Satélite de comunicaciones - Communications satellite

Un satélite de comunicaciones de frecuencia extremadamente alta de la Fuerza Espacial de EE. UU. Transmite comunicaciones seguras para los Estados Unidos y otros países aliados.

Un satélite de comunicaciones es un satélite artificial que transmite y amplifica señales de radiocomunicaciones a través de un transpondedor ; crea un canal de comunicación entre un transmisor fuente y un receptor en diferentes lugares de la Tierra . Los satélites de comunicaciones se utilizan para aplicaciones de televisión , teléfono , radio , Internet y militares . Al 1 de enero de 2021, hay 2.224 satélites de comunicaciones en órbita terrestre. La mayoría de los satélites de comunicaciones se encuentran en órbita geoestacionaria a 35 785 km sobre el ecuador , de modo que el satélite parece estacionario en el mismo punto del cielo; por lo tanto, las antenas parabólicas de las estaciones terrestres pueden apuntar permanentemente a ese punto y no tienen que moverse para rastrear el satélite.

Las ondas de radio de alta frecuencia utilizadas para los enlaces de telecomunicaciones viajan por la línea de visión y, por lo tanto, están obstruidas por la curva de la Tierra. El propósito de los satélites de comunicaciones es transmitir la señal alrededor de la curva de la Tierra permitiendo la comunicación entre puntos geográficos muy separados. Los satélites de comunicaciones utilizan una amplia gama de frecuencias de radio y microondas . Para evitar la interferencia de la señal, las organizaciones internacionales tienen regulaciones para los rangos de frecuencia o "bandas" que ciertas organizaciones pueden usar. Esta asignación de bandas minimiza el riesgo de interferencia de señal.

Historia

Orígenes del primer satélite artificial

El concepto de satélite de comunicaciones geoestacionario fue propuesto por primera vez por Arthur C. Clarke , junto con Mikhail Tikhonravov y Sergey Korolev basándose en el trabajo de Konstantin Tsiolkovsky . En octubre de 1945, Clarke publicó un artículo titulado "Relés extraterrestres" en la revista británica Wireless World . El artículo describió los fundamentos detrás del despliegue de satélites artificiales en órbitas geoestacionarias con el propósito de transmitir señales de radio. Por lo tanto, Arthur C. Clarke se cita a menudo como el inventor del concepto de satélite de comunicaciones, así como el término 'Clarke Belt' empleado como descripción de la órbita.

Réplica del Sputnik 1

El primer satélite terrestre artificial fue el Sputnik 1 . Puesto en órbita por la Unión Soviética el 4 de octubre de 1957, que estaba equipado con un bordo de radio - transmisor que trabajó en dos frecuencias de longitud de onda de 20.005 y 40.002 MHz, o 7 y 15 metros. El satélite no se puso en órbita con el propósito de enviar datos de un punto de la tierra a otro; el transmisor de radio estaba destinado a estudiar las propiedades de la distribución de ondas de radio en toda la ionosfera. El lanzamiento del Sputnik 1 fue un paso importante en la exploración del espacio y el desarrollo de cohetes, y marca el comienzo de la Era Espacial .

Experimentos tempranos de satélites activos y pasivos

Hay dos clases principales de satélites de comunicaciones, pasivos y activos . Los satélites pasivos solo reflejan la señal que proviene de la fuente, hacia la dirección del receptor. Con los satélites pasivos, la señal reflejada no se amplifica en el satélite y solo una cantidad muy pequeña de la energía transmitida llega al receptor. Dado que el satélite está muy por encima de la Tierra, la señal de radio se atenúa debido a la pérdida de trayectoria en el espacio libre , por lo que la señal recibida en la Tierra es muy, muy débil. Los satélites activos, por otro lado, amplifican la señal recibida antes de retransmitirla al receptor en tierra. Los satélites pasivos fueron los primeros satélites de comunicaciones, pero ahora se utilizan poco.

El trabajo que se inició en el campo de la recopilación de inteligencia eléctrica en el Laboratorio de Investigación Naval de los Estados Unidos en 1951 condujo a un proyecto llamado Communication Moon Relay . Los planificadores militares habían mostrado durante mucho tiempo un interés considerable en líneas de comunicaciones seguras y confiables como una necesidad táctica, y el objetivo final de este proyecto era la creación del circuito de comunicaciones más largo de la historia de la humanidad, con la luna, el satélite natural de la Tierra, actuando como un relé pasivo. . Después de lograr la primera comunicación transoceánica entre Washington, DC y Hawai el 23 de enero de 1956, este sistema se inauguró públicamente y se puso en producción formal en enero de 1960.

