Telecomunicações. Prof. MSc André Yoshimi Kusumoto

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1 Telecomunicações Prof. MSc André Yoshimi Kusumoto

2 Satélites Satélite é o elemento comum de interligação das estações terrenas, atuando como estação repetidora. Devido a sua altitude, permite a transmissão de sinais diretamente entre duas estações, sem que existam necessariamente pontos intermediários. Fornecem serviços de comunicações com elevado grau de confiabilidade e disponibilidade Em países como o Brasil, onde a extensão territorial é muito grande, os serviços de comunicação via satélite são recomendados, pois, existem barreiras técnicas que muitas vezes inviabilizam os meios de comunicações terrestres. Ao contrário de sistemas terrestres, o custo dos enlaces por satélite não mantém nenhuma relação com a distância, favorecendo sua utilização para comunicação entre pontos distantes.

3 Satélites Conceitualmente, um satélite é qualquer objeto que orbita um planeta em uma trajetória circular ou elíptica. Ex. Lua é um satélite natural da Terra. Assim, os satélites utilizados para comunicação, navegação, entre outros, são considerados satélites artificiais. Em novembro de 2008, os astronautas na Estação Espacial perderem uma bolsa de ferramentas inteira (no valor de US$ 100 mil)

4 Satélites Conceitualmente, um satélite é qualquer objeto que orbita um planeta em uma trajetória circular ou elíptica. Ex. Lua é um satélite natural da Terra. Assim, os satélites utilizados para comunicação, navegação, entre outros, são considerados satélites artificiais. Fonte:

5 Satélites Conceitualmente, um satélite é qualquer objeto que orbita um planeta em uma trajetória circular ou elíptica. Ex. Lua é um satélite natural da Terra. Assim, os satélites utilizados para comunicação, navegação, entre outros, são considerados satélites artificiais. Fonte:

6 Satélites Conceitualmente, um satélite é qualquer objeto que orbita um planeta em uma trajetória circular ou elíptica. Ex. Lua é um satélite natural da Terra. Assim, os satélites utilizados para comunicação, navegação, entre outros, são considerados satélites artificiais. Fonte:

7 Satélites Utilização Transmissão de notícias de última hora envio de textos e imagens para diversos locais via satélite. A televisão a cabo depende de satélites para distribuir suas transmissões. Sistema baseado em satélites denominado Global Positioning System (GPS) para nos levar até o lugar certo. Rastreamente de entrega de mercadorias - empresas transportadoras rastreiam o progresso de seus veículos Transmissões de rádio de emergência de aviões acidentados e navios em perigo podem alcançar equipes de busca e salvamento quando satélites retransmitem o sinal.

8 Satélites Exemplos de Satélites Satélites meteorológicos - Os satélites geralmente possuem câmeras que podem tirar fotografias do clima da Terra. Satélites de comunicações - permitem que dados de conversação e telefone possam ser retransmitidos através de um satélite. Satélites de comunicações são geralmente geossíncronos. Satélites de transmissão - enviam sinais de televisão de um ponto a outro (similar aos satélites de comunicação). Satélites científicos - executam uma variedade de missões científicas. O telescópio espacial Hubble é um dos mais famosos satélites científicos. Satélites de navegação - ajudam navios e aviões a navegar. Os mais famosos são os satélites GPS. Satélites de observação terrestre - examinam o planeta, buscando alterações, desde temperatura e desmatamento até a cobertura da calota polar.

9 Satélite Brasileiro Os primeiros satélites brasileiros, Brasilsat, foram construídos sob a responsabilidade técnica da empresa canadense Spar Aerospace Cada satélite era equipado com 24 canais de rádio Permitindo até ligações telefônicas simultâneas ou a transmissão conjunta de 24 programas de televisão Possuía forma cilíndrica Possuía 2,16 m de diâmetro e media 3,12 m de altura, sendo que no espaço, com painéis solares abertos, ficava com 6,71 m de altura Plataforma giratória que contém os sistemas de energia e propulsão Plataforma estacionária, onde se encontra o sistema de comunicação. Além destes, o satélite possui ainda sistemas de telemetria, comando, rastreio, medidas de distância e controle térmico.

