¿Que es una red Satelital ?Como su nombre lo indica son redes que utilizan como medios de transmisión satélites artificiales localizados en

órbita alrededor de la tierra. En este tipo de redes los enrutadores tienen una antena por medio de la cual pueden enviar y recibir. Todos los enrutadores pueden oír las salidas enviadas desde el satélite y en algunos casos pueden también oír la transmisión ascendente de los otros enrutadores hacia el satélite.

La tecnología de redes satelitales, representada por satélites poderosos y complejos y el perfeccionamiento de las estaciones terrenas están revolucionando el mundo. Así por ejemplo, la necesidad de interconectar terminales remotos con bases de datos centralizadas, de una manera veloz y eficiente, han conducido a una nueva tecnología conocida como 'Very Small Apertura Terminal (VSAT)".

Un satélite artificial puede ampliar las señales antes de devolverla, que los hace ver como una gran repetidora de señales en el cielo. El satélite contiene varios transpondedores, cada uno de los cuales capta alguna porción del espectro, amplifica la señal de entrada y después la redifunde a otra frecuencia para evitar la interferencia con la señal de entrada. Los haces retransmitidos pueden ser amplios y cubrir una fracción substancial de la superficie de la tierra, o estrechos y cubrir un área de solo cientos de Kms. de diámetro.

Segmentos TierraUna vez que el satélite ha captado la imagen para que pueda ser procesada e interpretada es necesario bajarla a

tierra. En los satélites con sensores electrónicos esto se hace vía radio. La imagen es captada por las estaciones de recepción de imágenes. Para que la transmisión de los datos se pueda realizar el satélite y la antena se tienen que estar viendo. En el caso de satélites geoestacionarios bastaría con tener una sola estación de recepción. Para satélites no geoestacionarios de una forma muy simplificada podemos decir que una antena de recepción es capaz de recibir imágenes que corresponda a puntos de la superficie terrestre que no estén a mas de 2500 km. Esto quiere decir que en un principio para obtener imágenes de cualquier punto de la tierra se necesita contar con una red de estaciones de recepción. Esto no es así en todos los casos pues los satélites suelen contar con una memoria interna en la que pueden almacenar varias imágenes y transmitirlas cuando se encuentran con una antena en su trayectoria. Esto permite subsanar la deficiencia de estaciones de recepción pero conlleva una disminución de rendimiento en la captura de imágenes del satélite.

La estación de recepción además de recibir la imagen, la descodifica, determina su calidad, determina la presencia de nubes, obtiene un quick-look (imagen reducida de la imagen original que se utiliza para determinar la validez o no de la imagen para un estudio concreto, debido a su reducido tamaño es fácil de transmitir), actualiza la base de datos de imágenes existentes y la archiva.

Segmentos EspacioEn éste módulo se tratan todos los aspectos relacionados con el Segmento Espacio comenzando desde el punto de

vista de Sistema es decir el Satélite en su conjunto, descendiendo a nivel Subsistema que son los encargados de desempeñar las diferentes funcionalidades de un Satélite, para finalmente terminar profundizando en cada Subsistema hasta llegar al estudio de las diferentes unidades o equipos que lo componen.

En primer lugar se ofrecerá una descripción de los elementos a considerar a nivel sistema en el segmento espacial, desde los requisitos de misión hasta los ensayos finales, pasando por la fase de dimensionamiento del Satélite en cuanto a masa, volumen, consumo y coste. Estas consideraciones son básicas para un desarrollo fluido de los programas y se deben mantener durante todo las fases del mismo. Además se ofrecerá a los alumnos una descripción sobre el proceso de calificación y ensayos en tierra del satélite, así como de las pruebas que verifican el correcto funcionamiento en órbita del mismo.

Los satélites de comunicaciones, dentro del Segmento Espacio en un sistema de comunicación por satélite, tendrán que desarrollar su misión en un entorno que repercutirá de diferentes formas tanto en el diseño del mismo como en la operación. La descripción de los conceptos fundamentales del Entorno Espacial y como va a afectar tanto globalmente como a los diferentes subsistemas que componen un satélite será la línea base del siguiente capítulo del curso.

