Comunicação sem fio - satélite

Um satélite é um objeto que gira em torno de outro objeto. Por exemplo, a Terra é um satélite do Sol e a Lua é um satélite da Terra.

UMA communication satellite é um microwave repeater stationem um espaço que é usado para sinais de telecomunicações, rádio e televisão. Um satélite de comunicação processa os dados provenientes de uma estação terrestre e converte os dados em outra forma e os envia para a segunda estação terrestre.

Como funciona um satélite

Duas estações na Terra desejam se comunicar por meio de transmissão de rádio, mas estão muito distantes para usar os meios convencionais. As duas estações podem usar uma estação retransmissora para sua comunicação. Uma estação terrestre transmite o sinal ao satélite.

Uplink frequencyé a frequência com que a estação terrestre está se comunicando com o satélite. O transponder do satélite converte o sinal e o envia para a segunda estação terrestre, e isso é chamadoDownlink frequency. A segunda estação terrestre também se comunica com a primeira da mesma maneira.

Vantagens do satélite

As vantagens das comunicações por satélite são as seguintes -

  • A área de cobertura é muito elevada do que a dos sistemas terrestres.
  • O custo de transmissão é independente da área de cobertura.
  • Larguras de banda maiores são possíveis.

Desvantagens do satélite

As desvantagens das comunicações por satélite são as seguintes -

  • Lançar satélites em órbitas é um processo caro.
  • As larguras de banda são gradualmente usadas.
  • Atraso de propagação alto para sistemas de satélite do que os sistemas terrestres convencionais.

Noções básicas de comunicação via satélite

O processo de comunicação por satélite começa em um earth station. Aqui, uma instalação é projetada para transmitir e receber sinais de um satélite em órbita ao redor da Terra. As estações terrestres enviam informações aos satélites na forma de sinais de alta potência e alta frequência (faixa de GHz).

Os satélites receive e retransmit os sinais de volta à terra, onde são recebidos por outras estações terrenas na área de cobertura do satélite. Satellite's footprint é a área que recebe um sinal de força útil do satélite.

O sistema de transmissão da estação terrestre para o satélite através de um canal é chamado de uplink. O sistema do satélite para a estação terrestre através do canal é chamado dedownlink.

Bandas de freqüência de satélite

As bandas de frequência de satélite comumente usadas para comunicação são as Cband, Ku-band, e Ka-band. Banda C e banda Ku são os espectros de frequência comumente usados ​​pelos satélites de hoje.

É importante notar que existe uma relação inversa entre a frequência e o comprimento de onda, ou seja, quando a frequência aumenta, o comprimento de onda diminui, isso ajuda a compreender a relação entre antenna diameter e transmission frequency. Antenas maiores (antenas parabólicas) são necessárias para captar o sinal com comprimento de onda crescente.

Órbitas terrestres

Um satélite, quando lançado ao espaço, precisa ser colocado em determinada órbita para fornecer um caminho particular para sua revolução, de modo a manter a acessibilidade e servir ao seu propósito seja científico, militar ou comercial. Essas órbitas que são atribuídas a satélites, em relação à terra, são chamadas deEarth Orbits. Os satélites nessas órbitas são satélites da órbita terrestre.

Os tipos importantes de órbitas terrestres são -

  • Órbita terrestre geo-síncrona
  • Órbita Terrestre Geo-estacionária
  • Órbita Terrestre Média
  • Órbita terrestre baixa

Satélites de órbita terrestre geo-síncrona (GEO)

Um satélite em órbita terrestre geo-síncrona é aquele colocado a uma altitude de 22.300 milhas acima da Terra. Esta órbita é sincronizada com umside real day(ou seja, 23 horas e 56 minutos). Esta órbita podehave inclination and eccentricity. Pode não ser circular. Esta órbita pode ser inclinada nos pólos da Terra. Mas parece estacionário quando observado da Terra.

