Satélite de comunicaciones
Un satélite de comunicaciones es un satélite artificial que transmite y amplifica señales de radiotelecomunicación 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 televisión, teléfono, radio, Internet y aplicaciones militares. Muchos satélites de comunicaciones están en órbita geoestacionaria a 35 900 km (22 300 millas) sobre el ecuador, de modo que el satélite parece estar estacionario en el mismo punto del cielo; por lo tanto, las antenas parabólicas de las estaciones terrestres pueden apuntar permanentemente a ese lugar y no tienen que moverse para rastrear el satélite. Otros forman constelaciones de satélites en órbita terrestre baja, donde las antenas en tierra tienen que seguir la posición de los satélites y cambiar entre satélites con frecuencia.
Las ondas de radio de alta frecuencia utilizadas para los enlaces de telecomunicaciones viajan por línea de visión y, por lo tanto, están obstruidas por la curvatura 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 qué rangos de frecuencia o "bandas" ciertas organizaciones pueden usar. Esta asignación de bandas minimiza el riesgo de interferencia de la señal.
Historia
Orígenes
En octubre de 1945, Arthur C. Clarke publicó un artículo titulado "Extraterrestrial Relays" en la revista británica Wireless World. El artículo describía los fundamentos del despliegue de satélites artificiales en órbitas geoestacionarias con el fin de transmitir señales de radio. Debido a esto, a menudo se cita a Arthur C. Clarke como el inventor del concepto de satélite de comunicaciones, y el término 'Clarke Belt' se emplea como una descripción de la órbita.
El primer satélite terrestre artificial fue el Sputnik 1, que la Unión Soviética puso en órbita el 4 de octubre de 1957. Fue desarrollado por Mikhail Tikhonravov y Sergey Korolev, basándose en el trabajo de Konstantin Tsiolkovsky. El Sputnik 1 estaba equipado con un radiotransmisor a bordo que funcionaba en dos frecuencias de 20,005 y 40,002 MHz, o longitudes de onda de 7 y 15 metros. El satélite no se puso en órbita con el fin 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.
Primeros experimentos de satélites activos y pasivos
Hay dos clases principales de satélites de comunicaciones, pasivos y activos. Los satélites pasivos solo reflejan la señal proveniente 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 realmente 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 usan 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 comunicación seguras y confiables como una necesidad táctica, y el objetivo final de este proyecto era la creación del circuito de comunicaciones más largo en la historia humana, con la luna, el satélite natural de la Tierra, actuando. como relé pasivo. Después de lograr la primera comunicación transoceánica entre Washington, D.C. y Hawái el 23 de enero de 1956, este sistema se inauguró públicamente y se puso en producción formalmente en enero de 1960.
El primer satélite diseñado específicamente para retransmitir comunicaciones de forma activa 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 transmitir 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 fallaran las baterías no recargables el 30 de diciembre de 1958 después de ocho horas de funcionamiento real.
El sucesor directo de SCORE fue otro proyecto liderado por ARPA llamado Courier. 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 "repetidor retrasado" satélites, que reciben y almacenan información hasta que se ordena su retransmisión. Después de 17 días, una falla en el sistema de comando terminó con las comunicaciones del satélite.
El programa de aplicaciones satelitales de la NASA lanzó el primer satélite artificial utilizado para comunicaciones de retransmisión pasiva 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 rebotaban en el satélite de un punto de la Tierra a otro. Este experimento buscó establecer la viabilidad de transmisiones mundiales de señales de teléfono, radio y televisión.
Más primicias y más experimentos
Telstar fue el primer satélite comercial activo de comunicaciones de 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 Telephone Laboratories, NASA, British General Post Office y French National PTT (Post Office) para desarrollar comunicaciones por satélite, fue lanzado por NASA desde Cabo Cañaveral el 10 de julio de 1962, en el primer lanzamiento espacial con patrocinio privado.
