Tesis:
Sistemas de comunicación óptica inalámbrica multicanal para aplicaciones intra-satélite.
- Autor: ARRUEGO RODRIGUEZ, Ignacio
- Título: Sistemas de comunicación óptica inalámbrica multicanal para aplicaciones intra-satélite.
- Fecha: 2011
- Materia: Sin materia definida
- Escuela: E.T.S. DE INGENIEROS DE TELECOMUNICACION
- Departamentos: TECNOLOGIA FOTONICA
- Acceso electrónico:
- Director/a 1º: GUERRERO PADRON, Héctor
- Director/a 2º: LOPEZ HERNANDEZ, Francisco José
- Resumen: La tecnología de comunicación óptica inalámbrica ha sido objeto de una importante labor de investigación y desarrollo a lo largo de más de tres décadas. Ha alcanzado relativos niveles de éxito en entornos domóticos y de electrónica de consumo. Las ventajas de los sistemas de comunicación inalámbrica no han pasado desapercibidas al sector aeroespacial, donde la eliminación de cables y conectores puede aportar una reducción de masa y volumen de gran importancia, además de facilitar ciertas labores de integración y ensayos. Más aún, puede permitir el desarrollo de nuevas arquitecturas de transmisión de datos a bordo, más versátiles y flexibles que las topologías clásicas, basadas en conexiones por cable entre los equipos y subsistemas que conforman un satélite. Con la llegada de las micro y nano-tecnologías y la revolución de los pequeños satélites-plataformas espaciales de reducido tamaño y coste-el interés por este tipo de comunicaciones ha crecido notablemente. Frente a otras posibilidades como las ofrecidas por las tecnologías de radio-frecuencia, la comunicación óptica inalámbrica presenta una ventaja de gran importancia en este sector: la ausencia de problemas relacionados con las interferencias y la compatibilidad electromagnéticas. El objetivo del presente trabajo ha sido el de contribuir a dar los pasos necesarios para llevar la tecnología de comunicación inalámbrica a las plataformas espaciales. Esta aplicación fue propuesta por el INTA (Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial) en 1999 y fue bautizada con el acrónimo OWLS (Optical Wireless Links for intra-Satellite comniunications). El sector espacial es altamente conservador, y sólo se aceptan nuevas tecnologías en la medida en que han demostrado previamente una alta fiabilidad, primero en escenarios representativos en tierra y después en demostraciones en vuelo a nivel experimental. El espacio introduce además una serie de complicaciones ligadas a las condiciones de operación de los satélites, tales como el verse sometidos a ultra alto vacío, a elevados gradientes térmicos y, fundamentalmente, a un entorno de radiación inexistente en la mayoría de aplicaciones terrestres. Así pues, es necesario no sólo identificar las necesidades que este tipo de aplicación tiene y diseñar topologías de red que den respuesta a las mismas, sino llevar a cabo una serie de desarrollos de demostración, ensayos ambientales (radiación incluida) y, en última instancia, demostraciones en órbita. Todo ello se ha tenido en cuenta en este trabajo. Se han diseñado diferentes arquitecturas de red multicanal, acordes a las necesidades de las plataformas espaciales, basadas en diversas técnicas de codificación, modulación y acceso al medio. En este sentido, se han desarrollado topologías con acceso múltiple por división en tiempo, frecuencia, longitud de onda, espacio, detección de colisión y código. Se han construido módulos de comunicación óptica difusa de altas prestaciones y elevada fiabilidad, que se han caracterizado en entornos de demostración representativos. Se han desarrollado dos experimentos para estudiar el efecto del entorno espacial sobre estos sistemas y los componentes con que se construyen. Dichos experimentos están embarcados a bordo de un satélite lanzado por el INTA en 2004. Se ha llevado a cabo un tercer experimento de demostración funcional, a bordo de una cápsula espacial de fabricación rusa de gran tamaño (diámetro > 2 m). Se han realizado ensayos de radiación en tierra que vienen a validar los resultados obtenidos en órbita. La conclusión final es que se ha logrado elevar el nivel de madurez de las tecnologías OWLS hasta el punto de poder considerarlas como una solución de plataforma, esto es, una tecnología de fiabilidad contrastada susceptible de ser empleada como una parte más de la arquitectura de datos de cualquier satélite.