Caracteristicas de la Comunicacion Satelital

Básicamente un satélite es un repetidor de ondas de radio en el cielo (Transponder). Un sistema satelital consta de un transponder, una estación basada en tierra, para controlar el funcionamiento y una red de usuario, de las estaciones terrestres, que proporciona las facilidades para transmisión y recepción de tráfico de comunicaciones, a través del sistema de satélite.

Las transmisiones de satélites se catalogan como bus o carga útil. La de bus incluye mecanismos de control que apoyan la operación de carga útil. La de carga útil es la información del usuario que será transportada a través del sistema.

Aunque en los últimos años los nuevos servicios de datos y radioemisión de televisión son mas y más demandados, la transmisión de las señales de teléfono de voz convencional (en forma analógica o digital). 

Importancia

Hoy en día es importante tener satelites como medios de enlaces entre dos puntos de comunicación ya que la distancia no es excusa para estar incomunicado; todo esto por la misma tendencia natural de los seres humanos del dinamismo, por la necesidad de estar físicamente en varios sitios del mundo y poder rendir cuentas o estar comunicado con otras persona en un sitio totalmente lejano.

A través de los años, los precios de la mayoría de los bienes y servicios han aumentado sustancialmente; sin embargo, los servicios de comunicación, por satélite, se han vuelto más accesibles cada año. En la mayoría de los casos, los sistemas de satélites ofrecen mas flexibilidad que los cables submarinos, cables subterráneos escondidos, radio de microondas en línea de vista, radio de dispersión troposférica, o sistemas de fibra óptica.

Órbitas

Cuando nos referimos a la órbita de un satélite o de un objeto que navega por el espacio, estamos describiendo al camino que sigue dicho elemento en este medio, y la característica principal de una órbita es su velocidad, mientras más cercana a la Tierra es la órbita, mas rápida deberá ser su velocidad, es por ello que la altura del objeto o satélite y la velocidad están íntimamente relacionadas.

Tipos de Órbitas

En ese sentido las órbitas se clasifican en: 

1- Satélites '''GEO''', abreviatura de Órbita Terrestre Geosincrónica, tienen una velocidad de traslación igual a la velocidad de rotación de la Tierra, lo que supone que se encuentren suspendidos sobre un mismo punto del globo terrestre. Por eso se llaman satélites '''geoestacionarios'''. 

2- Satélites '''MEO''', Medium Earth Orbit, o de órbitas medias. Son satélites que se utilizan órbitas medianamente cercanas, de entre los 10.000 y 20.150 km. 

3- Satélites '''LEO''', Low Earth Orbit, órbitas bajas, transitan alrededor de la Tierra a una distancia por debajo de los 5035 kilómetros, y la mayoría de ellos se encuentran mucho más abajo, entre los 600 y los1600 kilómetros y su velocidad les permite dar una vuelta al mundo en pocos segundos según su órbita. 

Satélites Geoestacionarios

Un satélite es geoestacionario, o bien que recorre una órbita geoestacionaria, cuando permanece inmóvil sobre un determinado punto de nuestro globo.

Para obtener este efecto son necesarias dos condiciones: que la órbita del satélite se encuentre sobre el plano del Ecuador terrestre, y que el periodo orbital sea sincrónico con la rotación de la Tierra. En otros términos, que el satélite realice una vuelta alrededor de nuestro planeta al mismo tiempo que éste efectúa una rotación completa alrededor de su propio eje. Una órbita realizada de esta manera tiene una altura con respecto al suelo de 35.900 km.

Las órbitas geoestacionarias son muy útiles para los satélites de telecomunicaciones. Permaneciendo suspendido y quieto entre dos continentes, un satélite puede actuar de puente radio para comunicaciones telefónicas, para transmisiones dadas o para la difusión mundial de señales de televisión.

Son suficientes tres satélites geoestacionarios, colocados a una distancia de 120 grados el uno del otro, para cubrir todo el globo y asegurar un sistema de comunicaciones mundial.

