Memória Descritiva de Sistema de Comunicação Marítima para o Porto de Abrigo de Ponta Delgada

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1 Memória Descritiva de Sistema de Comunicação Marítima para o Porto de Abrigo de Ponta Delgada Sistema de Comunicação Marítima para o Porto de Abrigo 1(10)

2 Índice 1. Objectivo Descrição do Sistema Actual Cobertura do Sistema a Implementar Descrição da Rede de VHF Princípios Gerais Consolas Modo de Operação Estações de VHF Outras Componentes da Rede Conversores IP Ligação UHF Routers Circuitos Digitais Ligação a 5 GHz Licenciamentos Sistema de Comunicação Marítima para o Porto de Abrigo 2(10)

3 1. Objectivo Este documento descreve um sistema de comunicação de voz com embarcações. Este sistema é para instalação em terra e destina-se a garantir a comunicação entre o Porto de Abrigo de Ponta Delgada e as embarcações que se encontrem ao largo do arquipélago dos Açores. O objectivo é aumentar a cobertura do sistema de comunicação em VHF existente no Porto de Abrigo, mantendo um único centro de operação. 2. Descrição do Sistema Actual O Porto de Abrigo em S. Miguel possui já uma rede de comunicações em VHF baseada em duas estações fixas localizadas no Pico da Barrosa e no Pico Bartolomeu. O canal 12 é o canal para solicitar comunicações com o porto, sendo os canais 81 e 83 os canais de tráfego. De acordo com as normas os equipamentos também monitorizam o canal 16. A tabela a seguir identifica as frequências destes canais. Ch Nº Tx Rx Largura MHz MHz KHz , , , , , , , , , ,5 Barrosa Bartolomeu Bartolomeu Barrosa Figura 2.1 Sistema de Comunicação Marítima para o Porto de Abrigo 3(10)

4 Tal como se mostra na figura 2.1, há duas consolas que permitem estabelecer comunicações, uma através do Pico Bartolomeu e outra através do Pico da Barrosa. Estas consolas permitem mudar o canal em que opera a estação de VHF. A figura 2.2 mostra a activação do canal da Barrosa através de uma ligação em UHF. VHF UHF Barrosa Bartolomeu P. Abrigo (Barrosa) Figura 2.2 A activação da estação do Pico Bartolomeu é feita através de uma ligação dupla em UHF, tal como se mostra na figura 2.3. VHF UHF Barrosa UHF Bartolomeu Figura 2.3 Sistema de Comunicação Marítima para o Porto de Abrigo 4(10)

5 3. Cobertura do Sistema a Implementar Como foi explicitado na secção 1 o sistema a implementar deverá cobrir o arquipélago dos Açores através de uma rede de estações de VHF distribuídas pelas diferentes ilhas. Quando não há obstruções, o alcance (em milhas náuticas) de cada estação em VHF pode ser estimado através da seguinte fórmula: ( ) R = 2, 5 H t + h e, sendo R o raio de cobertura em milhas náuticas, H t a altura da antena da estação terrestre em metros e h e a altura da antena da embarcação em metros. No sentido de cobrir a área que se desenvolve ao longo do arquipélago dos Açores foi escolhido um conjunto de estações conectáveis com a ilha de S. Miguel. A tabela da figura 3.1 apresenta a lista desses locais e o alcance espectável. A altura da antena da embarcação é variável mas, para efeito deste cálculo, considerou-se o mínimo, ou seja 2 m. Estação Terrestre Embarcação Nome Altitute Alt. Antena Alcance Ht (m) he (m) R (milhas) R (Km) Morro Alto ,4 C.Gordo ,7 St. Barbara ,8 P. Éguas ,7 P. Barrosa ,3 Bartolomeu ,5 P. Alto ,6 Figura 3.1 Com excepção da estação da Barrosa as coberturas são aproximadamente circulares. No caso da Barrosa, o relevo da ilha de S. Miguel origina duas zonas de sombra. As ilhas do Pico e de S. Jorge também originam zonas de sombra locais. Porém as coberturas de S. Bárbara (Terceira) e Cabeço Gordo (Faial) sobrepõem-se e são complementares pelo que só haverá uma zona de sombra a sul da ilha do Pico. A figura 3.2 apresenta a cobertura aproximada do conjunto das estações propostas. A maioria das estações de VHF deverá ser instalada em infra-estruturas do Serviço Regional de Protecção Civil e Bombeiros dos Açores (SRPCBA) dado que se prevê o uso de meios de transmissão suportados na sua rede de feixes hertzianos. As possíveis excepções são a Barrosa e Morro Alto. A Barrosa porque tem pouco espaço disponível e Morro Alto porque terá meios de transmissão próprios. Nestes dois casos poderão ser usadas as estações da EDA. Caso se use a estação da EDA na Barrosa é necessário estabelecer uma ligação adicional a 5 GHz entre as estações da EDA e a do SRPCBA. O Pico Bartolomeu, estação que existe actualmente, foi eliminado porque a sua implementação não tem grande impacto na cobertura e complica a operação da rede. Sistema de Comunicação Marítima para o Porto de Abrigo 5(10)

