Teléfono Satelital

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REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD SANTA MARÍA FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA ESCUELA DE INGENIERÍA DE TELECOMUNICACIONES TELEFONÍA MOVIL TELEFONÍA SATELITAL

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REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAUNIVERSIDAD SANTA MARÍAFACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURAESCUELA DE INGENIERÍA DE TELECOMUNICACIONESTELEFONÍA MOVIL

TELEFONÍA SATELITAL

ZAMIRA PUPPIO R. C.I. 17868964EDUARDO ZAMBRANO R. C.I. 19335238

Caracas, Noviembre de 2010

Page 2: Teléfono Satelital

INTRODUCCIÓN

El sistema tiene como objetivo proveer comunicación de voz y datos

utilizando dispositivos portables en áreas fuera de cobertura de los

sistemas de comunicación tradicional como telefonía fija o celular.

Los teléfonos satelitales están diseñados para comunicarse en áreas

remotas, donde la infraestructura de telecomunicaciones es limitada ó

inexistente

Las comunicaciones móviles pueden abrir fronteras, crear

oportunidades, y resolver situaciones críticas de supervivencia; pero

solo cuando realmente funcionan.

Desde alejadas plataformas de lanzamiento, áridos y calurosos

desiertos hasta las zonas más frías y extremas del planeta, el teléfono

satelital puede ser utilizado en cualquier entorno, para esto utiliza

diferentes tipos de satélites como lo son los LEO, GEO, MEO, que

distribuidos en el espacio, funcionan creando celdas de forma similar a

la telefonía móvil celular.

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Teléfono Satelital

Un teléfono satelital es un teléfono móvil que, a diferencia de los

teléfonos celulares, se conecta directamente a un satélite de

telecomunicaciones.

La principal ventaja de utilizar un teléfono satelital es el de poder

comunicarse desde lugares donde la telefonía fija o celular no tienen

cobertura. La cobertura de estos satélites puede ser global o regional

dependiendo del operador satelital.

Los principales operadores de telefonía satelital son: Globales:

Inmarsat, Iridium y Globalstar Regionales: Thuraya y Skyterra

La primera red satelital en ofrecer el servicio de Telefonía Satelital

en una unidad portable fue Inmarsat a través de sus equipos Inmarsat

M a principios de los años 1990. Los primeros teléfonos Inmarsat M

tenían el tamaño de un maletín grande.

Un teléfono satelital tiene un tamaño comparable al de los

dispositivos celulares de los años 1990, equipado con una antena

generalmente plegable que debe extenderse antes de iniciar la

llamada para poder marcar el número deseado.

Los teléfonos satelitales están diseñados para comunicarse en áreas

remotas, donde la infraestructura de telecomunicaciones es limitada ó

inexistente. Ejemplos de ello son montañas, zonas de recreación

alejadas, vuelos interoceánicos, mar abierto, casas de descanso, etc.

Asimismo son de gran ayuda en situaciones de desastre donde la

infraestructura de comunicaciones convencionales han sufrido daños.

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Los clientes más importantes tradicionalmente de Telefonía Satelital

Móvil son Gobiernos, Empresas de Petróleo & Gas, Minería, Defensa,

Pesca, ONGs y turismo rural.

Los teléfonos satelitales generalmente se entregan con una

numeración que incluye un código de país especial. Por ejemplo, los

teléfonos satelitales de Inmarsat cuentan con el código +870, mientras

que los teléfonos satelitales Iridium cuentan con el código +8816 así

como el sistema Thuraya tiene el código +882 16 definido por la Unión

Internacional de Telecomunicaciones (ITU) como “Red Internacional”.

Algunos sistemas de telefonía satelital cuentan con códigos de país de

acuerdo a la estación terrena que utilicen, como en el caso de

Globalstar y Thuraya.

La tendencia de los fabricantes es satisfacer a sus clientes

invirtiendo en el desarrollo de versiones más pequeñas, económicas y

con mayores servicios. Existen por lo tanto equipos destinados

únicamente a telefonía y nuevas generaciones que soportan servicios

como Servicio de mensajes cortos (SMS), Internet de banda ancha y

otros.

El teléfono satelital más reciente es el IsatPhone Pro de Inmarsat el

cual comenzó su servicio global en Junio del 2010. Sus principales

ventajas sobre sus principales competidores Iridium y Globalstar son

tener un GPS incorporado, una batería de Ion-Litio de hasta 100 horas

en espera, servicios bluetooth y ser la terminal más robusta contando

un grado de protección IP 54.