Satélites no Geoestacionarios

Entre los satelites no geoestacionarios encontramos:

a) Satélites de órbita baja .

Trabajan en órbitas más bajas que la geoestacionaria , alrededor de los 600 Km de la superficie terrestre. Satélites en estas órbitas son muy utilizados para predicción metereológica (ERS-1), e investigación atmosférica (UARS). Actualmente también tienen gran importancia en los servicios MSS , sobre todo en las comunicaciones móviles por satélite .

b) Satélites de órbita polar .

Estos describen órbitas polares bajas (alrededor de los 1000 Km), y en cada rotación ven una región diferente de la Tierra, debido a la rotación de esta . Sistemas basados en este tipo de satélites son el NNSS que es un sistema de posicionamiento global para la marina mercante , y el GMDSS (sistema de busqueda y rescate marítimos) el cual se sirve de 4 satélites geoestacionarios de INMARSAT y de los satélites COSPAS/SARSAT de órbita polar.

c) Satélites de órbita inclinada .

Este tipo de órbitas las ocupan los satélites geoestacionarios al final de su vida útil, ya que se suelen retirar a estas órbitas , y el operador aún puede alquilar tiempo de transpondedor con una tarifa menor . Otros satélites que trabajan en órbitas inclinadas son algunos rusos y los satélites de la constelación GPS compuesta por 6 órbitas circulares inclinadas 55° y separadas entre sí 60°, a una altitud de 20180 Km, y con 3 satélites equiespaciados en cada órbita .

d) Satélites de órbita altamente inclinada .

Este tipo de órbita la emplea el satélite ruso Molniya para dar cobertura a toda la antigua URSS , incluidas las regiones árticas . La órbita es de 400x40000 Km con una inclinación entre 63° y 65°.

Multiplexación

Es la combinación de dos o más canales de información en un solo medio de transmisión usando un dispositivo llamado multiplexor. El proceso inverso se conoce como demultiplexación.

Existen muchas estrategias de multiplexación según el protocolo de comunicación empleado, que puede combinarlas para alcanzar el uso más eficiente; los más utilizados son:

• ·         la multiplexación por división de tiempo o TDM (Time division multiplexing );
• ·         la multiplexación por división de frecuencia o FDM (Frequency-division multiplexing) y su equivalente para medios ópticos, por división de longitud de onda o WDM (de Wavelength);
• ·         la multiplexación por división en código o CDM (Code division multiplexing);

Cuando existe un esquema o protocolo de multiplexación pensado para que múltiples usuarios compartan un medio común, como por ejemplo en telefonía móvil o WiFi, suele denominarse control de acceso al medio o método de acceso múltiple. Como métodos de acceso múltiple destacan:

• ·         el acceso múltiple por división de frecuencia o FDMA;
• ·         el acceso múltiple por división de tiempo o TDMA;
• ·         el acceso múltiple por división de código o CDMA.

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Satélite Francisco de Miranda (VRSS-1)

Es el primer satélite de observación remota de Venezuela. Su objetivo es tomar imágenes digitales de alta resolución del territorio venezolano. Tiene cámaras de alta resolución (PMC) y cámaras de barrido ancho (WMC). Fue lanzado desde el Centro de Lanzamiento de Satélites de Jiuquan en China el 28 de septiembre de 2012. Se utilizó la plataforma CAST-2000, diseñada para satélites de bajo peso y el cohete Larga Marcha 2D.  El satélite de observación "Francisco de Miranda", el segundo que Venezuela desarrolla en cooperación con China, fue lanzado con éxito desde el centro espacial de Jiuquan, ubicado en el desierto de Gobi, en la provincia noroccidental china de Gansu. Es el segundo satélite artificial de Venezuela, después del satélite de telecomunicaciones Simón Bolívar.

