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Servicio de comunicación por satelite

Servicio de satélite

Los satélites son un medio para emitir señales de radio y televisión desde unas zonas de la Tierra hasta otras, ya que se utilizan como enormes antenas suspendidas del cielo y puede utilizarse para enviar señales analógicas de vídeo y/o audio, o señales digitales que puedan corresponder a televisión (normal o en alta definición), radio digital (calidad CD), conversaciones telefónicas digitalizadas, datos, etc. La eficiencia que se obtiene suele ser de 1 bit/s por Hz; así, por ejemplo, un canal de 50 MHz permitiría transmitir un total de 50 Mbit/s de información. 

Telefonía móvil

La telefonía móvil o telefonía celular es un medio de comunicación inalámbrico a través de ondas electromagnéticas. En la mayor parte de Hispanoamérica se prefiere la denominación teléfono celular o simplemente celular, aunque en Cuba se dice de ambas formas, y mientras que en España es más común el término teléfono móvil o simplemente móvil. La telefonía celular es un sistema de comunicación telefónica totalmente inalámbrica. Los teléfonos celulares han revolucionado el área de las comunicaciones, redefiniendo cómo percibimos las comunicaciones de voz

Telefonía Móvil Satelital

Básicamente existen dos tipos bien diferenciados de telefonía satelital:  

-  telefonía fija o rural y 

-  telefonía móvil o global

Cada una de ellas está relacionada con el tipo de servicio de comunicación que ofrecen los sistemas satelitales. La telefonía satelital fija se basa en redes de comunicación de satélites geoestacionarios y la telefonía satelital móvil en redes de comunicación de satélites de órbita baja. Las características de cada uno de estos sistemas satelitales definen el tipo de telefonía satelital.

Telefonía satelital fija: Una red de telefonía satelital fija está compuesta por: una estación central, canales de satélite y terminales remotos. Los satélites de comunicación geoestacionarios hoy en día  son los más usados para proveer servicios de telefonía satelital fija. Los satélites GEO orbitan la Tierra directamente sobre el ecuador a una altura de 35.400 km aproximadamente. A esta altura, una vuelta completa alrededor de la Tierra toma 24 horas. De este modo, el satélite mantiene la zona de cobertura sobre la misma superficie de la Tierra todo el tiempo, y permanece fijo en el cielo desde cualquier punto sobre la superficie de la Tierra desde el cual se le visualice. Además del satélite GEO en el espacio, en tierra se necesitan de la estación central o hub y de los terminales de usuarios o VSAT (Very Small Aperture Terminal) para establecer una red de comunicación.  

Telefonía satelital móvil: Estos dispositivos usan pequeñas antenas no direccionales que emiten señales de muy poca potencia, y deben recibir señales fuertes, pues no tienen una gran capacidad de amplificación. En consecuencia, es necesario que la señal del satélite sea fuerte en la localidad del usuario para que este pueda recibir datos, y además, que el satélite pueda recibir la señal que envía el usuario, en caso que este quiera transmitir datos. Esto se puede lograr si la distancia al satélite es relativamente pequeña, de 640 a 1.920 km (la señal se atenúa con el cuadrado de la distancia). Por lo tanto, los satélites de órbita baja, proporcionan una solución a este problema. Otras soluciones son los satélites de órbita media (8.000 km de altitud) y satélites de órbita elevada (16.000 km de altitud) con grandes antenas de alta ganancia.

 Redes Vsat

Los sistemas VSAT (Very Small Aperture Terminal), son redes de comunicación por satélite que empleando antenas de pequeñas dimensiones, permiten el establecimiento de una gran variedad de servicios de comunicaciones entre un gran número de puntos o estaciones remotas, pudiendo estar supervisadas por una estación principal llamada Hub, NOC o Telepuerto

Ventajas de las Redes VSAT

•  Los sistemas VSAT y las comunicaciones por satélite en general, son una interesante alternativa a los sistemas terrestres. Sus principales ventajas son:

• Facilidad y rapidez para la puesta en operación y la incorporación de nuevas terminales

• Acceso a lugares donde no está disponible otra infraestructura terrestre, por razones físicas o económicas

• Salvan prácticamente la totalidad de los obstáculos geográficos

•  Alta calidad y disponibilidad de los enlaces

• Gestión centralizada y dependencia de un único Operador de Servicio ü Coste de terminales a la baja

 Acceso múltiple

    Múltiple acceso está definido como una técnica donde más de un par de estaciones terrenas pueden simultáneamente usar un transponder del satélite.

