SISTEMA DE COMUNICACIN SATELITAL

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE NICARAGUA(UNAN-MANAGUA)RECINTO UNIVERSITARIO RUBN DAROFACULTAD DE CIENCIAS E INGENIERIADEPARTAMENTO DE TECNOLOGIA

SISTEMA DE COMUNICACIN SATELITAL

Carrera:Ing. Electrnica.

Asignatura:Comunicaciones II.

Grupo:IE5N

Integrantes:Br. Elas Daniel Prez corea.

Docente:ING. Adriana Suazo

Introduccion:Qu es un satelite artificial?Es un elemento fsico capaz de recibir y transmitir seales en forma analgica o digital de alta calidad, est colocado en rbita por las necesidades que tiene el hombre para recibir y transmitir informacin a cualquier punto de la Tierra. La mayora delos satlites de comunicacin se colocan en el arco satelital; es decir, se encuentran en la rbita geosncrona o geoestacionaria, a una altura aproximada de 36,000m sobre el Ecuador; su velocidad es igual a la de la rotacin terrestre y giran sobre su propio eje; por ello, cada satlite parece inmvil con respecto a la Tierra, permitiendo que las antenas fijas apunten directamente hacia cualquier satlite.

Est formado por transpondedores. El satlite toma su energa de la radiacin solar, cada satlite tiene un tiempo de vida determinado que vara segn la cantidad de combustible que posee. Dicho combustible sirve para mover al satlite cada vez que ste se sale de su rbita, si el satlite pierde su posicin y no tiene combustible, no hay manera de regresarlo ya que es atrado por las fuerzas espaciales hasta que se pierde. El satlite tiene un margen bien determinado en el espacio, como un cubo imaginario de aproximadamente 75 Km por lado, en el cual se desplaza sin salirse de control.

El transpondedor es un dispositivo que realiza la funcin de recepcin y transmisin. Las seales recibidas son amplificadas antes de ser retransmitidas a la tierra. Para evitar interferencias les cambia la frecuencia. Las estaciones terrenas controlan la recepcin desde el satlite, regula la interconexin entre terminales, administra los canales de salida, codifica los datos y controla la velocidad de transferencia.

Objetivos:General:Comprender como sedan las comunicaciones satelitales..Especificos: Estudiar los diferentes tipos de satelites y clasificacion . Analizar el funcionamiento basico de un satelite Indagar sobre los tipos de modulacion empleadas Mencionar ventajas y desventajas de esta tecnologia

Desarrollo:Un sistema satelital consiste en un cierto nmero de transpondedores adems de una estacin terrena maestra para controlar su operacin, y una red de estaciones terrenas de usuarios, cada uno de los cuales posee facilidad de transmisin y recepcin.

El control se realiza generalmente con dos estaciones terrenas especiales que se encargan de la telemetra, el rastreo y la provisin de los comandos para activar los servicios del satlite. Un vnculo satelital consta de: Un enlace tierra-satlite o enlace ascendente (uplink) Un enlace satlite-tierra o enlace descendente (downlink)El satlite permanece en rbita por el equilibrio entre la fuerza centrifuga y la atraccin gravitatoria. Si se ubica el satlite a una altura de 35860 Km sobre el plano del Ecuador, estos giran en torno a la tierra a una velocidad de 11070 Km/hr, con un periodo de 24 hrs. Esto hace que permanezca estacionario frente a un punto terrestre, de all su nombre de satlite geoestacionario. De este modo las antenas terrestres pueden permanecer orientadas en una posicin relativamente estable en un sector orbital.

Bandas de frecuencias utilizadas

Se han dispuesto, mundialmente, varias bandas de frecuencia para su uso comercial por satlite. La ms comn de estas consta de una banda central de 500 MHz centrada en 6 GHz en el enlace hacia arriba (hacia el satlite) y centrada en 4 GHz en el enlace hacia abajo (hacia la Tierra).La banda de 500 MHz, en cada una de las frecuencias, esta normalmente dividida en 12 bandas, servidas por cada transpondedor, de 36 MHz de ancho de banda cada una, mas 2 MHz a ambos extremos para proteccin (el espaciamiento entre las bandas es el responsable del ancho de banda en exceso). Cada banda de transpondedor Las bandas de frecuencia usadas son:Tipos de transpondedores y bandas