El satélite “Francisco de Miranda” permitirá avanzar hacia una mejor planificación del desarrollo armónico de la nación, establecer las áreas que tienen mayor deficiencia y hacerlas más visibles.

El programa del satélite Miranda se enmarca bajo el acuerdo de cooperación espacial China-Venezuela. El proyecto del satélite Miranda tuvo un costo de 140 millones de dólares, provenientes del Fondo de Desarrollo Nacional, según la cita de la Agencia France Press. El acuerdo espacial contempla también la capacitación de personal venezolano para concretar transferencias de tecnología.

Especificaciones del Satélite Francisco de Miranda

Tiene un peso de 880 kilogramos, y una vida útil de cinco años. Es un satélite de órbita de baja altura (LEO) polar, que se encuentra a 639,5 km sobre la superficie terrestre, y se desplaza con una velocidad de 27.000 km/h aproximadamente. Su período orbital alrededor de la Tierra es de 97 minutos, dando 14 vueltas a la Tierra por día. Pasa sobre el territorio venezolano 3 veces al día y puede tomar 350 imágenes diarias.

El "Francisco de Miranda" -nombre de uno de los próceres de la independencia venezolana- cuenta con cuatro cámaras permitirá una visualización de la superficie terrestre a una distancia de hasta 2.5 metros.

Objetivos del Proyecto Satelital Miranda

Ø  Disponer de datos e imágenes satelitales como fuente fundamental y oportuna de información espacial para el sector gubernamental.

Ø  Promover el fortalecimiento de las instituciones vinculadas a los temas de observación de la Tierra y que se apoyan en la Geomática como una disciplina que provee los medios para la captura, tratamiento, análisis, interpretación, difusión y almacenamiento de información geográfica.

Ø  Fomentar la investigación y el desarrollo de capacidades, con miras a optimizar el uso de las imágenes y otros datos fundamentales para el estudio, seguimiento y planificación del territorio; así como el apoyo a los planes nacionales en materia de prevención de desastres.

Ø  Articular los diferentes proyectos relacionados con el libre acceso a datos satelitales que se vienen adelantando por en varias instituciones del país.

Beneficios del Proyecto Satelital Miranda

Entre los beneficios se encuentran: Dispone de una Base Cartográfica homogénea, precisa y actualizada; Seguimiento a los cambios en los cauces de los ríos y en los cuerpos de agua; Determinación en tiempo casi real de cualquier variación que se produzca en el territorio nacional; realizar actualizaciones en cuanto a las variables uso y cobertura del territorio.

Gestión Ambiental

El Satélite Miranda será la plataforma de apoyo para la gestión y toma de decisiones relacionadas con la conservación, defensa,  protección y mejora ambiental, dado que sus instrumentos registrarán datos útiles para    la investigación,   comprensión     y seguimiento de los recursos naturales y demás componentes ambientales. Los datos generados mediante el satélite Miranda, coadyuvarán    al  fortalecimiento  de los sistemas de gestión ambiental existentes en el país.

Sistemas Productivos

Será posible implantar metodologías y programas para el seguimiento de los cultivos, en aspectos como vigorosidad, humedad y estado fenológico de la vegetación, será posible estimar  la productividad de las áreas agrícolas y definir las mejores técnicas para el uso adecuado de las mismas; también, implica la  aplicación  de  manejos   en   forma diferencial, de acuerdo a las condiciones de cada unidad agrícola.

Salud

Posibilitará la generación y uso de variables ambientales registradas en sus sensores, tales como: humedad del aire, focos de calor y tipo de cobertura vegetal, las cuales servirán como insumo para modelar el desplazamiento de vectores de enfermedades, descubrir los patrones de desplazamiento de enfermedades o los factores del entorno que favorecen su propagación. Permitirá mejorar las políticas públicas en materia de salud, especialmente en las zonas más remotas del país.

