¿QUE ES UN SATELITE ?

El satélite de comunicaciones es un dispositivo que actúa principalmente como "reflector" de las emisiones terrenas. Podríamos decir, que es la extensión al espacio del concepto "torre de microondas".Al igual que éstas, los satélites reflejan un haz de microondasque transportan información codificada. Realmente , la función de reflexión se compone de un receptor y un emisor, que operan a diferentes frecuencias, recibe a 6 GHZ y envía a 4 GHZ,( por ejemplo ).
Según el Diccionario de la Universidad de la Herencia americano un satélite es un objeto lanzado a la órbita de los planetas. Hay satélites naturales como  la luna, y satélites artificiales que hacen ciertos trabajos tales como enviar y recibir señales de televisión , de teléfono, de fax entre otros.
Se distinguen dos clases de satelites :
Satelites activos : Provistos de cámaras fotográficas y de televisión,detectores de radiaciones y de meteoritos, radio, fuentes de energía eléctrica , etc. , equipo que depende de la función programada y del peso soportable.
Satelites pasivos :No llevan en su interior ningun instrumento de medida y sus movimientos son estudiados desde la tierra.

COMPONENTES DE UN SATÉLITE

Los satélites de comunicaciones emplean antenas en la frecuencia de microondas para recibir señales de radio procedentes de las estaciones transmisoras; esas señales son repetidas de vuelta a otras estaciones en tierra. El satélite actúa como una estación repetidora. La estación A transmite señales de una frecuencia específica; (enlace ascendente) al satélite. El satélite, a su vez, recibe las señales y las retransmite hacia la estación terrestre B a la frecuencia del enlace descendente. La señal transmitida por el enlace descendente puede ser recibida por cualquier estación que esté dentro de la zona de cobertura. Las señales pueden ser: voz, imágenes, transmisiones de datos o señales de televisión. La capacidad de los satélites para transmitir y recibir se consigue gracias a un dispositivo denominado transpondedor. Los transpondedores de los satélites operan a frecuencias muy altas , generalmente del orden de gigaherzios. La mayoría de los satélites actuales emplean frecuencias en el rango de 6/4 gigaherzios. Otros satélites utilizan un ancho de banda mayor, y sus transpondedores operan en el rango de 14/12 gigaherzios.La que se utiliza para la transmisión de la estación terrestre al satélite es diferente de la que se utiliza para retransmitir desde el satélite a tierra. Al operar con frecuencias diferentes, se evita que ambas señales se interfieran.

CLASIFICACIÓN DE LOS SATÉLITES DEPENDIENDO DE LA ALTURA

 Satélites GEO

GEO, Órbita geoestacionaria. Estos satélites proporcionan un continuo servicio de comunicación .
Los satélites GEO son utiles en comunicaciones locales. Ubicados sobre zona ecuatorial a una altura de 35.786 Km. Con la tecnología actual se pueden tener satélites espaciados cada 2 grados en los 360 totales del plano ecuatorial, sin presentar interferencia, por lo tanto pueden haber 360/2 = 180 satélites de comunicaciones geoestacionarios a la vez.
Tres de estos satélites pueden cubrir el globo con excepción a ciertas partes cerca de los polos norte y sur. Si se ponen estos satélites encima del ecuador y siguen la dirección de la rotación de la Tierra, parecen estar en la misma situación todo el tiempo.

Satélites MEO

Satélites de las comunicaciones encima del polo norte y polo sur están en órbita elemento. Los Receptores de la tierra rastrean estos satélites y desde sus órbitas son más grandes que LEO tienen que quedar dentro de rango de los receptores por un período del tiempo más largo.
MEO, satélites ubicados alrededor de los 10.000 Km sobre la tierra, empleados generalmente en funciones de ubicación como localización automática de móviles LAM.
 

Satélites LEO

LEO, satélites de muy baja órbita, del orden de cientos de km, operando en la banda de 1 Ghz. El proyecto IRIDIUM (Motorola) pertenece a este grupo.

Un satélite en baja órbita de la Tierra rodea 100 a 300 millas sobre las Tierra. Desde está así cerca de la Tierra, el satélite debe viajar a velocidades muy  rápidas, a veces a aproximadamente 17. 500 millas por hora. Toman sobre una hora y una mitad a órbita la tierra.

En los primeros 30 años de la era de los satélites, los de órbita baja fueron raramente usados para comunicaciones debido a que su movimiento era demasiado rápido y se perdía fácilmente de vista. En 1990 Motorola propone a la FCC un proyecto denominado Iridium, el cuál constaría de 77 satélites de órbita baja (el elemento 77 es el Iridium).
Los satélites son ubicados a una altitud de 750 km en órbitas circulares polares, ellos deben ser arreglados en lazos de norte a sur, con separación de 32 grados de latitud. Los enlaces ascendentes y descendentes deben operar en la banda D a 1.6. Ghz, haciendo posible la comunicación con el satélite, usando un dispositivo con batería de baja potencia.

