Introdução e Breve História da Comunicação via Satélite

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Comunicação Satélites

Um satélite de comunicações (por vezes abreviado para comsat) é um satélite artificial estacionados no espaço para fins de telecomunicações. Satélites de comunicações modernos usam órbitas geoestacionários, órbitas Molniya ou órbitas baixas da Terra. Para serviços fixos os satélites de comunicações fornecem uma tecnologia complementar ao de cabos de comunicação submarinos de fibra óptica. Para aplicações móveis, tais como sistemas de comunicação baseados em navios e aviões por satélite apenas os meios viáveis ​​de comunicações como aplicação de outras tecnologias, como cabo, são impraticáveis ​​ou impossíveis.

As primeiras missões: A origem da comunicação por satélite pode ser atribuída a um artigo escrito por Arthur C. Clarke em 1945. Ele sugeriu que um satélite de retransmissão de rádio, numa órbita equatorial com um período de 24 horas iria permanecer estacionário em relação à superfície da terra, e pode ser usado para a comunicação rádio de longo alcance, como ele vai entrar durante as limitações impostas pela curvatura da terra.Sputnik 1, o primeiro satélite artificial do mundo (não de comunicação via satélite), foi lançado em 4 de outubro de 1957. O primeiro satélite para retransmitir comunicações foi o Projeto SCORE em 1958, que usou um gravador para armazenar e mensagens de voz para a frente. Ele foi usado para enviar uma saudação de Natal para o mundo do Presidente Eisenhower. A NASA lançou um satélite Echo I em 1960 que funcionava como um refletor passivo de sinais de rádio. Courier 1B, (construído pela Philco) também foi lançado em 1960, foi o primeiro satélite repetidor ativo do mundo. A seguir estão os detalhes dos marcos na história da comunicação via satélite:

  • Herman Potocnik – descreve uma estação espacial em órbita geoestacionária – 1928
  • Arthur C. Clarke – propõe uma estação em órbita geoestacionária para retransmitir comunicações e transmissão de televisão – 1945
  • Projeto SCORE  – primeiro satélite de comunicações – 1958
  • Echo I – satélite refletor passivo primeiro – agosto 1960
  • Courier 1B – primeiro satélite repetidor ativo – outubro 1960
  • Telstar – o primeiro satélite ativo retransmissão direta projetada para transmitir comunicações de televisão e de dados de alta velocidade. Telstar foi colocado numa órbita elíptica (uma volta completa a cada 2 horas e 37 minutos) – Julho 1962
  • Syncom – primeiro satélite de comunicações em órbita geoestacionária. Syncom 2 girava em torno da Terra uma vez por dia a uma velocidade constante, mas ainda era necessário equipamento especial de movimento norte-sul para segui-lo. 1963
  • OSCAR-III – primeiro satélite de comunicações de rádio amador – Março de 1965
  • Molniya – primeiro satélite de comunicação Soviética, órbita altamente elíptica – Outubro de 1965
  • Early Bird – primeiro satélite da Intelsat para o serviço comercial – abril 1965
  • Orbit – primeira rede de TV nacional, com base na televisão por satélite – novembro 1967
  • Anik 1 – o primeiro sistema de televisão via satélite nacional, Canadá, – 1973
  • Westar 1, primeiro satélite de comunicações geoestacionários do EUA – abril 1974
  • Ekran – primeira série de comunicações por satélite de TV direta para uso doméstico 1976
  • Palapa A1 – primeiro satélite de comunicações Indonésia – 08 de julho de 1976
  • TDRSS – primeiro satélite projetado para fornecer serviços de retransmissão de comunicações para outras espaçonaves. – 1983
  • Mars Global Surveyor – primeiro satélite de comunicações em órbita ao redor de outro planeta (Marte) – 1997
  • Cassini – nave espacial envia imagens entre a Terra e a sonda Huygens na lua de Saturno, Titã, a transmissão mais longa até agora. – 14 de janeiro de 2005