Planificación

El desarrollo del país se construye en base a una apropiada política de planificación de sus recursos a través de la gestión pública, en este sentido, la utilización de los datos del satélite permitirá la planificación de los nuevos desarrollos de centros poblados. Disponer de imágenes satelitales propias permitirá al país una mejor gestión gubernamental a nivel de municipios, alcaldías e inclusive a nivel de consejos comunales, este ultimo como el nivel más detallado de la gestión territorial. Por otra parte permitirá implantar metodologías para optimizar la gestión del catastro, sea este urbano o agrícola, mejorando de forma significativa la gestión regional.

Gestión de Riesgos

El uso de imágenes satelitales tanto a nivel de gobierno como comunitario, permitirá establecer estrategias de acción para la evacuación a zonas más seguras o menos vulnerables.

Al contar con un satélite propio la gestión de riesgos será más eficiente ya que el seguimiento de las zonas    afectadas se realizaría en tiempo casi real y no habría que esperar la donación de imágenes de satélites a destiempo.

Seguridad y Defensa

Contar con el satélite Miranda será un factor clave para la implementación de sistemas de seguridad y defensa nacional, toda vez que permitirá el acceso a imágenes con absoluta confidencialidad y en tiempos oportunos. A su vez, estas imágenes apoyarán labores de reconocimiento, vigilancia marítima, identificación de amenazas, reconocimiento y evaluación de daños, desarrollo   de operaciones de mantenimiento de paz, programas de detección y erradicación de cultivos ilícitos; detección de actividades relacionadas con minería ilegal; así como el resguardo y control de los espacios fronterizos.

Satélite Simón Bolívar

El Estado concibe el satélite Simón Bolívar como una herramienta de inclusión, igualdad y justicia social que responde a claros objetivos políticos y sociales con un profundo impacto en la población especialmente de la región llanera y sur del territorio nacional.

De esta manera, Venezuela se convirtió en el cuarto país suramericano, en conseguir tecnología satelital. La utilización del primer satélite venezolano de telecomunicaciones, Simón Bolívar, también llamado Venesat-1, como plataforma tecnológica, sirve para proveer servicios de radiodifusión en localidades remotas dentro y fuera del país, además presta servicios por toda Latinoamérica con la finalidad de promover proyectos de impacto social y ofrecer servicios de telemedicina, salud, educación a distancia y telefonía rural.

Cuando el Gobierno Nacional se planteó el uso pacífico del espacio ultraterrestre, lo hizo con miras de garantizarle a la ciudadanía beneficios, ventajas y cambios que supone la incorporación de la tecnología satelital en la dimensión estratégica del país. Geopolíticamente hablando, el proyecto satelital Simón Bolívar persigue proporcionarle al Estado independencia tecnológica en cuanto a uso de los programas, misiones sociales y uso en general. Este beneficio se traduce no sólo en ventajas concretas en cuanto a la eficiencia de esos programas, sino además en mayor información para el pueblo venezolano. El satélite presta servicios en áreas como la telemedicina que puede dar la atención, diagnósticos, evaluación de un paciente a distacia, en la teleeducación en el cual se pudiera enseñar por medio de cursos asistidos para las regiones más remotas, dispersas y deprimidas.

El Satélite Simón Bolívar fue lanzado el 29 de octubre de 2008 desde China, país que participa en el proyecto como proveedor y generador de transferencia tecnológica satelital, cuyo sistema está conformado por un satélite de 28 transportadores, 2 estaciones terrenas de control ubicados en Bamari, estado Guárico y Luepa, estado Bolívar.

El satélite Simón Bolívar, tuvo una inversión de 400 millones de dólares y tenía como objetivo ayudar con las telecomunicaciones y con la construcción de 500 antenas que beneficiarían a la educación, la seguridad y defensa de la nación. Asimismo, contribuiría a la alimentación, salud y la comunicación en zonas alejadas. Por su parte, el satélite Miranda le costó al Estado venezolano 140 millones de dólares y su objetivo es fotografiar el país, es decir; obtener imágenes remotas en alta definición para ayudar con la planificación urbana, observar los suelos, estructurar la agricultura, inspeccionar la actividad fronteriza y obtener evolución de los terrenos.