El Atlas-B con SCORE en la plataforma de lanzamiento; el cohete (sin motores de refuerzo) constituía el satélite.

El primer satélite especialmente diseñado para retransmitir comunicaciones activamente fue el Proyecto SCORE , dirigido por la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada (ARPA) y lanzado el 18 de diciembre de 1958, que utilizaba una grabadora para llevar un mensaje de voz almacenado, así como para recibir, almacenar, y retransmitir mensajes. Se utilizó para enviar un saludo navideño al mundo del presidente de los Estados Unidos, Dwight D. Eisenhower . El satélite también ejecutó varias transmisiones en tiempo real antes de que las baterías no recargables fallaran el 30 de diciembre de 1958 después de 8 horas de funcionamiento real.

El sucesor directo de SCORE fue otro proyecto liderado por ARPA llamado Courier. El Courier 1B se lanzó el 4 de octubre de 1960 para explorar si sería posible establecer una red mundial de comunicaciones militares mediante el uso de satélites de "repetición retardada", que reciben y almacenan información hasta que se les ordene retransmitirlos. Después de 17 días, una falla en el sistema de comando puso fin a las comunicaciones del satélite.

El programa de aplicaciones de satélites de la NASA lanzó el primer satélite artificial utilizado para comunicaciones de retransmisión pasivas en Echo 1 el 12 de agosto de 1960. Echo 1 era un satélite de globo aluminizado que actuaba como un reflector pasivo de señales de microondas . Las señales de comunicación rebotaron en el satélite de un punto de la Tierra a otro. Este experimento buscó establecer la viabilidad de las transmisiones mundiales de señales de teléfono, radio y televisión.

Más primicias y más experimentos

Telstar fue el primer satélite comercial activo de comunicaciones por retransmisión directa y marcó la primera transmisión transatlántica de señales de televisión. Perteneciente a AT & T como parte de un acuerdo multinacional entre AT & T, Bell Laboratories telefónicas , la NASA, los británicos General Post Office y el Nacional de PTT francés (Post Office) para desarrollar las comunicaciones por satélite, que fue lanzado por la NASA desde Cabo Cañaveral el 10 de Julio de 1962, en el primer lanzamiento espacial patrocinado de forma privada.

Otro experimento relé pasiva destinada principalmente para fines de comunicaciones militares era Proyecto West Ford , que fue dirigido por el Massachusetts Institute of Technology 's Lincoln Laboratory . Después de un fracaso inicial en 1961, un lanzamiento el 9 de mayo de 1963 dispersó 350 millones de dipolos de agujas de cobre para crear un cinturón reflectante pasivo. Aunque solo aproximadamente la mitad de los dipolos se separaron adecuadamente entre sí, el proyecto pudo experimentar y comunicarse con éxito utilizando frecuencias en el espectro de la banda X de SHF .

Un antecedente inmediato de los satélites geoestacionarios fue la Aircraft Company Hughes 's Syncom 2 , lanzado el 26 de julio de 1963. Syncom 2 fue el primer satélite de comunicaciones en una órbita geosíncrona . Giraba alrededor de la Tierra una vez al día a velocidad constante, pero debido a que todavía tenía movimiento de norte a sur, se necesitaba un equipo especial para rastrearlo. Su sucesor, Syncom 3 , lanzado el 19 de julio de 1964, fue el primer satélite de comunicaciones geoestacionario. Syncom 3 obtuvo una órbita geosincrónica, sin movimiento norte-sur, haciéndolo aparecer desde el suelo como un objeto estacionario en el cielo.

Una extensión directa de los experimentos pasivos del Proyecto West Ford fue el programa Lincoln Experimental Satellite , también realizado por el Laboratorio Lincoln en nombre del Departamento de Defensa de los Estados Unidos . El satélite de comunicaciones activas LES-1 se lanzó el 11 de febrero de 1965 para explorar la viabilidad de las comunicaciones militares de largo alcance en banda X de estado sólido activo. Se lanzaron un total de nueve satélites entre 1965 y 1976 como parte de esta serie.

