FOSSA Systems lanza 80 satélites para comunicaciones IoT-DominioDigital

Satélite de telecomunicaciones

Satélite militar de telecomunicaciones AEHF , serie desplegada durante la década de 2010 (visión del artista).

Un satélite de telecomunicaciones es un satélite artificial colocado en el espacio con fines de telecomunicaciones . Dependiendo de la necesidad, circula en una órbita geoestacionaria , una órbita terrestre baja o una órbita de Molnia desde donde transmite la señal transmitida por las estaciones transmisoras a las estaciones receptoras. Las telecomunicaciones por satélite son la primera aplicación comercial de la era espacial con el lanzamiento del primer satélite operativo ( Intelsat I ) en 1965. Desarrollado inicialmente para telecomunicaciones telefónicas de larga distancia en un momento en que solo los cables submarinos permitían la transmisión. Transporte de voz a larga distancia desde la mitad del XX ° siglo , se encontró desde otras aplicaciones. La mayor parte de la actividad se refiere a la retransmisión de programas de televisión. Para los servicios fijos, los satélites de comunicaciones proporcionan tecnología complementaria a la fibra óptica . También se utilizan para aplicaciones móviles, como comunicaciones a barcos o aviones.

El desarrollo de las telecomunicaciones espaciales se confía inicialmente a organizaciones internacionales ( Intelsat e Inmarsat ). El progreso técnico y el fuerte crecimiento de la actividad permitieron el surgimiento en la década de 1970 de muchas empresas regionales.

El sector de las telecomunicaciones espaciales respalda a un puñado de fabricantes de satélites que comparten un mercado relativamente estable de alrededor de veinte satélites geoestacionarios por año y varias docenas de operadores de satélites.

Principio

Un satélite colocado en una órbita geoestacionaria parece fijo a un observador en la superficie de la Tierra. Rodeó la Tierra en 23 h 56 min , a velocidad constante, verticalmente sobre el ecuador . Este tipo de órbita es muy práctico para aplicaciones de comunicación porque las antenas en tierra, que deben apuntar imperativamente al satélite, pueden operar de manera eficiente sin tener que estar equipadas con un sistema de seguimiento de los movimientos del satélite, un sistema costoso y complicado. .para explotar. En el caso de aplicaciones que requieren una gran cantidad de antenas terrestres (como la transmisión de paquetes de televisión digital ), los ahorros realizados en equipos terrestres justifican en gran medida la complejidad tecnológica del satélite y el costo adicional de establecer una órbita relativamente alta ( casi 36.000 km ).

Histórico

La invención del satélite de telecomunicaciones

John Robinson Pierce, ingeniero pionero en telecomunicaciones espaciales.

Incluso antes del comienzo de la era espacial (1957), tanto los investigadores como los fabricantes entendieron que los satélites podrían usarse para mejorar las comunicaciones de largo alcance.

El concepto de satélite de telecomunicaciones geoestacionario es expuesto por primera vez por Arthur C. Clarke , que se basa en el trabajo de Constantin Tsiolkovsky y en un artículo de Herman Potočnik , escrito en 1929 bajo el seudónimo de Herman Noordung con el título Das Problem. Der Befahrung des Weltraums - der Raketen-motor . En Clarke publica un artículo titulado " Relés extraterrestres " en la revista británica Wireless World . El artículo describe las leyes básicas que rigen el despliegue de satélites artificiales en órbita geoestacionaria con el fin de transmitir señales de radio. Por esta razón, Arthur C. Clarke es considerado el inventor del satélite de comunicaciones. John Robinson Pierce es el primero en intentar hacer realidad esta nueva idea. Este ingeniero, pionero en el desarrollo de las telecomunicaciones y empleado por la principal empresa estadounidense de telecomunicaciones AT&T , publicó un estudio en 1955 sobre las características técnicas, contribuciones y costos de un satélite posicionado sobre el Océano Atlántico y retransmisor de comunicaciones telefónicas entre Europa y América del Norte. . Según sus estimaciones, dicho satélite tendría una capacidad de 1000 llamadas telefónicas simultáneas, cifra que acerca a los 36 enlaces simultáneos que permite el primer cable transatlántico ( TAT-1 ), cuya inauguración está prevista para 1956. Por otro lado, estima el costo de dicho satélite en mil millones de dólares (TAT-1: 30-50 millones de dólares).

Telecomunicaciones de larga distancia en la década de 1950

En el momento del artículo de Clarke, las telecomunicaciones de larga distancia se realizaban utilizando ondas de radio de microondas. Los cables telefónicos submarinos de gran longitud no permiten pasar las inflexiones de la voz humana. Solo los mensajes telegráficos que utilizan el alfabeto Morse pueden pasar a través del cable. El funcionamiento de las comunicaciones por radio de larga distancia, por otro lado, depende de las condiciones meteorológicas y del comportamiento de la ionosfera sobre la que deben reflejarse las ondas de radio. Las tormentas solares y las tormentas magnéticas pueden interrumpir o prohibir el enlace telefónico. La transmisión de los canales de televisión que aparecen en este momento es aún más difícil. La transmisión por radio es imposible y la transmisión debe realizarse a través de una densa red de antenas de relevo para permitir una cobertura completa, lo que impide su transmisión más allá de los océanos. Sin embargo, a mediados de la década de 1950, las soluciones técnicas comenzaron a surgir gracias a los avances en electrónica estimulados por las investigaciones realizadas durante la Segunda Guerra Mundial . El primer cable transatlántico ( TAT-1 ) capaz de establecer 36 enlaces telefónicos simultáneos fue inaugurado en 1956. Durante las siguientes dos décadas, el desarrollo del transistor , que reemplazó gradualmente al tubo de vacío , permitió la capacidad del cable para varios miles de comunicaciones simultáneas.