A mesma órbita geo-síncrona, se for circulare no plano do equador, é chamada de órbita geoestacionária. Esses satélites são colocados a 35.900kms (o mesmo que geossíncrono) acima do Equador da Terra e continuam girando em relação à direção da Terra (oeste para leste). Esses satélites são consideradosstationary com respeito à terra e, portanto, o nome indica.

Os satélites de órbita terrestre geo-estacionária são usados ​​para previsão do tempo, TV por satélite, rádio por satélite e outros tipos de comunicações globais.

A figura acima mostra a diferença entre as órbitas geo-síncronas e geoestacionárias. O eixo de rotação indica o movimento da Terra.

O principal ponto a ser observado aqui é que toda órbita geo-estacionária é uma órbita geo-síncrona. Mas toda órbita geo-síncrona NÃO é uma órbita geoestacionária.

Satélites de Órbita Terrestre Média (MEO)

As redes de satélite de órbita terrestre média (MEO) orbitarão a distâncias de cerca de 8000 milhas da superfície da Terra. Os sinais transmitidos por um satélite MEO percorrem uma distância mais curta. Isso se traduz em melhor intensidade do sinal na extremidade receptora. Isso mostra que terminais de recepção menores e mais leves podem ser usados ​​na extremidade de recepção.

Como o sinal está viajando por uma distância menor de e para o satélite, há menos atraso na transmissão. Transmission delay pode ser definido como o tempo que leva para um sinal viajar até um satélite e voltar para uma estação receptora.

Para comunicações em tempo real, quanto menor o atraso de transmissão, melhor será o sistema de comunicação. Por exemplo, se um satélite GEO requer 0,25 segundos para uma viagem de ida e volta, o satélite MEO requer menos de 0,1 segundos para completar a mesma viagem. MEOs opera na faixa de frequência de 2 GHz e acima.

Satélites de baixa órbita terrestre (LEO)

Os satélites LEO são classificados principalmente em três categorias: pequenos LEOs, grandes LEOs e Mega-LEOs. LEOs orbitarão a uma distância de 500 a 1000 milhas acima da superfície da Terra.

Essa distância relativamente curta reduz o atraso de transmissão para apenas 0,05 segundos. Isso reduz ainda mais a necessidade de equipamentos de recepção sensíveis e volumosos. Os pequenos LEOs operarão na faixa de 800 MHz (0,8 GHz). Os Big LEOs operam na faixa de 2 GHz ou acima, e os Mega-LEOs operam na faixa de 20-30 GHz.

As frequências mais altas associadas a Mega-LEOs se traduz em mais capacidade de transporte de informações e rende a capacidade de esquema de transmissão de vídeo em tempo real e com baixo atraso.

Plataformas de alta altitude e longa resistência (HALE)

As plataformas experimentais HALE são basicamente aviões leves e altamente eficientes que transportam equipamentos de comunicação. Isso funcionará comovery low earth orbit geosynchronous satellites.

Essas embarcações serão movidas por uma combinação de bateria e energia solar ou motores de turbina de alta eficiência. As plataformas HALE oferecerãotransmission delays of less than 0.001 seconds a uma altitude de apenas 70.000 pés, e até mesmo better signal strength para dispositivos de recepção portáteis muito leves.

Slots orbitais

Aqui pode surgir uma questão que com mais de 200 satelliteslá em cima na órbita geossíncrona, como os impedimos de se chocarem ou de tentarem usar o mesmo local no espaço? Para responder a este problema, órgãos reguladores internacionais como a União Internacional de Telecomunicações (ITU) e organizações governamentais nacionais como a Federal Communications Commission (FCC) designam os locais na órbita geossíncrona onde os satélites de comunicação podem estar localizados.

Esses locais são especificados em graus de longitude e são chamados de orbital slots. A FCC e a ITU reduziram progressivamente o espaçamento necessário para apenas 2 graus para satélites de banda C e Ku ​​devido à enorme demanda por slots orbitais.