SATÉLITE
En las comunicaciones por satélite, las señales directas que gracias a la presencia en el espacio de satélites artificiales situados en órbita alrededor de la Tierra.Un satélite actúa como un repetidor situado en el espacio: recibe las señales enviadas desde la estación terrestre y las reenvía a otro satélite o de vuelta a los receptores terrestres. En realidad hay dos tipos de satélites de comunicaciones:
- Satélites pasivos. Se limitan a reflejar la señal recibida sin llevar a cabo ninguna otra tarea.
- Satélites activos. Amplifican las señales que reciben antes de reenviarlas hacia la Tierra. Son los más habituales. Satélites y sus órbitas Los satélites son puestos en órbita mediante cohetes espaciales que los sitúan circundando la Tierra a distancias relativamente cercanas fuera de la atmósfera.
- TIPOS DE SATÉLITE
Los satélites son puestos en órbita mediante cohetes espaciales que los sitúan circundando la Tierra a distancias relativamente cercanas fuera de la atmósfera. Los tipos de satélites según sus órbitas son:
Las antenas utilizadas preferentemente en las comunicaciones vía satélites son las antenas parabólicas, cada vez más frecuentes en las terrazas y tejados de nuestras ciudades. Tienen forma de parábola y la particularidad de que las señales que inciden sobre su superficie se reflejan e inciden sobre el foco de la parábola, donde se encuentra el elemento receptor.
Los sistemas de comunicaciones móviles por satélite pueden ser clasificados en términos de sus órbitas de operación. Cada órbita tiene sus ventajas y desventajas, por lo que no se puede tener todo a la vez. Por ejemplo, las órbitas geoestacionarias (GEO) permiten cubrir casi la tercera parte de la superficie terrestre pero al estar muy lejos de la tierra (35,786 Km de altura) requieren de mayores potencias de transmisión tanto en los satélites como en las terminales en tierra y sufren de retrasos en la transmisión. Las órbitas bajas (LEO) por otro lado, nos liberan de estas restricciones pero entonces ya no tenemos al satélite en un punto fijo respecto a nosotros, sino que lo vemos pasar unos cuantos minutos al día sobre nuestra posición. Lo anterior requiere entonces de una gran cantidad de satélites en operación simultánea para asegurar la comunicación entre dos usuarios en un momento dado y una gran complejidad en el ruteo de las señales entre los satélites y el segmento terrestre.
Por lo anterior, ninguna solución es óptima y en comunicaciones móviles existen dos grandes categorías: los sistemas que se basan en órbitas geoestacionarias y los que se basan en órbitas no geoestacionarias o asíncronas. Los satélites de órbita asíncronas, a su vez tienen dos grandes clases que son órbitas circulares y órbitas elípticas.
Los sistemas de comunicaciones móviles por satélite en órbita circular se dividen en órbita terrestre media (MEO) y de órbita terrestre baja (LEO).
Los sistemas de comunicaciones basados en satélites geoestacionarios han sido muy útiles para proporcionar diversas soluciones de comunicaciones, como la difusión de señales de televisión en gran escala. El encontrarse a una altitud de 35,786 kilómetros sobre la tierra les da la ventaja de cubrir a casi todo un hemisferio terrestre y con eso tener la posibilidad de "bañar" grandes regiones con sus señales electromagnéticas. Esa misma virtud los hace muy útiles para comunicar zonas remotas en el planeta en donde los sistemas terrestres como las microondas y la fibra óptica resultarían prohibitivamente caros.
Sin embargo, cuando queremos aplicar los satélites geoestacionarios a las comunicaciones móviles y personales, la gran distancia a la que se encuentran sobre la tierra representa una desventaja por las siguientes razones:
Otro enfoque a las comunicaciones móviles por satélite ha sido el utilizar satélites de órbita baja. Los satélites órbita baja no tienen las desventajas de los satélites geoestacionarios como el retraso en las señales y que los equipos en tierra requieran de grandes potencias de transmisión, sin embargo tienen otras desventajas. Al no estar fijos en un punto respecto al usuario, sino que se "aparecen" unos cuantos minutos al día en una localidad dada, se requiere de una gran cantidad de satélites en órbita simultáneamente para asegurar el servicio global. Además, dado que el usuario está en contacto con un satélite durante un tiempo limitado, el sistema tiene que tener la capacidad de transferir la comunicación a otros satélites y esto representa una complejidad que se traduce finalmente en mayor costo.
