semana 1 - los satelites

AREA DE TRANSFERENCIA DE CONOCIMIENTOS

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REDES VSAT

MÓDULO I

CURSO: REDES VSAT

OBJETIVOS GENERALES:

Conocer los fundamentos de los sistemas de comunicación por satélite.

Conocer los conceptos más importantes de la Redes VSAT, así como sus aplicaciones,

tecnología actual y situación del mercado en general.

OBJETIVOS ESPECIFICOS:

El alumno al finalizar el curso debe ser capaz de:

Entender los fundamentos de todos los sistemas de radiocomunicación satelital.

Aprender las características de la tecnología VSAT para evaluar la mejor conveniencia de

su uso en proyectos específicos en comparación a otras tecnologías.

Aplicar conceptos de diseño para sistemas satelitales en general y redes VSAT en

particular, incluyendo presupuesto de enlace y dimensionamiento de las redes.


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REDES VSAT

MÓDULO I

INTRODUCCION

Conforme las Telecomunicaciones continúan incrementando su importancia a nivel mundial, los

desarrollos tecnológicos en este sector se aceleran cada vez más. Un sistema de

comunicaciones que ejemplifica dicha situación y que se encuentra ampliamente difundido es el

que se conoce como wireless communications o comunicaciones inalámbricas.

A su vez, una de las tecnologías inalámbricas con más historia es la de las comunicaciones

satelitales, que a su vez abarca una serie de mercados y soluciones tecnológicas diversas, tales

como: servicios de video y audio broadcast, aplicaciones militares de uso específico,

meteorología, servicios dedicados (SCPC), redes VSAT de dos vías, entre otros.

Si bien la industria VSAT no es la más grandes de todas las antes mencionadas, tiene un nicho de

mercado interesante (los fabricantes de esta tecnología tienen ventas de aproximadamente

US$1,000 millones al año1), ya que posee características que la diferencian del resto y que

muchas veces provee solución a necesidades que no pueden ser satisfechas de manera más

eficiente por otro sistema de comunicaciones.

En lo referente al curso, se iniciará con tópicos relacionados a los principales fundamentos de las

comunicaciones satelitales como base para desarrollar los conceptos teóricos y prácticos

involucrados de redes las VSAT.

CONTENIDO DEL CURSO

Módulo 1: Los Satélites

Módulo 2: Sistemas Satelitales

Módulo 3: Segmento Espacial y Terrestre

Módulo 4: Cálculo de Enlace

Módulo 5: Sistemas VSAT

Módulo 6: Dimensionamiento de Redes VSAT

Módulo 7: Mercado de las Redes VSAT

1 Según el reporte de ventas globales de Comsys 2007.


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MÓDULO I

MÓDULO 1

LOS SATELITES

SUMARIO

1.1 Historia de las comunicaciones satelitales.

1.2 Comunicaciones Satelitales

1.3 Frecuencias de operación

1.4 Organizaciones internacionales

ANEXO 1- Artículo de Clarke

INTRODUCCIÓN

El presente módulo es el introductorio al curso, por lo cual iniciaremos revisando un poco de

historia del desarrollo de los sistemas satelitales, desde su concepción hasta su implementación.

Recordemos que es gracias a los satélites que no hay lugar de la superficie de la tierra que pueda

estar incomunicada, y la diversidad de servicios que se prestan es muy amplia. Por tanto

revisaremos de manera general los servicios que se proveen y lo tipos de satélites que se han

desarrollado para proveerlos. A continuación se trataran otros aspectos importantes que se deben

conocer de las comunicaciones satelitales, como son sus frecuencias de operación y las ventajas

comparativas de las comunicaciones satelitales.

Finalmente se terminará el módulo con una revisión de las principales organizaciones

internacionales que han impulsado el desarrollo de las comunicaciones satelitales a nivel mundial.


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MÓDULO I

DESARRROLLO DEL MÓDULO

1.1 HISTORIA DE LAS COMUNICACIONES SATELITALES

1.1.1 Evolución de la visión humana

Los primeros satélites tienen la antigüedad del universo. La luna alrededor de la tierra, la tierra y

los planetas alrededor del sol, el sistema solar dentro de la vía láctea son ejemplos de un

movimiento elíptico continuo sobre el cual se basa las comunicaciones a través de los satélites

artificiales, a los cuales se les llama comúnmente satélites.

Desde tiempos ancestrales el hombre ha visto el movimiento en el universo y se ha explicado de

diferentes formas dicho movimiento, generándose un dinámico proceso de entendimiento de los

mecanismos del universo que si bien se ha ido perfeccionando en el tiempo, aún depara muchos

misterios. A continuación se resume brevemente la evolución del pensamiento de referentes

históricos sobre el movimiento de los denominados cuerpos celestes:

Teoría Geocéntrica de Ptolomeo

Ptolomeo vivió en Siglo II dc, pero sus teorías astronómicas influyeron en el pensamiento

astrónomo y matemático científico hasta el siglo XVI. Ptolomeo postulaba la Teoría Geocéntrica

donde la Tierra estaba inmóvil y que ocupaba el centro del Universo y el Sol, la Luna, los planetas

y las estrellas, giraban a su alrededor. Cabe mencionar que esta idea ya había sido enunciada por

Aristóteles en el Siglo IV ac.

Figura 1: Claudio Ptolomeo, según un grabado alemán del SXVI


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MÓDULO I

Teoría Heliocéntrica de Copernico

Nicolás Copérnico (Polonia, 1473 –1543) postuló la teoría Heliocéntrica, donde señalaba que la

Tierra y los demás planteas giran alrededor del Sol y que el Sol era el centro del Universo. La

Tierra gira alrededor del Sol en un año y al mismo tiempo sobre sì misma en 24 horas. Además

sostiene que le universo es esférico, las órbitas son circulares y los movimientos son uniformes.

Este postulado lo dio a conocer en su libro, "De Revolutionibus Orbium Coelestium" (de las

revoluciones de las esferas celestes), que es usualmente concebido como el punto inicial de la

astronomía moderna.

Es importante mencionar que no fue la primera persona en postular la Teoría Heliocéntrica.

Existen referencias de Aristarco de Samos que el siglo III ac ya había desarrollado este modelo.

Leyes de Kepler

Johannes Kepler (Alemania, 1571 - 1630), va un paso más allá de la teoría heliocéntrica,

explicando el movimiento de los planetas sobre su órbita alrededor del sol, en sus famosas tres

leyes:

Primera Ley (1609): Todos los planetas se desplazan alrededor del Sol describiendo

órbitas elípticas, estando el Sol situado en uno de los focos.

Segunda Ley (1609): El radio que une cada Planeta y el Sol barre áreas iguales en

tiempos iguales.

Tercera Ley (1618): el cuadrado del período orbital de un planeta alrededor del Sol es

directamente proporcional al cubo de la distancia media de sus centros de masa.

Galileo Galilei

Galileo Galilei (Italia, 1564 - 1642), considerado como el "padre de la astronomía moderna",

perfeccionó el telescopio y a través de sus observaciones corroboró las ideas de Copérnico, y se

considera que su trabajo es complementario al de Kepler. Es también conocido por los problemas

que tuvo con la Iglesia Católica por las ideas que proponía.

Leyes de Isaac Newton

Sir Isaac Newton, (Inglaterra, 1643 –1727) postuló la Ley de gravitación universal en la serie de

libros denominados Philosophiae naturalis principia mathematica, (más conocidos como los

Principia) donde explica la fuerza de gravedad: “Cada cuerpo del Universo atrae a otro cuerpo con


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MÓDULO I

una fuerza proporcional al cuadrado de la distancia existente entre ellos”. Combinando la ley de

gravitación universal con las denominadas 3 leyes de Newton se pueden deducir y explicar las

leyes de Kepler sobre el movimiento planetario

Newton además sentó las bases de las teorías actuales sobre la formación y constitución del

Universo, entre ellas la Teoría de la Relatividad de Einstein y demás postulados de la Astronomía

contemporánea.

1.1.3 Origen de las comunicaciones por satélite

Entre los pioneros de las comunicaciones satelitales deben necesariamente ser nombradas las

siguientes personalidades:

Hermann Noordung 1892 – 1929: el primer hombre que calcula la órbita Geoestacionaria

para una estación espacial, con propósitos científicos y militares.

Arthur C. Clarke 1917-2008: propuso el uso de satélites artificiales en órbita

Geoestacionaria como un nuevo sistema de comunicaciones globales.

Sergei Korolev 1907-1966: director del programa espacial ruso, que puso a ese país a la

cabeza de la exploración espacial, incluyendo el lanzamiento del primer satélite artificial, el

Sputnik I.

John Pierce 1910-2002: llegó a la misma idea que Clark de manera independiente y desde

su trabajo en Bell Laboratories hizo importantes desarrollos en las comunicaciones

satelitales. También estuvo atrás del lanzamiento del primer satélite comercial, el Telstar I.

