Como nació la idea. Evolución de las Comunicaciones por Satélite. IT236 CH 03 Evolución de las Comunicaciones por satélite

Transcripción

1 Como nació la idea Evolución de las Comunicaciones por Satélite Capítulo 3 IT Arthur C. Clarke concibió la aplicación de los satélites de comunicaciones. Su artículo de repetidores en el cielo publicado en la revista Wireless World en 1945 describió una red de tres satélites para cobertura mundial. La órbita GEO es llamada la órbita de Clarke, en reconocimiento al Sr. Clarke. Tomó algunos años más desarrollar la tecnología, en los años 1960s se lanzó el primer satélite en la órbita geoestacionaria. 2 Timeline of critical events in the satellite communications industry. 3 4 Historic photo taken from high in the Eiffel Tower shows the world's original synchronous communications satellite, which Hughes Aircraft Company demonstrated at the Paris Air Show in 1961 Evolución de la cobertura satelital Servicios Globales: Early Bird Intelsat (Panamsat) Orion Eutelsat Servicios Regionales Brasilsat, Nahuelsat, Satmex, etc

2 Satélites en comunicaciones Comparación Satélite-Fibra Alámbrica Terrestre Telecomunicaciones Wireless Satélite Geostaconaria No-Geostacionaria FSS MSS DBS FSS MSS Capacidad Disponibilidad del Sistema con/sin Backup Capacidad de Radiodifusión Capacidad de Multi-difusión Sistemas De cable por Fibra óptica 10 Gbps -3.2 Terabits/second* Comparación de las características del Satélite y la Fibra Satélite GEO en un Sistema global Satélite MEO en un Sistema global Satélite LEO en una Constelación Velocidad de transmisión Un satélite 1 Gbps -10 Gbps Un satélite 0.5 Gbps - 5 Gbps Un satélite.01 Gbps -2Gbps Calidad de Servicio Latencia de Transmisión 25 a50 ms 250 ms ms ms 93 a 99.5% 99.98% (C -Ku band) 99.9% (C -Ku band) 99.5% (L -C-Ku band) 99% (Ka ban d) 99% (Ka band) 99% (Ka band)) Bajo a nulo Alto Bajo Bajo Bajo Alto Alto Mediano Capacidad de Muy alta Alto Mediano Bajo Trunking Servicios móviles No Mediano a alto Alto Alto 7 8 Frecuencias de los satélites Estos son los rangos de frecuencias usados por los satélites comerciales. Banda-L (Servicios satelitales móviles) GHz Banda-S (MSS, DARS XM, Sirius) GHz Banda-C (FSS, VSAT) GHz Banda-X (Militares/Satellite Imagery) GHz Banda-Ku (FSS, DBS, VSAT) GHz Banda-Ka (FSS broadband y enlaces intre-satélite) GHz y GHz 9 Ocho generaciones de los satélites INTELSAT 10 El satélite Intelsat V. (Fuente: Hughes Aircraft Company.) Intelsat VII Pacific Ocean region frequency reuse coverage: cobertura de haces hemisférico, zonal en banda C- beam (S1 and S2) cobertura en haz pincel en banda Ku. (Fuente: Intelsat.)

3 Cobertura del Intelsat VI: haces hemisférico y zonal en banda C y haz pincel (oeste y este) en banda Ku. (Fuente: Intelsat.) Pisada de un satélite doméstico U.S. mostrando su cobertura en banda C (99 longitud oeste) El satélite Hughes HS-333. (Fuente: Cortesía de Hughes Aircraft Company.) Anik F2 (Telesat Canada) The Palapa A system. The ATS-6 satellite in orbit. (Source: NASA.)

4 An illustration of the spot beams produced by the ACTS satellite, using fixed and switched Ka-band channels. (Source: NASA.) Servicios Especializados DTH Direct To Home (TV Satelital) Servicios móviles MSS Mobile Satellite Systems Servicios de Comunicaciones Telefonía Internet Telemetría y Control Remoto Inmarsat 4. (Source: Inmarsat.) ICO ATC satellite. (Source: Space Systems/Loral.) Expansión en bandas de alta frecuencia: La band-ka La banda Ka promete anchos de banda mucho mayores que las disponibles en las bandas C, X y Ku. NTT de Japón, en particular, fue el primero en emplear servicios en la banda Ka usando el satélite CS-1, también conocido como Sakura Para el 2004, tres servicios alcanzaron la órbita: EchoStar Ka, Spaceway KaStar (WildBlue). Las organizaciones militares de occidente han desarrollado satélites especializados con servicios en las bandas X y Ka. Esto ha tenido el beneficio de emplear espectros que estaban destinados para usos gubernamentales, particularmente en los Estados Unidos, Europa y Rusia. Una serie de satélites en banda X desarrollados por el Defense Satellite Communications System (DSCS) construidos por TRW en los 1970s seguidos by GE (ahora Lockheed Martin) en los 1980s y 1990s

