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Enlace satelital
Un satélite puede
definirse como un repetidor radioeléctrico ubicado en el espacio, que recibe
señales generadas en la tierra, las amplifica y las vuelve a enviar a la
tierra, ya sea al mismo punto donde se originó la señal u otro punto distinto.
Una red satelital
consiste de un transponder (dispositivo receptor-transmisor), una estación
basada en tierra que controlar su funcionamiento y una red de usuario, de las
estaciones terrestres, que proporciona las facilidades para transmisión y
recepción del tráfico de comunicaciones, a través del sistema de satélite.
Introducción
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.
Posteriormente
se analizan las orbitas satelitales, describiendo en primer lugar los satélites
orbitales o no síncronos, para luego seguir con los satélites geoestacionarios,
donde se han incluido los parámetros típicos de una órbita geoestacionaria. El
tema de las órbitas satelitales concluye con los patrones orbitales, por último
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 ángulos 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 cálculo 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 comprenden 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 más comunes y se proporciona un cuadro
con las distintas bandas de frecuencias para uso satelital.
Marco
teórico
Las
transmisiones de satélite se clasifican 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 número 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.
Tipos de antenas
Una antena es un dispositivo formado por un conjunto de conductores que, unido
a un generador, permite la emisión de ondas de radio frecuencia, o que,
conectado a una impedancia, sirve para captar las ondas emitidas por una fuente
lejana para este fin existen diferentes tipos:
Antena
colectiva:
Antena receptora que, mediante la conveniente amplificación y el uso de
distribuidores, permite su utilización por diversos usuarios.
Antena de
cuadro:
Antena de escasa sensibilidad, formada por una bobina de una o varias espiras
arrolladas en un cuadro, cuyo funcionamiento bidireccional la hace útil en
radiogoniometría.
Antena de
reflector o parabólica:
Antena provista de un reflector metálico, de forma parabólica, esférica o de
bocina, que limita las radiaciones a un cierto espacio, concentrando la
potencia de las ondas; se utiliza especialmente para la transmisión y recepción
vía satélite.
Antena
lineal:
La que está
constituida por un conductor rectilíneo, generalmente en posición vertical.
Antena
multibanda:
La que permite la recepción de ondas cortas en una amplitud de banda que abarca
muy diversas frecuencias.
Dipolo de
Media Onda
El dipolo de media onda lineal o dipolo simple es una de las antenas más
ampliamente utilizadas en frecuencias arriba de 2MHz. En frecuencias abajo de 2
MHz, la longitud fisica de una antena de media longitud de onda
es prohibitiva. Al dipolo de media onda se le refiere por lo general como
antena de Hertz.
Una antena de Hertz es una antena resonante. O Sea, es un múltiplo de un cuarto
de longitud de onda de largo y de circuito abierto en el extremo más lejano.
Las ondas estacionarias de voltaje y de corriente existen a lo
largo de una antena resonante.
La figura anterior podemos observar las distribuciones de corriente y voltaje
ideales a lo largo de un dipolo de media onda. Cada polo de la antena se ve
como una sección abierta de un cuarto de longitud de onda de una línea de
transmisión. Por lo tanto en los extremos hay un máximo voltaje y un mínimo de
corriente y un mínimo de voltaje y un máximo de corriente en el centro.
La impedancia varia de un valor máximo en los extremos de aproximadamente 2500
W a un valor mínimo en el punto de alimentación de aproximadamente 73 W (de los
cuales entre 68 y 70 W es la impedancia de radiación).
El patrón de radiación de espacio libre para un dipolo de media onda depende de
la localización horizontal o vertical de la antena con relación a la superficie
de la tierra.
La figura siguiente muestra el patrón de radiación vertical para un dipolo de
media onda montado verticalmente. Obsérvese que los dos lóbulos principales que
irradian en direcciones opuestas están en ángulo derecho a la antena, los
lóbulos no son círculos, se obtienen solo en el caso ideal donde la corriente
es constante a todo lo largo de la antena, y esto es inalcanzable en una antena
real.
Antena Yagi:
Antena constituida por varios elementos paralelos y coplanarios, directores, activos y reflectores, utilizada ampliamente en
la recepción de señales televisivas. Los elementos directores dirigen el campo
eléctrico, los activos radian el campo y los reflectores lo reflejan. (Figura
siguiente)
Los elementos no activados se denominan parásitos, la antena yagi puede tener
varios elementos activos y varios parásitos. Su ganancia está dada por:
G = 10 log n
Donde n es
el número de elementos por considerar.
Para la antena yagi de tres elementos la distancia entre el reflector y el
activo es de 0.15l, y entre el activo y el director es de 0.11l. Estas
distancias de separación entre los elementos son las que proporcionan la óptima
ganancia, ya que de otra manera los campos de los elementos interferirían
destructivamente entre sí, bajando la ganancia.
Como se puede observar, este diseño de antena yagi resulta ser de ancho de
banda angosto, ya que el elemento dipolar está cortado a una sola frecuencia
que generalmente se selecciona en la mitad del ancho de banda de los canales
bajos de TV; es decir, del canal 2 al canal 6 (de 50MHz a 86 MHz). Esto resulta
ser una desventaja ya que no es posible cubrir varios canales de TV con una
misma ganancia seleccionada. Por tal razón se utiliza la denominada antena yagi
de banda ancha, la cual puede cubrir varios canales a
la vez aunque sacrificando la ganancia.
En la figura siguiente se muestran los parámetros de diseño x y y, creando la
relación x + y = l /4, la ganancia se acentúa alrededor de un solo canal, como
se muestra en la figura.