Proyectos de satélites comerciales internacionales

En los Estados Unidos, 1962 vio la creación de la corporación privada Communications Satellite Corporation (COMSAT), que estaba sujeta a las instrucciones del gobierno de los Estados Unidos sobre asuntos de política nacional. Durante los siguientes 2 años, las negociaciones internacionales llevaron a los Acuerdos Intelsat, que a su vez llevaron al lanzamiento de Intelsat 1, también conocido como Early Bird, el 6 de abril de 1965, y que fue el primer satélite de comunicaciones comerciales que se colocó en órbita geosincrónica. . Los lanzamientos posteriores de Intelsat en la década de 1960 proporcionaron servicio multidestino y servicio de video, audio y datos a barcos en el mar (Intelsat 2 en 1966-67), y la finalización de una red completamente global con Intelsat 3 en 1969-70. En la década de 1980, con importantes expansiones en la capacidad de los satélites comerciales, Intelsat estaba en camino de convertirse en parte de la competitiva industria de las telecomunicaciones privadas y había comenzado a obtener competencia de empresas como PanAmSat en los Estados Unidos, que, irónicamente, luego fue comprada. por su archirrival en 2005.

Cuando se lanzó Intelsat, Estados Unidos era la única fuente de lanzamiento fuera de la Unión Soviética , que no participó en los acuerdos de Intelsat. La Unión Soviética lanzó su primer satélite de comunicaciones el 23 de abril de 1965 como parte del programa Molniya . Este programa también fue único en ese momento por su uso de lo que luego se conoció como la órbita de Molniya , que describe una órbita altamente elíptica , con dos altos apogeos diarios sobre el hemisferio norte. Esta órbita proporciona un tiempo de permanencia prolongado sobre el territorio ruso, así como sobre Canadá en latitudes más altas que las órbitas geoestacionarias sobre el ecuador.

Órbitas de satélite

Comparación del tamaño de la órbita de las constelaciones GPS , GLONASS , Galileo , BeiDou-2 e Iridium , la Estación Espacial Internacional , el Telescopio Espacial Hubble y la órbita geoestacionaria (y su órbita cementerio ), con los cinturones de radiación de Van Allen y la Tierra a escala.
La Luna 's órbita es de alrededor de 9 veces más grande que la órbita geoestacionaria. (En el archivo SVG, coloque el cursor sobre una órbita o su etiqueta para resaltarla; haga clic para cargar su artículo).

Los satélites de comunicaciones suelen tener uno de los tres tipos principales de órbita , mientras que se utilizan otras clasificaciones orbitales para especificar más detalles orbitales. MEO y LEO son órbitas no geoestacionarias (NGSO).

  • Los satélites geoestacionarios tienen una órbita geoestacionaria (GEO), que se encuentra a 22,236 millas (35,785 km) de la superficie de la Tierra. Esta órbita tiene la característica especial de que la posición aparente del satélite en el cielo cuando es visto por un observador en tierra no cambia, el satélite parece "quedarse quieto" en el cielo. Esto se debe a que el período orbital del satélite es el mismo que la velocidad de rotación de la Tierra. La ventaja de esta órbita es que las antenas terrestres no tienen que rastrear el satélite a través del cielo, pueden fijarse para apuntar a la ubicación en el cielo donde aparece el satélite.
  • Los satélites de órbita terrestre media (MEO) están más cerca de la Tierra. Las altitudes orbitales varían de 2.000 a 36.000 kilómetros (1.200 a 22.400 millas) sobre la Tierra.
  • La región por debajo de las órbitas medias se conoce como órbita terrestre baja (LEO) y está a unos 160 a 2000 kilómetros (99 a 1243 millas) sobre la Tierra.

A medida que los satélites en MEO y LEO orbitan la Tierra más rápido, no permanecen visibles en el cielo a un punto fijo en la Tierra continuamente como un satélite geoestacionario, sino que a un observador terrestre le parece que cruzan el cielo y se "establecen" cuando van detrás del Tierra más allá del horizonte visible. Por lo tanto, para proporcionar capacidad de comunicaciones continuas con estas órbitas inferiores se requiere un mayor número de satélites, de modo que uno de estos satélites siempre estará visible en el cielo para la transmisión de señales de comunicación. Sin embargo, debido a su distancia relativamente pequeña a la Tierra, sus señales son más fuertes.

Órbita terrestre baja (LEO)

Una órbita terrestre baja (LEO) suele ser una órbita circular de unos 160 a 2000 kilómetros (99 a 1243 millas) sobre la superficie de la tierra y, en consecuencia, un período (tiempo para girar alrededor de la Tierra) de unos 90 minutos.

Debido a su baja altitud, estos satélites solo son visibles desde un radio de aproximadamente 1.000 kilómetros (620 millas) desde el punto subsatelital. Además, los satélites en órbita terrestre baja cambian rápidamente su posición en relación con la posición del suelo. Entonces, incluso para aplicaciones locales, se necesitan muchos satélites si la misión requiere conectividad ininterrumpida.

