Satelite 02

Satélite Simón Bolívar: Nueva Era de las Satélite Simón Bolívar: Nueva Era de las Telecomunicaciones en VenezuelaTelecomunicaciones en VenezuelaTelecomunicaciones en VenezuelaTelecomunicaciones en Venezuela

Mérida, Noviembre 2008

(*) Prof. Nelson A. Pérez García, Ph.D. ([email protected])é

Fuente: SATCOM

(**) Prof. José Manuel Albornoz, M.Sc. ([email protected])(*) GITEL-ULA, CENDITEL-Mérida

(**) GITEL-ULA

ContenidoContenidoTipos de Servicios

Bandas de Frecuencias Satelitales

Tipos de Servicios

Arquitectura General de um Sistema de Comunicaciones Vía Satélite

Topologías de Red Satelital

Tipos de Órbitas

Situación Actual y Perspectivas (Venezuela)

2

Papel de las Universidades y Centros I+D+i

Tipos de Tipos de ServiciosServicios

Fijo, FSS (Fixed Satellite Service)• Enlaces para redes telefónicas• Transmisión de señales de TV para

Movil, MSS (Mobile Satellite Service)• Terrestre• Aéreop

empresas de TV por cable • Marítimo

Radiodifusión, BSS (Broadcasting Satellite Service)• Radiodifusión directa a usuarios residenciales. Por

j l TV di it l í télitejemplo, TV digital vía satélite

De Navegación De MeteorologíaDe Navegación• Sistema de posicionamiento global,

GPS (Global Positioning System)

De Meteorología• Predicción del clima• Medidas de tasa de precipitación

Prof. Prof. Nelson A. Nelson A. PérezPérez G. G. ((ULA/MéridaULA/Mérida--CENDITEL), Prof. José M. CENDITEL), Prof. José M. AlbornozAlbornoz (ULA/Mérida)(ULA/Mérida)

• Europa Africa• América del Norte

RegionesRegiones SatelitalesSatelitales ITUITU--RRp

• Africa• Antigua Unión Sovietica

• América del Norte• América del Sur• Groelandia

• MongoliaG oe d

A li• Australia• Pacífico del Sudoeste• Asia (menos los de la• Asia (menos los de laRegión 1)

Bandas de Bandas de FrecuenciasFrecuencias SatelitalesSatelitalesRango de Frecuencia (GHz) Nombre de la BandaRango de Frecuencia (GHz) Nombre de la Banda

0,1 – 0,3 VHF0,3 – 1,0 UHF1,0 – 2,0 L2,0 – 4,0 S4 0 – 8 0 C4,0 8,0 C8,0 – 12,0 X12,0 – 18,0 Ku

Bandas de frecuencias del “Simón Bolívar”

18,0 – 27,0 K27,0 – 40,0 Ka40,0 – 75,0 V40,0 75,0 V75,0 – 110,0 W

110,0 – 300,00 mm300,0 – 3.000,0 μm


Bandas de Bandas de FrecuenciasFrecuencias C, C, KuKu y y KaKa

Banda Rango de Frecuencia (GHz) CaracterísticasC 4,0 – 8,0 • Las más utilizada

• Problemas de interferencia con enlaces de microondas terrestres, debido a la alta potencia de las estaciones terrenasalta potencia de las estaciones terrenas

Ku 12,0 – 18,0 • Antenas de recepción terrenas más pequeñas y económicas

• Problemas de atenuación de la señal por lluvias

Ka 27,0 – 40,0 • Pocos equipos implementados, , q p p• Problemas de atenuación de la señal por

lluvias


Arquitectura GeneralArquitectura General

Satélite Segmento Espacial

DownlinkUplink

Satélite Simón Bolívar

Up

Segmento gTerrestre

Estación terrenaAntena VSAT

Estación terrenaBamari (estado Guárico, Venezuela)

Prof. Nelson A. Pérez G. (ULA/Mérida-CENDITEL), Prof. José M. Albornoz (ULA/Mérida)

TopologíasTopologías de de RedRed SatelitalSatelital• Las estaciones se pueden

comunicar entre si sólo a través de una estación central HUB.