Harold Rosen 1926- : lidero el lanzamiento del primer satélite que uso la órbita

Geoestacionaria.

De todos ellos, la primera referencia a lo que son hoy los satélites de comunicaciones la hizo en

octubre de 1945 el inventor y escritor británico de ciencia ficción Sir Arthur C. Clarke quién publicó

en la revista Wireless World el articulo titulado “Extra Terrestrial Relays” en el cual incluía la

propuesta de un sistema de comunicación global utilizando estaciones espaciales hechas por el

hombre. Esta propuesta, básicamente, era: “Un satélite artificial a la distancia apropiada de la

tierra puede hacer una revolución cada 24 horas, esto es, podría parecer estacionario sobre un

punto de la superficie de la Tierra, y tendría un rango óptico de casi la mitad de la superficie

terrestre. Tres estaciones repetidoras, con una separación de 120º entre sí, pueden dar cobertura

de señales de radio y microondas a prácticamente todo el planeta”.


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MÓDULO I

Figura 2: Órbita estacionaria de Clarke

En la siguiente figura se puede apreciar como la velocidad a la que orbita un satélite alrededor de

la Tierra disminuye conforme aumenta la distancia, y al mismo tiempo como aumenta el periodo

de órbita por causa del mismo alejamiento (nótese como se cumple la tercera ley de Kepler de la

relación de distancia y periodo del satélite). Por tanto la distancia a la cual el satélite tiene un

periodo de 24 horas es de 42,000 km del centro de la Tierra o 36,000km de su superficie, altura a

la cual el satélite estaría girando a una velocidad aproximada de 3km/s.

Figura 3: Variación del periodo orbital y velocidad con la distancia al centro de la tierra

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8

12

16

20

24

05000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 4500040000

3

4

5

6

7

8

VE

LO

CID

AD

OR

BIT

AL

(K

m/S

ec)

DISTANCIA AL CENTRO DE LA TIERRA (Km)

PE

RIO

DO

OR

BIT

AL

(H

ora

s)

PERIODO O

RBITAL

VELOCIDAD ORBITAL4

8

12

16

20

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05000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 4500040000

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VE

LO

CID

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OR

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m/S

ec)

DISTANCIA AL CENTRO DE LA TIERRA (Km)

PE

RIO

DO

OR

BIT

AL

(H

ora

s)

PERIODO O

RBITAL

VELOCIDAD ORBITAL


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Fuente: Elaboración propia en base al artículo de Clark

Clarke describió lo que se conoce bajo el nombre de satélites geoestacionarios, cuya principal

ventaja es que se encuentran justamente estacionarios con respecto a la Tierra, lo cual permite

entre otras cosas poder hacer uso de antenas fijas directivas, cuyas altas ganancias permiten a su

vez tener transmisiones robustas. Esto último es relevante puesto que la cantidad de información

(ancho de banda) que se puede transmitir está en relación directa a la potencia que lleva dicha

señal.

Se recomienda al alumno que lea el artículo de Clarke cuya copia del original se muestra en el

Anexo 1. Se puede aprecia que pese a ser relativamente corto y novedoso para la época, postula

ideas visionarios y prácticas de lo que en su momento se consideró ciencia ficción pero que luego

se convertiría en realidad. A continuación se muestra una breve cronología histórica del desarrollo

tecnológico de las comunicaciones satelitales.

1.1.3 Cronología

Es con el desarrollo del primer satélite artificial: el SPUTNIK 1(compañero de viaje en ruso), que la

idea de Clark comenzó a transformarse en realidad. Este satélite fue lanzado por la URSS el 4 de

octubre de 1957 en una órbita elíptica de baja altura. Este satélite sólo emitía un tono intermitente,

y estuvo en funcionamiento durante 21 días, marcando así el inicio de la era de las

comunicaciones vía satélite. Investigadores de la Universidad Johns Hopking comprobaron la

posibilidad de determinar con gran precisión la órbita del satélite a partir del desplazamiento

Doppler sufrido por la señal portadora de frecuencia 20 MHz que emitía (como consecuencia del

movimiento del satélite) y del conocimiento preciso de la posición del receptor que la sintonizaba,

sentando la base tecnológica de los actuales sistemas de navegación GPS.

Figura 4: Sputnik 1


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El SPUTNIK 1 era una esfera de aluminio de 58 cm de diámetro y con un peso de 83 kilogramos.

Tardaba 96,2 minutos en dar la vuelta a la Tierra y describía una órbita elíptica que alcanzaba su

apogeo a una altura de 946 km y su perigeo a 227 km. Contaba con instrumentos que durante 21

días enviaron información a la Tierra sobre radiación cósmica, meteoritos y sobre la densidad y

temperatura de las capas superiores de la atmósfera. Al cabo de 57 días orbitando la Tierra el

satélite entró en la atmósfera terrestre y se destruyó por efecto del calor debido al rozamiento

aerodinámico.

El lanzamiento del SPUNIK 1 fue todo un suceso. Estados Unidos y el resto del mundo fueron

sorprendidos, porque nadie pensó que los soviéticos tuvieran la tecnología para semejante

hazaña. En plena guerra fría con ambos bandos habiendo desarrollado tecnología nuclear, los

soviéticos rompieron el balance y ambas potencias entraron en una trepidante carrera espacial.

Un mes luego se pone en órbita el SPUTNIK 2, con la perrita Laika a bordo, que duró 162 días en

órbita. Laika no sobrevivió al viaje, su experiencia demostró que es posible que un organismo

soporte las condiciones de microgravedad, abriendo camino así a la participación humana en

vuelos espaciales. Tras Laika, la URSS enviaría al espacio 12 perros de los cuales 5 llegarían

vivos de vuelta a tierra.

Figura 5: Laika a bordo del Sputnik 2, primer ser vivo en orbitar la Tierra

Figura 6: Sputnik 2


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Al año siguiente y luego de varios intentos fallidos, el 31 de enero de 1958, los Estados Unidos

lanzaron desde Cabo Cañaveral el EXPLORER. Esta era una nave cilíndrica de 14 kg de peso, 15

cm de diámetro y 2 metros de longitud, que estuvo transmitiendo mediciones de radiación cósmica

y micrometeoritos durante 112 días, y aportó los primeros datos desde un satélite que llevaron al

descubrimiento de los cinturones de radiación de Van Allen. El 17 de marzo de 1958, los Estados

Unidos lanzaron su segundo satélite, el VANGUARD 2 que estuvo transmitiendo señales durante

más de 6 años; a éste le siguió el satélite estadounidense EXPLORER 3, lanzado el 26 de marzo

de 1958, y el soviético SPUTNIK 3, lanzado el 15 de mayo de ese mismo año. Este último, que

pesaba 1.327 kg, efectuó mediciones de la radiación solar, la radiación cósmica, los campos

magnéticos y otros fenómenos, hasta que dejó su órbita en abril de 1960.

Figura 7: Explorer

Figura 8: Explorer

El 18 de diciembre de 1958 se lanzó el satélite SCORE que, con un peso de 70 kg puede

considerarse, de alguna manera, como el primer satélite de “comunicaciones” aunque pasivo,

pues disponía de un transmisor que radiaba la información contenida en un magnetófono,

constituida por el mensaje de felicitación de Navidad del Presidente Eisenhower. Probablemente

el primer satélite repetidor totalmente activo fue el COURIER, lanzado por el Departamento de

Defensa de los Estados Unidos en octubre de 1960. Este transmitía conversaciones y telegrafía,

pero solo duró 70 días. Fue el primer satélite de comunicaciones que usó paneles solares para

obtener la energía que necesitaba.

El 10 de julio de 1962 se lanzó el TELSTAR 1, el primer satélite en recibir y transmitir señales de

Televisión entre Estados Unidos y Europa.


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Figura 9: Telstar 1

El SYNCOM 3 fue el primer satélite de órbita geoestacionaria, lanzado por la NASA en 1963.

Entre otras aplicaciones, se utilizó para transmitir los Juegos Olímpicos de Tokio en agosto del

año 1964.

Figura 10: Symcom 3

El INTELSAT 1 mejor conocido como Pájaro Madrugador o Early Bird fue el primer satélite

internacional de órbita geosíncrona, lanzado por el consorcio internacional INTELSAT desde los

Estados Unidos el 6 de abril de 1965 y que, colocado sobre el Océano Atlántico, proporcionaba

una capacidad de 240 circuitos de voz para uso comercial.


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Figura 11: Intelsat 1

Fuente: Intelsat

Figura 12: Molniya 1

El sistema MONLNIYA (relámpago en ruso) fue la primera red satelital doméstica, y fue lanzado

en 1967 por la Unión Soviética; consistía en una serie de 4 satélites en órbitas elípticas con una

cobertura de 6 horas por satélite.