    La mayoría de las aplicaciones de comunicaciones por satélite involucran un número grande de estaciones terrenas comunicándose una con la otra a través de un canal satelital (de voz, datos o vídeo). El concepto de múltiple acceso involucra sistemas que hacen posible que múltiples estaciones terrenas interconecten sus enlaces de comunicaciones a través de un simple transponder. Esas portadoras pueden ser moduladas por canales simples o múltiples que incluyen señales de voz, datos o vídeo. Existen muchas implementaciones específicas de sistemas de múltiple acceso, pero existen solo tres tipos de sistemas fundamentales:

Frecuency-división Multiple Access (FDMA)

    El acceso múltiple por división de frecuencias. Este tipo de sistemas canalizan el transponedor usando múltiples portadoras, donde a cada portadora le asigna un par de frecuencias. El ancho de banda total utilizado dependerá del número total de portadoras. Existen dos variantes de esta técnica: SCPC (Single Channel Per Carrier) y MCPC (Multiple Channel Per Carrier). 

Tipos de conexión

    Conexión unidireccional: como solo podemos recibir datos mediante el satélite necesitamos un módem convencional para enviar los datos al ISP, a continuación la información requerida nos será enviada a través del satélite, en la siguiente imagen se ve cómo funciona este sistema.

    Conexión bidireccional: En esta conexión si es posible realizar tanto el envío como la recepción de datos a través del satélite.

Acceso a internet

A lo largo de los años, la tecnología para acceder a internet ha cambiado adaptándose a las necesidades de las personas y de los recursos. El principal motivo de cambio de los distintos tipos de accesos a internet ha sido la velocidad de conexión. Actualmente se necesita una muy buena velocidad si se quieren aprovechar todos los recursos de internet al máximo: animaciones, televisión online, realidad virtual, 3D, videoconferencia, etc.

A este internet se puede acceder por tecnologías como DSL, cable módem, fibra óptica, wi-fi, telefonía móvil, satelital, etc.

 Acceso a Internet vía Satélite

El usuario que quiera tener una conexión a Internet por satélite deberá disponer de una antena parabólica, un descodificador, un módem para satélite y, por supuesto, darse de alta en un proveedor. La señal del satélite es captada por la antena, que la lleva hasta el descodificador y de éste pasa a través de un cable al módem del ordenador.

Ventajas del Acceso a Internet vía Satélite

•  Amplia cobertura y ubicuidad. Además de llegar a todas partes, la conexión por satélite permite tener acceso a Internet incluso cuando se está viajando, puede ser desde un vehículo, un tren o incluso un avión. 

•  Alta velocidad. La conexión satelital ofrece un ancho de banda mucho mayor que el ADSL o el cable, por lo que la velocidad de recepción de datos también es mayor. 

•  Fiabilidad y seguridad. No son pocos los defensores de este tipo de conexión que dicen que los riesgos de interrupción del servicio o de fallos en el sistema son sensiblemente menores que con otras conexiones de banda ancha. 

•  Servicio de televisión añadido. Al disfrutar de esta conexión, el usuario no sólo tendrá acceso a la Red, sino que además dispondrá de una amplia oferta de televisión por satélite.

Algunas desventajas del Acceso a Internet vía Satélite

ü  Vulnerabilidad. La conexión por satélite utiliza el espacio radioeléctrico, por lo que algunos expertos aseguran que este tipo de conexión es vulnerable a las escuchas y que no es recomendable para aplicaciones de voz. Para evitar que eso suceda, es necesario cifrar todos los datos enviados a la red.

ü  Retardo. Debido a conexiones largas por satélite, el retraso en la transmisión puede ser mayor que con otras alternativas, si bien se trata sólo de medio segundo, algo casi inapreciable para los sentidos humanos. 

ü  Incidencias atmosféricas. Aunque no suele ocurrir con frecuencia, en condiciones de climatología adversa (tormentas, huracanes, etc.) existe grave riesgo de interrupción del servicio.

Satélite Francisco de Miranda  

El Satélite Miranda (VRSS-1) o Venezuelan Remote Sensing Satelite (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 CAST2000, diseñada para satélites de bajo peso y el cohete Larga Marcha 2D.2 Es el segundo satélite artificial de

Venezuela, después del satélite de telecomunicaciones Simón Bolívar.

