Una manera sencilla de diferenciar los diversos sistemas de satélites es por la altura a la que se encuentran. También es un factor clave para determinar cuantos satélites necesita un sistema para conseguir una cobertura mundial y la potencia que debe tener. Dado cierto ancho de haz de la antena del satélite, el área de cobertura del mismo será mucho menor estando en una órbita de poca altura que estando en otra de mayor altura. Sin embargo, la potencia necesaria para emitir desde un órbita baja es muy inferior a la necesitada en casos de mayor altura de la órbita.

Tipos de órbitas Satélites LEO vs GEO
Problemas de los satélites LEO



Tipos de orbitas TIPOS DE ÓRBITAS Arriba

Los expertos en satélites utilizan cuatro términos básicos para describir las diversas altitudes, que son los que son : GEO, MEO, LEO y HALE .


GEO
Abreviatura de Órbita Terrestre Geosíncrona. Los satélites GEO orbitan a 35848 kilómetros sobre el ecuador terrestre. A esta altitud, el periodo de rotación del satélite es exactamente 24 horas y, por lo tanto, parece estar siempre sobre el mismo lugar de la superficie del planeta. La mayoría de los satélites actuales son GEO, así como los futuros sistemas Spaceway, de Hughes, y Cyberstar, de Loral. Esta órbita se conoce como órbita de Clarke, en honor al escritor Arthur C. Clarke, que escribió por primera vez en 1945 acerca de esta posibilidad.

Los GEO precisan menos satélites para cubrir la totalidad de la superficie terrestre. Sin embargo adolecen de un retraso (latencia) de 0.24 segundos, debido a la distancia que debe recorrer la señal desde la tierra al satélite y del satélite a la tierra. Así mismo, los GEO necesitan obtener unas posiciones orbitales específicas alrededor del ecuador para mantenerse lo suficientemente alejados unos de otros (unos 1600 kilómetros o dos grados). La ITU y la FCC (en los Estados Unidos) administran estas posiciones.


MEO
Los satélites de órbita terrestre media se encuentran a una altura de entre 10075 y 20150 kilómetros. A diferencia de los GEO, su posición relativa respecto a la superficie no es fija. Al estar a una altitud menor, se necesita un número mayor de satélites para obtener cobertura mundial, pero la latencia se reduce substancialmente. En la actualidad no existen muchos satélites MEO, y se utilizan para posicionamiento.


LEO
Las órbitas terrestres de baja altura prometen un ancho de banda extraordinario y una latencia reducida. Existen planes para lanzar enjambres de cientos de satélites que abarcarán todo el planeta. Los LEO orbitan generalmente por debajo de los 5035 kilómetros, y la mayoría de ellos se encuentran mucho más abajo, entre los 600 y los 1600 kilómetros. A tan baja altura, la latencia adquiere valores casi despreciables de unas pocas centésimas de segundo.

Tres tipos de LEO manejan diferentes cantidades de ancho de banda. Los LEO pequeños están destinados a aplicaciones de bajo ancho de banda (de decenas a centenares de Kbps), como los buscapersonas, e incluyen a sistemas como OrbComm. Los grandes LEO pueden manejar buscapersonas, servicios de telefonía móvil y algo de transmisión de datos (de cientos a miles de Kbps). Los LEO de banda ancha (también denominados megaLEO) operan en la franja de los Mbps y entre ellos se encuentran Teledesic, Celestri y SkyBridge.


HALE
Las plataformas de gran altitud y resistencia son básicamente aeroplanos alimentados por energía solar o más ligeros que el aire, que se sostienen inmóviles sobre un punto de la superficie terrestre a unos 21 kilómetros de altura. No se habla mucho de ellos y en la actualidad constituyen fundamentalmente un proyecto de investigación. Un ejemplo de HALE que utiliza globos estacionarios es Skystation.


Órbitas y bandas de frecuencia



Satélites LEO vs GEO SATÉLITES LEO VS GEO Arriba

De los cuatro tipos mencionados anteriormente, los dos más utilizados y de mayor importancia son los LEO y los GEO.

Como ya hemos dicho, los satélites geoestacionarios se encuentran a una altitud de unos 36000 Kilómetros sobre el ecuador, siendo la única órbita que permite que el satélite mantenga una posición fija con relación a la tierra. A esta altura, las comunicaciones a través de un GEO perpetúan una latencia mínima de transmisión de ida y retorno (un retardo de extremo a extremo) de por lo menos medio segundo, incluyendo los retardos provocados por las diversas pasarelas y conversiones que deben sufrir los datos. Esto significa que los GEO nunca podrán proveer demoras similares a las fibras ópticas. Esta latencia de GEO es la fuente de demora fastidiosa en muchas de las llamadas internacionales, impidiendo que se pueda entender la conversación y deformando el matiz personal de la voz. Lo que puede ser una incomodidad en una conversación telefónica, sin embargo, puede ser insostenible para aplicaciones en tiempo real, tales como videoconferencias, como también para muchos protocolos estándares de datos, aún para los protocolos subyacentes de Internet.


