Resumen un concepto para la implementación de una red de telecomunicaciones satelitales para aplicaciones terrestres en el ámbito regional y nacional es diseñado en el presente trabajo.






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títuloResumen un concepto para la implementación de una red de telecomunicaciones satelitales para aplicaciones terrestres en el ámbito regional y nacional es diseñado en el presente trabajo.
fecha de publicación16.07.2015
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l.exam-10.com > Derecho > Resumen


UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIO ABAD DEL CUSCO

CONSEJO DE INVESTIGACIÓN

PROYECTOS DE INVESTIGACIÓN PARA SER FINANCIADO CON FONDOS DEL CANON

ESTUDIO DE INVESTIGACIÓN:

“IMPLEMENTACIÓN DE UNA RED REGIONAL Y NACIONAL PERUANA DE TELECOMUNICACIONES PARA APLICACIONES TERRESTRES Y SATELITALES”

AUTORES:

CEDITER

SPECTRUM




INTRODUCCION 4

RESUMEN 5

PERFIL DE PROYECTO 6

1.MARCO REFERENCIAL 6

2.PROBLEMA 6

3.OBJETIVOS 7

4.JUSTIFICACIÓN 9

5.MARCO TEÓRICO 10

BIBLIOGRAFIA Y REFERENCIAS 21

INTRODUCCION



RESUMEN


Un concepto para la implementación de una red de telecomunicaciones SATELITALES para aplicaciones terrestres en el ámbito regional y nacional es diseñado en el presente trabajo. Esta red podrá ser usada al mismo tiempo para apoyar al programa de pequeños satélites que en el Perú se desea establecer así como misiones internacionales. En la actualidad ingenieros peruanos llevan a cabo investigaciones sobre cómo llevar a cabo este ambicioso proyecto, del cual se espera que el beneficio no sólo sea para el Perú sino también para la industria peruana. La red propuesta debe ser apoyada no sólo por las instituciones del gobierno peruano, sino en primera instancia por las universidades nacionales e internacionales. Las estaciones terrestres se encontrarán en lugares remotos en el Perú para poder tener una amplia cobertura de comunicación, lo que permite un mayor número de contactos entre un satélite y las estaciones terrestres, implementando así un complejo sistema tierra-espacio-tierra. En general, los satélites pequeños, envían datos a tierra a baja velocidad, debido a la baja energía disponible en el satélite, por ello se usa siempre un transmisor UHF, el cual tiene un bajo consumo de energía y puede transmitir una cantidad aceptable de datos. Esta red ampliará el número de contactos con los satélites y, en consecuencia, habrá la posibilidad de recolectar mayor cantidad de datos.

Dado que el número de misiones de satélites pequeños aumenta a un ritmo rápido, esta red sería beneficiosa para descargar los datos con más rapidez que antes, permitiendo la recolección y distribución de los datos de una manera eficaz para los usuarios. Esto permitirá evitar la pérdida de datos generados por los instrumentos o la electrónica del satélite. En la primera etapa del proyecto se instalarán antenas de banda UHF, y en la segunda etapa se ampliará cada estación terrestre con antenas de banda S. Esta red peruana será funcional para nuestro programa nacional de satélites pequeños y también para todas las misiones de satélites que actualmente operan en las frecuencias ya mencionadas.

PERFIL DE PROYECTO

  1. MARCO REFERENCIAL




    1. TITULO

Implementación de una Red Regional y Nacional Peruana De Telecomunicaciones Para Aplicaciones Terrestres Y Satelitales

    1. RESPONSABLES

  • Centro de Investigación en Telecomunicaciones Rurales (CEDITER) de la Universidad Nacional de San Antonio Abad del Cusco (UNSAAC)

  • Firma SPECTRUM, encargada de la asesoría a través de sus investigadores peruanos: Ing. Jaime Estela Gutierrez, Ing. Martin Canales Romero e Ing. Avid Román Gonzalez.