Segmento terrestre:

- Estaciones terrenas (diferentes según servicio)

La estación terrestre, se encarga de captar la señal (propia o procedente de la red). Esta es procesada en banda base y modulada, con objeto de ser transmitida a la red satelital o a la red terrestre. De igual forma las señales espaciales son recibidas, y precisadas mediante el equipo receptor y de amplificación con fin de acondicionar esta para su posterior reenvío. La señal puede combinarse con otras, para formar enlaces multiplexados de mayor capacidad, o ser separada en canales menores (FDM o TDM).

El segmento terrestre principalmente está formado por dos elementos básicos, la estación terrestre, la cual se puede diferenciar entre diferentes tipos:

Estaciones de capacidad alta.Formada por antenas grande de 30 m de altas prestaciones, con capacidad de interconexión exterior de los contenidos recibidos y transmitidos por el satélite, así como pasarela entre redes y subsistemas terrestres.

Estaciones de capacidad media.Formada por antenas de 2-10 m, y encargadas de gestionar y procesar el trafico de una empresa o región determinada.Estaciones de capacidad pequeña (VSAT y USAT).Antenas pequeñas de 0,5 -2 m de diámetro. Son sistemas para un único usuario, dentro de las redes VSAT remotas.

Estaciones terrestres móviles.Son estaciones con antenas de tamaño 1-2 m, con capacidad de movimiento o terminales telefónicos móviles, típicos en sistemas LEO y MEO. Actualmente son terminales interactivos, como los terminales GPS.

Estaciones terrestre fijas.Son terminales fijos sin capacidad de movimiento, basados en antenas de 0,5-2 m a través de los cuales se reciben las señales, principalmente Internet y datos.

MICROTERMINALES PARA SISTEMAS VSATLa gran demanda por toda clase de usuarios de servicios de comunicaciones

por satélite y la plena operatividad del sistema español HISPASAT ha hecho necesario el impulso de la fabricación y comercialización de microterminales para comunicaciones por satélite.

Los sistemas VSAT están considerados como un medio muy atractivo de llevar algunos de los servicios de la RDSI a las zonas menos desarrolladas y con menos posibilidades económicas del país.

Entre las técnicas más relevantes relacionados con el diseño y fabricación de terminales VSAT se encuentran las siguientes: técnicas de espectro ensanchado, técnicas de modulación eficientes, multiaccesodigital(TDMA), algoritmos de compresión, etc .

Estas conexiones se realizan a satélites que se pueden diferenciar en tres tipos:  Satélites GEO: Son de órbita geoestacionaria, de posición fija que orbitan a una

altura de 36.000 Km aprox., de posición fija y son pocos en número. Esto, desde el punto de vista de red tiene ciertas implicaciones ya que debido a la distancia, la señal sufre un retardo considerable cada vez que se establece una comunicación. Este retardo es aproximadamente 250ms. No conforman una red dedo su bajo número, por lo que la información en ellos se procesa de forma directa.

 Satélites MEO: Son de órbita media, estando comprendida entre los 10.000 y 20.000 Km. No son de posición fija, la conexión no se puede realizar de una forma continua, pero su distancia orbital permite disminuir considerablemente el retardo en las comunicaciones. Tampoco por su número, puede considerarse que conformen una red.

Satélites LEO: Son de órbita baja, ésta está por debajo de los 5.000Km estando la mayoría entre los 600 y los 1.600Km de altura. Su posición no es fija y la conexión a un satélite desde un punto fijo puede durar 18-20 minutos. Esto no es un problema dado que son un gran número y se diseña para que siempre haya dos satélites a la vista. Este gran número de satélites provoca que pueda considerarse una topología de red entre ellos donde cada uno sea un nodo de la misma

Existe tres formas principales de dar cobertura a estos teléfonos

satelitales, dependiendo de la distancia a la que orbitan los

satélites:1. Con satélites geoestacionarios en órbita a 35.786 Kilómetros de la

Tierra GEO.2. Satélites Órbita Terrestre Baja (OTB) o LEO, por Low Earth Orbit,

en inglés.3. Satélites de Órbita Media (MEO)

Los satélites en órbitas medias (MEO) son los que presentan

un futuro más prometedor. Han sido elegidos a favor de los

satélites LEO y GEO después de exhaustivos estudios tanto

técnicos como económicos. Los GEO pueden ser muy complejos,

con pérdidas de propagación demasiado elevadas como para el uso

de terminales portátiles y móviles (principal aplicación a la que se

dirigen los MEO y con un enorme mercado). Los LEO presentan

una vida más corta, con problemas tanto de realización como de

mantenimiento de la órbita y son, con diferencia, los más costosos.