Desde sus inicios, las telecomunicaciones por satélite se pusieron en competencia con el cable. El satélite tiene tres ventajas: puede dar servicio a múltiples estaciones terrenas mientras que el cable solo puede ir de un punto a otro, su costo es independiente de la distancia y no está obstruido por obstáculos físicos (océanos) y fronteras políticas. Los defensores del cable señalan la experiencia de una industria que se remonta a más de un siglo, mientras que la tecnología satelital aún está en su infancia. Las necesidades futuras son difíciles de evaluar y esta incertidumbre no justifica grandes inversiones en una nueva técnica. La transmisión de grandes volúmenes de datos, la retransmisión de canales de televisión en todo el planeta son fenómenos inexistentes. Se reduce el número de llamadas internacionales. Además, las tecnologías y los recursos financieros necesarios para construir satélites de telecomunicaciones y especialmente lanzadores están al alcance de muy pocos países.

Primeros prototipos

Syncom -1 lanzado en 1963, el primer satélite de telecomunicaciones colocado en órbita geoestacionaria.

Después del lanzamiento del primer satélite artificial en 1957, el Sputnik 1 , muchos jugadores están estudiando las oportunidades abiertas por la era espacial en el campo de las telecomunicaciones. El Congreso de los Estados Unidos decide inicialmente que la investigación sobre este tema será dirigida por satélites pasivos por la agencia espacial civil de nueva creación, NASA , mientras que el Departamento de Defensa será responsable del desarrollo de satélites activos (con dispositivos de amplificación de señal más prometedores pero más complejos ( repetidores ). El ejército estadounidense reconoció de inmediato el potencial de los satélites de telecomunicaciones. El Departamento de Defensa de EE. UU. Está desarrollando el primer satélite de telecomunicaciones SCORE . Este es capaz de grabar un mensaje de 4 minutos y luego retransmitirlo. La NASA lanza en 1960 el satélite pasivo Echo : es una bola de más de 30 metros de diámetro, fabricada en PET recubierto de aluminio que sirve como conducto pasivo para las comunicaciones por radio. El satélite Courier 1B , construido por la empresa estadounidense Philco y lanzado el es el primer satélite que lleva un transpondedor activo a bordo. Su misión dura 17 días.

En 1960, AT&T solicitó al regulador de telecomunicaciones de EE. UU., La FCC, permiso para desarrollar un satélite de telecomunicaciones operativo, pero para sorpresa de todos, el entonces gobierno de EE. UU. No aceptó, argumentando que `` no tiene el mecanismo legislativo necesario para administrar todas las implicaciones de tal decisión. A mediados de 1961, la NASA hizo un pedido a RCA para un primer prototipo de un satélite de telecomunicaciones Relay activo colocado en órbita media . AT&T, por su parte, está construyendo un satélite TELSTAR similar que fue lanzado por la NASA el 10 de julio de 1962 . Sin embargo, un satélite situado en una órbita media solo es visible desde una estación terrena durante unos minutos. Por tanto, se requiere un gran número de satélites de este tipo para garantizar una cobertura permanente. La elección de una órbita geoestacionaria descrita por Clarke permite con un solo satélite asegurar una cobertura del 40% de la superficie del globo pero tiene dos inconvenientes: se necesita un potente lanzador para colocar el satélite en esta órbita circular a 36.000 km de altitud mientras Los lanzadores del comienzo de la era espacial tienen una capacidad reducida. Por otro lado, la distancia introduce un retraso en la comunicación.

Diagrama colocado en órbita geoestacionaria.

La agencia espacial estadounidense ordena a Hughes Aircraft Company que construya el primer satélite geoestacionario SYNCOM . Los ingenieros de Hughes Aircraft están desarrollando la técnica de lanzamiento a órbita geoestacionaria que permite aprovechar al máximo las capacidades del lanzador y que se aplicará de forma sistemática a partir de entonces: 26 de julio de 1963 el satélite Syncom es colocado por un cohete Thor -Delta en una órbita baja ( 1 en el diagrama de al lado) luego se enciende la última etapa para colocar el satélite en una órbita elíptica cuyo apogeo se ubica a 36,000 km ( Transferencia geoestacionaria Orbit 2 ) . Finalmente un motor de apogeo a cohete sólido unido al satélite circulariza la órbita ( 3 ). Este primer satélite geoestacionario tiene una masa limitada a 39 kg y solo es geosincrónico, es decir que su longitud es fija pero su latitud oscila entre 39 ° N y 39S. Sin embargo, cumple su función a la perfección. Un segundo satélite Syncom lanzado en Julio 1964 se coloca en una órbita geoestacionaria fija sobre el ecuador y transmite los Juegos Olímpicos de Tokio . El proyecto de satélite militar de telecomunicaciones ADVENT, en cambio, fue abandonado un año después, víctima de retrasos debido a la complejidad del satélite planificado y los costos adicionales del proyecto. El proyecto concebido por los militares era demasiado ambicioso para la época. Se trata de un satélite estabilizado de 3 ejes mientras los prototipos de la NASA y AT&T giran (en rotación alrededor de un eje). Estos son más simples pero prohíben el despliegue de grandes antenas o paneles solares (las células solares están en el cuerpo del satélite que es de forma cilíndrica) lo que limita su capacidad. Debido en particular a esta elección, el satélite estudiado por los militares es mucho más pesado, lo que requiere un lanzador con una potente etapa superior. Sin embargo, la única etapa superior adaptada, el Centauro, está en desarrollo. El proyecto acumula retrasos y no se finalizará hasta 1966. El primer satélite comercial estabilizado de telecomunicaciones de 3 ejes no se lanzará hasta 1975 (Satcom) pero esta arquitectura técnica se generalizará a partir de entonces.

La Ley de Comunicaciones por Satélite y la creación de COMSAT (1962)

kg, puede gestionar 480 llamadas telefónicas simultáneas. Intelsat I , primer satélite de telecomunicaciones operativo (1965). Con un peso de 65puede gestionar 480 llamadas telefónicas simultáneas.

