VSAT. Very Small Aperture Terminal

Transcrição

1 Comunicações Via Satélite VSAT Very Small Aperture Terminal

2 AGENDA Introdução do Conceito de VSAT Aplicações VSAT Arquiteturas e Topologias de Redes Características Gerais da Tecnologia Segmento Espacial e Terrestre Serviços e Aplicações O Futuro

3 INTRODUÇÃO Conceito de VSAT São Sistemas ligados diretamente ao usuário As antenas desse Sistemas são relativamente pequenas, onde o diâmetro varia de: 0,6 a 2,4 m As estações terrestres são de baixo custo O transmissor é de baixa potência de: (1 a10 W) Inclui equipamento de processamento de sinal compacto O mercado dos receptores domésticos via satélite teve inicio em 1975!

4 INTRODUÇÃO VSAT - Very Small Aperture Terminal Microestações de transmissão e/ou recepção de informação via satélite Estações usadas para implementar redes fechadas de grupos de usuários; Constituição de um sistema VSAT Estação central, normalmente designada por Master ou HUB Centro de Controle da Rede (NCC) Estações remotas dos usuários, chamadas de VSAT receive-only - tráfego da estação Master => estação remota transmit-only - tráfego da estação remota => estação Master transmit-receive tráfego da estação remota <=> estação Master

5 INTRODUÇÃO A que deve-se o sucesso do sistema VSAT Exigências do mercado (redes privadas de negócios) Necessidades de comunicações com um computador central Hub Capacidades específicas das comunicações por Satélite Instalação rápida em qualquer local Múltiplo acesso Satélites mais Poderosos Evolução tecnológica na construção de estações terrestres

6 Modelo de um Terminal VSAT

7 APLICAÇÕES Antes da Instalação de um sistema VSAT, deve-se compará-lo com sistemas alternativos. Por exemplo: Sistemas de comutação de Pacotes Vantagens dos Sistemas VSAT: Elevada área de serviço (cobertura do Satélite) Instalação rápida e fácil Capacidades intrínsecas de difusão Taxas de transmissão relativamente elevada Os custos da comunicação independem das distâncias Tem um reduzido número de nós de comutação Elevada disponibilidade e robustez

8 APLICAÇÕES Transmissão de Dados: Noticias; bolsa de informação; Meteorologia; preços, etc. Transmissão de Vídeo; Recepção de Dados; Recebe dados de sensores em direção a HUB.

9 APLICAÇÕES Aplicações Bidirecionais: Transferência de Dados: Todos os serviços bidirecionais digitais Telefonia: Sistemas Analógicos Convencionais ou Digitais de Voz Videoconferência: Pode variar de 54 a 2048 kbps. Existe uma boa relação Qualidade/Custo a uma taxa de 384 kbps

10 Faixas de Frequências As bandas mais usadas são as seguintes: Subida para o satélite (UpLink) Banda C (6 GHz) : a GHz Banda Ku (14GHz) :14.00 a 14.5 GHz

11 Faixas de Freqüências Descida do satélite (DownLink) Banda C (4 GHz) : 3.7 a 4.2 GHz Banda Ku (11/12 GHz): a GHz A Banda C está congestionada e sofre interferência das redes de feixes hertzianos Terrestres Banda ku é mais sensível a interferências atmosféricas

12 Redes baseadas em ligações FDMA, TDMA ou CDMA Topologia da Rede VSAT Rede em Estrela

13 Topologia da Rede VSAT Rede em Estrela. Fonte: comsys.co.uk

14 Topologia da Rede VSAT Rede em Estrela Telecomunicações rurais, entre cidades ou vilas isoladas onde o tráfego telefônico é dominante Comunicações de grupo ex: centro de processamento de dados e um computador remoto Características: Elevado valor de G/T da estação terrena Facilidades para os usuários: baixo custo dos terminais, antenas de ganho reduzido, amplificador de baixa potência.

