Prof. Nelson A. Pérez García, PhD.

Transcripción

1 Satélite Simón Bolívar: Nueva Era de las Telecomunicaciones en Venezuela Mérida, Octubre 2008 Prof. Nelson A. Pérez García, PhD. Fuente: SATCOM Coordinador del GITEL - Universidad de Los Andes Miembro del Consejo Directivo del CENDITEL - Mérida perezn@ula.ve

2 Contenido Tipos de Servicios Bandas de Frecuencias Satelitales Esctructura de um Sistema de Comunicaciones Vía Satélite Topologías y Configuraciones de Red Tipos de Órbitas Operadoras Satelitales Situación Actual y Perspectivas Papel de las Universidades y Centros I+D+i Prof. Nelson A. Pérez García (ULA/Mérida) 2

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4 Tipos de Servicios Unmismo servicio ii satelital l puede estar asignado a una banda de frecuencia diferente de región en región. Fijo, FSS (Fixedd Satellite Service) ) Movil, MSS (Mobile bl Satellite Service) ) Enlaces para redes telefónicas Transmisión de señales de TV para Terrestre Aéreo empresas de TV por cable Marítimo Radiodifusión, BSS (Broadcasting Satellite Service) Radiodifusión directa a usuarios residenciales. Por ejemplo, TV digital vía satélite De Navegación Sistema de posicionamiento global, GPS (Global Positioning System) De Meteorología Predicción del clima Medidas de tasa de precipitación Prof. Nelson A. Pérez García (ULA/Mérida)

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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 40,00 75,0 V 75,0 110,0 W 110,0 300,00 mm 300, ,0 μm Prof. Nelson A. Pérez García (ULA/Mérida)

8 Banda C (4/6 GHz): Downlink: 3,7-4,2 GHz Uplink: 5,925-6,425 GHz Bandas - Servicios Las más utilizada Problemas de interferencia con enlaces de microondas terrestres altas potencias de las estaciones terrestres Banda X (7/8 GHz): Uso gubernamental Banda Ku (12/14 GHz): Downlink: 11,7-12,2 12,2 GHz, 10,95-11,2 11,2 GHz ó 11,45-11,7 11,7 GHz Uplink: 14-14,5 GHz Antenas de mayor ganancia que en la banda C, con un mismo tamaño Fuertemente afectada por la presencia de eventos de lluvia Radiodifusión (especialmente TV) e Internet

9 BandaKa(20/30 GHz): De reciente uso. Enlaces intersatelitales Bandas - Servicios A ser utilizada por Venezuela con el satélite Simón Bolívar Más sensible a la atenuación por lluvias que la banda Ku Banda L (1,5/1,6 GHz): Servicio móvil Banda S (2/2,5 GHz): Servicio móvil Enlaces intersatelitales Prof. Nelson A. Pérez García (ULA/Mérida) 9

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11 Arquitectura General Satélite Uplink Satélite Simón Bolívar Downlink f > 1 GHz Estación terrena Antena VSAT Bamari (estado Guárico, Venezuela) Estación terrena Prof. Nelson A. Pérez García (ULA\Mérida)

12 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 Dr. Nelson A. Pérez García (ULA\Mérida) 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: Agencia Bolivariana para Actividades Espaciales (ABAE)

13 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 Dr. Nelson A. Pérez García (ULA\Mérida) Fuente: Agencia Bolivariana para Actividades Espaciales (ABAE)

14 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 Dr. Nelson A. Pérez García (ULA\Mérida) Fuente: Agencia Bolivariana para Actividades Espaciales (ABAE)

15 Segmento Espacial Antena elipsoidal (Gregoriana), con reflector parabólico Banda Ku: exclusivamente para Venezuela En general: Factor u = m cu /m s = 25-30% Satélite Simón Bolívar Dr. Nelson A. Pérez García (ULA\Mérida) Fuente: Agencia Bolivariana para Actividades Espaciales (ABAE)

16 Dr. Nelson A. Pérez García (ULA\Mérida) Segmento Terrestre

17 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) Dr. Nelson A. Pérez García (ULA/Mérida) 17

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19 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 Dr. Nelson A. Pérez García (ULA\Mérida) Fuente: GMPCS Personal Communications

20 Topologías de Red Satelital HUB para Control y Monitoreo Malla Dr. Nelson A. Pérez García (ULA\Mérida) 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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22 Transmisión Simplex Difusión: ió TV, video y servicios ii deradiodi Dr. Nelson A. Pérez García (ULA\Mérida) Fuente: INTELSAT

23 Transmisión Duplex Punto a Punto Voz. Transporte para datos e IP Redes corporativas. TV Dr. Nelson A. Pérez García (ULA\Mérida) Fuente: INTELSAT

24 Transmisión Duplex Punto a Multipunto Rd Redes corporativas, incluyendo VSAT ytelevisión ió comercial il Direct-to-home. Dr. Nelson A. Pérez García (ULA\Mérida) Fuente: INTELSAT

25 Difusiónió de eventos especiales. il Servicios marítimos Antena Móvil Dr. Nelson A. Pérez García (ULA\Mérida) Fuente: INTELSAT