Las bandas inferiores se encuentran superpobladas. No as las bandas superiores.En la banda Ku los satlites pueden espaciarse. Pero estas ondas tienen un inconveniente, la lluvia, ya que el agua es un gran absorbente de estas microondas tan cortas.Estas emplean Mtodos de mltiple acceso:Mltiple acceso est definido como una tcnica donde ms de un par de estaciones terrenas puede acceder simultneamente al transpondedor del satlite.La mayora de las aplicaciones de comunicaciones por satlite involucran un nmero grande de estaciones terrenas comunicndose una con la otra a travs de un canal (de voz, datos o video). El concepto de mltiple acceso involucra sistemas que hacen posible que mltiples estaciones terrenas interconecten sus enlaces de comunicaciones a travs de un simple transpondedor. Estas portadoras pueden ser moduladas por canales simples o mltiples que incluyen seales de voz, datos o video.Existen muchas implementaciones especficas de sistemas de mltiple acceso, pero existen solo tres tipos de sistemas fundamentales la cual emplean estas tecnologias: FDMA : acceso mltiple por divisin de frecuencia. TDMA : acceso mltiple por divisin de tiempo. CDMA : acceso mltiple por divisin de cdigo.

Tipos de satelitesSatelites estacionarios o geosincronos?Un satlite es geoestacionario o geosncronos, o bien que recorre una rbita geoestacionaria, cuando permanece inmvil sobre un determinado punto de nuestro globo.Para obtener este efecto son necesarias dos condiciones: que la rbita del satlite se encuentre sobre el plano del Ecuador terrestre, y que el periodo orbital sea sincrnico con la rotacin de la Tierra. En otros trminos, que el satlite realice una vuelta alrededor de nuestro planeta al mismo tiempo que ste efecta una rotacin completa alrededor de su propio eje. Una rbita realizada de esta manera tiene una altura con respecto al suelo de 35.900 km.

Las rbitas geoestacionarias son muy tiles para los satlites de telecomunicaciones. Permaneciendo suspendido y quieto entre dos continentes, un satlite puede actuar de puente radio para comunicaciones telefnicas, para transmisiones dadas o para la difusin mundial de seales de televisin.Son suficientes tres satlites geoestacionarios, colocados a una distancia de 120 grados el uno del otro, para cubrir todo el globo y asegurar un sistema de comunicaciones mundial.El primer satlite geoestacionario fue el americano conocido con la sigla Syncom 3, y se lanz en agosto de 1964. En realidad, a causa de las influencias gravitacionales de la Luna y del Sol, el satlite no se queda exactamente fijo en un punto geogrfico sobre la Tierra, sino que tiende a desplazarse. Para volver a la posicin deseada, el satlite est provisto de pequeos motores a chorro que le hacen realizar las maniobras de correccin de posicin a travs de la orden enviada desde la Tierra.

Satelites no sincronos?Los satlites no sincrnicos o tambin llamados orbitales, giran alrededor de la Tierra en un patrn elptico o circular de baja altitud. Si el satlite est girando en la misma direccin que la rotacin de la Tierra y a una velocidad angula superior que la de la Tierra, la rbita se llama rbita progrado. Si el satlite est girando en la direccin opuesta a la rotacin de la Tierra, o en la misma direccin, pero a una velocidad angular menor a la de la Tierra, la rbita se llama rbita retrograda.De esta manera, los satlites no sncronos esta alejndose continuamente o cayendo a tierra y no permanecen estacionarios en relacin a ningn punto en particular de la Tierra. Por lo tanto los satlites no sncronos se tiene que usar cuando estn disponibles, lo cual puede ser un corto periodo de tiempo, como 15 minutos por rbita.Otra desventaja de los satlites orbitales es la necesidad de equipo complicado y costoso para rastreo en las estaciones terrestres. Cada estacin terrestre debe localizar el satlite conforme est disponible en cada rbita y despus unir sus antenas al satlite y localizarlo cuando pasa por arriba. Una gran ventaja de los satlites orbitales es que los motores de propulsin no se requieren a bordo de los satlites para mantenerlos en sus rbitas respectivas.Otros parmetros caractersticos de los satlites orbitales, son el apogeo y perigeo. El apogeo es la distancia ms lejana, de la Tierra, que un satlite orbital alcanza, el perigeo es la distancia mnima; la lnea colateral, es la lnea que une al perigeo con el apogeo, en el centro de la Tierra.

