comunicaciones por satelite

CCoommuunniiccaacciinn ppoorr ssaattlliittee

Principios, tecnologas y sistemas

Carlos Rosado

Asociacin Hispanoamericana de Centros deInvestigacin y Empresas de Telecomunicaciones

Comunicacin por satlite AHCIET, 2000 1998 por Carlos Rosado. Todos los derechos reservados.

La informacin contenida en este libro se obtuvo de muy diversas fuentes y se consideraconfiable. No obstante, el autor no garantiza que dicha informacin sea completa o exacta yno asume ninguna responsabilidad por posibles errores, omisiones o daos por el uso de lamisma.

Las grficas y tablas extrados de documentos de la Unin Internacional de Telecomunicaciones(UIT) se reprodujeron con la autorizacin de dicha organizacin, pero su seleccin esresponsabilidad del autor. Los volmenes completos del material de la UIT, de los cuales setomaron las partes reproducidas, se pueden obtener de:

Unin Internacional de TelecomunicacionesSales and Marketing ServicePlace des Nations - CH 1211, Geneva 20, Switzerlandemail: [email protected] http://www.itu.int/publications

AHCIETAsociacin Hispanoamericanade Centros de Investigacin yEmpresas de Telecomunicaciones

Diseo de cubierta: Pedro MedranoEdicin: Carlos Hermida BarralI.S.B.N.: 84-87-644-42-2Depsito Legal: M-16132-2000Imprime: Albadalejo, S.L.

VPrlogo

Los satlites comerciales de comunicacin han prestado servicios durante msde 3 dcadas, evolucionando constantemente en tecnologa y aplicaciones. En eseperodo han demostrado su versatilidad multiplicando los servicios que proporcionan,con una alta tasa de crecimiento del trfico total que manejan, a pesar de que otrosmedios de telecomunicacin, que en cierta medida compiten con ellos, hayan tenidoen el mismo lapso un desarrollo tecnolgico y comercial extraordinario. Los satlitesson tiles para muchos de los servicios de telecomunicacin, aunque tienen ventajasnotorias para algunos de ellos y limitaciones inherentes para otros. En la actualidad,aun con el notorio avance en el uso de medios de alta capacidad y calidad como lasfibras pticas, y de los nuevos servicios inalmbricos, puede preverse que losservicios por satlite seguirn siendo competitivos y de gran utilidad, evolucionandotambin a nuevas aplicaciones. Sin embargo, el desarrollo de los sistemas de satlitesest llegando en algunos aspectos a restricciones de ndole tcnica y encontrandootras dificultades que deben considerarse con gran cuidado en su planeacin yoperacin, incluyendo la saturacin de la rbita geoestacionaria, la aparenteinsuficiencia del espectro de radio que tienen destinado en algunas bandas, lainterferencia entre ellos mismos y las consecuencias de la forma en que se integra suestructura financiera.

Como muchos otros de los medios de telecomunicacin, los sistemas de satlitespermiten la comunicacin no solo dentro de un territorio nacional, sino tambin entreusuarios ubicados en distintos pases, previndose en cada caso una coberturaespecfica. Especialmente en el caso de los satlites, aun ms que en el de lossistemas de radio terrenales, debido a la imposibilidad de limitar con precisin surea de cobertura, sus emisiones pueden ser recibidas en grandes extensiones

Comunicacin por satlite

VI

geogrficas de pases no considerados en los objetivos de su diseo, lo que puedeintroducir peculiaridades de jurisdiccin importantes.

Asimismo, en los ltimos aos empresas privadas - en su mayora desligadas delas organizaciones internacionales de sistemas de satlites apoyadas por gobiernosnacionales que iniciaron los servicios contemplados - han promovido proyectos muyimportantes de sistemas de satlites, principalmente para servicios mviles y dedifusin, cuya concepcin implica la cobertura internacional con un alto potencial depenetracin en el mercado, el cual es incipiente en el momento actual para losmviles terrestres y tiene un gran impulso de crecimiento en el caso de los detelevisin por subscripcin.

La consideracin de los asuntos mencionados fue parte de la motivacin paraelaborar este libro, orientado a describir las caractersticas propias de los satlites decomunicacin que han causado su amplia utilizacin, la tecnologa que emplean, ysus aplicaciones comerciales ms importantes; a sealar los parmetros tpicos conque operan, y a presentar las tcnicas de aplicacin mas tiles en este campo, a lavez que a actualizar la informacin sobre el estado de desarrollo de los sistemas desatlites de cobertura mundial y regional. Su alcance se limita a las etapasposteriores al anlisis de alternativas entre sistemas terrenales o satelitales para unproyecto de telecomunicacin, aunque en los primeros captulos se hacen algunoscomentarios sobre los terrenales.

El contenido del libro est dirigido a un amplio sector de posibles lectores,incluyendo a los profesionales tcnicos y ejecutivos que participan en el campo de lacomunicacin por satlite, ya sea como operadores de servicios, como usuarios ocomo informadores, as como a otros interesados en el tema, debido a que partes delmismo no requieren como antecedente una formacin en los aspectos tcnicos de lossistemas de telecomunicacin. Se hizo un esfuerzo consciente para reducir a loesencial los elementos de clculo, poniendo nfasis en los conceptos y en los criteriosde diseo, operacin y uso, hasta donde es posible para cumplir al mismo tiempo elobjetivo de poder determinar en cursos tcnicos el desempeo de componentesrepresentativos de estos sistemas, las caractersticas de cualquier rbita y otrosdiversos parmetros. An los especialistas en algn aspecto particular de este campopueden obtener una percepcin ms completa de su conjunto, que es til paraapreciar mejor la interaccin entre sus elementos, as como su evolucin.

Existen en el mercado numerosos libros sobre satlites de comunicacin, tantoen lo que se refiere a la introduccin a su tecnologa y a la evolucin de sus sistemascomo a los aspectos detallados de las diversas disciplinas asociadas. Sin embargo,debido al constante avance tecnolgico, a los acelerados cambios que estnocurriendo con la globalizacin de los mercados, al desarrollo de nuevas modalidadesde los servicios, y como consecuencia de todo ello la multiplicacin de ambiciosos

Prlogo

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sistemas satelitales, es necesario actualizar la informacin disponible en una formasucinta que permita abarcar este vasto campo del conocimiento.

La informacin recopilada, las opiniones personales vertidas, y otros elementosadicionales presentados en este documento tienen como antecedente, por una parte,mi participacin en diversas etapas, distribuidas en un lapso de 24 aos, en aspectosde la concepcin y el desarrollo, as como de las polticas de comercializacin y deoperacin de satlites internacionales, por haber representado a Mxico comomiembro del Comit Interino y de la Junta de Gobernadores de Intelsat, durante unintervalo de 6 aos y tiempo despus en otro de 5. Por otro lado, tuve tambin laoportunidad de participar en aspectos similares de los satlites mexicanos Morelos ySolidaridad, en este caso como Director Tcnico y Director de Sistemas Satelitalesde la organizacin Telecomunicaciones de Mxico. Por haber tenido dichasexperiencias y haber desarrollado otras actividades tanto de asesora como denormalizacin y supervisin general de los servicios de telecomunicacin, pudeobservar y estudiar los sistemas de satlites desde perspectivas diferentes, que sereflejan en el presente libro.

La organizacin de los temas tratados se debe a conveniencias consideradas porel autor e implica un orden, cuyas ventajas y desventajas no es posible conciliarcompletamente, particularmente porque se intent abarcar en forma resumida casitodos los aspectos de este campo. Se procur, entre otras cosas, que en lo posible encada ttulo se aprovechara el material precedente y se mantuviera cierta uniformidaden la extensin y la profundidad de los temas tcnicos de los captulos, colocando enapndices el tratamiento en mayor detalle de algunos de ellos.

Se pretende que cada uno de los captulos 1, 2 y 9 sea accesible en la mayormedida posible a cualquier persona interesada en la comunicacin por satlite, dandouna concepcin general de lo que en ellos se trata, aunque sin incluir sus aspectoseconmicos. El captulo 1 comprende la descripcin general de lo que constituye unsatlite, los sistemas comerciales de satlites de comunicacin, y los pasos paraestablecerlos, as como la evolucin que han tenido desde su inicio. El captulo 2describe las caractersticas de las redes de comunicacin por satlite y los serviciosque prestan.

El captulo 3 proporciona los conceptos, los parmetros y las ecuacionesnecesarias para calcular los enlaces entre los satlites y otras estaciones detelecomunicacin apropiadas. El captulo 4 presenta las formas en que las seales deorigen de una comunicacin a distancia se transforman y pueden combinarse, parapoder ser transmitidas por satlite y recibidas en otro sitio en la forma ms eficiente.El captulo 5 explica las diversas formas en que distintas redes pueden hacersimultneamente uso de la capacidad de comunicacin de un mismo satlite sininterferirse, con sus ventajas y limitaciones.


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El captulo 6 describe los principios tecnolgicos, y ejemplos de loscomponentes constitutivos de las llamadas estaciones terrenas, que integran las redesde telecomunicacin por satlite. El captulo 7, como complemento del anterior,explica en mayor detalle que el introductorio del captulo 1 cada uno de lossubsistemas de satlites tpicos, su importancia para el desempeo global, y susparmetros representativos.

El captulo 8 abarca cuestiones tcnicas de las diversas rbitas empleadas porlos satlites, el clculo de los parmetros de su objetivo de cobertura geogrfica, yaspectos de su lanzamiento al espacio por medio de los vehculos construidos paraese propsito.

El captulo 9 proporciona algunas caractersticas generales y otras particularesde operadores y sistemas internacionales de satlites que pueden considerarseejemplos representativos, los cuales comprenden un aspecto relevante, de grandinamismo, del estado actual de la comunicacin por satlite.

Los apndices A, B y C tratan en mayor detalle los efectos de deterioro de lasseales causados por la lluvia, las distorsiones, y la interferencia recibida de otrossistemas, relacionados con los enlaces por satlite presentados en el captulo 3. Elapndice C expone adems someramente los principios y procedimientos decoordinacin entre sistemas para mitigar las interferencias que se producenmutuamente. Finalmente, el apndice D toca el tema de la fiabilidad de los sistemas,especialmente la de los satlites, que tiene particular importancia por la virtualimposibilidad de recuperar el funcionamiento correcto de sus componentes daados.