La Agencia Espacial Europea (ESA) comenzó sus lanzamientos (programa Eutelsat) en el año

1982 desde un centro espacial en la Guayana Francesa; anteriormente, y como precursor

experimental, se había lanzado en 1978 el Orbital Test Satellite (OTS), que aportó una valiosa

experiencia sobre la utilización de las bandas de frecuencias de 14 GHz y 11 GHz. Estos satélites

utilizando tecnología digital cubrían el servicio de televisión internacional de la Unión Europea de

Radiodifusión (URE). El resto es historia reciente y en la actualidad hay satélites artificiales de

comunicaciones, navegación, militares, meteorológicos, de estudio de recursos terrestres y

científicos, de ayuda a la navegación, etc. cientos de ellos operativos y en distintas órbitas.

1.1.4 Estadísticas

En los siguientes dos gráficos se resumen 50 años de historia en las comunicaciones satelitales.

Si se contabiliza desde 1,957, cuando la Luna dejó de ser el único satélite alrededor de la Tierra,

hasta el 2007 son más de 6,500 satélites los que se han puesto en órbita2.

En el siguiente gráfico se muestran los lanzamientos por país, con un liderazgo marcado por la

Ex-URSS.

2 Claude Lafleur, Octubre 2007


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Figura 13: Cantidad de satélites lanzados desde 1,957 hasta el 2007

Fuente: http://claudelafleur.qc.ca/images/50yr-owners.jpg

En el siguiente gráfico se muestra que el predominio que ha tenido la Ex-URSS de forma histórica

fue en gran magnitud durante la guerra fría, ya la mayoría de satélites tenía por objeto servicios

militares. Este predominio fue decayendo conforme fue finalizando la guerra fría y se inició el

denominado proceso de la Perestroika a finales de los años ochenta.

Figura 14: Cantidad de satélites lanzados desde 1,957 hasta el 2007



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MÓDULO I

Asimismo, las figuras anteriores se complementan con esta estadística general de los motivos por

los cuales fueron lanzados dichos satélites.

Figura 15: Propósitos de los satélites lanzados desde 1,957 hasta el 2007


En estos 50 años muchos de los satélites han dejado de operar, ya que todos tienen un tiempo de

vida limitado. Respecto a estadísticas de cuantos satélites hay operando en la actualidad, existen

aproximadamente 900, cuyo detalle se puede ver en las siguientes tablas; primero ordenado por

país y luego por tipo de órbita.

PAIS CANTIDAD DE SATELITES PORCENTAJE USA 439 49% Rusia 87 10% China 45 5% Multinational 40 4% Japan 37 4% United Kingdom 21 2% India 19 2% Germany 15 2% Resto del Mundo 195 22% TOTAL 898 100%

Figura 16: Cantidad de satélites operativos a Junio 2,008 por País

Fuente: elaboración propia en base a http://www.ucsusa.org


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TIPO DE ORBITA

CANTIDAD DE SATELITES

LEO 434 GEO 371 MEO 54 HEO 39

TOTAL 898

Figura 17: Cantidad de satélites operativos a Junio 2,008 por Tipo de Orbita

Fuente: elaboración propia en base a http://www.ucsusa.or

Con respecto a la distribución por tipo de órbita utilizada en el cuadro precedente, esa es una

forma de clasificar a los satélites y se discutirá más adelante, en este mismo módulo.

1.2 COMUNICACIONES SATELITALES

1.2.1 Definición del satélite

Un satélite de comunicaciones es, en esencia, un repetidor de señales de radio en el espacio. Las

señales enviadas por las estaciones terrenas son recibidas por el satélite, son amplificadas y

regresadas a la tierra.

Figura 18: Satélite GEO NSS-8, plataforma Boeing – Serie 702 (2007)

6 TN de peso y 6.6 Ghz de ancho de banda


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1.2.2 Clasificación de los Satélites

Se van a revisar tres formas de clasificar a los satélites en general: clasificación por servicio, por

masa y por tipo de órbita. De las tres la más usada es la última, y es la que se va a utilizar a lo

largo del curso.

Existen otras clasificaciones que no se van a tocar en el curso, y que como referencia se dan a los

alumnos. Éstas son clasificación por el tipo de aplicación: Exploración, Comunicaciones,

Navegación y Radiodeterminación , y clasificación por aplicación: Militar, Civil y Mixta.

1.2.2.1 Clasificación por Servicio

Este criterio de clasificación refiere al tipo de servicio que prestan.

DBS (Digital Broadcast Service): Servicio que distribuye una señal de audio, vídeo o

datos sobre una área extensa predeterminada, haciendo uso de sistemas especialmente

concebidos para ello, permitiendo la recepción con terminales de pequeño diámetro (60 cm

para TV). También se le denomina BSS (Broadcast Satelite Service)

Figura 19 - DirecTV

Fuente (www.getgodtv.com/)

DAB (Digital Audio Broadcasting): El sistema DAB (Digital Audio Broadcasting) se

origino en 1987 como un proyecto europeo denominado Eureka 147. El DAB es una

tecnología que permita la difusión de audio de forma digital, el DAB es un sistema muy

robusto diseñado para receptores tanto domésticos como portátiles y, especialmente, para

la recepción en móviles; para la difusión por satélite y para la difusión terrenal y que,

además del audio, nos permite introducir datos. Ejemplos de este servicio son XM Radio o

Sirius (USA).


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Figura 20 – receptor de XM Radio

GPS (Global Positioning System): Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS)

que nos permite fijar a escala mundial la posición de un objeto, una persona, un vehículo o

una nave. Ejemplo de este servicio es el Navistar (de la marina de USA).

Figura 21 – sistema Navistar

FSS (Fixed Satellite Systems): Son los sistemas que estando fijos se usan generalmente

para proveer recursos de ancho de banda a empresas operadoras. En esta categoría se

encuentran los sistemas satelitales como INTELSAT, EUTELSAT, etc.


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Figura 22 – Satélites de Eutelsat

MSS (Movil Satellite Systems): Son satélites que proveen servicios para usuarios móviles

por lo general de amplia cobertura o cobertura global. Ejemplos de estos sistemas son:

- Sistema satelital LEO de voz. Por ejemplo sistema Iridium.

- Sistema satelital GEO de voz. Por ejemplo Thuraya (Emiratos Arabes Unidos).

Figura 23 – Constelación Iridium, 6 planos orbitales polares con 11 satélites por plano

1.2.2.2 Clasificación por Masa

Este criterio de clasificación refiere al peso del satélite puesto en órbita, incluyendo el combustible,

el cual es útil como factor de ponderación cuando se tiene que considerar el costo asociado al

lanzamiento de un satélite.


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Categoría Masa (kg) Ejemplo

Plataformas grandes > 1,000 INMARSAT-4

Plataformas medianas 500 – 1,000 GIOVE-A

Minisatélites 100 - 500 UK-DMC

Microsatélites 10 – 100 PICOSat

Nanosatélites 1 – 10 SNAP-1

Picosatélites 0.1 – 1 PalmSat

Plataformas

pequeñas

Femtosatélite < 0.1 PCBSat

Figura 24 – Clasificación por masa

Fuente: elaboración propia

En este esquema de clasificación el termino “satélites pequeños” abarca todas las plataformas con

masas en orbita menores a 500 Kg. Agencias particulares y organizaciones pueden tener una

nomenclatura particular para ciertas sub-categorias. Por ejemplo, los satélites pequeños son

llamados por el DARPA del Departamento de Defensa de EE.UU. como LightSats, por el

Comando Espacial de la Marina de EE.UU. como SPINSat’s (Single Purpose Inexpensive Satellite

Systems) y por la Fuerza Aérea de EE.UU. como TACSat’s (Tactical Satellites).

FIGURA 25: Categorías de Satélite por Masa.

Fuente: Surrey Space Centre


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1.2.2.3 Clasificación por Tipo de Órbita

Este criterio de clasificación refiere a la trayectoria que sigue el satélite. Los parámetros típicos

para caracterizar las diferentes orbitas son los siguientes:

Apogeo: distancia máxima de la tierra.

Perigeo: distancia mínima de la tierra

Excentricidad: mide la forma de una elipse, una orbita circular tiene excentricidad igual a

cero.

Periodo: es el tiempo que demora a un satélite en dar una vuelta a la tierra.

Inclinación: es la inclinación entre el plano de la orbita y el ecuador.

Corrimiento Doppler: es proporcional a la tasa de cambio de la distancia entre el satélite y

la estación terrena.