Beneficios: Es un satélite de observación terrestre. Cuenta con cámaras de alta resolución y de barrido ancho que permitirán la elaboración de mapas cartográficos. También está pensado para hacer evaluaciones de los suelos agrícolas, cosechas y producción agrícola. En el plano de la gestión ambiental podrá evaluar los recursos hídricos y las zonas en peligro de desertificación. Otro de los objetivos es facilitar la planificación urbana y obtención de información sismológica para la prevención de desastres

Importancia del satélite Miranda

•   Ambiental: Apoyo en la gestión y toma de decisiones relacionadas con la conservación, defensa, protección y mejora ambiental, a partir de la generación de datos útiles para la investigación, comprensión y seguimiento de los recursos naturales. Fortalecimiento de los sistemas de gestión ambiental existentes en el país. Caracterización del paisaje y evaluación de los patrones y cambios en el uso del territorio.
•   Agrícola: Implantación de metodologías y programas para el seguimiento de los cultivos en aspectos como vigorosidad, humedad y estado fenológico de la vegetación; a partir del análisis de imágenes satelitales. Estimación de la productividad de las áreas agrícolas y definición las mejores técnicas para el uso adecuado de las mismas. Aplicación de manejos en forma diferencial, de acuerdo a las condiciones de cada unidad agrícola.

•   Salud: Generación y uso de variables ambientales registradas, 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. Optimización de las políticas públicas en materia de salud, especialmente en las zonas más remotas del país. Realización de estudios epidemiológicos mediante sensores remotos, que permitirán la adquisición de datos y el monitoreo de áreas específicas de forma periódica y sistemática.

•  Seguridad y Defensa: Implementación de sistemas de seguridad y defensa nacional, a partir del acceso a imágenes con absoluta confidencialidad y en tiempos oportunos. Apoyo en las 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.

•   Gestión de Riesgos: Establecimiento de estrategias de acción para la evacuación a zonas más seguras o menos vulnerables ante desastres naturales, en los diferentes ámbitos de gestión territorial. Seguimiento en tiempo casi real, de las zonas afectadas, sin necesidad de esperar la donación o adquisición de imágenes satelitales a destiempo.

Países involucrados y Beneficiados: Este proyecto es el resultado de los convenios entre ambos países y el fondo de financiamiento chinovenezolano. El Satélite “Francisco de Miranda”, estará a la orden de los países de América Latina, para que también puedan avanzar en los mismos proyectos previstos por Venezuela. Ambos países serán beneficiados con las imágenes captadas por el satélite. 

Satelite simón Bolívar  

El satélite VENESAT-1 (Simón Bolívar) es el primer satélite artificial propiedad del Estado venezolano lanzado desde China el día 29 de octubre de 2008. Es administrado           por      el Ministerio      del       Poder Popular para la Ciencia y Tecnología a través de       la         Agencia Bolivariana   para

Actividades Espaciales (ABAE) de Venezuela para el uso por el

Ministerio de Ciencia y Tecnología a mediados de 2004. El proyecto fue aprobado y el satélite fue fabricado y puesto en         órbita por      la

Administración Nacional China del Espacio por un valor superior a los 400 millones de dólares, según las especificaciones de la Unión Internacional de Telecomunicaciones. Se espera que con la puesta en órbita del satélite, Venezuela obtenga mayor independencia tecnológica y de transmisión de datos.

Beneficios: El objetivo del satélite Simón Bolívar es facilitar el acceso y transmisión de servicios de datos por Internet, telefonía, televisión, telemedicina y tele educación. 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. Sus Beneficios son:

Educación hasta las regiones más remotas

• Salud hasta las poblaciones que debido a su gran lejanía de los centros poblados principales del país, se encontraban desasistidas.

• Cubre las necesidades nacionales de movilización de tráfico de telecomunicaciones digitales. Servicios de telefonía, fax, Internet

• Implementa programas de telemedicina, tele educación Información y comunicación de:

• Organismos públicos gubernamentales Centros productivos

• Organizaciones sociales y comunidades

• Apoyo en esta materia a otros países latinoamericanos.