Funcionamiento

Con el inicio de la era espacial se revolucionó por completo el

mundo de las telecomunicaciones. Los satélites artificiales (o

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simplemente satélites) son dispositivos construidos por el ser humano

y puestos en órbita alrededor de la Tierra. La idea de utilizar un

satélite en el espacio, que pueda recibir señales, amplificarlas y luego

retransmitirlas de vuelta a la Tierra, se convirtió en un potente sistema

de comunicación inalámbrico de larga distancia. 

Para establecer un sistema de comunicación satelital se necesitan

estaciones espaciales, constituidas por los satélites en el espacio, y

estaciones terrenas, constituidas por los equipos de comunicación en

tierra.

Para lograr una comunicación satelital, los satélites llevan puestos

varios transponders (típicamente 32 unidades) que son dispositivos de

comunicación que reciben y transmiten señales de radio frecuencia, el

nombre del dispositivo es derivado de las palabras transmitter and

responder. Cada uno de los transponders puede captar una señal de

entrada de una banda de frecuencia dada, amplificarla y después

difundirla a una frecuencia de salida distinta. 

Generalmente, los satélites pueden ser puestos en órbitas

Órbita Baja Terrestre (LEO): una órbita geocéntrica a una altitud

de 0 a 2.000 km

Órbita Media Terrestre (MEO): una órbita geocéntrica con una

altitud entre 2.000 km y hasta el límite de la órbita geosíncrona de

35.786 km. También se la conoce como órbita circular intermedia.

Órbita Alta Terrestre (HEO): una órbita geocéntrica por encima

de la órbita geosíncrona de 35.786 km; también conocida como órbita

muy excéntrica u órbita muy elíptica

Orbita Terrestre Geosíncrona o Geoestacionaria (GEO ). orbitan a

35848 kilómetros sobre el ecuador terrestre, a esta altura la órbita

dura 24 horas

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Actualmente existen tres tipos de categorías de servicios de

comunicación satelital: servicio fijo, servicio de difusión y servicio

móvil, cada uno de ellos de acuerdo con las características inherentes

al tipo de órbita que describen los satélites. El servicio fijo y de difusión

está asociado con los sistemas GEO, mientras que los sistemas LEO,

MEO y HEO están asociados con el servicio móvil. Existe un sin fin de

aplicaciones en las que se pueden utilizar los servicios de

comunicación satelital, una de las cuales es la telefonía satelital. 

Servicios de telefonía satelital 

Básicamente existen dos tipos bien diferenciados de telefonía

satelital: 

Telefonía fija o rural 

Telefonía móvil o global

Cada una de ellas está relacionada con el tipo de servicio de

comunicación que ofrecen los sistemas satelitales. La telefonía satelital

fija se basa en redes de comunicación de satélites geoestacionarios y

la telefonía satelital móvil en redes de comunicación de satélites de

órbita baja. Las características de cada uno de estos sistemas

satelitales definen el tipo de telefonía satelital.

Telefonía Satelital Fija o Rural

Una red de telefonía satelital fija está compuesta por: una estación

central, canales de satélite y terminales remotos. Los satélites de

comunicación geoestacionarios hoy en día  son los más usados para

proveer servicios de telefonía satelital fija. Los satélites GEO orbitan la

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Tierra directamente sobre el ecuador a una altura de 35.400 km

aproximadamente. A esta altura, una vuelta completa alrededor de la

Tierra toma 24 horas. De este modo, el satélite mantiene la zona de

cobertura sobre la misma superficie de la Tierra todo el tiempo, y

permanece fijo en el cielo desde cualquier punto sobre la superficie de

la Tierra desde el cual se le visualice. Además del satélite GEO en el

espacio, en tierra se necesitan de la estación central o hub y de los

terminales de usuarios o VSAT (Very Small Aperture Terminal) para

establecer una red de comunicación. 

Telefonía Satelital Móvil o Global

Estos dispositivos usan pequeñas antenas no direccionales que

emiten señales de muy poca potencia, y deben recibir señales fuertes,

pues no tienen una gran capacidad de amplificación. En consecuencia,

es necesario que la señal del satélite sea fuerte en la localidad del

usuario para que este pueda recibir datos, y además, que el satélite

pueda recibir la señal que envía el usuario, en caso que este quiera

transmitir datos. Esto se puede lograr si la distancia al satélite es

relativamente pequeña, de 640 a 1.920 km (la señal se atenúa con el

cuadrado de la distancia). Por lo tanto, los satélites de órbita baja,

proporcionan una solución a este problema. Otras soluciones son los

satélites de orbita media (8.000 km de altitud) y satélites de órbita

elevada (16.000 km de altitud) con grandes antenas de alta ganancia.