Otro experimento de retransmisión pasiva destinado principalmente a fines de comunicaciones militares fue el Proyecto West Ford, dirigido por el Laboratorio Lincoln del Instituto Tecnológico de Massachusetts. Después de una falla inicial en 1961, un lanzamiento el 9 de mayo de 1963 dispersó 350 millones de dipolos de aguja de cobre para crear un cinturón reflectante pasivo. Aunque solo alrededor de la mitad de los dipolos se separaron correctamente entre sí, el proyecto pudo experimentar y comunicarse con éxito utilizando frecuencias en el espectro de banda SHF X.
Un antecedente inmediato de los satélites geoestacionarios fue el Syncom 2 de Hughes Aircraft Company, 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 una 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 geoestacionario de comunicaciones. Syncom 3 obtuvo una órbita geosíncrona, sin un movimiento norte-sur, por lo que desde el suelo aparece como un objeto estacionario en el cielo.
Una extensión directa de los experimentos pasivos del Proyecto West Ford fue el programa Satélite Experimental Lincoln, 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 activas de largo alcance en banda X de estado sólido. 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 en asuntos de política nacional. Durante los dos años siguientes, las negociaciones internacionales dieron lugar a los Acuerdos de Intelsat, que a su vez condujeron al lanzamiento de Intelsat 1, también conocido como Early Bird, el 6 de abril de 1965, y que fue el primer satélite comercial de comunicaciones que se colocó en órbita geosincrónica.. Los lanzamientos posteriores de Intelsat en la década de 1960 proporcionaron servicios multidestino y servicios 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 expansiones significativas en la capacidad satelital comercial, Intelsat estaba en camino de convertirse en parte de la competitiva industria privada de telecomunicaciones y había comenzado a tener 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 apogeos altos diarios sobre el hemisferio norte. Esta órbita proporciona un tiempo de permanencia prolongado sobre el territorio ruso y sobre Canadá en latitudes más altas que las órbitas geoestacionarias sobre el ecuador.
Órbitas de los satélites
Los satélites de comunicaciones suelen tener uno de los tres tipos principales de órbita, mientras que otras clasificaciones orbitales se utilizan para especificar más detalles orbitales. MEO y LEO son órbitas no geoestacionarias (NGSO).
- Los satélites geoestacionarios tienen un órbita geoestacionaria (GEO), que es 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 vista por un observador de tierra no cambia, el satélite parece estar "todavía" 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 ser fijadas para apuntar a la ubicación en el cielo que aparece el satélite.
- Órbita terrestre media Los satélites están más cerca de la Tierra. Las alturas orbitales oscilan entre 2.000 y 36.000 kilómetros (1.200 a 22.400 mi) sobre la Tierra.
- La región por debajo de las órbitas medias se denomina órbita terrestre baja (LEO), y está a unos 160 a 2.000 kilómetros (99 a 1.243 millas) sobre la Tierra.
Como los satélites en MEO y LEO orbitan la Tierra más rápido, no permanecen visibles en el cielo hasta un punto fijo en la Tierra continuamente como un satélite geoestacionario, sino que parecen cruzar el cielo para un observador terrestre y "establecer& #34; cuando van detrás de la Tierra más allá del horizonte visible. Por lo tanto, para proporcionar una capacidad de comunicación continua con estas órbitas inferiores se requiere un mayor número de satélites, de manera que uno de estos satélites siempre estará visible en el cielo para la transmisión de señales de comunicación. Sin embargo, debido a su distancia más cercana a la Tierra, los satélites LEO o MEO pueden comunicarse con tierra con una latencia reducida y con menor potencia que la que se requeriría desde una órbita geosíncrona.
Órbita terrestre baja (LEO)
Una órbita terrestre baja (LEO, por sus siglas en inglés) suele ser una órbita circular de aproximadamente 160 a 2000 kilómetros (99 a 1243 mi) sobre la superficie terrestre y, en consecuencia, un período (tiempo para girar alrededor de la Tierra) de aproximadamente 90 minutos.
Debido a su baja altitud, estos satélites solo son visibles desde un radio de aproximadamente 1000 kilómetros (620 mi) desde el punto del subsatélite. Además, los satélites en órbita terrestre baja cambian rápidamente su posición con respecto a la posición del suelo. Entonces, incluso para aplicaciones locales, se necesitan muchos satélites si la misión requiere conectividad ininterrumpida.
