Comunicaciones por Satélite (5º curso) ETSI de Telecomunicación. Dpto. de Señales, Sistemas y Radiocomunicaciones Universidad Politécnica de Madrid CURSO 2009/10 “Comunicaciones por Satélite” Profesores: Ramón Martínez Rodríguez-Osorio (B-407) Miguel Calvo Ramón (C-412) Fecha: Primer Cuatrimestre Horario: Lunes de 12 a 14 h Miércoles de 12 a 14 h Aula: A-120 E-mail: [email protected] Comunicaciones por Satélite. Curso 2009/10. ©Ramón Martínez, Miguel Calvo CSAT 1 Índice • Objetivos del curso • Motivación • Perspectiva histórica • Descripción del sistema de comunicaciones por satélite • Servicios espaciales y frecuencias • Organizaciones y sistemas comerciales • Subsistemas y estructura básica de un satélite de comunicaciones • Servicios y aplicaciones • Organización del curso Comunicaciones por Satélite. Curso 2009/10. ©Ramón Martínez, Miguel Calvo CSAT 2 Comunicaciones por Satélite. Curso 2009/10. ©Ramón Martínez, Miguel Calvo 1 Comunicaciones por Satélite (5º curso) ETSI de Telecomunicación. Dpto. de Señales, Sistemas y Radiocomunicaciones Universidad Politécnica de Madrid Objetivos del Curso • En conocimientos: – Conocer los diversos aspectos que deben considerarse en los proyectos de sistemas de telecomunicación a través de satélites (radioenlaces espaciales) – Conocer los subsistemas que integran los satélites de comunicaciones y comprender su misión – Conocer los segmentos espacial, terreno y de usuario de un sistema de comunicaciones por satélite (arquitectura) – Familiarizarse con las redes de satélite y comprender las necesidades, evolución tecnológica y los retos futuros – Conocer las especificaciones de los sistemas de comunicaciones por satélite • En competencias: – Desarrollar las capacidades de comunicación oral y escrita de los alumnos – Familiarizarse con la lectura de artículos científicos y tecnológicos (en inglés) Comunicaciones por Satélite. Curso 2009/10. ©Ramón Martínez, Miguel Calvo CSAT 3 ¿Por qué el satélite? • Coste independiente de la distancia • Capacidad de establecer enlaces multipunto (Radiodifusión) • Ancho de banda considerable • Amplia cobertura geográfica • No le afectan las barreras naturales • Servicio a zonas rurales o poco pobladas • Despliegue rápido de redes de comunicaciones una vez puesto en órbita • Facilidad para establecer nuevos mercados y modelos de negocio • Posibilidad de ofrecer todo tipo de servicios Comunicaciones por Satélite. Curso 2009/10. ©Ramón Martínez, Miguel Calvo CSAT 4 Comunicaciones por Satélite. Curso 2009/10. ©Ramón Martínez, Miguel Calvo 2 Comunicaciones por Satélite (5º curso) ETSI de Telecomunicación. Dpto. de Señales, Sistemas y Radiocomunicaciones Universidad Politécnica de Madrid Origen de las Comunicaciones por Satélite • Hermann Noordung en 1929 (The Problem of Space Flight, The Rocket Engine) – Describe el concepto de órbita geoestacionaria y su valor científico – Aspectos de ingeniería de vehículos espaciales • Arthur C. Clarke en 1945 (Extraterrestrial Relays, Wireless World) – Describe el uso de la órbita geoestacionaria para comunicaciones (actualmente la más usada por los satélites de comunicaciones) – Describe la cobertura global usando 3 satélites a 120 grados (sistema TDRSS (USA)) Comunicaciones por Satélite. Curso 2009/10. ©Ramón Martínez, Miguel Calvo CSAT 5 Origen de las Comunicaciones por Satélite Arthur C. Clarke John Pierce Harold Rosen (1917-2008) (1910-2002) (1926-) Comunicaciones por Satélite. Curso 2009/10. ©Ramón Martínez, Miguel Calvo CSAT 6 Comunicaciones por Satélite. Curso 2009/10. ©Ramón Martínez, Miguel Calvo 3 Comunicaciones por Satélite (5º curso) ETSI de Telecomunicación. Dpto. de Señales, Sistemas y Radiocomunicaciones Universidad Politécnica de Madrid Breve Historia (1) • 1957 - (4 de Octubre) SPUTNIK I (URSS) • 1958 - SCORE (Signal Communicating by Orbiting Relay Equipment) (USA) –UL → 150 MHz –DL → 132 MHz (8 W, 35 días) • 1960-1964 - ECHO (I, II) - Repetidores pasivos (D=30m) • 1962-1963 - TELSTAR (I, II) - Repetidor en tiempo real –UL → 6.38958 GHz –DL → 4.16972 GHz • 1963-1964 - SYNCOM I, II, III - Geoestacionario • 1964 - INTELSAT I (Early Bird) – Primer satélite comercial –UL → 6.3/6.4 GHz Europa/USA –DL → 4.08/4.16 GHz Europa/USA Comunicaciones por Satélite. Curso 2009/10. ©Ramón Martínez, Miguel Calvo CSAT 7 Breve Historia (2) • 1964 - INTELSAT I (34 Kg, 50 MHz, 240 dúplex / 2 TV) • 1993 - INTELSAT VI (1800 Kg, 3360 MHz, 33000 dúplex + 2 TV) • 1965 - MOLNYA - 1 (Satélite de órbita elíptica de 12 horas para transmisión de TV) URSS • 1971- Conferencia Administrativa Mundial de Radio- comunicaciones para Telecomunicaciones Espaciales • 1971- Creación de INTERSPUTNIK (URSS y 9 signatarios) • 1972 - Política “cielos abiertos” FCC – Propiedad privada de los satélites de comunicaciones • 1977 - Creación de EUTELSAT (lanzamiento ECS en 1983) • 1983 - Difusión directa TV • 1992 - Lanzamiento del primer HISPASAT (1A) • 2009 - Lanzamiento de Amazonas 2 Comunicaciones por Satélite. Curso 2009/10. ©Ramón Martínez, Miguel Calvo CSAT 8 Comunicaciones por Satélite. Curso 2009/10. ©Ramón Martínez, Miguel Calvo 4 Comunicaciones por Satélite (5º curso) ETSI de Telecomunicación. Dpto. de Señales, Sistemas y Radiocomunicaciones Universidad Politécnica de Madrid Sputnik 1 (1957) Sonido de la Radiobaliza Comunicaciones por Satélite. Curso 2009/10. ©Ramón Martínez, Miguel Calvo CSAT 9 Echo I y II (1960 y 1964) Comunicaciones por Satélite. Curso 2009/10. ©Ramón Martínez, Miguel Calvo CSAT 10 Comunicaciones por Satélite. Curso 2009/10. ©Ramón Martínez, Miguel Calvo 5 Comunicaciones por Satélite (5º curso) ETSI de Telecomunicación. Dpto. de Señales, Sistemas y Radiocomunicaciones Universidad Politécnica de Madrid Terminal de tierra para Echo • Holmdel horn antenna (Bell Labs) – Apertura de 36 m2 – Aluminio y acero Arno Penzias y Robert W. Wilson (1975) Nobel Prize in Physics 1978 "for their discovery of cosmic microwave background radiation" Comunicaciones por Satélite. Curso 2009/10. ©Ramón Martínez, Miguel Calvo CSAT 11 Telstar I y II (1962-63) Diámetro: 87 cm Peso en Órbita: 85 kg Apogeo: 10800 km (Telstar II) Comunicaciones por Satélite. Curso 2009/10. ©Ramón Martínez, Miguel Calvo CSAT 12 Comunicaciones por Satélite. Curso 2009/10. ©Ramón Martínez, Miguel Calvo 6 Comunicaciones por Satélite (5º curso) ETSI de Telecomunicación. Dpto. de Señales, Sistemas y Radiocomunicaciones Universidad