Miguel Díaz, profesor de la Universidad Simón Bolívar (USB), especializado en telecomunicaciones, indicó que el satélite Simón Bolívar ha ayudado en parte en la comunicación de la nación. “El satélite Simón Bolívar ha ayudado en la conectividad de las regiones remotas, estas zonas no poseen la facilidad de comunicación, y el satélite ayuda a dar servicio en telefonía, video e internet a esas regiones remotas. Además de conectar en redes las escuelas y dispensarios médicos. El impacto es tener una conectividad que no se tenía, en estas regiones no existía la señal de celular. Para esas cosas funciona el satélite Simón Bolívar”, destacó Díaz.

Objetivos del Simón Bolívar

El objetivo del satélite Simón Bolívar es facilitar el acceso y transmisión de servicios de datos por Internet, telefonía, televisión, telemedicina y teleeducación.3 Contempla cubrir todas aquellas necesidades nacionales que tienen que ver con las telecomunicaciones, sobre todo en aquellos lugares con poca densidad poblacional. Igualmente, pretende consolidar los programas y proyectos ejecutados por el Estado, garantizando llegar a los lugares más remotos, colocando en esos lugares puntos de conexión con el satélite, de tal manera que se garantice en tiempo real educación, diagnóstico e información a esa población que quizás no tenga acceso a ningún medio de comunicación y formación.

Instalaciones en tierra

La red satelital incluye, además del satélite en sí mismo, diversas instalaciones para ser controlado en tierra:

·        Una Estación Terrena de Control principal ubicada en la Base Aérea Capitán Manuel Ríos, en la localidad de El Sombrero, Municipio Julián Mellado, Estado Guárico en el centro de Venezuela.

·        Estación Terrena de Control principal, en el Estado Guárico, en el centro de Venezuela, Sede de la ABAE.

·        Un Telepuerto ubicado también en El Sombrero, Municipio Julián Mellado, Estado Guárico.

·        Una segunda Estación de Respaldo ubicada en Fuerte Militar Manikuyá, Luepa, Municipio Gran Sabana, Estado Bolívar, al sureste de Venezuela.

El Ministerio del Poder Popular para la Ciencia y Tecnología había anunciado que el lanzamiento del satélite sería luego de los Juegos Olímpicos Beijing 2008. Una fecha inicial había sido dada para septiembre, pero esta fue modificada posteriormente.10 11. Fue lanzado el 29 de octubre, diecisiete minutos luego de las 12 del mediodía, hora de Venezuela. El lanzamiento se llevó a cabo desde el Centro de Satélites de Xichang, ubicado en el suroeste de la República Popular China.

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El Retardo y sus Caracteristicas:

El retardo ocurre en la transmisión de la señal a tan grandes distancias. Con 36.000 km de altura orbital, la señal ha de viajar como mínimo 72.000 km, lo cual supone un retardo de 240 milisegundos, sólo en la transmisión; en una comunicación terrestre por fibra óptica, a 10.000 km de distancia, el retardo puede suponer 50 milisegundos (la velocidad de las ondas electromagnéticas en el aire o en el vacío es de unos 300.000 km/s, mientras que en el vidrio o en el cobre es de unos 200.000). En algunos casos estos retardos pueden suponer un serio inconveniente o degradar de forma apreciable el rendimiento si el protocolo no está preparado para este tipo de redes.

El retardo ocurre porque el emisor de la información, bien sea el satélite, debe retener la información que envía hasta que reciba la señal de confirmación del receptor, bien sea una estación terrestre,  solo asi podrá proceder a enviar la siguiente parte de la información, y asi hasta que se complete esa transmisión.