Importancia del Satelite Simón Bolívar

Es importante ya que Venezuela por primera vez incursiono de forma activa en la tecnología satelital, y lo hizo como política pública con fines pacíficos y al servicio de los venezolanos. El satélite esta Ubicado en una posición orbital 78° oeste, el satélite Simón Bolívar tendrá una carga útil, con un peso de 5.100 Kg., dimensiones: 2,36 x 2,10 x 4 sin desplegar los paneles solares, Brazo de paneles solares: 15,5 metros a cada lado. Es importante dar a conocer que la adquisición del satélite no sólo beneficio a Venezuela, sino que, gracias a su amplio espectro, permitió que otros países adquieran conexión, tomando en cuenta que Venezuela tiene un vínculo exclusivo. La huella de cobertura se distribuye de la siguiente forma: Banda C: Cuba, Dominicana, Haití, Jamaica, Centroamérica, sin México, toda Suramérica, sin los extremos sur de Chile y Argentina. Banda Ku: Haití, Cuba, Dominicana, Bolivia, Paraguay y Uruguay. Banda Ka: se reserva exclusivamente para Venezuela (C y Ku además).

     Gracias al Satélite Simón Bolívar, el ciudadano común cuenta con ventajas, beneficios y cambios que significan la incorporación de la tecnología satelital en la dimensión estratégica del país, en cuanto a la independencia tecnológica y nuestro avance en capacidad propia en todo este campo.

Países involucrados y beneficiados: En principio se trató de concretar el convenio con Rusia, pero ante la negativa de ésta a la propuesta venezolana de transferencia tecnológica, que incluía la formación de técnicos especializados en el manejo del proyecto Satélite Simón Bolívar, Venezuela decide abandonar el acuerdo con Rusia. Luego, en octubre de 2004, el Estado venezolano decide iniciar conversaciones con China, que aceptó la propuesta. De esta forma, técnicos venezolanos serían capacitados en tecnología satelital, desarrollo del software y formación técnica para el manejo del satélite desde tierra. Es importante dar a conocer que la adquisición del satélite no sólo beneficiará a Venezuela, sino que, gracias a su amplio espectro, permitirá que otros países adquieran conexión, tomando en cuenta que Venezuela tiene un vínculo exclusivo. La huella de cobertura se distribuye de la siguiente forma: Banda C: Cuba, Dominicana, Haití, Jamaica, Centroamérica, sin México, toda Suramérica, sin los extremos sur de Chile y Argentina. Banda Ku: Haití, Cuba, Dominicana, Bolivia, Paraguay y Uruguay. Banda Ka: se reserva exclusivamente para Venezuela.

Acceso a Internet vía Satélite

    La conexión por satélite es una más de las múltiples tecnologías de banda ancha que permiten tener acceso a Internet a alta velocidad. No es la más conocida ni la más usada; tampoco la más barata ni la más sencilla, pero es el mejor sistema de acceso rápido en aquellos lugares remotos, especialmente en el ámbito rural y las zonas de alta montaña, donde no llega el ADSL o el cable, las dos formas de conectarse a la Red por banda ancha más extendidas entre los usuarios.

Qué es y cómo funciona una conexión a Internet vía satélite

     Se denomina así una conexión a Internet utilizando como medio de comunicación un satélite artificial. Los satélites pueden recibir y transmitir señales de radio, de televisión, de telefonía o cualquier otro tipo de datos. En principio, el satélite es un soporte tan válido para conectarse a Internet como cualquier otro ancho de banda: ADSL, cable, la red eléctrica (PLC) o la tecnología UMTS.

    El principio de funcionamiento es muy parecido a la emisión y recepción de las plataformas de televisión digitales: ambos utilizan el mismo estándar, el DVB (Digital Video Broadcasting), un protocolo que se usa para la transmisión desde satélites. El usuario que quiera tener una conexión a Internet por satélite deberá disponer de una antena parabólica, un descodificador, un módem para satélite y, por supuesto, darse de alta en un proveedor. La señal del satélite es captada por la antena, que la lleva hasta el descodificador y de éste pasa a través de un cable al módem del ordenador.

    Sin embargo, hay una diferencia con respecto a la televisión por satélite: Internet es interactivo y no se trata sólo de recibir datos, sino también de que el usuario los envíe. Por eso, hay dos formas de tener conexión a Internet a través de un satélite:

·    Acceso unidireccional: En este caso sólo se pueden recibir datos. El canal de entrega de contenidos (lo que se baja de la Red) se realiza vía satélite y el retorno (lo que subimos a la Red) a través de redes terrestres. Así, para enviar y recibir datos desde Internet se necesita además una conexión terrestre (telefónica, por cable...).