Los satlites se clasifican segn su uso y tipo de rbita

Por su rbita:SatlitesLEO(Low Earth Orbit, que significa rbitas bajas) Orbitan la Tierra a una distancia de 160-2000 km y su velocidad les permite dar una vuelta al mundo en 90 minutos. Se usan para proporcionar datos geolgicos sobre movimiento de placas terrestres y para la industria de la telefona satlite.SatlitesMEO(Medium Earth Orbit, rbitas medias). Son satlites con rbitas medianamente cercanas, de unos 10.000 km. Su uso se destina a comunicaciones de telefona y televisin, y a las mediciones de experimentos espaciales.SatlitesHEO(Highly Elliptical Orbit, rbitas muy elpticas). Estos satlites no siguen una rbita circular, sino que su rbita es elptica. Esto supone que alcanzan distancias mucho mayores en el punto de rbita ms alejada. A menudo se utilizan para cartografiar la superficie de la Tierra, ya que pueden detectar un gran ngulo de superficie terrestre.SatlitesGEO. Tienen una velocidad de traslacin igual a la velocidad de rotacin de la Tierra, lo que supone que se encuentren suspendidos sobre un mismo punto del globo terrestre. Por eso se llaman satlites geoestacionarios. Para que la Tierra y el satlite igualen sus velocidades es necesario que este ltimo se encuentre a una distancia fija de 35.800 km sobre el ecuador. Se destinan a emisiones de televisin y de telefona, a la transmisin de datos a larga distancia, y a la deteccin y difusin de datos meteorolgicos.Por su usoSatlites Cientficos:Tienen como principal objetivo estudiar la Tierra: superficie, atmsfera y entorno y los dems cuerpos celestes. Estos aparatos permitieron que el conocimiento del Universo sea mucho ms preciso en la actualidad.Satlites de comunicacin:Se ubican en la interseccin de la tecnologa del espacio y la de las comunicaciones. Constituyen la aplicacin espacial ms rentable y, a la vez, ms difundida en la actualidad.Satlites de meteorologa:Son aparatos especializados que se dedican exclusivamente a la observacin de la atmsfera en su conjunto.Satlites de navegacin:Desarrollados originalmente con fines militares al marcar el rumbo de misiles, submarinos, bombarderos y tropas, ahora se usan como sistemas de posicionamiento global para identificar locaciones terrestres mediante la triangulacin de tres satlites y una unidad receptora manual que puede sealar el lugar donde sta se encuentra y obtener as con exactitud las coordenadas de su localizacin geogrfica.Satlites de teledeteccin:Permite localizar recursos naturales, vigilar las condiciones de salud de los cultivos, el grado de deforestacin, el avance de la contaminacin en los mares y un sinfn de caractersticas ms.Satlites Militares:Apoyan las operaciones militares de ciertos pases, bajo la premisa de su seguridad nacional

Funcionamiento basico de sateliteUn satlite puede dividirse en dos partes fundamentales para su operacin: el conjunto de equipos y antenas que procesan las seales de comunicacin de los usuarios como funcin substancial, denominado carga til o de comunicaciones, y la estructura de soporte con los elementos de apoyo a dicha funcin, denominada plataforma.

La carga til tiene el amplio campo de accin de la cobertura de la huella del satlite y del empleo de las ondas de radio en una extensa gama de frecuencias que constituyen la capacidad de comunicacin al servicio de los usuarios, en tanto que la accin de los elementos de la plataforma no se extiende fuera de los lmites del propio satlite, salvo en la comunicacin con el centro de control.

Tipos de modulacion empleados en uplink y dowlink en las comunicaciones satelitalesEl modulador de IF se convierte la IF convierte las seales 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.Estos tipos de modulaciones pueden ser de: QPSK 8PSK 64QAM 128QAM 256QAM.Ventajas de la cominicacion satelital Gran ancho de banda.

Cobertura inmediata.