  1. PROBLEMA




    1. OBJETO DE ESTUDIO

En el Perú la situación de las telecomunicaciones viene avanzando de manera acelerada, pero el tema de investigación en aplicación y uso de nuevas tecnologías de telecomunicaciones, viene teniendo un retraso significativo, esto debido a varios factores que van desde el tema político hasta la falta de iniciativas respecto a investigación.

La Universidad Nacional de San Antonio Abad del Cusco viene teniendo una oportunidad singular para ser un ente rector en Investigación a nivel del Perú y Latinoamérica.

FALTA AÑADIR

  1. OBJETIVOS





    1. OBJETIVO GENERAL

Este estudio tiene como objetivo general Implementar una Red Peruana de Telecomunicaciones para aplicaciones terrestres y satelitales en la región del Cusco.

Como se menciona anteriormente, en este estudio se implementará una estación terrena en la región del Cusco, que consiste de un set de equipamiento, instalaciones y software para conseguir una comunicación entre la tierra y el satélite. Los datos recibidos de los diferentes satélites podrían se utilizados para facilitar las comunicaciones en el Perú, proporcionando un acceso asequible y rápido para el desarrollo y la investigación del espacio terrestre.

Para desarrollar la propuesta se cuenta con el apoyo local del Centro de Investigación en Telecomunicaciones Rurales de la Universidad Nacional de San Antonio Abad del Cusco (CEDITER – UNSAAC), y el apoyo internacional de Investigadores peruanos a través de la Firma SPECTRUM, quienes se encargarían de desarrollar la parte tecnológica de la propuesta.

    1. OBJETIVO ESPECÍFICOS

Para lograr el objetivo general se tienen que ejecutar los siguientes objetivos específicos:

3.2.1 OBJETIVOS ESPECIFICOS PRIMARIOS

  • Determinar los terrenos para instalar las estaciones



  • Implementar los cuartos de control y Construir los ambientes necesarios.

  • Instalar las antenas UHF (estas se van ha comprar)

Infraestructura necesaria para que sea adecuada a la red

Implementar los cuartos de control

  • Probar conectividad entre las estaciones

Es necesario para saber que la red está en línea para detección de problemas previos.

  • Hacer pruebas de transmisión y recepción con pico-satélites

Es una prueba ya que se puede probar el sistema de seguimiento, con ello se está calificando, los pico satélites son construidos por Universitarios y uno con equipos necesarios

  • Instalar antenas parabólicas de 3m de 5 metros

Una se tendría que comprar y la otra se tendría que construir, la

  • Conectar antenas parabólicas a las estaciones

Se debe de instalar en el cuarto de control e integrarlas a la estación terrena

Hacer pruebas de transmisión y recepción en varias bandas

  • Implementar control remoto de las estaciones p

La estación pueden ser operadas en forma manual, pero este control podría implementarse para ser operada desde otro lugar

  • Implementar control automático de las estaciones p

Se puede programar la antena para que pueda establecer comunicación con los satélites, puede enviar también información dependiendo del caso

  • Realizará el diseño del sistema de seguimiento para antenas parabólicas,

3.2.2 Objetivos Específicos Suplementarios

  • Implementar recepción de datos de satélites meteorológicos



  • Implementar radar de nubes en banda C, NO ES PRIORIDAD, ES ALGO SUPLEMENTARIOS

  • Implementar control remoto de las estaciones

  • Implementar control automático de las estaciones

  • En paralelo se realizará el diseño del sistema de seguimiento para antenas parabólicas, así como se construirán los platos de las antenas

  • Hacer pruebas de transmisión y recepción en varias bandas


  1. JUSTIFICACIÓN


Hoy en día la tecnología avanza de manera rápida, y cada vez se tienen nuevos conceptos, componentes, e investigaciones. En cuanto a la parte de Telecomunicaciones se refiere, el estudio e investigación sobre las aplicaciones que se pueda dar a los satélites es amplia. Razón por la cual es bueno tener implementado una estación base donde el docente como alumno pueda llevar a cabo dichas investigaciones y de esa manera ampliar su perspectiva sobre las telecomunicaciones y ver el uso o el mejor empleo que se pueda tener de estos para ser aplicados en beneficio de la sociedad.