Parámetros Típicos

Tipo de Orbita Apogeo

(Km)

Perigeo

(Km)

Excentricidad Periodo inclinación

(grados)

Corrimiento

Doppler

Geoestacionario 35,786 35,786 0 1 dia sideral 0.0 Ninguno o bajo

Geosíncrona 35,786 35,786 Cercana a 0 1 dia sideral 0 – 90 Bajo

Molniya 39,400 1,000 Alta ½ dia sideral 62.9 Alto

Baja / Media Variable Variable 0 hasta Alta 100 minutos o mas 0 - 90 Muy alto

Figura 26 – Orbitas usadas por las comunicaciones satelitales

Fuente: elaboración propia en base a Principles of Communications Satellites -Gordon and Morgan

En las siguientes dos figuras vemos los tipos de órbita en su conjunto, y se puede apreciar

proporcionalmente las diferencias tanto en distancia como en inclinación entre ellas


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Figura 27: Tipos de órbita

Figura 28: Tipos de órbita


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Satélites de Órbitas Geoestacionarias (Geostationary Earth Orbit - GEO)

Indica un orbita geosincrónica, es decir gira en sincronía con

la rotación de la tierra, en la misma dirección, por encima de

la línea ecuatorial (Latitud 0º) con una inclinación muy

cercana a cero. Para que la Tierra y el satélite igualen sus

velocidades es necesario que este ultimo se encuentre a una

distancia fija de 35,786 Km. sobre el ecuador.

El retardo aproximado que demora en llegar una señal desde la superficie de la tierra hasta el

satélite es de 0.12 segundos.

La distancia desde la tierra que tiene un satélite GEO permite abarcar un área muy grande de

cobertura, casi una cuarta parte de la superficie de la tierra. Adicionalmente cuenta con una vista

las 24 horas del día de un área en particular. Estos factores hacen este tipo de orbita ideal para

Broadcast por satélite y otras aplicaciones multipunto.

Figura 29: Satélites de Comunicación Comerciales – GEO

Fuente: www.gilat.com

Al permanecer el satélite en una posición relativamente constante respecto a la tierra, este

permanece sin moverse y viendo siempre la misma porción de la tierra. Si se considera que el

beam del satélite hacia la tierra y el de la estación de tierra hacia el satélite permanecen inmóviles,

esto simplifica el diseño y los requerimientos de operación tanto para el satélite como las

estaciones terrenas. Asimismo esto permite minimizar los errores debido al corrimiento Doppler.

Entre las desventajas de estos satélites se tiene que al tener una distancia muy grande hasta la

tierra, se tiene tanto una señal comparativamente mas débil en potencia y un retardo mayor en la


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propagación de la misma. Asimismo al estar orbitando sobre el ecuador se presentan dificultades

cuando se quiere transmitir a regiones cercanas a los polos.

Figura 30: Cobertura de satélite GEO Hispasat-1C

Debido a que estos satélites requieren una mayor capacidad del vehiculo de lanzamiento para

alcanzar una orbita geoestacionaria, así como una mayor energía para mantener el satélite en su

posición geoestacionaria, estos satélites se caracterizan por ser grandes, caros, y difíciles de

lanzar. El tiempo de vida promedio de este tipo de satélites es de 14 a 17 años.

Satélites de Órbitas Bajas (Low Earth Orbit – LEO)

Los satélites LEO orbitan a distancias mucho mas cortas que

los satélites GEO, en el rango de 500 a 1,500 Km. por encima

de la superficie. Su orbita es circular o elíptica e inclinada

(generalmente de orbita polar, esto es que pasa por encima de

los polos del planeta, permitiendo de esta manera pasar sobre

cada punto del planeta cuando este gira sobre su eje).

Debido a su orbita mas baja, estos satélites no permanecen en

una posición fija respecto a la superficie, y son solo visibles

sobre el horizonte entre 15 y 20 minutos en cada periodo, el cual dura aproximadamente 90

minutos.

Los principales tipos de orbita LEO son:

Orbita LEO Polar: Cuando la inclinación de un satélite LEO es de aproximadamente 90º,

se dice que es de orbita LEO Polar, esta orbita tiene cobertura global al pasar por los dos

polos, con una altitud típica entre 600 y 800 Km.


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REDES VSAT

MÓDULO I

Orbita sincronizada con la Tierra: El punto subsatelite repite traza sobre la tierra a

intervalos regulares.

Orbita LEO Helio-síncrona: El plano orbital rota a la misma velocidad con que la tierra se

mueve alrededor del sol, esto permite que el satélite sobrevuele el territorio a la misma

hora del día.

Orbita LEO Tierra-Sol-síncrona: Cumple los requisitos de la orbita sincronizada con la

tierra y con el sol.

Orbita de LEO Derivación Cero: Ocurren al tener una orbita a 6378 Km. con un numero n

de orbitas que se repiten cada día.

Figura 31: Rastreo de Orbita típico de LANDSAT para orbitas diarias.

Fuente: NASA

Entre las ventajas de los satélites LEO podemos mencionar que debido a su proximidad ala la

tierra comparada a los satélites GEO, estos entregan una mejor potencia de las señales y un

menor tiempo de retardo (aproximadamente 0.005 segundos), lo cual es positivo para

comunicaciones punto a punto. Adicionalmente, al tener una menor área de cobertura, esto

significa que se tiene un uso mas eficiente del ancho de banda. El footprint o huella es de

alrededor de 3,000 a 4,000 Km. Otra ventaja de estos satélites es que al ser livianos y pequeños

son mas fáciles de lanzar, lo que da una capacidad de multilanzamiendo.


25

REDES VSAT

MÓDULO I

Entre sus desventajas se puede mencionar que al requerirse una red de satélites LEO para dar

cobertura permanente a un punto cualquiera, estas redes son mas costosas que un sistema GEO.

Para una cobertura global se requiere una constelación de mas de 40 satélites. Los satélites LEO

tienen que compensar el corrimiento Doppler causado por su movimiento relativo y asimismo

estos satélites sufren un deterioramiento gradual en su orbita debido a los efectos atmosféricos.

Figura 32: Ejemplo de constelación LEO: IRIDIUM

Satélites de Órbitas Medias (Médium Earth Orbit - MEO)

Los satélites MEO orbitan en el rango de 8,000 Km. a 18,000 Km.

sobre la superficie de la tierra. Estos satélites son similares a los

LEO en funcionalidad, y a diferencia de los LEO, son visibles por

mayores periodos de tiempo, usualmente entre 2 a 8 horas. El

área de cobertura de los satélites MEO es mucho mayor que la

de los satélites LEO, por lo que se requiere un menor numero de

satélites MEO para cubrir la misma área que con satélites LEO.

La distancia del satélite MEO da un mayor retardo de tiempo y una señal mas débil que en un

satélite LEO, aun cuando no es tan malo como en un satélite GEO.


26

REDES VSAT

MÓDULO I

Figura 33: Ejemplo de constelación MEO: ICO

10 Satélites a 10km de altura en 2 planos orbitales

Satélites de Orbitas Muy Elípticas (Highly Elliptical Orbit – HEO)

o Satélites de Orbita Molniya:

Estos satélites han sido usados por Rusia por décadas,

debido a que el norte de Rusia no tiene cobertura con los

satélites GEO. Estos satélites tienen un perigeo de 1,200

Km. y un apogeo de 39,000 Km., cuentan con un periodo

de 12 horas y una orbita sobre un plano inclinado 63.4º.

Debido a la alta excentricidad de la orbita, este tipo de

satélite permanece 2/3 de su periodo alrededor de la

zona de apogeo (prácticamente estacionario en ese

periodo). El retardo y las perdidas de espacio libre son

aproximados a los de un satélite GEO.


27

REDES VSAT

MÓDULO I

Figura 34: Proyección de Órbita Molniya

Fuente: www.wikipedia.com

Para mantener una cobertura continua, los sistemas Molniya requieren una constelación de tres a

cuatro satélites. La orbita ya la fase son seleccionados de manera que al menos un satélite este

disponible en cualquier momento. Las estaciones terrenas deben de contar con antenas de

rastreo. Si una estación cuenta únicamente con una antena, el servicio sufrirá un corte cuando

esta antena conmute de un satélite a otro.

Figura 35: Orbita de satélite Molniya 1

Fuente: Satellite Communications Systems – Maral, Bousquet

Debido a que la distancia desde la estación al satélite varia continuamente, la potencia recibida

así como la frecuencia recibida también varían (Efecto Doppler). Para compensar la potencia

variable es necesario utilizar un controlador de potencia de uplink automático.


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REDES VSAT

MÓDULO I

o Satélites de Orbita Tundra

Estos satélites tienen un perigeo de 25,200 Km. y un apogeo de 46,000 Km., cuentan con un

periodo de 24 horas y una orbita sobre un plano inclinado 63.4º. Estos satélites son

conceptualmente similares a los de orbita Molniya, con los cuales comparten la inclinación pero

con la mitad de duración del periodo (12 horas). Actualmente esta orbita es utilizada

comercialmente por Sirius Satellite Radio, el cual opera una constelación de 3 satélites.