Los satélites en órbita terrestre baja son menos costosos de poner en órbita que los satélites geoestacionarios y, debido a la proximidad al suelo, no requieren una intensidad de señal tan alta (la intensidad de la señal disminuye con el cuadrado de la distancia desde la fuente, por lo que el efecto es considerable). Por lo tanto, existe una compensación entre la cantidad de satélites y su costo.

Además, existen diferencias importantes en el equipo a bordo y en tierra necesario para respaldar los dos tipos de misiones.

Constelación de satélites

Un grupo de satélites que trabajan en concierto se conoce como constelación de satélites . Dos de estas constelaciones, destinadas a proporcionar servicios de telefonía satelital , principalmente a áreas remotas, son los sistemas Iridium y Globalstar . El sistema Iridium tiene 66 satélites.

También es posible ofrecer una cobertura discontinua utilizando un satélite de órbita terrestre baja capaz de almacenar los datos recibidos al pasar por una parte de la Tierra y transmitirlos posteriormente al pasar por otra parte. Este será el caso con el sistema de cascada de Canadá 's cassiope satélite de comunicaciones. Otro sistema que utiliza este método de almacenamiento y reenvío es Orbcomm .

Órbita terrestre media (MEO)

Una órbita terrestre media es un satélite en órbita entre 2.000 y 35.786 kilómetros (1.243 y 22.236 millas) sobre la superficie de la tierra. Los satélites MEO son similares a los satélites LEO en funcionalidad. Los satélites MEO son visibles durante períodos de tiempo mucho más largos que los satélites LEO, generalmente entre 2 y 8 horas. Los satélites MEO tienen un área de cobertura más grande que los satélites LEO. La mayor duración de visibilidad de un satélite MEO y su huella más amplia significa que se necesitan menos satélites en una red MEO que en una red LEO. Una desventaja es que la distancia de un satélite MEO le da un retraso de tiempo más largo y una señal más débil que un satélite LEO, aunque estas limitaciones no son tan severas como las de un satélite GEO.

Al igual que los LEO, estos satélites no mantienen una distancia estacionaria de la tierra. Esto contrasta con la órbita geoestacionaria, donde los satélites están siempre a 35.786 kilómetros (22.236 millas) de la Tierra.

Normalmente, la órbita de un satélite de órbita terrestre media está a unos 16.000 kilómetros (10.000 millas) sobre la Tierra. En varios patrones, estos satélites hacen el viaje alrededor de la Tierra en entre 2 y 8 horas.

Ejemplos de MEO

  • En 1962 , se lanzó el satélite de comunicaciones Telstar . Era un satélite de órbita terrestre media diseñado para ayudar a facilitar las señales telefónicas de alta velocidad. Aunque fue la primera forma práctica de transmitir señales sobre el horizonte, pronto se advirtió su principal inconveniente. Debido a que su período orbital de aproximadamente 2,5 horas no coincidía con el período de rotación de la Tierra de 24 horas, la cobertura continua era imposible. Era evidente que era necesario utilizar varios MEO para proporcionar una cobertura continua.
  • En 2013, se lanzaron los primeros cuatro de una constelación de 20 satélites MEO. Los satélites O3b brindan servicios de Internet de banda ancha , en particular a ubicaciones remotas y uso marítimo y en vuelo, y orbitan a una altitud de 8.063 kilómetros (5.010 millas).

Órbita geoestacionaria (GEO)

Para un observador en la Tierra, un satélite en una órbita geoestacionaria parece inmóvil, en una posición fija en el cielo. Esto se debe a que gira alrededor de la Tierra a la propia velocidad angular de la Tierra (una revolución por día sideral , en una órbita ecuatorial ).

Una órbita geoestacionaria es útil para las comunicaciones porque las antenas terrestres pueden apuntar al satélite sin que tengan que seguir el movimiento del satélite. Esto es relativamente económico.

En aplicaciones que requieren muchas antenas terrestres, como la distribución de DirecTV , los ahorros en equipos terrestres pueden superar con creces el costo y la complejidad de colocar un satélite en órbita.

