TEC4SEA 2013/01/08. Versão do documento 1.1. Palavras-chave. mar; comunicações; tec4sea. Autores INESC TEC SAPE. Lista de distribuição.

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1 TEC4SEA 2013/01/ set O conceito MARBED Versão do documento 1.1 Palavras-chave Autores Lista de distribuição mar; comunicações; tec4sea INESC TEC SAPE pública 1

2 INESCTEC MARBED documento descrevendo o conceito MARBED de comunicação wi-fi na costa oceânica, desenvolvido por INESC Tecnologia e Ciência, Laboratório Associado com referência ao piloto em operação no Norte de Portugal O INESC TEC dedica-se à ciência e tecnologia, desenvolvimento e consultoria independente, com vasta experiência internacional. A economia do Mar pode ser potenciada pela aplicação de tecnologia, na forma de soluções simples e eficientes. A frota de pesca costeira pode beneficiar de um conceito tecnológico inovador, desenvolvido pelo INESC TEC, que providencia acesso wi-fi até 10 milhas da costa dispensando meios associados a encargos elevados como comunicação por satélite. INESC TEC SCom version 1.0 Set 2014 INESC TEC MARBED

3 MARitime wireless networks testbed: MARBED DESCRIÇÃO O INESC TEC iniciou em setembro de 2012 o projeto Mare-Fi 1, pioneiro à escala mundial, com o objetivo de suportar investigação, desenvolvimento e inovação na área das redes e serviços marítimos baseados em Wi- Fi, tirando partido de bandas não licenciadas, isentas de licença e dos TV white spaces. O Mare-Fi inclui mais três parceiros: Câmara Municipal do Porto, Propeixe cooperativa de pesca de sardinha com uma frota de mais de 30 embarcações e a Associação Porto Digital responsável pela instalação, manutenção e gestão da rede de telecomunicações pública de banda larga que cobre a área metropolitana do Porto. Para atingir o objetivo do Mare-Fi foi instalado um piloto, designado MARBED MARitime wireless networks testbed, composto por duas estações de terra e oito embarcações da Propeixe que pescam ao largo da região do Porto até 10 milhas náuticas da costa, formando uma rede marítima comunitária para partilha da ligação à Internet fornecida pelas estações de terra. A rede marítima comunitária está ilustrada na Fig. 1. Esta rede é formada por embarcações que pescam em grupo, estando tipicamente afastadas umas das outras até 5 milhas náuticas. O MARBED está em operação desde abril de 2013 e no médio prazo evoluirá para quatro estações de terra e trinta embarcações, procurando cobrir toda a linha de costa da área metropolitana do Porto; no longo prazo o objetivo é estender o piloto a toda a costa Atlântica Portuguesa e a outros países. As estações de terra atuais e a sua localização geográfica estão representadas na Fig. 2; uma das embarcações de pesca usada como nó de mar é apresentada na Fig. 3. A Câmara Municipal do Porto é a entidade que fornece o acesso aos pontos de instalação das estações de terra. A cooperativa Propeixe disponibiliza as embarcações onde estão instalados os nós de mar. A Associação Porto Digital fornece a ligação das estações de terra à infraestrutura de telecomunicações pública de banda larga em terra, que por sua vez permite a ligação do MARBED à Internet. Os nós de comunicações que fazem parte das estações de terra e dos nós de mar consistem numa caixa à prova de água com dois Single Board PCs (SBC), como ilustrado na Fig. 3. Um dos SBC é usado para correr experiências na banda dos 700 MHz (TV white spaces) e outro na banda dos 5.8 GHz (isenta de licença). Fig. 1. Ilustração do MARBED com as embarcações de pesca e as estações de terra