La idea que con esta infraestructura uno puede ir viendo nuevas funciones

Función remota

    1. ANTECEDENTES

El enfoque mundial en el desarrollo de las Tecnologías durante estos últimos años han sido y vienen siendo fundamentalmente basado en la miniaturización, y hemos visto como las cosas se han ido reduciendo. A lo largo del siglo XX nos dimos cuenta de que mientras más pequeño mejor. Además nos dimos cuenta que no tenemos que sacrificar la funcionalidad por el tamaño, sino todo lo contario. Consideremos el teléfono celular. Su tamaño facilita el transporte, permite usarlo cuando se lo necesita y simplemente reemplazarlo cuando se rompe. Hoy en día se aplica ese mismo concepto de miniaturización para construir vehículos espaciales muy pequeños de tamaño no mayor al de un televisor común, pero de menor peso, y con la misma funcionalidad que los satélites convencionales. Estos nanosatélites son más fáciles de construir gracias a su pequeño tamaño. Eso implica, que para fabricar y probar los satélites miniaturizados, no se requieren equipos y componentes voluminosos, tales como grandes cámaras de vacío para pruebas térmicas, baterías voluminosas, etc. Además, son fáciles de manejar y de trasladar de un sitio a otro. Estos diminutos satélites, llamados nanosatélites o "small-sats", realizarán algunas de las funciones de sus congéneres de mayor tamaño.

Cuando están completamente armados, estos nanosatélites pesan hasta unos 50 kg. Un satélite convencional puede pesar hasta unos 3000 kg, es decir, aproximadamente el peso de un minibus. Los vehículos espaciales más grandes, debido a su volumen y peso, son más difíciles de lanzar al espacio. Lo importante es que los nanosatélites, a pesar de su tamaño,  pueden ofrecer toda la funcionalidad de un satélite, lo que significa que portan sistemas de guiado, navegación y control, tienen control de orientación y propulsión, y ofrecen un alto ancho de banda y complejas funciones de comunicaciones.

Los nanosatelites en su vuelo pueden realizar diversos estudios científicos como por ejemplo mediciones en la magnetosfera terrestre, y de esta manera se puede recabar información de mucha utilidad, desde el comportamiento del nanosatelite para ayudar a los ingenieros a diseñar futuros satélites que puedan sobrevivir en este exigente ambiente, además de recavarnos otras informaciones como las mediciones del "blindaje" magnético de nuestro planeta y enviar datos para su análisis, brindando a los científicos e investigadores un mejor conocimiento de esta región de la atmósfera, así como también se podrá obtener información sobre el comportamiento del campo gravitatorio terrestre, entre otros.

En el Perú ya se iniciaron varios proyectos universitarios para la construcción de pico-satélites. Estas universidades tienen como objetivo promover el trabajo en conjunto de varias facultades y lograr obtener una tecnología que va siendo cada vez más cotidiana en nuestra sociedad. Los diferentes productos resultantes van a permitir un desarrollo más amplio de estas instituciones, así como una publicidad única, ya que en el mundo todavía hay pocas misiones de ese tipo, realizadas por universidades. Entre los proyectos que se están realizando en el Perú destacan:

UNI – Misión Chasqui 1

PUCP – Misión PUCP-SAT

UAP – Misión UAP-SAT

Como podemos ver, es evidente que nuestro País tiene muy poca participación en estos temas, los motivos pueden ser diversos pero creemos que es muy importante y necesaria la inclusión del Perú en este campo de la tecnología debido a la gran demanda de información satelital en áreas como la minería, agricultura, telecomunicaciones y defensa nacional y sería un orgullo y una gran satisfacción para el Cusco y nuestra Región, que el Perú, mediante nuestra casa de estudios como es la UNIVERSIDAD NACIONAL SAN ANTONIO ABAB DEL CUSCO sea parte en la implementación y uso de este tipo de tecnologías, que podrían coadyuvar en el desarrollo del campo de la investigación científica en nuestra Universidad.
  1. MARCO TEÓRICO