• Utilizadas cuando la mayor parte del tráficomayor parte del tráfico termina en estaciones terrestres.

HUB para

• Ventajas: a) Las estaciones terrestres son menos costosas, ya que HUB para

Controly Monitoreo

, y qno necesitan configuración para enrutar tráfico; b) MenorEstrella

(antena más grande) enrutar tráfico; b) Menor

potencia en el satélite Estrellagrande)

Prof. Nelson A. Pérez G. (ULA/Mérida-CENDITEL), Prof. José M. Albornoz (ULA/Mérida) Fuente: GMPCS Personal Communications

TopologíasTopologías de de RedRed SatelitalSatelital• Las estaciones se pueden

comunicar entre si mediante a través de enlaces provistos por el satélite.

• Esto reduce los tiempos• Esto reduce los tiempos de retardo entre el envió la recepción de la informacióninformación.

• Aplicaciones: Voz, videoconferencia, datos HUB para ,a alta velocidad

HUB para Control

y Monitoreo

MallaMallaHíbrida

Fuente: GMPCS Personal Communications Prof. Nelson A. Pérez G. (ULA/Mérida-CENDITEL), Prof. José M. Albornoz (ULA/Mérida)

Órbitas Órbitas SatelitalesSatelitales

• Satélites Geoestacionarios (GEO)S éli d Ó bi lí i ( O)• Satélites de Órbitas Muy Elípticas (HEO)

• Satélites de Órbita Media (MEO)Ó• Satélites de Órbita Baja (LEO)

15Prof. Nelson A. Pérez G. (ULA/Mérida-CENDITEL), Prof. José M. Albornoz (ULA/Mérida)

i l b l d (i li i )Órbitas GeoestacionariasÓrbitas Geoestacionarias

• Circulares, sobre el ecuador (inclinación = 0°)• Cinturón de Clarke: 35.790 km

1 GEO b 1/3 d á d l Ti• 1 GEO cubre 1/3 de área de la Tierra• El satélite aparenta estar inmóvil

P i d d t ió 24 h• Periodo de rotación ≈ 24 horas• V ≈ 3,07 km/s (≈ 11.052 km/h)• Tiempo de propagación alrededor de 250 ms• Tiempo de propagación alrededor de 250 ms


Órbitas Muy Elípticas (HEO)y p ( )• La órbita es altamente elíptica

A i d 3 il k• Aproximadamente 3 mil km de altura en el perigeo, y hasta 30 mil km en el apogeo30 mil km en el apogeo

• Período de la órbita ≈ 12 horas• Gran parte de la órbita• Gran parte de la órbita

transcurre cerca de su apogeo• Pueden requerir sistemas de• Pueden requerir sistemas de

seguimiento


Órbitas Muy Elípticas (HEO)y p ( )• Orbita diseñada para

cubrir un área específica• Inclinación del plano

orbital entre 50° y 70°• Normalmente se

lemplean en constelaciones


Órbitas Medias (MEO)( )

• Alturas entre 8 mil y 20 mil kmy• Períodos de la órbita entre 6 y 12 horas• Orbitas circulares elípticas inclinadas 45° a 90° del• Orbitas circulares, elípticas, inclinadas 45 a 90 del

ecuadorN l t l t l i• Normalmente se emplean en constelaciones

• Menor retardo (50 a 150 ms)


Órbitas Medias (MEO)• 10-15 satélites para

( )

cobertura global• GPS, Galileo,

COSPAS/SARSAT


Órbitas Bajas (LEO)j ( )• Pequeño LEO, Gran LEO, Mega

LEOLEO• 500 km a 2000 km• Equipo pequeñoq p p q• Retardos de 20 a 40 ms• Periodo ≈ 90 min a 2 horas ⇒

siempre cubren la misma zona.• Órbitas de 45° y 90° de

inclinacióninclinación.• 50 a 200 satélites


Órbitas de Baja Altura (LEO)j ( )• Pequeño LEO: 800 MHz• Gran LEO: ≥ 2 GHz• Mega LEO: 20 – 30 GHz


