Mérida, Noviembre Fuente: SATCOM

Transcripción

1 Satélite Simón Bolívar: Nueva Era de las Telecomunicaciones en Venezuela Mérida, Noviembre 2008 Fuente: SATCOM (*) Prof. Nelson A. Pérez García, Ph.D. (**) Prof. José Manuel Albornoz, M.Sc. (*) GITEL-ULA, CENDITEL-Mérida (**) GITEL-ULA

2 Contenido Tipos de Servicios Bandas de Frecuencias Satelitales Arquitectura General de um Sistema de Comunicaciones Vía Satélite Topologías de Red Satelital Tipos de Órbitas Situación Actual y Perspectivas (Venezuela) Papel de las Universidades y Centros I+D+i 2

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4 Tipos de Servicios Fijo, FSS (Fixed Satellite Service) Enlaces para redes telefónicas Transmisión de señales de TV para empresas de TV por cable Movil, MSS (Mobile Satellite Service) Terrestre Aéreo Marítimo Radiodifusión, BSS (Broadcasting Satellite Service) Radiodifusión directa a usuarios residenciales. Por ejemplo, TV digitalit víasatélite De Navegación Sistema de posicionamiento global, GPS (Global Positioning System) De Meteorología Predicción del clima Medidas de tasa de precipitación

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6 América del Norte América del Sur Groelandia Goe Regiones Satelitales Satelitales ITU-R EuropaAfrica Africa Antigua Unión Sovietica Mongolia Australia Pacífico del Sudoeste Asia (menos los de la Región 1)

7 Bandas de Frecuencias Satelitales Rango de Frecuencia (GHz) Nombre de la Banda 0,1 0,3 VHF 0,3 1,0 UHF 1,0 2,0 L 2,0 4,0 S 40 4,0 80 8,0 C 8,0 12,0 X 12,0 18,0 Ku 18,0 27,0 K 27,0 40,0 Ka 40,0 75,0 V 75,0 110,0 W 110,0 300,00 mm 300, ,0 μm Bandas de frecuencias del Simón Bolívar

8 Bandas de Frecuencias C, Ku y Ka Banda Rango de Frecuencia (GHz) Características C 4,0 8,0 Las más utilizada Problemas de interferencia con enlaces de microondas terrestres, debido a la alta potencia de las estaciones terrenas Ku 12,0 18,0 Antenas de recepción terrenas más pequeñas y económicas Problemas de atenuación de la señal por lluvias Ka 27,0 40,0 Pocos equipos implementados Problemas de atenuación de la señal por lluvias

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10 Arquitectura General Satélite Segmento Espacial Uplink Satélite Simón Bolívar Downlink Segmento Terrestre Estación terrena Antena VSAT Bamari (estado Guárico, Venezuela) Estación terrena

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12 Topologías de Red Satelital HUB para Control y Monitoreo (antena más grande) Estrella Las estaciones se pueden comunicar entre si sólo a través de una estación central HUB. Utilizadas cuando la mayor parte del tráfico termina en estaciones terrestres. Ventajas: a) Las estaciones terrestres son menos costosas,,ya que no necesitan configuración para enrutar tráfico; b) Menor potencia en el satélite Fuente: GMPCS Personal Communications

13 Topologías de Red Satelital HUB para Control y Monitoreo Malla Las estaciones se pueden comunicar entre si mediante a través de enlaces provistos por el satélite. Esto reduce los tiempos de retardo entre el envió la recepción de la información. Aplicaciones: Voz, videoconferencia, datos a alta velocidad Híbrida Fuente: GMPCS Personal Communications

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15 Órbitas Satelitales Satélites Geoestacionarios (GEO) Satélites de Órbitas Muy Elípticas (HEO) Satélites de Órbita Media (MEO) Satélites de Órbita Baja (LEO) 15

16 Órbitas Geoestacionarias Circulares, sobre el ecuador (inclinación i = 0 ) Cinturón de Clarke: km 1GEO cubre 1/3 de área de la Tierra El satélite aparenta estar inmóvil Periodo de rotación 24 horas V 3,07 km/s ( km/h) Tiempo de propagación alrededor de 250 ms 16