Para
considerar una antena yagi de banda ancha es necesario, entonces, hacer ajustes
en las distancia entre los elementos para obtener, junto con el ancho de banda
deseado, la ganancia óptima. Se recuerda que para un arreglo de antenas en las
cuales todos los elementos van alimentados se obtiene mejor ganancia para el
denominado "en línea". Como la antena yagi utiliza elementos
alimentados y parásitos, es común aumentar el número de elementos alimentados a
2 o 3; estos dipolos se cortan a la frecuencia media del ancho de banda;
generalmente para los canales bajos de televisión da muy buen resultado. En la figura
siguiente se proporciona las dimensiones para óptima ganancia de una antena
yagi de tres elementos
Antenas
VHF Y UHF
Para
clasificar las ondas de radio se toman como medida los múltiplos de diez en la
longitud de onda. Por lo tanto la ondas de VHF tienen una longitud de onda
entre 1 Metro y 10 Metros mientras que las de UHF tienen una longitud de entre
10 Centímetros y un Metro. Como la relación es que la frecuencia es igual a la velocidad de la luz (misma velocidad que la de propagación
de las ondas electromagnéticas, aproximadamente 300.000 Km. /h) dividida por la
longitud de onda, entonces tenemos que la banda de VHF va desde los 30 MHz a
los 300 MHz y la de UHF va de los 300 MHz a los 3 GHz.
Las actuales
aplicaciones en comunicaciones de punto a punto o móviles que superan
los 30 MHz son muy populares y han hecho que aparezcan un gran número de
antenas para estas aplicaciones. La figura ilustra algunos tipos de antenas
buenas para polarizaciones eléctricas verticales y fáciles de montar en un
mástil. Excepto por un aislante que está señalado como "insulator" en
la figura todas las demás líneas son de materiales conductores ya que para una
representación simple se han obviado los aislantes.
La parte más
baja de (a) es el coaxial que alimenta media longitud de onda de la parte
superior de la antena en el medio en una conexión en serie (Toda la corriente
de la línea de alimentación fluye a través de la antena). La porción de
diámetro ancho no toca el conductor exterior de la línea de alimentación
excepto en la punta, esto es una condición que tiende a minimizar que las ondas
se queden el mástil que sostiene a la antena.
En la antena
(b) vemos que hay una conexión entre la parte interna y las partes adyacentes,
la alimentación esta perfeccionada por traer el conductor interior de la línea
de alimentación a través de un agujero al exterior en un punto dentro del
aislamiento que está protegido del clima.
En la antena
(c) y (d) son dos antenas en forma de "J" en las que la sección
radiante es la media onda superior de una de las líneas de alimentación sobre
el punto en que la otra termina.
En la figura
(e) se ve una cruz horizontal de cuatro caños tierra sobre un largo cilindro,
en el final hueco del cual está montado el conductor interno que se extiende
sobre el un poco menos que un cuarto de onda, se pone el punto de conexión
coaxial de tal manera que coincidan las impedancias. La sección que continua
este punto de conexión provee un fuerte soporte mecánico a la parte radiante
por sobre ella.
Cuando se
usa polarización horizontal en transmisiones de UHF hay muchos tipos de antenas
a ser considerados. En esta polarización es más fácil incrementar la ganancia
que en la vertical por el método de "Stacking" (apilar). Muchos
tipos están indicados en la siguiente figura.
La
"Tunrstile" que es la mostrada en el punto (a). Esencialmente tiene
dos partes radiantes con una longitud de media onda desfasadas 90º y puestas en
fases de cuadratura. Esta alimentada por un sistema de alimentación de líneas
de transmisión. Cuando corrientes iguales son usadas en dos radiadores, el
diagrama direcciones en el plano horizontal es un circulo deformado que va
tendiendo a un cuadrado. La separación vertical entre elementos apilados es de
media onda. La antena Turnstile está adaptada para el uso de una banda de
transmisión por el empleo de conductores largos y un cuidado
extremo de todos los detalles.
Una sección
cruzada de dicha antena esta mostrada en la figura (B) donde se ve una antena
usada en el EmpireState, donde los conductores con diámetros de un cigarrillo y
las partes adyacentes centradas son superficies de revoluciones sobre las
líneas AC y BD. Líneas separadas de transmisión son proveídas en F para cada
uno de los cuatro radiadores.
La figura
(C) es un "AldorfLoop" que es en forma de cuadrado, donde el largo de
cuyo vértice es una cuestión de diseño, pero por propósitos descriptivos puede
ser tomado por aproximadamente un tercio de longitud de onda. La corriente es
entregada como se muestra en la figura, las corrientes en los cuatro radiadores
son iguales en magnitud y parecidas en fase como se muestra en las flechas del
diagrama. En apilamiento en un espacio vertical se usa una distancia de media
onda.
La figura
(d) muestra una antena circular que también se llama antena de loop. Los dos
conductores circulares radiantes están eléctricamente rotos en B por un
condensador plano paralelo sin pérdida de continuidad mecánica y de fuerza, toda la construcción es capaz de ser soportada desde el punto
A. El círculo más bajo esta roto en C, de donde el sistema es alimentado en la
forma de "FoldedDipole" (Dipolo Doblado) el "largo
eléctrico" de la circunferencia (Tomando en cuenta la carga capacitiva de
B) es de media onda. Físicamente la circunferencia es menos que esto. Esta
antena esta enganchada a un mástil en el punto A y por lo tanto metálicamente a
tierra. El mástil está dentro de la circunferencia. La forma direcciones
horizontal es elíptica, la máxima diferencia en campo de fuerza es un poco
menos que 2 db. Cuando estas unidades están apiladas en vertical el espacio
entre ellas es de una longitud de onda.
La antena
"Coverleaf" esta mostrada en la figura (e). Esta consiste en una
torre de estructura metálica delgada. En el centro hay un
conductor que junto con la torre misma forman un sistema de transmisión
coaxial. Las "Hojas" radiantes están agarradas como se muestra en la
figura, formando una circunferencia horizontal compuesta. El largo de cada uno
de estos conductores el de aproximadamente 0.4 de longitud de onda. En
apilamientos se usan intervalos de media longitud de onda. El diagrama
horizontal prácticamente circular.
La antena
Cohete que se muestra en la figura (f), es un cilindro vertical cerrado
metálicamente en sus dos extremos, pero tiene una grieta abierta en un elemento
del cilindro como muestra la figura (slot), Esta alimentado como se muestra en
el lugar donde se ve un corte en el cilindro estableciendo un voltaje a través
de la grieta. La antena tiene un efecto externo como una distribución vertical
de circunferencias horizontales. Las unidades apiladas son puestas muy juntas.
El diámetro es más o menos que media longitud de onda.
