caracterÍsticas de los satÉlites

CARACTERSTICAS DE LOS SATLITES

ESCENCIALES

COMUNICACIN SATELITAL

CARACTERSTICAS ESENCIALES DE LOS SATLITES2

Los satlites de comunicacin pueden recibir y enviar desde el espacio ondas de radio en cualquier direccin que se tenga previsto en su diseo.

El hecho de poder emitir desde un satlite de comunicacin una seal que pueda recibirse con intensidad similar y simultneamente en cualquier punto de una gran superficie geogrfica es su caracterstica ms notable, y es la causa principal de su utilizacin, debido a sus implicaciones.

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Un solo satlite puede emplearse para cubrir una gran superficie un poco mayor que un tercio de la superficie de la Tierra.

Y al mismo tiempo contar con haces adicionales de emisin que cubran con mayor densidad de potencia una porcin de un pas, llamados puntuales. La figura representa un satlite de gran cobertura o huella, mediante el cual pueden comunicarse entre s estaciones ubicadas en cualquier lugar de ella, llamadas comnmente estaciones terrenas.26/03/2012


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Vista desde un satlite en esa rbita, la Tierra abarcara aproximadamente 17 de ngulo visual, por lo que los haces de recepcin y de emisin del satlite se deben observar dentro del mismo, o en uno menor.

La cobertura til mxima de dichos haces, medida sobre la superficie de la Tierra en grados del ecuador o de los meridianos, es de unos 140 a 150, por lo que un sistema de cobertura global requiere un mnimo de tres satlites en la rbita geoestacionaria para abarcar todo el planeta, excepto las regiones polares, a las cuales solo pueden comunicar los satlites en otras rbitas que para ese fin sean ms convenientes.26/03/2012


La principal ventaja de que un satlite ocupe una posicin fija en la rbita geoestacionaria consiste en que dentro de su zona de cobertura pueda comunicarse con estaciones terrenas de apuntamiento fijo, las cuales cuenten con haces muy concentrados, para aumentar extraordinariamente tanto la potencia recibida de las seales del satlite, como la que es posible enviar en direccin del mismo. Se puede entonces utilizar un mnimo de energa radiada para una alta calidad de la comunicacin, gracias a su concentracin, principalmente dentro de un ngulo de 1 de arco, o menor. Esta caracterstica es de gran importancia para los denominados servicios fijos por satlite (SFS).26/03/2012


Debido a lo agudo de los haces de las antenas terrenas del servicio fijo, es necesario que el satlite no vare su posicin orbital, para evitar prdida de la potencia de las ondas emitidas o recibidas, la cual representara un deterioro de la comunicacin, o que sea necesario emplear a un costo adicional sistemas de rastreo o seguimiento del satlite, por medio de mecanismos que permitan el reapuntamiento automtico del eje de las antenas Al mismo tiempo, la agudeza de los haces de las antenas de estaciones terrenas evita que su radiacin interfiera a otros satlites contiguos, haciendo posible que stos utilicen las mismas frecuencias de radio mltiples veces, lo que aumenta la capacidad de comunicacin desde y hacia la rbita geoestacionaria.26/03/2012


Las estaciones de bajo trfico bidireccional que se comunican por medio de un satlite pueden ser miles, y las de recepcin directa de seales de televisin pueden ser millones, por lo que resulta muy importante el ahorro en su costo individual y en la inversin total en ellas.

Sin embargo, en un sistema de varios satlites geoestacionarios, las antenas de alto trfico de estaciones terrenas de servicio pblico, cada una de las cuales lo entregan a numerosos usuarios mediante enlaces terrenales, comnmente estn dotadas de dichos dispositivos de rastreo o seguimiento, para evitar prdidas de seal, y para poder cambiar fcilmente su apuntamiento hacia otro satlite en caso de fallas, o en caso de necesidad de redistribucin del trfico entre las naves.26/03/2012


En cuanto un satlite est en condiciones de operar, se pueden instalar estaciones para comunicarse por medio de l, en cualquier parte de su zona de cobertura, en un tiempo muy corto. La posibilidad de una cobertura total, directa, inmediata y simultnea en un extenso territorio es una de las grandes ventajas de los satlites de comunicacin, de importancia mxima para los servicios mviles y de difusin.

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Un satlite con una posicin asignada en la rbita geoestacionaria puede conservarla sin desviarse de ella ms de 0.05 en acimut y en elevacin. Esta precisin en su posicin se logra mediante varios dispositivos impulsores ubicados en el satlite, los cuales ejercen fuerzas de corta duracin y de baja intensidad sobre l, en las direcciones que se requiera, activados en forma autnoma o por medio de seales de mando enviadas desde la Tierra, para contrarrestar peridicamente las desviaciones de posicin causadas por las diversas fuerzas externas que lo afectan. A la distancia que se encuentra de la Tierra, un satlite geoestacionario puede desplazarse dentro de un rectngulo de aproximadamente 70 Km por lado antes de salir de los lmites tolerados.26/03/2012


En contraste, los sistemas terrestres como las redes de microondas y de redes de fibras pticas, aunque se extiendan por un territorio del tamao del de la huella de un satlite tienen una cobertura de puntos especficos, y dejan grandes reas sin cubrir. Adems, normalmente requieren de un programa de desarrollo de varios aos para completarse, deben contar con estaciones de alimentacin de energa y de reprocesamiento de las seales a intervalos regulares, y se tienen que conectar con redes locales de distribucin dentro de las ciudades.Todas estas etapas de desarrollo y conexin pueden introducir en los servicios que prestan inconvenientes y dilaciones para obtener el servicio inicial, y para la recuperacin del mismo despus de fallas, as como implicar ms de una empresa en la operacin y conservacin de las redes, adems de dificultar los cambios que requieran los usuarios en su estructura de comunicacin.26/03/2012


Por otro lado, las redes terrestres no pueden transmitir a un costo competitivo una seal unidireccional nica, como las de televisin, de manera simultnea a un gran nmero de destinos, aunque solo haya decenas de puntos de recepcin en una extensa cobertura deseada, mucho menos si se trata de miles o millones de ellos, como lo requieren algunos servicios de difusin.

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Debido a la facilidad para la instalacin y retiro de las estaciones terrenas ms modernas de comunicacin bidireccional para servicios fijos, y a su costo actual relativamente ms bajo, la comunicacin por satlite es muy til para servicios no permanentes en zonas donde no se prestan an los servicios pblicos terrenales de mayor demanda y desarrollo, como en muchas reas rurales. Las redes de radiocomunicacin mvil, como las de telefona celular, generalmente no pueden, debido a obstculos naturales, tener la cobertura total de un rea geogrfica grande, incluso instalando mltiples estaciones repetidoras en lugares elevados, por lo que conseguir la cobertura deseada puede requerir un largo proceso de desarrollo, o no ser viable desde el punto de vista econmico.26/03/2012


Los satlites pueden prestar servicios mviles en el mar, tierra y espacio areo, sin lmites de cobertura El desarrollo de nuevas tecnologas, y debido a una mayor aceptacin poltica de la concepcin de servicios comerciales privados por satlite de cobertura global en casi todas las naciones, su potencial en este mercado ha aumentado en forma extraordinaria en los ltimos aos. Incluso para la comunicacin personal con terminales porttiles muy ligeros, acaparando muchos de los proyectos de telecomunicacin ms ambiciosos del momento actual.

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Los servicios mviles comerciales por satlite se han prestado durante muchos aos empleando la rbita geoestacionaria, pero debido a dos ventajas operativas particulares de los satlites de rbitas ms bajas, junto con razones econmicas y de diseo, los nuevos sistemas de satlites de cobertura global para servicio mvil se estn concibiendo para rbitas bajas. Debido a su distancia a la Tierra, los satlites en la rbita geoestacionaria introducen un retardo entre la emisin de una estacin terrena y la recepcin en otra de aproximadamente 1/4 de segundo, que en algunos servicios, como los de telefona, puede considerarse una degradacin de la comunicacin.26/03/2012


El perodo de circunvolucin de un satlite no geoestacionario es tpicamente desde menos de 2 hasta 12 horas, segn la altitud de la rbita, teniendo una cobertura geogrfica en constante movimiento, como se muestra en la figura, por lo que desde cualquier punto sobre la Tierra solo se puede establecer comunicacin con cada uno de los ms bajos durante pocos minutos en cada ocasin.

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CARACTERSTICAS ESENCIALES DE LOS SATLITES

Para poder establecer comunicaciones sin interrupcin entre dos estaciones terminales mviles que no estn al mismo tiempo al alcance de uno de ellos, deben constituir un sistema con numerosas naves de cobertura traslapada que se enlacen en el espacio, o que para ese propsito se apoyen en una red terrestre.


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Una empresa propietaria y operadora de satlites no es necesariamente la que proporciona los servicios a usuarios finales, sino que puede vender o alquilar capacidad de comunicacin de sus satlites a otras prestadoras de servicios pblicos, como las de televisin por cable; las cadenas de televisin para transmitir sus seales a estaciones llamadas repetidoras, que a su vez las redifunden al pblico; las empresas telefnicas; y otras que utilizan los satlites para apoyar sus servicios en ciertos tramos de los enlaces de comunicacin de sus redes.

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Debido a la facilidad para establecer redes de estaciones terrenas de distintos niveles de trfico, con opcin de diversas configuraciones y tecnologas, sin limitaciones de cobertura y bajo el control total del usuario, la comunicacin por satlites ha sido atractiva para muchas empresas, a fin de establecer redes propias diseadas para las necesidades de su comunicacin interna.

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En el caso de los geoestacionarios esto se puede lograr arrendando la capacidad necesaria directamente del propietario del satlite, o de sus agentes, o pagando solo el servicio de una red ad hoc que otra organizacin dedicada a estas actividades y seleccionada libremente le proporcione, en los pases en que la reglamentacin permite ambas cosas, gracias a la desregulacin que se ha venido extendiendo y profundizando en distinto grado en casi todo el planeta.


La capacidad de trfico planeada para un satlite o para un conjunto de satlites en la rbita geoestacionaria, a fin de prestar servicios en una zona de cobertura o huella determinada, no depende de la ubicacin de las redes de estaciones terrenas que operen en dicha regin a travs de l o de ellos, sino del trfico total que requiera el conjunto de los servicios.No es necesario prever con rigor una proporcin determinada de cada uno de los tipos de circuitos o canales de comunicacin que vayan a utilizarse en un satlite no especializado.

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En cambio, las redes terrestres deben planearse tomando en cuenta la ubicacin especfica de la demanda dentro de la regin en que van a prestarse los servicios, ya que generalmente no es posible, o puede resultar muy costosa la reubicacin de tramos de una red, en caso de que la demanda real difiera de lo previsto. Adems, como en ellas es imposible la cobertura total, y los tramos de enlace tienen distinta jerarqua, con capacidades decrecientes hacia los puntos terminales, puede resultar no redituable extender los servicios a muchos puntos terminales de muy bajo trfico.

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A pesar de las caractersticas mencionadas de flexibilidad, que reducen los riesgos de planeacin de los satlites, en este aspecto tienen que enfrentar un riesgo distinto, que consiste en la probabilidad de falla de su lanzamiento a la rbita de destino, la cual es aproximadamente 5% en la actualidad. A diferencia de los sistemas terrestres, la capacidad de comunicacin por satlite no puede desarrollarse en forma gradual, por medio de programas anuales de ampliacin, si un sistema geoestacionario, por sus requerimientos y objetivos, solo puede contar con uno o dos satlites en una huella.

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Esta caracterstica implica, para los sistemas nacionales pequeos o que vayan a proporcionar servicios a un grupo de pocos pases con trfico no muy alto, que el costo de la inversin inicial corresponda a la capacidad final de trfico requerida, aunque por varios aos no pueda ocuparse en su totalidad.

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Sin embargo, un operador de satlites como la Organizacin Internacional de Telecomunicaciones por Satlite INTELSAT, que cuenta con varios satlites para cubrir cada una de las tres regiones ocenicas, y que en caso necesario puede mover satlites de una regin ocenica a otra, est en posibilidad de aumentar en una forma relativamente gradual la capacidad total de trfico en una zona de cobertura determinada, en proporcin al trfico total que maneja, y eventualmente de reducirla intencionalmente, lo cual le permite una mejor utilizacin de sus recursos.