La puesta en órbita de los satélites en órbita terrestre baja es menos costosa que la de los satélites geoestacionarios y, debido a su 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 el número 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 esas constelaciones, destinadas a brindar servicios de telefonía satelital y de datos de baja velocidad, principalmente a áreas remotas, son los sistemas Iridium y Globalstar. El sistema Iridium cuenta con 66 satélites, cuya inclinación orbital de 86,4° y enlaces entre satélites brindan disponibilidad de servicio sobre toda la superficie terrestre. Starlink es una constelación de Internet satelital operada por SpaceX, que tiene como objetivo la cobertura global de acceso a Internet satelital.
También es posible ofrecer 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 del sistema CASCADE del satélite de comunicaciones CASSIOPE de Canadá. 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 2000 y 35 786 kilómetros (1243 y 22 236 millas) sobre la superficie terrestre. Los satélites MEO son similares a los satélites LEO en funcionalidad. Los satélites MEO son visibles durante mucho más tiempo que los satélites LEO, generalmente entre 2 y 8 horas. Los satélites MEO tienen un área de cobertura mayor que los satélites LEO. La mayor duración de visibilidad y la huella más amplia de un satélite MEO significan 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 mi) de la tierra.
Normalmente, la órbita de un satélite de órbita terrestre media es de unos 16 000 kilómetros (10 000 mi) sobre la Tierra. En varios patrones, estos satélites hacen el viaje alrededor de la tierra en cualquier lugar de 2 a 8 horas.
Ejemplos de MEO
- En 1962, el satélite de comunicaciones, Telstar, fue lanzado. Fue un satélite de órbita terrestre media diseñado para facilitar las señales telefónicas de alta velocidad. Aunque fue la primera manera práctica de transmitir señales sobre el horizonte, pronto se realizó su mayor inconveniente. Debido a que su período orbital de aproximadamente 2,5 horas no coincidió con el período de rotación de la Tierra de 24 horas, la cobertura continua era imposible. It was apparent that multiple MEOs needed to be used in order to provide continuous coverage.
- En 2013, se lanzaron los primeros cuatro de una constelación de 20 satélites MEO. Los satélites O3b prestan servicios de Internet de banda ancha, en particular a lugares remotos y uso marítimo y en vuelo, y orbitan a una altura de 8.063 kilómetros (5.010 mi)).
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 misma 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 tener que seguir el movimiento del satélite. Esto es relativamente barato.
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 en todo el Pacífico a partir de la cobertura televisiva de los Juegos Olímpicos de Verano de 1964. Poco después de Syncom 3, Intelsat I, aka Pájaro temprano, fue lanzado el 6 de abril de 1965 y colocado en órbita a 28° de longitud oeste. Fue el primer satélite geoestacionario de telecomunicaciones sobre el Océano Atlántico.
- El 9 de noviembre de 1972, el primer satélite geoestacionario canadiense que sirve al continente, Anik A1, fue lanzado por Telesat Canadá, con Estados Unidos siguiendo el ejemplo con el lanzamiento de Westar 1 por Western Union el 13 de abril de 1974.
- El 30 de mayo de 1974 se puso en marcha el primer satélite de comunicaciones geoestacionarias en el mundo que se estabilizaría en tres ejes: el satélite experimental ATS-6 construido para la NASA.
- Después de los lanzamientos de los satélites Telstar a través de Westar 1, RCA Americom (más tarde GE Americom, ahora SES) lanzó Satcom 1 en 1975. Fue Satcom 1 que fue instrumental para ayudar a los canales tempranos de televisión por cable como WTBS (ahora TBS), HBO, CBN (ahora Freeform) y The Weather Channel se hicieron exitosos, porque estos canales distribuyeron su programación a todos los auriculares locales de televisión por cable utilizando el satélite. Además, fue el primer satélite utilizado por las cadenas de televisión de radiodifusión en los Estados Unidos, como ABC, NBC y CBS, para distribuir la programación a sus estaciones afiliadas locales. Satcom 1 fue ampliamente utilizado porque tenía el doble de la capacidad de comunicaciones del Westar 1 competidor en América (24 transpondedores en comparación con el 12 de Westar 1), lo que dio lugar a menores costos de uso de transpondedores. Los satélites en décadas posteriores tendían a tener un número aún mayor de transpondedores.
