Comunicações móveis por Satélite. slide 1

Transcrição

1 Comunicações móveis por Satélite slide 1

2 Satélite de Comunicações São satélites colocados em órbita da terra com a missão de transportarem repetidores de sinais de telecomunicações. Os satélites podem transportar vários repetidores, também chamados de tranponders. Podem possuir também diferentes antenas e frequências. slide 2

3 Satélite de Comunicações A União Internacional de Telecomunicações (UIT) dividiu o espaço geoestacionário em 180 posições orbitais, cada uma separada da outra de um ângulo de 2. O Brasil pleiteou posições orbitais junto à UIT, que se encontram designadas para uso dos operadores detentores do direito de exploração de satélite brasileiro. slide 3

4 ÓRBITA GEOESTACIONÁRIA Uma órbita é considerada geoestacionária quando esta órbita é circular a Terra e sua rotação acompanha exatamente a rotação da Terra. Desta forma para um observador que estiver situado sobre a superfície, verá que um satélite pertencente a uma órbita geoestacionária, permanece sempre na mesma posição. É o caso da maioria dos satélites artificiais de comunicações e de televisão que ficam em órbitas geoestacionárias a fim de permanecerem sempre sobre a mesma posição aparente e desta forma sempre poder receber e transmitir dados para uma mesma região o tempo todo. Assim uma antena terrestre pode permanecer fixa apontando sempre uma dada direção do céu, sem necessitar ser redirecionada periódicamente. Para que um satélite permaneça sempre sobre um determinado ponto da superfície da Terra sem a necessidade de propulsão vertical e horizontal, ele deve orbitar sempre a uma distancia fixa de km acima do nível do mar, no plano do equador da Terra. Isso independente da massa (peso) do satélite. Ex: Órbita Geoestacionária slide 4

5 Em 1965, 1º satélite geoestacionário comercial INTELSAT 1 Esteve em funcionamento 1 ano e meio e pesava 68kg Seguindo-se aproximadamente de 2 em 2 anos o lançamento de novos INTELSAT s Em 1976 entraram em funcionamento 3 satélites para comunicações marítimas MARISAT Intelsat 21 slide 5

6 introduzido o INMARSAT, satélite este que permitia comunicações móveis e serviços de dados; Inmarsat é uma empresa sediada no Reino Unido que fornece soluções para serviços móveis via satélite (MSS) sistemas de telefonia por satélite passaram a ser digitais; a mobilidade entre satélites permitiu a globalidade levando assim à introdução de operadores móveis para comunicações por satélite. INMARSAT slide 6

7 Satélites MEO e LEOS slide 7 MEOS - satélites em óbitas médias, de 8 a 20 mil Km de altitude, e em óbitas baixas LEOS satélites de 500 m a 3 mil Km de altitude. Estes satélites possuem órbitas elípticas e se movem em relação à terra o que implica na utilização de antenas móveis ou frequências mais baixas. Estes satélites tem sido utilizados em comunicações móveis por permitirem a utilização de terminais potência de transmissão por estarem mais próximos da terra. GEO Geostationary EarthOrbit MEO Medium Earth Orbit LEO Low Earth Orbit

8 Uma visão comparativa entre satélites de órbitas LEO, MEO e GEO Geo-estacionária necessitam de foguetes lançadores mais complexos, devido a sua altitude elevada, o que provoca um custo de lançamento mais elevado do que os lançamentos dos satélites de tecnologia (MEO e LEO). Este custo chega a ser 4 vezes mais caro que o próprio satélite. Esta operação de lançamento, a cerca de 10 anos atrás, era uma operação arriscada, pois havia uma quantidade razoável explosões e insucessos. Hoje, a cada ano que passa a confiabilidade nos veículos lançadores vem aumentando muito. Os Satélites GEO possuem uma vantagem de abranger uma área de cobertura muito maior do que as dos satélites LEO e MEO. Em contra partida, a elevada altitude provoca um retardo de aproximadamente 0,5 s no sinal. Este retardo provoca problemas mais complexos em protocolos de verificação e correção de erro de dados, onde a todo instante um sistema de transmissor interrompe a comunicação de dados para aguardar a resposta do sistema receptor de que há erro do dado enviado. Só então o dado é retransmitindo. Esta interação entre os dois sistemas (Tx e Rx) seria normalmente instantânea se eles não tivessem que aguardar 0,5 s por uma confirmação de erro. Por este motivo, o protocolo de comunicação de sistemas via satélites GEO, são diferentes dos outros sistemas de telecomunicações, tornando viável a tecnologia. slide 8 6-8