1 – Satélites Geoestacionarios (GEO). 

El teléfono satelital se comunica directamente con un satélite que

está en el ecuador de la Tierra a unos 35.786 kilómetros de

altura, por eso en los polos no hay buena cobertura, el satélite

circula alrededor de la tierra de una manera que se

llama Geoestacional, quiere decir que está siempre sobre el mismo

lugar de la Tierra, si tuviéramos una casa en el paralelo cero en el

ecuador, es como si tuviéramos una antena encima de nuestro

tejado permanentemente, en una torre de unos 35.786 kilómetros

de alto.

Por eso cuando buscamos la señal de un satélite para ver la

televisión, la orientamos aun punto fijo del cielo, en vez de ir

siguiendo al satélite por el espacio para ver la película.

Dependiendo de donde se encuentren los satélites respecto al

meridiano Greenwich nos dará los grados hacia el Este o al Oeste.

Recuerda: los satélites de los que hablamos son los que nos dan

cobertura telefónica y datos, el retardo en este tipo de satélites es

más patente.

2 – Satélites de Órbita Terrestre Baja (LEO). 

Otro tipo de satélites que se están incorporando ahora son los

llamados de Órbita Terrestre Baja LEO, o Low Earth Orbit (OTB),

en inglés, es una órbita alrededor de la tierra entre la atmósfera y el

cinturón de radiación de Van Allen, con un ángulo bajo de

inclinación.

Estos límites no están rígidamente definidos, pero están  entre 200

– 1.200 km sobre la superficie de la Tierra. Esto es generalmente

menos que la órbita circular intermedia y lejos de la órbita

geoestacionaria.  Para que nos hagamos una idea todos los vuelos

tripulados orbitales están este rango de distancias. Texto de

Estas rotaciones que hacen los satélites,  hace que su posición

relativa a la tierra cambie constantemente, con lo que en algún

momento pudiéramos no tener cobertura ya que son necesarios

muchos satélites para cubrir la tierra entera en aplicaciones en

tiempo real, hasta que aparezca un nuevo satélite que nos la de,

normalmente esto no suele durar más de 9 minutos más o menos.

Las órbitas LEO, son órbitas de baja altura, por ello mejora la

calidad de la señal y reduce el retardo de transmisión, por el

contrario, presentan una vida más corta, con problemas tanto de

realización como de mantenimiento de la órbita y son, con

diferencia, los más costosos.

3 – Satélites de Órbita Media (MEO)

Se ubican en una órbita media de unos 10.000 kilómetros de la

tierra. para sistemas de telefonía móvil satelital, tiene ciertas

ventajas en costo y fiabilidad sobre los sistemas GEO. Un sistema

MEO puede cubrir la Tierra con un número pequeño de

satélites y estaciones terrestres.

Hay otrs ventajas de los sistemas MEO en cuanto a desempeño

frente a otros sistemas. Las órbitas son lo suficientemente altas

para reducir el problema de ‘sombra’ de los sistemas LEO.

También están visibles a un usuario por hasta 90 minutos,

reduciendo la necesidad de hacer hand-off(transferencia) de una

llamada de satélite a satélite (ver foto). Fuente.

Los satélites en órbitas MEO tendrán una vida útil mayor, debido a

que orbitan la Tierra más lentamente, de forma que no sufren los

cambios bruscos de temperatura que experimentan los satélites

LEO. Al mismo tiempo, los sistemas MEO orbitan lo suficientemente

cerca a la Tierra para evitar las demoras en la señal que degradan

el servicio en sistemas GEO.

Compañías

Con lo expuesto creo que es suficiente como para hacernos una

idea del funcionamiento de los satélites, sus virtudes y defectos.

Teléfono satélite voz y datos

Ahora vamos al siguiente paso, vamos a elegir una compañía para

nuestro teléfono satelital, debemos de saber qué coberturas,

quétipo de satélites la proporcionan y donde están ubicados,

para tener certeza de que nos van a prestar el servicio que

necesitamos, aparte estará la tarifa de voz y datos.

Llamada al 112 desde un tf satelital

El comodín del 112, no existe,  si no hay cobertura de nuestra

compañía suministradora, nadie nos la dará, aunque en estas cosas

nunca dejaré de sorprenderme, podemos llamar al 112 marcando el

prefijo del país seguido del número telefónico completo, en EEUU

podemos hacer una llamada directa al 911, pero para el resto del

mundo hay que ponerse en contacto con el proveedor para saber

del país específico, así que es recomendable llevar una lista de

teléfonos para solventar emergencias, convencionales o no.

Me ha sido complicado encontrar información fiable sobre este

tema.

Os dejo enlace a las principales compañías de telefonía satelital, y

tipo de satélites que usan, salvo que se vayan actualizando con el

paso del tiempo, es cuestión de saber lo que necesitamos y

comparar, os pongo también mapa de coberturas, pero esto

supongo que irá actualizándose.

Inmarsat  GEO, Cobertura mundial excepto polos, con 4 satélites

Geoestacional.

Iridium     LEO, Cobertura mundial con satélites LEO, incluidos

polos

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 elemento dentro de esta sección 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 último espectro de

salida (por ejemplo, un filtro pasa-bandas de salida).

    El modulador de IF convierte las señales de banda base de entrada a una

frecuencia intermedia modulada en FM, en PSK o en QAM. El convertidor

(mezclador y filtro pasa-bandas) 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 ondas progresiva.

Transponder:

     Consta de un dispositivo para limitar la banda de entrada (BFP), un

amplificador de bajo ruido de entrada (LNA), un traslador de frecuencia, un

amplificador de potencia de bajo nivel y un filtro pasa-bandas de salida. El del

diagrama es un repetidor de RF a RF. Otras configuraciones de transponder

son los repetidores de IF, y de banda base, semejantes alos que se usan en los

repetidores de microondas. El BFP de entrada limita el ruido total aplicado a la

entrada del LNA (diodo tunel). La salida del LNA alimenta a un traslator de

frecuencia (un oscilador de desplazamiento y un BFP), que convierte la

frecuencia de subida de banda alta a una frecuencia de bajada de banda baja.

El amplificador de potencia de bajo nivel, que es comúnmente un tubo de

ondas progresivas, amplifica la señal de RF para su transmisión por medio de

la bajada a los receptores de la estación terrena. Cada canal de RF del satélite

requiere de un transponder por separado.

Modelo de bajada:

    Un receptor de estación terrena incluye un BFP de entrada, un LNA y un

convertidor de RF a IF. Nuevamente, el BFP limita la potencia del ruido de

entrada al LNA. El LNA es un dispositivo altamente sensible con poco ruido. El

convertidor de RF a IF es una combinación de filtro mezclador/pasa-bandas

que convierte la señal de RF recibida a una frecuencia de IF.

Enlaces cruzados:

    Ocasionalmente, hay una aplicación en donde es necesario comunicarse

entre satélites. Esto se realiza usando enlaces cruzados entre satélite o

enlaces intersatelitales (ISL). Una desventaja de usar un ISL es que el

transmisor y receptor son enviados ambos al espació. Consecuentemente, la

potencia de salida del transmisor y la sensibilidad de entrada del receptor se

limitan.

Estación receptora: Recibe toda la información generada en la estación transmisora y retransmitida por el satélite.

Antena: Debe captar la radiación del satélite y concentrarla en un foco donde esta ubicado el alimentador. Una antena de calidad debe ignorar las interferencias y los ruidos en la mayor medida posible.

    Estos satélites están equipados con antenas receptoras y con antenas

transmisoras. Por medio de ajustes en los patrones de radiación de las antenas

pueden generarse cubrimientos globales, cubrimiento a solo un país (satélites

domésticos), o conmutar entre una gran variedad de direcciones. Estación emisora: Esta compuesta por el transmisor y la antena de emisión.

    La potencia emitida es alta para que la señal del satélite sea buena. Esta

señal debe ser captada por la antena receptora. Para cubrir el trayecto

ascendente envía la información al satélite con la modulación y portadora

adecuada. 