·    Acceso bidireccional: El usuario deberá disponer de un módem capaz de recibir y enviar datos. El canal de entrega de contenidos y el canal de retorno se transmiten vía satélite.

Ventajas e inconvenientes

    Aunque este tipo de conexión existe desde hace años, su uso en España es casi inapreciable entre los usuarios privados: no alcanza ni tan siquiera el 0,5% de las conexiones de banda ancha en el país.

    Son las administraciones públicas y algunas grandes empresas las que más recurren al satélite para conectarse a la Red. Los diversos organismos públicos, en su apuesta por expandir Internet en todo el territorio nacional y de esta forma reducir la brecha digital, han optado por la conexión a través del satélite como la mejor solución en aquellas zonas donde no llega ningún otro tipo de ancho de banda (ADSL, por ejemplo) por su total cobertura del territorio nacional. El organismo público Red.es dispone ya de muchostelecentros donde la única posibilidad de conexión a la banda ancha es a través de un satélite.

Además, conectarse a Internet a través de un satélite ofrece otras ventajas:

·    Amplia cobertura y ubicuidad. Además de llegar a todas partes, la conexión por satélite permite tener acceso a Internet incluso cuando se está viajando. En Estados Unidos ya se comercializa una antena móvil de apenas dos pulgadas (unos cinco centímetros) que da acceso a la Red y a canales de televisión desde un vehículo, un tren o incluso un avión

·    Alta velocidad. La conexión satelital ofrece un ancho de banda mucho mayor que el ADSL o el cable, por lo que la velocidad de recepción de datos también es mayor.

·    Fiabilidad y seguridad. No son pocos los defensores de este tipo de conexión que dicen que los riesgos de interrupción del servicio o de fallos en el sistema son sensiblemente menores que con otras conexiones de banda ancha.

·    Servicio de televisión añadido. Al disfrutar de esta conexión, el usuario no sólo tendrá acceso a la Red, sino que además dispondrá de una amplia oferta de televisión por satélite.

Sin embargo, y a pesar de que en los últimos años ha crecido de forma muy importante la demanda de conexión por satélite (según asegura Hispasat, una de las dos compañías propietarias de los satélites que ofrecen cobertura en España), a priori pesan más los inconvenientes que las ventajas. De momento, la conexión por satélite no está en condiciones de competir con otras formas de acceso. Ello se debe a varias razones:

·     Precio. Usar un satélite para conectarse a Internet resulta mucho más caro. Se requiere una fuerte inversión inicial: hacerse con el equipo necesario (antena, descodificador, módem y ordenador) e instalarlo no baja de los 2.000 euros. Las cuotas mensuales (entre 30 y 100 euros al mes, dependiendo de la velocidad de acceso que se contrate) también son más caras que el ADSL, sobre todo ahora que los operadores de banda ancha están embarcados en una guerra de precios. Algunos operadores especializados en comercializar este servicio, como Neo-Sky, del grupo Iberdrola, suministran todo el equipo, antena incluida, y lo instalan, pero otros como Ya.com no aportan la antena, que corre por cuenta del cliente.

·     Complejidad. Instalar una antena parabólica no es sencillo para un profano en la materia y siempre necesitará la ayuda de un técnico. El precio por la instalación puede alcanzar los 750 euros. Instalar una conexión por ADSL es sencillo, sobre todo desde que todos los operadores ofrecen 'kits' autoinstalables.

·   Vulnerabilidad. La conexión por satélite utiliza el espacio radioeléctrico, por lo que algunos expertos aseguran que este tipo de conexión es vulnerable a las escuchas y que no es recomendable para aplicaciones de voz. A finales de 2004 científicos alemanes descubrieron algunos fallos de seguridad en las conexiones de los satélites Astra y Eutelsat y fueron capaces de acceder a datos personales de los usuarios como las cuentas de correo o los números de sus tarjetas de crédito. Para evitar que eso suceda, es necesario cifrar todos los datos enviados a la Red a través del denominado Performance Enhancement Proxy, un servidor que cifra la comunicación digital.

·   Retardo. Debido a conexiones largas por satélite, el retraso en la transmisión puede ser mayor que con otras alternativas, si bien se trata sólo de medio segundo, algo casi inapreciable para los sentidos humanos.