La figura
(g) es una antena de circunferencia horizontal que tiene un particular sistema
de alimentación coaxial.
Las antenas
de VHF y UHF también se pueden clasificar en cuatro categorías dependiendo de
otros parámetros como se ve en la siguiente tabla.
Cada una de
estos tipos de antenas tiene asociadas formas de antenas específicas del mismo.
Algunas de estas formas de antena fueron mencionadas o explicadas con
anterioridad.
Enlaces satelitales analógicas y digitales
CARACTERISTICAS
DE LAS REDES SATELITALES
Las
transmisiones son realizadas a altas velocidades en Giga Hertz.
Son muy
costosas, por lo que su uso se ve limitado a grandes empresas y países
Rompen
las distancias y el tiempo.
ELEMENTOS
DE LAS REDES SATELITALES
Transponders
Es un
dispositivo que realiza la función de recepción y transmisión. Las señales
recibidas son amplificadas antes de ser retransmitidas a la tierra. Para evitar
interferencias les cambia la frecuencia.
Estaciones
terrenas
Las estaciones
terrenas controlan la recepción con el satélite y desde el satélite, regula la
interconexión entre terminales, administra los canales de salida, codifica los
datos y controla la velocidad de transferencia.
Consta de
3 componentes:
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: Está 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.
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 (un filtro pasa-banda
de salida).
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.
Modelo de subida del satélite.
Transponder
Un típico transponer satelital consta de un
dispositivo para limitar la banda de entrada (BPF), un amplificador de bajo
ruido de entrada (LNA), un translador de frecuencia, un amplificador de
potencia de bajo nivel y un filtro pasa-bandas de salida.
El transponder es un repetidor de RF a RF. Otras
configuraciones de transponder son los repetidores de IF, y de banda base,
semejantes a los utilizados en los repetidores de microondas.
El BPF de entrada limita el ruido total aplicado a
la entrada del LNA (un dispositivo normalmente utilizado como LNA, es un diodo
túnel).
La salida del LNA alimenta un translador de
frecuencia (un oscilador de desplazamiento y un BPF), que se encarga de
convertir 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 (TWT), amplifica la señal de RF para su
posterior transmisión por medio de la bajada a los receptores de la estación
terrena.
También pueden utilizarse amplificadores de estado
sólido (SSP), los cuales en la actualidad, permiten obtener un mejor nivel de
linealidad que los TWT.
La potencia que pueden generar los SSP, tiene un
máximo de alrededor de los 50 Watts, mientras que los TWT pueden alcanzar
potencias del orden de los 200 Watts.
Transponder del satélite.
Modelo de bajada
Un receptor de estación terrena incluye un BPF de
entrada, un LNA y un convertidor de RF a IF. El BPF limita la potencia del
ruido de entrada al LNA. El LNA es un dispositivo altamente sensible, con poco
ruido, tal como un amplificador de diodo túnel o un amplificador parametrico.
El convertidor de RF a IF es una combinación de filtro mezcador/pasa-bandas que
convierte la señal de RF a una frecuencia de IF.
Satélites orbitales
Los satélites orbitales o también llamados no
sincronos, giran alrededor de la Tierra en un patrón elíptico o circular de
baja altitud. Si el satélite esta girando en la misma dirección que la rotación
de la Tierra y a una velocidad angula superior que la de la Tierra, la órbita
se llama órbita progrado. Si el satélite esta girando en la dirección opuesta a
la rotación de la Tierra, o en la misma dirección, pero a una velocidad angular
menor a la de la Tierra, la órbita se llama órbita retrograda.
De esta manera, los satélites no sincronos esta
alejándose continuamente o cayendo a tierra y no permanecen estacionarios en
relación a ningún punto en particular de la Tierra. Por lo tanto los satélites
no sincronos se tiene que usar cuando están disponibles, lo cual puede ser un
corto periodo de tiempo, como 15 minutos por órbita.
Otra desventaja de los satélites orbitales es la
necesidad de equipo complicado y costoso para rastreo en las estaciones
terrestres. Cada estación terrestre debe localizar el satélite conforme esta
disponible en cada órbita y después unir sus antenas al satélite y localizarlo
cuando pasa por arriba. Una gran ventaja de los satélites orbitales es que los
motores de propulsión no se requieren a bordo de los satélites para mantenerlos
en sus órbitas respectivas.
Otros parámetros característicos de los satélites
orbitales, son el apogeo y perigeo. El apogeo es la distancia más lejana, de la
Tierra, que un satélite orbital alcanza, el perigeo es la distancia mínima; la
línea colateral, es la línea que une al perigeo con el apogeo, en el centro de
la Tierra.
Se observa en la imagen a continuación, que la
órbita del satélite la cual es altamente elíptica, con un apogeo de
aproximadamente 40000 km y un perigeo de aproximadamente 1000 km.
Satélites geoestacionarios
Los satélites geoestacionarios o geosincronos son
satélites que giran en un patrón circular, con una velocidad angular igual a la
de la Tierra. Por lo tanto permanecen en una posición fija con respecto a un
punto específico en la Tierra. Una ventaja obvia es que están disponibles para
todas las estaciones de la Tierra, dentro de su sombra, el 100% de las veces.
La sombra de un satélite incluye a todas las
estaciones de la Tierra que tienen un camino visible a el y están dentro del
patrón de radiación de las antenas del satélite. Una desventaja obvia es que a
bordo, requieren de dispositivos de propulsión sofisticados y pesados para
mantenerlos fijos en una órbita. El tiempo de órbita de un satélite
geoesincrono es de 24 h, igual que la Tierra.
Parámetros típicos de la órbita geoestacionaria.
Es posible calcular algunos parámetros típicos de
la órbita geoestacionaria, tales como la altura del satélite, o la velocidad
del mismo, partiendo de las leyes básicas de la Física.
Como es sabido un satélite geoestacionario tiene un
periodo de rotación igual al de la Tierra, por lo tanto deberemos saber con
exactitud dicho periodo de rotación. Para ello se considera el día sidereo, que
es el tiempo de rotación de la Tierra medido con respecto a una estrella lejana
y que difiere del día solar o medido con respecto al sol.
La duración de este día sidereo es de 23h 56 min.