No es fcil hacer una comparacin general de la capacidad de servicio de los satlites de uso mltiple con la de redes terrenales, por sus diferencias estructurales, y solo es posible para servicios concretos con caractersticas especficas.La comparacin ms favorable para las redes terrenales es la comunicacin de alto trfico punto a punto, como la comunicacin bidireccional entre centrales telefnicas de distintas ciudades, ya que cada enlace entre dos puntos requiere tanto en las redes por satlite como en las terrenales dedicar al menos algunas unidades de equipo especficas para cada uno de ellos.26/03/2012


La comparacin es ms favorable a los satlites para el caso de seales en un solo sentido. Por ejemplo, para enviar una seal de televisin por satlite de su origen a cincuenta estaciones repetidoras en igual nmero de ciudades de un pas solo se requiere ocupar cuando ms una unidad bsica de comunicacin o transpondedor del satlite. En cambio, hacerlo por una red terrenal desde un nodo a otros cincuenta puede requerir numerosos enlaces con capacidad para un canal de televisin, dependiendo de su configuracin, ya que a partir del nodo de origen debe encaminarse la seal por varias rutas apropiadas para llegar a todos los destinos, y en algunos sitios ramificarse nuevamente.26/03/2012


Cualquier parte de la capacidad de un satlite puede utilizarse para comunicacin bidireccional o unidireccional en el momento que se requiera, lo que generalmente no es posible en las redes terrenales. El origen de una seal de un punto a mltiples destinos puede ubicarse en cualquier sitio dentro de la huella del satlite y cambiarse de ubicacin sin limitaciones cuando sea necesario.

En un ejemplo extremo, un satlite de comunicacin puede dedicarse a la difusin directa de televisin por suscripcin transmitiendo cerca de 100 programas simultneos, que pueden ser originados al mismo tiempo desde varios puntos cualesquiera dentro de la huella y recibidos por un nmero ilimitado de usuarios en cualquier parte de la misma, lo cual sera imposible proporcionarlo por medio de redes terrenales.26/03/2012


La vida til planeada de los satlites comerciales destinados a la rbita geoestacionaria, para una posicin estrictamente controlada, es de 10 o ms aos en la actualidad. Esta duracin en servicio est determinada en forma ineludible por la del propulsante que les permite conservar su posicin en la rbita original, y en forma parcialmente aleatoria por el deterioro de las bateras o de las clulas solares, as como, con menor probabilidad, por la posible falla de otras partes de la nave espacial. La vida til de los satlites en rbitas bajas es mucho menor que la de los de la rbita geoestacionaria, principalmente por el agotamiento de su dotacin de propulsante y por un mayor deterioro de sus bateras a causa del gran nmero de eclipses que les ocurren durante cada ao.26/03/2012


Al terminar su vida til, los satlites que operan en la rbita geoestacionaria deben ser desactivados y colocados en una rbita cuando menos 150 km ms alejada (preferiblemente 300 km o ms), quedando a la deriva sin control, formando parte de los despojos espaciales de la Tierra creados por el hombre, junto con otros satlites, cohetes, y sus fragmentos, por lo que existen en rbita miles de objetos identificados de 10 centmetros o ms de dimensin mxima, y millones de tamao mayor a 1 milmetro, tanto de satlites como de vehculos de lanzamiento. Tales despojos son peligrosos para las naves activas aunque tengan dimensiones de pocos milmetros, ya que una parte de ellos transita a alta velocidad relativa por o a travs de las rbitas ocupadas, acercndose tambin muchos de ellos a la Tierra a la que finalmente pueden caer por los efectos 26/03/2012 progresivos de la friccin atmosfrica.


La vida til de un satlite geoestacionario puede prolongarse despus durante algunos aos si cerca del final de su vida planeada se opera en rbitas sincrnicas inclinadas respecto del plano del ecuador, con lo cual puede ahorrase hasta 90% o ms del combustible consumido por ao. Esta modalidad de operacin puede ser conveniente en circunstancias particulares, principalmente para satlites que se comunican con estaciones terrenas de relativamente alto trfico y no muy numerosas, ya que las que cuentan con antenas de alta ganancia deben estar dotadas o dotarse de sistemas de rastreo o seguimiento del satlite para mantener la comunicacin.26/03/2012


El mtodo empleado para lograr este propsito consiste en controlar la deriva del satlite en las direcciones Este y Oeste, para evitar que se acerque a otros satlites geoestacionarios e interfieran sus servicios, y no corregir las desviaciones Norte y Sur que representan la inclinacin creciente de la rbita debida a efectos del Sol y la Luna. Esto produce una oscilacin de la nave vista desde la Tierra, con un ciclo de 24 horas, la cual aumenta hasta cerca de 1 por ao, previndose la operacin adicional generalmente hasta por unos cinco aos.

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