Figura 36: Órbita tundra

Fuente: http://www.radiosatellite.org/sirius_xm_orbits.gif

1.2.3 Ventajas de las Comunicaciones Satelitales:

Cada sistema de comunicación presente ventajas y desventajas al compararlos entre sí. El uso de

uno u otro sistema depende en mucho de las necesidades de comunicación que se busca

satisfacer, por lo cual en esta parte de la guía se va a revisar las principales ventajas de las

comunicaciones satelitales:

Gran cobertura geográfica: Un solo satélite GEO puede llegar a tener una cobertura del

40% del globo terrestre, y un sistema de satélites LEO o MEO pueden cubrir el 100% de su

superficie.

Entrega simultanea de información a un número ilimitado de estaciones

(broadcasting): esta característica junto con la anteriormente descrita, son tal vez dos de

las más importantes ventajas de las comunicaciones satelitales, y que juntas presentan

una diferenciación grande de cualquier otro sistema de comunicaciones. Es decir, un solo


29

REDES VSAT

MÓDULO I

repetidor que puede hacer radiodifusión sin límite de terminales en tierra y con una gran

cobertura terrestre. Es por eso los servicios de televisión sobre satélite son tan difundidos.

Altamente confiable (hasta el 99.9% del tiempo): los satélites, así como su puesta en

órbita son sumamente costosos. Es por eso que para su construcción se usan elementos

de alta confiabilidad y esquemas de alta disponibilidad a través de equipos de respaldo.

Ese es el motivo por el cual tienen una muy baja tasa de fallas con relación a otros

sistemas de comunicaciones terrestres.

Soporta múltiples aplicaciones : Aunque hay aplicaciones de datos que pudieran ser

sensibles al retardo satelital, la gran mayoría de aplicaciones trabajan sin problemas a

través del medio satelital. Incluso dichas aplicaciones pueden ser modificadas para poder

“manejar” dicho retardo. En general funcionan adecuadamente aplicaciones de Video,

Internet, Datos, Voz, Localización y telemediciones, etc

Servicios fijos y móviles: las comunicaciones satelitales proveen servicios móviles y fijos

e incluso son los únicos que pueden proveer servicios terrestres, aéreos y marítimos al

mismo tiempo.

Rápida instalación de las redes: al no depender de la infraestructura cableada, su

implementación es mucho más flexible y rápida, y su costo independiente de distancia.

Existencia de terminales de relativo bajo costo: el uso de tecnología satelital no es

prohibitiva en cuanto a costos, de hecho se vuelve más accesible con el paso del tiempo, y

ahora existen hasta terminales de relativo bajo costo que pueden trabajar con satélites,

como los celulares satelitales, y los VSATs.

Acceso por igual desde cualquier punto: La calidad del servicio que ofrece una

comunicación satelital depende menos del lugar donde se requiera comunicación que

cualquier otro medio de transmisión.

No se ve afectado por la saturación del espectro radio- eléctrico terrestre: es

conocido que se tiene una saturación de espectro radioeléctrico en Tierra, por la gran

cantidad de servicios que existen y la proximidad de sus bandas. Las comunicaciones

satelitales trabajan en bandas de frecuencia muy altas, por lo cual son ajenos a

interferencia que pueda provenir de las fuentes antes mencionadas.

Un solo proveedor puede ofrecer servicios con alcance regional, nacional,

continental o intercontinental: Esto por las razones antes explicadas, las

comunicaciones satelitales tienen amplia cobertura.

También tenemos ventajas inherentes para servicios DBS, zonas de guerra, desastres naturales,

cobertura global, DRP/BCP, enlaces de redundancia, zonas rurales. Y como una imagen vale


30

REDES VSAT

MÓDULO I

más que mil palabras, a continuación se ve como luego de un desastre natural un teléfono público

satelital VSAT sigue funcionando.

Figura 37: Teléfono Pùblico VSAT - Panama

Fuente: Cable&Wireless

1.3 FRECUENCIAS DE OPERACIÓN

Uno de los factores que define la capacidad de tráfico de un satélite es el ancho de banda, al

respecto la unión internacional de telecomunicaciones (UIT) ha asignado para los satélites

actuales de recomunicaciones las bandas de VHA, UHF y SHF. Estas bandas son muy amplias y

han sido divididas por conveniencia en sub-bandas también conocidas como bandas; así UHF,

contiene las bandas L y S, mientras que SHF incluye a las bandas C, X, Ku y Ka, que son

empleadas actualmente por satélites civiles y militares para diferentes tipos de servicios.

Los tres principales tipos de servicio definido tanto por la UIT como por la FCC de los estados

unidos son:

FSS o servicio fijo por satélite

MSS o servicio móvil por satélite

BSS o servicio de radiodifusión por satélite

Cada servicio tiene su propia banda de frecuencias asignadas, y los límites superior e inferior de

cada una de ellas pueden variar dependiendo de la región; la UIT (Unión Internacional de

Telecomunicaciones) ha dividido al mundo en tres regiones y ha asignado las siguientes

frecuencias:


31

REDES VSAT

MÓDULO I

Figura 38- Bandas Ku de Frecuencia por Regiones

Región I: Europa, África y norte de Asia.

Región II: América del Norte y del Sur.

Región III: resto de Asia.

Las bandas C y Ku son las más usadas actualmente por los satélites comerciales, pero ya no hay

más posiciones para nuevos satélites, por que los satélites que usan la misma banda debe tener

una mínima separación. Es por eso que también ha comenzado a ser usada la banda Ka, la

desventaja de esta banda es la gran atenuación que sufren las señales en presencia de lluvia.

Finalmente la banda X este reservada para transmisiones gubernamentales y militares. A

continuación se muestra las ventajas y desventajas de estas bandas.

Ventajas Desventajas

C-Band

Menores pérdidas atmosféricas Mayor grado de estandarización

Bandas terrestres - interferencia Patrones de radiación grandes Limitaciones del estándar

- Ancho de banda = 36 MHz - Limitaciones de potencia

Ku-Band

Mejor EIRP & G/T que C-Band Posibilidad de tener BW>36Mhz

en el satélite.

Mayores pérdidas atmosféricas que la banda C.

Ka-Band Patrones de radiación angostos

Congestión reducida Caro (tecnología nueva) Las más altas pérdidas atmosféricas

Figura 39 - Ventajas y desventajas de las bandas C, Ku y Ka


De manera más práctica se muestra a continuación diferencias de parámetros al usar las bandas

de más difundido uso para las comunicaciones satelitales que son la banda C y la banda Ku.

Parámetros como ganancia de las antenas, potencia y pérdidas atmosféricas se verán en el


32

REDES VSAT

MÓDULO I

módulo 3 con detalle, pero a manera introductoria debe quedar claro que ambos implican costos

diferentes.

Figura 40 – Comparación de las bandas C y Ku


En la actualidad hay varios proyectos para la implementación de sistemas satelitales a muy altas

frecuencias, ante esto se han abierto nuevas bandas para estos sistemas. Estas son

denominadas Banda Q y Banda V.

Las Bandas Q y V brindarán servicios globales o casi globales con canales duplex de 155 Mbps,

cada uno tanto para las orbitas, bajas, intermedias y geoestacionarias, además de la propuesta de

implementas enlaces ópticos intersatelitales. Lo atractivo de estas bandas es que cuentan con un

ancho de banda de 3000 MHz para satélites geoestacionarios y de 1000 MHz para las orbitas

bajas e intermedias.

A continuación se muestra un resumen de las frecuencias asignadas a las bandas más

importantes para las comunicaciones satelitales:

Condiciones Ku-Band C-Band

Ganancia Antena 7mts (diámetro)Mayor

58.4 dBi @ U/LMenor

50.9 dBi @U/LDiámetro Antena Igual ganancia Más pequeña Más grande

Potencia D/L Restricciones de potencia en C-Band

Mayor 20-140 Watts

Menor 12-20 Watts

Pérdidas Atmosf. Igual disponibilidad Mayor en 6-10dB Menor

Costo de E.T. Menor Mayor

Costo Satélite Mayor Menor

Parámetros


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REDES VSAT

MÓDULO I

Banda Enlace ascendente

(GHz) Enlace descendente

(GHz) Servicio

C: 6/6 GHz 5925 - 6425 (500 MHz)

3700 - 4200 (500 MHz)

FSS

X: 8/7 GHz 7900 - 8400 (500 MHz)

7250 - 7750 (500 MHz)

Comunicaciones Militares

Ku: 14/12 GHz 14000 - 14500

(500 MHz) 11700 - 12200

(500 MHz) FSS

Ku: 17/12 GHz 17300 - 17800

(500 MHz) 12200 - 12700

(500 MHz) BSS

Ka: 30/20 GHz 27500 - 31000

(3500 MHz) 17700 - 21200

(3500 MHz) FSS

Q/V: 50/40 GHz 47200 - 50200

(3000 MHz) Banda V

39500 - 42500 (3000 MHz) Banda Q

FSS

Figura 41- Bandas de frecuencias para los sistemas satelitales

Fuente: Libro “Comunicaciones por satélite” - Autor Rodolfo Neri Vela

1.4 ORGANIZACIONES INTERNACIONALES

1.4.1 INTELSAT

Origen.