Satélite Intelsat IVA (1975).

Los funcionarios estadounidenses rechazaron la propuesta de AT&T de desarrollar un sistema de telecomunicaciones espaciales por sí solo. Después de un largo período de gestación vinculado a complejas negociaciones entre el Senado, la Presidencia de los Estados Unidos, el lobby industrial y la NASA, la administración estadounidense Kennedy aprobó la Communications Satellite Act de 1962 a través del Congreso, que proporcionó un marco normativo marco para el desarrollo de telecomunicaciones espaciales en los Estados Unidos. Encomienda la creación y gestión de estos a una empresa privada, COMSAT, propiedad de las principales empresas de telecomunicaciones americanas (AT&T, ITT, RCS ...) e inversores privados (empresas aeroespaciales ...). COMSAT, que se convierte en el primer operador de satélites de telecomunicaciones, queda bajo la supervisión del regulador estadounidense de telecomunicaciones, la FCC . El mandato de COMSAT es doble. Por un lado, debe determinar la viabilidad comercial de un sistema de telecomunicaciones espaciales y, si la evaluación es positiva, poner en marcha este sistema. Por otro lado, en la medida en que este tipo de red tenga como objetivo remover la barrera de los océanos, solo puede ser internacional y la misión de COMSAT es crear una organización que reúna a tantos países como sea posible para permitir que este sistema funcione. Para financiar su desarrollo, la empresa, que no recibe ningún subsidio, salió a bolsa con éxito en 1964, logrando recaudar US $ 196 millones.

Creación de Intelsat (1964)

El nuevo sistema de telecomunicaciones va más allá del marco de los Estados Unidos solo porque se relaciona en su momento con las comunicaciones internacionales de larga distancia y tiene como objetivo eliminar la barrera de los océanos, cuyo cruce por cables submarinos solo permite volúmenes limitados. Dado su carácter internacional, implica la creación de estaciones receptoras terrestres en otros países, la definición de protocolos técnicos comunes y homologaciones sobre precios ... En este ámbito, se han marcado hitos en el marco de los proyectos anteriores. Así, para el satélite TELSTAR, AT&T firmó un acuerdo con las empresas de telecomunicaciones europeas: la English General Post Office (antecesora de British Telecom ) y la francesa PTT , que ya eran sus socios para proyectos de cables de telecomunicaciones submarinos . Estos acuerdos llevaron, en particular, a la construcción de las estaciones de Andover (Estados Unidos) y Pleumeur-Bodou en Francia. La NASA está ampliando el marco de estos acuerdos para sus proyectos RELAY y SYNCOM. En el momento del lanzamiento de Intelsat I, las estaciones terrenas estaban en funcionamiento en el Reino Unido, Francia, Alemania , Italia , Brasil y Japón .

En 1963 y 1964 se llevaron a cabo negociaciones entre los distintos países del ámbito occidental para crear una organización internacional que sería propietaria de los futuros satélites de telecomunicaciones y asumiría la gestión del sistema. En Agosto 1964 el Consorcio Internacional de Telecomunicaciones por Satélite (Intelsat) fue creado con 15 países miembros (el número aumentó a 48 a finales de 1965 y al 63 en 1972). La participación en la nueva organización es proporcional al volumen de tráfico esperado Dada esta regla, COMSAT, que representa a Estados Unidos en Intelsat, tiene la participación principal en la nueva organización (61%), seguida de British Post Office que representa a la Reino Unido (8%) (en general, los países europeos tienen el 30,5%), Canadá , Japón y Australia, que juntos tienen el 8,5%. Inicialmente solo están presentes los países desarrollados. La Unión Soviética y los países comunistas en general no se adhieren a la nueva organización. El funcionamiento de Intelsat se rige por dos tratados. Un primer texto firmado por los distintos gobiernos determina el funcionamiento general de la organización. Un segundo tratado específico de cada país y firmado por la entidad responsable de las telecomunicaciones en ese país determina el funcionamiento operativo. Los acuerdos de 1964 reflejan la posición dominante de los Estados Unidos, que es el único miembro que domina la técnica de los satélites de telecomunicaciones y tiene lanzadores adecuados. Los países miembros consiguen que el tratado sea provisional y que su contenido sea revisado a los 5 años para tener en cuenta mejor los intereses de los distintos países. Al término del acuerdo provisional COMSAT se hace cargo del segmento espacial, es decir de la construcción y control en órbita de los satélites, mientras que cada país miembro desarrolla el segmento terrestre, es decir las estaciones transmisoras y receptoras así como su conexión a su red de telecomunicaciones. Durante la primera década, COMSAT construyó 65 estaciones terrestres en Estados Unidos.

En 1963 y 1964 se pusieron en órbita dos satélites Telstar, dos satélites RELAY y dos satélites SYNCOM, lo que permitió el desarrollo de los primeros componentes técnicos necesarios para las telecomunicaciones espaciales. COMSAT cuenta con fondos suficientes para construir la media docena de satélites de órbita media propuestos por AT & T / RCA e incorporando las mejores técnicas desarrolladas con los satélites TELSTAR y RELAY. Pero la empresa opta, tanto por motivos económicos como técnicos, por construir un satélite que circule en órbita geoestacionaria. En Abril de 1964 la empresa encarga el primer satélite comercial de telecomunicaciones al fabricante Hughes . Este pequeño satélite de 38,5 kg tiene dos repetidores y recibe telecomunicaciones en la banda de 6 GHz y las retransmite en la banda de 4 GHz . El satélite Intelsat I (Early Bird) se lanza en Abril de 1965 y se coloca con éxito en órbita geoestacionaria a 28 ° de longitud sobre el Océano Atlántico . El nuevo satélite aumenta repentinamente en dos tercios el número de líneas de telecomunicaciones simultáneas entre Europa y Estados Unidos.