4.1seg, y es el tiempo que se utiliza para los cálculos.
Fuerzas sobre el Satélite.
Existen tres trayectos que un satélite puede tomar,
conforme gira alrededor de la Tierra:
Cuando el satélite gira en una órbita arriba del
ecuador, se llama órbita ecuatorial.
Cuando el satélite gira en una órbita que lo lleva
arriba de los polos norte y sur, se llama órbita polar.
Cualquier otro trayecto orbital se llama órbita
inclinada.
Un nodo ascendente, es el punto en donde la órbita
cruza el plano ecuatorial de sur a norte; un nodo descendente, es el punto
donde la órbita cruza el plano ecuatorial de norte a sur. La línea que une a
los nodos ascendentes y descendentes por el centro de la Tierra, se llama línea
de nodos.
Orbitas del satélite.
LATITUD-LONGITUD
Como primera medida para describir el paso de un
satélite en órbita, se debe designar un punto de observación o un punto de
referencia. Este punto podrá tratarse de un lugar distante, tal como una
estrella, o un punto en la superficie de la tierra, o también el centro de la
Tierra, que a su vez el centro de gravedad del cuerpo principal.
En caso de tomar como lugar de observación un punto
en la superficie de la Tierra, deberemos estar en condiciones de localizar
dicho punto mediante algún método.
Este método de localización es a través del
meridiano. Estas líneas conforman un cuadriculado sobre la superficie de la
Tierra. Las líneas verticales se denominan Longitud y las líneas horizontales
se denominan Latitud.
Las líneas de Longitud se extienden desde el Polo
Norte al Polo Sur, es decir que son círculos iguales al contorno de la Tierra
que se interceptan en los polos. Se ha definido por convención, como primer
meridiano o Longitud cero grados, al meridiano que pasa por la ciudad de
Greenwich, tomando el nombre de dicha ciudad.
En total son 360 líneas, lo que equivale a 18
círculos completos. De esta manera se componen los 360 grados de Longitud,
partiendo desde la línea de Longitud 00 hacia el Este.
Las líneas de Latitud están conformadas por 180
círculos paralelos y horizontales, siendo el círculo mayor el ubicado en la
línea del Ecuador denominada Latitud cero grados.
De esta forman existen 900 hacia el hemisferio
Norte, denominados Latitud Positiva y 900 hacia el hemisferio Sur, denominados
Latitud Negativa.
Por lo tanto mediante la intersección de las
coordenadas de Latitud y Longitud podremos localizar un punto que este sobre la
superficie de la Tierra.
En cuanto a un satélite, este se encuentra en el
espacio, y su posición puede ser estimada con una Latitud, una Longitud y una
altura. Dicha altura estará referida a un punto sobre la Tierra que es la
intersección de la recta que une al satélite con el centro de la Tierra y la
superficie terrestre.
.
Líneas de Latitud y Longitud
ANGULOS DE VISTA
Para orientar una antena desde una estación terrena
hacia un satélite, es necesario conocer el ángulo de elevación y azimut. Estos
se llaman ángulos de vista.
Angulo de elevación
El ángulo de elevación es el ángulo formado entre
la dirección de viaje de una onda radiada desde una antena de estación terrena
y la horizontal, o el ángulo de la antena de la estación terrena entre el
satélite y la horizontal. Entre más pequeño sea el ángulo de elevación, mayor
será la distancia que una onda propagada debe pasar por la atmósfera de la
Tierra. Como cualquier onda propagada a través de la atmósfera de la Tierra,
sufre absorción y, también, puede contaminarse severamente por el ruido. De
esta forma, si el ángulo de elevación es demasiado pequeño y la distancia de la
onda que esta dentro de la atmósfera de la Tierra es demasiado larga, la onda
puede deteriorarse hasta el grado que proporcione una transmisión inadecuada.
Generalmente, 5º es considerado como el mínimo ángulo de elevación aceptable.
Azimut
Azimut se define como el ángulo de apuntamiento
horizontal de una antena. Se toma como referencia el Norte como cero grados, y
si continuamos girando en el sentido de las agujas del reloj, hacia el Este,
llegaremos a los 900 de Azimut.
Hacia el Sur tendremos los 1800 de Azimut, hacia el
Oeste los 2700 y por ultimo llegaremos al punto inicial donde los 3600
coinciden con los 00 del Norte.
El ángulo de elevación y el azimut, dependen ambos,
de la latitud de la estación terrena, así como el satélite en órbita.
CLASIFICACIONES DE LOS SATELITES
Hay dos clasificaciones principales para los
satélites de comunicaciones: hiladores (spinners) y satélites estabilizadores
de tres ejes.
Los satélites spinners, utilizan el movimiento
angular de su cuerpo giratorio para proporcionar una estabilidad de giro.
Con un estabilizador de tres ejes, el cuerpo
permanece fijo en relación a la superficie de la Tierra, mientras que el
subsistema interno proporciona una estabilización de giro.
Clases de satélites: (a) hilador; (b) tres ejes
estabilizados.
Los satélites geosincronos deben compartir un
espacio y espectro de frecuencia limitados, dentro de un arco especifico en una
órbita geoestacionaria. A cada satélite de comunicación se asigna una longitud
en el arco geoestacionario, aproximadamente a 36000 km, arriba del ecuador. La
posición en la ranura depende de la banda de frecuencia de comunicación
utilizada. Los satélites trabajando, en o casi la misma frecuencia, deben estar
lo suficientemente separados en el espacio para evitar interferir uno con otro.
Hay un limite realista del numero de estructuras satelitales que pueden estar
estacionadas, en un área especifica del espacio.
La separación espacial requerida depende de las
siguientes variables:
Ancho de haz y radiación del lóbulo lateral de la
estación terrena y antenas del satélite.
Frecuencia de la portadora de RF.
Técnica de codificación o de modulación usada.
Limites aceptables de interferencia.
Potencia de la portadora de transmisión.
Generalmente se requieren 3 a 6º de separación
espacial dependiendo de las variables establecidas anteriormente.
Separación espacial de satélites en una órbita
geosincrona.