Evolución de satélites GEO a satélites LEO.
La evolución de los satélites geoestacionarios a satélites de órbita terrestre baja (LEO) ha dado lugar a numerosos sistemas propuestos de satélites globales, los cuales pueden ser agrupados en 3 tipos distintos. Estos sistemas LEO pueden distinguirse mejor haciendo referencia a sus complementos terrestres: mensajería personal, celular y fibra óptica.



Tipo de sistema LEO pequeño LEO grande LEO de banda ancha
Ejemplo Orbcomm, VITA Iridium, Globalstar, ICO Teledesic
Complemento terrestre Mensajería personal Celular Fibra óptica
Frecuencia <1 GHz 1 - 3 GHz 20/30 GHz



Los LEO grandes, por ejemplo, proveen servicio telefónico móvil de banda ancha a un precio alto, mientras que Teledesic provee principalmente conexiones fijas de banda ancha a tarifas comparables con un servicio urbano de comunicaciones por línea alámbrica. Así como los servicios de celular y fibra óptica no se consideran competitivos, la única cosa que Teledesic tiene en común con los LEO grandes es el uso de satélites de órbita terrestre baja.



Problemas de los satélites LEO PROBLEMAS DE LOS SATÉLITES LEO Arriba

Saturación de las órbitas.
En algunos sectores se ha mostrado cierta preocupación por la gran cantidad de satélites que podrían juntarse en una porción relativamente pequeña del espacio, ya que son numerosos los sistemas de satélites LEO proyectados. La zona de órbitas de baja altura (LEO), parte de la atmósfera terrestre hasta una zona de alta radiación conocida como el "cinturón de Van Allen". Son 900 Kilómetros de distancia que pueden albergar una cantidad inmensa de recorridos. El proyecto de Teledesic no ocuparía más de 10 Km. Allí podrían colocarse más de 60.000 satélites sin problemas, según George Gilder, ácido analista de la revolución de la información, quien califica como absurdo siquiera pensar en la posibilidad de una superpoblación de satélites.


Chatarra espacial.
Una vez que los LEO se encuentren en órbita, se presenta todo un nuevo conjunto de dificultades. En primer ligar existe el problema de la llamada "chatarra espacial", que consiste en restos de las anteriores misiones espaciales de todos los tamaños, velocidades y peligrosidades.


Pérdida y sustitución de satélites.
Aunque los satélites no resulten alcanzados por los escombros espaciales, cabe la posibilidad de que caigan a la atmósfera. A diferencia de los GEO, que cuando acaban su vida útil se desplazan a una órbita de estacionamiento unos pocos kilómetros más alejada de lo normal, los LEO se desintegrarán en la atmósfera. Aunque la vida de un satélite oscila entre los 10 y 12 años, con los LEO debe tenerse en cuenta una política de sustitución de satélites.


Visibilidad del satélite.
Suponiendo que estas dificultades se hayan superado queda, por ejemplo, el asunto de seguir la pista y enlazar con estos satélites tan veloces. Un satélite LEO resulta visible durante 18-20 minutos antes de que desaparezca en el horizonte. Esto complica en gran medida el posicionamiento de la antena y el trabajo para mantener activo el enlace.


El problema de la antena lo resuelve una tecnología denominada antena de array en fase. A diferencia de una antena parabólica normal, que sigue mecánicamente el rastro del satélite, las antenas de array en fase son dispositivos autodirigidos que contiene diversas antenas más pequeñas que pueden seguir a varios satélites sin moverse físicamente, por medio de señales levemente diferentes recibidas por el conjunto de antenas, reduciendo así el desgaste, entre otras ventajas. El problema de mantener un enlace activo cuando el satélite desaparece cada media hora se soluciona manteniendo como mínimo dos satélites a la vista en todo momento (muchos LEO pretenden mantener constantemente tres satélites a la vista). El conjunto de antenas es consciente de la posición de todos los satélites e inicia un nuevo enlace antes de cortar el existente con el satélite de poniente. En la jerga de los satélites, a esto se le llama "make before break".


Direccionamiento mediante enlaces intersatélite.
Otro problema interesante es el del direccionamiento de la señal entre dos puntos alejados de la superficie terrestre. Una posibilidad es la de realizarlo a través de estaciones terrenas, pero eso nos lleva a perder la ventaja de la latencia reducida. La otra posibilidad, que es la que utiliza Teledesic, es la de utilizar un direccionamiento de satélite a satélite. La constelación Teledesic se comunica en la banda de los 40-50 GHz. La desventaja de este método es, evidentemente, que cada satélite debe disponer de más hardware de comunicaciones y seguimiento (mas inteligencia) y, por lo tanto, su precio será más elevado que en el caso de utilizar estaciones terrenas.

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