Desarrollo técnico y comercial

Anik A (Canadá) es el primer satélite de telecomunicaciones diseñado para proporcionar enlaces telefónicos domésticos. (Canadá) es el primer satélite de telecomunicaciones diseñado para proporcionar enlaces telefónicos domésticos.

Intelsat I tenía capacidades limitadas: solo podía conectar dos estaciones terrestres a la vez, y la retransmisión de una transmisión de televisión requería la interrupción de todos los enlaces telefónicos. Pero su éxito ratifica la elección técnica de la órbita geoestacionaria y la oficina ejecutiva de Intelsat decide encargar a Hughes tres satélites Intelsat II cuya masa se lleva a 87 kg gracias al aumento de las capacidades del lanzador Thor-Delta. Estos nuevos satélites, que gestionan el mismo número de enlaces pero que ahora pueden mantener enlaces simultáneamente con varias estaciones terrestres, están situados sobre el océano Atlántico y el océano Pacífico . Permiten un aumento significativo en el volumen de las telecomunicaciones internacionales y Intelsat emerge por primera vez un beneficio en el 4 º trimestre de 1967. La tercera generación Intelsat III garantiza una cobertura completa del globo, Océano Índico entenderse a partir de Mayo de 1969 . Estos satélites, mucho más potentes, tienen una masa de 152 kg y permiten gestionar simultáneamente 1200 circuitos telefónicos o 4 canales de televisión o combinar la emisión de un canal de televisión asegurando 700 enlaces telefónicos. Las antenas están fijadas en una plataforma contrarrotante que les permite mantener su orientación hacia la Tierra y concentrar la potencia radiada hacia las estaciones terrenas en lugar de dispersarlas parcialmente en el espacio. Desempeñan un papel central en la transmisión en vivo del alunizaje de la tripulación del Apolo 11 seguido por 500 millones de espectadores. El aumento significativo de la demanda llevó al pedido de una nueva generación de satélites. La etapa del cohete Centaur, ahora totalmente desarrollada, permite al cohete Atlas-Centaur colocar en su órbita geoestacionaria los 730 kg de satélites Intelsat IV desplegados desde 1971. Estos tienen 12 repetidores, dos antenas de alta ganancia además de la antena principal y tienen un capacidad de 4000 circuitos telefónicos más dos canales de televisión.

Evolución de las capacidades de los satélites de telecomunicaciones de Intelsat Con fecha de Familia satélite Masa en órbita

(en el lanzamiento) Capacidad Innovación tecnica Número de satélites Comentario 1964 Intelsat I 38,5 kg (68 kg ) 240 circuitos de voz o 1 canal de televisión 1 st negocio de telecomunicaciones por satélite 1 1967 Intelsat II 87 kilogramos (162 kilogramos ) 240 circuitos de voz o 1 canal de televisión Acceso simultáneo a varias estaciones terrenas 4 1968-1970 Intelsat III 152 kg (293 kg ) 1200 circuitos de voz o 4 canales de televisión Antena de satélite apuntada permanentemente a la Tierra 8 1971-1975 Intelsat IV 730 kg (1414 kg ) 4000 circuitos de voz y 2 canales de televisión Antenas de alta ganancia 8 1975-1978 Intelsat IVA 825 kg (1,525 kg ) 20 repetidores Reutilización de frecuencia (x2) 6 1980-1984 Intelsat V 1.012 kg (1.928 kg ) 12.000 circuitos de voz y 2 canales de televisión Satélite estabilizado de 3 ejes , uso de banda Ka 6 1989-1991 Intelsat VI 1.910 kg (4.330 kg ) 120.000 circuitos de voz y 3 canales de televisión Acceso múltiple por división de tiempo (TDMA) 5

Aparición de operadores regionales

En Junio 1972 , las autoridades reguladoras estadounidenses, la FCC, autorizan el uso de satélites para comunicaciones nacionales en los Estados Unidos. Western Union lanzó Westar 1 en 1973 y COMSAT Comstar-1 en 1975. Pero el primer satélite compatible con las telecomunicaciones nacionales fue el canadiense . Este es el satélite Anik 1 , lanzado en ; permanecerá en funcionamiento hasta .

El primer satélite de telecomunicaciones geoestacionario estabilizado de tres ejes es el satélite experimental ATS-6 de la NASA lanzado en 30 de mayo de 1974 , que pronto serán seguidos por los satélites Symphonie , satélites de telecomunicaciones fabricados en Francia y en Europa y el primer tres ejes estabilizados en órbita geoestacionaria con un sistema de propulsión Biergol para la maniobra de circularización geosincrónica y mantenimiento de posición (precursor de los satélites modernos de la década de 1990), y primer sistema completo (después del lanzamiento del segundo modelo) con todos los segmentos dedicados para control y uso.

RCA Americom (ahora SES Americom ) lanzando el satélite Satcom 1 en . Satcom-1 (1975), construido por RCA Americom (ahora SES Americom , es el primer satélite comercial estabilizado de 3 ejes y los programas de televisión transmitidos fueron el origen del éxito de los canales de cable estadounidenses como WTBS , HBO , CBN, The Weather Channel , etc., al permitir que este último llegue a las cabezas de todas las redes de cable locales por satélite. Además, este satélite fue el primero utilizado por las principales cadenas de televisión, como ABC , NBC o CBS para alimentar sus cadenas. Satcom 1 fue ampliamente utilizado porque ofrecía el doble de ancho de banda (24 transpondedores en lugar de 12 para Westar 1 ) y, por lo tanto, tenía costos operativos mucho más bajos.

En 1988 se abre el primer cable transatlántico que utiliza la fibra óptica TAT-8 (in) . Su capacidad, que alcanza los 40.000 enlaces (frente a los 48 del primer cable transatlántico TAT-1 inaugurado en 1956) anuncia el fin de la superioridad de los satélites de telecomunicaciones en el mercado de llamadas punto a punto de larga distancia.