Aunque muchos de los subsistemas descritos son representativos de los satlitesllamados geoestacionarios, adems de su similitud con los de otras rbitas, lamayora de los captulos incluyen conceptos y tcnicas aplicables a cualquier tipo deellas.

RECONOCIMIENTOSAgradezco cumplidamente a mis colegas Jess Gutirrez Albores, Gerardo

Martos y Carlos Merchn los documentos de referencia que amablemente meproporcionaron, los cuales fueron de gran utilidad para la elaboracin del libro, ascomo a mi esposa por su gran comprensin y paciencia, sin las cuales hubiera sidoimposible realizar esta obra.

Carlos Rosado

CARLOS ROSADO RODRGUEZ

Ingeniero en Comunicaciones Elctricas y Electrnica por la Escuela Superiorde Ingeniera Mecnica y Elctrica, IPN, Mexico.

Prlogo

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Es consultor en sistemas de telecomunicacin. Represent a Mxico en elComit Interino y en la Junta de Gobernadores (consejo de administracin) de laOrganizacin de Telecomunicaciones por Satlite INTELSAT, Washington, D.C., endos perodos de 6 y 5 aos, respectivamente. Fue Director de Sistemas Satelitales,Telecomunicaciones de Mxico (Telecomm), entre otros cargos en empresas einstituciones gubernamentales relacionadas con las telecomunicaciones.

IX

ndice

Prlogo ................................................................................................... V

Captulo 1. Introduccin ........................................................................ 11.1 Caractersticas esenciales de los satlites .................................. 21.2 Funcionamiento bsico de un satlite ........................................ 91.3 Constitucin de un sistema de satlites ...................................... 141.4 Desarrollo de la comunicacin por satlite ................................ 20

Captulo 2. Redes y servicios.................................................................. 352.1 Redes ....................................................................................... 352.2 Servicios .................................................................................. 46

Captulo 3. Enlaces por satlite .............................................................. 733.1 Requisitos esenciales ................................................................ 733.2 El enlace bsico........................................................................ 753.3 Otras prdidas .......................................................................... 813.4 Balance de potencia .................................................................. 873.5 Ruido ....................................................................................... 883.6 Relacin C/N total del enlace.................................................... 99


X

Captulo 4. Conversin y tratamiento de seales ................................... 1174.1 Conceptos generales ................................................................. 1174.2 Caractersticas de las seales .................................................... 1194.3 Adaptacin............................................................................... 1244.4 Conversin analgico - digital................................................... 1274.5 Multiplaje................................................................................. 1344.6 Modulacin .............................................................................. 1424.7 Codificacin del canal............................................................... 1504.8 Compresin digital.................................................................... 1574.9 Cifrado o encripcin ................................................................. 161

Captulo 5. Acceso mltiple .................................................................... 1655.1 Conceptos generales ................................................................. 1655.2 Acceso mltiple por distribucin de frecuencia .......................... 1695.3 Acceso mltiple por distribucin en el tiempo............................ 1765.4 Acceso mltiple por diferenciacin de cdigo ............................ 1865.5 Acceso mltiple aleatorio.......................................................... 1945.6 Comparacin de sistemas de acceso mltiple ............................. 199

Captulo 6. Estaciones terrenas .............................................................. 2016.1 Caractersticas generales........................................................... 2026.2 Sistema de antena ..................................................................... 2056.3 Transmisores y receptores......................................................... 2246.4 Configuraciones de estaciones................................................... 2306.5 Interfaz y enlace con redes terrenales......................................... 2346.6 Infraestructura general y sistemas de energa ............................. 2356.7 Sistema de supervisin y control ............................................... 238

Captulo 7. Segmento espacial ................................................................ 2417.1 Codiciones ambientales............................................................. 2417.2 Carga de comunicaciones.......................................................... 2447.3 Plataforma................................................................................ 2697.4 Configuracin fsica general...................................................... 3247.5 Pruebas de los satlites ............................................................. 3287.6 Centro de control y estacin TTS.............................................. 334

ndice

XI

Captulo 8. rbitas, cobertura y lanzamiento ........................................ 3418.1 Consideraciones generales......................................................... 3418.2 Caractersticas de las rbitas..................................................... 3428.3 Transferencia y mantenimiento de las rbitas ............................ 4148.4 Lanzamiento............................................................................. 426

Captulo 9. Sistemas internacionales de satlites.................................... 4499.1 Consideraciones generales......................................................... 4499.2 Diferencias de organizacin ...................................................... 4509.3 Caractersticas individuales....................................................... 452

Apndice A. Atenuacin y transpolarizacin por lluvia ......................... 483A.1 Modelo de atenuacin por lluvia............................................... 483A.2 Despolarizacin por lluvia........................................................ 492

Apndice B. Distorsiones lineales y no lineales....................................... 495B.1 Distorsiones lineales................................................................. 495B.2 Distorsiones no lineales ............................................................ 498

Apndice C. Interferencia y coordinacin entre sistemas ...................... 505C.1 Interferencia entre sistemas ...................................................... 505C.2 Coordinacin entre sistemas ..................................................... 511

Apndice D. Fiabilidad ........................................................................... 521D.1 Introduccin ............................................................................ 521D.2 Principios bsicos .................................................................... 522D.3 Mtodos de aumento de la fiabilidad......................................... 531D.4 Calificacin ............................................................................. 533D.5 Prediccin de la fiabilidad ........................................................ 534D.6 Control de la fiabilidad ............................................................ 535D.7 Valoracin de la fiabilidad ....................................................... 537

Apndice E. Glosario ............................................................................. 539

ndice alfabtico...................................................................................... 555

1Captulo 1

Introduccin

Los satlites artificiales y las sondas de exploracin del espacio extraterrestre sepudieron construir al desarrollarse los cohetes de gran potencia que se emplean comovehculos para su lanzamiento. Los satlites comerciales surgieron de la necesidad deestablecer enlaces fiables de comunicacin internacional de amplia cobertura,especialmente entre continentes, tanto para la comunicacin telefnica y telegrficacomo para televisin. Los primeros cables telefnicos transatlnticos, sucesores delos cables telegrficos submarinos, permitieron una mayor calidad de lascomunicaciones que los ruidosos e inestables enlaces por radio en altas frecuencias,pero debido a su caracterstica de comunicar solo dos puntos geogrficos especficosno facilitaban la comunicacin directa de un punto a mltiples destinos para ladistribucin de seales de tipo radiodifusin entre cualquier pas de un continente ycualesquiera de otro, entre otras limitaciones.

El fsico y escritor Arthur C. Clarke[1] propuso aplicar el concepto de la rbitageoestacionaria * para ubicar en ella satlites artificiales para comunicacin, decobertura global. Esa idea permiti el desarrollo de los sistemas de satlitescomerciales que han tenido mayor utilizacin en el mbito mundial.

Sin embargo, por diversas razones, tanto para aplicaciones civiles comomilitares, para uso comercial, meteorolgico, de prospeccin de los recursos de laTierra, o de otra naturaleza, tambin se ha empleado un gran nmero de satlites derbitas diferentes a la geoestacionaria. De hecho, la mayora de los sistemas ms

*La rbita geoestacionaria es aquella en el plano del ecuador donde los satlites cumplen unacircunvolucin completa alrededor de la Tierra en un da, por lo que, desde cualquier punto sobresta en el que puedan detectarse, parecen estar inmviles, ocupando cada uno una posicin en uncrculo virtual nico, el cual tiene capacidad para un nmero limitado de ellos.


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ambiciosos de satlites comerciales, con inicio de operacin reciente o cercanos aoperar, contemplan el uso de rbitas ms bajas que la llamada geoestacionaria.

1.1 CARACTERSTICAS ESENCIALES DE LOS SATLITES

Los satlites de comunicacin pueden recibir y enviar desde el espacio ondas de radioen cualquier direccin que se tenga previsto en su diseo. Normalmente lo hacendesde y hacia grandes reas de la Tierra, y en algunos casos tambin de y hacia otrossatlites.

El hecho de poder emitir desde un satlite de comunicacin una seal que puedarecibirse con intensidad similar y simultneamente en cualquier punto de una gransuperficie geogrfica es su caracterstica ms notable, y es la causa principal de suutilizacin, debido a sus implicaciones.

La posibilidad de recibir seales emitidas por estaciones ubicadas en cualquierpunto de una gran superficie de la Tierra es casi tan importante como lacaracterstica anterior, siendo indispensable para aprovechar los satlites paraservicios de comunicacin bidireccional en toda su rea de cobertura, es decir, paralos que implican el dilogo entre los puntos extremos de la comunicacin, como elservicio telefnico o un servicio interactivo de comunicacin de datos.

Figura 1.1. Un satlite geoestacionario puede tener una cobertura de ms de un tercio de lasuperficie de la Tierra

Un solo satlite puede emplearse para cubrir una gran superficie un poco mayorque un tercio de la superficie de la Tierra, o para cubrir bsicamente un solo pas, yal mismo tiempo contar con haces adicionales de emisin que cubran con mayordensidad de potencia una porcin de un pas, llamados puntuales. La figura 1.1representa un satlite de gran cobertura o huella, mediante el cual pueden

Captulo 1. Introduccin

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comunicarse entre s estaciones ubicadas en cualquier lugar de ella, llamadascomnmente estaciones terrenas, y la figura 1.2 un satlite de cobertura nacional.

La rbita ecuatorial llamada geoestacionaria representa un crculo virtual acerca de 36 000 kilmetros sobre la superficie terrestre, en el cual es posible ubicarsatlites que giren en sincrona con la rotacin de la Tierra. Debido a que existenperturbaciones que tienden a desplazar lentamente a los satlites de sus posicionesfijas en dicha rbita, para lograr que permanezcan en ellas se emplean fuerzas decorreccin de pequea magnitud, aplicadas en determinados intervalos de tiempo.

Figura 1.2. Huella de un satlite de comunicacin para servicio nacional

Vista desde un satlite en esa rbita, la Tierra abarcara aproximadamente 17de ngulo visual, por lo que los haces de recepcin y de emisin del satlite se debenconservar dentro del mismo, o en uno menor, para optimar la comunicacin, evitandohasta donde sea posible radiar energa al espacio exterior. La cobertura til mximade dichos haces, medida sobre la superficie de la Tierra en grados del ecuador o delos meridianos, es de unos 140 a 150, por lo que un sistema de cobertura globalrequiere un mnimo de tres satlites en la rbita geoestacionaria para abarcar todo elplaneta, excepto las regiones polares, a las cuales solo pueden comunicar los satlitesen otras rbitas que para ese fin sean ms convenientes.