Las frecuencias de portadora, más comunes, usadas
para las comunicaciones por satélite, son las bandas 6/4 y 14/12 GHz. El primer
numero es la frecuencia de subida (ascendente, estación terrena a transponder)
y el segundo numero es la frecuencia de bajada(descendente, transponder a
estación terrena). Entre mas alta sea la frecuencia de la portadora, más
pequeño es el diámetro requerido de la antena para una ganancia especifica.
La mayoría de los satélites domésticos utilizan la
banda de 6/4 GHZ, esta banda también se usa extensamente para los sistemas de
microondas terrestres, por lo que se debe tener cuidado cuando se diseña una
red satelital para evitar interferencias con los enlaces de microondas
establecidas. Ciertas posiciones en la órbita geosincrona tienen más demanda
que otras.
Sistemas de radio por enlaces satelitales con
frecuencia modulada
Los
sistemas de radio por microondas que usan modulación de frecuencia se conocen ampliamente por proporcionar
comunicaciones flexibles, confiables y económicas, de punto a punto, cuando
usan la atmósfera terrestre como medio de transmisión. Los sistemas de
microondas FM que se usan con el equipo multiplexor adecuado son capaces de
conducir en forma simultánea desde unos pocos circuitos de voz de banda
angosta, hasta miles de circuitos de voz de alta velocidad, audio de calidad
comercial y televisión comercial. Los estudios comparativos de costo han
demostrado que los sistemas radio por microondas con modulación por frecuencia
(FM) es, casi siempre, el método más económico de proporcionar circuitos de comunicaciones
cuando no hay ya cables metálicos ni fibras ópticas, o cuando existen duras
condiciones de terreno o de clima. También, los sistemas de microondas FM se
pueden ampliar con facilidad.
En la
figura se ve un diagrama de bloques simplificado de un sistema de microondas de
FM. La banda base es la señal compuesta que modula la portadora FM, y que puede
abarcar uno o más de los sistemas siguientes.
1. Canal
de banda de voz multiplexado por división de frecuencia.
2.
Canales de banda de voz multiplexados por división de tiempo.
3. Vídeo compuesto de calidad comercial o
teléfono visual.
4. Datos
en banda ancha.
Diagrama de bloques del radiotransmisor.
La F1 y
sus bandas laterales asociadas se convierten a las mayores frecuencias de la
región de microondas, mediante el mezclador, el oscilador de microondas y
filtro pasa banda. Para trasladar las F1 a la etapa de RF se usa mezclado y no
multiplicación porque el índice de modulación no cambia por el proceso de
heterodinado. También al multiplicar la portadora de F1 se multiplicarían la
desviación de frecuencia y el índice de modulación aumentando así el ancho de
banda.
Los
generadores de microondas están constituidos por un oscilador de cristal
seguido por una serie de multiplicadores de frecuencia. Por ejemplo un
oscilador de cristal de 125 MHz seguido por una serie de multiplicadores, con
factor combinado de multiplicación igual a 48, se podría usar para una
frecuencia de portadora de microondas de 6GHz. La red combinadora de canales
proporciona un medio de conectar más de un transmisor de microondas de una sola
línea de transmisión que alimente a la antena.
Radio receptor de enlaces satelitales de FM
Diagrama de bloques del radio receptor.
Diagrama
de bloques del receptor: Se muestra el radio receptor de microondas de FM,
donde el bloque de la red separadora de canales proporciona el aislamiento y el
filtrado necesario para separar canales de microondas individuales, y dirigidos
hacia sus respectivos receptores. El filtro pasa banda, el mezclador AM y el
oscilador de microondas bajan las frecuencias desde RF de microondas hasta las
F1, y las pasan al demodulador FM. Donde este demodulador es un detector convencional,
no coherente de FM. A la salida del detector de FM, una red de de-énfasis
restaura la señal de banda base a sus características originales de amplitud en
función de la frecuencia.
Ventajas de las radiocomunicaciones por enlaces satelitales
Los radios de microondas emiten señales usando como
medio la atmósfera terrestre, entre transmisores y receptores, para una mejor
emisión y recepción, estos se encuentran en la cima de torres a distancias de
15 a 30 millas. Así los sistemas de radio de microondas tienen la ventaja obvia
de contar con capacidad de llevar miles de canales individuales de información
entre dos puntos, dejando a un lado la necesidad de instalaciones físicas,
tales como los cables coaxiales o fibras ópticas. Así claro está, se evita la
necesidad de adquirir derechos de vías a través de propiedades privadas, además
las ondas de radio se adaptan mejor para salvar grandes extensiones de agua,
montañas altas o terrenos muy boscosos que constituyes formidables obstáculos para
los sistemas de cable.
Entre las
ventajas de radio de microondas están las siguientes:
·
Los sistemas de radio no necesitan adquisiciones de
derecho de vía entre estaciones.
·
Cada estación requiere la compra o alquiler de solo
una pequeña extensión de terreno.
·
Por sus grandes frecuencias de operación, los
sistemas de radio de microondas pueden llevar grandes cantidades de
información.
·
Las frecuencias altas equivalen longitudes cortas
de onda, que requieren antenas relativamente pequeñas.
·
Las señales de radio se propagan con más facilidad
en torno a obstáculos físicos, como por ejemplo, a través del agua o las
montañas altas.
·
Para la amplificación se requieren menos
repetidores.
·
Las distancias entre los centros de conmutación son
menores.
·
Se reducen al mínimo las instalaciones
subterráneas.
·
Se introducen tiempos mínimos de retardos.
·
Entre los canales de voz existe un mínimo de
diafonía.
·
Son factores importantes la mayor confiabilidad y
menores tiempos de mantenimiento.
Modulación en enlaces satelitales
Los
generadores de microondas son generadores críticos en cuanto a la tensión y la
corriente de funcionamiento.
Uno de
los medios es no actuar sobre el generador o amplificador pero si utilizar un
dispositivo diodo pin en la guía de salida, modulada directamente la amplitud
de la onda. Otro medio es utilizar un desfasador de ferrita y modular la onda
en fase. En este caso es fácil obtener modulación en frecuencia a través del
siguiente proceso:
En una
primera etapa, se modula en FM una portadora de baja frecuencia, por ejemplo 70
MHz. En una segunda etapa, esta portadora modulada es mezclada con la portadora
principal en frecuencia de GHz, por ejemplo 10 GHz.
