Los Satelites Artificiales Y El Software Libre - Erika Eli Mtz Rodriguez

LOS SATÉLITES ARTIFICIALES Y EL SOFTWARE LIBRE

 Los satélites artificiales surgieron de la necesidad de establecer enlaces confiables de comunicación internacional de amplia cobertura, especialmente entre continentes, tanto como para la comunicación telefónica, telegráfica, televisión y de datos [9]. El físico y escritor de ciencia ficción Arthur C. Clarke [1] propuso la idea de aplicar el concepto de órbita geoestacionaria para ubicar en ella satélites artificiales para comunicación de cobertura global. La aplicación de esta idea permitió el desarrollo de los sistemas de satélites comerciales que han tenido gran utilización a nivel mundial. Los satélites de comunicación pueden recibir y enviar desde el espacio ondas de radio en cualquier dirección que se tenga previsto en su diseño. Por medio de los sistemas de satélites se pueden establecer servicios públicos completos hasta el usuario final, como es el caso de televisión directa al hogar, servicios públicos apoyados parcialmente en redes terrestres de otros servicios como son redes privadas de voz y datos, etc. La figura (1) muestra el diagrama a bloques de un sistema de telecomunicación por satélite punto a punto. Este trabajo se basa en este tipo de configuración de enlace. 

Software Educativo para el Análisis y Diseño de Enlaces de Telecomunicación por Satélite 

, se presenta el desarrollo de un software educativo para analizar y diseñar enlaces de telecomunicación por satélite, este programa está desarrollado con LabVIEWTM y considera aspectos como son: ubicación de las estaciones terrenas transmisora, receptora y satélite, tasa de lluvia de las regiones terrestres, potencia de transmisión, tipo de modulación, tasa de transmisión de bits, ancho de banda, pérdidas atmosféricas, por borde, parámetros de las antenas, otras pérdidas misceláneas, etc. En la sección del satélite se consideran la frecuencia del enlace ascendente y descendente, su potencia isotrópica radiada efectiva (PIRE), figura de mérito. En base a las características del enlace mencionadas anteriormente, el software puede calcular la relación portadora a ruido del enlace de subida, bajada y total, distancias de las estaciones terrenas al satélite, relación de densidad de bit a ruido, probabilidad de error, etc. El programa le indica al diseñador del enlace si es factible de implementarse de acuerdo a las características dadas, en base a la probabilidad de error calculada. En caso de que no se cumpla con el requisitos mínimo de probabilidad de error, el usuario deberá cambiar algunas variables del enlace hasta que cumpla con los criterios de diseño establecidos. Palabras claves: Satélite, PIRE, Figura de mérito, Atenuación, Probabilidad de error

 DESARROLLO DEL SOFTWARE 

Se desarrolló el software de tal manera que se relacione con el diagrama a bloque mostrado en la figura, es decir, para la introducción de los datos se divide en tres secciones: Estación terrena transmisora, Satélite y estación terrena receptora. Además se tienen dos secciones de resultados, en la primera sección se muestran resultados del enlace ascendente y descendente, en la segunda sección se muestran resultados generales o totales del enlace de telecomunicación por satélite. La figura (6) muestra los detalles de los datos a introducir para la sección de la estación terrena transmisora, en esta figura se observa que se introduce el nombre de la ciudad, su localización (latitud y longitud), potencia de transmisión, tipo de modulación, banda de guarda, rizado del filtro, back-off del transmisor, tasa de bits por segundo. Además los parámetros de la antena, tales como: Diámetro, eficiencia y su elevación sobre el nivel del mar. También se consideran las pérdidas atmosféricas del enlace ascendente, pérdidas por borde, pérdidas en la línea de transmisión y otras pérdidas misceláneas (pérdidas por: gases, vapor de agua, etc.).

• La figura siguiente muestra los detalles para introducir los datos de la estación terrena receptora, en esta interfaz se puede observar que se puede proporcionar como datos de entrada el nombre de la ciudad, su localización (latitud y longitud), tasa de lluvia de la región. Los parámetros de la antena, tales como: Diámetro, eficiencia y su elevación sobre el nivel del mar. Además se debe considerar las pérdidas atmosféricas, temperatura del sistema, pérdidas por borde, además otras pérdidas misceláneas (pérdidas por: gases, vapor de agua, etc.).

• La figura que prosigue se presenta la interfaz gráfica para la presentación de los resultados del enlace ascendente y descendente, en esta sección podemos observar los datos que son calculados por el software, tales como: las ganancias de las antenas transmisora y receptora, distancias de las estaciones terrenas al satélite, ángulos de elevación y azimut, relación portadora a ruido.

 CONCLUSIONES Y RESULTADOS

 Se desarrolló un software educativo que nos permite analizar y diseñar enlaces de telecomunicación por satélite. El programa considera aspectos de la trayectoria como son pérdidas en: la trayectoria de espacio libre, por lluvia, atmosféricas y otras pérdidas misceláneas (vapor de agua y gases), ganancia de las antenas. Además considera la potencia de transmisión, ruido en el equipo receptor, ubicación de las estaciones y satélite, PIRE del satélite, ancho de banda del transpondedor, figura de mérito, etc. El software puede ser utilizado en universidades, centros de investigación donde se impartan cursos sobre sistemas satelitales, debido a que resulta bastante didáctico debido a la interfaz gráfica que presenta a los usuarios, se puede interactuar con el programa para cambiar ciertos parámetros del enlace y analizar las diferentes atenuaciones, ganancia de antenas, energía de bit sobre densidad espectral de potencia de ruido, relación portadora a ruido del enlace ascendente, descendente y total. Finalmente si la probabilidad de error del enlace total es menor a 1X10-6 se enciende un indicador verde lo cual muestra que el enlace es adecuado para su implementación, en caso contrario el enlace no será óptimo encendiendo un indicador rojo indicando al diseñador que deberá modificar previo análisis algunos parámetros del enlace satelital para que pueda ser confiable de implementarse. El software demostró ser fácil de utilizar y amigable para los estudiantes y profesores que lo han utilizado para el análisis y diseño de enlaces satelitales en la Universidad.

AUTOR; Erika Elizabeth Mtz Rodriguez N/L 27