Proyecto Satélite Simón BolívarAntecedentes

• Proyecto El Condor:- 1976 (Caracas): Asociación de Empresas Estatales de Telecomunicaciones

del Pacto Andino (ASETA), aprobó el estudio preliminar para elestablecimiento de un sistema de comunicación por satélite para los paísesandinos

- 1977-1982: Sin avances (cada país continuo con sus planes individualespara uso de la tecnología espacial)para uso de la tecnología espacial)

- 1982-1984: Elaboración y aprobación de informe sobre el estudio deviabilidad y avance del proyecto (costo de U$ 309 millones, 24transpondedores lanzamiento del satélite entre 1991 y 1992 cobertura atranspondedores, lanzamiento del satélite entre 1991 y 1992, cobertura aColombia, Venezuela, Bolivia, Ecuador y Perú)

Dr. Nelson A. Pérez García (ULA/Mérida)Dr. Nelson A. Pérez García (ULA/Mérida) 24Fuente: Ligia M. Fadul y Fátima F. Christlieb (Quaderns Digital)

Proyecto Satélite Simón BolívarAntecedentes

• Andesat:- 1998: Los gobiernos de los países andinos decidieron dejar el proyecto del

“satélite andino” en manos de una empresa de capital público y privado (Andesat), con sede en Colombia

- Con el respaldo de Start One (Brasil), lanzamiento del satélite previsto para 2004, en la órbita geoestacionaria 0o Latitud 67o Oeste, desde la Guyana Francesa. Dos (02) bases de operación y control (Brasil y Venezuela)Francesa. Dos (02) bases de operación y control (Brasil y Venezuela)

- “…estará en la posición 67 grados oeste, y su plan está hecho en banda KU, una banda que está aproximadamente en los 12 Ghz. Va a cubrir toda Suramérica y el estado de Florida en Norteamérica De acuerdo al plan planteado se busca elestado de Florida en Norteamérica. De acuerdo al plan planteado, se busca el intercambio de información entre los países del Pacto Andino, Mercosur y Miami, que es el centro de mayor tráfico en Estados Unidos”

- 5% de los 800 MHz (40 MHz), asignados al satélite, se dividirían entre las 5

Dr. Nelson A. Pérez García (ULA/Mérida)Dr. Nelson A. Pérez García (ULA/Mérida) 25

5% de los 800 MHz (40 MHz), asignados al satélite, se dividirían entre las 5 naciones andinas, en la banda C y Ku

Fuente: PCM World

Satélite Simón BolívarProyecto VENESAT-1

• 01/11/2005: Firma de convenio con China (fabricación ylanzamiento del satélite Simón Bolívar, formación de expertos(30) y operadores (60 - control de órbita y manejo de tráfico)GEO• GEO

• Posición orbital: 0o (Latitud) 78o Oeste (cedida en 2006 porUruguay a cambio del 10% de la capacidad del satélite sin costosUruguay, a cambio del 10% de la capacidad del satélite, sin costosalguno y contra demanda, para uso gubernamental)

• Aplicaciones: Telefonía, TV y radio, conectividad para centros dep cac o es: e e o a, V y ad o, co ect v dad pa a ce t os deacceso a Internet, consolidación de programas de telemedicina yteleeducación, entre otros

• Objetivos sociales (los brasileños tienen objetivos privados)Fuente: Dra. Nuris Orihuela (Ministra del MPPCT) Prof. Nelson A. Pérez G. (ULA/Mérida-CENDITEL), Prof. José M. Albornoz (ULA/Mérida)