Un filtro
de frecuencias deja pasar la frecuencia suma, 10070 MHz con sus bandas
laterales de 3 MHz y por lo tanto la banda pasante será de 10067 a 10073 MHz
que es la señal final de microondas.
En el
receptor se hace la mezcla de esta señal con el oscilador local de 10 GHz
seguido de un filtro que aprovecha la frecuencia de diferencia 70 MHz la cual
es amplificada y después detectada por las técnicas usuales en FM.
Estructura general de un radioenlace por enlaces
satelitales
La distancia cubierta por enlaces microondas puede
ser incrementada por el uso de repetidoras, las cuales amplifican y re
direccionan la señal, es importante destacar que los obstáculos de la señal
pueden ser salvados a través de reflectores pasivos.
La señal de microondas transmitidas es
distorsionada y atenuada mientras viaja desde el transmisor hasta el receptor,
estas atenuaciones y distorsiones son causadas por una pérdida de poder
dependiente a la distancia, reflexión y refracción debido a obstáculos y
superficies reflectoras, y a pérdidas atmosféricas.
La siguiente es una lista de frecuencias utilizadas
por los sistemas de microondas:
Commoncarrier/Operationalfixed
·
2.110/2.130 GHz
·
1.850/1.990 GHz
·
2.160/2.180 GHz
·
2.130/2.150 GHz
·
3.700/4.200 GHz
·
2.180/2.200 GHz
·
5.925/6.425 GHz
·
2.500/2.690 GHz
·
10.7/11.700 GHz
·
6.575/6.875 GHz
·
12.2/12.700 GHz
Equipos Un radioenlace está constituido por equipos
terminales y repetidores intermedios. La función de los repetidores es salvar
la falta de visibilidad impuesta por la curvatura terrestre y conseguir así
enlaces superiores al horizonte óptico. La distancia entre repetidores se llama
salto.
Los repetidores
pueden ser:
·
Activos
·
Pasivos
Consideraciones en un radioenlace
El clima
y el terreno son los mayores factores a considerar antes de instalar un sistema
de microondas.
En
resumen, en un radioenlace se dan pérdidas por:
·
Espacio libre
·
Difracción
·
Reflexión
·
Refracción
·
Absorción
·
Desvanecimientos
·
Desajustes de ángulos
·
Lluvias
·
Gases y vapores
·
Difracción por zonas de Fresnel (atenuación por
obstáculo)
·
Desvanecimiento por múltiple trayectoria (formación
de ductos)
Aplicaciones
El uso
principal de este tipo de transmisión se da en las telecomunicaciones de largas
distancias, se presenta como alternativa del cable coaxial o la fibra óptica.
Este
sistema necesita menor número de repetidores o amplificadores que el cable
coaxial pero necesita que las antenas estén alineadas.
Los
principales usos de las microondas terrestres son para la transmisión de
televisión y voz.
Los
enlaces de microondas se suelen utilizar para enlazar edificios diferentes,
donde la instalación de cable conllevaría problemas o sería más costosa. Sin
embargo, dado que los equipos de microondas terrestres suelen utilizar
frecuencias con licencia, las organizaciones o gobiernos que conceden las
licencias imponen limitaciones económicas y financieras adicionales.
Enlace satelital y sistemas de línea metálica
Ventajas de los enlaces microondas
·
Más baratos
·
Instalación más rápida y sencilla.
·
Conservación generalmente más económica y de
actuación rápida.
·
Puede superarse las irregularidades del terreno.
·
La regulación solo debe aplicarse al equipo, puesto
que las características del medio de transmisión son esencialmente constantes
en el ancho de banda de trabajo.
·
Puede aumentarse la separación entre repetidores,
incrementando la altura de las torres.
·
Antenas relativamente pequeñas son efectivas.
·
A estas frecuencias las ondas de radio se comportan
como ondas de luz, por ello la señal puede ser enfocada utilizando antenas
parabólicas y antenas de embudo, además pueden ser reflejadas con reflectores
pasivos.
·
Otra ventaja es el ancho de banda, que va de 2 a 24
GHz.
Desventajas de los enlaces satelitales
·
Explotación restringida a tramos con visibilidad
directa para los enlaces( necesita visibilidad directa)
·
Necesidad de acceso adecuado a las estaciones
repetidoras en las que hay que disponer.
·
Las condiciones atmosféricas pueden ocasionar
desvanecimientos intensos y desviaciones del haz, lo que implica utilizar
sistemas de diversidad y equipo auxiliar requerida, supone un importante
problema en diseño.
·
Las frecuencias son susceptibles a un fenómeno llamado
Disminución de Multicamino (MultipathFanding),
lo que causa profundas disminuciones en el poder de las señales recibidas.
·
A estas frecuencias las pérdidas ambientales se
transforman en un factor importante, la absorción de poder causada por la lluvia
puede afectar dramáticamente el Performance del canal.
Capacidad
Aunque la
capacidad máxima depende mucho de la frecuencia, las velocidades de datos
habituales para un único rango de frecuencia oscilan entren 1 y 10 MBPS en la
actualidad se pueden conseguir capacidades más altas hasta de 300 MBPS
Costo
Los
costos del equipo dependen más de la potencia y la frecuencia de la señal
operativa los sistemas para distancias cortas son relativamente económicos. El
sistema de microondas terrestre se puedes adquirir en "leasing"
(arriendo) con los proveedores de servicio.
Licencias
Las
licencias o permisos para operar enlaces de microondas pueden resultar un poco
difícil ya que las autoridades deben de asegurarse que ambos enlaces no causen
interferencia a los enlaces ya existentes. Cuestan depende que hacen y que
tamaño es y que marca y donde lo compras.
Utilización en comunicaciones espaciales
Los satélites artificiales han extendido el alcance
de la línea de propagación y han hecho posible la transmisión transoceánica de
microondas por su capacidad de admitir anchas bandas de frecuencias. La línea
de transmisión puede extenderse por uno de los distintos medios existentes.