5 Boeing produjo una nueva serie de satélites para reemplazar los DSCS y adicionar capacidad de banda Ka al gobierno americano. Estos satélites globales de banda ancha SATCOM (WGS), fueron lanzados en 2007 y ofrecen varias capacidades usando phased arrays y tecnología de procesamiento digital. También incorporaron el sistema de radiodifusión global (GBS) operafos por la armada americana. Otros miembros de la OTAN probablemente empleen esta serie de satélites y otros producidos por los Estados Unidos. Wideband Global SATCOM (WGS) construido por Boeing y lanzado en el (Fuente: Boeing.) WildBlue 1. (Cortesia de Space Systems/Loral.) Expansión a bandas de frecuencias más altas: La banda Ka. 27 Tecnologías satelitales en el futuro Los satélites en general están teniendo mayores capacidades, mayor potencia y antenas mejoradas para promover el reuso de frecuencias y proveer altas capacidades de transmisión. Con los haces formados electrónicamente, los patrones de los haces pueden ser re-formados de acuerdo a las necesidades de las diferentes horas del día, o por un cambio en los requerimientos debido a las demandas del mercado. Tecnologías futuras incluyen: Antenas avanzadas tipo Phased Array Administración de haces dinámicos Sistemas de antenas avanzados Sistemas de energía más eficientes Turbo-coding Modems avanzados Nuevos materiales para antenas de bajo peso (Antenas inflables) 28 Current Trends in Satellite Communications Bigger, heavier, GEO satellites with multiple roles More direct broadcast TV and Radio satellites Expansion into Ka, Q, V bands (20/30, 40/50 GHz) Massive growth in data services fueled by Internet Mobile services: May be broadcast services rather than point to point Make mobile services a successful business? 29 El futuro de las comunicaciones por satélite 1 El crecimiento requiere nuevas bandas de frecuencias La propagación a través de la lluvia y las nubes se vuelve un problema a medida que la frecuencia de RF aumenta Banda-C (6/4 GHz): La lluvia tiene poco impacto 99.99% de disponibilidad es posible Banda-Ku (10-12 GHz) Margen del enlace 3 db necesitado para una disponibilidad de 99.8%. Banda-Ka (20-30 GHz) Margen del enlace 6 db necesitado para una disponibilidad de 99.6%. 30 5

6 El futuro de las comunicaciones por satélite 2 Antenas de bajo costo tipo phased array son requeridas para terminales móviles. Los sistemas móviles están limitados por el uso de antenas omni-direccionales Antenas de arreglos de fase con auto-faseamiento, auto-apuntamiento con 6 db de ganancia pueden cuadruplicar la capacidad del sistema. Antenas direccionales permiten el re-uso de frecuencias 31 Por qué Ka? More bits per second = cheaper consumer! offering to Ethnet is proud to launch new services combining the latest Ka Band technology with Hughes market leading hardware, providing a high performance, competitive commercial offering. Services are launched on Hylas, Europe s first dedicated, high-throughput Ka-band broadband satellite. 32 Service Overview Faster speeds than traditional KU-band Greater download limits Competitive Service Plan and CPE Pricing Focus on countries with high growth potential Precio de los terminales de usuario (CPE) Latest KA-band technology from Ethnet CPE Kit includes one each of: - HN9200 broadband modem (IDU) 1 x Ethernet port, built-in firewall - 1Watt RF Unit (ODU) - 74cm circular antenna Servicios Footprint Plan de servicio Download Upload Gbytes kbps incluidos Ethnet HOME Ethnet PRO Ethnet ProPlus Ethnet ELITE Ethnet ElitePlus Ethnet ElitePremium Ethnet ULTRA Ethnet UltraPlus Ethnet UltraPremium Green = 74cm antenna Yellow = may need 89cm antenna

7 How does this benefit you? As mentioned there are numerous benefits with the new KA-band service plans, namely: Improved Service to existing customer base Reduction in current costs Opportunity to reinvigorate and expand in your local market, with low cost satellite broadband Opportunity to enter new regions with competitive product Able to implement a new service with the support of Ethnet as a trusted partner 37 Ejemplos de satélites con banda Ka Space Vehicle Designed, integrated and tested by Thales Alenia Space Leverages the Globalstar-2 heritage with redundant satellite / payload platforms The unique payload module enables flexibility of beam and modes of operations Joint SES / O3b Team to manage procurement In Orbit Initial constellation of 8 satellites Complete constellation comprised of 20 satellites Orbital Spacing = 45 o Orbital Height = ~8000 km / Orbital Inclination < 0.1 o Ground Period = 360 min / Number of Contacts = 4 per day Beams Ka-band Optimal coverage between 45 o N / S latitudes 10 beams per region (7 regions) with 70 remote beams per 8 satellite constellation 1.2 Gbps per beam (600 Mbps X 2) 84 Gbps available per 8 satellite constellation Transponder bandwidth: 216 MHz; 2 x 216 MHz Fwd / Return Beam coverage: Diameter to 600 km The Customer Beam Full Beam and QuickSTART are both Carrier Class Services 216Mhz/216Mhz Transponder <130 ms round trip latency 99.5% link availability Example of Full Beam over Johannesburg Banda-Ka con: Downlink: 17.8 GHz 19.3 GHz Uplink: 27.6 GHz 29.1 GHz El vehiculo espacial es diseñado, integrado, y probado por Thales Alenia Space Full beam, with a central hub, connected to multiple terminals within a km radius coverage area Baja latencia (65ms one way), alta capacidad (1.2 Gbps con alcance global flexible), precio competitivo, de fácil y rápido despliegue de infraestructura Otro ejemplo de Ka: IPSTAR El servicio empezó en el 2006 Cerca de 200,000 en Q3 de 2009 Primer satélite híbrido de banda Ku/Ka Largest Ku-band coverage from a single satellite over 14 countries in Asia-Pacific Integrated space-ground broadband solution Muchas gracias por su atención World s heaviest commercial satellite (6.5 tons) Largest capacity breakthrough: 45Gbps, equal to 20 satellites or 1,000 transponders 100+ spot beams on a single satellite Able to serve up to 2 million broadband users, or backhaul for million mobile users Backhaul for million mobile users 41 UNI FIEE Lima Perú 42 10/7/