Descripción técnica

Un sistema de telecomunicaciones por satélite consta de tres subconjuntos:

el segmento espacial , que está formado por uno o más satélites de telecomunicaciones activos o de reserva posiblemente agrupados en una constelación ;

, que está formado por uno o más satélites de telecomunicaciones activos o de reserva posiblemente agrupados en una constelación ; el segmento de control , que incluye todos los equipos en tierra utilizados para controlar y monitorear los satélites y para gestionar los intercambios, así como los equipos asociados a bordo de los satélites;

, que incluye todos los equipos en tierra utilizados para controlar y monitorear los satélites y para gestionar los intercambios, así como los equipos asociados a bordo de los satélites; el segmento terrestre , que agrupa a todas las estaciones terrenas que utilizan los servicios prestados por satélites de telecomunicaciones. Estas estaciones pueden tener características muy variadas con antenas receptoras de un tamaño entre varias decenas de metros y algunos centímetros.

Segmento espacial

Órbitas

Satélites en órbita terrestre baja

Una órbita terrestre baja es una órbita circular entre 350 y 1400 km de la superficie de la Tierra; en consecuencia, el período de revolución de los satélites es de entre 90 minutos y 2 horas. Debido a su baja altitud, estos satélites solo son visibles en un radio de unos pocos cientos de kilómetros alrededor del punto sobre el que se encuentra el satélite. Además, los satélites en órbita baja se mueven rápidamente en relación con un punto fijo en la Tierra, por lo que incluso para usos locales se necesitan una gran cantidad de satélites si la aplicación requiere conectividad permanente.

Los satélites de órbita terrestre baja son mucho más baratos de orbitar que los satélites geoestacionarios, y su proximidad al suelo requiere menos intensidad de señal. Siendo el costo de cada satélite mucho menor, puede ser interesante lanzar más de ellos, siendo el lanzamiento también menos costoso, así como el equipo necesario para la operación en tierra.

Una colección de satélites que trabajan juntos se conoce como constelación de satélites . Varias de estas constelaciones brindan servicios de telefonía satelital inalámbrica , originalmente a áreas remotas. La red Iridium , por ejemplo, utiliza 66 satélites. La red Globalstar consta de 60 satélites.

La red de satélites de O3b Networks , para Google , 16 satélites de telecomunicaciones de órbita baja para proporcionar servicios de backhaul de Internet por satélite de baja latencia a países emergentes y en desarrollo de todo el mundo a altas velocidades que pueden alcanzar los 10 Gbit / sy con una capacidad total combinada de 160 Gbit / s , fue estudiado en 2008 por Thales Alenia Space , en el Centro Espacial Cannes - Mandelieu .

Otro posible uso de estos sistemas es el registro de los datos recibidos al pasar por un área terrestre y su retransmisión al pasar por otra área. Este será el caso del sistema CASCADE, del proyecto canadiense de comunicaciones por satélite CASSIOPE.

Los satélites geoestacionarios son necesariamente verticales al ecuador. En consecuencia, no son muy interesantes en latitudes altas: en tales regiones, un satélite geoestacionario aparecerá muy bajo en el horizonte ; la conexión podría verse perturbada por las capas inferiores de la atmósfera. El primer satélite Molnia se lanzó el y se utilizó para transmisiones de televisión experimentales , la transmisión desde Moscú , y varias recepciones en Siberia y el Lejano Oriente ruso , en Norilsk , Khabarovsk , Magadan y Vladivostok . En , Los ingenieros soviéticos crearon un sistema nacional de televisión por satélite único, llamado Orbita , basado en los satélites Molnia .

La órbita de Molnia se caracteriza por un apogeo del orden de 40.000 km sobre el hemisferio norte y un perigeo del orden de 1.000 km al este sobre el hemisferio sur. Además, su inclinación hacia el ecuador es fuerte, 63,4 °. Las propiedades de esta órbita aseguran que el satélite pase la mayor parte de su órbita sobre latitudes del norte, tiempo durante el cual su huella cambia relativamente poco a medida que se mueve más lentamente. Se facilita así su búsqueda. El período de esta órbita es de medio día (12 horas), lo que hace que el satélite sea utilizable durante 8 horas en cada revolución. Por lo tanto, una constelación de tres satélites Molnia (más un respaldo en órbita) podría proporcionar una cobertura permanente de las latitudes septentrionales.

Los satélites en órbita de Molnia se utilizan principalmente para servicios telefónicos y de televisión en Rusia . Otra aplicación permite su uso para sistemas de radio móviles (incluso en latitudes más bajas) porque los vehículos que viajan en áreas altamente urbanizadas necesitan satélites con elevaciones elevadas para garantizar una buena conectividad incluso en presencia de edificios altos.

El Departamento de Defensa de los Estados Unidos también utiliza dicha órbita para satélites de vigilancia y comunicaciones. De hecho, debido a su período de 12 horas, un satélite que alcance un primer pico sobre Rusia, durante aproximadamente 8 horas de uso operativo, pasará 8 horas en las mismas condiciones sobre América del Norte, del norte a la próxima órbita.

Segmento de la tierra

Aplicaciones

Telefonía

Incluso en competencia con cables ópticos terrestres o submarinos, la aplicación que sigue siendo la más importante para los satélites de comunicaciones es la telefonía internacional. Las centrales locales llevan llamadas a una estación terrena (también llamada telepuerto ), desde donde se envían a un satélite geoestacionario. Luego, este satélite los retransmite a otra estación que procede a la recepción y al encaminamiento final. Los teléfonos móviles por satélite (desde barcos, aviones, etc.) se conectan directamente al satélite. Por lo tanto, deben poder emitir una señal y apuntar al satélite incluso en caso de movimientos (olas en un barco, movimiento y turbulencia en un avión).