Politécnica de Madrid Syncom (1964) Comunicaciones por Satélite. Curso 2009/10. ©Ramón Martínez, Miguel Calvo CSAT 13 Syncom (1964) Inauguración del Syncom: conversación telefónica entre J. F. Kennedy y el Primer Ministro Belewa de Nigeria. Comunicaciones por Satélite. Curso 2009/10. ©Ramón Martínez, Miguel Calvo CSAT 14 Comunicaciones por Satélite. Curso 2009/10. ©Ramón Martínez, Miguel Calvo 7 Comunicaciones por Satélite (5º curso) ETSI de Telecomunicación. Dpto. de Señales, Sistemas y Radiocomunicaciones Universidad Politécnica de Madrid Syncom 3: imágenes de prueba (1964) Comunicaciones por Satélite. Curso 2009/10. ©Ramón Martínez, Miguel Calvo CSAT 15 Syncom 3: JJ OO Tokyo 1964 Comunicaciones por Satélite. Curso 2009/10. ©Ramón Martínez, Miguel Calvo CSAT 16 Comunicaciones por Satélite. Curso 2009/10. ©Ramón Martínez, Miguel Calvo 8 Comunicaciones por Satélite (5º curso) ETSI de Telecomunicación. Dpto. de Señales, Sistemas y Radiocomunicaciones Universidad Politécnica de Madrid Intelsat I: Early Bird (1964) Diámetro: 0.71 m (2 ft. 4 in.) Altura: 0.59 m (1 ft. 11 in.) Peso en Órbita: 34 kg (76 lb) Comunicaciones por Satélite. Curso 2009/10. ©Ramón Martínez, Miguel Calvo CSAT 17 Intelsat IV (1971) Diámetro: 2.38 m (7 ft. 9 in.) Altura: 5.31 m (17 ft. 5 in.) Peso en Órbita: 595 kg (1313 lb) Comunicaciones por Satélite. Curso 2009/10. ©Ramón Martínez, Miguel Calvo CSAT 18 Comunicaciones por Satélite. Curso 2009/10. ©Ramón Martínez, Miguel Calvo 9 Comunicaciones por Satélite (5º curso) ETSI de Telecomunicación. Dpto. de Señales, Sistemas y Radiocomunicaciones Universidad Politécnica de Madrid Anik-C (1978) Diámetro: 2.16 m Peso en órbita: 562.5 kg 6.43m 2.82m Comunicaciones por Satélite. Curso 2009/10. ©Ramón Martínez, Miguel Calvo CSAT 19 Evolución Satélites INTELSAT INT ELSAT Sa te lite I II III IV V VI 1er lanza. 1965 1967 1968 1971 1980 1986 Dim. (m) d=0.71 d=1.42 d=1.42 d=2.38 env=15.27 d=3.6 h=0.59 h=0.67 h=1.98 h=7.01 h=6.71 h=11.7 Peso (kg) 34 76 152 595 1020 1800 Pot (eol) W. 46 85 125 569 1220 2100 BW (tot) MHz 50 130 360 450 2250 3360 #Circ.Telef. 240 240 1500 5000 24000 33000 Comunicaciones por Satélite. Curso 2009/10. ©Ramón Martínez, Miguel Calvo CSAT 20 Comunicaciones por Satélite. Curso 2009/10. ©Ramón Martínez, Miguel Calvo 10 Comunicaciones por Satélite (5º curso) ETSI de Telecomunicación. Dpto. de Señales, Sistemas y Radiocomunicaciones Universidad Politécnica de Madrid Evolución Satélites INTELSAT Fuente: J. Cuéllar, S. Landeros, R. Neri, Innovaciones Tecnológicas en Satélites y Estaciones Terrenas, Ciencia y Desarrollo, pp. 4-17, Mayo/Junio 2002, México. Comunicaciones por Satélite. Curso 2009/10. ©Ramón Martínez, Miguel Calvo CSAT 21 Intelsat 901 (2001) Peso en Órbita: 4723 kg Comunicaciones por Satélite. Curso 2009/10. ©Ramón Martínez, Miguel Calvo CSAT 22 Comunicaciones por Satélite. Curso 2009/10. ©Ramón Martínez, Miguel Calvo 11 Comunicaciones por Satélite (5º curso) ETSI de Telecomunicación. Dpto. de Señales, Sistemas y Radiocomunicaciones Universidad Politécnica de Madrid Ubicación Satélites Intelsat Comunicaciones por Satélite. Curso 2009/10. ©Ramón Martínez, Miguel Calvo CSAT 23 Small GEOs • Programa ARTES-11 de la