La principal ventaja de que un satlite ocupe una posicin fija en la rbitageoestacionaria consiste en que dentro de su zona de cobertura pueda comunicarsecon estaciones terrenas de apuntamiento fijo, las cuales cuenten con haces muyconcentrados, para aumentar extraordinariamente tanto la potencia recibida de lasseales del satlite, como la que es posible enviar en direccin del mismo. Se puedeentonces utilizar un mnimo de energa radiada para una alta calidad de lacomunicacin, gracias a su concentracin, principalmente dentro de un ngulo de 1de arco, o menor. Esta caracterstica es de gran importancia para los denominadosservicios fijos por satlite (SFS).


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Debido a lo agudo de los haces de las antenas terrenas del servicio fijo, esnecesario que el satlite no vare su posicin orbital, para evitar prdida de lapotencia de las ondas emitidas o recibidas, la cual representara un deterioro de lacomunicacin, o que sea necesario emplear a un costo adicional sistemas de rastreo oseguimiento del satlite, por medio de mecanismos que permitan el reapuntamientoautomtico del eje de las antenas

Al mismo tiempo, la agudeza de los haces de las antenas de estaciones terrenasevita que su radiacin interfiera a otros satlites contiguos, haciendo posible questos utilicen las mismas frecuencias de radio mltiples veces, lo que aumenta lacapacidad de comunicacin desde y hacia la rbita geoestacionaria.

Las estaciones de bajo trfico bidireccional que se comunican por medio de unsatlite pueden ser miles, y las de recepcin directa de seales de televisin puedenser millones, por lo que resulta muy importante el ahorro en su costo individual y enla inversin total en ellas, evitando el empleo de dispositivos de seguimiento de lossatlites que se usan para la orientacin continua de las antenas, adems de laconveniencia y la reduccin de las probabilidades de fallas que se logra por estasimplificacin.

Sin embargo, en un sistema de varios satlites geoestacionarios, las antenas dealto trfico de estaciones terrenas de servicio pblico, cada una de las cuales loentregan a numerosos usuarios mediante enlaces terrenales, comnmente estndotadas de dichos dispositivos de rastreo o seguimiento, para evitar prdidas deseal, y para poder cambiar fcilmente su apuntamiento hacia otro satlite en caso defallas, o en caso de necesidad de redistribucin del trfico entre las naves. Talesestaciones son poco numerosas en cualquier pas.

En cuanto un satlite est en condiciones de operar, se pueden instalarestaciones para comunicarse por medio de l, en cualquier parte de su zona decobertura, en un tiempo muy corto. Esta ventaja es ms apreciable para el caso deredes privadas en los pases en que stas se autorizan, debido a que la comunicacinentre dos estaciones cualesquiera puede realizarse mediante un solo salto Tierra-satlite-Tierra, sin pasar por otras estaciones u otros medios de comunicacin. Laposibilidad de una cobertura total, directa, inmediata y simultnea en un extensoterritorio es una de las grandes ventajas de los satlites de comunicacin, deimportancia mxima para los servicios mviles y de difusin.

Un satlite con una posicin asignada en la rbita geoestacionaria puede conservarla sin

desviarse de ella ms de 0.05 en acimut y en elevacin. Esta precisin en su posicin se logramediante varios dispositivos impulsores ubicados en el satlite, los cuales ejercen fuerzas de cortaduracin y de baja intensidad sobre l, en las direcciones que se requiera, activados en formaautnoma o por medio de seales de mando enviadas desde la Tierra, para contrarrestarperidicamente las desviaciones de posicin causadas por las diversas fuerzas externas que loafectan. A la distancia que se encuentra de la Tierra, un satlite geoestacionario puede desplazarsedentro de un rectngulo de aproximadamente 70 Km por lado antes de salir de los lmites tolerados.


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En contraste, los sistemas terrenales como las redes de microondas y de cablesde fibras pticas, aunque se extiendan por un territorio del tamao del de la huella deun satlite tienen una cobertura de puntos especficos, y dejan grandes reas sincubrir. Adems, normalmente requieren de un programa de desarrollo de varios aospara completarse, deben contar con estaciones de alimentacin de energa y dereprocesamiento de las seales a intervalos regulares, y se tienen que conectar conredes locales de distribucin dentro de las ciudades. Todas estas etapas de desarrolloy conexin pueden introducir en los servicios que prestan inconvenientes y dilacionespara obtener el servicio inicial, y para la recuperacin del mismo despus de fallas,as como implicar ms de una empresa en la operacin y conservacin de las redes,adems de dificultar los cambios que requieran los usuarios en su estructura decomunicacin.

Por otro lado, las redes terrenales no pueden transmitir a un costo competitivouna seal unidireccional nica, como las de televisin, de manera simultnea a ungran nmero de destinos, aunque solo haya decenas de puntos de recepcin en unaextensa cobertura deseada, mucho menos si se trata de miles o millones de ellos,como lo requieren algunos servicios de difusin.

Debido a la facilidad para la instalacin y retiro de las estaciones terrenas msmodernas de comunicacin bidireccional para servicios fijos, y a su costo actualrelativamente ms bajo, la comunicacin por satlite es muy til para servicios nopermanentes en zonas donde no se prestan an los servicios pblicos terrenales demayor demanda y desarrollo, como en muchas reas rurales.

Las redes de radiocomunicacin mvil, como las de telefona celular,generalmente no pueden, debido a obstculos naturales, tener la cobertura total de unrea geogrfica grande, incluso instalando mltiples estaciones repetidoras en lugareselevados, por lo que conseguir la cobertura deseada puede requerir un largo procesode desarrollo, o no ser viable desde el punto de vista econmico.

Debido a que los satlites pueden prestar servicios mviles en el mar, tierra yespacio areo, sin lmites de cobertura, al desarrollo de nuevas tecnologas, y a unamayor aceptacin poltica de la concepcin de servicios comerciales privados porsatlite de cobertura global en casi todas las naciones, su potencial en este mercadoha aumentado en forma extraordinaria en los ltimos aos para la comunicacin entransportes terrestres, areos y martimos, e incluso para la comunicacin personalcon terminales porttiles muy ligeras, acaparando muchos de los proyectos detelecomunicacin ms ambiciosos del momento actual.

Los servicios mviles comerciales por satlite se han prestado durante muchosaos empleando la rbita geoestacionaria, pero debido a dos ventajas operativasparticulares de los satlites de rbitas ms bajas*, junto con razones econmicas y de

*Debido a su distancia a la Tierra, los satlites en la rbita geoestacionaria introducen unretardo entre la emisin de una estacin terrena y la recepcin en otra de aproximadamente 1/4 desegundo, que en algunos servicios, como los de telefona, puede considerarse una degradacin de la


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diseo, los nuevos sistemas de satlites de cobertura global para servicio mvil seestn concibiendo para rbitas bajas. El perodo de circunvolucin de un satlite nogeoestacionario es tpicamente desde menos de 2 hasta 12 horas, segn la altitud dela rbita, teniendo una cobertura geogrfica en constante movimiento, como semuestra en la figura 1.3, por lo que desde cualquier punto sobre la Tierra solo sepuede establecer comunicacin con cada uno de los ms bajos durante pocos minutosen cada ocasin. Para poder establecer comunicaciones sin interrupcin entre dosestaciones terminales mviles que no estn al mismo tiempo al alcance de uno deellos, deben constituir un sistema con numerosas naves de cobertura traslapada quese enlacen en el espacio, o que para ese propsito se apoyen en una red terrenal.

Figura 1.3. Cobertura en movimiento de un satlite de rbita baja

Una empresa propietaria y operadora de satlites no es necesariamente la queproporciona los servicios a usuarios finales, sino que puede vender o alquilarcapacidad de comunicacin de sus satlites a otras prestadoras de servicios pblicos,como las de televisin por cable; las cadenas de televisin para transmitir sus sealesa estaciones llamadas repetidoras, que a su vez las redifunden al pblico; las

comunicacin. Este inconveniente no se presenta en los satlites ubicados en las llamadas rbitasmedias y bajas, porque se encuentran a distancias mucho menores, siendo el retardo pequeo ysubjetivamente imperceptible en telefona. Otra de las caractersticas de estas rbitas es que puedeexistir un nmero ilimitado de ellas, por lo que, si es necesario, se disean para cubrir las regionespolares que no es posible servir desde la geoestacionaria. Adems, desde otro punto de vista, puedencontar con antenas para mltiples reutilizaciones de frecuencias, cuya fabricacin sea menos difcil ycostosa que la de las equivalentes para la rbita geoestacionaria, debido a la mayor anchura de sushaces para igual cobertura que desde aquella.


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empresas telefnicas; y otras que utilizan los satlites para apoyar sus servicios enciertos tramos de los enlaces de comunicacin de sus redes.

Tambin, debido a la facilidad para establecer redes de estaciones terrenas dedistintos niveles de trfico, con opcin de diversas configuraciones y tecnologas, sinlimitaciones de cobertura y bajo el control total del usuario, la comunicacin porsatlites ha sido atractiva para muchas empresas, a fin de establecer redes propiasdiseadas para las necesidades de su comunicacin interna. En el caso de losgeoestacionarios esto se puede lograr arrendando la capacidad necesaria directamentedel propietario del satlite, o de sus agentes, o pagando solo el servicio de una red adhoc que otra organizacin dedicada a estas actividades y seleccionada libremente leproporcione, en los pases en que la reglamentacin permite ambas cosas, gracias ala desregulacin que se ha venido extendiendo y profundizando en distinto grado encasi todo el planeta.

Es de notarse que la capacidad de trfico planeada para un satlite o para unconjunto de satlites en la rbita geoestacionaria, a fin de prestar servicios en unazona de cobertura o huella determinada, no depende de la ubicacin de las redes deestaciones terrenas que operen en dicha regin a travs de l o de ellos, sino deltrfico total que requiera el conjunto de los servicios. Tampoco es necesario prevercon rigor una proporcin determinada de cada uno de los tipos de circuitos o canalesde comunicacin que vayan a utilizarse en un satlite no especializado. Lo anterior sedebe a la inherente flexibilidad de los satlites de comunicacin, que los hacerelativamente tolerantes a los errores de planeacin, ya que en una misma coberturase compensan los errores de falta o de reduccin de demanda con los de exceso enotras zonas, aunque se trate de distintos servicios.