17 Órbitas Muy Elípticas (HEO) La órbita es altamente elíptica Aproximadamente 3 mil ilkm de altura en el perigeo, y hasta 30 mil km en el apogeo Período de la órbita 12 horas Granpartedelaórbita transcurre cerca de su apogeo Pueden requerir sistemas de seguimiento 17

18 Órbitas Muy Elípticas (HEO) Orbita diseñada para cubrir un área específica Inclinación del plano orbital entre 50 y 70 Normalmente se emplean en constelaciones 18

19 Órbitas Medias (MEO) Alturas entre 8 mil y 20 mil km Períodos de la órbita entre 6 y 12 horas Orbitas circulares, elípticas, inclinadas 45 a90 a del ecuador Normalmente se emplean en constelaciones Menor retardo (50 a 150 ms) 19

20 Órbitas Medias (MEO) satélites para cobertura global GPS, Galileo, COSPAS/SARSAT 20

21 Órbitas Bajas (LEO) Pequeño LEO, Gran LEO, Mega LEO 500 km a 2000 km Equipo pequeño Retardos de 20 a 40 ms Periodo 90 min a 2 horas siempre cubren la misma zona. Órbitas de 45 y 90 de inclinación. 50 a 200 satélites 21

22 Órbitas de Baja Altura (LEO) Pequeño LEO: 800 MHz Gran LEO: 2 GHz Mega LEO: GHz 22

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24 Proyecto Satélite Simón Bolívar Proyecto El Condor: Antecedentes (Caracas): Asociación de Empresas Estatales de Telecomunicaciones del Pacto Andino (ASETA), aprobó el estudio preliminar para el establecimiento de un sistema de comunicación por satélite para los países andinos : Sin avances (cada país continuo con sus planes individuales para uso de la tecnología espacial) : Elaboración y aprobación de informe sobre el estudio de viabilidad y avance del proyecto (costo de U$ 309 millones, 24 transpondedores, lanzamiento del satélite entre 1991 y 1992, cobertura a Colombia, Venezuela, Bolivia, Ecuador y Perú) Dr. Nelson A. Pérez García (ULA/Mérida) Fuente: Ligia M. Fadul y Fátima F. Christlieb (Quaderns Digital) 24

25 Andesat: Proyecto Satélite Simón Bolívar Antecedentes : Los gobiernos de los países andinos decidieron dejar el proyecto del satélite andino en manos de una empresa de capital público y privado (Andesat), con sede en Colombia - Con el respaldo de Start One (Brasil), lanzamiento del satélite previsto para 2004, en la órbita geoestacionaria 0 o Latitud 67 o Oeste, desde la Guyana Francesa. Dos (02) bases de operación y control (Brasil y Venezuela) - estará en la posición 67 grados oeste, y su plan está hecho en banda KU, una banda que está aproximadamente en los 12 Ghz. Va a cubrir toda Suramérica y el estado de Florida en Norteamérica. De acuerdo al plan planteado, se busca el intercambio de información entre los países del Pacto Andino, Mercosur y Miami, que es el centro de mayor tráfico en Estados Unidos - 5% de los 800 MHz (40 MHz), asignados al satélite, se dividirían entre las 5 naciones andinas, en la banda C y Ku Dr. Nelson A. Pérez García (ULA/Mérida) Fuente: PCM World 25

26 Satélite Simón Bolívar Proyecto VENESAT-1 01/11/2005: Firma de convenio con China (fabricación y lanzamiento del satélite Simón Bolívar, formación de expertos (30) y operadores (60 - control de órbita y manejo de tráfico) GEO Posición orbital: 0 o (Latitud) 78 o Oeste (cedida en 2006 por Uruguay, a cambio del 10% de la capacidad del satélite, sin costos alguno y contra demanda, para uso gubernamental) Aplicaciones: Telefonía, eeo TV y radio, conectividad para a centros de acceso a Internet, consolidación de programas de telemedicina y teleeducación, entre otros Objetivos sociales (los brasileños tienen objetivos privados) Fuente: Dra. Nuris Orihuela (Ministra del MPPCT)