·   Incidencias atmosféricas. Aunque no suele ocurrir con frecuencia, en condiciones de climatología adversa (tormentas, huracanes, etc) existe grave riesgo de interrupción del servicio.

Backbones ATM sobre enlace de satélite 

    ATM es una de las tecnologías más apropiadas para transportar los nuevos servicios de banda ancha. Las cualidades que favorecen su empleo en redes de satélites son, su carácter asincrónico y su capacidad para soportar tasa de transmisión variable. Sin embargo, las altas tasas de error de los canales de comunicación vía satélite suponen un verdadero problema. Por ejemplo las recomendaciones para los enlaces por satélites establecen un VER de 10 a la menos siete el 95 por ciento del tiempo, mientras que para la fibra óptica es de 10 a la menos nueve el 99,9 por ciento del tiempo.

    Otro problema son los errores de ráfaga, especialmente en la banda KA, puesto que las cabeceras ATM sólo dispone de información de comprobación de errores capaz de corregir errores de un único bit, no es posible luchar contra las ráfagas de errores. Este hecho aumenta la cantidad de celdas descartadas y afecta a las prestaciones de las capas de adaptación.

    Se han propuestos cuatro especificaciones (SATATM, Satellite ATM) que facilitan el acceso y la interconexión tanto en redes de satélites fijas como móviles. Estos estándares son los siguientes:

SATATM 1: Describe las redes de acceso fijas a través de satélite, estas redes se caracterizan por un número pequeño de terminales de bajo coste y un número reducido de pasarelas terrenas. Proporcionan una interfaz de 64 kbps.

SATATM 2: Se emplean en interconexiones fijas de alta velocidad a través de interfaces PNNI, B-ICI y P-UNI entre las estaciones terrenas y las redes ATM fijas.

SATATM 3: Describe el acceso ATM desde terminales móviles.

SATATM 4: Específica cómo debe realizarse la interconexión a alta velocidad entre redes fijas y móviles o entre dos redes móviles.

Comunicación por satélite

Un satélite de comunicaciones es, en esencia, un repetidor colocado en órbita: su comportamiento es similar al de un espejo que reflejase los datos que se le envían desde una estación terrestre hacia unos terminales instalados en el territorio al que el satélite da cobertura.

Un sistema de comunicaciones por satélite consta, por tanto, de dos tramos:

• El segmento terrestre, que comprende la estación central (que cumple funciones de control, envío de datos y conexión con el resto de redes) más los terminales de usuario (básicamente antenas de mucha directividad).
• El segmento espacial, el satélite propiamente dicho, a bordo del cual se encuentran los repetidores (conocidos como transpondedores).

Las ventajas indiscutibles del satélite son la inalterabilidad ante fronteras o barreras físicas y un alcance de prácticamente el 100% de la población del área cubierta por su haz, que puede dar sombra a continentes enteros.

Los satélites pueden ser: 

Orbitales o No Síncronos: Giran al rededor de la Tierra en un patrón elíptico o circular. Si está girando en la misma dirección de la rotación de la Tierra con una velocidad angular superior a la de la Tierra, la órbita se llama “órbita progrado”. Si está girando en la dirección opuesta a la de la Tierra o en la misma dirección, pero a una velocidad menor, la órbita se llama “órbita retrógrada”. De esta manera, los satélites no síncronos está alejándose continuamente o cayendo a tierra y no permanecen estacionarios en relación a ningún punto en particular de la Tierra. Por lo tanto los satélites no síncronos se tiene que usar cuando están disponibles, lo cual puede ser un corto periodo de tiempo, como 15 minutos por órbita. 
  
 Geoestacionarios o Geosíncronos

 Giran en un patrón circular, con una velocidad angular igual a la de la Tierra, por lo que permanecen en una posición fija con respecto a esta. Están disponibles para todas las estaciones de la Tierra dentro de su sombra permanentemente. La sombra de un satélite incluye todas las estaciones de la Tierra que tienen un camino visible a él y están dentro del patrón de radiación de las antenas del satélite. Requiere de motores propulsores para mantenerse dentro de la órbita. 

Tipos de satélites de comunicaciones

Un satélite actúa básicamente como un repetidor situado en el espacio: recibe las señales enviadas desde la estación terrestre y las reemite a otro satélite o de vuelta a los receptores terrestres. En realidad hay dos tipos de satélites de comunicaciones:

  • Satélites pasivos. Se limitan a reflejar la señal recibida sin llevar a cabo ninguna otra tarea.