En cambio, las redes terrenales deben planearse tomando en cuenta la ubicacinespecfica de la demanda dentro de la regin en que van a prestarse los servicios, yaque generalmente no es posible, o puede resultar muy costosa la reubicacin detramos de una red, en caso de que la demanda real difiera de lo previsto. Adems,como en ellas es imposible la cobertura total, y los tramos de enlace tienen distintajerarqua, con capacidades decrecientes hacia los puntos terminales, puede resultarno redituable extender los servicios a muchos puntos terminales de muy bajo trfico.

A pesar de las caractersticas mencionadas de flexibilidad, que reducen losriesgos de planeacin de los satlites, en este aspecto tienen que enfrentar un riesgodistinto, que consiste en la probabilidad de falla de su lanzamiento a la rbita dedestino, la cual es aproximadamente 5% en la actualidad.

A diferencia de los sistemas terrenales, la capacidad de comunicacin porsatlite no puede desarrollarse en forma gradual, por medio de programas anuales deampliacin, si un sistema geoestacionario, por sus requerimientos y objetivos, solopuede contar con uno o dos satlites en una huella. Esta caracterstica implica, paralos sistemas nacionales pequeos o que vayan a proporcionar servicios a un grupo depocos pases con trfico no muy alto, que el costo de la inversin inicial corresponda


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a la capacidad final de trfico requerida, aunque por varios aos no pueda ocuparseen su totalidad.

Sin embargo, un operador de satlites como la Organizacin Internacional deTelecomunicaciones por Satlite INTELSAT, que cuenta con varios satlites paracubrir cada una de las tres regiones ocenicas, y que en caso necesario puede moversatlites de una regin ocenica a otra, est en posibilidad de aumentar en una formarelativamente gradual la capacidad total de trafico en una zona de coberturadeterminada, en proporcin al trfico total que maneja, y eventualmente de reducirlaintencionalmente, lo cual le permite una mejor utilizacin de sus recursos.

No es fcil hacer una comparacin general de la capacidad de servicio de lossatlites de uso mltiple con la de redes terrenales, por sus diferencias estructurales,y solo es posible para servicios concretos con caractersticas especficas. Lacomparacin ms favorable para las redes terrenales es la comunicacin de altotrfico punto a punto, como la comunicacin bidireccional entre centrales telefnicasde distintas ciudades, ya que cada enlace entre dos puntos requiere tanto en las redespor satlite como en las terrenales dedicar al menos algunas unidades de equipoespecficas para cada uno de ellos.

La comparacin es ms favorable a los satlites para el caso de seales en unsolo sentido. Por ejemplo, para enviar una seal de televisin por satlite de su origena cincuenta estaciones repetidoras en igual nmero de ciudades de un pas solo serequiere ocupar cuando ms una unidad bsica de comunicacin o transpondedor delsatlite. En cambio, hacerlo por una red terrenal desde un nodo a otros cincuentapuede requerir numerosos enlaces con capacidad para un canal de televisin,dependiendo de su configuracin, ya que a partir del nodo de origen debeencaminarse la seal por varias rutas apropiadas para llegar a todos los destinos, yen algunos sitios ramificarse nuevamente.

Adems, usualmente cualquier parte de la capacidad de un satlite puedeutilizarse para comunicacin bidireccional o unidireccional en el momento que serequiera, lo que generalmente no es posible en las redes terrenales. Asimismo, elorigen de una seal de un punto a mltiples destinos puede ubicarse en cualquier sitiodentro de la huella del satlite y cambiarse de ubicacin sin limitaciones cuando seanecesario. Por todo lo anterior, en un ejemplo extremo, un satlite de comunicacinpuede dedicarse a la difusin directa de televisin por subscripcin transmitiendocerca de 100 programas simultneos, que pueden ser originados al mismo tiempodesde varios puntos cualesquiera dentro de la huella y recibidos por un nmeroilimitado de usuarios en cualquier parte de la misma, lo cual sera imposibleproporcionarlo por medio de redes terrenales.

La vida til planeada de los satlites comerciales destinados a la rbitageoestacionaria, para una posicin estrictamente controlada, es de 10 o ms aos en


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la actualidad*. Esta duracin en servicio est determinada en forma ineludible por ladel propulsante que les permite conservar su posicin en la rbita original, y enforma parcialmente aleatoria por el deterioro de las bateras o de las clulas solares,as como, con menor probabilidad, por la posible falla de otras partes de la naveespacial. La vida til de los satlites en rbitas bajas es mucho menor que la de losde la rbita geoestacionaria, principalmente por el agotamiento de su dotacin depropulsante y por un mayor deterioro de sus bateras a causa del gran nmero deeclipses que les ocurren durante cada ao.

Al terminar su vida til, los satlites que operan en la rbita geoestacionariadeben ser desactivados y colocados en una rbita cuando menos 150 km ms alejada(preferiblemente 300 km o ms), quedando a la deriva sin control, formando parte delos despojos espaciales de la Tierra creados por el hombre, junto con otros satlites,cohetes, y sus fragmentos, por lo que existen en rbita miles de objetos identificadosde 10 centmetros o ms de dimensin mxima, y millones de tamao mayor a 1milmetro, tanto de satlites como de vehculos de lanzamiento. Tales despojos sonpeligrosos para las naves activas aunque tengan dimensiones de pocos milmetros, yaque una parte de ellos transita a alta velocidad relativa por o a travs de las rbitasocupadas, acercndose tambin muchos de ellos a la Tierra a la que finalmentepueden caer por los efectos progresivos de la friccin atmosfrica.

1.2 FUNCIONAMIENTO BSICO DE UN SATLITE

Un satlite puede dividirse en dos partes fundamentales para su operacin: elconjunto de equipos y antenas que procesan las seales de comunicacin de losusuarios como funcin substancial, denominado carga til o de comunicaciones, y laestructura de soporte, con otros elementos de apoyo a la mencionada funcin,denominada plataforma. Existe una interaccin precisa entre ambas partes que debepreservarse y controlarse en todo momento.

* La vida til de un satlite diseado para operacin geoestacionaria puede prolongarsedespus durante algunos aos si cerca del final de su vida planeada se opera en rbitas sincrnicasinclinadas respecto del plano del ecuador, con lo cual puede ahorrase hasta 90% o ms delcombustible consumido por ao. Esta modalidad de operacin puede ser conveniente encircunstancias particulares, principalmente para satlites que se comunican con estaciones terrenasde relativamente alto trfico y no muy numerosas, ya que las que cuentan con antenas de altaganancia deben estar dotadas o dotarse de sistemas de rastreo o seguimiento del satlite paramantener la comunicacin. El mtodo empleado para lograr este propsito consiste en controlar laderiva del satlite en las direcciones Este y Oeste, para evitar que se acerque a otros satlitesgeoestacionarios e interfiera sus servicios, y no corregir las desviaciones Norte y Sur que representanla inclinacin creciente de la rbita debida a efectos del Sol y la Luna. Esto produce una oscilacinde la nave vista desde la Tierra, con un ciclo de 24 horas, la cual aumenta hasta cerca de 1 por ao,previndose la operacin adicional generalmente hasta por unos cinco aos.


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La carga til tiene el amplio campo de accin de la cobertura de la huella delsatlite y del empleo de las ondas de radio en una extensa gama de frecuencias queconstituyen la capacidad de comunicacin al servicio de los usuarios, en tanto que laaccin de los elementos de la plataforma no se extiende fuera de los lmites delpropio satlite, salvo en la comunicacin con su centro de control. A su vez, elllamado centro de control acta recprocamente tanto con la carga til como con laplataforma, para adecuar el funcionamiento del satlite a las necesidades deoperacin y a los servicios contratados por los usuarios.

La plataforma puede dividirse para su anlisis funcional en varios subsistemasque apoyan la operacin satisfactoria de la carga de comunicaciones como muestrala figura 1.4.

La estructura de la plataforma sirve de soporte tanto para sus dems elementoscomo para la carga til. Debe tener la suficiente resistencia para soportar las cargasestticas y vibraciones del lanzamiento, y paradjicamente, a la vez el menor pesoposible, lo cual se logra conciliando sus parmetros de fiabilidad. Est construidacon aleaciones metlicas ligeras y con compuestos qumicos tanto de alta rigidez ybajo coeficiente de dilatacin trmica, como resistentes al deterioro en el espacio,entre otras de sus caractersticas ms requeridas.

Figura 1.4. Subsistemas de un satlite de comunicacin

La frecuencia de una onda electromagntica es el nmero de ciclos completos de la inversin

de la polaridad en cada segundo de los que se denominan su campo elctrico y su campo magntico,teniendo como unidad de medida el Hertz (ciclo por segundo). Los intervalos de frecuencias conlmites establecidos convencionalmente se denominan bandas, y el conjunto de todas las frecuenciasy consecuentemente de todas las bandas se denomina espectro radioelctrico. Los satlites puedenrecibir y transmitir simultneamente un gran nmero de ondas electromagnticas de distintafrecuencia.


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Los sistemas de propulsin pueden incluir un motor de apogeo que permita alsatlite llegar a su rbita de destino despus de ser liberado por el vehculo delanzamiento si ste no lo hace directamente. Si el satlite debe ubicarse en unaposicin determinada de la rbita geoestacionaria, y los servicios de lanzamientoutilizan un vehculo que solo sea capaz de dejarlo en una rbita elptica con apogeocercano a aquella, una opcin de diseo permite programar una serie de encendidosbreves de dicho motor (cuando ste utiliza combustible lquido), cuando menos en elapogeo, para llevarlo por aproximaciones sucesivas a la rbita circular prevista, alincrementarse progresivamente la altitud del perigeo.

Una vez en la rbita y emplazamiento deseados, las correcciones a lasdesviaciones fuera de ellos, debidas a las perturbaciones causadas por el Sol, la Lunay la propia Tierra se realizan principalmente mediante pequeos impulsores, cuyonmero depende del tipo de satlite, los cuales pueden emplear propulsantes lquidos,gas o iones. En los satlites geoestacionarios tpicos los propulsantes qumicosrequeridos para conservar su posicin durante su vida til representan del 20 al 40 %de masa adicional a la de la nave sin combustible, o masa seca, en misiones de 10 a15 aos.