Dependendo da necessidade dos satélites de comunicações pode ser colocada em vários tipos de órbitas. Discutimos alguns tipos comuns: –

(a) Satélites de órbita geoestacionária: Um satélite em uma órbita geoestacionária parece estar em uma posição fixa para um observador baseado em terra. Um satélite geoestacionário gira em torno da Terra a uma velocidade constante, uma vez por dia ao longo do equador. A órbita geoestacionária é útil para aplicações de comunicações, pois antenas terrestres, que deve ser dirigido para o satélite, pode operar de forma eficaz sem a necessidade de equipamento caro para controlar o movimento do satélite. Especialmente para aplicações que requerem um grande número de antenas terrestres (como a distribuição de TV direta), as economias em equipamento de terra pode mais do que justificar o custo extra e onboard complexidade do levantamento de um satélite em órbita geoestacionária relativamente alta.

O conceito do satélite de comunicações geoestacionário foi proposto pela primeira vez por Arthur C. Clarke, com base nos trabalhos de Konstantin Tsiolkovsky e em 1929 o trabalho de Herman Potocnik (escrita como Herman Noordung) Das Problem der Befahrung des Weltraums – der Raketen-motor. Em outubro de 1945 Clarke publicou um artigo intitulado “Relays extra-terrestre” na revista britânica Wireless World. O artigo descrito nos fundamentos atrás da implantação de satélites em órbita geoestacionária artificiais com o objectivo de retransmitir os sinais de rádio. Assim, Arthur C. Clarke é muitas vezes citado como sendo o inventor do satélite de comunicações.

O primeiro satélite de comunicações geoestacionário foi Anik 1, um satélite canadense lançado em 1972. Os Estados Unidos lançaram seus próprios satélites de comunicação geoestacionários depois, com a Western Union lançando seu Westar um satélite em 1974, e RCA Americom (mais tarde GE Americom, agora SES Americom) lançar Satcom 1 em 1975.

Foi o Satcom 1, que foi fundamental para ajudar os canais de TV a cabo precoces, como WTBS (agora TBS Superstation), HBO, CBN (hoje ABC Family) e The Weather Channel se tornar um sucesso, porque esses canais distribuídos sua programação para todos os headends de TV a cabo locais utilizando o satélite. Além disso, ele foi o primeiro satélite usado por redes de TV de transmissão nos Estados Unidos, como ABC, NBC, CBS e, para distribuir sua programação para todas as suas estações afiliadas locais. A razão que Satcom 1 foi tão amplamente utilizado é que tinha o dobro da capacidade de comunicação de Westar 1 (24 transponders em oposição a Westar 1 de 12), o que resultou em menores custos de uso do transponder.

Em 2000, a Hughes Space Comunicações (agora Boeing Satellite Systems) tinha construído quase 40 por cento dos satélites em serviço em todo o mundo. Outros grandes fabricantes de satélites incluem Space Systems / Loral, Lockheed Martin (ex-proprietária RCA Astro Eletrônica / GE Astro negócio Space), Northrop Grumman, a Alcatel Space e EADS Astrium

(b) os satélites de baixa em órbita da Terra.: A órbita baixa da Terra normalmente é uma órbita circular a cerca de 150 quilômetros acima da superfície da terra e, correspondentemente, um ponto (hora de girar em torno da Terra) de cerca de 90 minutos. Devido à sua baixa altitude, estes satélites são visíveis apenas a partir de dentro de um raio de cerca de 1.000 km a partir do ponto sub-satélite. Além disso, os satélites em órbita baixa da Terra mudar sua posição em relação à posição terreno rapidamente. Assim, mesmo para aplicações locais, um grande número de satélites são necessários para que a missão requer conectividade ininterrupta.

Low Earth satélites em órbita são menos caros para a posição no espaço do que os satélites geoestacionários e, devido à sua proximidade com o solo , exigem menor intensidade do sinal. Portanto, há um trade-off entre o número de satélites e seus custos. Além disso, existem diferenças importantes no equipamento de bordo e solo necessário para suportar os dois tipos de missões.