    1. MARCO CONCEPTUAL

Imaginemos un pequeño artefacto cuya dimensión no es mayor de 10 cm., que pesa 1 kg, que toda la electrónica está integrada en una sola pastilla de silicio (http://www.ee.surrey.ac.uk/SSC/research/vlsi/spacechip ) y que sin embargo es capaz de realizar misiones en órbita de comunicaciones, observación de la Tierra o experimentación científica. Este pequeño artefacto, nano satélite, satélite de silicio o satélite en un chip como se le denomina, todavía es futuro pero no es ciencia ficción. El concepto fue presentado por primera vez por Ford Aerospace en la primera mesa redonda sobre “Micro nanotecnologías y su aplicación al Espacio” organizada por la ESA en 1995.

Desde esta fecha existen varias realizaciones que se aproximan al concepto gracias a la miniaturización, la micro y nano tecnología y los microsistemas, pero vayamos por partes:

¿Qué es la nanotecnología? Las nanotecnologías pueden considerarse como aquellas tecnologías y procesos que permiten el desarrollo de productos, sistemas componentes ó materiales estructurados de forma que sus propiedades funcionales y/o estructurales quedan mejorados. La nanotecnología implica el control de procesos a escala nanométrica lo que significa a escala atómica o molecular.

Se puede confundir la nanotecnología con la evolución de la microelectrónica pero el concepto va mucho mas allá. La microelectrónica y los microprocesadores han revolucionado el mundo de las tecnologías de la información y de las comunicaciones. En los últimos años estas tecnologías han sido confinadas en encapsulados cada vez más pequeños y con prestaciones más elevadas. Cuando los dispositivos llegan al mundo nanométrico aparecen los fenómenos cuánticos y se termina el comportamiento debido sólo al factor de escala. Los conceptos de pozo cuántico, punto cuántico o transistor de un solo electrón son el verdadero dominio de la nano electrónica.

¿Y los nanosatélites? Naturalmente el término obedece a un factor de escala en comparación con los satélites convencionales. Generalmente se aplica cuando el peso está por debajo de los 10 kg pero, más que una cuestión de peso y potencia, el término obedece también a una nueva filosofía de diseño que algunos autores no dudan en calificar de cambio cultural en los proyectos espaciales. La producción de nanosatélites se beneficiará del uso de “Circuitos de aplicación específica” (ASIC´s) “Microsistemas electro-mecánicos” (MEMS) y materiales nanoestructurados.

Los proyectos espaciales se van a beneficiar de su uso, y que el sector espacial con sus condicionantes de minimizar el peso y el consumo de potencia, será un dinamizador de algunas nanotecnologías, pero dado el enorme esfuerzo inversor requerido, el sector espacial tendrá que aprovechar y en su caso adaptar, los productos de los sectores con mayor volumen de mercado como la informática, las telecomunicaciones y la automatización.

LOS SATELITES

Son objetos puestos en órbita alrededor de la Tierra con gran variedad de fines, científicos, tecnológicos y militares. Los satélites artificiales son naves espaciales automáticas, fabricadas en la tierra y enviadas en vehículos (cohetes) de lanzamiento, al espacio exterior. Los satélites artificiales pueden orbitar alrededor de cuerpos celestes como cometas, asteroides, planetas o incluso realizan viajes al espacio profundo .Tras su vida útil, los satélites pueden quedar orbitando como basura espacial. El primer satélite artificial, el Sputnik, fue lanzado por la Unión Soviética el 4 de octubre de 1957. En los años siguientes se lanzaron varios cientos de satélites. El origen de los satélites artificiales está íntimamente ligado al desarrollo de los cohetes que fueron creados, primero, como armas de largo alcance (ICBM- misiles intercontinentales); después, utilizados para explorar el espacio (cohetes sonda) y luego, con su evolución, convertidos en instrumentos (lanzadores de satélites) para colocar satélites en el espacio.