El subsistema de control de orientacin o actitud est constituido por loscomponentes que permiten conservar la precisin del apuntamiento de la emisin yrecepcin de las antenas del satlite dentro de los lmites de diseo, corrigiendo nosolo las desviaciones de stas por dilatacin trmica e imprecisin de montaje, sinode toda la nave en su conjunto. Para este fin cuenta con sensores y dispositivosgiroscpicos como referencia, y un procesador digital con algoritmos de correccinque le pueden permitir un amplio grado de autonoma de su funcin, y que incluyenel control de oscilaciones transitorias mediante amortiguamiento. Las correcciones deorientacin pueden realizarse por medio de los impulsores y por otros elementos abordo.

El subsistema de energa est constituido generalmente por clulas solares quealimentan los circuitos elctricos de la nave, las bateras que aseguran el suministrodurante los eclipses y los dispositivos de regulacin y adaptacin, que evitan tanto laintroduccin de pulsos en las lneas de alimentacin hacia la carga til como lasvariaciones de tensin que podran ser causadas por el ngulo de recepcin de losrayos solares, la mayor o menor distancia del Sol, o el deterioro de las clulas.

El sistema de telemetra permite conocer el estado de todos los demssubsistemas. Utiliza un gran nmero de sensores que detectan o miden estados decircuitos y variaciones de temperatura, presin, voltaje, corriente elctrica, etc.,convierte esa informacin en datos codificados, y los enva en secuencia al centro decontrol a travs de un canal especial de comunicacin, repitindose la secuencia aintervalos regulares. Esta informacin se utiliza para accin inmediata si fueranecesario, y se registra para su anlisis estadstico y detallado.


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El sistema de telemando permite enviar rdenes al satlite desde el centro decontrol a travs de un canal de comunicacin dedicado que se activa cuando stas setransmiten. Los comandos pueden tener efecto tanto sobre la carga til como sobre laplataforma, y solo son admitidos por el satlite mediante cdigos de seguridad queevitan su acceso ilegtimo, debido a las consecuencias catastrficas que puede tenerun comando inadecuado, y a que es fcil tener acceso al satlite no solo desdecualquier lugar dentro de la huella objetivo, sino, en condiciones propicias, desdecientos de kilmetros fuera de ella, si se emplea suficiente potencia en una estacinterrena transmisora.

Para evitar variaciones de temperatura extremas en los componentes del satlite,fuera de las toleradas para su adecuado funcionamiento y duracin, el subsistema decontrol trmico emplea conductos de calor y radiadores que lo disipan fuera de laplataforma. Tambin protege a las diversas partes de la nave de fro intenso durantelos eclipses o en reas no expuestas al Sol, por medio de calefactores elctricos, yemplea materiales aislantes para lograr el equilibrio trmico requerido dentro de lamisma. Los dispositivos de control interno permiten modificar las acciones trmicascuando es necesario.

Como se mencion anteriormente, un satlite de comunicacin puede operar enuna amplia gama de frecuencias. Las diversas bandas de frecuencias que puedenutilizar los satlites son determinadas (atribuidas, en la terminologa convencional deeste campo) por la Unin Internacional de Telecomunicaciones (UIT) en formaexclusiva para stos, o en forma compartida con otros servicios, quedando a cargo delos gobiernos de cada pas asignarlas a usuarios especficos. Para satisfacer lasnecesidades mundiales de comunicacin, cada banda de frecuencias puede serutilizada simultneamente por muchos pases, con las debidas precauciones tcnicaspara evitar interferencias que pueden originarse, entre otras causas, por la dificultadde limitar las radiaciones solo a las reas de servicio. Cuando por las interferenciasque se originaran no es posible el uso simultneo de toda una banda por cada uno delos pases de una regin, se puede realizar una planificacin regional para utilizarlaen fracciones distribuidas entre los pases de la misma, aprobada por ellos, que quedaregistrada por la UIT. Para evitar interferencias mutuas a los servicios de dos pasescercanos, se realizan coordinaciones especficas caso por caso, que pueden sercomplementadas por convenios bilaterales.

Un satlite o sistema de satlites puede operar en una o ms de las bandasatribuidas a los servicios de satlite, dependiendo de las necesidades de capacidad detrfico, en su caso de las bandas que se hayan empleado en la generacin anterior desatlites del mismo sistema, de los servicios que se pretenden prestar, en ciertamedida de las condiciones climticas de la zona de servicio, y de las posibilidadestcnicas de ocupacin de una rbita o de una posicin orbital sin causar

El apndice C contiene una breve descripcin de la naturaleza y las funciones de la Unin

Internacional de Telecomunicaciones.


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interferencias a otros satlites. Cada banda de frecuencias dispone de una parte de lamisma para los enlaces ascendentes Tierra-satlite y otra para los enlacesdescendentes satlite-Tierra, a fin de evitar interacciones inconvenientes. Cadaunidad bsica de la carga til o transpondedor recibe las emisiones desde la Tierracomo enlaces ascendentes, las amplifica para compensar la enorme prdida en elespacio, realiza la transposicin o conversin de sus frecuencias y las devuelve atierra como enlaces descendentes, operando en fracciones diferentes de la banda quelos dems transpondedores (salvo en los casos de reuso de frecuencias en el mismosatlite), como muestra la figura 1.5.

Figura 1.5. Funciones mnimas de los transpondedores

Adems de las funciones mnimas mencionadas, si se requiere, la carga tilpuede disearse para realizar la conmutacin de seales a bordo y otros tipos deprocesamiento, as como la comunicacin con otros satlites.

La parte del espectro de radiofrecuencias atribuido por la UIT a lacomunicacin por satlite para cada uno de los tipos de servicio mvil por satlite(SMS), fijo por satlite (SFS), difusin (SRS), o entre satlites (SES), comprendeporciones en el intervalo de aproximadamente 0.1 a 400 GHz. Actualmente, ms del90% de la capacidad de comunicacin en rbita para fines comerciales se utiliza parael servicio fijo por satlite en la gama de frecuencias de 3.4 a 14.8 GHz(principalmente en las llamadas bandas C y Ku), considerando el nmero de satlitesque las emplean y la reutilizacin de frecuencias en muchos de ellos.

Para sus propios fines reglamentarios, la UIT considera tres regiones en elmundo: la regin 1, que abarca frica, los pases Arabes, Europa y los pases queanteriormente constituan la URSS; la regin 2, que abarca los pases de Amrica; yla regin 3, que incluye a Asia y Oceana, existiendo algunas diferencias menores enla atribucin de frecuencias para cada regin y excepciones registradas por pases enforma individual.

Por razones prcticas, a las bandas de frecuencias ms comunes para el serviciopor satlite se les designa por fabricantes de equipos, operadores de satlites yusuarios por medio de letras empleadas originalmente para radar, aunque no sonutilizadas oficialmente por la UIT. De acuerdo con estas siglas, las principales


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bandas para los servicios por satlite son las mostradas en el cuadro 1.1 para laregin 2 (Amricas), como ejemplo.

Cuadro 1.1. Designaciones de bandas

Banda Ejemplos de atribucin (GHz)* Designacin alternativaL 1.525-1.71 Banda de 1.5 GHz

S1.99- 2.202.5-2.69

Banda de 2 GHzBanda de 2.5 GHz

C3.4-4.2, 4.5-4.8,

5.15- 5.25, 5.85-7.075Banda de 4/6 GHzBanda de 5/7 GHz

X 7.2-8.4 Banda de 7/8 GHz

Ku 10.7-13.25, 13.75-14.8 Banda de 11/14 GHz, Banda de 12/14GHzKa 27.0-31.0 Banda de 30 GHz* A frecuencias ms bajas se utiliza otra forma de designaciones y abreviaturas.

1.3 CONSTITUCIN DE UN SISTEMA DE SATLITES

Establecer un sistema comercial para servicios de comunicacin por satlite implicaun proyecto de gran magnitud que en el momento actual requiere de la evaluacin dela demanda potencial del mercado, y de la cada vez ms amplia competencia no solode otros medios de comunicacin, sino de otros sistemas por satlite, anlisis de lastendencias de desarrollo de los servicios, de las opciones tecnolgicas viables y de sumadurez, as como de un diseo adecuado del plan de negocios, entre otrascuestiones.

Hace tres dcadas el nico sistema comercial de comunicacin por satlite era elde la Organizacin Internacional de Comunicaciones por Satlite INTELSAT, que seha desarrollado en forma muy importante desde entonces y que an constituye elsistema ms grande, con 20 o ms satlites de gran capacidad en operacin. En losltimos aos los nuevos proyectos de sistemas satelitales han sido muy influidos porla generalizacin de lo que se ha venido denominando desregulacin de los servicios,que abre considerablemente las posibilidades de participacin de las empresastecnolgicas y operadoras privadas en la prestacin de los servicios a escala mundial.

En el caso de los sistemas mviles de rbitas bajas en proyecto o en operacin,todos ellos de cobertura mundial por las razones que se exponen en otros captulos,la cantidad de los contendientes, la importancia de los proyectos, y el desarrollo deotros tipos de servicios mviles hace prever que algunos de los primeros no podrnllegar a realizarse, y algunos de los sistemas que logren iniciar operaciones tendrnun difcil desarrollo y enfrentarn altos riesgos. El xito de los proyectos


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probablemente depender de una slida tecnologa, de un plan econmico conadecuadas caractersticas de sensibilidad, de una relativamente rpida integracin ypuesta en servicio, y de una estructura de la inversin y control suficientementeaceptable desde el punto de vista poltico, ya que es necesaria la participacin deempresas de mltiples pases.

Un sistema de comunicacin por satlite consiste de uno o ms satlites, uno oms centros de control de los mismos, y de estaciones terrenas que se comunicanentre s a travs de aquellos. Un sistema constituido por un solo satlitegeoestacionario, un centro de control y un nmero indeterminado de estacionesterrenas se ilustra en la figura 1.6

El satlite recibe seales de las estaciones terrenas, las convierte y las transmitea la zona o zonas de cobertura. Otras funciones incluyen la recoleccin de datos desu propio funcionamiento y su transmisin al centro de control mediante elsubsistema de telemetra y el control autnomo de diversas partes de los demssubsistemas. En un sistema ms grande, si lo determinan los requisitos de diseo,puede tener comunicacin directa con otros satlites.