TIPOS DE ORBITAS DE LOS SATELITES

Los actuales satélites con los que podemos experimentar los radioaficionados tienen dos tipos de órbita: circular y elíptica. Los satélites con órbitas circulares se mantienen mas o menos a la misma distancia de la tierra pero su posición respecto a la superficie varía cada momento. Es la más común y conocida de las órbitas. Por lo general son en las que el satélite viaja de norte a sur o de sur a norte tratando siempre de permanecer frente al sol para cargar sus baterías.

Por su parte los satélites de órbitas elípticas o molinya tienen la característica que pueden permanecen más tiempo viendo un mismo lugar de la tierra y sus órbitas son mucho más largas y lejanas por lo que requieren de mayor equipo para trabajarlos.


PROS Y CONTRAS DE LAS REDES SATELITALES

Las comunicaciones vía satélite presentan algunas características que la hacen muy atractivas. En primer lugar, las capacidades de transmisión de los satélites son muy elevadas. Como operan en  el rango de frecuencias de gigaherzios, cada satélite admite varios miles de canales de voz.

Las comunicaciones vía satélite permiten cubrir áreas muy amplias. Por ejemplo, algunos satélites pueden cubrir todo Estados Unidos con un solo transpondedor. Esta propiedad resulta sumamente atractiva para organizaciones con oficinas o delegaciones muy dispersas geográficamente por un país o incluso por todo el mundo. Pero una cobertura tan amplia presenta problemas potenciales de seguridad, ya que una determinada organización podría interceptar las comunicaciones de otra sin más que sintonizar el canal apropiado. En consecuencia, muchos enlaces vía satélite utilizan medidas de seguridad en las comunicaciones, como, por ejemplo, dispositivos de cifrado.

El coste de transmisión de la señal es independiente de la distancia que separa a dos estaciones terrestres. Da lo mismo si las estaciones están separadas cientos de kilómetros o miles. Si utilizan el mismo transpondedor, el coste de transmisión es constante, ya que las señales transmitidas por el transpondedor son recibidas por las estaciones, independientemente de la distancia que las separa.

Las comunicaciones vía satélite dan la oportunidad de diseñar redes conmutadas sin necesidad de dispositivos físicos de conmutación. En comunicaciones terrestres, si una empresa desea comunicar sistemas basados en LAN  utilizando la red conmutada, deberá alquilar líneas y proporcionar los interfaces de dichas líneas con el sistema de comunicaciones de la empresa (computadores, procesadores frontales, multiplexores,etc.). Por el contrario, como las estaciones de tierra que se comunican con el transpondedor del satélite envían y reciben por los mismos dos canales, sólo necesitan " escuchar" la frecuencia del enlace descendente para determinar si la transmisión va destinada a ellas. Si no es así , simplemente ignora la señal . Si es así, copian la señal y la presentan al usuario. Esta capacidad de difusión puede suponer una significativa reducción de costes si se compara con las redes terrestres, que utilizan numerosas líneas físicas y dispositivos de conmutación.

Sin embargo, las comunicaciones vía satélite no están exentas de problemas. Como ya mencionamos anteriormente, si no se emplean técnicas de cifrado, pueden aparecer problemas de seguridad. Las condiciones climatológicas adversas, por ejemplo las tormentas fuertes, pueden causar interferencias en las señales de los canales de comunicaciones ascendentes y descendente. Adicionalmente, la señal debe recorrer un camino muy largo (aproximadamente 36 000 km de ida y otros tantos de vuelta), lo que causa un retardo en la recepción de las señales en las estaciones de tierra. En algunos casos, este retardo puede causar problemas a los protocolos de línea y complicaciones con el tiempo de respuesta.

Periódicamente, el Sol, la estación de tierra y el satélite se encontrarán alineados. Esto causará que la antena de la estación de tierra reciba los rayos solares, creándose lo que se denomina un transitorio solar: el nivel de ruido térmico se hará sensiblemente superior a la señal recibida. Por el contrario, el denominado eclipse solar se produce durante al primavera y el otoño cuando la Tierra se sitúa entre el Sol y el satélite durante algunos minutos en un período de 23 días. Durante esos minutos, las células solares del satélite no reciben energía, lo que crea pérdidas de potencia en los componentes electrónicos del satélite.

La señal de comunicaciones del satélite puede interferir con otras señales de radio de sistemas basados en tierra. Para evitar que esto suceda, es necesaria una asignación muy cuidadosa del espectro de frecuencia.

Finalmente, no hay que olvidar que para los satélites en 6/4 y 14/12Ghz , el número de canales de frecuencia es finito, y también lo es el número de satélites que se pueden poner en órbita. Aunque en el pasado estas limitaciones de espectro y de espacio en órbita no han supuesto un impedimento, actualmente se están convirtiendo en un problema, por lo que se hacen necesarios esfuerzos de cooperación entre las naciones que utilizan la tecnología de comunicaciones vía satélite.