Ejemplos de GEO

  • El primer satélite geoestacionario fue Syncom 3 , lanzado el 19 de agosto de 1964 y utilizado para la comunicación a través del Pacífico comenzando con la cobertura televisiva de los Juegos Olímpicos de Verano de 1964 . Poco después de Syncom 3, Intelsat I , también conocido como Early Bird , se lanzó el 6 de abril de 1965 y se colocó en órbita a 28 ° de longitud oeste. Fue el primer satélite geoestacionario para telecomunicaciones sobre el Océano Atlántico .
  • El 9 de noviembre de 1972, el primer satélite geoestacionario de Canadá que sirve al continente, Anik A1 , fue lanzado por Telesat Canada , y Estados Unidos hizo lo mismo con el lanzamiento de Westar 1 por Western Union el 13 de abril de 1974.
  • El 30 de mayo de 1974 se lanzó el primer satélite de comunicaciones geoestacionario del mundo estabilizado en tres ejes : el satélite experimental ATS-6 construido para la NASA .
  • Después de los lanzamientos de Telstar a través de los satélites Westar 1, RCA Americom (más tarde GE Americom, ahora SES ) lanzó Satcom 1 en 1975. Fue Satcom 1 el que fue fundamental para ayudar a los primeros canales de televisión por cable como WTBS (ahora TBS ), HBO , CBN (ahora Freeform ) y The Weather Channel tuvieron éxito, porque estos canales distribuyeron su programación a todas las cabeceras de televisión por cable locales utilizando el satélite. Además, fue el primer satélite utilizado por las cadenas de televisión de los Estados Unidos, como ABC , NBC y CBS , para distribuir programación a sus estaciones afiliadas locales. Satcom 1 fue ampliamente utilizado porque tenía el doble de capacidad de comunicaciones que el Westar 1 de la competencia en Estados Unidos (24 transpondedores en comparación con los 12 del Westar 1), lo que resultó en menores costos de uso del transpondedor. Los satélites en décadas posteriores tendieron a tener números de transpondedores aún más altos.

Para el año 2000, Hughes Space and Communications (ahora Boeing Satellite Development Center ) había construido casi el 40 por ciento de los más de cien satélites en servicio en todo el mundo. Otros importantes fabricantes de satélites incluyen Space Systems / Loral , Orbital Sciences Corporation con la serie Star Bus , Indian Space Research Organization , Lockheed Martin (propietario de la antigua empresa RCA Astro Electronics / GE Astro Space), Northrop Grumman , Alcatel Space, ahora Thales Alenia Space , con la serie Spacebus y Astrium .

Órbita de Molniya

Los satélites geoestacionarios deben operar por encima del ecuador y, por lo tanto, aparecer más abajo en el horizonte a medida que el receptor se aleja del ecuador. Esto causará problemas para las latitudes extremas del norte, lo que afectará la conectividad y provocará interferencias por trayectos múltiples (causadas por señales que se reflejan en el suelo y en la antena terrestre).

Por lo tanto, para áreas cercanas al Polo Norte (y Sur), un satélite geoestacionario puede aparecer debajo del horizonte. Por tanto, se han lanzado satélites en órbita de Molniya, principalmente en Rusia, para paliar este problema.

Las órbitas de Molniya pueden ser una alternativa atractiva en tales casos. La órbita de Molniya está muy inclinada, lo que garantiza una buena elevación sobre posiciones seleccionadas durante la parte norte de la órbita. (La elevación es la extensión de la posición del satélite sobre el horizonte. Por lo tanto, un satélite en el horizonte tiene una elevación cero y un satélite directamente sobre su cabeza tiene una elevación de 90 grados).

La órbita de Molniya está diseñada para que el satélite pase la mayor parte de su tiempo en las latitudes más al norte, durante las cuales su huella en el suelo se mueve solo ligeramente. Su período es de medio día, por lo que el satélite está disponible para operar en la región objetivo durante seis a nueve horas cada segunda revolución. De esta manera, una constelación de tres satélites Molniya (más repuestos en órbita) puede proporcionar una cobertura ininterrumpida.

El primer satélite de la serie Molniya se lanzó el 23 de abril de 1965 y se utilizó para la transmisión experimental de señales de televisión desde una estación de enlace ascendente de Moscú a estaciones de enlace descendente ubicadas en Siberia y el Lejano Oriente ruso, en Norilsk , Khabarovsk , Magadan y Vladivostok . En noviembre de 1967, los ingenieros soviéticos crearon un sistema único de red de televisión nacional de televisión por satélite , llamado Orbita , que se basaba en los satélites Molniya.

