ruido, tal como un amplificador de diodo tnel o un amplificadorparamtrico. El convertidor de RF a IF es una combinacin de filtro mezclador /pasa-bandasque convierte la seal de RF recibida a una frecuencia de IF.

Enlaces cruzados:Ocasionalmente, hay aplicaciones en donde es necesario comunicarse entre satlites. Esto serealiza usando enlaces cruzados entre satlites o enlaces intersatelitales (ISL). Una desventaja

de usar un ISL es que el transmisor y receptor son enviados ambos al espacio.Consecuentemente la potencia de salida del transmisor y la sensibilidad de entrada delreceptor se limitan.

2.5VENTAJAS Y LIMITACIONES

Por presentar una cobertura territorial muy amplia genera seriosproblemas deseguridad,yaque cualquier estacin puede captarlos con solo sintonizar la frecuencia del satlite. Paraevitarlo se adicionan medidas de seguridad: cifrado y encriptado de transmisiones.
http://www.monografias.com/trabajos15/calidad-serv/calidad-serv.shtml#PLANThttp://www.monografias.com/trabajos/seguinfo/seguinfo.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/seguinfo/seguinfo.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/calidad-serv/calidad-serv.shtml#PLANT


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Debido a que trabaja en bandas de frecuencias muy altas cada satlite es capaz de soportarvarios miles de canales telefnicos. Por ejemplo, un satlite moderno est formado por dieztransponder y cada uno con capacidad de 48 Mbps.

Las condiciones meteorolgicas adversas pueden afectar la seal durante su camino entre la

estacin terrena y el satlite.

Otra desventaja es la del retardo que puede originar problemas, ya que la seal recorre 36.000Km de subida y otros tantos de retorno a la Tierra.

Peridicamenteel sol, el satlite y la estacin terrena quedan alineados provocando unaelevacin delruido trmico que supera la intensidad de la seal.

En las grandes ciudades existe actualmente congestin de microondas; se instalaron tantasantenas de microondas que se interfieren unas a otras y las ondas en el aire estn saturadas.Esto obliga a buscar un medio de transmisin alternativo como los enlaces va satlite. Pero

una desventaja con respecto al satlite propiamente dicho es que resulta muy costosalaconstruccin,lanzamiento ymantenimiento del mismo.

3. REFERENCIAS

[1] Tomado de: bibdigital.epn.edu.ec/bitstream/15000/4193/1/CD-2563.pdf

[2]Tomado de:http://nassat.com/documentos/satelite/arquitectura-de-un-satelite.htm

[3]Tomado de:http://materias.fi.uba.ar/6679/apuntes/Redes_Satelitales.pdf
http://www.monografias.com/trabajos12/sol/sol.shtml#solhttp://www.monografias.com/trabajos/contamacus/contamacus.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos35/materiales-construccion/materiales-construccion.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/mantenimiento-industrial/mantenimiento-industrial.shtmlhttp://nassat.com/documentos/satelite/arquitectura-de-un-satelite.htmhttp://nassat.com/documentos/satelite/arquitectura-de-un-satelite.htmhttp://nassat.com/documentos/satelite/arquitectura-de-un-satelite.htmhttp://materias.fi.uba.ar/6679/apuntes/Redes_Satelitales.pdfhttp://materias.fi.uba.ar/6679/apuntes/Redes_Satelitales.pdfhttp://materias.fi.uba.ar/6679/apuntes/Redes_Satelitales.pdfhttp://materias.fi.uba.ar/6679/apuntes/Redes_Satelitales.pdfhttp://nassat.com/documentos/satelite/arquitectura-de-un-satelite.htmhttp://www.monografias.com/trabajos15/mantenimiento-industrial/mantenimiento-industrial.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos35/materiales-construccion/materiales-construccion.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/contamacus/contamacus.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos12/sol/sol.shtml#sol

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