FUNCIONAMIENTO DE LOS SATÉLITES

Un satélite situado en la órbita geoestacionaria (a una altitud de 36 mil km) tarda aproximadamente 24 horas en dar la vuelta al planeta, lo mismo que tarda éste en dar una vuelta sobre su eje, de ahí que el satélite permanezca más o menos sobre la misma parte del mundo. Como queda a su vista un tercio de la Tierra, pueden comunicarse con él las estaciones terrenas -receptoras y transmisoras de microondas que se encuentran en ese tercio. Una estación terrena que está bajo la cobertura de un satélite le envía una señal de microondas, denominada enlace ascendente. Cuando la recibe, el transpondedor o unidad repetidora (aparato emisor-receptor) del satélite simplemente la retransmite ampliada en energía para que la capture otra estación, esto es un enlace descendente. El camino que recorre esa comunicación, equiparándolo con la longitud que ocuparía un cable, es de unos 70 mil km, lo cual equivale, más o menos, al doble de la circunferencia de la Tierra, y sólo le toma alrededor de 1/4 de segundo cubrir dicha distancia.

ESTACIONES TERRENAS

Estación situada en la superficie de la tierra destinada a establecer comunicación con uno o varios satélites; o con una o varias estaciones terrenas, mediante el empleo de uno o varios satélites reflectores u otros objetos situados en el espacio. La estación terrena a su vez tiene la capacidad para conectarse con alguna red terrestre de telecomunicaciones privada o pública. Consiste de un set de equipamiento, instalaciones y software para archivar datos obtenidos y establecer comunicación entre la tierra y el satélite.

  1. FUNCIONES:

Las principales funciones de una estación terrena son:

Tracking (seguimiento): rastreo del satélite para poder obtener información de este

Telemetry (telemetría): adquisición de las variables de estado (temperatura, voltaje, etc) para hacer el seguimiento del satélite y determinar sus parámetros de operación o funcionamiento.

Command (comando): emitisión de órdenes al satélite como reiniciar el sistema, toma de fotografías, etc.

  1. COMPONENTES:

Los equipos necesarios para la transmisión y recepción de señales de radio en banda UHF. Este tipo de equipos es utilizado normalmente por radioaficionados.

Algunos equipos adicionales también están considerados como:

  • Dos pantallas para visualizar en la computadora la telemetría del satélite

  • Equipos para internet

  • Fuente de alimentación de los equipos.

Estas estaciones hacen uso de antenas y un sistema de rotación asociado a éstas que se utiliza para transmitir o recibir señales de comunicación vía satélite.

ANTENAS

E un circuito eléctrico especial realizado con el fin de que irradie al espacio o reciba del espacio energía electromagnética. Una antena transmisora es la que se conecta a la salida de un transmisor para distribuir al espacio la señal de radiofrecuencia generada mientras que una antena receptora es un componente destinado a la captación de las ondas electromagnéticas procedentes de una fuente emisora. Una antena transmisora transforma voltajes en ondas electromagnéticas, y una receptora realiza la función inversa.

SISTEMA DE ROTACION – JUSTO ESTE SISTEMA DEBEMOS PROPONER COMO OBJETIVO ESPECÍFICO

Un sistema de rotación es una herramienta muy útil para diferentes aplicaciones. Puede ser útil para el seguimiento de satélites, instalando una antena Yagi o una parabólica. Puede instalarse un telescopio para el seguimiento de las estrellas. Pueden usarse en un sistema radar. Puede también ser usado con una unidad recolectora de luuz para poder generar electricidad. Y muchas otras aplicaciones más.

TELEPUERTO

Un Telepuerto es una estación terrena con una antena fija que está en contacto constante con un satélite de telecomunicaciones. Brinda servicios de telecomunicación, ya sea telefonía, Internet, radio y TV. Trabajan generalmente en banda Ka o Ku.