Órbita polar

En los Estados Unidos, el Sistema Nacional de Satélites Ambientales Operacionales en órbita Polar (NPOESS) se estableció en 1994 para consolidar las operaciones de los satélites polares de la NASA (Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio) NOAA (Administración Nacional Oceánica y Atmosférica). NPOESS gestiona varios satélites para diversos fines; por ejemplo, METSAT para el satélite meteorológico, EUMETSAT para la rama europea del programa y METOP para las operaciones meteorológicas.

Estas órbitas son sincrónicas con el sol, lo que significa que cruzan el ecuador a la misma hora local todos los días. Por ejemplo, los satélites en la órbita NPOESS (civil) cruzarán el ecuador, yendo de sur a norte, a las 1:30 p.m., 5:30 p.m. y 9:30 p.m.

Estructura

Los satélites de comunicaciones suelen estar compuestos por los siguientes subsistemas:

  • Carga útil de comunicación, normalmente compuesta por transpondedores , antenas y sistemas de conmutación
  • Motores utilizados para llevar el satélite a su órbita deseada.
  • Una estación que mantiene el subsistema de seguimiento y estabilización que se utiliza para mantener el satélite en la órbita correcta, con sus antenas apuntando en la dirección correcta y su sistema de energía apuntando hacia el sol.
  • Subsistema de energía, utilizado para alimentar los sistemas de satélite, normalmente compuesto por células solares y baterías que mantienen la energía durante el eclipse solar.
  • Subsistema de Mando y Control, que mantiene las comunicaciones con las estaciones de control en tierra. Las estaciones terrenas de control terrestre monitorean el desempeño del satélite y controlan su funcionalidad durante varias fases de su ciclo de vida.

El ancho de banda disponible de un satélite depende del número de transpondedores proporcionados por el satélite. Cada servicio (TV, Voz, Internet, radio) requiere una cantidad diferente de ancho de banda para la transmisión. Esto se conoce normalmente como presupuesto de enlaces y se puede utilizar un simulador de red para llegar al valor exacto.

Asignación de frecuencias para sistemas de satélite

La asignación de frecuencias a los servicios por satélite es un proceso complicado que requiere coordinación y planificación internacional. Esto se lleva a cabo bajo los auspicios de la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT). Para facilitar la planificación de frecuencias, el mundo se divide en tres regiones:

  • Región 1: Europa, África, Medio Oriente, lo que antes era la Unión Soviética y Mongolia
  • Región 2: América del Norte y del Sur y Groenlandia
  • Región 3: Asia (excluidas las áreas de la región 1), Australia y el suroeste del Pacífico

Dentro de estas regiones, las bandas de frecuencia se asignan a varios servicios de satélite, aunque a un servicio dado se le pueden asignar diferentes bandas de frecuencia en diferentes regiones. Algunos de los servicios que brindan los satélites son:

Aplicaciones

Telefonía

Un satélite Iridium

La primera e históricamente más importante aplicación para los satélites de comunicaciones fue la telefonía intercontinental de larga distancia . La Red Telefónica Pública Conmutada fija transmite las llamadas telefónicas desde teléfonos terrestres a una estación terrena , donde luego se transmiten a un satélite geoestacionario. El enlace descendente sigue un camino análogo. Las mejoras en los cables de comunicaciones submarinos mediante el uso de fibra óptica provocaron una cierta disminución en el uso de satélites para telefonía fija a fines del siglo XX.

Las comunicaciones por satélite todavía se utilizan en muchas aplicaciones en la actualidad. Las islas remotas como la Isla Ascensión , Santa Elena , Diego García e Isla de Pascua , donde no hay cables submarinos en servicio, necesitan teléfonos satelitales. También hay regiones de algunos continentes y países donde las telecomunicaciones fijas son raras o inexistentes, por ejemplo, grandes regiones de América del Sur, África, Canadá, China, Rusia y Australia. Las comunicaciones por satélite también proporcionan conexión con los límites de la Antártida y Groenlandia . Otro uso de la tierra para los teléfonos satelitales son las plataformas en el mar, un respaldo para hospitales, militares y recreación. Los barcos en el mar, así como los aviones, a menudo utilizan teléfonos satelitales.

Los sistemas de telefonía por satélite se pueden lograr por varios medios. A gran escala, a menudo habrá un sistema telefónico local en un área aislada con un enlace al sistema telefónico en un área terrestre principal. También hay servicios que conectarán una señal de radio a un sistema telefónico. En este ejemplo, se puede utilizar casi cualquier tipo de satélite. Los teléfonos satelitales se conectan directamente a una constelación de satélites geoestacionarios o de órbita terrestre baja. A continuación, las llamadas se reenvían a un telepuerto satelital conectado a la red telefónica pública conmutada.