9 Satélites - Arquitetura Elementos constituintes: Gateways / Base Station Estação terrestre constituída por : - GOCC (Ground Operations Control Center); - SOCC (Satellite Operations Control Center); Recebe transmissões dos satélites com o intuito de processar as chamadas e encaminhá-las para a rede de destino terrestre; Um gateway pode servir mais do que um país; É constituído por: - 3 a 4 antenas; - Estação de comutação; - Estação de operação e controle; Efetuam a integração com as redes fixas ou móveis terrestres utilizando interfaces. slide 9

10 Satélites - Arquitetura Elementos constituintes: SOCC monitora a posição dos satélites e as suas órbitas, fornecendo serviços de telemetria e comando para a constelação. GOCC é o responsável pelo controle e planejamento do uso dos recursos dos satélites pelas gateways, estando assim interligado com o SOCC. slide 10

11 Exemplo do estabelecimento de uma chamada Processo de aquisição responsável pelo estabelecimento de comunicação entre o utilizador e o satélite Processo de acesso Determinação da localização do destinatário A central terrestre, depois de receber informação do satélite, faz uso de um algoritmo que permite a localização do destinatário; slide 11 Aprovação de acesso Nesta fase dá-se o contato entre a central à qual o destinatário está conectado e a central servidora, que determina se o acesso com o utilizador desejado é permitido;

12 Exemplo do estabelecimento de uma chamada Processo de registro Etapa na qual o terminal móvel por satélite comunica ao sistema a sua localização. Concluídas as fases anteriores obtém-se um canal de tráfego e a identificação da central, que permite a satisfação do serviço solicitado cliente slide 12

13 ACESSO Técnicas de acesso FDMA (Frequency Division Multiple Acess) A largura de banda total disponível é subdividida de forma a que cada utilizador transmite na parte da banda que lhe foi atribuída; Permite que vários utilizadores acessem ao transpositor do satélite ao mesmo tempo; TDMA (Time Division Multiple Acess) Os utilizadores transmitem (recebem) um de cada vez cliente sequencialmente; O espectro disponível é dividido em intervalos de tempo de tal forma que cada utilizador possa transmitir ou receber durante o intervalo de tempo que lhe foi reservado; slide 13

14 ACESSO Técnicas de acesso ACESSO MÚLTIPLO CDMA (Code Division Multiple Acess) Utilizadores transmitem todos ao mesmo tempo, em banda espalhada; Cada estação transmite com um código próprio; Receptores recebem o sinal em banda espalhada e extraem a informação que lhes é destinada usando o respectivo código; cliente slide 14

15 Mobilidade Intra Satellite Handover Ocorre quando um utilizador se move de um spot beam de um satélite para outro spot beam do mesmo satélite; Esta situação ocorre uma vez que um satélite cria vários spot beams dentro do seu footprint; O mesmo caso acontece quando o satélite se move. cliente slide 15

16 Mobilidade Inter Satellite Handover No caso de um utilizador se ter movido de um footprint para outro, ou quando o movimento do satélite provoca essa mesma situação, pode ser considerado hard-handover; Gateway Handover Situação em que o satélite e o utilizador móvel possuem bom contato, mas o satélite e a gateway não possuem, tendo o satélite que procurar outra gateway. slide 16

17 Bibliografia Comunicações Móveis por Satélite Sobral, Pedro - Costa, Marcos slide 17