Um grupo de satélites que trabalham em conjunto, portanto, é conhecida como uma constelação de satélites. Duas dessas constelações que foram destinados à provisão de mão de telefonia, principalmente em áreas remotas, foram o Iridium e Globalstar. O sistema Iridium tem 66 satélites. Outra constelação de satélites LEO, com apoio da Microsoft empresário Paul Allen, era ter como muitos como 720 satélites. Também é possível oferecer cobertura descontínua usando um satélite de baixa órbita da Terra capaz de armazenar os dados recebidos ao passar sobre uma parte da Terra e transmiti-lo mais tarde ao passar sobre uma outra parte. Este será o caso com o sistema de satélite de comunicações CASCATA Cassiope do Canadá

(c) Os satélites Molniya:. Como mencionado, os satélites geoestacionários são constrangidos a operar acima do equador. Como conseqüência, eles nem sempre são adequados para a prestação de serviços em latitudes elevadas: para em altas latitudes um satélite geoestacionário pode aparecer com pouca (ou mesmo abaixo) do horizonte, afetando a conectividade e causando vários caminhos (interferência causada por sinais que refletem fora da terra em a antena de terra). O primeiro satélite da série Molniya foi lançado no dia 23 de abril de 1965 e foi usado para a transmissão experimental do sinal de TV da estação de uplink Moscou para downlink estações, localizadas no Extremo Oriente russo, em Khabarovsk, Magadan e Vladivostok. Em novembro de 1967 engenheiros soviéticos criaram um sistema único de rede nacional de TV de televisão por satélite, chamado Orbit, que foi baseado em satélites Molniya.

A órbita Molniya pode ser uma alternativa atraente em tais casos. A órbita Molniya é altamente inclinado, garantindo boa elevação ao longo posições selecionadas durante a porção norte da órbita. (Elevação é a medida da posição do satélite acima do horizonte. Assim, um satélite no horizonte tem elevação zero e um satélite directamente por cima tem elevação de 90 graus). Além disso, a órbita de Molniya é concebido de tal forma que o satélite gasta a maior parte de seu tempo sobre as latitudes setentrionais medida, durante o qual os seus movimentos pegada do solo apenas ligeiramente. Seu período é um meio dia, de modo que o satélite está disponível para a operação sobre a região alvo de oito horas a cada segundo revolução. Desta forma, uma constelação de três satélites Molniya (mais sobressalentes em órbita) podem fornecer uma cobertura ininterrupta.

satélites Molniya são normalmente utilizados para serviços de telefonia e TV na Rússia. Outra aplicação é usá-los para sistemas de rádio móvel (mesmo em latitudes mais baixas) desde que os carros que viajam através de áreas urbanas precisam ter acesso a satélites em alta altitude, a fim de garantir boa conectividade, por exemplo, na presença de edifícios altos.