El satélite en forma de globo de plástico
metalizado exteriormente puede ser empleado como reflector pasivo, en cuyo caso
no se necesita equipo alguno en el satélite. Se ha estimado que veinticuatro de
tales reflectores pasivos en órbitas polares establecidas al azar alrededor de
unos 5000 kilómetros permitirían una transmisión transatlántica que solo se
interrumpiría menos de 1% del tiempo.
Como segunda posibilidad, el satélite puede
emplearse como un receptor activo en microondas, retransmitiendo la señal que
recibe, bien instantáneamente o tras un almacenaje hasta que esté próximo a la
estación receptora. En este último caso la capacidad del canal queda limitada.
Con el satélite en una órbita próxima, es decir,
inferior a 8000 kilómetros, la pérdida de transmisión es moderada, pero las
estaciones terrestres deben tener antenas capaces de explotar casi de horizonte
a horizonte. Si el satélite se sitúa en una órbita ecuatorial de veinticuatro horas, parecerá como si
tuviera fijo sobre algún punto del ecuador, darían una cobertura mundial. Con
el satélite fijo en su posición respecto a la tierra y
estabilizado en su orientación pueden emplearse antenas grandes y relativamente
económicas para las estaciones terrestres, pudiéndose emplear en el satélite
una antena con una directividad modesta.
Desconectado el radio terrestre Rt= 6370 Km se ve
que la altura sobre el suelo del satélite será aproximadamente igual a 36000 Km
que es la órbita de Clark.
Los países de la zona tropical y templada usan los
satélites estacionarios.
Los países en zonas más alejadas del ecuador son
forzados a incluir la órbita en relación con el ecuador y prescindir así del
sincronismo perfecto, porque el desplazamiento del satélite es lento con
relación a la tierra.
Como el satélite no debe cargar grandes masas, la
potencia de su transmisor es reducida y su antena es relativamente pequeña. Sus
ondas deben atravesar la ionosfera terrestre, de ahí el uso de microondas para conseguir
altísimas ganancias en las antenas terrestres son parabólicas de grandes
dimensiones, aproximadamente igual a 30 m de diámetro con ganancia de 60 dB en
2 GHz.
Anomalías de propagación en enlaces satelitales
El gradiente del índice de refracción o factor K
que corresponde al radio eficaz de la tierra se define como el grado y la
dirección de la curvatura que describe el haz de microondas durante su
propagación
K = R’ / Rt
Donde "Rt" es
el radio real terrestre y "R" es
el radio de la curvatura ficticia de la tierra.
Cualquier variación del índice de refracción
provocada por la alteración de las condiciones atmosféricas, se expresa como un
cambio del factor K.
En condiciones atmosféricas normales, el valor de K
varía desde 1.2 para regiones elevadas y secas (o 4/3 en onzas mediterráneas),
hasta 2 o 3 para zonas costeras húmedas.
Cuando K se hace infinito, la tierra aparece ante
el haz como perfectamente plana, ya que su curvatura tiene exactamente el mismo
valor que la terrestre.
Si el valor de K disminuye a menos de 1, el haz se
curva en forma opuesta a la curvatura terrestre. Este efecto puede obstruir
parcialmente al trayecto de transmisión, produciéndose así una difracción.
El valor de la curvatura terrestre para los
distintos valores de K se calcula mediante la siguiente fórmula:
h = d1 d2 / 1.5 K donde:
·
h = Cambio de la distancia vertical desde una línea
horizontal de referencia, en pies,
·
d1 = Distancia desde un punto hasta uno de los
extremos del trayecto, en millas.
·
d2 = Distancia desde el mismo punto anterior hasta
el otro extremo del trayecto, en millas.
·
K = Factor del radio eficaz de la tierra.
1ml = 1.61Km. 1 pie = 0.3 m.
Con excepción del desvanecimiento por efecto de
trayectos múltiples, los desvanecimientos son fácilmente superables mediante:
·
Diversidad de espacio.
·
Diversidad de frecuencia.
·
Diversidad de polarización.
La alteración del valor de K desde 1 hasta infinito
(Rango normal de K), tiene escasa influencia en el nivel de intensidad con que
se reciben las señales, cuando el trayecto se ha proyectado en forma adecuada.
Las anomalías de propagación ocurren cuando K es
inferior a 1, el trayecto podría quedar obstruido y por lo tanto seria
vulnerable a los fuertes desvanecimientos provocados por el efecto de trayectos
múltiples.
Cuando K forma
un valor negativo, el trayecto podría resultar atrapado entre capas
atmosféricas y en consecuencia seria susceptible a sufrir desvanecimiento
total.
Desvanecimiento
El desvanecimiento se debe normalmente a los
cambios atmosféricos y a las reflexiones del trayecto de propagación al
encontrar superficies terrestres o acuáticas.
La intensidad del desvanecimiento aumenta en
general con la frecuencia y la longitud de trayecto.
En caso de transmisión sobre terreno accidentado,
el desvanecimiento debido a propagación multrayecto es relativamente
independiente del citado margen sobre obstáculo y en casos extremos tiende a
aproximarse a la distribución de Raleigh, es decir, la probabilidad de que el
valor instantáneo del campo supere el valor R es:
-R/R0 P (R) = e En donde:
·
Ro es el valor eficaz.
Confiabilidad de sistemas de radio transmisión por
enlaces
Las normas de seguridad de funcionamiento de los
sistemas de microondas han alcanzado gran rigidez. Por ejemplo, se utiliza un
99.98% de confiabilidad general en un sistema patrón de 6000 Km. de longitud,
lo que equivale a permitir solo un máximo de 25 segundos de interrupción del
año por cada enlace.
Por enlace o radioenlace se entiende el tramo de
transmisión directa entre dos estaciones adyacentes, ya sean terminales o
repetidoras, de un sistema de microondas. El enlace comprende los equipos
correspondientes de las dos estaciones, como así mismo las antenas y el
trayecto de propagación entre ambas. De acuerdo con las recomendaciones del CCIR,
los enlaces, deben tener una longitud media de 50 Km.
Las empresas industriales que emplean sistemas de
telecomunicaciones también hablan de una confiabilidad media del orden de
99.9999%, o sea un máximo de 30 segundos de interrupciones por año, en los sistemas
de microondas de largo alcance.
