Per le comunicazioni satellitari si usano microonde (a frequenze molto elevate) che attraversano la ionosfera senza alcuna deviazione; i maggiori problemi sono l’elevata perdita di segnale a causa della grande distanza e il fatto che le microonde vengono assorbite dalla pioggia.

Il costo per la trasmissione è indipendente dalla distanza.

Un satellite per comunicazioni non è altro che un ripetitore di microonde; contiene diversi trasponditori ognuno dei quali riceve un segnale ad una certa frequenza, lo amplifica e lo ritrasmette su un’altra frequenza (per evitare interferenze col segnale in arrivo); il raggio trasmesso può essere diffuso per coprire una vasta area o concentrato per giungere ad una zona ben precisa; comunque nell’area di diffusione tutti i ricevitori possono ricevere il segnale (tecnologia broadcast) e quindi se è richiesta segretezza nella trasmissione è essenziale l’uso della crittografia.

Di notevole importanza sono i satelliti geosincroni (o geostazionari), che, in orbita sul piano equatoriale ad un’altitudine di 36.000 Km, ruotano alla stessa velocità della terra e quindi appaiono fermi ad un osservatore, cioè rimangono in una posizione fissa rispetto ai trasmettitori e ricevitori a terra.

Ci sono accordi internazionali per regolare la posizione dei satelliti e le frequenze utilizzabili.

La banda di un trasponditore può essere utilizzata per un’unica comunicazione o suddivisa in più canali (per esempio canali vocali PCM a 64 Kbps).

La suddivisione della banda può avvenire con la tecnica FDM o TDM.

FDM divide la banda in modo statico in bande di frequenza fissate (con bande di guardia tra i canali e quindi spreco di larghezza di banda); le stazioni devono emettere segnali di potenza controllata per non interferire coi canali adiacenti.

TDM usa slot di tempo assegnati alle varie stazioni che devono trasmettere; richiede una stazione di riferimento a terra che trasmetta periodicamente un segnale, diffuso dal satellite e usato dalle stazioni a terra per la sincronizzazione.

Le tecniche possono essere combinate per suddividere la banda in canali con FDM e suddividere ogni canale in slot con TDM.

Per esempio ACTS (Advanced Communication Technology Satellite) usa 4 canali TDM indipendenti da 100 Mbps, due di salita e due di discesa; ogni canale è organizzato come una sequenza di frame di 1 ms contenenti 1.728 slot di tempo; ogni slot permette di trasportare 64 bit e di usufruire di un canale vocale di 64 Kbps; per usufruire di uno di questi canali a 64 Kbps una stazione deve essere capace di inviare 64 bit in uno slot di tempo di 578 ns, cioè deve trasmettere a 110 Mbps (invece una stazione che usa un canale FDM a 64 Kbps trasmette davvero a 64 Kbps).

Se il numero di stazioni è piccolo e costante i canali o gli slot possono essere allocati staticamente, altrimenti l’assegnazione deve essere fatta in modo dinamico.

L’assegnazione dinamica di canali o slot è un problema di allocazione di un canale multiaccesso: le reti geografiche basate su satellite, come la maggior parte delle reti locali, devono gestire il problema dell’accesso contemporaneo di più stazioni al canale.

Il problema dell’accesso al canale è relativo solo al canale di salita, dato che il canale di discesa ha come solo mittente il satellite.

Ogni stazione che si trovi nel raggio d’azione di un trasponditore può voler inviare frame usando una certa frequenza di salita, in un istante qualsiasi; se due stazioni trasmettono contemporaneamente sullo stesso canale e nello stesso slot si verifica una collisione; non si può usare il metodo CSMA/CD perché non si può ascoltare il canale di discesa (come avviene nelle reti locali) a causa del ritardo di propagazione di 270 ms (mentre ascoltare il canale di salita è impossibile).

ACTS propone due metodi per l’allocazione degli slot:

• usando Aloha a slot: le stazioni competono per gli slot usando Aloha a slot; quando una trasmissione ha successo, alla stazione viene assegnato quello slot in tutti i frame successivi;

• usando un metodo a prenotazione: ogni frame contiene uno slot speciale suddiviso in n sottoslot, usati per riservare gli slot; quando una stazione vuole trasmettere prova a trasmettere in un sottoslot; se ha successo si riserva lo slot successivo; le stazioni devono tener conto del numero degli slot già riservati in modo da sapere quanti slot saltare prima di trasmettere; quando non ci sono slot riservati tutti gli slot diventano slot di prenotazione.

Le trasmissioni satellitari possono essere utilizzate anche per il collegamento a Internet.

Per la ricezione bisogna installare una antenna parabolica (come per la TV satellitare) e collegare al computer un modem satellitare.

Normalmente il servizio utilizza il satellite solo in un senso; l’utente riceve le informazioni dal satellite ma per trasmettere usa una linea telefonica.

Esistono però anche connessioni bidirezionali (che richiedono una parabola specifica per il segnale bidirezionale).