4 Nas estações de terra são usadas antenas direcionais apontadas para oeste, permitindo assim a cobertura offshore até 10 milhas náuticas da costa, bem como a ausência de difusão de sinal para terra, de modo a cumprir as restrições impostas pelo regulador das telecomunicações em Portugal ANACOM. Nos nós de mar são usadas antenas omnidirecionais, de modo a garantir que estes conseguem comunicar com as embarcações vizinhas e com as estações de terra independentemente da sua orientação. Os nós de mar suportam adicionalmente um recetor GPS, por forma a registar sempre a sua posição durante as experiências realizadas sobre o MARBED. Fig.2. MARBED: Estações de terra atuais e a sua localização geográfica no Porto, Portugal. Com base no MARBED foi já possível avaliar novas soluções de comunicações marítimas desenvolvidas no INESC TEC e obter resultados pioneiros no âmbito das comunicações marítimas, demonstrando-se, por exemplo, a viabilidade das comunicações Wi-Fi marítimas para longo alcance, como ilustrado na Fig. 4. Estes resultados foram obtidos com estações de terra localizadas a 20 m do nível do mar; está em curso a instalação de estações de terra nos faróis com base na parceria entre o INESC TEC e o Ministério da Defesa Português de modo a atingir ainda melhores resultados. O INESC TEC continuará a usar o MARBED para avaliar novas soluções de comunicações terra-embarcação e embarcação-embarcação, procurando responder à miríade de problemas e desafios que ainda têm que ser vencidos no ambiente marítimo para se chegar a soluções de comunicações em banda larga e acessíveis a todos. Este trabalho incluirá a adaptação ao ambiente marítimo de soluções de comunicações multi-salto já desenvolvidas pelo INESC TEC, procurando explorar cenários em que as próprias embarcações podem atuar como repetidores de sinal para outras embarcações, tal como se ilustra na Fig. 1. Fig. 3. MARBED: uma das embarcações com o equipamento de comunicações instalado na proa e a caixa à prova de água usada nas estações de terra e no nó de mar com os dois SBC. Pelas suas características pioneiras, o MARBED atraiu desde o início a atenção dos stakeholders envolvidos na economia do mar. O impacto gerado levou inclusive à publicação de várias notícias nos média e ao convite para entrevistas na rádio e televisão, nomeadamente como resultado da participação no 3º Fórum do Mar no Porto em maio de 2013, onde o INESC TEC apresentou ao Secretário de Estado do Mar 4

5 Português o MARBED e os resultados experimentais até aí obtidos. Apesar de atualmente estar limitado a embarcações de pesca, a parceria que o INESC TEC mantém com a Marinha Portuguesa, através do Ministério da Defesa de Portugal, permitirá no futuro aumentar o âmbito do MARBED com a utilização de nós de mar estáticos, por exemplo, instalados em bóias meteorológicas, bem como o tipo de experiências que poderão ser realizadas. Por outro lado, o INESC TEC tem em curso o estabelecimento de uma parceria com uma associação de pesca Portuguesa, que engloba a cooperativa Propeixe e mais de 600 embarcações em todo o país, e que no médio prazo permitirá aumentar o número de nós no mar. Estes esforços estão a ser conduzidos no contexto da infraestrutura TEC4SEA 2, que em 2014 foi distinguida pela Fundação para a Ciência e a Tecnologia para integrar o Roteiro Nacional de Infraestruturas de Investigação de Interesse Estratégico. O MARBED está acessível a utilizadores externos mediante pedido, como parte integrante da infraestrutura TEC4SEA, propriedade do INESC TEC e do CINTAL, podendo ser utilizada por instituições académicas e empresas para apoio à investigação, desenvolvimento e inovação na área das redes de comunicações e serviços marítimos. KEY PERSONS IN THE AREA No INESC TEC, o MARBED está sob a responsabilidade de um qualificado grupo de especialistas e englobado na iniciativa TEC4SEA. Uma parcela significativa destes especialistas está associada à Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto e reunida no CTM Centre for Telecommunications and Multimedia do INESC TEC: Prof. Manuel Ricardo (coordenador CTM) Prof. Rui Campos O desenvolvimento do MARBED beneficia do apoio do SAPE (Serviço de Apoio a Parcerias Empresariais) do INESC TEC, em particular de: Dr Augustin Olivier (coordenador SAPE) Engº Carlos Pinho Este núcleo de especialistas é complementado por uma equipa de investigadores contratados, técnicos e investigadores juniores, incluindo estudantes de Doutoramento, que em contínuo desenvolvem trabalho que contribui para o avanço do conhecimento humano e proporciona transferência de tecnologia para empresas e a administração pública. CONTACTOS SAPE INESC TEC: sape@inesctec.pt Dr. Augustin Olivier: aolivier@inesctec.pt Fig. 4. Cobertura marítima Wi-Fi e os débitos alcançados