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27 Órbitas Satelitales Satélites Geoestacionarios (GEO) Satélites de Órbitas Muy Elípticas (HEO) Satélites de Órbita Media (MEO) Satélites de Órbita Baja (LEO) Dr. Nelson A. Pérez García (ULA/Mérida) 27

28 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 Dr. Nelson A. Pérez García (ULA/Mérida) Fuente: Prof. José Albornoz (ULA\Mérida) 28

29 Órbitas Muy Elípticas (HEO) La órbita es altamente elíptica Período de la órbita 12 horas Granpartedelaórbita transcurre cerca de su apogeo Pueden requerir sistemas de seguimiento Dr. Nelson A. Pérez García (ULA/Mérida) Fuente: Prof. José Albornoz (ULA\Mérida) 29

30 Órbitas Muy Elípticas (HEO) Orbita diseñada para cubrir un área específica Inclinación del plano orbital entre 50 y 70 Normalmente se emplean en constelaciones Dr. Nelson A. Pérez García (ULA/Mérida) Fuente: Prof. José Albornoz (ULA\Mérida) 30

31 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) Dr. Nelson A. Pérez García (ULA/Mérida) Fuente: Prof. José Albornoz (ULA\Mérida) 31

32 Órbitas Medias (MEO) satélites para cobertura global GPS, Galileo, COSPAS/SARSAT Dr. Nelson A. Pérez García (ULA/Mérida) Fuente: Prof. José Albornoz (ULA\Mérida) 32

33 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 Dr. Nelson A. Pérez García (ULA/Mérida) Fuente: Prof. José Albornoz (ULA\Mérida) 33

34 Órbitas de Baja Altura (LEO) Pequeño LEO: 800 MHz Gran LEO: 2 GHz Mega LEO: GHz Dr. Nelson A. Pérez García (ULA/Mérida) Fuente: Prof. José Albornoz (ULA\Mérida) 34

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36 Operadoras Satelitales Mares, lagos y espacio TV vía satélite, acceso a Internet Voz, video, audio, datos, multimedia Organización europea, para monitoreo del clima Provee al mundo arábe de servicios de TV, telefonía, VSAT Internet, TV, comercio electrónico, etc. Dr. Nelson A. Pérez García (ULA\Mérida)

37 Operadoras Satelitales de Telecomunicaciones Internet, TV, comercio electrónico, etc. Internet, TV, videoconferencia, servicio de telepuerto, etc. TV, servicio de uso ocasional, Internet, IP troncalizado, comunicaciones a flotas marítimas y terrestres, etc. BRASILSAT TV, Internet, servicio de voz de última milla, etc. Internet, comunicaciones a flotas marítimas y terrestres, TV, etc. Dr. Nelson A. Pérez García (ULA\Mérida)

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39 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) 39 Fuente: Ligia M. Fadul y Fátima F. Christlieb (Quaderns Digital)

40 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) 40 Fuente: PCM World

41 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. Objetivos sociales (los brasileños tienen objetivos privados) Dr. Nelson A. Pérez García (ULA\Mérida) Fuente: Nuris Orihuela (Ministra del MPPCT)

42 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 Dr. Nelson A. Pérez García (ULA\Mérida) Fuente: Agencia Bolivariana para Actividades Espaciales (ABAE)

43 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 Dr. Nelson A. Pérez García (ULA\Mérida) Fuente: Agencia Bolivariana para Actividades Espaciales (ABAE)

44 Satélite Simón Bolívar Cobertura Dr. Nelson A. Pérez García (ULA\Mérida) Fuente: Agencia Bolivariana para Actividades Espaciales (ABAE)

45 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. Dr. Nelson A. Pérez García (ULA\Mérida) Fuente: Agencia Bolivariana para Actividades Espaciales (ABAE)

46 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. Estación principal para administrar los servicios de tl telecomunicaciones i dl del satélite Simón Blí Bolívar Luepa (estado Bolívar): Fuerte Manikuya. Telemetría con el satélite. Estación redundante Operativo a partir del 1er trimestre de 2009, por parte de CANTV Dr. Nelson A. Pérez García (ULA\Mérida) Fuente: Nuris Orihuela (Ministra del MPPCT)

47 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.? Dr. Nelson A. Pérez García (ULA\Mérida)

48 Segundo Satélite Venezolano Segundo satélite venezolano: Será construido en Venezuela con apoyo de China. Lanzamiento previsto para 2012 (desde China) LEO Satélite cartográfico, de imágenes y observación imágenes de alta resolución del suelo venezolano Dr. Nelson A. Pérez García (ULA\Mérida) Fuente: Nuris Orihuela (Ministra del MPPCT)

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50 Papel de las Universidades y Centros I+D+i Promover la interconexión de las instituciones universitarias y centros I+D+i, al nuevo sistema de comunicaciones vía satélite de Venezuela Investigación y desarrollo en tecnologías satelitales (hardware, software y sistemas), modelado del canal de propagación, optimización de redes, gestión de redes, aplicaciones y servicios Promover la participación p 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. Dr. Nelson A. Pérez García (ULA\Mérida)

51 Satélite Simón Bolívar: Nueva Era de las Telecomunicaciones en Venezuela Mérida, Octubre 2008 Prof. Nelson A. Pérez García, PhD. Fuente: SATCOM