  • Satélites activos. Amplifican las señales que reciben antes de reemitirlas hacia la Tierra. Son los más habituales.

Satélites y sus órbitas

Los satélites son puestos en órbita mediante cohetes espaciales que los sitúan circundando la Tierra a distancias relativamente cercanas fuera de la atmósfera. Los tipos de satélites según sus órbitas son:

  • Satélites LEO (Low Earth Orbit, que significa órbitas bajas). Orbitan la Tierra a una distancia de 160-2000 km y su velocidad les permite dar una vuelta al mundo en 90 minutos. Se usan para proporcionar datos geológicos sobre movimiento de placas terrestres y para la industria de la telefonía por satélite.

  • Satélites MEO (Medium Earth Orbit, órbitas medias). Son satélites con órbitas medianamente cercanas, de unos 10.000 km. Su uso se destina a comunicaciones de telefonía y televisión, y a las mediciones de experimentos espaciales.

  •  Satélites HEO (Highly Elliptical Orbit, órbitas muy elípticas). Estos satélites no siguen una órbita circular, sino que su órbita es elíptica. Esto supone que alcanzan distancias mucho mayores en el punto más alejado de su órbita. A menudo se utilizan para cartografiar la superficie de la Tierra, ya que pueden detectar un gran ángulo de superficie terrestre.

  • Satélites GEO. 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. Para que la Tierra y el satélite igualen sus velocidades es necesario que este último se encuentre a una distancia fija de 35.800 km sobre el ecuador. Se destinan a emisiones de televisión y de telefonía, a la transmisión de datos a larga distancia, y a la detección y difusión de datos meteorológicos.

Características de la comunicación por satélite

·           Un satélite puede definirse como un repetidor de radio en el cielo (transponder), un sistema satelital consiste de un transponder, una estación basada en tierra, para controlar su funcionamiento, y una red de usuario, de las estaciones terrestres, que proporciona las facilidades para transmisión y recepción del trafico de comunicaciones, a través del sistema de satélite.

·         

       Las transmisiones de satélite 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.

·         En el caso de radiodifusión directa de televisión vía satélite el servicio que se da es de tipo unidireccional por lo que normalmente se requiere una estación transmisora única, que emite los programas hacia el satélite, y varias estaciones terrenas de recepción solamente, que toman las señales provenientes del satélite. Existen otros tipos de servicios que son bidireccionales donde las estaciones terrenas son de transmisión y de recepción.

·         Uno de los requisitos más importantes del sistema es conseguir que las estaciones sean lo más económicas posibles para que puedan ser accesibles a un gran numero de usuarios, lo que se consigue utilizando antenas de diámetro chico y transmisores de baja potencia. Sin embargo hay que destacar que es la economía de escala (en aquellas aplicaciones que lo permiten) el factor determinante para la reducción de los costos.

Patrones orbitales

Una vez lanzado, un satélite permanece en órbita debido a que la fuerza centrifuga, causada por su rotación alrededor de la Tierra, es contrabalanceada por la atracción gravitacional de la Tierra. Entre mas cerca gire de la Tierra el satélite, más grande es la atracción gravitacional y mayor será la velocidad requerida para mantenerlo alejado de la Tierra. Los satélites de baja altitud tienen órbitas cercanas a la Tierra (160 a 480 km de altura), viajan aproximadamente a 28160 km por hora. A esta velocidad, se requiere aproximadamente de 1 1/2 h para girar alrededor de toda la Tierra. Consecuentemente el tiempo que el satélite esta visible en una estación terrestre en particular, es solamente 1/4 h o menos por órbita. Los satélites de altitud media (9600 a 19300 km de altura), tienen un periodo de rotación de 5 a12 h y permanecen a la vista de una estación terrestre especifica de 2 a 4 h por órbita. Los satélites geosincronos de alta altitud (30570 a 40200 km. de altura), viajan aproximadamente a 11070 km por hora y tiene un periodo de rotación de 24 h, exactamente el mismo que la Tierra. De esta manera, permanecen en una posición fija, con respecto a una estación de la Tierra especifica y tienen un tiempo de disponibilidad de 24 h.