TV y radio

En televisión y radio, los usos se dividen tradicionalmente en dos grupos: servicios ocasionales (OU para uso ocasional , en enlaces de contribución francesa, o transmisiones) y servicios permanentes (ITV para TV internacional, en radiodifusión francesa). De hecho, el número de receptores varía: máximo unas pocas decenas de profesionales en OU, ilimitado en ITV. Por lo tanto, las limitaciones técnicas son totalmente diferentes, mientras se utilizan los mismos satélites.

Un servicio de ITV transmite a pequeñas antenas de recepción (de 60 a 110 cm en Europa) ubicadas directamente en viviendas particulares. En general las frecuencias utilizadas fueron en la banda K ( Ku , de 10,70 a 12,75 GHz , Ka , de 20 a 30 GHz ), aunque hoy en día, con la evolución de las tecnologías, podemos emitir en la banda C ( 3,7 a 4,2 GHz ) a individuos (este es el caso del ramo Canal Horizon en África, por ejemplo). Hablamos de radiodifusión DTH ( Direct-To-Home , es decir directamente al individuo). Los principales operadores en Europa son BSkyB en el Reino Unido , CanalSat en Francia , Bell Télé y Shaw Direct en Canadá , Sky Angel en los Estados Unidos de América .

Un servicio OR es un enlace de A a B (caso de un unilateral) o de A a B, C, D ... con un número limitado de receptores (caso de un multilateral). Originalmente, estos servicios usaban la banda C y la mitad inferior de la banda Ku. Hoy en día, todo el mundo utiliza las frecuencias disponibles, el recurso es limitado, la necesidad es grande y las limitaciones técnicas vinculadas al uso de tal o cual banda en lugar de otra tienden a desaparecer. Son enlaces que se utilizan para traer imágenes sin editar a la sede de un canal, por ejemplo, o para cubrir en vivo un evento externo. También existen aplicaciones de telemedicina , educación a distancia, videoconferencia internacional, etc. Este tipo de servicio también se utiliza para asegurar el suministro de imagen de los clientes de las agencias (como EBU , APTN , Reuters ).

En el pasado, los satélites utilizados para los servicios de OU eran diferentes de los satélites para los servicios de ITV. De hecho, emitían a potencias más bajas, lo que requería antenas con una alta ganancia , por lo tanto un gran diámetro ( 4,80 - 6,30 m en la banda Ku, 11 - 13 mo incluso más en la banda C, eran los tamaños comúnmente utilizados).

Hoy en día, con el aumento de la sensibilidad de los receptores, todo el mundo utiliza satélites de potencia reducida, ya sea en transmisión o en radiodifusión, garantizando los operadores la calidad de los enlaces punto a punto gracias al tamaño de las antenas utilizadas., Lo que les permite para mantener las grandes antenas que de otro modo no tendrían que ser. Mais rien n'empêche un particulier, équipé d'un système de réception très sensible, de recevoir sur une petite antenne des liaisons unilatérales qui ne lui sont pas destinées (si ces dernières ne sont pas cryptées bien sûr, ce qui est de plus en más raro). Tampoco es raro hoy en día ver a los operadores de satélite mezclando varias señales digitales en los mismos satélites, a veces incluso en los mismos repetidores, todo tipo de transmisiones. Finalmente, ciertos canales de los paquetes europeos están reservados para enlaces privados encriptados.

En Europa , los dos principales operadores de transmisión (que operan los enlaces, pero no necesariamente poseen los satélites o canales utilizados) son Globecast , una subsidiaria de Orange SA y Arqiva (antes NTL Broadcast) que ha comprado BT Media and Broadcast, ex- subsidiaria de BT Group . Estos operadores gestionan tanto los telepuertos (estaciones de transmisión y recepción) como las flotas de camiones SNG ( Satellite News Gathering) .

Televisión móvil

Las tecnologías de transmisión de televisión por satélite, originalmente destinadas a la transmisión a puntos de recepción fijos, dieron un giro en 2004 , con la llegada de dos nuevos sistemas de transmisión por satélite en los Estados Unidos. Los sistemas SIRIUS y XM Satellite Radio Holdings permiten la transmisión de televisión por satélite a receptores móviles. Los fabricantes también han lanzado nuevas antenas especiales para la recepción de televisión por satélite móvil. Utilizando la tecnología GPS como referencia, estas antenas se reorientan automáticamente al satélite, independientemente de la posición y el movimiento del soporte de la antena. Este tipo de antena satelital móvil es muy popular entre los propietarios de autocaravanas , por ejemplo. Estas antenas también son utilizadas por la compañía aérea JetBlue , lo que permite así a sus pasajeros tener un canal de televisión en vivo, visible en vuelo en monitores LCD montados en los respaldos de los asientos.

Radioaficionado

Radioaficionados operadores tienen acceso a OSCAR satélites que han sido producidos por universidades o clubes de radioaficionados, y lanzados por ejemplo, como un pasajero auxiliar con satélites de observación. La mayoría de estos satélites funcionan como repetidores y generalmente son accesibles para aficionados equipados con UHF o VHF con antenas muy direccionales, como antenas tipo Yagi , o antenas parabólicas . Debido a las limitaciones de los equipos terrestres, la mayoría de estos satélites se encuentran en órbita terrestre baja y solo pueden transmitir un número limitado de contactos cortos a la vez. Algunos de estos satélites también proporcionan retransmisión de datos, utilizando AX.25 o protocolos similares.

Internet y datos satelitales

En los últimos años, se han utilizado técnicas de comunicación por satélite para conexiones a Internet de alta velocidad. Es especialmente muy útil para usuarios muy aislados que no pueden conectarse por ADSL o por la red telefónica . Estas técnicas también son útiles para empresas u organizaciones establecidas en todo el mundo y que no quieran depender de un operador de telecomunicaciones local no siempre confiable, y que quieran que todas sus redes sean administradas por un mismo operador.

