Comunicaciones por Satélite

CSC 490Redes inalámbricasAutor:Michael Charles

Descripción general

Conceptos básicos de Satélites

Tipos de Satélitesdistribución de

capacidad

Conceptos básicos: ¿Cómo Trabajan los Satélites? Dos estaciones en la Tierra quieren

comunicarse a través de emisión de radio, pero están demasiado lejos para utilizar los medios convencionales.

Las dos estaciones puede usar un satélite como una estación de retransmisión para su comunicación

Una estación de tierra envía una transmisión al satélite. Esto se conoce como un enlace ascendente.

El transpondedor de satélite convierte la señal y la envía a la estación terrena segundo. Esto se conoce como un enlace descendente.

Conceptos Básicos: Las ventajas de los satélites

Las ventajas de la comunicación vía satélite a través de la comunicación terrestre son:

El área de cobertura de un satélite es muy superior al de un sistema terrestre.

Costo de la transmisión de un satélite es independiente de la distancia desde el centro de la zona de cobertura.

La comunicación de Satélite a Satélite es muy preciso

Anchos de banda superiores se encuentran disponibles para su uso.

Conceptos Básicos: Desventajas del Uso de Satélites

Las desventajas de la comunicación por satélite:

Lanzamiento de los satélites en órbita es costoso.

Ancho de banda por satélite se está convirtiendo gradualmente agotado.

Hay un retardo de propagación mayor en la comunicación por satélite que en la comunicación terrestre.

Conceptos Básicos: Factores en la comunicación por satéliteÁngulo de elevación: El ángulo de la

horizontal de la superficie de la tierra a la línea central del haz de transmisión por satélite.

Esto afecta el área de cobertura de los satélites. Idealmente, usted quiere un ángulo de elevación de 0 grados, de modo que el haz de transmisión alcanza el horizonte visible al satélite en todas las direcciones.

Sin embargo, debido a los factores ambientales como objetos que bloquean la transmisión, atenuación atmosférica, y el ruido eléctrico de fondo tierra, hay un ángulo de elevación mínimo de estaciones terrestres.

Conceptos Básicos: Factores en la comunicación por satélite

Ángulo de cobertura: una medida de la porción de la superficie de la tierra a un satélite visible tomando el ángulo de elevación mínimo en cuenta.

R/(R+h) = sin(π/2 - β - θ)/sin(θ + π/2)

= cos(β + θ)/cos(θ)

R = 6.370 kilometros (radio terrestre)β = ángulo de coberturaθ = ángulo de elevación mínimo

Conceptos Básicos: Factores en la comunicación por satélite

Otras deficiencias de la comunicación por satélite:

La distancia entre una estación terrena y un satélite (pérdida en el espacio libre).

Huella del satélite: La fuerza de la transmisión por satélite es más fuerte en el centro de la transmisión, y disminuye más lejos del centro como pérdida en el espacio libre aumenta.

Atenuación atmosférica causada por el aire y el agua pueden afectar a la transmisión. Es particularmente grave en caso de lluvia y la niebla.

Conceptos Básicos: ¿Cómo se utilizan los satélites?

Tipos de servicio Satélites de Servicio Fijo

(FSS)Ejemplo: comunicación punto a punto

Satélites de Servicio de difusión(BSS)Ejemplo: Satélite Televisión / RadioTambién se llama Servicio de difusión directa (DBS).

Satélites de Servicio Móvil (MSS)Ejemplo: Los teléfonos satelitales

Tipos de Satélites

Las órbitas de satélite

GEO LEO MEO Molniya Orbit HAPs

Bandas de Frecuencia

Orbita Terrestre Geoestacionaria (GEO)

Estos satélites están en órbita 35.863 kilometros por encima de la superficie terrestre a lo largo de la línea ecuatorial.

Los objetos en órbita geoestacionaria giran alrededor de la Tierra a la misma velocidad que la tierra gira. Esto significa que los satélites GEO permanecer en la misma posición relativa a la superficie de la tierra.

Orbita Terrestre Geoestacionaria (GEO)Ventajas Un satélite GEO distancia

desde tierra da una gran área de cobertura, casi un cuarto de la superficie de la tierra.

Satélites GEO tiene una vista hora 24 de un área en particular.

Estos factores hacen que sea ideal para la radiodifusión por satélite y otras aplicaciones multipunto.

Orbita Terrestre Geoestacionaria (GEO)Desventajas A distancia por satélite GEO

también causar que tenga tanto una señal relativamente débil y un retardo de tiempo en la señal, lo que es malo para la comunicación punto a punto.

Satélites GEO, centrada sobre la línea ecuatorial, tiene dificultad para señales de radiodifusión a cerca de las regiones polares

Órbita Terrestre Baja (LEO)

Satélites LEO están mucho más cerca de la Tierra que los satélites GEO, que van desde 500 a 1.500 km por encima de la superficie.