Fig. 1 EJEMPLO SISTEMA TELEPUERTO

VENTAJAS DE UN TELEPUERTO

Normalmente en las grandes ciudades recibimos todos los servicios de comunicación por medio de cables. El cableado es un proceso que tiene muchas desventajas, ya que se tiene que extender una línea fija desde la central de servicios hasta el cliente. Además del cableado es necesario darle mantenimiento y en caso de terremotos estos cables pueden ser rotos, lo que origina la pérdida de comunicación mientras esto no sea reparado. Para los pueblos apartados esto tiene muchas desventajas, ya que la empresas de comunicaciones desean ganar lo máximo que puedan y por eso no piensan invertir mucho dinero en implementar una infraestructura cara para clientes que van a darle poca ganancia. Eso quiere decir que los pueblos apartados se quedan sin servicio. Un satélite de telecomunicación está en el cielo fijo como una estrella. La gran ventaja de la comunicación por medio de estos satélites es que no se necesita un cableado costoso y la señal del satélite puede ser captada desde cualquier punto de la zona de cobertura, por medio de los equipos adecuados. Se necesita un infraestructura mínima y de baja inversión para poder captar las señales del satélite o tener acceso a un telepuerto cercano que le brinda todos estos servicios.

INFRAESTRUCTURA DISPONIBLE EN EL TELEPUERTO. – Aquí hay que diferenciar lo que son beneficios y lo que es Infraestructura

A continuación se propone implementar la siguiente infraestructura en el telepuerto:

El beneficio es

  • Cuarto de control

Permite conectar pueblos apartados del País sin necesidad de ca

  • Oficinas de administración

  • Centro de distribución de señales (para alimentar en forma local y con cableado a las viviendas cercanas)

  • Centro de procesamiento de datos

  • Centro de entrenamiento

  • Centro de educación a distancia

  • Centro de noticias y comunicación

  • Centro de pronóstico del clima

  • Centro de multimedia

  • Biblioteca (tradicional o digital)

  • Sala de terminales de Internet

  • Centro telefónico

  • Sala de TV




    1. MARCO TECNOLÓGICO

Con la finalidad de entrar a competir internacionalmente en un campo de tecnología de punta, para apoyar misiones de satélites teniendo la posibilidad de apoyar estudios científicos como por ejemplo investigar el campo magnético terrestre y el campo gravitatorio . Se realizará la construcción de dos estaciones terrenas o complejos terrestres encargados de recibir y almacenar la información proporcionada por los satélites en referencia a los temas antes mencionados. La transmisión y recepción de datos se realizará empleando antenas UHF y banda S. Primeramente estas estaciones estarán equipadas con antenas UHF con un sistema de seguimiento, el receptor-transmisor y su respectivo software de control para el apoyo a misiones universitarias de pequeños satelites y comunicación local.

El sistema de seguimiento va a ser controlado por medio de una PC. El software de control tiene que permitir programar a la antena para el seguimiento de un satélite determinado en base a las coordenadas de este. Conociendo la órbita del satélite es posible predecir su paso sobre nuestras estaciones terrenas y con ello se definen los contactos a realizar con el satélite.

En una segunda etapa se va a implementar en cada estación terrena una antena de banda S. Muchas misiones satelitales trabajan en esta banda y vamos a tener la oportunidad de poder apoyar ciertas misiones, recibiendo datos o enviando información al satélite. El sistema de seguimiento será diseñado y construido en este proyecto. La antena que se requiere construir va a portar un plato parabólico de 3m de diámetro. Eso quiere decir que el sistema de seguimiento tiene que soportar el peso del plato y además realizar el seguimiento del satélite que es en promedio de 12°/min ó 0.2°/s. Se hará también el cálculo teórico de un sistema similar para una antena de 5m de diámetro, incluyendo los costos que se generarían.

En el foco de las antenas se encontrará el receptor-transmisor, que podrá ser cambiado para adaptar la frecuencia (banda) a recibirse. Eso quiere decir que no solo se trabajará en banda S, si no también en otras bandas requeridas como la X. En paralelo al diseño del sistema de seguimiento se adquirirá una sistema similar con antena, que nos ayudará a implementar el sistema en menos tiempo; además nos servirá como referencia o guía a nuestro propio diseño. La información que se va a recibir de los satélites está basada en el sistema CCSDS (Consultative Comité for Space Data Systems), el cual es un protocolo que formatea la información que es recibida por y del satélite, este es el estándar usado en las misiones satelitales y reconocido internacionalmente por las agencias espaciales más importantes. Ambas estaciones terrenas trabajarán en forma conjunta o en forma independiente. Se podrán manejar las antenas en forma automática y remota, de acuerdo al requerimiento. Esta infraestructura nos permitirá también entrenar a nuestro equipo para el control de misiones satelitales, tanto en la comunicación con el satélite, así como el mantenimiento de este a distancia.