El centro de control tiene como funcin principal vigilar el estado de todos lossubsistemas del satlite, y mediante seales de telemando al mismo, conservar dentrode los valores tolerados todos los parmetros esenciales para su buenfuncionamiento. Entre otros, deben conservarse dentro de tolerancia los parmetrosde posicin y apuntamiento mediante maniobras programadas. En caso depresentarse condiciones de falla, valores fuera de tolerancia y otras anormalidades,debe realizar diversas comprobaciones, y si es necesario utilizar procedimientos deemergencia y reemplazar algunas de las funciones autnomas del satlite, con elobjeto de restablecer las condiciones normales de operacin.

Figura 1.6. Partes constitutivas de un sistema de comunicacin por satlite


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Adems, el centro de control tiene una variedad de funciones adicionales, comoactivar o modificar las configuraciones alternativas de operacin respecto deconectividad y coberturas, estimar el combustible remanente en el satlite y generarinformacin para los usuarios sobre riesgo prximo en las comunicaciones o sobreinterferencias que se hayan presentado, y opcionalmente participar en las maniobrasde la rbita de transferencia de los nuevos satlites del propio sistema o de otrossistemas despus de ser liberados por el vehculo de lanzamiento, si el equipamientode la estacin lo permite, actividad que puede ser posible gracias a la capacidad,experiencia y extenso entrenamiento del personal con que cuente . Todas lasfunciones las realiza por medio de una instalacin compleja de equipos de cmputo,de medicin, de registro, de anlisis y de telemando, y de la estacin terrena detelemetra, telemando y seguimiento (TT y S, en ingls: TTAC). Los sistemas desatlites de rbitas diferentes a la geoestacionaria generalmente requieren de ms deun centro de control.

La funcin de las estaciones terrenas de trfico es transmitir, recibir o transmitiry recibir seales de comunicacin de o hacia otras estaciones a travs del satlite.Tambin pueden existir estaciones terrenas de control de red que principal oexclusivamente reciban y enven seales para permitir la comunicacin entre otrasestaciones de una misma red. Por otro lado, las estaciones de telemetra, telemando yseguimiento de los centros de control del sistema intercambian con los satlitesseales que no estn destinadas a otras estaciones. Por ltimo, hay estacionesterrenas que por razones de operacin, de economa o por otras circunstanciascombinan algunas de las funciones anteriores.

Un sistema de comunicacin que opera por medio de un satlite tiene unsegmento espacial y un segmento terreno. El segmento espacial est formado por el

Existen otras funciones que pueden ser realizadas por una unidad orgnica separada del

centro de control, relacionadas con la capacidad de comunicacin disponible o la contratada por losusuarios directos de los servicios del sistema. Estas funciones incluyen el apoyo a los usuarios parafacilitar y asegurar el correcto acceso a porciones adicionales de la capacidad mediante equipo demonitoreo de las comunicaciones, la vigilancia de que no haya alteraciones inconvenientes en lasseales enviadas al satlite, la deteccin de interferencias accidentales o acceso intencional noautorizado y la realizacin de pruebas de emisin de seales para fines de establecer o modificar losacuerdos de coordinacin con otros sistemas de satlites. En los sistemas ms completos existen entierra algunas unidades de equipo idnticas a las encontradas en la nave espacial, por ejemplotranspondedores completos, que permiten simular nuevas condiciones de operacin antes deautorizarlas en la operacin real del sistema. Por ltimo, recientemente se han perfeccionadosistemas comerciales que permiten determinar con precisin la ubicacin de una estacin terrenainterferente, los cuales pueden incorporarse a las actividades de vigilancia de las comunicaciones,mediante adquisicin de los equipos o mediante un contrato de servicio externo si el proveedorpuede proporcionarlo, y si lo permite el alcance de sus instalaciones a los satlites del operador.


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satlite y su centro de control, mientras que el conjunto de estaciones terrenas de lared que se comunican entre s, y a travs de las cuales en su caso es posible laconexin con las redes terrenales, constituye el segmento terreno.

Los sistemas de comunicacin por satlite pueden ser domsticos (nacionales)para servicio de un solo pas, o internacionales, que incluyen los de servicio global avarios continentes y los regionales para proporcionar servicio a un nmerorestringido de pases, aparte del aspecto de la estructura de propiedad del sistema, enel que en los ltimos aos se han abierto diversas opciones de participacin en losproyectos de sistemas globales, con implicaciones a largo plazo aun no bienexperimentadas.

Para establecer y operar un sistema comercial de comunicacin por satlite esnecesario cumplir un complicado proceso, con duracin de varios aos, que parte deun anlisis inicial de alternativas para atender necesidades de telecomunicacin, o dela visin empresarial de oportunidades de negocios, y que en alguna etapa seformaliza al aprobarse el programa dentro de la organizacin promotora.

Tpicamente, las etapas del programa incluyen, entre otras acciones, losiguiente:

Planeacin inicial del sistema con requisitos y especificaciones preliminares. Estudios de viabilidad tcnica y econmica, incluyendo la posibilidad de

ocupar posiciones en la rbita geoestacionaria, si es el caso. Investigacin y evaluacin de los ltimos avances tecnolgicos de posible

aplicacin al sistema en proyecto como alternativa a tecnologas maduras. Determinacin de las caractersticas definitivas tcnicas, de organizacin del

sistema y sus servicios, y de estructura de la inversin. Acopio de los recursos financieros. Autorizacin inicial del programa por las agencias gubernamentales de

comunicaciones del pas sede, las cuales, si es el caso, debern iniciar laentrega de la documentacin pertinente a la Unin Internacional deTelecomunicaciones.

Preparacin y expedicin de la solicitud de ofertas para los satlites y centrode control.

Evaluacin de las propuestas y negociacin del contrato de suministro. Coordinacin del programa con la Organizacin de Telecomunicaciones por

Satlite INTELSAT (en la mayora de los casos), y con una organizacinoperadora de un sistema regional si corresponde, as como complemento delas gestiones ante la Unin Internacional de Telecomunicaciones para iniciarla coordinacin con otros pases.

Coordinacin tcnica con los operadores de otros sistemas internacionales ynacionales, si es el caso.


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Preparacin y expedicin de la solicitud de ofertas de los servicios delanzamiento, si no estn incluidos en el contrato de suministro de lossatlites.

Evaluacin de las propuestas de servicios de lanzamiento y negociacin delcontrato.

Construccin de los satlites, obras civiles y dems elementos del sistema,as como contratacin del suministro de los servicios de energa y de otrosrequeridos.

Desarrollo de los programas de entrenamiento del personal del operador, y ensu caso del de transferencia de tecnologa.

Lanzamiento, operaciones en la rbita de transferencia, pruebas en rbita yaceptacin del sistema.

Publicidad y comercializacin. Iniciacin de la operacin, y desarrollo de un programa de asistencia tcnica

del fabricante al operador.

Las etapas de la lista anterior no corresponden necesariamente a la secuencia deun programa especfico, y algunas de ellas pueden realizarse en forma simultnea.

Desde la concepcin del proyecto hasta la iniciacin de la operacin puedentranscurrir de 4 a 6 o ms aos, aunque excepcionalmente puede reducirse si unsistema se inicia mediante la adquisicin de un satlite en operacin o en tierra quepuede ser excedente de otro sistema, o de la cancelacin de un pedido anterior a unfabricante, aun cuando sus caractersticas tcnicas no sean ptimas. Tambin esposible arrendar temporalmente un satlite que se encuentre en rbita. La solaintegracin y pruebas en planta de un satlite comercial grande puede requerir entre 2y 3 aos, debido a que algunas de sus partes tienen tiempos de entrega de ms de unao (para los satlites de mayor tamao y potencia) y a la complejidad tanto de lapropia integracin como de las pruebas de sus componentes y de la nave en suconjunto.

Aun cuando las etapas del proceso de ejecucin del programa son similares a lasde cualquier otro de gran importancia, el sistema ms sencillo incluye diversasinstancias de gestin ante las ms altas autoridades gubernamentales en el rea decomunicaciones de cuando menos un pas, as como ante un mnimo de dosorganizaciones internacionales, y la coordinacin de algunos aspectos entre dos oms gobiernos nacionales. Estas gestiones no son un simple requisito burocrtico, ypueden requerir largo tiempo y presentar complicaciones, ya que estn basadas en losriesgos de causar interferencias a otros servicios, o de afectar intereses econmicos opolticos en otros pases.

Uno de los aspectos potencialmente conflictivos desde el punto de vistaeconmico y poltico es la saturacin de la rbita geoestacionaria, con ms de 200satlites operativos y en proyecto, que dificulta la coordinacin para el uso de


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posiciones en ella. En los ltimos aos se han presentado casos de solicitudes yregistro de posiciones orbitales como medio para obtener recursos econmicos, enuna forma que puede considerarse especulativa. Por contraste, tambin se hacengrandes esfuerzos por lograr un uso ms eficiente de la rbita geoestacionaria,mediante negociaciones entre pases interesados .

Por supuesto, un proyecto ms amplio, aun cuando consista en un sistemaconjunto para servicio de pocos pases, promovido por sus gobiernos, o por empresasprivadas de los mismos, agrega complejidades debidas a la necesaria coordinacin enaspectos tales como la aportacin de los recursos requeridos que le corresponde acada uno, el programa de la disponibilidad de los mismos y su origen, la sede de laoficina matriz, la estructura orgnica y el origen nacional del personal ejecutivo de laentidad operadora, as como el impacto del sistema sobre los operadores de otrosservicios en la zona de cobertura que cuenten con algn grado de proteccin.

Parte de las gestiones y coordinaciones las deben realizar los propiospromotores del proyecto, y otra parte el gobierno del pas sede del mismo ante losorganismos internacionales y ante los dems gobiernos que sea necesario, o que losoliciten por la posible afectacin a programas futuros o a sistemas ya establecidospor sus nacionales. Aun cuando la mayora de las gestiones o negociaciones influyenen la fecha en que puede iniciarse la operacin del sistema, sta puede proceder enalgunos casos aunque no se hayan concluido algunas de aquellas.

Tanto los satlites como los vehculos desechables para su lanzamiento (cuandose utilizan de este tipo) se construyen bajo una orden especfica, cuya duracin estsujeta a retrasos imprevistos en mayor proporcin que en otro tipo de proyectos, porejemplo, cuando se detectan deficiencias en satlites en operacin que contengan losmismos componentes bsicos que el que est en construccin, y se determina que esnecesaria una investigacin para identificar la causa, lo que eventualmente originatambin que se deban substituir algunos por otros que proporcionen mayor seguridadde funcionamiento.