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 Organisation, Lockheed Martin (propietaria 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, aparecen más bajos en el horizonte a medida que el receptor se aleja del ecuador. Esto causará problemas para las latitudes del extremo norte, lo que afectará la conectividad y provocará interferencias de 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 ello, se han lanzado satélites en órbita 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 las 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 de 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 sobre las latitudes más al norte, durante las cuales su huella terrestre se mueve solo ligeramente. Su período es de medio día, por lo que el satélite está disponible para operar sobre la región objetivo durante seis a nueve horas cada segunda revolución. De esta forma, 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 TV 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 nacional de televisión por satélite, llamado Orbita, que estaba basado en los satélites Molniya.
Órbita polar
En los Estados Unidos, el Sistema nacional de satélites ambientales operativos en órbita polar (NPOESS) se estableció en 1994 para consolidar las operaciones de satélites polares de NASA (Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio) NOAA (Administración Nacional Oceánica y Atmosférica). NPOESS gestiona una serie de satélites para diversos fines; por ejemplo, METSAT para satélite meteorológico, EUMETSAT para la rama europea del programa y METOP para operaciones meteorológicas.
Estas órbitas son sincronizadas 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 13:30, 17:30 y 21:30 horas.
Estructura
Los satélites de comunicaciones suelen estar compuestos por los siguientes subsistemas:
- Carga de comunicación, normalmente compuesta de transpondedores, antenas y sistemas de conmutación
- Motores utilizados para llevar el satélite a su órbita deseada
- Un subsistema de seguimiento y estabilización de estación utilizado para mantener el satélite en la órbita derecha, con sus antenas apuntadas en la dirección correcta, y su sistema de energía apunta hacia el sol
- Subsistema de energía, utilizado para alimentar los sistemas de satélites, normalmente compuestos de células solares, y baterías que mantienen energía durante el eclipse solar
- Subsistema de mando y control, que mantiene comunicaciones con estaciones de control terrestre. Las estaciones terrestres controlan el rendimiento de los satélites y controlan su funcionalidad durante varias fases de su ciclo de vida.
El ancho de banda disponible de un satélite depende de la cantidad de transpondedores proporcionados por el satélite. Cada servicio (TV, Voz, Internet, radio) requiere una cantidad diferente de ancho de banda para la transmisión. Esto generalmente se conoce como presupuesto de enlace y se puede usar un simulador de red para llegar al valor exacto.
Asignación de frecuencias para sistemas de satélite
La asignación de frecuencias a los servicios satelitales 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, Oriente Medio, lo que antes era la Unión Soviética y Mongolia
- Región 2: América del Norte y América del Sur y Groenlandia
- Región 3: Asia (excluida la región 1), Australia y el Pacífico sudoccidental
Dentro de estas regiones, las bandas de frecuencia se asignan a varios servicios satelitales, aunque a un servicio determinado se le pueden asignar diferentes bandas de frecuencia en diferentes regiones. Algunos de los servicios que brindan los satélites son:
- Servicio satelital fijo (FSS)
- Servicio de radiodifusión por satélite (BSS)
- Servicio de satélite móvil
- Servicio de radionavegación-satélite
- Meteorological-satellite service
Aplicaciones
Telefonía
La primera e históricamente más importante aplicación de los satélites de comunicaciones fue la telefonía de larga distancia intercontinental. La Red Telefónica Pública Conmutada fija retransmite las llamadas telefónicas desde teléfonos fijos a una estación terrestre, 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 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. Islas remotas como 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 de línea fija son raras o inexistentes, por ejemplo, grandes regiones de América del Sur, África, Canadá, China, Rusia y Australia. Las comunicaciones por satélite también brindan conexión a los bordes 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 recreativos. Los barcos en el mar, así como los aviones, a menudo usan teléfonos satelitales.