Posibilidad de independizarse de las distancias y de los obstculos naturales como las montaas, etc. Transmiten grandes volmenes de datos o multimedia de punto a punto o entre ubicaciones mltiples. Alcanzan distancias geogrficas con ms facilidad que las redes terrestres. Pueden establecerse casi inmediatamente, prcticamente en cualquier lugar. Resultan rentables, pues los usuarios nicamente pagan por la capacidad que necesitan, en lugar de construir infraestructuras costosas que puedan llegar a estar infrautilizadas o resultar inadecuadas en el futuro. Ideal para comunicaciones en puntos distantes y no fcilmente accesibles geogrficamente. Ideal en servicios de acceso mltiple a un gran nmero de puntos. Permite establecer la comunicacin entre dos usuarios distantes con la posibilidad de evitar las redes pblicas telefnicas. Disponibilidad: El objetivo de los satlites es proveer al usuario un servicio en cualquier lugar del planeta, sin necesidad de cables, fibra ptica e infraestructura de cobre, adems los precios de renta de espacio satelital es ms estable que los que ofrecen las compaas telefnicas. Ya que la transmisin por satlite no es sensitiva a la distancia, y adems existe un gran ancho de banda disponible. Cobertura: En trminos generales los satlites tienen una cobertura amplia y muy segura, por lo tanto la capacidad de trasmitir la informacin a grandes distancias no es pobre, esto dependiendo de la altura en la que este el satlite, por lo general se instalan en lugares donde desde el punto donde nosotros nos encontramos en muy largo por ejemplo, los satlites de rbita baja proveen comunicaciones de datos a baja velocidad y no son capaces de manipular voz , seales de video o datos a altas velocidades.

Desventajas de la cominicacion satelital Las demoras de propagacin. La interferencia de radio y microondas. El debilitamiento de las seales debido a fenmenos meteorolgicos como lluvias intensas, nieve, y manchas solares. Tiempo de vida. Problema jurdico. Velocidad de desplazamiento

Complicacin con el posicionamiento de los satlites Costo: ya que va desde los 70 millones de dlares hasta los 350 Costo de operacin mensual muy alto. Retardo de 1/2 segundo Inversin inicial en equipo de comunicaciones muy costoso (estaciones terrenas y dems dispositivos). Sensible a eclipses Requiere de personal especializado El mantenimiento corre a cargo del usuario Hace uso del espectro radioelctrico

Conclusiones:En los Modelos de Sistema comunicacin Satelital; podemos decir que tanto en el Enlace ascendente como en el Enlace descendente sufren grandes perdidas que en las ondas radiadas, (alrededor de 200 dB en cada trayecto), adems en las frecuencias que estn por encima de los 10 GHz se aaden las perdidas provocadas por la lluvia. En el enlace ascendente, es posible colocar en las estaciones terrenas transmisores de gran potencia, y antenas de gran tamao para tener una mayor ganancia. Ya que las seales recibidas de los satlites, en la Tierra, son extremadamente dbiles, para esto se mejorara la ganancia de la antena, la eficiencia del transmisor, la figura de ruido del receptor y el tipo de modulacin y tcnica de acceso.Cuando se analizo el transponder del satlite vimos que este consista en un amplificador de bajo ruido (LNA), un convertidor de frecuencia y un amplificador de potencia. El inconveniente con el transponder surge cuando se utiliza la tcnica de Acceso Mltiple por Divisin de Frecuencia (FDMA), donde es usual que existan numerosas portadoras lo cual si bien mejora la conectividad y el acceso mltiple. Se tiene el inconveniente de que genera ruido de intermodulacion en el amplificador del transponder, lo que obliga a que este trabaje en condiciones de bajo rendimiento .Los satlites geoestacionarios tienen la ventaja de permanecen fijos con respecto a un punto especifico de la Tierra, por lo tanto para comunicarse con ellos las antenas de las estaciones terrestres estarn estticas, porque no necesitan seguir al satlite, en consecuencia podrn ser sencillas y econmicas.Otras de las ventajas de los satlites geoestacionarios de alta altitud es que pueden cubrir un rea de la Tierra mucho mayor que sus contrapartes orbitales de baja altitud, sin embargo estas altitudes superiores introducen tiempos de retardo de propagacion ms largos.

Bibliografa:

Sistemas de Comunicaciones Electrnicas, Wayme Tomasi, Segunda Edicin.Paginas de Internet: http:www.Comunicaciones satelitales\Canales de transmisin de los medios de comunicacin electrnicos.htm

http:www.Comunicaciones satelitales\CARACTERISTICAS DE LAS COMUNICACIONES POR SATELITE.htm

http:www.Comunicaciones satelitales\Comunicacin por Satlites.com.htm Apuntes de clase: Tipos de modulacin digitales

Ingeniera en Electrnica/ UNAN, MANAGUA