27 Satélite Simón Bolívar Lanzado el 29 de octubre de 2008, desde China, a las 12:24 m (hora de Venezuela) Dimensiones: Longitud (2,36 m), ancho (2,10 m), altura (3,6 m) Brazo de paneles solares: 12,16 m cada uno Peso: Kg Vida útil: 15 años Fuente: Agencia Bolivariana para Actividades Espaciales (ABAE)

28 Satélite Simón Bolívar Fuente: Agencia Bolivariana para Actividades Espaciales (ABAE)

29 Satélite Simón Bolívar Fuente: Agencia Bolivariana para Actividades Espaciales (ABAE)

30 Satélite Simón Bolívar Fuente:

31 Segmento Espacial Energía al satélite Dos (02) secciones en las paredes norte y sur del satélite Cada sección posee tres (03) paneles solares Satélite Simón Bolívar Plataforma: módulo de propulsión y módulos de servicio - Módulo de propulsión: estructura principal del satélite. Contiene los tanques propelente - Módulo de servicio: baterías y subsistemas (potencia eléctrica, telemetría y telecomando, control de posición y órbita, control térmico, entre otros Carga útil: transpondedor (antenas, transreceptores, amplificadores, moduladores, multiplexores, LNA, etc. Fuente: ABAE

32 Segmento Espacial Antena elipsoidal (Gregoriana), con reflector parabólico Banda Ku (dirección norte) : Venezuela, El Caribe Satélite Simón Bolívar Antena elipsoidal (Gregoriana), con reflector parabólico Banda Ku (dirección sur): Bolivia, Uruguay, Paraguay Fuente: ABAE

33 Segmento Espacial Antena de rejilla doble excéntrica, con reflector parabólico, montada en la cubierta del satélite, orientada a la Tierra Banda C : Venezuela, El Caribe, Centroamérica (sin México), América del Sur (sin los extremos sur de Chile y Argentina) Satélite Simón Bolívar Alimentadores de comunicación para la antena en banda C y para las antenas de telemetría y telecomando Fuente: ABAE

34 Segmento Espacial Antena de rejilla doble excéntrica, con reflector parabólico Banda Ku: exclusivamente para Venezuela En general: Factor u = m cu /m s = 25-30% Satélite Simón Bolívar Fuente: ABAE

35 Segmento Terrestre

36 Segmento Terrestre Sistema de comunicación ió instalado en la superficie i terrestre: antenas, transreceptores, amplificadores, moduladores, multiplexores, codificadores, etc. Tamaño de la antena depende del servicio a prestar: 4,5-15 m (operadoras de telecomunicaciones); VSAT (1-2,5 m); recepción directa devíasatélite (50-60 cm) 36

37 Satélite Simón Bolívar Transpondedores 14 en la banda C (36 MHz) 504 MHz Servicios de TV y radio 2 en la banda Ka (120 MHz) 240 MHz Servicios de datos (inicialmente) 12 en la banda Ku (54 MHz) 648 MHz Servicios de TV, radio, Internet, datos, control de procesos, entre otros Ancho de banda 1,4 GHz Fuente: ABAE

38 Satélite Simón Bolívar Cobertura Fuente: ABAE

39 Satélite Simón Bolívar Banda C: El Caribe, Centroamérica (sin México), toda Suramérica (sin los extremos sur de Chile y Argentina). Servicios de TV y radio Banda Ku: El Caribe, Venezuela, Bolivia, Paraguay y Uruguay. Servicios de TV, radio, Internet, datos, control de procesos, entre otros. Banda Ka: se reserva exclusivamente para Venezuela. Servicios (inicialmente) de datos.