Televisión

A medida que la televisión se convirtió en el mercado principal, su demanda de entrega simultánea de relativamente pocas señales de gran ancho de banda a muchos receptores fue una coincidencia más precisa con las capacidades de las comunicaciones geosincrónicas . Se utilizan dos tipos de satélite para la televisión y la radio de América del Norte: satélite de transmisión directa (DBS) y satélite de servicio fijo (FSS).

Las definiciones de satélites FSS y DBS fuera de América del Norte, especialmente en Europa, son un poco más ambiguas. La mayoría de los satélites utilizados para la televisión directa al hogar en Europa tienen la misma salida de alta potencia que los satélites de clase DBS en América del Norte, pero utilizan la misma polarización lineal que los satélites de clase FSS. Ejemplos de estos son las naves espaciales Astra , Eutelsat y Hotbird en órbita sobre el continente europeo. Debido a esto, los términos FSS y DBS se usan más en todo el continente norteamericano y son poco comunes en Europa.

Los satélites de servicio fijo utilizan la banda C y las porciones inferiores de la banda K u . Normalmente se utilizan para transmisiones desde y hacia redes de televisión y estaciones afiliadas locales (como transmisiones de programas para la red y programación sindicada, tomas en vivo y backhauls ), así como para el aprendizaje a distancia en escuelas y universidades, televisión empresarial ( BTV), Videoconferencia y Telecomunicaciones comerciales en general. Los satélites FSS también se utilizan para distribuir canales de cable nacionales a las cabeceras de televisión por cable.

Los canales de televisión por satélite en abierto también suelen distribuirse en satélites del SFS en la banda K u . Los Intelsat Americas 5 , Galaxy 10R y AMC 3 satélites sobre América del Norte proporcionan una muy gran cantidad de canales FTA en sus K u banda transpondedores .

El servicio DBS de American Dish Network también ha utilizado recientemente la tecnología FSS para sus paquetes de programación que requieren su antena SuperDish , debido a que Dish Network necesita más capacidad para transmitir estaciones de televisión locales de acuerdo con las regulaciones "obligatorias" de la FCC , y para más ancho de banda para transmitir canales de HDTV .

Un satélite de transmisión directa es un satélite de comunicaciones que transmite a pequeñas antenas parabólicas DBS (generalmente de 18 a 24 pulgadas o de 45 a 60 cm de diámetro). Satélites de radiodifusión directa por lo general operan en la parte superior del horno de microondas K u banda . La tecnología DBS se utiliza para servicios de televisión por satélite orientados a DTH ( Direct-To-Home ), como DirecTV , DISH Network y Orby TV en los Estados Unidos, Bell Satellite TV y Shaw Direct en Canadá, Freesat y Sky en el Reino Unido, Irlanda y Nueva Zelanda y DSTV en Sudáfrica.

Operando a una frecuencia más baja y a una potencia más baja que DBS, los satélites FSS requieren una antena parabólica mucho más grande para la recepción (de 3 a 8 pies (1 a 2,5 m) de diámetro para la banda K u y de 12 pies (3,6 m) o más para la banda C) . Usan polarización lineal para cada una de las entradas y salidas de RF de los transpondedores (a diferencia de la polarización circular utilizada por los satélites DBS), pero esta es una diferencia técnica menor que los usuarios no notan. La tecnología satelital FSS también se usó originalmente para la televisión satelital DTH desde fines de la década de 1970 hasta principios de la de 1990 en los Estados Unidos en forma de receptores y antenas parabólicas TVRO (TeleVision Receive Only). También se utilizó en su forma de banda K u para el ahora desaparecido servicio de televisión por satélite Primestar .

Se han lanzado algunos satélites que tienen transpondedores en la banda K a , como el satélite SPACEWAY-1 de DirecTV y Anik F2 . La NASA y la ISRO también han lanzado recientemente satélites experimentales que llevan balizas de banda K a .

Algunos fabricantes también han introducido antenas especiales para la recepción móvil de televisión DBS. Utilizando la tecnología del Sistema de posicionamiento global (GPS) como referencia, estas antenas vuelven a apuntar automáticamente al satélite sin importar dónde o cómo se encuentre el vehículo (en el que está montada la antena). Estas antenas satelitales móviles son populares entre algunos propietarios de vehículos recreativos . JetBlue Airways también utiliza estas antenas móviles DBS para DirecTV (suministradas por LiveTV , una subsidiaria de JetBlue), que los pasajeros pueden ver a bordo en pantallas LCD montadas en los asientos.