Un ejemplo de un sistema de comunicaciones móviles que utiliza satélites de órbita baja es el Iridium. Iridium es una constelación de 66 satélites de comunicaciones que giran alrededor de la Tierra en 6 órbitas bajas LEO a una altura aproximada de 780 km de la tierra. Cada una de las 6 órbitas consta de 11 satélites equidistantes entre sí. Los satélites tardan 100 minutos en dar una vuelta completa a la tierra. La operación del sistema Iridium es bastante compleja. Actualmente Iridium presta servicios de comunicaciones móviles y personales a nivel global, a precios más elevados que la telefonía celular convencional.
Como hemos visto, la tecnología satelital es capaz para proveer servicios de comunicación móvil y personal con la ventaja de tener cobertura global. Esto es, a diferencia de los sistemas terrestres, podemos tener comunicación desde casi cualquier lugar de la tierra. Sin embargo, los precios que pagamos por este servicio son bastante más caros que las comunicaciones móviles por celular y el ancho de banda al que tenemos acceso es también muy limitado en comparación con el que ofrecen actualmente los proveedores de servicio celular.
Lo anterior nos deja con la conclusión de que no es posible tener un sistema que sea bueno para todos en cualquier condición y que si queremos cobertura global en nuestras comunicaciones móviles, tenemos que pagar por ello.
A estos precios hay que añadir la compra o alquiler de los teléfonos satelitales. El precio de estos terminales depende de las funcionalidades que ofrezca, la durabilidad del terminal, tamaño... El precio ronda entre los 600€ y los 1400€. El alquiler de éstos depende de los días que desees contratarlo. Por un día de alquiler son 11,50€ e incluye el teléfono, batería, cargador para el coche de 12V, cargador de viaje, funda, antena auxiliar, cable USB, manual de uso con CD y tarjeta SIM preparada para su uso.
- Satélites LEO (Low Earth Orbit, que significa órbitas bajas). Orbitan la Tierra a una distancia de 160-2000 km y su velocidad les permite dar una vuelta al mundo en 90 minutos. Se usan para proporcionar datos geológicos sobre movimiento de placas terrestres y para la industria de la telefonía por satélite.
- Satélites MEO (Medium Earth Orbit, órbitas medias). Son satélites con órbitas medianamente cercanas, de unos 10.000 km. Su uso se destina a comunicaciones de telefonía y televisión, y a las mediciones de experimentos espaciales.
- Satélites HEO (Highly Elliptical Orbit, órbitas muy elípticas). Estos satélites no siguen una órbita circular, sino que su órbita es elíptica. Esto supone que alcanzan distancias mucho mayores en el punto más alejado de su órbita. A menudo se utilizan para cartografiar la superficie de la Tierra, ya que pueden detectar un gran ángulo de superficie terrestre.
- Satélites GEO. Tienen una velocidad de traslación igual a la velocidad de rotación de la Tierra, lo que supone que se encuentren suspendidos sobre un mismo punto del globo terrestre. Por eso se llaman satélites geoestacionarios. Para que la Tierra y el satélite igualen sus velocidades es necesario que este último se encuentre a una distancia fija de 35.800 km sobre el Ecuador. Se destinan a emisiones de televisión y de telefonía, a la transmisión de datos a larga distancia, y a la detección y difusión de datos meteorológicos.
- ANTENAS PARABÓLICAS
Las antenas utilizadas preferentemente en las comunicaciones vía satélites son las antenas parabólicas, cada vez más frecuentes en las terrazas y tejados de nuestras ciudades. Tienen forma de parábola y la particularidad de que las señales que inciden sobre su superficie se reflejan e inciden sobre el foco de la parábola, donde se encuentra el elemento receptor.
Son antenas parabólicas de foco primario. Es importante que la antena esté correctamente orientada hacia el satélite, de forma que las señales lleguen paralelas al eje de la antena. Son muy utilizadas como antenas de instalaciones colectivas.
Una variante de este tipo de antena parabólica es la antena offset; este tipo de antena tiene un tamaño más reducido, y obtiene muy buen rendimiento. La forma parabólica de la superficie reflectante hace que las señales, al reflejarse, se concentren en un punto situado por debajo del foco de parábola. Por sus reducidas dimensiones se suelen utilizar en instalaciones individuales de recepción de señales de TV y datos vía satélite.
Utilización de la línea telefónica estándar es necesaria para la emisión de peticiones a Internet ya que el usuario (salvo en instalaciones especiales) no puede hacerlas directamente al satélite.
Con el canal ascendente se realizarán las peticiones (páginas web, envío de e-mails, etc) a través de un módem de RTC, RDSI, ADSL o por cable, dependiendo de tipo de conexión del que se disponga. Estas peticiones llegan al proveedor de Internet que los transmite al centro de operaciones de red y que a su vez dependerá del proveedor del acceso vía satélite. Los datos se envían al satélite que los transmitirá por el canal descendiente directamente al usuario a unas tasas de transferencia de hasta 400 Gbytes/s.