INTELSAT (International Telecommunications Satellital Organization) es el mayor proveedor de

servicios de comunicaciones por satélite a nivel mundial. Se creo como una organización sin fines

de lucro en 1964 conformada inicialmente por once naciones que se unieron formando un sistema

de comercio global de comunicaciones por satélite, disponible para todas las naciones de acuerdo

a una base no discriminatoria. Posteriormente en 1973 el acuerdo fue reemplazado de manera

permanente, cuando este fue adoptado por 54 de las 83 naciones que en ese entonces la

conformaban.

Estas naciones decidieron que había numerosos beneficios políticos, financieros y operacionales,

que podrían derivarse de la unión de sus recursos y de trabajar juntos para lograr mutuas metas

en comunicaciones espaciales.


34

REDES VSAT

MÓDULO I

Características.

INTELSAT cuenta con una flota de más de 27 satélites de alta potencia, técnicamente avanzados

en órbita geoestacionaria. Es el más utilizado para la transmisión de televisión internacional.

INTELSAT Posee y opera sus propios satélites, que se encuentran distribuidos a lo largo de más

220 países. Así, INTELSAT emplea la banda de 4 a 6 [GHz] (banda C) y a medida que la

demanda por ancho de banda ha aumentado se emplean frecuencias de 14 y 11/12 [GHz], dando

origen a la banda Ku. Las frecuencias de operación de los satélites INTELSAT en ambas bandas

se muestran a continuación:

Banda Frec. Subida [GHz] Frec. Bajada [GHz]

5.925 - 6.425 3.700 - 4.200

5.850 - 6.425 3.625 - 4.200 Banda C

6.425 - 6.650 3.400 - 3.625

10.95 - 11.20 Banda Ku 13.75 - 14.50

11.45 - 11.70

Figura 42 - Frecuencias utilizadas por los satélites INTELSAT

INTELSAT tiene puesto en orbita satélites de ultima generación, actualmente están en orbita

satélites de la serie XI. Los satélites INTELSAT puestos en orbita hasta el día de hoy son:

Intelsat I. Se lanzó en abril de 1965 y fue conocido como "pájaro madrugador". Estaba

dotado de 2 transponder (transmisor-receptor) de 30 MHz de ancho de banda cada uno.

Intelsat II. La serie de satélites Intelsat II comenzó en enero de 1967 con transponder de

120 MHz de ancho de banda. Este sistema permitía el acceso múltiple de varias

estaciones.

Intelsat III. El primer satélite de esta serie se puso en órbita en diciembre de 1968. Varios

satélites de esta serie sufrieron inconvenientes. Contaba con 2 transponder de 225 MHz de

ancho de banda. El satélite recibía señales en la banda de 5932-6418 MHz y emitía en

3707-4192 MHz (banda C=6/4 GHz).

Intelsat IV. Comenzó a funcionar en enero de 1971. Se usaron 12 transponder de 36 MHz,

uno de los cuales se aplicó para portadoras monocanales SCPC (Single Channel Per

Carrier). Este satélite inauguró el uso de haces pincel para enfocar áreas estrechas de la

Tierra. La versión ampliada Intelsat IV-A, lanzado a partir de septiembre de 1975, poseía

20 transponder con haces pincel (Spot) lo que permitía reutilizar frecuencias en distintos

continentes.


35

REDES VSAT

MÓDULO I

Intelsat V. En mayo de 1981 se coloca en órbita el Intelsat V (diagrama de layout anexo).

Inauguró el uso de la banda 14/11 GHz y la técnica de aislación por polarización ortogonal

lineal en la banda de 6/4 GHz. En la banda de 14/11 GHz se recurre a la polarización

ortogonal lineal para los haces pincel. El número total de transponder es de 27 con anchos

de banda de 34 a 241 MHz. Se incorpora también la tecnología de FET-AsGa. El Intelsat

V-A se lanzó en marzo de 1985 debido a los requerimientos de tráfico. Se introducen 2

antenas orientadas en haz pincel a 4 GHz. Comienza el uso de los servicios digitales IBS

en la banda C (6/4 GHz) para América del Sur y en la banda Ku (14/11 GHz) para América

del Norte y Europa. Se asignaron 10 transponder de 36 MHz de ancho de banda.

Intelsat VI. Se pone en servicio en 1987 incorporando en el futuro el sistema de

conmutación en el satélite sobre un acceso múltiple por división de tiempo (SSTDMA).

Cuenta con 50 transponder con tecnología FET-AsGa y amplificadores de potencia de tubo

de onda progresiva TWT.

Intelsat VII. comenzó a funcionar en 1994 para las bandas C (hemisférico, zonal, spot y

global) y Ku (spot). Los transponder tienen 77, 72, 38 y 36 MHz. La EIRP varía desde 26 a

48 dBw y la G/T desde -11 a +5 dB/K.

Intelsat VIII. Hasta el 7 de Abril de 1995, INTELSAT tenia en orbita cuatro satélites

INTELSAT VIII y dos INTELSAT VIII-A. Esta serie ha sido diseñada para ofrecer una mejor

cobertura de la zona del Pacífico con un servicio en banda C mejorado. Estos satélites

incorporarán seis reutilizaciones en banda C, dos reutilizaciones en banda C de capacidad

extendida y la mayor potencia en banda C jamás proporcionada.

Intelsat IX. El primer satélite de esta serie el INTELSAT 901 fue puesto en orbita el 11 de

Junio de 2001. Destinado a servir a la región atlántica (sobre todo Europa y América)

Para ello transporta 42 repetidores en banda C (72 en equivalencia de unidades de 36

MHz) y 12 en banda Ku (22 en equivalencia de 36 MHz), los cuales serán operados desde

la posición geoestacionaria 342 grados Este. El 901 reemplazará a su antecesor, el

Intelsat-705, y proporcionará servicios de Internet, video y telefonía a América, Europa,

Oriente Medio y África, a partir de octubre y durante al menos 13 años.

Intelsat X. el ultimo de esta serie el INTELSAT 10-02 fue lanzado al espacio, el 16 de junio

de 2004. Situado en órbita a 359° Este, el Intelsat 10-02 provee una gama completa de

servicios en las bandas Ku y C para cobertura principal de las áreas terrestres de Europa,

África y Oriente Medio. Además, el Intelsat 10-02 alcanza zonas orientales y occidentales

tan lejanas como Asia (la India) y las dos Américas.

Intelsat XI. Lanzado en octubre del 2007 El satélite, construido por Orbital Sciences

Corporation, operará desde la posición a 317E, desde donde atenderá a los principales

programadores de vídeo de América Latina y alojará la plataforma de servicios directos al


36

REDES VSAT

MÓDULO I

hogar (DTH) más grande de la región. Cabe indicar que este satélite es uno de las más

grandes de las 27 plataformas DTH que se tienen implantadas en todo el mundo

Su carga útil comprende 25 unidades de transpondedor en banda C y 18 en banda Ku, que

ofrecen una sólida cobertura para contenido de radiodifusión en el continente americano y

Europa.

Una vez que entre en servicio, el INTELSAT XI reemplazará a los satélites INTELSAT 6B y

3R, y cuando culminen sus pruebas en órbita, sus clientes comenzarán a trasladar sus

servicios al mismo, que les ofrecerá capacidad con una vida útil destinada a prolongarse

por los próximos 16 años.

Figura 43 - Satélite INTELSAT 10-02

Fuente: (http://www.skyrocket.de/space/doc_sdat/intelsat-10-02.htm)

Servicios.

INTELSAT presta servicios de telefonía, conmutada, línea privada (red de servicios para

negocios), servicios de retransmisión (Audio y video), desde velocidades de 64 Kbps con

cobertura nacional y regional. Inicialmente INTELSAT se creo para las comunicaciones marítimas,

luego amplió sus servicios para clientes que requerían servicios de voz, datos e imágenes fijas y

en movimiento. Algunos de los servicios ofrecidos se mencionan a continuación:

Organización de redes intranet y la posibilidad de su conexión y establecimiento de

vínculos con la red internet.

Trafico que utilice las tecnologías del tipo de la jerarquía digital sincronía (SDH) y los

correspondientes al modo de transferencia asíncrona

Transmisión por difusión de señales de televisión del tipo digitales de lata definición (DTH).

Redes públicas y privadas de voz y datos.

Otras prestaciones para ser utilizadas en redes de banda ancha, tales como:


37

REDES VSAT

MÓDULO I

- Trunking de muy alta velocidad.