• Lanzado el 29 de octubre de 2008, desde China, a las 12:24 m(hora de Venezuela)

• Dimensiones: Longitud (2,36 m), ancho (2,10 m), altura (3,6 m)• Brazo de paneles solares: 12,16 m cada uno• Peso: 5.100 Kg• Vida útil: 15 años

Fuente: Agencia Bolivariana para Actividades Espaciales (ABAE)



Fuente: Agencia Bolivariana para Actividades Espaciales (ABAE)



Prof. Nelson A. Pérez G. (ULA/Mérida-CENDITEL), Prof. José M. Albornoz (ULA/Mérida)Fuente: www.n2yo.com

Segmento EspacialSegmento Espacial

• Energía al satélite• Energía al satélite • Dos (02) secciones en las paredes norte y sur del satélite

• Cada sección posee tres (03) paneles solares

• Plataforma: módulo de propulsión y módulos de servicioSatélite Simón Bolívar

Plataforma: módulo de propulsión y módulos de servicio- Módulo de propulsión: estructura principal del satélite. Contiene los tanques propelente

- Módulo de servicio: baterías y subsistemas (potencia eléctrica, telemetría y telecomando, control de posición y ó bit t l té i t t

Fuente: ABAE

órbita, control térmico, entre otros• Carga útil: transpondedor (antenas, transreceptores, amplificadores, moduladores, multiplexores, LNA, etc.



• Antena elipsoidal (Gregoriana), con reflector parabólico

• Banda Ku (dirección norte) : Venezuela ElBanda Ku (dirección norte) : Venezuela, El Caribe


• Antena elipsoidal (Gregoriana), con reflector parabólico

• Banda Ku (dirección sur): Bolivia, Uruguay, PParaguay

Prof. Nelson A. Pérez G. (ULA/Mérida-CENDITEL), Prof. José M. Albornoz (ULA/Mérida) Fuente: ABAE


• Antena de rejilla doble excéntrica, con reflector parabólico, montada en la cubierta del satélite, orientada a la Tierra

• Banda C : Venezuela, El Caribe, Centroamérica (sin México), América del Sur (sin los extremos sur de Chile y Argentina)


• Alimentadores de comunicación para la antena en banda C y para las antenas de telemetría y telecomandoy para las antenas de telemetría y telecomando



• Antena de rejilla doble excéntrica, con reflector parabólico• Banda Ku: exclusivamente para Venezuela

En general:

Factor u = mcu/ms = 25-30%



Segmento TerrestreSegmento Terrestre


Si d i ió i l d l fi i

Segmento TerrestreSegmento Terrestre

• Sistema de comunicación instalado en la superficie terrestre: antenas,transreceptores, amplificadores, moduladores, multiplexores,codificadores, etc.,

• Tamaño de la antena depende del servicio a prestar: 4,5-15 m(operadoras de telecomunicaciones); VSAT (1-2,5 m); recepción directad í télit (50 60 )de vía satélite (50-60 cm)


Satélite Simón BolívarTranspondedoresTranspondedores

• 14 en la banda C (36 MHz) ⇒ 504 MHz• Servicios de TV y radio

• 2 en la banda Ka (120 MHz) ⇒ 240 MHz• Servicios de datos (inicialmente)

Servicios de TV y radio

• 12 en la banda Ku (54 MHz) ⇒ 648 MHz• Servicios de TV, radio, Internet, datos, controlde procesos entre otrosde procesos, entre otros

Ancho de banda ≈ 1,4 GHz


Satélite Simón BolívarCoberturaCobertura


Satélite Simón Bolívar• Banda C: El Caribe, Centroamérica (sin México), toda Suramérica

(sin los extremos sur de Chile y Argentina). Servicios de TV ydiradio

• Banda Ku: El Caribe, Venezuela, Bolivia, Paraguay y Uruguay.Servicios de TV radio Internet datos control de procesos entreServicios de TV, radio, Internet, datos, control de procesos, entreotros.