Por último, el uso de un satélite para el intercambio de datos permite prescindir de los ISP locales, que son censurados y espiados la mayor parte del tiempo, cuando no "se averían" en caso de manifestaciones (ver el birmano caso). en 2007).

Cine digital

Preparación y presentación en París, 29 de octubre de 2001 , la primera transmisión de cine digital por satélite en Europa de un largometraje de Bernard Pauchon, Alain Lorentz, Raymond Melwig y Philippe Binant. Esta demostración marca el origen, en Francia, de la aplicación de las telecomunicaciones a la industria cinematográfica con retransmisiones vía satélite de óperas y eventos en salas de cine, el encaminamiento de prisas a salas de visualización y películas en salas de cine.

Ayuda con los sistemas de posicionamiento

Actualmente se utilizan varios satélites de telecomunicaciones geoestacionarios para ayudar a los usuarios del sistema GPS , y pronto GLONASS y Galileo . La técnica que se conoce como SBAS ( sistema de aumento basado en satélites ) es un primer paso hacia el establecimiento de un sistema global de posicionamiento por satélite . Se trata de un conjunto de satélites geoestacionarios destinados a informar a los usuarios de GPS en tiempo real sobre la calidad de las señales que reciben. Actualmente hay tres conjuntos en funcionamiento: EGNOS para Europa, WAAS para los Estados Unidos, CWAAS para Canadá y MSAS ( Sistema de aumento basado en el espacio de satélites de transporte multifuncional, también llamado QZSS: Quasi-zenith Satellite System ) para Japón. El SNAS ( sistema de aumento de navegación por satélite ) de China entra en esta categoría. India también se ha comprometido a implementar su propio sistema GAGAN ( GPS And GEO Augmented Navigation ) en espera de un IRNSS ( Sistema de Navegación Regional de la India) más grande .

Relevo satélite

Los satélites de retransmisión, los principales de los cuales son los del sistema americano TDRSS, permiten retransmitir comunicaciones desde satélites de observación en órbita baja o vuelos tripulados, sin depender de redes de estaciones terrestres. Estos satélites se han desarrollado tanto para garantizar la retransmisión de imágenes de vigilancia en tiempo real como para misiones civiles.

El satélite en órbita baja está equipado con un terminal TDRSS equipado con una antena dirigida hacia la órbita geoestacionaria, los datos son retransmitidos en tiempo real a las estaciones del sistema TDRSS ubicadas en Estados Unidos. Cuatro satélites están en órbita para cobertura global.

Los satélites de telecomunicaciones también se pueden utilizar para actuar como relés para la transmisión de datos de la observación de objetos voladores a baja altitud, como drones . El dron Harfang de la Fuerza Aérea francesa utiliza satélites Eutelsat , en órbita geoestacionaria, para tales transmisiones.

Mercado

En 2000 , Hughes Space and Communications, adquirido desde entonces por Boeing Satellite Development Center , había construido casi el 40% de los satélites en funcionamiento en todo el mundo. Otros fabricantes importantes son Space Systems / Loral , Lockheed Martin Space Systems , Northrop Grumman , Thales Alenia Space y EADS Astrium Satellites . ISS Reshetnev los fabrica para Rusia.

Hacia la década de 2010, el mercado anual de satélites de telecomunicaciones en órbita geoestacionaria era en promedio de 20 a 25 satélites por año, en su mayoría producidos por cuatro estadounidenses: Space Systems / Loral , Boeing, Lockheed Martin, Orbital Sciences; y dos europeos: Astrium Satellites y Thales Alenia Space.

Problema de transmisión

Puisqu'un satellite géostationnaire se trouve à environ 36 000 km d'altitude, une onde radio met un peu plus de 100 ms pour l'atteindre, et autant pour être acheminée à sa destination finale, d'où l'accusé de réception repart marcha atrás. La duración total del recorrido total es de 400 ms . Este retraso no solo es muy molesto durante las comunicaciones telefónicas (fenómeno del eco), sino que complica significativamente la gestión de los acuses de recibo en las transmisiones de paquetes, contando entonces el trabajo en curso por millones.

Ejemplo: en un canal ATM actual a 622 Mbit / s , cabe señalar que los bits en tránsito (ya salieron y aún no llegaron) son en cualquier momento 124 millones, o 15,5 MB .

Cronología

Notas y referencias

Notas

Referencias

Ver también

Bibliografía

Obras tecnicas

(en) Teresa M. Braun, Carga útil y sistema de comunicaciones por satélite , Wiley-IEEE, 2012 , 400 p. ( ISBN 978-0-470-54084-8 , leer en línea ) Teresa M. Braun,, Wiley-IEEE,, 400

(en) Dennis Roddy, Comunicaciones por satélite (4a edición) , McGraw-Hill Education , 2006 , 636 p. Dennis Roddy,, 636

(en) Gerard Maral Michel Bousquet y Zhili Sun, Satellite Communications Systems: Sistemas, Técnicas y Tecnología ( 5 ª edición) , Chichester, 2006 , 760 p. ( ISBN 978-0-470-71458-4 ) Gerard Maral Michel Bousquet y Zhili Sun,, Chichester, Wiley , 760

Histórico

(en) Donald H. Martin, Paul R. Anderson y Lucy Bartamian, Communication Satellites (5ª edición): satélites experimentales , Instituto Americano de Aeronáutica y Astronáutica, Inc, 59 p. ( leer en línea ) Donald H. Martin, Paul R. Anderson y Lucy Bartamian,, Instituto Americano de Aeronáutica y Astronáutica, Inc, 59 Características detalladas de los principales satélites de telecomunicaciones experimentales

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El nuevo espacio territorial: Atlas de satélites y políticas , Belin F. Verger, R Ghirardi, I Sourbès-Verger, X. Pasco,