DESCRIPCIÓN DE LA RED

La Red Peruana Satelital (PSN así propuesta por sus conceptores por sus siglas en inglés, Peruvian Satellite Network) estará compuesta por seis (6) estaciones terrestres localizadas en lugares estratégicos en todo el territorio peruano. Las estaciones terrenas las cuales construiremos se instalarán en la ciudad del Cusco y Puerto Maldonado.Quillabamba.

Las primeras estaciónes terrestres las cuales serán la base de la red estarán localizadas en el Departamento del Cusco. Un aspecto muy importante de esta estación terrestre en Cusco es que geográficamente está bien situada.

El área de cobertura de la Red Satelital Peruana corresponde a aproximadamente unos 50 millones de Km2. Como se muestra en la Figura 2, la red abarcará América del Sur y parte de Centroamérica y el Caribe.



Fig. 2: Área de cobertura de la PSN (usando Google Earth)

TOPOLOGÍA DE LA RED

La topología elegida para nuestra red de antenas es la llamada Bus. Con esta topología es posible garantizar la funcionalidad de la red en caso de que una o más estaciones puedan fallar. Además, la topología de bus es más económica y eficiente que otro tipo de topologías de red. En la primera etapa del proyecto la conexión entre todas las estaciones o nodos serán apoyados a través de Internet.

Todos los nodos tienen una conexión de Internet de banda ancha. Usando esta infraestructura actualmente disponibles es posible llevar a cabo la red PSN sin costes adicionales para la conección entre de las estaciones. En el futuro se desea realizar una conexión dedicada (exclusiva) entre las estaciones para poder tener un sistema más eficiente y seguro. Las estaciones terrestres deben ser capaces de trabajar independientemente una de otra y no habrá estación principal (central). Todas ellas tendrán las mismas características (facilidad de mantenimiento) e importancia. El sistema debe ser transparente, eso quiere decir que si una estación falla, las otras continuarán trabajando sin inconvenientes. Cada estación almacenara los datos recogidos. Luego de un contacto todas las estaciones intercambiaran los datos entre sí y combinaran estos, así que cada nodo archivará la totalidad de los datos recolectados por la red para su posterior análisis y documentación; de esta forma se hacen tiene también varias copias de seguridad de lainformación recibida de los satélites.

LOS TIEMPOS DE ACCESO Y DURACIÓN

Se ha calculado el tiempo de acceso, que es el tiempo de contacto entre el satélite y la estación terrena. Nuestra red reducirá la pérdida de datos que pueden surgir por el fallo de una única estación terrena o también por la deficiencia de orientación de un satélite que no puede apuntar con la exactitud necesaria hacia la estación receptora durante el contacto. Para los cálculos relevanes se utilizó el programa Satellite Tool Kit (STK) . Se calcularon los contactos por día y la duración de ellos. La figura muestra una vez más el área de cobertura de PSN que se reproduce con el STK.



Fig. 3 Cobertura de la Estación Terrestre (con STK)

Como se mencionó anteriormente, la red PSN se compone de las estaciones ubicadas en Piura, Lima, Tacna, Cusco, Iquitos, , Pucallpa y Puerto Maldonado. Los lugares elegidos de las estaciones terrestres son de todos los rincones del Perú. La herramienta STK se utilizó para realizar los cálculos de tiempos de acceso entre el satélite y las estaciones terrestres en diferentes órbitas e inclinaciones teniendo en cuenta que el satélite no puede comunicarse con la tierra durante el eclipse y ángulo de elevación por debajo de 10°. Los resultados han sido registrados por meses durante un período de un año y todos estos tiempos de acceso se han trazado con el fin de determinar con facilidad la eficacia de esta red.
La duración de acceso depende de la altura de la órbita del satélite y de la ubicación de la estación terrestre; es este último caso hay que tomar en cuenta que obstáculos como árboles y montañas cercanas a la antena limitarán la visibilidad de esta.

