Microondas com Satélites
Funcionamento Como vimos, as freqüências das microondas caminham em linha reta e não são refletidas pela ionosfera. Podem porém ser refletidas por outros elementos. Nos anos 50, por exemplo, balões eram utilizados para a reflexão de sinais eletromagnéticos. Com o desenvolvimento da tecnologia espacial, satélites artificiais colocados em órbita realizam esta função. O componente do satélite que realiza este trabalho especificamente é o transponder.
Similarmente às transmissões terrestres em visada direta, as transmissões por satélite ocorrem direcionando a transmissão para um satélite em órbita a partir de um transmissor terrestre. O sinal gerado pela antena é direcionado ao satélite através de uma antena com um refletor parabólico, cuja função é colimar a radiação eletromagnética num feixe reto. O trabalho do satélite consiste em reforçar e este sinal e enviá-lo novamente para a Terra, para uma antena receptora. Nestas transmissões, freqüências de 11 a 14 GHz são geralmente utilizadas, sendo que a freqüência de envio (uplink) é diferente da freqüência de retorno (donwlink), para evitar interferência.
Órbitas dos satélites Nem todas as regiões próximas à Terra são adequadas para o posicionamento dos satélites. Existem duas regiões, chamadas de Anéis de Van Allen, apresentam uma concentração de partículas altamente carregadas eletricamente que inutilizariam os satélites. Assim, os satélites podem ocupar as três regiões, nos intervalos destes anéis.
	Como veremos, os satélites nestas regiões têm finalidades específicas. São elas: LEO – Low Earth Orbit MEO – Medium Earth Orbit GEO – Geostationary Orbit
O tempo de órbita do satélite relaciona-se com a sua altura, conforme estabelecido na terceira lei de Keppler: K = T2 / R3 Assim, os satérites de baixa órbita (LEO) apresentam um tempo de órbita pequeno, ou seja, no período de um dia terrestre passam várias vezes pelo mesmo ponto de referência na superfície Este tempo de órbita diminui ao passo que a altura aumenta, até que na altura dos satélites GEO ela é igual ao período de rotação da Terra. Deste modo, do ponto de vista de um observador na Terra, o satélite não se move (daí geo-estacionário)
Satélites Geo-estacionários (GEO) Como indicado pelo nome, sua posição é constante em relação à superfície da Terra. A rede Telstar teve o primeiro satélite da série, o Telstar 1, lançado em 1962, dando início a um negócio bilionário. A distância mínima é de 2°, o que limita seu número a 180 no mesmo plano; a alocação dos slots é feita pela ITU. O processo de alocação é muito político, sendo que nações sem tecnologia para lançar satélites “barganham” seu espaço aéreo com nações mais poderosas, que nem sempre compartilham dos mesmos interesses.
Além dos slots, a ITU divide também as freqüências disponíveis, para não interfir com sistemas microondas terrestres. Além dessas bandas conhecidas, há várias outras de fins militares e governamentais.
Os satélites GEO antigos tinham uma grande área de cobertura; cerca de 1/3 da superfície da Terra Os modernos possuem cerca de 40 transponders, com largura de banda de 80 MHz, que podem ser multiplexados por tempo e freqüência. Várias transmissões ascendentes e descendentes podem ocorrer ao mesmo tempo. Cada transmissão descendente pode ter apenas poucas centenas de kilômetros, em formato elíptico.
VSAT – Very Small Aperture Terminals Um desenvolvimento mais recente é a utilização de microestações chamadas VSAT – Very Small Aperture Terminals. Utilizam antenas menores (1 metro, em comparação com 10 metros das usuais), e baixa energia. São adequados para regiões rurais ou áreas remotas; devido ao baixo consumo, podem operar com energia solar.
Uma antena grande terrestre funciona como hub conectando as menores via satélite. Devido à distância, o delay pode ser significativo nas transmissões via satélite Valor típico: 270 ms (540 ms para VSAT) Comparação: Microondas terrestres: 0,003 ms Cabo coax/fibra: 0,005 ms Trabalham por difusão, o que resulta numa grande área de cobertura. Porém, por esta mesma razão, necessitam cuidados com segurança.
Satélites MEO Situados entre os anéis de Van Allen, a cerca de 18.000-20.000 km de altitude, estão os satélites MEO. São usados para o sistema de GPS (Global Positioning System; NAVSTAR, EUA e GLOANSS, Rússia); não são usados para telecomunicações. Seu período de órbita vista da Terra é de 12 horas. Além de posição, permitem estudos de clima, cartografia, geologia, e fins militares.
Satélites LEO Ficam abaixo do primeiro anel de Van Allen, cerca de 780 km da superfície. Devido a isso, necessitam pouca potência para comunicação e os delays são muito pequenos (alguns milisegundos). Como seu período é curto (aprox. 1h40min), muitos são necessários para formar um sistema completo. Três grupos de satélites LEO são apresentados a seguir.
Iridium Composto por 66 satélites, a 780km de altura e distribuídos em 6 anéis. Cada satélite dispõe de 48 células. A finalidade é fornecer um serviço de telecomunicação de amplitude mundial, por meio de dispositivos portáteis. Disponibiliza voz, dados, busca, fax e navegação em todo o globo. A transmissão entre clientes distantes ocorre no espaço.
Globalstar A Globalstar é formada por um consórcio internacional, composto pelas principais companhias aerospaciais e de telecomunicações, que se juntaram para criar um sistema de 52 satélites capaz de proporcionar um serviço telefônico móvel para praticamente todos os lugares do mundo. A comutação de mensagens é feita por estações em terra. Este método coloca em terra os equipamentos mais complexos, o que facilita a manutenção.
Teledesic O Teledesic destina-se aos usuários de Internet, com 100 Mbps de uplink e 720 Mbps de downlink, com acesso via antena, sem uso do sistema telefônico. Participam do projeto grandes investidores, além de personalidades como Craig MaCaw (telef. Móvel) e Bill Gates. O projeto tem sofrido muitas mudanças; os 840 satélites revistos em 1994 baixaram para 288 em 1997. A restrição a satélites LEO também foi motivo de reconsiderações. Space and Tech