En el caso de la falla de un vehculo de lanzamiento durante un vuelo se puedepresentar una repercusin doble sobre los siguientes vuelos del mismo tipo devehculo, ya que mientras se investiga la causa de la falla se suspende el programa delanzamientos correspondiente, y en caso de detectarse en una imperfeccin oinsuficiente margen de seguridad en un componente, es necesario esperar sureemplazo despus de que sea corregido el diseo y fabricado el nuevo. Sin embargo,cuando menos en cierta medida, es posible la recuperacin del tiempo de lanzamiento

Por ejemplo, el convenio trilateral entre Canad, Estados Unidos de Amrica y Mxico para

el reacomodo de posiciones orbitales, revisado a fines de los aos 80, que tuvo como consecuencia lareduccin de la separacin entre satlites de Canad y Mxico a solo 1.9.


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de los satlites para los que el mismo est programado mucho tiempo despus de lafalla de un lanzador de igual tipo.

Un factor mayor de incertidumbre respecto a la fecha de iniciacin deoperaciones es la probabilidad de falla del lanzamiento, la cual actualmente es dealrededor del 5%, o la del propio satlite durante el mismo o poco tiempo despus, yaque ambas son relativamente altas, mucho mayores que las probabilidades de fallasimportantes de operacin del satlite durante su vida til, a pesar de los progresosrealizados durante dcadas de experiencia en el perfeccionamiento de ambos.Cualquiera de dichos acontecimientos implica un retraso que depende en cierto gradode las precauciones que se hayan tomado para el caso, como el haber adquiridocomponentes adicionales cuyo tiempo de entrega sea prolongado, con el propsito deintegrar un nuevo satlite en menor tiempo, o incluso contar con un costosoreemplazo completo del satlite en tierra, as como de que sea posible un programacondicional de emergencia en los calendarios del fabricante y de los servicios delanzamiento.

Una desventaja de un sistema de solo uno o dos satlites para la misma zona deservicio consiste en el riesgo potencial de falla total de un satlite en rbita cuando yaest operando. Este tipo de riesgo es de baja probabilidad, pero las consecuencias deque se cumpla son muy importantes en un sistema pequeo, en tanto que en unsistema de varios satlites puede enfrentarse, aun cuando no se cuente con un satlitede reemplazo, mediante reacomodo de trfico entre ellos segn las prioridadesestablecidas en un plan de emergencia, y tiene las menores consecuencias en unsistema global de rbita baja para servicios mviles.

1.4 DESARROLLO DE LA COMUNICACIN POR SATLITENo puede tenerse una imagen completa de la comunicacin por satlite sin consideraraunque sea someramente su desarrollo histrico, por lo que en este ttulo se describenbrevemente algunos de sus aspectos. Por razones de espacio se omiten numerososeventos importantes, especialmente relativos a los satlites de cobertura nacional demuchos pases, despus de mencionar los pocos que iniciaron sus servicios al pblicoentre 1965 y 1976, ya que sera prolijo incluirlos.

La resea siguiente est orientada principalmente hacia desarrollos notablesrelacionados con la comunicacin para servicios comerciales por satlite, aunquedurante los aos de 1958 a 1963 se realizaron los primeros experimentos mediantesatlites cientficos construidos en diversos pases, los cuales fueron determinantespara conocer mejor las caractersticas del espacio exterior, y cuando menos su efectoinmediato sobre los dispositivos y materiales que podran ser utilizados en lossatlites comerciales. Por supuesto, aun contando con la informacin recopiladadurante ms tres dcadas, el estudio cientfico del espacio ha continuado y continuarsin tregua.


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Como se mencion anteriormente, en 1945 Arthur C. Clarke concibi unsistema de comunicacin de tres estaciones espaciales de cobertura global en rbitasincrnica, descrito en un artculo proftico en la revista Britnica Wireless World.En esa poca no era posible materializar la idea propuesta, principalmente porque nose contaba con un vehculo de lanzamiento suficientemente potente para lograrlo, locual era indispensable para realizar los experimentos que permitieran conocer mejorlas condiciones del espacio exterior y desarrollar la tecnologa para la supervivenciay el control de la plataforma.

En 1957 se lanz el satlite artificial Sputnik-1 de la URSS, detectndose lasprimeras seales radioelctricas de telemetra transmitidas por un satlite artificial dela Tierra. A continuacin de dicho evento se intensific el desarrollo de diversosproyectos de satlites de rbitas bajas.

En 1958 se lanzaron el primer satlite cientfico de EUA, el Explorer I, y elScore del mismo pas, el primero usado para la comunicacin de voz, con unrepetidor diferido que reciba mensajes de la Tierra, los almacenaba en cinta y lostransmita posteriormente.

En 1960 se lanz el satlite Echo 1 de EUA que realiz la retransmisin pasivade estacin terrena a estacin terrena de seales telefnicas, mediante la reflexin delas emisiones desde la Tierra en su superficie metalizada en forma de globo, de 30metros de dimetro. Poco despus, en ese mismo ao se realiz el primerexperimento de retransmisin activa empleando un amplificador a bordo en 2 GHzmediante el satlite Courier-1B de EUA en una rbita con Apogeo cercano a 1200Km de altitud, el primero con clulas solares para la retransmisin, demostrando lossubsistemas esenciales de comunicacin, energa, telemedida y telemando.

Telstar I de la compaa ATT de EUA fue lanzado en 1962, en una rbita conapogeo a 5600 Km de altitud, siendo el primer satlite con amplificador basado entubo de ondas progresivas y el primero que puede considerarse funcional y no soloexperimental, permaneciendo en operacin durante 7 meses. Despus, en ese mismoao, se lanz el satlite Relay 1 construido por RCA para la National AeronauticSpace Agency (NASA) de EUA, en una rbita con apogeo de 7400 km, operando enla banda C (6/4 GHz). Su altura era de 0.84m, con una antena omnidireccional,teniendo una masa de 78 kg.

Una cuestin que origin controversia y dudas en esos primeros aos fue larelativa a las rbitas ms adecuadas para la comunicacin por satlite. Algunospensaron que no era posible ubicar satlites en una rbita geoestacionaria, y otrosque sera muy costoso lograrlo, adems de las objeciones respecto al retardo detiempo de las seales, debido a su largo recorrido. Por otro lado, los satlites derbitas ms bajas tendran el inconveniente de requerir cuando menos dos o tresestaciones terrenas de enlace a las redes terrenales en cada sitio (que era el nico tipode estaciones previsto en esa poca), con sistemas de rastreo, y transferir


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peridicamente la operacin de un satlite a otro para mantener la continuidad delservicio.

En febrero de 1963 se fund COMSAT Corporation, promovida por el gobiernode los Estados Unidos de Amrica mediante el Decreto de Comunicaciones porSatlite expedido en 1962, constituyndose como la primera compaa dedicada atelecomunicaciones nacionales e internacionales por satlite.

En ese mismo ao se produjeron las primeras reglamentaciones internacionalespara las telecomunicaciones por satlite, en una Conferencia Extraordinaria deRadiocomunicaciones de la UIT.

Tambin en 1963, se lanz el satlite Syncom 2 de la NASA en una rbitageosncrona inclinada, construido por Hughes Aircraft Company, constituyendo elprimer satlite geosncrono operativo, el cual demostr la viabilidad tcnica y lacalidad del servicio posible mediante un sistema global de comunicaciones porsatlite en la rbita geoestacionaria. Syncom pesaba 68 kg al momento delanzamiento y contena una carga til que permita el uso de 300 circuitos telefnicoso 1 canal de televisin en la banda S, contando con un sistema de control deorientacin de perxido de nitrgeno. Syncom 3, lanzado en 1964, fue el primersatlite geoestacionario, permitiendo a los europeos ver por televisin los juegosolmpicos de Tokio en vivo ese mismo ao.

En 1964, despus de difciles negociaciones que en cierta medida se habaniniciado en 1959, se cre la Organizacin Internacional de Telecomunicaciones porSatlite INTELSAT, con base en los llamados Acuerdos Interinos, a fin de operar unsistema comercial de comunicacin por satlite de cobertura global. En la fase finalde las negociaciones participaron 19 pases, y 11 de ellos aprobaron los Acuerdos,creando la organizacin de tipo cooperativo el 20 de agosto, en que quedaronabiertos para firma. Antes de ser lanzado el primer satlite de INTELSAT 45 paseseran ya miembros de la organizacin, la cual se convirti en el operador preeminentede satlites en el mundo.

El primer satlite comercial, el Intelsat I, conocido inicialmente como EarlyBird, fabricado por Hughes Aircraft Company (y designado como serie HS 303 poresta compaa), se lanz en 1965. Su diseo estaba basado en el de los Syncom, conalgunas mejoras. Intelsat I, como sus antecesores, era estabilizado por rotacinconjunta de todas sus partes sobre el eje de su cuerpo cilndrico que conservaba suorientacin por la inercia del efecto giroscpico. Sus seales iluminaban la regin delAtlntico norte mediante una antena simple que radiaba con igual intensidad a 360 asu alrededor, por lo que la comunicacin no era afectada por la rotacin. Contabacon 2 transpondedores operando en banda C, y su capacidad de comunicacin era de240 circuitos telefnicos o un canal de televisin, lo cual bastaba para ms quetriplicar la capacidad de circuitos telefnicos existentes a travs del Atlntico Norte.Intelsat I estuvo operando por ms de tres aos, y en condiciones de operar porcinco.


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Tambin en 1965 se lanz el satlite sovitico Molniya 1 en una rbita elpticamuy particular adecuada para cubrir reas cercanas al polo norte, con perodo decircunvolucin de 12 horas, empezando el servicio domstico de transmisin deprogramas de televisin por satlite en la URSS. Molniya 1 tena un cuerpocilndrico de 1.6m de dimetro y 3.4m de altura, del cual se proyectaban 6 paneles declulas solares, y dos antenas direccionales, y su sistema de estabilizacin era de losdenominados en tres ejes, que emplea una rueda de momento interna de efectogiroscpico como referencia para su orientacin y las correcciones de sta. Entre1965 y 1975 se lanzaron 29 satlites Molniya.