• Banda Ka: se reserva exclusivamente para Venezuela. Serviciosp(inicialmente) de datos.


Satélite Simón Bolívar• Inversión: U$ 406 millones

- U$ 260 millones: Fabricación del satélite y lanzamiento- U$ 146 millones: Construcción de estaciones terrenas y

capacitación de operadores y especialistas• Bamari (estado Guárico): Base Aérea capitán Manuel Ríos de El

Sombrero. Telemetría y telecomando con satélite. Telepuerto paraadministrar los servicios de telecomunicaciones del satélite Simónadministrar los servicios de telecomunicaciones del satélite SimónBolívar

• Luepa (estado Bolívar): Fuerte Manikuya. Telemetría con elp ( ) ysatélite. Estación redundante

• Operativo a partir del 1er trimestre de 2009, por parte de CANTV

Fuente: Dra. Nuris Orihuela (Ministra del MPPCT) Prof. Nelson A. Pérez G. (ULA/Mérida-CENDITEL), Prof. José M. Albornoz (ULA/Mérida)

Satélite Simón BolívarAplicaciones

• Soberanía tecnológica: Ejemplo, acceso al código fuente del satélite

• Investigación y desarrollo en tecnologías relacionadas con los

Aplicaciones

acceso al código fuente del satélite• Seguridad en las comunicaciones

estratégicas

tecnologías relacionadas con los sistemas de comunicación vía satélite: equipos en recepción (por ejemplo estaciones VSAT)• Servicios de telecomunicaciones

(voz, audio, video, datos a alta velocidad) a zonas desprovistas de

ejemplo, estaciones VSAT), modelado del canal de propagación, etc.) p

estos servicios. 16 mil antenas en 6 años (3 mil antenas en 2009)

• Telemedicina y teleducación

• Economía: Actualmente, Venezuela paga U$ 2 mil mensuales por cada 1 MHz de ancho de bandaTelemedicina y teleducación

• Soporte a la integración latinoamericana

• Captura de imágenes, meteorología, etc.?


Segundo Satélite Venezolano• Segundo satélite venezolano: Será construido en Venezuela con

apoyo de China. Lanzamiento previsto para 2012-2013 (desdeChi )China)

• LEOS télit t áfi d i á b ió ⇒ i á d• Satélite cartográfico, de imágenes y observación ⇒ imágenes dealta resolución del suelo venezolano

Prof. Nelson A. Pérez G. (ULA/Mérida-CENDITEL), Prof. José M. Albornoz (ULA/Mérida) Fuente: Dra. Nuris Orihuela (Ministra del MPPCT)

In-Orbit Test (IOT)• Conjunto de pruebas que se realizan sobre el satélite, una vez que el

mismo se encuentra posicionado en su órbitaObj i i i l ( éli d i i )• Objetivo principal (para un satélite de comunicaciones):- Verificar la integridad de la carga útil y el sistema de antenas,

para autorizar su puesta en operaciónpara autorizar su puesta en operación• Tipos de pruebas: conmutación de los transpondedores, velocidades

de transmisión, gerenciamiento del tráfico, pruebas de operación enla región de “eclipse”, entre otras.

• Duración: Aproximadamente dos (02) meses antes de su puesta enió T bié li d t l ió i t loperación. También se realizan durante la operación, a intervalos

menores• Las IOT del satélite “Simón Bolívar” se iniciaron el 17/11/2008Las IOT del satélite Simón Bolívar se iniciaron el 17/11/2008


Papel de las Universidades y Centros I+D+iE t t i

• Promover la interconexión de las instituciones universitarias y

Estrategias

Promover la interconexión de las instituciones universitarias ycentros I+D+i, al nuevo sistema de comunicaciones vía satélite deVenezuela- Plataforma de videoconferencia soportada en el “Simón