- Telemedicina.

- Educación a distancia interactiva.

- Televisión interactiva

- Otros servicios multimediales

Todos los servicios de INTELSAT presentan características particulares.

Las estaciones de los usuarios pueden ser:

- Estación de gran porte, para el acceso nacional.

- Estación de mediano porte, para servicios regionales.

- Estaciones VSAT y USAT, para usuarios individuales.

Los enlaces suministrados pueden ser:

- Dúplex (punto a punto)

- Símplex (punto a punto)

- Difusión (radio/televisión) símplex (punto/multipunto)

Su cobertura puede ser:

- Internacional

- Nacional

INTELSAT establece una serie de standards para las estaciones terrestres que cualquier usuario

de INTELSAT debe cumplir. Miles de estaciones terrestres, que van desde los 30 metros hasta las

más pequeñas de medio metro acceden al sistema INTELSAT. A continuación se presenta las

características estándar de las estaciones terrenas y servicios que éstas pueden ofrecer según las

mismas.


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REDES VSAT

MÓDULO I

Figura 44 - Características y servicios de las estaciones terrenas

Fuente: (http://www.mappinginteractivo.com/plantilla-ante.asp?id_articulo=1326)

Actualidad.

Es importante destacar que en la actualidad luego de varios años se llevo a cabo la privatización

total de INTELSAT. La nueva compañía INTELSAT LTD, fue creada a través de un acuerdo en el

año 2000 por más de 200 accionistas, la mayoría de ellos empresas de 145 países y

representantes de los operadores de comunicaciones más importantes del planeta.

La privatización permitió a INTELSAT desarrollar nuevos canales de ventas. Asimismo lo facilito

de una mayor capacidad de respuesta a las necesidades de los clientes.

Posteriormente INTELSAT pasó a ser la primera compañía de servicios por satélite, tras la compra

de la estadounidense PanAmSat por 3.200 millones de dólares.


39

REDES VSAT

MÓDULO I

1.4.2 INMARSAT

Origen.

INMARSAT (International Maritime Satellite Organization): Organización intergubernamental (US

23% - URSS 14%) fundada en 1979 para mejorar las comunicaciones marítimas con objeto de

incrementar la seguridad en el mar.

Su origen se centra el 1979 año en que funcionaba el primer sistema de comunicaciones

marítimas comerciales vía satélite de cobertura mundial, con un satélite sobre cada uno de los

océanos Atlántico, Pacífico e Índico. Al mismo tiempo en la Agencia Espacial Europea, ESA, se

estaban desarrollando una serie de satélites experimentales orientados también a una mejora del

servicio de comunicaciones marítimo, los Marecs. Estos satélites fueron redefinidos en algunos de

sus parámetros para conseguir la compatibilidad con el sistema Marisat.

Fue en la conferencia de 1976 cuando concluyó la Convención y el Acuerdo Operacional de

Inmarsat. La creación de Inmarsat ha sido, en todo momento, impulsada por la IMO (Organización

Marítima Internacional). Tanto la Convención como el Acuerdo entraron en vigor en julio de 1979,

tras alcanzarse la firma por 26 estados. Inmarsat pasó a ser una empresa comercial limitada en

1999, atendiendo a una vasta gama de mercados.

Características.

La red Inmarsat está formada por un conjunto de "subredes", cada una de las cuales corresponde

a un estándar. Desde el punto de vista de la arquitectura de la red son todas iguales, por lo que se

realiza la descripción de forma general. Cada "subred" está dividida, a su vez, en cuatro regiones

oceánicas. Para cada región se dispone de los siguientes elementos:

1. Los satélites

2. La NCS (network coordination station)

3. Las LES (land earth station)

4. Las MES (mobile earth station) o terminales

En cada región oceánica existe un satélite activo y normalmente se tiene uno de reserva. Como la

división en regiones oceánicas es la misma para todas las subredes, los satélites ubicados en

cada región proveen de servicios a todas ellas.


40

REDES VSAT

MÓDULO I

La NCS se encarga de la gestión de la subred y tiene asociadas muchas funciones específicas,

tales como la asignación de canales de satélite en cada llamada, la liberalización de los propios

canales, el mantenimiento de las bases de datos de terminales autorizados, étc.

La LES sirven de acceso a las redes fijas (RPTC, red Télex, étc.). Se observa que en cada región

hay más de una, lo que permite al usuario (propietario de un terminal) escoger libremente entre las

de la región oceánica en cuestión.

La cobertura el sistema Inmarsat utiliza una constelación de cuatro satélites operativos, y al

menos uno de reserva, que proporcionan cobertura mundial (excepto los cascos polares). Para

poder ofrecer esta cobertura, los satélites de órbita geoestacionaria han sido distribuidos sobre los

océanos de la siguiente forma:

1. Atlántico, que se divide a su vez en dos regiones:

a) Atlántico este (AOR-E)

b) Atlántico oeste (AOR-W)

2. Índico (IOR)

3. Pacífico (POR)

Hasta el día de hoy Inmarsat cuenta con cuatro generaciones de satélites, las cuales son:

La primera generación de satélites Inmarsat estaba formada por un conjunto de

satélites alquilados. Se utilizaron 2 satélites a través de COMSAT que trabajaban en el

sistema Marisat, 2 satélites MARECS proporcionados por la ESA y 3 satélites de Intelsat

con subsistemas MCS.

La segunda generación Inmarsat-2: El primer satélite de esta generación Inmarsat-2 F1

puesto en orbita en 1990. Esta generación estuvo conformado por 4 satélites y fueron los

primeros satélites propios del consorcio Inmarsat. Los satélites de segunda generación

fueron capaces de conducir simultáneamente 125 canales telefónicos en la dirección de

ida (embarcación-costa) y 250 canales en la dirección opuesta, siendo las bandas de

frecuencias de transmisión y recepción las mismas que las que utilizaban los Marecs e

Intelsat V MCS (C y L).

La tercera generación Inmarsat-3: Conformado por 5 satélites, fueron 8 veces mas

potentes que la serie anterior, los satélites de esta generación contaron con un sistema

renavegación y SAR y contó además con un sistema de comunicación en banda L. El


41

REDES VSAT

MÓDULO I

primer satélite Inmarsat-3 F1 fue puesto en orbita en abril de 1996 y el ultimo el Inmarsat-2

F5 en el 2002.

La cuarta generación Inmarsat-4: Esta es la ultima generación de satelites Inmarsat,

hasta hoy se han puesto en orbita dos satelites que fueron lanzados en el 2005, se espera

que para este año se lance el tercer satelite de esta generación

Los Inmarsat-4 han establecido una nueva cota de referencia para las telecomunicaciones

móviles satelitales con respecto a su potencia, capacidad y flexibilidad. Un solo satélite

Inmarsat-4 es sesenta veces más potente que un satélite Inmarsat-3. Los dos Inmarsat-4

en órbita ofrecen una cobertura del 85 por ciento de la masa terrestre del mundo y de

alrededor del 98 por ciento de la población mundial.

Con esta generación de satélites de última generación, se abre una nueva era de servicios

denominada BGAN (Broadband Global Area Network).

Figura 45- Cobertura de los satélites Inmarsat-4

http://www.inmarsat.com/Downloads/Spanish/Introducing_Inmarsat_ES.pdf

Servicios.

Inmarsat ofrece un amplio rango de servicios como: telefonía y transmisión de datos a

embarcaciones y plataformas marítimas. Actualmente ofrece links para teléfono, fax y transmisión

de datos con velocidades de hasta 64 kbps a más de 210.000 navíos, vehículos, aeronaves y


42

REDES VSAT

MÓDULO I

terminales portátiles en todo el mundo. Cuenta con una flota de más de 10 satélites en órbita

geoestacionaria (incluyendo los satélites de última generación Inmarsat-4).

Actualmente el sistema Inmarsat es usado por proveedores de servicios independientes que

ofrecen diversos servicios de transmisión de voz y multimedia. Los usuarios de los servicios

incluyen desde propietarios de navíos a hombres de negocios, pasando por periodistas,

trabajadores de salud, rescate y salvamento, operadores de transporte terrestre, compañías

aéreas, controladores de tráfico aéreo, trabajadores gubernamentales, agencias de defensa

nacionales y fuerzas de paz, entre muchos otros. Algunas de estos nuevos servicios son:

Gestión de las embarcaciones. Los operadores de comunicaciones de cada flota utilizan

Inmarsat A/B para monitorizar el inventario, acceder al servicio de información de

meteorología y adaptar las rutas, gestionar los archivos del personal como por ejemplo las

nóminas, étc. Este servicio permite a las embarcaciones cumplir con la normativa del ISM

(International Safety Management).