En 1967 se lanz el segundo satlite Intelsat II, cuatro meses despus de haberfallado el lanzamiento del primero. Su diseo estaba basado en los de la serie HS 303con mejoras, designndolo su fabricante como HS 303A. El cuerpo del Intelsat IItena 0.67m de altura y 1.42m de dimetro y pesaba casi el doble que el Intelsat I.Contaba con un transpondedor de 120 MHz que permita el acceso mltiple de lasestaciones terrenas (evitando la limitacin operativa de su antecesor en ese aspecto),as como con bateras para suministrar energa durante los eclipses. Se colocaron enrbita 3 Intelsat II en 1967, por lo que el sistema INTELSAT se acerc a unacobertura global. Con este sistema se dio un gran apoyo a la misin Apolo queculmin con la llegada del hombre a la Luna en 1969.

La tercera generacin de satlites Intelsat inici el uso de antenas mucho mseficientes en los satlites comerciales, de haz concentrado y apuntamiento fijo haciala Tierra, evitando el desperdicio de energa de ms de 90% que origina una antenaque gira con el cuerpo del satlite (si emplea ese tipo de estabilizacin) y produce lamisma potencia de radiacin en cada direccin perpendicular a su eje (en formatoroidal) para no desapuntarse. Esta mejora, que permite aumentar la densidad depotencia del haz hacia la zona de cobertura, fue posible mediante la contrarrotacin,o rotacin de las antenas opuesta a la rotacin de estabilizacin del cuerpo delsatlite. Intelsat III construido por la compaa TRW, tena tambin un cuerpocilndrico, con masa de 300 kg al lanzamiento. Contaba con 2 transpondedores enbanda C, con capacidad para operar alrededor de 1200 circuitos telefnicos mas uncanal de televisin, y una antena de haz global con polarizacin del tipo llamadocircular.

Entre 1968 y 1970 se realizaron 8 lanzamientos de satlites Intelsat III, de loscuales el primero fall. Al ltimo satlite no le funcion correctamente el motor deapogeo, no pudiendo colocarse en rbita, y otros cuatro tuvieron problemas, ya seaen la contrarrotacin de las antenas, originando su retiro prematuro, o en la cargatil, por lo que la serie no fue exitosa a pesar de sus mejoras. La vida til de estossatlites calculada en cinco aos alcanz solo tres y medio como mximo.

Para fines de 1970 el sistema INTELSAT operaba con 20 estaciones terrenas enla regin del ocano Atlntico, 14 en el Pacfico y 12 en el ndico, con dos satlitesen el Atlntico, uno en el Pacfico, y uno en el ndico.


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El 20 de agosto de 1971 se abrieron a la firma los acuerdos definitivos deINTELSAT. En noviembre se cre la organizacin internacional INTERSPUTNIK,inicialmente formada por la URSS y otros 9 signatarios. A dicha organizacin podaadherirse cualquier estado soberano y no solo miembros de la UIT como en el casode INTELSAT, pero en realidad solo formaban parte de ella pases del grupocomunista.

Entre 1971 y 1973 se lanzaron 4 Intelsat IV, quedando establecido un sistemaglobal con este tipo de satlites. Los Intelsat IV, construidos por Hughes, tenancuerpo cilndrico de 2.38 m de dimetro y 2.81 m de altura (incluyendo el sistema deantenas su altura era de 5.26 m), su masa al lanzamiento era de 1400 kg y de 732 kgla inicial en rbita. Una modificacin importante respecto de la tercera generacinconsisti en la contrarrotacin de toda la carga til, incluyendo repetidor y antenasen lugar de solo las antenas. Intelsat IV tena un sistema de control de orientacin oactitud con propulsin de hidracina. La carga til contena 12 transpondedores de 36MHz cada uno en banda C, lo que represent un gran incremento de capacidad detrfico, varias veces superior a sus antecesores, para 6000 circuitos telefnicos o 12canales de televisin, o 4000 circuitos telefnicos y 2 canales de televisin. Tenanuna antena de haz global con 17 de cobertura angular y dos antenas de haz puntualde 4.5 con control de orientacin desde tierra.

Se lanzaron en total 8 Intelsat IV, el ltimo en 1975, habiendo fallado elvehculo de lanzamiento solo en el sexto. Esta generacin fue altamente exitosa en sudesempeo, convirtindose su diseo en la base para algunos sistemas nacionales desatlites. Su vida til planeada era de 7 aos, pero operaron hasta por diez o ms,habindose retirado el ltimo en 1985.

En 1972 se lanz el satlite Anik A1 de la compaa Telesat de Canad,crendose el primer sistema nacional de comunicacin por satlite fuera de la URSS.El contratista principal de Anik A1 fue Hughes Aircraft Co. Tena 12transpondedores en banda C con capacidad para 5760 circuitos telefnicos o 12canales de televisin. Los satlites Anik A2 y Anik A3 de caractersticas similares alanterior fueron lanzados por medio del cohete Delta en 1973 y 1975,respectivamente.

Bajo la poltica denominada de Cielos Abiertos, en los Estados Unidos deAmrica se permiti a compaas privadas de ese pas la propiedad y operacin desatlites para servicio nacional. El primer satlite nacional de EUA, el Westar 1 de lacompaa Western Union, fue lanzado en 1974 impulsado por el cohete Delta 2914.Basado en el diseo de Anik A1 y casi con las mismas dimensiones, Westar 1 tena12 transpondedores con capacidad de 7200 circuitos telefnicos o 12 canales detelevisin en banda C y una vida til planeada de 7 aos. Westar 2 y Westar 3 fuerontambin lanzados por el lanzador Delta 2914 en 1974 y 1979, respectivamente.

En 1974 se lanz el satlite Simphonie 1, proyecto conjunto de Francia y laRepblica Federal Alemana, constituyendo el primer satlite geoestacionario de


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comunicaciones comerciales estabilizado en tres ejes. Tena un cuerpo hexagonal condimetro mximo de 1.7m y altura de 0.5m del cual se proyectaban tres paneles declulas solares, con masa en rbita de 230 kg. Su carga til estaba formada por dostranspondedores en banda C con capacidad para 1600 circuitos telefnicos o 4canales de televisin. Este satlite fue seguido por el Simphonie 2 lanzado en 1975.

En 1975 Argelia y Brasil establecieron sistemas nacionales de comunicacin porsatlite empleando transpondedores arrendados de INTELSAT.

INTELSAT requera mayor capacidad total de trfico que el proporcionado porla red de Intelsat IV a fin de satisfacer la demanda y para facilitar la conectividad delsistema era deseable lograrlo mediante satlites de mayor capacidad individual en vezde un mayor nmero de ellos. La solucin se dio por medio de la serie Intelsat IV-A,con masa inicial en rbita de 860 kg y con capacidad casi el doble respecto de lageneracin anterior, gracias al reuso parcial de frecuencias por separacinespacial, mediante el cual los haces del satlite en las mismas frecuencias apuntan enngulos suficientemente diferentes para evitar que se interfieran. En esa poca dichasolucin era apropiada para satlites de gran cobertura, con un amplio espacioocenico intermedio sin servicio, como los requeridos para la mayora de lasnecesidades de la organizacin. Intelsat IV-A tena una carga til de 20transpondedores, pero en otros aspectos era muy similar al Intelsat IV, con solo unpoco ms de masa. Entre 1975 y 1978 se lanzaron 6 Intelsat IV-A mediante el coheteAtlas Centauro.

En 1975 se lanz el satlite Satcom 1 de RCA American Communications, Inc.(RCA Americom, actualmente GE Americom) construido por RCA AstroElectronics Division. Este satlite de cuerpo rectangular del cual se proyectaban dospaneles de clulas solares tena 585 kg de masa en rbita al inicio de su vida y eraestabilizado por tres ejes con la tecnologa empleada por RCA para satlitesmeteorolgicos de rbita baja. Tambin utilizaba la tecnologa de reuso defrecuencias por polarizacin cruzada, mediante la cual dos seales de la mismafrecuencia y en la misma zona de cobertura se discriminan mediante distintapolarizacin, duplicando la capacidad. Tena 24 transpondedores en banda C y juntocon los dems de la misma serie se emple en gran medida para distribucin deprogramas de televisin a sistemas de cable. Se lanzaron 8 satlites Satcom en bandaC hasta 1983.

En 1975 se lanz el primer satlite geoestacionario Raduga 1/Statsionar paraservicio nacional en la URSS impulsado por el vehculo Protn D-1-e y equipado conun sistema de estabilizacin en tres ejes.

En 1976 se lanz Marisat 1, el primer satlite para comunicaciones martimas,construido para Comsat como parte de una orden de tres satlites. Su cuerpocilndrico estabilizado por rotacin tena una masa inicial en rbita de 330 kg. Lacarga til de Marisat operaba en las bandas UHF, L y C, para prestar servicios devoz, teletipo, facsmil y datos en un sistema de cobertura global promovido por


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Comsat y establecido en asociacin con otras empresas importantes de comunicacinde EUA. Ese mismo ao se lanzaron Marisat 2 y 3.

La serie de 4 satlites Comstar de Comsat General Corporation (COMSAT)para servicio nacional de los EUA fue construida por Hughes Aircraft Co. El primersatlite (Comstar-D1) se lanz en 1976 y el ltimo (Comstar-D4) en 1981. Comstar,basado en el Intelsat IV-A y con masa en rbita de 790 kg contaba con reuso defrecuencias por polarizacin lineal cruzada y 24 transpondedores en banda C concapacidad de 18,000 circuitos telefnicos. Comstar se destin en gran medida aprestar servicios a las dos grandes compaas telefnicas AT&T y GTE.

En septiembre de 1976 se cre la organizacin internacional paracomunicaciones martimas por satlite INMARSAT, de cobertura global, al abrirse ala firma sus Acuerdos en la ciudad de Londres, despus de un proceso de propuestasy negociaciones que dur varios aos. Los acuerdos de INMARSAT entraron envigor en junio de 1979.

En los aos posteriores a 1976, adems de los sistemas ya mencionados, en loscuales se aplicaron inicialmente muchas de las tecnologas bsicas para los satlitesde comunicacin, se ha orbitado un gran nmero de ellos para servicio nacional dedistintos pases en todo el mundo. Tambin se crearon diversos sistemasinternacionales de cobertura regional o global. En el resto de la resea noslimitaremos a mencionar como ejemplos algunos eventos del desarrollo de lossistemas de INTELSAT y de INMARSAT. No obstante, en el Captulo 9 se incluyencomentarios e informacin adicional especficos tanto de stos como de otrossistemas internacionales.

INTELSAT solicit una nueva serie Intelsat V a Ford Aerospace andCommunications Corp

comunicaciones por satelite

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