Los cálculos estimados y cómputos de interrupciones
del servicio por fallas de propagación, emplean procedimientos parcial o
totalmente empíricos. Los resultados de dichos cálculos generalmente se dan
como tiempo fuera de servicio (TFS) anual por enlace o porcentaje de
confiabilidad por enlace.
La confiabilidad de los enlaces de microondas puede
darse según fallas de equipo, aplicándose cálculos de probabilidad.
Países con
capacidad de lanzamiento
Un total de diez países y el grupo formado por la ESA
(Agencia Espacial Europea) han lanzado satélites a órbita, incluyendo la
fabricación del vehículo de lanzamiento. Existen también otros países que
tienen capacidad para diseñar y construir satélites, pero no han podido lanzarlos
de forma autónoma sino con la ayuda de servicios extranjeros.
Practica
Para la realización de mi enlace satelital, utilice las
coordenadas de mi domicilio, ubicado en la Ahuehuetes, san pedro Tlaquepaque Colonia
el sauz en Jalisco.
A continuación utilicé la herramienta
que nos proporciona el sitio de internet
http://www.cp-electronics.com/esp/ Para
localizar las coordenadas de mí domicilio, las cuales son:
Después de insertar mis coordenadas me desplegó una lista de satélites
disponibles en mi zona:
Después se elige un satélite cualquiera
que se encuentre en el rango de la posición en que nos encontramos.
Para
esta etapa del proyecto se utilizó la aplicación para Android Satellite AR
Se seleccionó el siguiente satélite
Y se
procede a buscarlo en la aplicación
Y se busca información acerca de
dicho satélite
CONCLUSION
El primer tema desarrollado en este
trabajo son los modelos de enlace del sistema satelital; en cuanto a esto
podemos decir que tanto en el enlace ascendente como en el enlace descendente
las pérdidas que sufren las ondas radiadas, que son proporcionales a la inversa
del cuadrado de la distancia, son muy grandes, además en las frecuencias que
están por encima de los 10 GHz se añaden las pérdidas provocadas por la lluvia.
En el enlace ascendente, es posible
colocar en las estaciones terrenas transmisores con mucha potencia, y antenas
de gran tamaño para tener una mayor ganancia, todo esto, aunque es posible
resulta en un incremento de los costos.
Pero la situación se complica mucho más
en el enlace descendente, ya que la potencia del transmisor está limitada por
la energía que pueda generar el satélite, la cual no es mucha, también, el
tamaño de la antena está limitado por la zona de servicio que deba cubrirse y
además por el costo que implicaría transportarla. Esto hace que las señales
recibidas de los satélites, en la tierra, sean extremadamente débiles, es por
ello que se le debe dar fundamental importancia a la ganancia de la antena, la
eficiencia del transmisor, la figura de ruido del receptor y el tipo de
modulación y técnica de acceso.
Cuando se analizó el transponder del
satélite vimos que este consistía básicamente de un amplificador de bajo ruido,
un convertidor o traslator de frecuencia y por ultimo un amplificador de
potencia. El inconveniente con el transponder surge cuando se utiliza la técnica
de Acceso Múltiple por División de Frecuencia (FDMA), donde es usual que
existan numerosas portadoras por transponder, lo cual si bien mejora la
conectividad y el acceso múltiple, por otro lado tiene el inconveniente de que
genera ruido de intermodulación en el amplificador del transponder, lo que
obliga a que este trabaje en condiciones de bajo rendimiento de potencia (debe
trabajar en una zona lineal).
Con el Acceso Múltiple por División de
Tiempo (TDMA), en cada instante solo está presente una portadora, por lo que no
existen problemas de intermodulación y se puede hacer trabajar al amplificador
del transponder en saturación, obteniéndose un máximo de rendimiento. El
inconveniente de esta técnica de acceso es que requiere una temporización
estricta y una gran capacidad de almacenamiento y procesamiento de la señal.
Otro elemento crítico son los
amplificadores de bajo ruido (LNA) presentes tanto en el satélite (para el
enlace ascendente) como en las estaciones terrenas (para el enlace
descendente). La importancia de los mismos, radica en el hecho de que debido a
las grandes distancias, las señales recibidas son muy débiles, por lo tanto es
necesario que el primer elemento que entra en contacto con dichas señales posea
un ruido interno mucho menor que la señal recibida para que no se degrade la
calidad. En consecuencia, debido a las potencias extremadamente pequeñas de las
señales recibidas, normalmente un LNA esta físicamente situado en el punto de
alimentación de la antena.
Otro de los temas desarrollados son las
Orbitas de los Satélites, de acuerdo a ellas, teníamos los satélites orbitales
o no síncronos que giran alrededor de la Tierra en un patrón elíptico o
circular de baja altitud, y los satélites 50
Geoestacionarios o geo
síncronos que giran alrededor de la Tierra con un patrón circular, y una
velocidad angular igual a la de la Tierra.
Los satélites geoestacionarios tienen la
ventaja de permanecen fijos con respecto a un punto específico de la Tierra,
por lo tanto para comunicarse con ellos las antenas de las estaciones
terrestres estarán estáticas, porque no necesitan seguir al satélite, en
consecuencia podrán ser sencillas y económicas.
Otras de las ventajas en el caso de los
satélites geoestacionarios de alta altitud es que pueden cubrir un área de la
tierra mucho mayor que sus contrapartes orbitales de baja altitud, sin embargo
estas altitudes superiores introducen tiempos de retardo de propagación más
largos y además se requieren mayores potencias de transmisión como así también
receptores más sensibles.
Cabe destacar que la tendencia en la
evolución de los satélites de telecomunicaciones es hacia el uso de terminales
de recepción pequeños y de bajo costo para poder permitir el acceso al sistema
de una mayor cantidad de usuarios. Estos requerimientos se pueden llevar
adelante mediante el uso de técnicas de procesamiento de señales que permitan
la codificación y control de errores de los datos enviados por los usuarios,
también mediante el empleo de antenas multihaz, con haces spot de gran ganancia.
Estas
técnicas son usadas en los sistemas globales de comunicaciones por satélite,
donde se ha preferido la utilización de conjuntos de satélites en órbitas
bajas, en lugar de emplear satélites en órbitas geoestacionarias.