Satélites LEO no se quedan en posición fija con relación a la superficie, y son accesibles solamente durante 15 a 20 minutos cada pasada.

Una red de satélites LEO es necesario para satélites LEO para ser útil

Órbita Terrestre Baja (LEO)Ventajas Un satélite LEO cercanía a la

tierra en comparación con un satélite GEO que da una intensidad de señal mejor y menos de un retardo de tiempo, lo que hace que sea mejor para comunicación punto a punto.

Un área menor que un satélite LEO de la cobertura es menor de un desperdicio de ancho de banda.

Órbita terrestre baja (LEO)Desventajas Una red de satélites

LEO que se necesita, que puede ser costoso

Satélites LEO tienen que compensar Doppler causa cambios en su movimiento relativo.

Los satelites LEO causan deterioración de la atmosfera terrestre

Orbita Terrestre Media

Un satélite está en órbita MEO en alguna parte entre 8.000 km y 18.000 kilometros por encima de la superficie de la Tierra.

Satélites MEO son similares a los satélites LEO en la funcionalidad.

Satélites MEO son visibles durante períodos mucho más largos de tiempo que los satélites LEO, por lo general entre 2 y 8 horas.

Satélites MEO tienen una mayor área de cobertura de los satélites LEO.

Orbita Terrestre Media

Ventajas Una mayor duración satélite

MEO de visibilidad y más amplia huella significa menos satélites son necesarios en una red MEO que una red LEO.

Desventajas Distancia Un satélite MEO le

confiere un mayor tiempo de retardo y más débil señal de un satélite de órbita terrestre baja, aunque no tan malo como un satélite GEO.

Otras Orbitas

Satélites Orbita Molniya Utilizado por Rusia

durante décadas. Molniya Orbit es una

órbita elíptica. El satélite permanece en una posición casi fija con respecto a la tierra durante ocho horas.

Una serie de tres satélites Molniya puede actuar como un satélite GEO.

Útil en cerca de las regiones polares.

Otras Orbitas

Plataforma de Gran Altitud (HAP)

Una de las nuevas ideas en la comunicación vía satélite.

Un dirigible o avión a unos 20 km sobre la superficie de la tierra se utiliza como un satélite.

HAPs tendría área de cobertura muy pequeña, pero tendría una señal relativamente fuerte.

Más barato para poner en su lugar, sino que requieren una gran cantidad de ellos en una red.

Bandas de Frecuencia

Diferentes tipos de satélites utilizan diferentes bandas de frecuencia.

L–Band: 1 to 2 GHz, utilizado en MSS

S-Band: 2 a 4 GHz, utilizados por los SMS, la NASA, la investigación del espacio profundo

C-Band: 4 a 8 GHz, utilizados por el SFS

Satélites militares y meteorológicos: X-Band: de 8 a 12,5 GHz, utilizados por el SFS y en imágenes extra-terrestres

Ku-Band: 12,5 a 18 GHz: utilizado por el SFS y el SRS (DBS)

K-Band: de 18 a 26,5 GHz: utilizado por el SFS y el SRS

Ka-Band: 26,5 a 40 GHz: utiliza FSS

Asignación de Capacidad

FDMA FAMA-FDMA DAMA-FDMA

TDMA Ventajas sobre

FDMA

FDMA

Frecuencia de satélite ya está dividido en bandas, y se divide en canales más pequeños en el Acceso Múltiple por División de Frecuencia (FDMA).

Ancho de banda total dentro de una banda de frecuencia se aumenta debido a la reutilización de frecuencias (una frecuencia es utilizada por dos portadoras con polarización ortogonal).

FDMA

The number of sub-channels is limited by three factors: El ruido térmico

(demasiado débil una señal se efectúa por el ruido de fondo).

Ruido de intermodulación (demasiado fuerte una señal causará ruido).

Crosstalk (causada por la excesiva reutilización de frecuencia).

FDMA

FDMA se puede realizar de dos maneras: Asignación fija de acceso

múltiple (FAMA): El canal de sub-asignaciones son de una asignación fija. Ideal para la comunicación de radiodifusión por satélite.

La demanda de asignación de acceso múltiple (DAMA): Los cambios de asignación de canal sub-base de la demanda. Ideal para comunicación punto a punto.

TDMA

TDMA (Time Division Multiple Access) rompe una transmisión en intervalos de tiempo múltiples, cada uno dedicado a una emisora diferente.

TDMA es cada vez más extendida en la comunicación por satélite.

TDMA utiliza las mismas técnicas (FAMA y DAMA) como FDMA hace.

TDMA

Ventajas de TDMA a FDMA. Equipo digital utilizada

en la multiplexación por división de tiempo es cada vez más barato.

Existen ventajas en las técnicas de transmisión digital. Ejemplo: corrección de errores.

La falta de ruido de intermodulación significa una mayor eficiencia.