Radiodifusión

La radio por satélite ofrece servicios de transmisión de audio en algunos países, especialmente en los Estados Unidos. Los servicios móviles permiten a los oyentes recorrer un continente, escuchando la misma programación de audio en cualquier lugar.

Una radio por satélite o radio por suscripción (SR) es una señal de radio digital que se transmite por un satélite de comunicaciones, que cubre un rango geográfico mucho más amplio que las señales de radio terrestres.

La radio por satélite ofrece una alternativa significativa a los servicios de radio terrestres en algunos países, especialmente en los Estados Unidos. Los servicios móviles, como SiriusXM y Worldspace, permiten a los oyentes recorrer todo un continente, escuchando la misma programación de audio dondequiera que vayan. Otros servicios, como Music Choice o el contenido entregado por satélite de Muzak, requieren un receptor de ubicación fija y una antena parabólica. En todos los casos, la antena debe tener una visión clara de los satélites. En áreas donde edificios altos, puentes o incluso estacionamientos oscurecen la señal, se pueden colocar repetidores para que la señal esté disponible para los oyentes.

Inicialmente disponible para su transmisión a receptores de TV fijos, en 2004 las aplicaciones populares de transmisión directa móvil hicieron su aparición con la llegada de dos sistemas de radio por satélite en los Estados Unidos: Sirius y XM Satellite Radio Holdings. Posteriormente se fusionaron para convertirse en el conglomerado SiriusXM.

Los servicios de radio suelen ser proporcionados por empresas comerciales y se basan en suscripción. Los diversos servicios son señales patentadas, que requieren hardware especializado para decodificar y reproducir. Los proveedores generalmente ofrecen una variedad de canales de noticias, clima, deportes y música, y los canales de música generalmente no tienen comerciales.

En áreas con una densidad de población relativamente alta, es más fácil y menos costoso llegar al grueso de la población con transmisiones terrestres. Así, en el Reino Unido y en algunos otros países, la evolución contemporánea de los servicios de radio se centra en los servicios de radiodifusión de audio digital (DAB) o HD Radio, en lugar de la radio por satélite.

Radioaficionado

Los operadores de radioaficionados tienen acceso a satélites de aficionados, que han sido diseñados específicamente para transportar tráfico de radioaficionados. La mayoría de estos satélites funcionan como repetidores espaciales y generalmente son accedidos por aficionados equipados con equipos de radio UHF o VHF y antenas altamente direccionales como Yagis o antenas parabólicas. Debido a los costos de lanzamiento, la mayoría de los satélites aficionados actuales se lanzan a órbitas terrestres bastante bajas y están diseñados para hacer frente a un número limitado de contactos breves en un momento dado. Algunos satélites también proporcionan servicios de reenvío de datos utilizando X.25 o protocolos similares.

acceso a Internet

Después de la década de 1990, la tecnología de comunicaciones por satélite se ha utilizado como un medio para conectarse a Internet a través de conexiones de datos de banda ancha. Esto puede resultar muy útil para los usuarios que se encuentran en áreas remotas y no pueden acceder a una conexión de banda ancha o requieren una alta disponibilidad de servicios.

Militar

Los satélites de comunicaciones se utilizan para aplicaciones de comunicaciones militares , como los sistemas de mando y control globales . Ejemplos de sistemas militares que utilizan satélites de comunicación son el MILSTAR , el DSCS y el FLTSATCOM de los Estados Unidos, los satélites de la OTAN , los satélites del Reino Unido (por ejemplo, Skynet ) y los satélites de la antigua Unión Soviética . India ha lanzado su primer satélite de comunicaciones militares GSAT-7 , sus transpondedores operan en UHF , M , C y K u banda de las bandas. Normalmente, los satélites militares operan en las bandas de frecuencia UHF , SHF (también conocida como banda X ) o EHF (también conocida como banda K a ).

Recopilación de datos

El equipo de monitoreo ambiental in situ cercano al suelo (como estaciones meteorológicas , boyas meteorológicas y radiosondas ) puede utilizar satélites para la transmisión de datos unidireccional o telemetría y telecontrol bidireccional . Puede basarse en una carga útil secundaria de un satélite meteorológico (como en el caso de GOES y METEOSAT y otros en el sistema Argos ) o en satélites dedicados (como SCD ). La velocidad de transmisión de datos suele ser mucho más baja que en el acceso a Internet por satélite .

Ver también

Referencias

Notas

Citas

enlaces externos