NÚMERO DE ACCESO

El número de acceso es el número efectivo de las entradas en el área de cobertura de la estación terrestre. Condiciones similares fueron consideradas para la simulación del número efectivo de contactos por día. La tabla 1 muestra los eventos de acceso por día de cada estación terrestre en Perú.

El número de acceso varía en función de la altura de la órbita y la inclinación de esta. Dado que los satélites pequeños son predominantemente lanzados en la orbita síncrona del sol, para esta simulación ha sido asumida una inclinación de entre 95◦ y 105◦.



Tabla 1: Número promedio de acceso por día

En la Figura se aprecia el número promedio de contactos que tienen lugar en cada estación terrestre. Teniendo en cuenta los parámetros las órbitas de los satélites ejemplo aquí mostrados, el número de acceso varía entre 3 y 6 contactos por día con una duración de contacto de entre 490 y 540 seg.



Figura 4: la planificación diaria de los contactos (elevación> 10 °)

Velocidad de transmisión de Datos

La velocidad de transmisión de datos se expresa en bits por segundo (bps). Para nuestro análisis se ha considerado que varia de 1200 bps a 154000 bps. La velocidad de transmisión de datos de satélites pequeños está técnicamente limitado a 9600 bps, debido a las limitaciones de la potencia disponible y por el ancho de banda. Dado que este tipo de satélites están limitados por su tamaño la mayor parte de las misiones se realizan con equipos miniaturizados. Muy pequeñas cámaras y sensores se utilizan como carga útil. Pocos de los satélites pequeños puestos en marcha recientemente llevan el equipo para el control de posición, pero sigue siendo el consumo de energía uno de los parámetros que necesita ser subrayado. Con el tiempo de acceso calculado y la tasa de datos asumida, el análisis muestra un máximo de 90 Kbytes que puede ser descargado por contacto. Imágenes generadas por cámaras miniaturas tienen el tamaño de pocos megabytes de datos. Usando varias técnicas de compresión los datos pueden ser comprimidos a rangos de Kbytes. La mayor preocupación para la transferencia de datos, son las pérdidas por mala calidad de señal durante el contacto y la duración efectiva de estos. Suponiendo que una imagen tiene un tamaño de 200Kbytes y que los datos se transmiten a 1200 bps, se puede calcular que se requieren aproximadamente 1400 segundos (23min) para poder bajar esa información.

(200*1024bytes*8bits)/1200bps = 1400 sec = 23min

    1. ESTADO DEL ARTE

Los telepuertos pueden brindar muchos servicios sobre todos a los lugares más apartados del país. Gracias al progreso de la tecnología se tienen cada vez más servicios a disposición. Por medio de los satélites de telecomunicación podemos captar diferentes señales como es la de televisión de alta resolución, el Internet de alta velocidad y la telefoníca. Con estos servicios podemos fomentar la educación básica en los lugares más necesitados e incluso es posible realizar estudios a distancia, como es usual en nuestros días por medio del Internet.

La tecnología satelital permite complementar los servicios de un telepuerto, ya que aplicando tecnología de punta es posible diseñar ahora satélites más compactos y eficientes. Los satélites nos ponen a disposición información muy valiosa como es el caso de la meteorología.

Enfocar nuestros objetivos en el desarrollo de la tecnología satelital nos permitirá satisfacer las necesidades de nuestros compatriotas en forma puntual. La tecnología actual cuenta con instrumentos de observación que apoyan en diferentes tareas como es la mejor administración de recursos naturales, control de cosechas, prevención de catástrofes, etc. Dominar esta tecnología nos asegura un progreso más acelerado y más riquezas materiales así como de conocimiento.

BIBLIOGRAFIA Y REFERENCIAS





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