Local Multipoint Distribution System (LMDS) es un sistema de comunicación inalámbrica de punto a multipunto, que utiliza ondas radioeléctricas a altas frecuencias, en torno a 28 y 40 GHz. Con estas frecuencias y al amplio margen de operación, es posible conseguir un gran ancho de banda de comunicaciones, con velocidades de acceso que pueden alcanzar los 8 Mbps.
Este sistema de conexión da soporte a una gran variedad de servicios simultáneos: televisión multicanal, telefonía, datos, servicios interactivos multimedia.
Los costes de reparación y mantenimiento de este tipo de conexión son bajos, ya que al ser la comunicación por el aire, la red física como tal no existe. Por tanto, este sistema se presenta como un serio competidor para los sistemas de banda ancha.
Hay que tener en cuenta que simultáneamente a la evolución tecnológica de los satélites de comunicaciones, se produce la evolución de las tecnologías de cable, más en concreto de la fibra óptica. Las comunicaciones por Fibra Óptica arrebatan protagonismo a los satélites en las comunicaciones de larga distancia y envío masivo de tráfico (voz y datos). Por tanto los satélites quedan como complemento para las zonas consideradas no rentables para la extensión de los sistemas de cable. Los enlaces por satélite, en comunicaciones de datos y telefonía, se siguen utilizando cuando la capacidad de tráfico necesaria es baja
- COMUNICACIONES POR SATÉLITE
Utilización de la línea telefónica estándar es necesaria para la emisión de peticiones a Internet ya que el usuario (salvo en instalaciones especiales) no puede hacerlas directamente al satélite.
Con el canal ascendente se realizarán las peticiones (páginas web, envío de e-mails, etc) a través de un módem de RTC, RDSI, ADSL o por cable, dependiendo de tipo de conexión del que se disponga. Estas peticiones llegan al proveedor de Internet que los transmite al centro de operaciones de red y que a su vez dependerá del proveedor del acceso vía satélite. Los datos se envían al satélite que los transmitirá por el canal descendiente directamente al usuario a unas tasas de transferencia de hasta 400 Gbytes/s.
Local Multipoint Distribution System (LMDS) es un sistema de comunicación inalámbrica de punto a multipunto, que utiliza ondas radioeléctricas a altas frecuencias, en torno a 28 y 40 GHz. Con estas frecuencias y al amplio margen de operación, es posible conseguir un gran ancho de banda de comunicaciones, con velocidades de acceso que pueden alcanzar los 8 Mbps.
Este sistema de conexión da soporte a una gran variedad de servicios simultáneos: televisión multicanal, telefonía, datos, servicios interactivos multimedia.
Los costes de reparación y mantenimiento de este tipo de conexión son bajos, ya que al ser la comunicación por el aire, la red física como tal no existe. Por tanto, este sistema se presenta como un serio competidor para los sistemas de banda ancha.
Hay que tener en cuenta que simultáneamente a la evolución tecnológica de los satélites de comunicaciones, se produce la evolución de las tecnologías de cable, más en concreto de la fibra óptica. Las comunicaciones por Fibra Óptica arrebatan protagonismo a los satélites en las comunicaciones de larga distancia y envío masivo de tráfico (voz y datos). Por tanto los satélites quedan como complemento para las zonas consideradas no rentables para la extensión de los sistemas de cable. Los enlaces por satélite, en comunicaciones de datos y telefonía, se siguen utilizando cuando la capacidad de tráfico necesaria es baja
- En Africa y Cercano Oriente el 60% de los circuitos de comunicación son por satélite.
- En Europa Occidental los circuitos por satélite no llegan al 1%.
- TELEFONÍA MÓVIL POR SATÉLITE
Por lo anterior, ninguna solución es óptima y en comunicaciones móviles existen dos grandes categorías: los sistemas que se basan en órbitas geoestacionarias y los que se basan en órbitas no geoestacionarias o asíncronas. Los satélites de órbita asíncronas, a su vez tienen dos grandes clases que son órbitas circulares y órbitas elípticas.
Los sistemas de comunicaciones móviles por satélite en órbita circular se dividen en órbita terrestre media (MEO) y de órbita terrestre baja (LEO).