10 Satélite Brasileiro Licitação para Exploração de Satélite Brasileiro A Anatel arrecadou R$ 183,7 milhões na licitação de quatro posições orbitais para satélites geoestacionários realizada em 26 de maio de A Telesat ficou com duas posições orbitais (R$ 84 milhões), e a Star (R$ 44,1 milhões) e Hispamar (R$ 50,3 milhões) com uma cada. Os novos satélites serão lançados nos próximos quatro anos, expandido a oferta para o provimento de Direct to Home (DTH) e banda larga por satélite em todo o território brasileiro. Fonte:

11 Constelação de Satélites O Departamento de Defesa dos Estados Unidos lançou uma constelação de satélites militares que fazem sensoriamento remoto e colhem dados com fins militares. Incorporam também facilidades que prestam serviços à sociedade civil. Entre esses destacamos o Sistema GPS (Global Positioning System). O GPS permite que se determinem as coordenadas geográficas de um ponto P na superfície terrestre que possa visar simultaneamente de três a oito satélites dessa constelação. O receptor GPS recebe o sinal desses três ou mais satélites e assim, pode deduzir sua latitude, longitude e altitude. Para evitar que esse serviço aberto à sociedade seja usado para fins militares, a precisão aberta ao uso civil é propositadamente menor (dezenas de metros de precisão).

12 GNSS Global Navigation Satellite System Sistemas de Navegação Global por Satélites disponíveis: Navstar GPS (Estados Unidos) Galileo (Europa) GLONASS (Russia s Global'naya Navigatsionnaya Sputnikovaya Sistema) COMPASS (ou Beidou-2 - China)

13 Tempo de Propagação É o tempo gasto para um sinal de radiofrequencia se propagar entre dois pontos. Tempo gasto para que o sinal se propague da estação terrena para o satélite e vice-versa. A velocidade do sinal é aproximadamente a velocidade da luz, ou seja, km/s e a distância do satélite é de 36000km, assim temos: V = distância / tempo então, t = 36000/ = 0,12 s ou 120 ms. Considerando a subida e descida: t = 240 ms Considerando a maior latitude e longitude, mais o tempo de trânsito médio t = 400 ms (quase meio segundo)

14 Transponder O subsistema de comunicações que recebe sinais de uma estação terrena, amplifica-os e os retransmite a Terra. Recebe o sinal de uma estação terrena (enlace de subida) e retransmite para a Terra (enlace de descida) Um satélite possui diversos transponders, cada um com uma faixa de frequência exclusiva. Confiabilidade e redundância. Segmento Espacial Estação Terrena Segmento Terrestre Estação Terrena

15 Órbita Prof. André Y. Kusumoto O espaço geoestacionário é subdividido em 180 posições, essa subdivisão é delimitada pela União Internacional de Telecomunicações (UIT). Fonte:

16 Satélites Geoestacionários (GEO) Geosynchronous Earth Orbit Os satélites de comunicação são na sua grande maioria do tipo Geoestacionários Colocadas em uma órbita sobre o equador de tal forma que o satélite tenha um período de rotação igual ao do nosso planeta Terra, ou seja, 24 horas. Órbita denominada Órbita dos Satélites Geoestacionários OSG. Circular, equatorial e direta e altitude de aproximadamente km. Satélites para serviços meteorológicos se encontram tanto na órbita geoestacionária como também em órbitas mais baixas.

17 Satélites Geoestacionários (GEO) Prof. André Y. Kusumoto Fonte:

18 Satélites de baixa órbita (LEO) e de média órbita (MEO) Órbita LEO (Low Earth Orbit) e órbita MEO (Medium Earth Orbit) Órbitas LEO são aquelas em que os satélites viajam a uma altitude entre 500 e 3000 km, aproximadamente. Nas órbitas MEO os satélites estão viajando entre 5000 e km de altitude. Como estas órbitas estão próximas à Terra, o satélite tem de viajar a uma velocidade angular maior que a do planeta, pois caso contrário, a força de gravidade o puxará para o solo, destruindo-o. A velocidade média de um satélite LEO está em torno de km/h, fazendo uma volta completa em torno da Terra em cerca de 90 a 100 minutos. O tempo de vida médio dos satélites LEO e MEO é da ordem dos 7-10 anos, sendo dos GEO da ordem dos anos.

19 Satélites de média órbita (MEO) Fonte:

20 Satélites de baixa órbita (LEO) Fonte:

21 Comparações Os Satélites GEO possuem uma vantagem de abranger uma área de cobertura muito maior do que as dos satélites LEO e MEO (necessário vários satélites para cobrir a mesma área durante todo o dia) 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 A todo instante uma 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.

22 Comparações Os satélites que operam em uma órbita Geoestacionária 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). O VLS-1 é o primeiro veículo lançador de satélites Brasileiro.

23 Comparações Prof. André Y. Kusumoto Altura de órbita Período de órbita Velocidade Visibilidade no céu Delay típico Uso típico Serviços Fixos (TV, redes GEO km 24 horas km/h 24 horas 250ms ponto a ponto) MEO ~ km 5 ~ 12 ~ km/h 2 ~ 5 horas 133ms GPS e navegação horas LEO 500 ~ 3000 km Serviços Móveis 1 ~ 2 horas ~ km/h 10 ~ 15 min 6ms (Telefonia via Satélite)

24 Satélites Prof. André Y. Kusumoto Fonte: