Satelites

Fundamentos de Fundamentos de Telecomunicaciones Telecomunicaciones

vvíía Sata Satéélite lite

MSC Eng, Julio Duran, CCDP, CCNAPresidente CVG [email protected]

Merida , 28 de Julio del 2005

SatSatééliteslites

Un satélite es cualquier objeto que da vueltas alrededor de un planeta en una trayectoria circular o elíptica.Satélites artificiales – hechos por el hombreMisión:– Comunicaciones– Meteorología– Espionaje– Experimentos científicos

Ciencia FicciCiencia Ficcióónn

En Octubre de 1945, Arthur C. Clarke publica en Wireless World un artículo de 4 páginas que inicia la aventura.Clarke plantea Naves Repetidoras Tripuladas lanzadas por cohetes con fuentes de energía atómica.

ConceptoConcepto de Arthur Clarkede Arthur Clarke

TresTres OrbitasOrbitas BasicasBasicas

ZonasZonas de de CoberturaCobertura

VentanaVentana de de MicroondasMicroondas

FrecuenciasFrecuencias en Banda Kuen Banda Ku

FrecuenciasFrecuencias en Banda Cen Banda C

RegionesRegiones de UIT en Banda Kude UIT en Banda Ku

Ventaja GeogrVentaja Geográáficafica

Interferencia SolarInterferencia Solar

MotivaciMotivacióón inicialn inicial

En 1954 John R. Pierce de AT&T Bell Labs, hizo los primeros cálculos de factibilidad económica.Si un cable submarino (TAT-1 en 1956) con capacidad de 36 llamadas simultáneas costaba de 30 a 50 millones de dólares, un repetidor en órbita con capacidad de 1,000 llamadas justificaba una inversión de 1,000 millones

Primer Cable submarinoPrimer Cable submarino

SputnikSputnik II

En 1957 la URSS lanza el primer satélite de comunicaciones a bordo del cohete Sputnik IDuración de las baterías: 3 semanas

ECHO 1ECHO 1

El 12 de Agosto de 1960, el cohete DELTA de Douglas(ahora Boeing) pone en órbita el primer satélite “pasivo”: el ECHO 1A, básicamente un globo-espejo fabricado por Grumman (ahora Northrop Grumman)

Thor intermediate-range ballistic missile

30.5 m de diámetro

Inicia la Competencia Inicia la Competencia ““activaactiva””

En 1962 RELAY: NASA y RCAEn 1962 TELSTAR: AT&T (ahora LORAL Skynet)En 1963 SYNCOM: NASA y Hughes Aircraft Company(ahora Boeing)

PAJARO MADRUGADORPAJARO MADRUGADOR

En 1965 COMSAT (ahora LMGT) lanza el primer satelite comercial de comunicaciones fabricado por Hughes Aircraft Company (ahora Boeing)

Inician los monopoliosInician los monopolios

En 1962 el Congreso de EEUU promulga el Communications Satellite Act y se forma la Communications Satellite Corporation (COMSAT) como monopolio de la comunicación satelital en EEUUEn 1964, agencias de 11 paises se unen para formar el International Telecommunications SatelliteConsortium (INTELSAT)

Primera Red GlobalPrimera Red Global

Con el INTELSAT III, se logró la primera red global días antes del alunizaje del Apollo 11 en 20 de Julio de 1969.Hoy INTELSAT tiene más miembros que la ONU.

ParParáámetros de un Satmetros de un Satéélitelite

MisiónPeso: Hasta 10 toneladasVida útil: 10 a 20 añosPotencia: 10 a 30 kWCobertura: hasta 1/3 parte de la tierraBandas de frecuenciaTranspondedoresTipo de estabilización

InformaciInformacióón General del Satn General del Satéélite lite NSSNSS--77

Orbital Type: GeosynchronousOrbital Location: 338.5º East (21.5º West)Orbital Control: +/- 0.05º inclination and longitudeSatellite Type: Lockheed Martin A2100AX, 3-axis

stabilizedSatellite Launch Mass: ~4650 kgLaunch Vehicle: Ariane 44LLaunch Date: 1st Quarter 2002In-Service Date: 2nd Quarter 2002Design Lifetime: 12 yearsSatellite Primary Power: 11 kW (end-of-life)Payload Transponders: 36 x C-Band (50 Watt TWTAs)

36 x Ku-Band (120 Watt TWTAs)

CC--Band InformaciBand Informacióón de n de CargaCargaNumber of Transponders: 36Transponder Bandwidths: 8 x 72 MHz and 28 x 54 MHz

(7 MHz and 6 MHz guard-bands)Coverage Beams:East Hemisphere (EH)

West Hemisphere (WH)North East Zone (NE)South East Zone (SE)Global (G)

Polarization: LHCP & RHCPSaturated Flux Density: -98 dBW/m2 (G/T = 0 dB/K)

(at maximum gain)Gain Adjustment Range: 0 - 15 dB (1 dB steps)G/T Range: -12 to +3 dB/KSaturated EIRP Range

Hemi/Zone: 34 - 45 dBWGlobal 30 - 33 dBW

Beacon Frequency: 4199.5 MHz

KuKu--Band InformaciBand Informacióón de n de CargaCargaNumber of Transponders: 36Transponder Bandwidths: 5 x 62 MHz and 31 x 54 MHzCoverage Beams: Europe/Middle East (EU)

West Africa (WA)South Africa (SA)N.America / Caribbean (NA)Central / N.South America (CA)Southern Cone / Brazil (SC)

Polarization: Linear - Horizontal & VerticalTransponder Modes: Fixed Gain (FGM) or Automatic Level

(ALC)SFD (FGM, max gain): -91 dBW/m2 (G/T = 0 dB/K)SFD (ALC, max gain): -101 dBW/m2 (G/T = 0 dB/K)FGM Adjustment Range: 0 to 15 dB (1 dB steps)ALC Adjustment Range: -10 to+3 dB w.r.t. saturation (0.5 dB

steps)G/T Range: -4 to +7 dB/KSaturated EIRP Range: 42 - 52 dBWBeacon Frequencies: 11451 & 11454 MHz

NSSNSS--7 Lockheed Martin A2100AX 7 Lockheed Martin A2100AX (Deployed & Stowed Configurations)(Deployed & Stowed Configurations)

NSSNSS--7 Configuraci7 Configuracióón de Antenan de Antena

C-BandEH & WH

Ku-BandEU & NA

C-BandNEZ

C-BandSEZ

Ku-BandSA & WA

Ku-BandCA & SC

C-BandGlobal Rx

C-BandGlobal Tx

South

WestEast

North

OnOn--Board Redundancy Board Redundancy -- BusBus

Triple Redundancy for Key Subsystems

Command Receiver: 3 for 1

Telemetry Transmitters: Two sets of 2 for 1

Uplink / Downlink Unit: 3 for 1

On-Board Processor: 3 for 1

OnOn--Board Redundancy Board Redundancy -- PayloadPayload

Receivers:

C-Band Receivers: 8 for 6Ku-Band Receivers: 11 for 8

Oscillators:

Master Oscillators 3 for 1

Channel Amplifiers and TWTAs:

C-Band: 20 for 18 (two sets)Ku-Band: 22 for 20 & 18 for 16

TranspondedoresTranspondedores

Un aparato electrónico que recibe, convierte la señal a otra frecuencia y la transmite de regresoBent pipe: Rebota lo que le manda la tierraOn Board Processing: Procesa, Multiplexa, EnrutaEl dilema es la obsolescencia

Transponder CharacteristicsTransponder Characteristics(C(C--Band and KuBand and Ku--Band)Band)

Cross-Polarization Isolation: >27 dB typical

Co-Polarization Isolation: >27 dB typical

Input/Output Back-Off:Single Carrier 0 dB / 0 dBMulti-Carrier 6 dB / 3 dB

Minimum C/3IM: OBO C/3IM(two-carrier) 2 17 dB

3 22 dB4 26 dB6 28 dB

Gain Stability: 1.0 dB (pk-pk 24 hours)2.0 dB (pk-pk over life)

ÓÓrbita geoestacionariarbita geoestacionaria

GEOTambién llamada Geosíncrona o SíncronaDistancia de 22,000 mi = 36,000 kmVelocidad de 7,000 mph = 11,200 km/hSobre el ecuadorPosiciones orbitales muy valiosas.Separación de 2 o 4 grados

ÓÓrbita rbita geoestacionariageoestacionaria

Lejos o cerca?Lejos o cerca?

r

Satélite GEO (no a escala)

Satélite GEO

Dist = 6 r

tierra tierra

Luna

10 Dist

Principles in Practice: Principles in Practice: Global Mediaport InitiativeGlobal Mediaport Initiative

Vista desde NSS-806 a 35796 Km de altura sobre el Ecuador a 319.5° EVista desde NSSVista desde NSS--806 a 35796 Km de altura 806 a 35796 Km de altura sobre el Ecuador a 319.5sobre el Ecuador a 319.5°° EE

06/01/2004, Hora de Venezuela 1:32 am06/01/2004, Hora de Venezuela 1:32 06/01/2004, Hora de Venezuela 1:32 amam


Vista desde Polo Norte a 35796 Km de alturaVista desde Polo Norte a 35796 Km de alturaVista desde Polo Norte a 35796 Km de altura

06/01/2004, Hora de Venezuela 1:32 am

06/01/2004, 06/01/2004, Hora de Venezuela 1:32 Hora de Venezuela 1:32 amam

35796 Km35796 Km35796 Km

[email protected]º[email protected]@40.5ºº

Orbita de Clarke

Radio de la TierraRadio de Radio de la Tierrala Tierra

Meridiano de GreenwichLongitud 0º


3

35796 Km35796 Km35796 Km

06/01/2004, Hora de Venezuela 1:32 am

06/01/2004, 06/01/2004, Hora de Venezuela 1:32 Hora de Venezuela 1:32 amam

Vista desde un costado a 35796 Km de alturaVista desde un costado a 35796 Km de alturaVista desde un costado a 35796 Km de altura

Línea del Ecuador TerminalTerminalTerminal

HubHubHub

NSS-806NSSNSS--806806

¿¿QuQuéé tan rtan ráápido vuelan?pido vuelan?

160

2,15011,200

3,600

Automóvil

Concorde

Satélite

Luna

¿¿Se pueden ver?Se pueden ver?

Sí, se puede ver varios satélites al día, la Estación Espacial Internacional y los satélites de Iridium que pueden verse en plena luz del día.www.heavens-above.com

ÓÓrbitas bajasrbitas bajasLEO:

Órbitas asíncronasEntre 600 y 1500 km de distancia de la tierraMuchos satélites (Iriduim 66, Globalstar 48, Teledesic 840)En varios planos (Iriduim 6, Globalstar 8, Teledesic 21)Periodo de 100 minutos aprox.

MEOÓrbitas asíncronas10,500 km de distancia de la tierraMenos satélites (ICO 10, Oddysey 12)En un par de planos (ICO 2, Oddysey 3)Periodo de 6 horas

ÓÓrbitas Elrbitas Elíípticaspticas

Orbitas selectivasSe acercan a dónde está la población Nadie vive a más de 50 grados Sur

Basura espacialBasura espacial

Más de 20,000 objetos deambulan por los alrededores de la tierra.Más de 6,000 son más grandes que una manzana y son rastreados por el U.S. SpaceCommand que los mantiene monitoreados todo el tiempo40% de la basura espacial fue fabricada por el hombreViajan a más de 80 km por segundo (orbitan al sol)

Estaciones TerrenasEstaciones Terrenas

Algunos tipos de antenas:ParabólicasCassegrainOffset

GeometrGeometríía de un Paraboloidea de un Paraboloide

Patron de Patron de RadiaciRadiacióón de Antenan de Antena

Antena de Alimentador Antena de Alimentador CentradoCentrado

Antena Antena CassegrainCassegrain

Antena de Alimentador Antena de Alimentador DescentradoDescentrado

TiposTipos de Antenade Antena

Sistema de AlimentaciSistema de Alimentacióón de Antenan de Antena

Bocinas BBocinas Báásicas Primariassicas Primarias

DiplexorDiplexor

PolarizaciPolarizacióón Circularn Circular

DemostraciDemostracióón de Polarizacin de Polarizacióón Circularn Circular

ReutilizaciReutilizacióón de Frecuencian de Frecuencia

Aislamiento de PolarizaciAislamiento de Polarizacióónn

AislamientoAislamiento de de AntenasAntenas

BloqueBloque de un LNAde un LNA

BloqueBloque de un LNBde un LNB

UpUp--Converter de un PasoConverter de un Paso

Down Converter de un Down Converter de un pasopaso

EspectroEspectro de de RuidoRuido de de FaseFase

BloqueBloque de un Modemde un Modem

CurvasCurvas de BERde BER

ModulaciModulacióón QPSKn QPSK

Demodulador QPSKDemodulador QPSK

IMP 3 vs. IMP 3 vs. BackoffBackoff

RangoRango dinamicodinamico del del AmplificadorAmplificador

CalculoCalculo de EIRPde EIRP

Subsistema de ComunicacionesSubsistema de Comunicaciones

Diagramas de CoberturaDiagramas de Cobertura

CC--Band Uplink Frequency PlanBand Uplink Frequency Plan

EHL1 EHL2 EHL3

X

EHL4

X

EHL5

X

EHL6

X

EHL7 EHL8 EHL9East Hemi(LHCP)

WHL1 WHL2 WHL3

X

WHL4

X

WHL5

X

WHL6

X

WHL7 WHL8 WHL9West Hemi(LHCP)

GAL9GAL8

EHR1 EHR2 EHR3 EHR4 EHR5 EHR6 EHR7 EHR8 EHR9East Hemi(RHCP)

NER1 NER2 NER3 NER4 NER5 NER6 NER7 NER8 NER9North East(RHCP)

GBR9GBR8

WHR1 WHR2 WHR3 WHR4 WHR5 WHR6 WHR7 WHR8 WHR9West Hemi(RHCP)

SER1 SER2 SER3 NSR4 SER5 SER6 SER7 SER8 SER9South East(RHCP)

5851

/362

6

5887

/366

2

5923

/369

8

5930

/370

5

5966

/374

1

6002

/377

7

6009

/378

4

6036

/381

1

6063

/383

8

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/384

4

6096

/387

1

6123

/389

8

6129

/390

4

6156

/393

1

6183

/395

8

6189

/396

4

6216

/399

1

6243

/401

8

6249

/402

4

6276

/405

1

6303

/407

8

6309

/408

4

6336

/411

1

6363

/413

8

6369

/414

4

6396

/417

1

6423

/419

8

Global(LHCP)

Global(RHCP)

7 7 6 6 6 6 6 6

72 MHz 72 MHz 54 MHz 54 MHz 54 MHz 54 MHz 54 MHz 54 MHz 54 MHz

X Indicates transponder which can be cross Strapped to a Ku Band Downlink

CC--Band Downlink Frequency PlanBand Downlink Frequency Plan

EHR1 EHR2 EHR3

X

EHR4

X

EHR5

X

EHR6

X

EHR7 EHR8 EHR9East Hemi(RHCP)

WHR1 WHR2 WHR3

X

WHR4

X

WHR5

X

WHR6

X

WHR7 WHR8 WHR9West Hemi(RHCP)

GAR9GAR8

EHL1 EHL2 EHL3 EHL4 EHL5 EHL6 EHL7 EHL8 EHL9East Hemi(LHCP)

NEL1 NEL2 NEL3 NEL4 NEL5 NEL6 NEL7 NEL8 NEL9North East(LHCP)

GBL9GBL8

WHL1 WHL2 WHL3 WHL4 WHL5 WHL6 WHL7 WHL8 WHL9West Hemi(LHCP)

SEL1 SEL2 SEL3 NSL4 SEL5 SEL6 SEL7 SEL8 SEL9South East(LHCP)

5851

/362

6

5887

/366

2

5923

/369

8

5930

/370

5

5966

/374

1

6002

/377

7

6009

/378

4

6036

/381

1

6063

/383

8

6069

/384

4

6096

/387

1

6123

/389

8

6129

/390

4

6156

/393

1

6183

/395

8

6189

/396

4

6216

/399

1

6243

/401

8

6249

/402

4

6276

/405

1

6303

/407

8

6309

/408

4

6336

/411

1

6363

/413

8

6369

/414

4

6396

/417

1

6423

/419

8

Global(RHCP)

Global(LHCP)

72 MHz

7 7 6 6 6 6 6 6

72 MHz 54 MHz 54 MHz 54 MHz 54 MHz 54 MHz 54 MHz 54 MHz

X Indicates transponder which can be cross Strapped from a Ku Band Uplink

KuKu--Band Uplink Frequency PlanBand Uplink Frequency Plan

NAH1 NAH2

X

NAH3

X

NAH4

X

NAH5

X

NAH6 NAH7 NAH8

North America

1400

5

1403

6

1406

7

1407

4

1410

1

1412

8

1413

4

1416

1

1418

8

1419

4

1422

1

1424

8

1425

4

1428

1

1430

814

314

1434

1

1436

8

1437

4

1440

1

1442

8

1443

4

1446

1

1448

8

7 6 6 6 6 6 6

EUH1 EUH2

X

EUH3

X

EUH4

X

EUH5

X

EUH6 EUH7 EUH8

Europe/Middle East

1400

5

1403

6

1406

7

1407

4

1410

1

1412

8

1413

4

1416

1

1418

8

1419

4

1422

1

1424

8

1425

4

1428

1

1430

8

1431

4

1434

1

1436

8

1437

4

1440

1

1442

8

1443

4

1446

1

1448

8

7 6 6 6 6 6 6H

PolNAV1 NAV2

X

NAV3

X

NAV4

X

NAV5

X

NAV6 NAV7 NAV8

7 6 6 6 6 6 6

EUV1 EUV2

X

EUV3

X

EUV4

X

EUV5

X

EUV6 EUV7 EUV8

7 6 6 6 6 6 6V

Pol

CAH1 CAH2

X

CAH3

X

CAH4

X

CAH5

X

CAH6 CAH7 CAH8

7 6 6 6 6 6 6

WAH1 WAH2

X

WAH3

X

WAH4

X

WAH5

X

WAH6 WAH7 WAH8

7 6 6 6 6 6 6H

Pol

Central America West Africa

SCV1 SCV2

X

SCV3

X

SCV4

X

SCV5

X

SCV6 SCV7 SCV8

7 6 6 6 6 6 6

SAV1 SAV2

X

SAV3

X

SAV4

X

SAV5

X

SAV6 SAV7 SAV8

7 6 6 6 6 6 6V

Pol

Southern Cone Southern Africa

X Indicates transponder which can be cross Strapped to a C Band Downlink

KuKu--Band Downlink Frequency PlanBand Downlink Frequency Plan

NAH1 NAH2

X

NAH3

X

NAH4

X

NAH5

X

NAH6 NAH7 NAH8

NorthAmerica

(Horizontal)

1400

5/11

705

1403

6/11

736

1406

7/11

767

1407

4/11

774

1410

1/11

801

1412

8/11

828

1413

4/11

834

1416

1/11

861

1418

8/11

888

1419

4/11

894

1422

1/11

921

1424

8/11

948

1425

4/11

954

1428

1/11

981

1430

8/12

008

1431

4/12

014

1434

1/12

041

1436

8/12

068

1437

4/12

074

1440

1/12

101

1442

8/12

128

1443

4/12

134

1446

1/12

161

1448

8/12

188

7 6 6 6 6 6 6

EUH1 EUH2

X

EUH3

X

EUH4

X

EUH5

X

EUH6 EUH7 EUH8

Europe/Middle East(Horizontal)

1400

5/10

955

1403

6/10

986

1406

7/11

017

1407

4/11

024

1410

1/11

051

1412

8/11

078

1413

4/11

084

1416

1/11

111

1418

8/11

138

1419

4/11

144

1422

1/11

171

1424

8/11

198

1425

4/11

464

1428

1/11

491

1430

8/11

518

1431

4/11

524

1434

1/11

551

1436

8/11

578

1437

4/11

584

1440

1/11

611

1442

8/11

638

1443

4/11

644

1446

1/11

671

1448

8/11

698

7 6 6 6 6 6 6H

Pol

SCH1 SCH2 SCH3 SCH4 SCH5 SCH6 SCH7 SCH8

SouthernCone

(Horizontal)

7 6 6 6 6 6 6

SAH1 SAH2 SAH3 SAH4 SAH5 SAH6 SAH7 SAH8

SouthernAfrica

(Horizontal)

7 6 6 6 6 6 6H

Pol

CAV1 CAV2 CAV3 CAV4 CAV5 CAV6 CAV7 CAV8

CentralAmerica(Vertical)

7 6 6 6 6 6 6

WAV1 WAV2 WAV3 WAV4 WAV5 WAV6 WAV7 WAV8

West Africa(Vertical)

7 6 6 6 6 6 6V

Pol

EUH9 EUH10 EUH11 EUH12

1400

5/12

505

1403

6/12

536

1406

7/12

567

1407

4/12

574

1410

1/12

601

1412

8/12

628

1413

4/12

634

1416

1/12

661

1418

8/12

688

1419

4/12

694

1422

1/12

721

1424

8/12

748

6 6 6

Europe/Middle East(Horizontal)

X Indicates transponder which can be cross Strapped from a C-Band Uplink

CC--Band InterconnectivityBand Interconnectivity

TransponderNumber

Bandwidth(MHz)

Downlink Beams Uplink Beams FrequencyChannels

1,2 72 WHR WHL or EHL 1,23,4,5,6 54 WHR WHL, EHL or any Ku-band uplink beam 3,4,5,6

7 54 WHR WHL or EHL 78,9 54 WHR or GR WHL, EHL or GL 8,9

10,11 72 EHR WHL or EHL 1,212,13,14,15 54 EHR WHL, EHAL or any Ku-band uplink beam 3,4,5,6

16 54 EHR WHL or EHL 717*,18* 54 EHR WHL, EHL 8,919,20 72 WHL or SEL WHR, EHR, NER or SER 1,2

21,22,23,24,25, 54 WHL or SEL WHR, EHR, NER or SER 3,4,5,6,726*,27* 54 WHL or SEL WHR, EHR, NER or SER 8,928,29 72 EHL or NEL WHR, EHR, NER or SER 1,2

30,31,32,33,34 54 EHL or NEL WHR, EHR, NER or SER 3,4,5,6,735,36 54 EHL, NEL or GL WHR, EHR, NER, SER or GR 8,9

* When Global Beam is selected for transponder 8 and/or 9, transponder 17 and/or 18 can not be used.* When Global Beam is selected for transponders 35 and/or 36, transponder 26 an/or 27 can not be used.Note: Downlink and Uplink Beams can be individually selected for each transponder.

KuKu--Band InterconnectivityBand Interconnectivity

TransponderNumber

Bandwidth(MHz)

DownlinkBeams

DownlinkFrequencyChannels

Uplink Beams UplinkFrequencyChannels

1 62 EUH 1 Any Ku-band incl. combined EUV/NAV 12,3,4,5 54 EUH 2,3,4,5 Any Ku-band incl. combined EUV/NAV

or C-Band WHA or EHA2,3,4,5

6,7,8 54 EUH 6,7,8 Any Ku-band incl. combined EUV/NAV 6,7,89 62 EUH

or WAV (or CAV/SCH)

1719

Any Ku-band incl. combined EUV/NAV 1

10,11,12 54 EUH or WAV

(or CAV/SCH)

18,19,202,3,4

10,11,12

Any Ku-band incl. combined EUV/NAV 2,3,4

13,14,15,16 54 SAH or WAV 5,6,7,8 Any Ku-band incl. combined EUV/NAV 5,6,7,817 62 SAH or WAV

(or CAV/SCH) 19

Any Ku-band incl. combined EUV/NAV 1

18,19,20 54 SAH or WAV(or CAV/SCH)

2,3,410,11,12

Any Ku-band incl. combined EUV/NAV 2,3,4

21 62 SCH or CAV 9 Any Ku-band incl. combined EUV/NAV 122, 23, 24 54 SCH or CAV 10,11,12 Any Ku-band incl. combined EUV/NAV 2,3,4

25, 26,27,28 54 SCH or CAV 13,14,15,16 Any Ku-band incl. combined EUV/NAV 5,6,7,829 62 NAH 9 Any Ku-band incl. combined EUV/NAV 1

30,31,32,33 54 NAH 10,11,12,13 Any Ku-band incl. combined EUV/NAVor C-Band WHA or EHA

2,3,4,5

34,35,36 54 NAH 14,15,16 Any Ku-band incl. combined EUV/NAV 6,7,8

Notes: (1) Downlink and Uplink Beams can be individually selected for each transponder.

Zonas ClimatologicasZonas Climatologicas

Distribucion de Atenuacion de las ZonasDistribucion de Atenuacion de las Zonas

G/T en Banda CG/T en Banda C

G/T en Banda Ku G/T en Banda Ku

Requisitos de Seguimiento en banda CRequisitos de Seguimiento en banda C

Requisitos de Seguimiento en banda Requisitos de Seguimiento en banda KuKu

Enlace Enlace SatelitalSatelital

ParParáámetrosmetros del Enlacedel Enlace

LimitesLimites de PDF en la de PDF en la SuperficieSuperficie TerrestreTerrestre

EjemploEjemplo del del ccáálculolculo del PDFdel PDF

G/TG/T

EbEb/No /No vsvs BERBER

BER IN BER IN vsvs BER OUT BER OUT parapara ccóódigosdigosexternosexternos

Centros de ControlCentros de Control

Se comunican con el satélite en todo momento desde el lanzamiento hasta el fin de su vida útilMantienen al satélite geoestacionario fijoControlan su “attitude” (relación con tierra y sol)TelemetríaTrackingControl

TelepuertosTelepuertos

Lugar donde se comparten instalaciones como:– Acceso a fibra– Grandes y diversas antenas– UPS– Personal técnico

Servicios ocasionales

LanzamientoLanzamiento

Cohete o Transbordador espacialLa primera etapa consiste en sacarlo de la atmósferaGeneralmente se lanzan hacia el Este (Kourou, Cabo Cañaveral) para aprovechar la rotación de la tierra.En el ecuador por dos razones:– Máximo empuje– Menor inclinación en la órbita

Velocidad de escape 40,320 km/hrVelocidad orbital 27,000 km/hr a 250 km de altura hace que haya un balance perfecto entre gravedad y empuje.

LanzamientoLanzamiento

Órbita elípticaManiobras de apogeo cerca del solÓrbitas de transferenciaÓrbita de deriva

SegurosSeguros

Generalmente se aseguran el lanzamiento junto con los primeros 2 a 5 años.Posteriormente se asegura el resto de la vida en pólizas separadas1998 y 1999 trajeron la racha más desafortunada de fallas en órbita.Los principales brokers son Marsh, InternationalSpace Brokers (ISB), Willis y AON Desde 10% por lanzamiento más 12 meses hasta 25% por lanzamiento más 5 años.Depende del Lanzador

SegurosSeguros

$0$200$400$600$800

$1,000$1,200$1,400$1,600$1,800

89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99

CumulativePremiumClaims

Fuente: ISB

Bandas de FrecuenciasBandas de Frecuencias

Banda L. 950 MHz a 2050 GHz.Banda C. 3.4 - 4.2 GHz a 5.825 - 6.425 GHzBanda Ku. 11.7 - 12.7 GHz Banda Ka. 18 a 22 GHzFactores:– Lluvia– Separación de satélites – Interferencias– Potencia

EnlacesEnlaces

Cálculo de Enlace: Es una manera de calcular si la señal va a llegar con la potencia necesaria para ser detectada, en función de varios parámetros:– Características de la señal: Potencia, nivel de ruido

original, nivel de ruido aceptable– Banda de frecuencias– Antena Transmisora: Eficiencia, diámetro, – Satélite: Distancia de la órbita, posición, elevación,

PIRE, Figura de Mérito (G/T), SFD.– Antena Receptora– Medio de transmisión: Espacio libre, Ruido

ComunicaciComunicacióón digitaln digital

Modulación:QPSK8PSK16QAM

Códigos FEC:Reed Solomon (Bloques)Viterbi. (Código convolucional) Gana 5dB en potencia, pierde 3 dB en ancho de banda.Turbo Codes

ModulaciModulacióónn

AccesoAcceso

Punto a puntoPunto a multipuntoHubSCPC. Single Channel Per CarrierTDMA. 1 portadoraFDMA. Varias portadorasCDMA. Por códigos.DAMA.

Fabricantes de SatFabricantes de Satééliteslites

Lockheed Martin Commercial Space SystemsFabricantes de satélites DBS y Servicio FijoA2100Construidos en Sunnyvale, CAClean room de más de 2 campos de futbol16 satélites por añoCiclo de 14 mesesPertenece a Lockheed Martin Corp (LMT) con ventas anuales de $25 mil Millones USDwww.lmcommercialspace.com


Boeing Satellite SystemsAntes eran Hughes Space & CommunicationsHabían construido TODOS los satélites comerciales mexicanos. No construirán Satmex 6Principales plataformas: Boeing (HC) 601 y 702Forman parte de The Boeing Company con más de 50 mil millones de dólares en ventaswww.hughespace.com


Space Systems LoralConstruyen el Satmex 6 (Contrato de $300 Millones)Plataforma principal SSL 1300Nueva plataforma de alta potencia: 20.20™Forman parte de Loral Space & Communications(LOR)www.ssloral.com


AstriumUna compañía de European Aeronautic Defenceand Space Company EADS y BAE SystemsContratista principal de más de 50 satélites de comunicaciónCombina las actividades de Aerospatiale Matra(Francia), Construcciones Aeronáuticas CASA (España), DaimlerChrysler Aerospace AG (Alemania), British Aerospace (UK) y Marconi (Italia) www.astrium.com


Alenia SpazioEspecialista en pequeños satélitesPueden producir hasta 1 por semanaEs accionista de nuevos proyectos Europeos: Euro Sky WayVentas por 480 Millones de USDwww.aleniaspazio.com


OtrosAlcatel (Francia)Indian Space Research OrganisationNPO-PM (Rusia)Energiya (Rusia)Orbital Sciences (LEOs)

Lanzadores de SatLanzadores de Satééliteslites

ArianespaceUna compañía de EADSMuy confiableRecientemente tuvieron la falla del Ariane 5Más detalles con su representante en México


International Launch ServicesAsociación estratégica de Lockheed Martin Corp. (USA), con Khrunichev State Research andProduction Space Center y RSC Energia.Operadores de los vehículos Atlas y ProtonExperiencia de 830 vuelos$1,000 Millones en contratos en 2000.


Atlas567 lanzamientos desde 195756 exitos consecutivos100% confiabilidad para la serie Atlas II


Protón87 lanzamientos desde los 60s21 vuelos comerciales para ILS desde 199596% de confiabilidad


BoeingDelta Launch ServicesMúltiples Vehículos: Delta II, III, y IVDesde 1,800 kg a 13,200 kg a órbita geoestacionariaConfiabilidad de 94% desde 1960; de casi 98% para Delta II desde 1989; diseñado y probado para sobrepasar 98% en Delta III y Delta IV


Sea LaunchCrucero con plataformaSocios:– Boeing Commercial Space Company, Seattle,

Washington, USA – Anglo-Norwegian Kvaerner Group, Oslo, Norway– RSC-Energia, Moscow, Russia– SDO Yuzhnoye/PO Yuzhmash, Dnepropetrovsk,

Ukraine

Ventajas: Cualquier inclinación


Sea Launch


SoyuzLanzado desde el desierto de Kazakihstan en el Cosmódromo de Baikonur


OtrosLong March (China)Centaur (NASA)Zenit (Rusia)

OperadoresOperadores

SES GlobalINTELSATPANAMSATNew Skies SatelliteEUTELSATLORALSATMEXHISPASATNAHUELSAT

SatSatéélites Comerciales GEOlites Comerciales GEO

Fabricantes de Equipo VSATFabricantes de Equipo VSAT

Se dividen el mercado entre cuatros compañías: Hughes Network Systems, ViaSat, Gilat y Shiron. Soluciones empresariales de Video, Voz y Datos.Migrando a soluciones IP.

Elementos de una VSATElementos de una VSAT

Very Small Aperture TerminalForman parte de una red de varias miles de terminales pequeñas controladas por una estación central (Hub)Las antenas son generalmente menores a 2 metros de diámetroLa Unidad externa ODU, es un radio que recibe y transmiteLa Unidad interna IDU, es donde generalmente se encuentra la inteligencia de la terminal.Los algoritmos de control y acceso son clave.

BloqueBloque de un terminal VSATde un terminal VSAT

EquiposEquipos ExterioresExteriores InvolucradosInvolucrados

Soporte de Antena

Soporte del Plato LNB, HPC, & Horn

TerminalSatelital

Plato del Terminal

BloqueBloque del HUBdel HUB

TopologTopologíía de la Red VSATa de la Red VSAT

Aplicaciones BroadcastingAplicaciones Broadcasting

NivelesNiveles de de ProtocoloProtocolo de de RedesRedes VSATVSAT

TTéécnicas de Acceso Satelitalcnicas de Acceso Satelital

Protocolos de MProtocolos de Múúltiple Accesoltiple Acceso

Protocolo Protocolo AlohaAloha

ProtocoloProtocolo Aloha (cont.)Aloha (cont.)

ComparaciComparacióón de portadoras n de portadoras AlohaAloha

SCPCSCPC--DAMADAMA

Vision General de Vision General de ProtocolosProtocolos VSATVSAT

Servicios de Multimedia de Banda AnchaServicios de Multimedia de Banda AnchaServicios de Multimedia de Banda Ancha

Gobierno

Telefonia Publica

Residencial

Salud Educación

Multimedia

Comunidad

Servicios TelefónicosEducación a DistanciaTele-medicinaAdministración GubernamentalInternetStreaming VideoVideo ConferenciaWeb-FetchingTransferencia de DatosVideo por DemandaPay-per-viewTelevisión EducativaJuegos InteractivosRealidad VirtualComercio ElectrónicoServicios de Multicast

Servicios TelefServicios TelefóónicosnicosEducaciEducacióón a Distancian a DistanciaTeleTele--medicinamedicinaAdministraciAdministracióón Gubernamentaln GubernamentalInternetInternetStreamingStreaming VideoVideoVideo ConferenciaVideo ConferenciaWebWeb--FetchingFetchingTransferencia de DatosTransferencia de DatosVideo por DemandaVideo por DemandaPayPay--perper--viewviewTelevisiTelevisióón Educativan EducativaJuegos InteractivosJuegos InteractivosRealidad VirtualRealidad VirtualComercio ElectrComercio ElectróóniconicoServicios de Servicios de MulticastMulticast

Haz de Bajada del [email protected]ºE, en Banda C, sobre América LatinaHaz de Bajada del NSSHaz de Bajada del [email protected]@319.5ººE, E, en Banda C, sobre Amen Banda C, sobre Améérica Latinarica Latina

NSS-806319.5ºEDVB-S

1.8m

1.8m

1.8m

10º 20º 30º 40º 50º 60º

1.8m

-0.5

-1.0

-1.5-2.0

-4.0

Haz de Bajada del [email protected]ºE, Banda C, sobre VenezuelaHaz de Bajada del NSSHaz de Bajada del [email protected]@319.5ººEE, Banda C, , Banda C, sobre Venezuelasobre Venezuela

NSS-806319.5ºE

1.8m

DVB-S

1.8m

1.8m1.8m

51º 54º 57º 60º 63º

-1.2 -1.4 -1.6 -1.8 -2.0

Haz de Subida del [email protected]ºE, en Banda C, sobre América LatinaHaz de Subida del NSSHaz de Subida del [email protected]@319.5ººE, E, en Banda C, sobre Amen Banda C, sobre Améérica Latinarica Latina

NSS-806319.5ºEDVB-S

1.8m

1.8m

1.8m

10º 20º 30º 40º 50º 60º

-0.5

-1.0

-1.5-2.0

-4.0

-1.5

Haz de Subida del [email protected]ºE, en Banda C, sobre VenezuelaHaz de Subida del NSSHaz de Subida del [email protected]@319.5ººEE, , en Banda C, sobre Venezuelaen Banda C, sobre Venezuela

1.8m

1.8m

1.8m1.8m

51º 54º 57º 60º 63º

-1.6

-1.5

-1.4

-1.3

-1.2 -1.1 -1.0 -0.9 -0.8

NSS-806319.5ºE

DVB-RCS

Infraestructura de NSSInfraestructura de NSS

Switch

Ground Station Facilities Satellite Network

INTERNET(Public IP Network)

[email protected]ºE

DVB-

S 62

.2 Mbp

s

DVB-S 62.2 Mbps

HPALNA

LondonTLI-07B

S D

Up ConverterDw Converter

S D

LondonTLI-07B

SatelliteEarth Station

Switch

S D

DVBModulator

NetworkConmunity

Network Conmunity

ATMRouter

IPRouter

Terrestrial Network

ATM Network SD

Bankof

DemodulatorsDVB Mux S D

SD

P W R

O K

W I C 0

A C T /C H 0

A C T / C H 1

W I C 0

A C T / C H 0

A C T / C H 1

E T H

A C T

C O L

IPRouter

Telephone

Fax

City

P W R

O K

W IC 0

A C T / C H 0

A C T /C H 1

W I C 0

A C T / C H 0

A C T / C H 1

E T H

A C T

C O L

P W R

O K

W I C 0

A C T / C H 0

A C T / C H 1

W IC 0

A C T /C H 0

A C T /C H 1

E T H

A C T

C O L

Video Encoder

IPGateway

PrivateNetwork

PTT

LocalISP

Multimedia LocalNetwork

Fax

TelephoneIPRouter

Switch

S D

DVB-STerminal

FDMA 16 - 2048 Kbps

FDMA

16 -

2048

Kbp

sOC-48

Multimedia

Red de Banda Ancha del INCERed de Banda Ancha del INCE

S D

Red de Terminales Satelital

12

N

N

12

48 Mbps

16 - 2048Kb/s

21

Usuarios Activos

3

DVB/MPEG-2

NSS-806

N

FORWARD LINK RETURN LINK

Portadoras de Retorno

Estacion Principal

3

Terminal Remoto

17 Mbps

17 Mbps

FuncionamientoFuncionamiento del Sistemadel Sistema

Video PES Packet

Audio PES Packet

Data PES Packet

VideoInput

AudioInput

DataInput

(Close Caption)

Packetizer

Packetizer

Packetizer

Video EncoderMPEG-2

Audio EncoderMPEG-2 Layer I/II

ProgramStreamMultiplexer

Typical TV Channel

ISP

TransportStreamMultiplexer

Scra

mbl

er(X

15+X

14+1

)

Pack

etiz

er

Out

erR

eed-

Solo

mon

(204

,16)

(t=8

)

Con

volu

tiona

lIn

terl

eavi

ngFo

rney

(I=1

2)Typical TV

Channel

Con

volu

tiona

lIn

ner

(Vite

rbi)

(1/2

,2/3

,3/4

,5/6

and

7/8

)

QPSK Modulator

UP-

Con

vert

erK

u-B

and

HPA

EMMs CW

ConditonalAccess System

ECMs

INTERNET

FuncionamientoFuncionamiento del Mux de del Mux de TransporteTransporte

V id eo P E S P a ck e t

A u d io P E S P a ck e t

D a ta P E S P a ck e t

T ra n sp o r tS trea m

M u ltip lex er

1 0 0 0 B y tes

T ra n sp o r t P a ck e ts M u ltip lex ed

A d a p ta tio n H ea d er(u sed to f ill ex cess sp a ce )

A u d io

P E S P a ck e tH ea d er

T ra n sp o rt P a ck e tsH ea d e r (4 B y te s)

P a y lo a d(1 8 4 B y tes )

1 8 8 B y te s

V id eoD a ta

T r a n sp o r t P a c k e ts (1 8 8 B y te s)

V id eoV id eoV id eoV id eo

V id eo

V id eo A u d io

DescripciDescripcióónn del del PaquetePaquete de de TransporteTransporte

PayloadHeader Adaptation Header

188 Bytes (1504 bits)

4Bytes

Sync. Byte(01000111)

1 bit: Transport PacketError Indicator

1 bit: Payload UnitStart Indicator

1 bit:Transport Priority

13 bits PacketIdentifier (PID)

2 bit: TransportScrambling Control

2 bit: AdaptationField Control

4 bit:Continuity Counter

DescripciDescripcióónn del Sistemadel Sistema

Colo-Facilities

INCERack

OC-48

New SkiesResponsabilties

CustomerResponsabilities

INTERNET

Retu

rn L

ink (

Cust

omer

Tx)

Return Link (Customer Tx)Fowar

d Li

nk D

VB-S

HPALNA

London TLI-07B

Teleport Facilities

SD

DW ConverterSD

Up Converter

SD

I PEncapsulator

SDDVBModulator

London TLI-07B

USA-NWM-0039.0 m

Cisco 7206

Mul

tiple

xer

[email protected]ºE

SD

QoS Switch

Core Router

SD

SD SCPCMODEM

Two-WayCustomer

NetworkAccess

Network Distribution

CustomerNetwork

One-Way C-bandRemoteTerminal

LNB

100 Base T

Router

SD

IRD

One-WayCustomer

NetworkAccess

17 Mbps

Router

Switch

Switch

DVB-Router

Demod

Router

Switch

TS Mux

Firewall

Servers

ConfiguraciConfiguracióón del Sisteman del Sistema

DVB-S (Data+Video)DVB-S (Data+Video)

INCE LAN

SDI

DMZ

Video Server(4 Sight)

10.10.100.50

MPEG-4Decoder(4 View)

10.10.100.55

MPEG-2Encoder

10.10.100.60

ASI(Video)

INTERNETBackbone ASI

(Data)

DVB Modulator

UP Converter

Satellite dish

Down Converter

LNAINCE Rector

MPEG-4 Encoder(4 Caster)

66.178.17.107

Video Source

Splitter

`

HPA

Bank of Demodulator

DBV Route

Collo Router

TS-MUX

Data

DVB IP Gateway

Video

Core Router

INCE Router10.10.100.1

MCU10.10.100.100

Video

Television

SatelliteNSS-806

Satellite RouterMPEG-2Decoder

PIX 515E66.178.86.82

INCE Collo

Proceso en el INCE Rector Network

Live or Pre-recorded

Video Stream to the local LAN

Step 3: Recording

Step 5: Up-loading (FTP) 4Sight

Step 1: Source

Step 4: Store

LA

N IN

CE

Rec

tor

MPEG-4 Encoder (4-Caster)

4-Caster Hard Disk (40 GB)

Step 2: Encoding

Analog or Digital

NSS 806 Spacecraft

INTERNETBackbone

NSS HUB

NSS Satélite

Telecentro

LNBBUC

S D

DVB BoxS D Servidor

Cache

Nodo 1 (Satélite /Terrestre)

LNBF

S D

IRD

S D

Router

Router

S D

Digital Modem

Digital Modem

Linea DedicadaX Km

DVB-S (60 Mbps)

FDMA (16 - 384 Kbps)

IEEE 802.11a

(54Mbps)

Tx/Rx Rx

S D ServidorCache

Nodo 2 (Satélite/Inalámbrico)

S D

ServidorCache

Rx

LNBF

S D

IRD

Nodo 3 (Wireless)

S D

ServidorCache

ReRe--DistribuciDistribucióónn del Sistemadel Sistema

CaracterCaracteríísticas Tsticas Téécnicas de la Estacicnicas de la Estacióón Principaln Principal

Estación Principal (C-Band):•Diámetro = 7.3~9.0 m•G/T = 29~31 dB/ºK•HPA = 400W•LNA = 40 ºK•Alimentador = Circular•Acceso a Internet•Acceso a Red Telefonica•Servidor FTP•Servidor Web•Acelerador TCP•Call Manager•Servidor Cache•Servidor Streaming•Servidor de Correo•QoS Switch•IP DVB Gateway•DVB Modulador•UP/DW Converter•Demoduladores de Ráfagas de Acceso

Estacion Maestra

NSS [email protected]�W

INCE

Down-Converter

INTERNETBackbone

LNAHPA

S D

S D

S D

S D

S D

S D

IP Gateway

QoS Switch

DVB-S Modulator

UP-Converter

Demodulator

Switch RouterRouter

S D

S D

S D

Streaming Server

Multicast Server

CacheServer

TCPAccelerator

S D

S D CallManager

CaracterCaracteríísticas Tsticas Téécnicas de los Telecentroscnicas de los Telecentros

INTERNETBackbone

NSS HUB

NSS [email protected]�Terminal Remoto (C-Band):•Diámetro = 1.8 – 2.4 m•G/T = 16 – 18.5 dB/ºK•BUC = 1 Watt•LNB = 3.4 – 4.2 GHz,60 dBi, LO=500 KHz•Fed = Circular, Banda C extendidaRadio Inalámbrico:•RF Data Rate = 54 Mbps•Rango de Frecuencia = 2.4 / 5.8 GHz•Consumo de Potencia = menor que 8W•Data Interface= 10 Base T

Terminal Remoto (C-Band):•Diámetro = 1.8 – 2.4 m•G/T = 16 – 18.5 dB/ºK•BUC = 1 Watt•LNB = 3.4 – 4.2 GHz,60 dBi, LO=500 KHz•Fed = Circular, Banda C extendidaRadio Inalámbrico:•RF Data Rate = 54 Mbps•Rango de Frecuencia = 2.4 / 5.8 GHz•Consumo de Potencia = menor que 8W•Data Interface= 10 Base T

LNBBUC

S D

EnrutadorSatelital

Voice Gateway

Multicast Cache

educaciónS D

IRD

INCE

Estructura de los Telecentros de Banda AnchaEstructura de los Telecentros de Banda AnchaEstructura de los Telecentros de Banda Ancha

Hub

LNBBUC

Remote Gateway

RedPrivada

AntenaInalámbrica

Antena Satelital

BUC

LNB

TxRx

Estructura de Unidad Móvil de Banda AnchaEstructura de Unidad MEstructura de Unidad Móóvil vil de Banda Anchade Banda Ancha

Unidad móvil deTelecomunicaciones

AntenaInalámbrica

AntenaSatelital

Trailer junto a el generador eléctrico

Antenas, generador yequipos de comunicación

Caja de Comunicacionesde Voz, Datos y Video

Foro de DiscusiónForo de DiscusiForo de Discusióónn

PREGUNTASY

CONCLUSIONES

PREGUNTASY

CONCLUSIONES

Satelites

Documents

Transcript of Satelites