6 Figura Descrição da Rede de VHF 4.1 Princípios Gerais A rede considerada baseia-se em cinco estações de VHF programadas com os 4 canais referidos na secção 2. Estas estações estão ligadas a um conjunto de 3 consolas através de uma rede IP. A estação das Flores não liga directamente à rede IP dado que esta não está acessível directamente. Neste caso é estabelecida uma ligação em UHF entre o Morro Alto (Flores) e Cabeço Gordo (Faial) o que permite o transporte do sinal de áudio analógico até à conversão em VoIP nesta última estação. A figura 4.1 apresenta a estrutura da rede. Cada uma das estações de VHF está directa ou indirectamente ligada a um dispositivo que converte o áudio analógico em voz sobre IP (VoIP) e vice-versa. Este dispositivo também converte os sinais lógicos de comando e controle da estação. Por sua vez as 3 consolas da rede estão inseridas numa LAN e incorporam já a conversão de voz para IP bem como o comando das estações de VHF. Um conjunto de routers interligados por circuitos de dados estabelece a interligação entre as diferentes LANs, constituindo uma rede IP privada. Sistema de Comunicação Marítima para o Porto de Abrigo 6(10)

7 Figura 4.1 Sistema de Comunicação Marítima para o Porto de Abrigo 7(10)

8 Todas as estações de VHF fazem o "dual-watch" dos canais 12 e 16 de modo a interceptarem as solicitações de comunicação e uma eventual chamada de emergência. Quando alguma embarcação chama no canal 12, solicitando uma comunicação, o operador do Porto indica-lhe em qual dos 2 canais de tráfego é que a comunicação subsequente será efectuada. A seguir comuta a sua estação VHF para esse mesmo canal e inicia a comunicação com a embarcação. 4.2 Consolas O conjunto de 3 consolas está localizado no Porto de Abrigo, ligadas a uma rede ethernet (LAN). Estas consolas deverão ser baseadas em PCs embora existam outras alternativas baseadas em "hardware" dedicado. Uma das consolas controla exclusivamente a estação da Barrosa que é aquela que mais tráfego tem, dado que controla a entrada do Porto de Abrigo. Uma segunda consola controla as estações de Morro Alto (Flores) e S. Bárbara (Terceira). A terceira consola controla as estações de Cabeço Gordo (Faial) e de Pico Alto (S. Maria). Embora fosse possível controlar todas as estações a partir de uma única consola existe uma razão operacional para este desdobramento. De facto, como existem áreas em que há sobreposição de coberturas, as comunicações iniciais provenientes das embarcações, no canal 12 ou 16, poderão aparecer por duas estações diferentes. Cabe ao operador seleccionar a estação que apresenta melhor qualidade. Como o áudio proveniente de estações contíguas (com sobreposição) aparece em consolas diferentes, o operador consegue distinguir mais facilmente a origem do áudio de melhor qualidade. Por outro lado, como cada consola controla um máximo de 2 estações de VHF, é possível jogar com o áudio seleccionado e o áudio não seleccionado. O áudio não seleccionado reproduz a mistura dos áudios das estações que não estão seleccionadas. Nesta configuração cada consola tem uma estação de VHF seleccionada cujo sinal é reproduzido pelo áudio seleccionado. Por uma outra via é reproduzido o sinal da estação não seleccionada, sem qualquer mistura. Ou seja, cada um dos áudios disponíveis reproduz claramente uma das duas estações. Caso seja necessário, qualquer uma destas consolas pode operar em paralelo sobre a mesma estação de VHF. Nesta situação os comandos dados por uma consola sobre a estação de VHF são reproduzidos na consola que opera em paralelo. 4.3 Modo de Operação Quando o operador recebe uma solicitação no canal 12 (ou 16) ele deve seleccionar a estação de VHF apropriada e silenciar qualquer outra estação que esteja a receber esta mesma comunicação. Após ter respondido à embarcação indicando em que canal será feita a conversação, o operador comuta a estação de VHF para o canal de tráfego escolhido e estabelece a conversação com a embarcação. Depois de a terminar, o operador deve preferencialmente comutar a estação de volta ao canal 12. Se não o fizer ouvirá eventuais Sistema de Comunicação Marítima para o Porto de Abrigo 8(10)