Bolívar”• Investigación y desarrollo en tecnologías satelitales (hardware,

software y sistemas).• Promover la participación de las instituciones universitarias y• Promover la participación de las instituciones universitarias y

centros I+D+i, al nuevo sistema de comunicaciones vía satélite deVenezuela, en el proyecto del segundo satélite venezolanop y g

• Trabajos de pregrado, tesis de maestría, tesis de doctorado, etc.Prof. Nelson A. Pérez G. (ULA/Mérida-CENDITEL), Prof. José M. Albornoz (ULA/Mérida)

Papel de las Universidades y Centros I+D+iLí d I D i

• Modelado del canal de propagación:• Modelado del canal de propagación:

Líneas de I+D+iModelado del canal de propagación:- Atenuación por lluvias en bandas Ku y Ka- Despolarización por lluvias

Modelado del canal de propagación:- Atenuación por lluvias en bandas Ku y Ka- Despolarización por lluviasDespolarización por lluvias- Recepción con diversidad de tiempo- Efectos de múltiple trayectoria (para la recepción de televisión

Despolarización por lluvias- Recepción con diversidad de tiempo- Efectos de múltiple trayectoria (para la recepción de televisiónp y (p p

digital móvil vía satélite)- Efectos de la interferencia (por ejemplo, proveniente de

p y (p pdigital móvil vía satélite)

- Efectos de la interferencia (por ejemplo, proveniente deradioenlaces digitales)

• Diseño y fabricación de estaciones receptoras (por ejemplo,VSAT) t d i t IOT t

radioenlaces digitales)• Diseño y fabricación de estaciones receptoras (por ejemplo,

VSAT) t d i t IOT t


VSAT), partes de sistemas para IOT, etc.VSAT), partes de sistemas para IOT, etc.


• Modelado de la gestión de redes en sistemas de comunicación vía• Modelado de la gestión de redes en sistemas de comunicación vía

Líneas de I+D+iModelado de la gestión de redes en sistemas de comunicación víasatélite

• Desarrollo de técnicas de procesamiento de señales para la

Modelado de la gestión de redes en sistemas de comunicación víasatélite

• Desarrollo de técnicas de procesamiento de señales para lap pmitigación de los efectos de interferencia, optimización deldesempeño de las técnicas de acceso, etc.

p pmitigación de los efectos de interferencia, optimización deldesempeño de las técnicas de acceso, etc.

• Desarrollo de metodologías y herramientas computacionales parala planificación y dimensionamiento de sistemas de comunicaciónvía satélite

• Desarrollo de metodologías y herramientas computacionales parala planificación y dimensionamiento de sistemas de comunicaciónvía satélitevía satélite

• Enlaces FSO (Free Space Optics) (¿?)vía satélite

• Enlaces FSO (Free Space Optics) (¿?)



• Desarrollo de herramientas computacionales para cartografía etc• Desarrollo de herramientas computacionales para cartografía etc

Líneas de I+D+iDesarrollo de herramientas computacionales para cartografía, etc.

• Desarrollo de modelos para la predicción de disturbiosclimatológicos, tales como tormentas, tornados, etc.

Desarrollo de herramientas computacionales para cartografía, etc.• Desarrollo de modelos para la predicción de disturbios

climatológicos, tales como tormentas, tornados, etc.g• Medición de elementos presentes en la atmósfera que afectan el

clima: ozono, aerosoles, vapores

g• Medición de elementos presentes en la atmósfera que afectan el

clima: ozono, aerosoles, vapores


Satélite Simón Bolívar: Nueva Era de las Satélite Simón Bolívar: Nueva Era de las Telecomunicaciones en VenezuelaTelecomunicaciones en VenezuelaTelecomunicaciones en VenezuelaTelecomunicaciones en Venezuela

Mérida, Noviembre 2008

(*) Prof. Nelson A. Pérez García, Ph.D. ([email protected])

Fuente: SATCOM

( ) , (p @ )(**) Prof. José Manuel Albornoz, M.Sc. ([email protected])

http://gitel.ing.ula.ve

Satelite 02

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