    Como medio de transmisión físico se utilizan medios no guiados,

principalmente el aire. Se utilizan señales de microondas para la transmisión

por satélite, estas son unidireccionales, sensibles a la atenuación producida por

la lluvia, pueden ser de baja o de alta frecuencia y se ubican en el orden de los

100 MHz hasta los 10 GHz.

Tipos de satélites de comunicacionesUn satélite actúa básicamente como un repetidor situado en el espacio: recibe las señales enviadas desde la

estación terrestre y las reemite a otro satélite o de vuelta a los receptores terrestres. En realidad hay dos tipos de satélites de comunicaciones:

Satélites pasivos. Se limitan a reflejar la señal recibida sin llevar a cabo ninguna otra tarea. Satélites activos. Amplifican las señales que reciben antes de reemitirlas hacia la Tierra. Son los más

habituales

Básicamente un enlace vía microondas consiste en tres componentes fundamentales: El Transmisor, El receptor y El Canal Aéreo. El Transmisor es el responsable de modular una señal digital a la frecuencia utilizada para transmitir, El Canal Aéreo representa un camino abierto entre el transmisor y el receptor, y como es de esperarse el receptor es el encargado de capturar la señal transmitida y llevarla de nuevo a señal digital.

El factor limitante de la propagación de la señal en enlaces microondas es la distancia que se debe cubrir entre el transmisor y el receptor, además esta distancia debe ser libre de obstáculos. Otro aspecto que se debe señalar es que

en estos enlaces, el camino entre el receptor y el transmisor debe tener una altura mínima sobre los obstáculos en la vía, para compensar este efecto se utilizan torres para ajustar dichas alturas.

La distancia cubierta por enlaces microondas puede ser incrementada por el uso de repetidoras, las cuales amplifican y redireccionan la señal, es importante destacar que los obstáculos de la señal pueden ser salvados a través de reflectores pasivos. Las siguientes figuras muestran como trabaja un repetidor y como se ven los reflectores pasivos.

Aportaciones de la conexión satélite

La conexión satélite proporciona al usuario un medio de transmisión / recepción de Datos de alta velocidad, así como servicios de voz y TV.

La velocidad de transmisión de datos se encuentra dentro del orden de la alta velocidad, esto es:

- De 128kb hasta 4Mb por segundo para bajada (downloanding).

- De 144kb hasta 2Mb por segundo para subida (uploading).

Conexión y elementos necesarios

Para realizar la transferencia de información hay que estar dado de alta en algunas de las diversas compañías que ofrecen el servicio. En cuanto a los elementos implicados son por lo general muy similares para todas. Entre ellos se encuentra:

· Una antena parabólica (60-80 cm)

· LNB emisor-receptor.

· Un codificador/decodificador de forma que pueda configurarse mediante interfaz web a través de una conexión Ethernet. Este terminal presentará una interfaz

Ethernet hacia el PC de usuario. Para la conexión de más de un PC, variante multipuesto, debe emplearse el mini-hub con el equipo terminal de cliente.

Existen diversos tipos de conexión que nos darán a entender el margen económico del sistema satélite. Entre ellos caben destacar dos maneras de enlace emisor / receptor:

Unidireccional: En este sistema el usuario hace las peticiones (upload) de la red convencional terrestre y recibe la información (download) del satélite.

Toda la información se recibe por satélite, aunque existe la posibilidad de utilizarlo en paralelo con la línea convencional. Esto suma las velocidades de ambas conexiones.

Bidireccional: El usuario, a través de la propia instalación, realiza las peticiones enviando la señal al satélite.

Conexión unidireccional: como solo podemos recibir datos mediante el satélite

necesitamos un módem convencional para enviar los datos al ISP, a continuación la

información requerida nos será enviada a través del satélite, en la siguiente imagen se ve

cómo funciona este sistema.

Conexión bidireccional:1 En esta conexión si es posible realizar tanto el envío

como la recepción de datos a través del satélite. 

Múltiple acceso está definido como una técnica donde más de un par de

estaciones terrenas pueden simultáneamente usar un transponder del

satélite.La mayoría de las aplicaciones de comunicaciones por satélite involucran un número grande de estaciones terrenas comunicándose una con la otra a través de un canal satelital (de voz, datos o vídeo). El concepto de múltiple acceso involucra sistemas que hacen posible que múltiples estaciones terrenas interconecten sus enlaces de comunicaciones a través de un simple transponde