9 conversações no canal de tráfego seleccionado perturbando o modo de busca aos canais 12 e 16. Ao detectar actividade em qualquer um destes canais o mecanismo de busca pára e reproduz o áudio detectado. Se o operador accionar o PTT imediatamente a seguir a estação de VHF irá apara o ar no canal onde foi detectada actividade. 4.4 Estações de VHF As estações de VHF são estações que permitem a programação de, pelo menos, 4 canais. São estações que têm possibilidade de fazer busca num conjunto de canais de modo a detectar a presença de actividade em qualquer um deles. Por outro lado é possível comandar estas estações remotamente colocando-as em emissão e mudando o canal onde operam. Os canais utilizados são duplex (diferentes frequências de emissão e recepção) permitindo o uso de uma única antena conjugada com um duplexer. A largura de banda dos canais pode ser 12,5 KHz ou 25 KHz, pelo que a estação suporta qualquer uma destas configurações. 4.5 Outras Componentes da Rede Conversores IP Como se disse anteriormente o sinal de áudio analógico de e para cada uma das estações de VHF é transportado através de uma rede IP, sendo portanto uma solução VoIP ( Voice over IP ). O tipo de compressão recomendado é ADPCM de 32 Kbps. Assim há dispositivos que fazem esta conversão e que, na figura 4.1, são designados por [Conv-IP]. Para além da função VoIP estes conversores disponibilizam a conversão de condições lógicas de saída e entrada para permitir o comando e controlo da estação de VHF Ligação UHF A ligação em UHF a implementar entre a ilha das Flores e a ilha do Faial é uma ligação analógica full-duplex com uma única via. Utiliza uma estação de UHF e uma antena directiva em cada uma das extremidades. As condições lógicas para o comando da estação de VHF das Flores são transferidas através de um conjunto de tons dentro da banda de áudio (0,3-3 KHz). Por esta razão a estação de VHF das Flores está equipada a um dispositivo que converte estes comandos multi-frequência em condições lógicas Routers A rede IP é construída com base num conjunto redes locais ethernet (LANs) associadas a routers que permitem a sua interligação a nível de IP. Os meios de interligação são circuitos digitais série. Sistema de Comunicação Marítima para o Porto de Abrigo 9(10)

10 4.5.4 Circuitos Digitais Os circuitos digitais são meios a disponibilizar por outras entidades (SRPCBA) mediante um acordo ou alugados a um operador público. Estes circuitos são de 64 Kbs ou 128 Kbs. Cada sinal de áudio requer um débito de 50 Kbps pelo que a velocidade do circuito está associada ao número de sinais simultâneos que podem atravessar o circuito Ligação a 5 GHz Entre a estação da Barrosa e as instalações do Porto de Abrigo está prevista uma ligação a 5GHz. Esta ligação é feita na sub-banda de 5,4 GHz, que não requer licenciamento, recorrendo a um equipamento que implementa uma Bridge ethernet entre as LANs existentes nas duas extremidades. Esta ligação é adaptativa e suporta um débito que varia entre 1 e 14 Mbps consoante o nível de sinal de RF recebido. São utilizadas antenas parabólicas de feixe estreito para minimizar as possíveis interferências. 5. Licenciamentos A ligação em UHF entre Morro Alto (Flores) e Cabeço Gordo (Faial) requer licenciamento junto da Anacom. Porém, como já existem canais de UHF atribuídos ao Porto de Abrigo, este licenciamento é uma remodelação da rede existente que liberta espectro. Sistema de Comunicação Marítima para o Porto de Abrigo 10(10)

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