40 Satélite Simón Bolívar Inversión: U$ 406 millones - U$ 260 millones: Fabricación del satélite y lanzamiento - U$ 146 millones: Construcción de estaciones terrenas y capacitación de operadores y especialistas Bamari (estado Guárico): Base Aérea capitán Manuel Ríos de El Sombrero. Telemetría y telecomando con satélite. Telepuerto para administrar los servicios de telecomunicaciones del satélite Simón Bolívar Luepa (estado Bolívar): Fuerte Manikuya. Telemetría con el satélite. Estación redundante Operativo a partir del 1er trimestre de 2009, por parte de CANTV Fuente: Dra. Nuris Orihuela (Ministra del MPPCT)

41 Satélite Simón Bolívar Aplicaciones Soberanía tecnológica: Ejemplo, acceso al código fuente del satélite Seguridad en las comunicaciones estratégicas Servicios de telecomunicaciones (voz, audio, video, datos a alta velocidad) a zonas desprovistas de estos servicios. 16 mil antenas en 6 años (3 mil antenas en 2009) Telemedicina y teleducación Soporte a la integración latinoamericana Investigación y desarrollo en tecnologías relacionadas con los sistemas de comunicación vía satélite: equipos en recepción (por ejemplo, estaciones VSAT), modelado del canal de propagación, etc. Economía: Actualmente, Venezuela paga U$ 2 mil mensuales por cada 1 MHz de ancho de banda Captura de imágenes, meteorología, etc.?

42 Segundo Satélite Venezolano Segundo satélite venezolano: Será construido en Venezuela con apoyo de China. Lanzamiento previsto para (desde China) LEO Satélite cartográfico, de imágenes y observación imágenes de alta resolución del suelo venezolano Fuente: Dra. Nuris Orihuela (Ministra del MPPCT)

43 In-Orbit Test (IOT) Conjunto de pruebas que se realizan sobre el satélite, una vez que el mismo se encuentra posicionado en su órbita Objetivo principal i (para un satélite de comunicaciones): i - Verificar la integridad de la carga útil y el sistema de antenas, para autorizar su puesta en operación Tipos de pruebas: conmutación de los transpondedores, velocidades de transmisión, gerenciamiento del tráfico, pruebas de operación en la región de eclipse, entre otras. Duración: Aproximadamente dos (02) meses antes de su puesta en operación. También serealizan durante la operación, a intervalos menores Las IOT del satélite Simón Bolívar se iniciaron el 17/11/2008

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45 Papel de las Universidades y Centros I+D+i Estrategias t Promover la interconexión de las instituciones universitarias y centros I+D+i, al nuevo sistema de comunicaciones vía satélite de Venezuela - Plataforma de videoconferencia soportada en el Simón Bolívar Investigación y desarrollo en tecnologías satelitales (hardware, software y sistemas). Promover la participación de las instituciones universitarias y centros I+D+i, al nuevo sistema de comunicaciones vía satélite de Venezuela, en el proyecto del segundo satélite venezolano Trabajos de pregrado, tesis de maestría, tesis de doctorado, etc.

46 Papel de las Universidades y Centros I+D+i Líneas de I+D+i Modelado del canal de propagación: - Atenuación por lluvias en bandas Ku y Ka - Despolarización por lluvias - Recepción con diversidad de tiempo - Efectos de múltiple trayectoria (para la recepción de televisión digital móvil vía satélite) - Efectos de la interferencia (por ejemplo, proveniente de radioenlaces digitales) Diseño y fabricación de estaciones receptoras (por ejemplo, VSAT), partes desistemas it para IOT, etc.

47 Papel de las Universidades y Centros I+D+i Líneas de I+D+i Modelado de la gestión de redes en sistemas de comunicación vía satélite Desarrollo de técnicas de procesamiento de señales para la mitigación de los efectos de interferencia, optimización del desempeño de las técnicas de acceso, etc. Desarrollo de metodologías y herramientas computacionales para la planificación y dimensionamiento de sistemas de comunicación vía satélite Enlaces FSO (Free Space Optics) (?)

48 Papel de las Universidades y Centros I+D+i Líneas de I+D+i Desarrollo de herramientas computacionales para cartografía, etc. Desarrollo de modelos para la predicción de disturbios climatológicos, tales como tormentas, tornados, etc. Medición de elementos presentes en la atmósfera que afectan el clima: ozono, aerosoles, vapores

49 Satélite Simón Bolívar: Nueva Era de las Telecomunicaciones en Venezuela Mérida, Noviembre 2008 Fuente: SATCOM (*) Prof. Nelson A. Pérez García, Ph.D. (**) Prof. José Manuel Albornoz, M.Sc.