Telecomunicaciones espaciales y recursos del espacio ultraterrestre: la evolución de sus regulaciones (tesis doctoral en la Universidad de Ginebra) , 2007 , 280 p. ( ISBN 978-0-387-98190-1 , leer en línea ) , pág. 41-47 Ruth Erne,, 28041-47

(en) J. Krige y A. Russo con contribuciones de M. De Maria y L. Sebesta, A History of the European Space Agency, 1958 - 1987: Vol. 1 - ESRO y ELDO, 1958-1973 (monografía), Noordwijk, División de Publicaciones de la ESA ( n o SP1235), abril 2000 , 703 p. ( ISBN 92-9092-536-1 , leer en línea ) J. Krige y A. Russo con contribuciones de M. De Maria y L. Sebesta,(monografía), Noordwijk, División de Publicaciones de la ESA (SP1235),, 703 Historia de la Agencia Espacial Europea de 1958 a 1973

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Diverso

Curso: Comunicaciones Espaciales

Conocer los conceptos básicos relacionados con cada uno de los bloques que forman un sistema de comunicaciones por satélite. Conocer las órbitas más comunes de satélite y los aspectos relacionados con la puesta en órbita y la mecánica orbital. Desarrollar la capacidad de diseño de aplicaciones de comunicaciones por satélite.

Familiarizarse con equipos y simuladores para el análisis y diseño de sistemas de comunicaciones espaciales. Ser capaz de estimar las propiedades de los sistemas de satélite.

FOSSA Systems lanza 80 satélites para comunicaciones IoT

Las licencias concedidas por la CNCM y el Ministerio de Asuntos Económicos y Transformación Digital permiten a la startup aeroespacial desplegar su red de 80 picosatélites y desarrollar aplicaciones de conectividad IoT y transmisión de datos en zonas remotas, para dispositivos de baja potencia

Para Julián Fernández, CEO de FOSSA Systems, “estas licencias son un gran paso para el despliegue de nuestra constelación de satélites, cuyos seis primeros lanzaremos en enero de 2022. Estamos muy orgullosos de ser una de las primeras empresas del mundo en poder dar servicio de conectividad IoT en toda la superficie terrestre”

2 de noviembre de 2021

Un nuevo hito para FOSSA Systems esta vez de alcance internacional. La startup aeroespacial ha conseguido las licencias para explotar redes y prestar servicios de comunicaciones electrónicas por satélite para conectividad IoT (Internet of Things). Estas licencias, otorgadas por la CNMC y el Ministerio de Asuntos Económicos y Transformación Digital, permiten a FOSSA Systems desplegar su red de 80 picosatélites para brindar conectividad IoT en todo el planeta, incluso en zonas remotas y de escasa o nula cobertura móvil. Esta constelación, que estará completamente desplegada, en órbita y operativa en 2023, es el comienzo de una red global de conectividad IoT que la empresa tiene previsto desarrollar, con el lanzamiento de cientos de satélites durante los próximos años.

“Estas licencias son un gran paso hacia la materialización de nuestra primera constelación de 80 satélites, cuyos seis primeros lanzaremos en enero de 2022. Se trata de un paso más para proporcionar conectividad, en zonas remotas, para todo tipo de dispositivos de baja potencia y a bajo coste”, explica Julián Fernández, CEO y cofundador de FOSSA Systems. “Estamos muy orgullosos de ser una de las primeras empresas a nivel internacional en poder dar servicio de conectividad IoT en toda la superficie terrestre”, añade.

En su resolución, la CNMC autoriza a FOSSA Systems tanto a la explotación de una red pública de comunicaciones electrónicas basada en satélites, como a la transmisión de datos por el mismo sistema. Esta constelación de picosatélites (plataformas con una masa inferior a 1 kg) facilitará a todo tipo de empresas, con intereses o activos en zonas críticas de nula cobertura, medir y parametrizar todos sus procesos, optimizándolos y mejorando su producción y rentabilidad.

La miniaturización tecnológica desarrollada por FOSSA Systems para la fabricación de sus picosatélites permite, además de abaratar los procesos de desarrollo y lanzamiento, reducir notablemente el coste de la conectividad IoT y ofrecer a sus usuarios una comunicación mucho más económica que el resto de soluciones ex istentes.

En su empeño por proporcionar conectividad IoT en zonas remotas, FOSSA Systems ofrece un sistema integral, que incluye la recopilación, monitorización y análisis de los datos. Se trata de una solución óptima, implementada con las máximas garantías, y disponible para todo tipo de industrias: desde centrales energéticas, piscifactorías, agrícolas, de Defensa o transporte marítimo, entre otras.

La compañía, fundada por Julián Fernández Barcellona (CEO) y Vicente González Negro (CTO), ha triplicado su plantilla en su primer año de actividad, cuenta con más de una decena de ingenieros, y ha firmado contratos con doce empresas a nivel internacional.

Sobre FOSSA Systems:

FOSSA Systems es una startup aeroespacial líder en España que ofrece comunicaciones IoT dedicadas y seguras a empresas y entidades gubernamentales, con activos en zonas remotas, mediante satélites. Fundada en 2020 por Julián Fernández, CEO, y Vicente González, CTO, con el objetivo de democratizar el acceso al espacio, combina la miniaturización tecnológica con técnicas de producción en masa, reduciendo el coste de desarrollo de sus plataformas y, en consecuencia, el coste de las comunicaciones.

En su objetivo de proporcionar comunicaciones IoT a nivel global, incluso en zonas remotas o con baja o nula cobertura móvil, FOSSA Systems provee soluciones competitivas de conectividad a empresas en sectores como el agrícola, industrial, energético, de infraestructuras, comunicaciones o Defensa y

ciberseguridad. Esta conectividad IoT permite monitorizar los activos y controlar procesos, pudiendo tomar las mejores decisiones para optimizar resultados. Para más información,