Internet por satélite

Con el canal ascendente se realizarán las peticiones (páginas web, envío de e-mails, etc) a través de un módem de RTC, RDSI, ADSL o por cable, dependiendo de tipo de conexión del que se disponga. Estas peticiones llegan al proveedor de Internet que los transmite al centro de operaciones de red y que a su vez dependerá del proveedor del acceso vía satélite. Los datos se envían al satélite que los transmitirá por el canal descendiente directamente al usuario a unas tasas de transferencia de hasta 400 kbytes/s.

Local Multipoint Distribution System (LMDS) es un sistema de comunicación inalámbrica de punto a multipunto, que utiliza ondas radioeléctricas a altas frecuencias, en torno a 28 y 40 GHz. Con estas frecuencias y al amplio margen de operación, es posible conseguir un gran ancho de banda de comunicaciones, con velocidades de acceso que pueden alcanzar los 8 Mbps.

Este sistema de conexión da soporte a una gran variedad de servicios simultáneos: televisión multicanal, telefonía, datos, servicios interactivos multimedia.

eNLACe

Las señales llegan al satélite desde la estación en tierra por el "haz ascendente" y se envían a la tierra desde el satélite por el "haz descendente". Para evitar interferencias entre los dos haces, las frecuencias de ambos son distintas. Las frecuencias del haz ascendente son mayores que las del haz descendente, debido a que cuanto mayor sea la frecuencia se produce mayor atenuación en el recorrido de la señal, y por tanto es preferible transmitir con más potencia desde la tierra, donde la disponibilidad energética es mayor.
Para evitar que los canales próximos del haz descendente interfieran entre sí, se utilizan polarizaciones distintas. En el interior del satélite existen unos bloques denominados transpondedores, que tienen como misión recibir, cambiar y transmitir las frecuencias del satélite, a fin de que la información que se envía desde la base llegue a las antenas receptoras.

Características de los enlaces

Retardo

Se refiere al tiempo de espera entre dos sucesos, como el tiempo que transcurre desde que se transmite una señal hasta que se recibe. En comunicaciones vía satélite el retardo es un factor importante debido a la larga distancia que tienen que recorrer las señales. Si a esto se suman los retardos en los equipos de las estaciones terrenas, el retardo será mayor, siendo esto muy importante para conversaciones telefónicas o transmisión de datos en ambos sentidos.

Los enlaces por satélite tienen un promedio de tiempo de ida y vuelta (RTT, roundtrip time o round-trip delay time) de alrededor de 520 ms hasta el primer salto. El Protocolo de Control de Transmisión (TCP, Transmission Control Protocol) utiliza el mecanismo de comienzo lento al inicio de la conexión para encontrar los parámetros de TCP/IP (IP, Internet Protocol) apropiados para la misma. El tiempo perdido en la etapa de comienzo lento es proporcional al RTT, y para los enlaces por satélite significa que TCP se encuentra en el modo de comienzo lento por más tiempo de lo que debiera. Esto disminuye drásticamente el rendimiento de las conexiones TCP de corta duración. Esto puede verse cuando al descargar un sitio web pequeño sorprendentemente toma mucho tiempo, mientras que cuando se transfiere un archivo grande se obtienen velocidades de datos aceptables luego de un rato.

Además cuando se pierden paquetes, TCP entra en la fase de control de congestión y, debido al alto RTT permanece en esta fase por largo tiempo, reduciendo así el rendimiento de las conexiones TCP, sean de larga o corta duración.

La cantidad de datos en tránsito en un enlace en un momento dado es el producto del ancho de banda por el RTT. Debido a la gran latencia del enlace satelital, este producto es grande. TCP/IP le permite a los hosts remotos enviar cierta cantidad de datos previamente sin esperar la confirmación.

Control de Errores

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 acknowledgement o acuse de recibo), o ejecutando un inicio lento. 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. Especifica exactamente aquellos paquetes que se han recibido permitiendo que el emisor retransmita solamente aquellos segmentos que se perdieron debido a errores de enlace.

Para alcanzar rendimientos óptimos en un enlace satelital es necesario estar consciente de que todo enlace está expuesto a problemas que alteran el rendimiento de sí mismo. Producidos por pérdida de paquetes y latencia que retardan el envío y la recepción de las señales que son transmitidas a través de los enlaces, las cuales son tratadas en tiempo real para mejorar el servicio.

Para comprobar que el enlace funciona a la perfección y que este presenta inconvenientes de retardo y errores se realiza la prueba de Ping y la Prueba de Velocidad que mide en Milisegundos el funcionamiento del enlace una de las más comunes en enlaces de redes.