Aplicações de Satélites

  1. Televisão e Rádio.: Existem dois tipos de satélites usados ​​para televisão e rádio:
  2. Telefonia:. Uma das principais aplicações de um satélite de comunicação está na prestação de serviços de telefonia de longa distância. A conectividade é através da divisão de freqüência de acesso múltiplo (FDMA) ou Time Division Multiple Access (TDMA) predominantemente. Assinantes de telefone pode ser conectado através de uma rede de trocas que são, por sua vez ligado a estações terrenas de satélite que uplinks o tráfego de satélite para posterior processamento:
    • Direct Broadcast Satellite (DBS): Um satélite de transmissão direta é um satélite de comunicações, que transmite a pequenas antenas parabólicas DBS (geralmente 18 “a 24” de diâmetro). Satélites de radiodifusão directa operam geralmente na porção superior da banda Ku. Tecnologia DBS é usada para serviços de TV por satélite (Direct-To-Home) orientada para o DTH, como DirecTV e Dish Network nos Estados Unidos, ExpressVu no Canadá, e Sky Digital no Reino Unido.
    • Serviço Fixo por Satélite (FSS): Utilize a banda C, e as porções inferiores das bandas Ku. Eles são normalmente utilizados para a transmissão alimenta de e para redes de televisão e estações afiliadas locais (tais como o programa se alimenta de rede e programação sindicado tiros ao vivo, e backhaul), bem como a ser utilizado para o ensino à distância por escolas, universidades, televisão negócio (BTV), videoconferência, e comerciais de telecomunicações em geral. Satélites FSS também são usados ​​para distribuir os canais de cabo nacionais para headends de TV a cabo. Satélites FSS diferem dos satélites DBS em que eles têm uma saída de potência de RF mais baixo do que o último, o que requer um prato muito maior para a recepção (3-8 metros de diâmetro para banda Ku e 12 pés em cima de banda C). Tecnologia de satélites FSS também foi usado originalmente para televisão por satélite DTH a partir do final dos anos 1970 ao início dos anos 1990, nos EUA, na forma de TVRO (TeleVision Receba Only) receptores e pratos (aka big-prato, ou mais pejorativamente conhecido como grande prato feio, sistemas). Também foi usado em sua forma de banda Ku para o serviço de televisão por satélite agora extinta Primestar.
  3. Tecnologias de satélite móveis:. Inicialmente disponíveis para transmissão para receptores de TV estacionárias, por 2.004 populares aplicações de transmissão directa móveis fizeram o seu aparência com que a chegada de dois sistemas de rádio por satélite nos Estados Unidos: Sirius e XM Satellite Radio Holdings. Alguns fabricantes também introduziram antenas especiais para recepção móvel de TV DBS. Usando a tecnologia GPS como referência, estas antenas automaticamente re-visam o satélite não importa onde e como o veículo (que a antena é montada em) está situado. Estas antenas móveis via satélite são populares com alguns proprietários de veículos de recreio. Essas antenas DBS móveis também são usados ​​por JetBlue Airways para DirecTV (fornecido pela LiveTV, uma subsidiária da JetBlue), que os passageiros podem visualizar on-board em telas de LCD montados nos assentos
  4. Rádio amador.: radioamadores têm acesso aos satélites OSCAR que foram projetados especificamente para transportar o tráfego de rádio amador. A maioria de tais satélites funcionam como espaço suportados repetidores, e geralmente são acessados ​​por amadores equipados com equipamento de rádio UHF ou VHF e antenas altamente direcionais, como Yagis ou antenas parabólicas. Devido às limitações do equipamento amador baseado em terra, a maioria dos satélites amadores são lançados em órbitas bastante baixas da Terra, e são projetados para lidar com apenas um número limitado de breves contatos a qualquer momento. Alguns satélites também oferecem serviços de encaminhamento de dados utilizando o X.25 ou protocolos similares.
  5. Serviços de banda larga por satélite:. Nos últimos anos, a tecnologia de comunicação por satélite tem sido usada como um meio para se conectar à Internet através de conexões de dados em banda larga. Essa pode ser muito útil para os usuários testem que estão localizados em áreas muito remotas, e não pode acessar a banda larga ou dial-up conexão de rede fixa.

Os países com capacidade de lançamento de satélites

Esta lista inclui municípios com uma capacidade independente para colocar satélites em órbita, incluindo a produção do veículo de lançamento necessário. Muitos outros países construíram satélites que foram lançados com a ajuda de outros. As capacidades de franceses e britânicos estão agora subsumido pela União Europeia no âmbito da Agência Espacial Europeia.

País Ano de primeiro lançamento Primeiro satélite

Rússia, 1957, Sputnik 1

Estados Unidos, 1958, Explorer 1

França, 1965, Asterix

Japão, 1970, Osumi

China, 1970, Dong Fang Hong I

Reino Unido, 1971, Prospero X-3

União Europeia, 1979, Ariane 1

Índia, 1980, Rohini

Israel, 1988, Ofea 1

Irã, 2005, Sina 1

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