Caratcteristicas de la Variacion del Retardo

En las implementaciones de TCP/IP más viejas, siempre se consideraba que la pérdida de paquetes era causada por la congestión (en lugar de errores de enlace). Cuando esto sucede TCP adopta una defensiva contra la congestión, requiriendo tres confirmaciones duplicadas (ACK), o ejecutando un inicio lento (slow start) en el caso de que el tiempo de espera haya expirado.

Debido al alto valor de RTT, una vez que esta fase de control de la congestión ha comenzado, toma un largo rato para que el enlace satelital TCP/IP vuelva al nivel de rendimiento anterior. Por consiguiente, los errores en un enlace satelital tienen un efecto más serio en las prestaciones de TCP que sobre los enlaces de latencia baja. Para solucionar esta limitación, se han desarrollado mecanismos como la Confirmación Selectiva (SACK por su sigla en inglés). SACK especifica exactamente aquellos paquetes que se han recibido permitiendo que el emisor retransmita solamente aquellos segmentos que se perdieron debido a errores de enlace.

El artículo sobre detalles de implementación de TCP/IP en Windows 2000 afirma:

      "Windows 2000 introduce soporte para una importante característica de desempeño conocida como Confirmación Selectiva (SACK). SACK es especialmente importante para conexiones que utilizan ventanas TCP de gran tamaño."

SACK ha sido una característica estándar desde hace algún tiempo en Linux y BSD. Asegúrese de que tanto su enrutador Internet como el ISP del sitio remoto soporten SACK.

Control de Errores

Corrección de Errores hacia Adelante

Permite su corrección en el receptor sin retransmisión de la información original. La posibilidad de corregir errores se consigue añadiendo al mensaje original unos bits de redundancia. La fuente digital envía la secuencia de datos al codificador, encargado de añadir dichos bits de redundancia. A la salida del codificador obtenemos la denominada palabra código. Esta palabra código es enviada al receptor y éste, mediante el decodificador adecuado y aplicando los algoritmos de corrección de errores, obtendrá la secuencia de datos original.

Tratamiento de los errores de ráfaga

Las ráfagas de errores afectan negativamente a las prestaciones de las capas ATM y AAL, para resolver este problema existen dos soluciones:

1.- Empleo del código Reed-Solomon externo sobre una codificación convolucional y decodificación de Viterbi de tal forma que los códigos externos corrijan los errores producidos en los códigos internos. El principal problema es que los códigos externos consumen ancho de banda (del orden 9 por 100 a 2 Mbps).

2.- Empleo de técnicas de entrelazado, los códigos CRC de las capas ATM y AAL son capaces de corregir errores de un bit. Por tanto si los bits de N cabeceras se entrelazan antes de la codificación, la posible ráfaga de errores se habrá extendido sobre N cabeceras de tal manera que es muy probable que a cada cabecera le afecte solamente un bit. El precio a pagar es un mayor retardo.

De estas dos opciones la que mejor resultados ofrece es la codificación RS, de hecho pruebas realizadas en la banda C a 2,048 Mbps han conseguido tasas de error de 10 a la menos nueve durante el 99,96 por 100 del año incluso en zonas de alto nivel de precipitaciones.

Comunicaciones Moviles por Via Satelite

La necesidad de este nuevo servicio se basa en el hecho de que al final del presente siglo los sistemas de comunicaciones móviles celulares terrestres tales como GSM o PCS, darán servicio al cincuenta por ciento de la población, pero sólo al quince por ciento de la superficie terrestre. Incluso el hecho de desplazarse a otra ciudad puede dar lugar a problemas debido a la incompatibilidad entre los distintos sistemas de comunicaciones móviles (a pesar del esfuerzo de estandarización, existen trece o catorce sistemas distintos de los que GSM es sólo uno más).

La solución a todos estos problemas puede ser un sistema global de comunicaciones móviles por satélite que permita el acceso a lugares remotos sin necesidad de grandes infraestructuras terrestres adicionales.