Transmisión de imágenes y vídeo. En horas de poco tráfico se envía TV comprimida,

codificada y digitalizada hacia embarcaciones que disponen del equipo de recepción

adecuado. Las empresas proveedoras ofertan este servicio con tasas muy elevadas de

transmisión vía Inmarsat-A/B. El servicio HSD (high speed data) permite a los pasajeros de

embarcaciones que realizan trayectos transoceánicos participar en videoconferencias.

También es útil para transmitir información sobre movimientos sísmicos. Por último, pero

no menos importante, permite asistencia técnica por parte de ingenieros de tierra firme en

el caso de que fuera necesario.

Intercambio de datos electrónico, EDI (electronic data interchange). El servicio EDI es

utilizado para la entrega de documentos en las estaciones aduaneras vía Inmarsat- A/B

antes de la llegada de la embarcación. Este servicio agiliza los trámites en las aduanas

permitiendo a las embarcaciones reanudar su viaje más rápidamente.

Informes sobre posición y otros datos. Inmarsat-C soporta la transmisión de datos tales

como la posición, ruta, velocidad, reserva y consumo de combustible de las embarcaciones

cada cierto intervalo de tiempo preestablecido. El hecho de que sea Inmarsat-C el que

provea este servicio se debe, sobre todo, a que es capaz de integrarse con un amplio

grupo de sistemas de navegación tales como el GPS de Glonass. Este servicio es de gran

utilidad para las propias navieras y para los servicios de rescate.

Correo electrónico. Todos los estándares de Inmarsat soportan este servicio en las

comunicaciones marítimas. Inmarsat es capaz de establecer conexión con X.400, X.25 e


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Internet y de permitir el establecimiento de redes WAN (wide area network) para usuarios

remotos.

Cabinas telefónicas (payphones). Cualquier persona a bordo puede tener acceso a los

servicios de Inmarsat a través de unos teléfonos en los que se paga con tarjetas de

crédito.

Correcciones de la carta de navegación electrónica. La actualización periódica de las

cartas de navegación electrónicas permite un incremento muy significativo de la seguridad

en el mar.

También se ofrecen servicios de llamada de grupo o EGC (enhanced group calls ) en los que es

posible enviar información desde tierra a todas las embarcaciones de una zona, de una

nacionalidad o de una flota. Los terminales de las embarcaciones deben ser programados para

recibir este servicio. Una cabecera especial se añade al texto para indicar el grupo determinado de

usuarios o el área geográfica que va a recibir el mensaje. Existen dos tipos:

- Safety NET: se envían mensajes de seguridad a áreas geográficas específicas. Este

servicio lo utilizan las autoridades de costas, meteorológicas, de rescate,...

- Fleet NET: permite enviar información a un número supuestamente ilimitado de móviles

previamente determinado. Este servicio se utiliza para la distribución de noticias

económicas, deportivas, análisis meteorológicos, etc.

Por ultimo el lanzamiento y puesta en orbita de los satelites Inmarsat-4 de ultima generación trajo

consigo un nuevo servicio de transmisión de voz y datos de alta velocidad, conocido como BGAN.

BGAN. Es el primer servicio móvil de comunicaciones móviles que provee servicios de voz y datos

a gran velocidad simultáneamente a través de un Terminal sencillo de operar, verdaderamente

portátil y cobertura mundial.

El servicio BGAN ha sido desarrollado para permitir accesos a contenidos y soluciones de Internet

a Intranet, video bajo demanda, videoconferencia, fax, correo electrónico, telefonía, acceso a LAN

con velocidades hasta 492 kbit/s prácticamente en cualquier lugar del mundo.


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Figura 46 - Acceso a Internet a través de un terminal BGAN

http://www.erziasat.com/dl/BGAN%20Overview.pdf

El BGAN es un sistema de comunicaciones personales que ofrece una cobertura transnacional,

regional y mundial mediante una constelación de satélites accesibles con pequeños terminales

fácilmente transportables. Los sistemas de satélite del GMPCS, geoestacionarios o no

geoestacionarios, fijos o móviles, de banda ancha o de banda estrecha, mundiales o regionales,

proporcionan servicios de telecomunicaciones, ya sea de telefonía, fax, mensajería, datos e

incluso multimedios de banda ancha directamente a los usuarios.

Comunicaciones: gran calidad de telefonía, SMS, buzón, ISDN y acceso inmediato a

correo electrónico

Compatibilidad de video: videoconferencia, Broadcast, sistema de comunicación store y

forwarding, tasas de datos garantizadas bajo demanda para aplicaciones como streaming

Acceso de datos: Web y conexiones Internet en gran velocidad y transferencia de archivos

Flexibilidad del sistema: IP y aplicaciones con cambios de circuitos de datos pueden ser

usadas simultáneamente

Seguridad: acceso seguro a redes corporativas VPN’s, soporta prácticamente todas las

criptografías conocidas.

1.4.3 EUTELSAT

EUTELSAT es el mayor operador de satélites de Europa. Presta servicios de telefonia, telex, fax,

transmisión de datos y transmisiones de programas de TV y radio. En 1979 la agencia espacial

europea (ESA) decidió construir cinco satélites europeos de comunicaciones, cuya administración


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correría a cargo de la organización europea EUTELSAT creada en 1977 por la CEPT (Europe's

Conference of Postal and Telecommunications Administrations).

Para evitar problemas en la asignación de frecuencias dentro de la banda C debidos a

interferencias, los satélites fueron diseñados para trabajar dentro de la banda Ku.

1.4.4 ARABSAT

ARABSAT, empresa fundada hace 30 años, ofrece a los países de Oriente Próximo y de África un

abanico sin igual de servicios de comunicación por satélite: recepción directa de radio y televisión,

telefonía, Internet, banda ancha, comunicación por satélite VSAT, además de otros muchos

avanzados servicios capaces de cubrir la demanda actual y la futura. En la actualidad, ARABSAT

transmite más de 340 canales de televisión, y amplía continuamente sus servicios para satisfacer

las cambiantes necesidades de sus clientes. Con una audiencia de 164 millones de espectadores,

ya sólo en el mundo árabe, la constelación de satélites situada a 26°E se ha convertido en el “hot

spot” preferido para servicios audiovisuales.

Su dinámica estrategia de expansión, que prevé la puesta en servicio de un nuevo satélite cada

año, entre 2008 y 2011, incluido el flamante BADR-6, capacita a ARABSAT para ofrecer servicios

de una calidad inigualada en las zonas de Oriente Próximo y del Norte de África, así como en

regiones más lejanas, además de con una flexibilidad hasta ahora inalcanzada y una fiabilidad sin

par. Lo hace posible algo único en este sector industrial, a saber, un satélite situado en órbita

como auténtica reserva. La flota integrada de satélites de ARABSAT opera sobre la base de las

más modernas tecnologías y cubre la mayor parte de bandas de frecuencia en todo Oriente

Próximo, en Europa y en África. Esto permite a los clientes del operador ofrecer todo tipo de

emisiones a oyentes y usuarios más distantes que nunca.


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REFERENCIAS

Brief History of the Satellite Communications Industry -by Virgil S. Labrador and Peter I.

Galace.

Principles of Communications Satellites / Gary D. Gordon and Walter L. Morgan / John

Wiley & Son, INC / 1993

Satellite Communications Systems / Gerard Maral and Michel Bousquet / John Wiley &

Son, LTD / 2002

Comunicaciones por satélite - Autor Rodolfo Neri Vela - Publicado por Cengage Learning

Editores, 2003 - 544 páginas

Redes VSAT, W. Fanola – Lima, Perú

Notas de Clase del Curso de Comunicaciones Satelitales – Christian Cheé

Información del centro de documentación y entrenamiento de Gilat Satellite Networks.

ENLACES

http://www.satnews.com

http://www.compassroseintl.com

http://www.gr.ssr.upm.es

Tecnología DBS

http://www.upv.es/satelite/trabajos/Grupo8_99.00/DBSnow.html#1.1

Sistemas DAB

http://www.rtve.es/dab/queesdab.html

Intelsat

http://www.upv.es/satelite/trabajos/pract_8/intelsat/intro.htm

www.elo.utfsm.cl/~elo341/material/INTELSAT.doc

http://www.one-digital.com.mx/www/modules.php?name=News&file=print&sid=3845

http://www.rares.com.ar/albums/1_Manual_de_Telecomunicaciones_2000/708%20Sistemas%20In

telsat.pdf

Inmarsat

http://www.inmarsat.com/Downloads/Spanish/Introducing_Inmarsat_ES.pdf

http://www.monitoreame.com/bgan.htm

http://www.erziasat.com/dl/BGAN%20Overview.pdf

http://www.upv.es/satelite/trabajos/pract_14/inmarind.htm

ARABSAT

www.arabsat.com


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ANEXO 1 Famoso Artículo de Sir Arthur Clarke: Extra – Terrestrial Relays publicado en la revista Wireless World en Octubre de 1945


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semana 1 - los satelites

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