Servicios, Elementos y Recursos en Comunicaciones por Satélite: Tipos de Órबिटas y Segmento Espacial

Servicios de Comunicaciones por Satélite

• Servicio Fijo: Enlace entre dos puntos terrestres fijos.
• Servicio Móvil: Comunicación entre uno o más puntos móviles y fijos.
• Servicio de Radiodifusión: Comunicación entre uno o más puntos fijos y terminales dispersos.
• Servicio de Exploración de la Tierra: Obtención de información sobre recursos, meteorología o geodesia.
• Servicio de Radiodeterminación: Determinación de la posición, velocidad u otras características de un objeto.
• Servicio de Radioaficionados: Servicio de radiocomunicación con fines de instrucción individual, intercomunicación y estudios técnicos.
• Servicio entre Satélites: Comunicación entre satélites en órbita.
• Servicio de Exploración del Espacio: Investigación científica del espacio exterior.

Elementos de un Sistema de Comunicación por Satélite

• Estación Terrena: Recibe la señal, la modula, la convierte a una portadora en frecuencia intermedia (FI) y luego a radiofrecuencia (RF), la amplifica y la transmite (con potencias elevadas y directividad).
• Enlaces Ascendentes y Descendentes: La propagación se realiza en el espacio libre.
• Satélite: Actúa como una estación repetidora, cambia la banda de frecuencia, amplifica y retransmite la señal.
  • Transpondedor: Realiza la conversión de frecuencia y amplificación.
  • Conmutación: Se encarga del encaminamiento y asignación de transpondedores.
  • Recepción: Incluye antena, filtrado y amplificación.
  • Transmisión: Incluye amplificación de potencia, antena y filtrado.
• Estación Terrena Transmisora: Cuenta con una antena directiva, un receptor superheterodino y un receptor con bajo factor de ruido.

Recursos en Comunicaciones por Satélite

• Órbita
• Cobertura
• Conectividad
• Acceso Múltiple: FDMA, TDMA, CDMA.
• Banda de Frecuencia y Ancho de Banda
• Potencia

Tipos de Órbitas Satelitales

Las órbitas satelitales se rigen por las leyes de Kepler y la Ley de Gravitación Universal. Tienen una trayectoria cónica que depende de la energía del sistema.

• Órbita Geoestacionaria (GEO): Órbita circular y ecuatorial con un período de revolución igual al ciclo terrestre e inclinación nula. Los satélites GEO son siempre visibles desde un punto fijo en la Tierra. Se utilizan para servicios fijos, móviles y de radiodifusión. Cubren grandes áreas, pero requieren alta potencia de transmisión, presentan grandes retardos, tienen un alto coste de lanzamiento, gran apertura y no cubren latitudes elevadas.
• Órbita Oblicua (No GEO): Incluye órbitas de baja altura (LEO), media altura (MEO) y alta altura (HEO). Tienen períodos de visibilidad y requieren seguimiento continuo. Se utilizan para servicios móviles y otros usos no relacionados con las comunicaciones.

Órbita Elíptica (Molniya)

Es una órbita elíptica e inclinada respecto al Ecuador. Se basa en el principio de que la velocidad del satélite es lenta en el apogeo y rápida en el perigeo.

Eclipse

Afecta principalmente a los satélites GEO. Es un movimiento relativo del Sol respecto a la Tierra y el satélite. En los equinoccios no hay luz solar directa sobre el satélite, mientras que en los solsticios sí la hay.

Segmento Espacial

• Plataforma: Subsistemas y estructuras secundarias indispensables para el funcionamiento del satélite.
  • Subsistema de Estructura
  • Subsistema de Propulsión
  • Subsistema de Control Térmico
  • Subsistema de Control Orbital y de Posición (AOCS): Motores que reposicionan el satélite y controlan su estabilización y altura. Ayudan a mantener las antenas apuntando a la Tierra y los paneles solares al Sol.
  • Subsistema TT&C (Telemetry, Tracking, and Command): Mide parámetros y envía comandos de corrección.
  • Despliegue de Antenas
  • Subsistema de Energía: Células solares y baterías para el lanzamiento y los eclipses.
• Carga Útil: Repetidores y antenas utilizados para la comunicación (transpondedor).

Satélite Analógico

Realiza la recepción de señales, amplificación, conversión de frecuencia, distribución a los transpondedores, amplificación y transmisión a través de la antena.

Satélite Digital

Utiliza una señal moduladora y modulación digital con acceso múltiple. Se caracteriza por la relación Eb/No.

• Satélites Transparentes: No realizan demodulación. Solo conversión de frecuencia y amplificación.
• Satélites Regenerativos: Demodulan la señal a banda base (BB) y realizan procesamiento a bordo. Realizan conversión de frecuencia y procesamiento.

Transpondedor

Realiza la conversión de frecuencias y amplifica la señal. Utiliza técnicas de acceso múltiple.

• Transpondedores Regenerativos: Adaptan la información al enlace ascendente (UL) y descendente (DL), evitan la degradación de la señal y permiten que el enlace ascendente sea independiente del descendente.

Antenas

Existen diferentes tipos de antenas, como las de hilo, arrays, reflectores y bocinas. Las coberturas pueden ser de haz, global, hemisférica u omnidireccional.