Los sistemas satelitales usan la tecnología de telefonía celular. La idea

principal de tales sistemas es que, a diferencia de los sistemas

celulares, en los que las celdas o células permaneces fijas y el usuario

tiene movilidad, de tal manera a cambiarse de una celda a otra para su

cobertura, en el sistemas satelital las celdas son móviles, pues el

satélite que lo barre está en movimiento (satélite de órbita baja). La

red de satélites cubre toda la Tierra, y un satélite puede tener más de

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una celda a su cargo (de hecho generalmente tiene alrededor de 50

haces puntuales por satélite). Es decir, los satélites actúan

análogamente a las antenas de transmisión de los sistemas celulares.

Cuando un satélite deja de barrer un área determinada en Tierra, otro

satélite barre dicha área, y si produce la conmutación. Es decir, el

fenómeno es muy similar a la telefonía celular, pues en ambos casos

hay un movimiento relativo entre el usuario y la estación base. El

primer sistema LEO para servicio de telefonía móvil, y quizás el más

conocido, es Iridium.

Sistema satelital Iridium, Sistema de Telecomunicación

Satelital Móvil de voz

Este sistema consiste en 66 satélites que orbitan a una altura de 780

km de la superficie. Con órbitas a esta altura, el periodo orbital es de

100 minutos con 28 segundos.

Los satélites se disponen en collares norte sur, con un satélite cada

32 grados, de tal manera que la Tierra entera se cubre con seis

collares de satélites, como se observa en la figura.

Constelación Iridium

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Con tal arreglo, cada satélite tiene un máximo de 48 haces

puntuales, con un total de 1.628 celdas sobre la superficie de la Tierra.

El diámetro de la celda es de aproximadamente 50 km. La figura

ilustra dicha situación.

Celdas Iridium

Las frecuencias se reutilizan cada 3 celdas, como la telefonía celular.

Cada celda tiene 174 canales dúplex, para un total de 283.272 canales

en todo el mundo. Los enlaces ascendentes y descendentes funcionan

en la banda L de frecuencia, a 1.616 - 1.626,5 MHz. Para la

comunicación entre satélites se utiliza la bada Ka de frecuencias, a

23,18 - 23,38 GHz, y para la comunicación satélites y centrales

terrestres también se usa la banda Ka de frecuencia, a 19,4 - 9,6 GHz

para enlaces descendentes y 29,1 - 29,3 GHz para enlaces

ascendentes.

La siguiente figura muestra una hipotética situación en la que un

usuario móvil Iridium llama a un usuario conectado a una red de Tierra.

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Red Iridium

En la figura anterior, el usuario hace una llamada a través del

teléfono Iridium. Esta, similarmente al teléfono celular, se transmite a

su estación base, que corresponde al satélite que está barriendo el

área de cobertura donde se encuentra el usuario. La conexión se lleva

a cabo a través de la banda L, como lo habíamos dicho anteriormente.

Al llegar la señal al satélite, esta se transmite por la red satelital al

satélite cuya cobertura sea región de la Tierra donde está el teléfono

destino. En dicho lugar, la señal baja del satélite a un gateway Iridium,

cuya función es interconectar la red satelital Iridium con la red

telefónica pública a la que está conectado el usuario destino. A partir

allí, la señal se transmite a un conmutador en tierra (Terrestrial Switch)

que se encargará de enrutar la llamada al destino adecuado.

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La señal que parte del teléfono satelital utiliza una multiplexación

híbrida igual a la utilizada por el sistema celular GSM que se ha

explicado anteriormente, es decir, TDMA y FDMA. La velocidad de

transmisión es de 2.4 kbps, ya sea para voz o para datos, y se utilizan

algoritmos de compresión, de tal manera que las velocidades son de

aproximadamente 10 kbps, dependiendo de las aplicaciones.

Sistema Satelital Imarsat, Sistema de Telecomunicación

Satelital Móvil de voz y banda ancha

Inmarsat cuenta con una constelación de 11 satélites

Geoestacionarios con lo cual tiene una cobertura de casi todo el

planeta, exceptuando los polos Norte y Sur.