Los sistemas de comunicaciones basados en satélites geoestacionarios han sido muy útiles para proporcionar diversas soluciones de comunicaciones, como la difusión de señales de televisión en gran escala. El encontrarse a una altitud de 35,786 kilómetros sobre la tierra les da la ventaja de cubrir a casi todo un hemisferio terrestre y con eso tener la posibilidad de "bañar" grandes regiones con sus señales electromagnéticas. Esa misma virtud los hace muy útiles para comunicar zonas remotas en el planeta en donde los sistemas terrestres como las microondas y la fibra óptica resultarían prohibitivamente caros.
Sin embargo, cuando queremos aplicar los satélites geoestacionarios a las comunicaciones móviles y personales, la gran distancia a la que se encuentran sobre la tierra representa una desventaja por las siguientes razones:
- El tiempo de ida y regreso de las señales electromagnéticas es de al menos 240 milisegundos, lo cual es perceptible en las comunicaciones de voz.
- La atenuación de la señal a lo largo de una distancia tan larga es muy alta, ya que la energía de la señal disminuye con el cuadrado de la distancia entre el transmisor y el receptor. Lo anterior requiere de transmisores de alta potencia y grandes antenas en las terminales de tierra. Esto reduce la movilidad de las terminales del usuario final y hace que las terminales sean poco prácticas.
Otro enfoque a las comunicaciones móviles por satélite ha sido el utilizar satélites de órbita baja. Los satélites órbita baja no tienen las desventajas de los satélites geoestacionarios como el retraso en las señales y que los equipos en tierra requieran de grandes potencias de transmisión, sin embargo tienen otras desventajas. Al no estar fijos en un punto respecto al usuario, sino que se "aparecen" unos cuantos minutos al día en una localidad dada, se requiere de una gran cantidad de satélites en órbita simultáneamente para asegurar el servicio global. Además, dado que el usuario está en contacto con un satélite durante un tiempo limitado, el sistema tiene que tener la capacidad de transferir la comunicación a otros satélites y esto representa una complejidad que se traduce finalmente en mayor costo.
Un ejemplo de un sistema de comunicaciones móviles que utiliza satélites de órbita baja es el Iridium. Iridium es una constelación de 66 satélites de comunicaciones que giran alrededor de la Tierra en 6 órbitas bajas LEO a una altura aproximada de 780 km de la tierra. Cada una de las 6 órbitas consta de 11 satélites equidistantes entre sí. Los satélites tardan 100 minutos en dar una vuelta completa a la tierra. La operación del sistema Iridium es bastante compleja. Actualmente Iridium presta servicios de comunicaciones móviles y personales a nivel global, a precios más elevados que la telefonía celular convencional.
Como hemos visto, la tecnología satelital es capaz para proveer servicios de comunicación móvil y personal con la ventaja de tener cobertura global. Esto es, a diferencia de los sistemas terrestres, podemos tener comunicación desde casi cualquier lugar de la tierra. Sin embargo, los precios que pagamos por este servicio son bastante más caros que las comunicaciones móviles por celular y el ancho de banda al que tenemos acceso es también muy limitado en comparación con el que ofrecen actualmente los proveedores de servicio celular.
Lo anterior nos deja con la conclusión de que no es posible tener un sistema que sea bueno para todos en cualquier condición y que si queremos cobertura global en nuestras comunicaciones móviles, tenemos que pagar por ello.
- VENTAJAS E INCONVENIENTES DE LA TELEFONÍA POR SATÉLITE
Los sistemas de telefonía móviles terrestres utilizan estaciones repetidoras o células para
permitir el enlace de comunicaciones del usuario.
Por contra los sistemas de comunicación móviles por satélite utilizan un satélite de
comunicaciones para efectuar el enlace del usuario con su destino final.
- VENTAJAS:
- Posibilidad de comunicación desde cualquier lugar del área de cobertura.
- No necesidad de conocer la ubicación del satélite (Elevación/Azimut).
- Ofrece una comunicación eficiente y de calidad.
- INCONVENIENTES:
- Se debe disponer de un terminal específico.
- Uso necesario de antenas con poca directividad y ganancia.
- Disminución en calidad de la señal.
- Originalmente limitado a servicios de banda estrecha.
- Servicio de alto precio.
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| Ilustración del funcionamiento de las comunicaciones por satélite a grandes rasgos. |
- PRECIOS
A estos precios hay que añadir la compra o alquiler de los teléfonos satelitales. El precio de estos terminales depende de las funcionalidades que ofrezca, la durabilidad del terminal, tamaño... El precio ronda entre los 600€ y los 1400€. El alquiler de éstos depende de los días que desees contratarlo. Por un día de alquiler son 11,50€ e incluye el teléfono, batería, cargador para el coche de 12V, cargador de viaje, funda, antena auxiliar, cable USB, manual de uso con CD y tarjeta SIM preparada para su uso.
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