Los sistemas de telefonía satelital se pueden lograr de varias maneras. 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. Luego, 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 para las capacidades de los satélites de comunicación geosincrónicos. Se utilizan dos tipos de satélites 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 Norteamérica, 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 partes inferiores de la banda Ku. Por lo general, se utilizan para transmisiones de transmisiones hacia y desde redes de televisión y estaciones afiliadas locales (como transmisiones de programas para programación de redes y sindicadas, tomas en vivo y backhauls), además de ser utilizados para el aprendizaje a distancia por escuelas y universidades, televisión comercial (BTV), Videoconferencia y telecomunicaciones comerciales en general. Los satélites FSS también se utilizan para distribuir canales de cable nacionales a cabeceras de televisión por cable.
Los canales de televisión por satélite en abierto también suelen distribuirse en satélites FSS en la banda Ku. Los satélites Intelsat Americas 5, Galaxy 10R y AMC 3 sobre América del Norte proporcionan una gran cantidad de canales FTA en sus transpondedores de banda Ku.
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 transportar estaciones de televisión locales según la FCC & # 39; -llevar" regulaciones y más ancho de banda para transportar canales 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). Los satélites de transmisión directa generalmente operan en la parte superior de la banda Ku de microondas. La tecnología DBS se utiliza para servicios de televisión satelital 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.
Al operar a una frecuencia y potencia más baja que DBS, los satélites FSS requieren un plato mucho más grande para la recepción (de 3 a 8 pies (1 a 2,5 m) de diámetro para la banda Ku y 12 pies (3,6 m) o mayor para la banda C). Utilizan polarización lineal para cada uno de los transpondedores' Entrada y salida de RF (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 finales de la década de 1970 hasta principios de la década de 1990 en los Estados Unidos en forma de receptores y platos TVRO (Solo recepción de televisión). También se utilizó en su forma de banda Ku para el ahora desaparecido servicio de televisión por satélite Primestar.
Se han lanzado algunos satélites que tienen transpondedores en la banda Ka, como el satélite SPACEWAY-1 de DirecTV y Anik F2. La NASA y la ISRO también han lanzado recientemente satélites experimentales con balizas en la banda Ka.
Algunos fabricantes también han introducido antenas especiales para la recepción móvil de televisión DBS. Usando 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 de satélite móviles son populares entre algunos propietarios de vehículos recreativos. JetBlue Airways también utiliza estas antenas DBS móviles para DirecTV (suministrado por LiveTV, una subsidiaria de JetBlue), que los pasajeros pueden ver a bordo en pantallas LCD montadas en los asientos.
Transmisiones de radio
La radio satelital 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 satelital 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.
Radio aficionada
(feminine)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, por lo general, 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 de aficionados actuales se lanzan a órbitas terrestres bastante bajas y están diseñados para manejar solo un número limitado de contactos breves en un momento dado. Algunos satélites también brindan servicios de reenvío de datos utilizando X.25 o protocolos similares.
Acceso a Internet
Después de la década de 1990, la tecnología de comunicación por satélite se ha utilizado como un medio para conectarse a Internet a través de conexiones de datos de banda ancha. Esto puede ser muy útil para los usuarios que se encuentran en áreas remotas y no pueden acceder a una conexión de banda ancha o requieren alta disponibilidad de servicios.
Militar
Los satélites de comunicaciones se utilizan para aplicaciones de comunicaciones militares, como los sistemas de mando y control global. 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 comunicación militar GSAT-7, sus transpondedores operan en bandas UHF, F, C y Ku. Por lo general, los satélites militares operan en las bandas de frecuencia UHF, SHF (también conocida como banda X) o EHF (también conocida como banda Ka).
Recopilación de datos
El equipo de monitoreo ambiental in situ cercano al suelo (como estaciones meteorológicas, boyas meteorológicas y radiosondas) puede usar satélites para la transmisión de datos unidireccional o telemetría y telecontrol bidireccionales. 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 tasa de datos suele ser mucho más baja que en el acceso a Internet por satélite.
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