Las soluciones de Inmarsat están orientadas a áreas fuera de

cobertura de sistemas de comunicación tradicional y entre sus

usuarios principalmente se destacan agencias gubernamentales,

organismos internacionales, empresas de Petróleo y Gas, Minería,

transporte marítimo, entre otros

Los servicios de Inmarsat incluyen tradicionalmente llamadas de

voz, telemetría y transmisión de banda ancha. La línea de producto

más reciente de Inmarsat permite transmisión de datos de hasta 492

kbps en terminales que van desde el tamaño de una notebook

pequeña y con peso desde 0.9 Kg.

Los satélites de la nueva generación de Inmarsat también conocidos

como los satélites I4 (cuarta generación de satélites de Inmarsat) son

los satélites comerciales de telecomunicación más grandes lanzados

hasta la fecha. Con solo estos dos satélites, los servicios Inmarsat

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basados en los satélites I4 tienen una cobertura de más del 85% de la

superficie terrestre.

Sistema Satelital Thuraya, Sistema de Telecomunicación

Satelital Móvil para el Mediterráneo

Es un proveedor regional de comunicaciones por satélite que se

centra en Europa, Oriente Medio y África. Thuraya funciona

actualmente gracias a dos satélites en órbita geoestacionaria

Los servicios básicos de Thuraya son:

Comunicaciones de voz con móvil. Teléfonos por satélite SO-

2510 y SO -2520 o terminales fijos.

Servicio de SMS.

9.6 Kbps para datos o fax.

144 Kbps datos de alta velocidad mediante un terminal del

tamaño de un portátil denominado comercialmente ThurayaDSL.

GPS en los terminales que lo soportan.

La principal ventaja de este sistema son las posibilidades de sus

teléfonos: Los nuevos modelos Thuraya permite la utilización de una

tarjeta GSM convencional y la selección de una configuración por

defecto. Esto quiere decir que el usuario podrá seleccionar si desea

que las llamadas salientes se realicen preferentemente a través de la

red GSM y en caso de ausencia de red por la red satélite, opción más

común, o en cambio prefiere que la salida sea vía satélite y en caso de

falta de cobertura, por ejemplo dentro de edificios, utilice la red GSM.

Los teléfonos por satélite Thuraya son realmente pequeños y tienen

un tamaño similar a los terminales móviles convencionales. La falta de

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cobertura mundial le hace menos flexible que otros sistemas de

comunicación vía satélite como Iridium, pero esto entra dentro de la

filosofía y la aplicación que los creadores de Thuraya tuvieron desde su

concepción, con un enfoque fundamental hacia el Mediterráneo.

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REFERENCIAS

http://www.systelectro.com/Motorola%209505.pdf

http://www.dara.es/hard/telefonosat.htm

http://www.jeuazarru.com/docs/Telefonia_Satelital.pdf

http://www.upv.es/satelite/trabajos/pracGrupo17/sistemas.html

http://es.wikipedia.org/wiki/Tel%C3%A9fono_satelital

CONCLUSION

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La operación de un teléfono satelital es relativamente parecida a la

de un teléfono móvil, con la diferencia que en lugar de usar torres de

celulares de una red existente, estos equipos ocupan una serie de

satélites que están en el espacio para enviar la señal, sin depender de

las instalaciones terrestres.

Para hacer una llamada, el usuario sólo debe marcar el número al

que quiere llamar, tal como en un teléfono normal. El equipo buscará

el satélite más cercano en órbita y le enviará la señal de la llamada.

Seguidamente, el satélite devolverá la señal a la Tierra al terminal

receptor más cercano, conocido como “puerta” o gateway. Este

receptor traspasará la llamada a los sistemas terrestres, o si eso no es

posible, devolverá la señal al espacio para que el satélite busque otra

puerta que sí pueda conectar la llamada. Dependiendo desde dónde y

hacia dónde se está llamando, la señal puede rebotar entre la Tierra y

el espacio varias veces.

Una vez que el satélite encuentra una puerta que puede conectar la

llamada a la red del receptor, la señal es transformada para que pueda

ser recibida por cualquier teléfono corriente. Tras la conversión y

después de que se establezca la conexión, el receptor de la llamada

recibirá el llamado.

También se puede llamar directamente a otro teléfono satelital. En

tal caso, la señal viaja al satélite y luego directo al equipo, sin pasar

por ninguna red de tierra. Los teléfonos satelitales son bastante caros

y algunos pueden incluir servicios como internet satelital. Estos

equipos también se venden a través de operadoras, así como los

móviles y tienen planes de prepago o planes con diferentes valores

según la cantidad de minutos.