15 Topologia da Rede VSAT Rede em Malha(mesh)

16 Topologia da Rede VSAT Rede Ponto a Ponto

17 Topologia da Rede VSAT Rede Mista Cada uma das estações estão configuradas como uma rede pontomultiponto, em que cada uma delas é uma estação central de uma sub-rede em estrela

18 Topologia da Rede VSAT Rede Mista A HUB serve de nó de trânsito entre os Países A e B

19 Arquitetura da Rede VSAT Redes Bidirecionais (Ponto a Ponto e Ponto-Multiponto Ligações Bidireccional entre duas estações remotas VSAT ponto a ponto - suportam comunicações uni-bidireccionais com altas taxas de transmissão de dados (com ou sem a coordenação de uma estação Master ou HUB) Com a coordenação de uma estação Master a configuração é mais complexa VSAT ponto-multiponto a estação Master transmite dados e existem n VSAT como terminais receptores São usadas para transmissão de informação metereológica, transações bancárias, vídeo e teletexto.

20 Arquitetura da Rede VSAT Redes Bidirecionais (Ponto a Ponto e Ponto-Multiponto)

21 Arquitetura da Rede VSAT Redes Unidirecionais Neste tipo de rede a informação é transmitida numa só direção Utiliza-se o satélite para comutar informação Entre a HUB e as estações remotas - Serviço de distribuição de informação - Serviço de coleta de informação

22 Arquitetura da Rede VSAT Redes de Distribuição Nesta configuração, a HUB é uma estação tipo transmit-only As estações terrenas são apenas do tipo receive-only Vantagens: - Otimização dos custos (são divididos pelas estações remotas) - Otimização do segmento espacial (ocupação compartilhada de modo racional entre os vários usuários deste segmento)

23 Arquitetura da Rede VSAT Redes de Coleta O tráfego é realizado das estações remotas para a estação Master ou HUB. Atualmente, este tipo de rede tem poucas aplicações São usadas apenas em: Coleta remota de informação (Telemedida, dados relativos à morfologia do terreno, índices hidrográficos, eólicos, etc) Remote Sensing

24 Segmento Espacial VSAT As comunicações tipo FSS na Europa são suportadas pelas organizações Intelsat e Eutelsat (GEO). Comunicações entre empresas

25 Segmento Terrestre VSAT São usadas para enviar e receber sinais de satélites, sendo a interface com as redes terrestres de voz e dados Antenas de recepção cujo diâmetro varia entre 0.6m a 30m Sistema de recepção, com sub-sistema LNA (Low Noise Amplifier) com uma variação de ruído de 40 k a xxx k Sistema de emissão, com o sub-sistema HPA (High Power amplifier) - Alguns Watts ou vários kilowatts (depende do tipo de sinais) Equipamentos de modulação, demodulação e translação de frequências

26 Processamento em Banda Base Multiplexação e Codificação Existem várias combinações de processamento em banda base, multiplexação e métodos de modulação A utilização de um ou outro método está associada a vantagens e desvantagens, tais como: - limites de potência fixados para o satélite - largura de banda da frequência disponível - produtos de intermodulação

27 Técnicas de Modulação Os métodos mais usados no serviço FSS são: FM para sinais analógicos e PSK para sinais digitais (BPSK e QPSK) Os critérios de escolha do tipo de modulação são: Eficiência da frequência em que opera o sistema Potência de transmissão Simplicidade dos circuitos

28 Técnicas de acesso As estações terrenas compartilham o mesmo satélite sendo necessário técnicas de acesso múltiplo Para sinais analógicos - FDMA (compartilha a largura de banda do transponder) Para sinais digitais - TDMA (divisão no tempo) ou CDMA (divisão no código) Nos VSAT o TDMA é a técnica mais usada Os canais são compartilhados por vários terminais O número de canais por terminal depende do tráfego por canal, do tipo de tráfego e do tempo de atraso admissível Para sistemas receive-only, utiliza-se Spread Spectrum para baixas taxas de transmissão minimizando a interferência.

29 Codificação FEC Forward Error Coding Técnica de controle de erros que visa melhorar a capacidade de corrigir um certo número de erros de transmissão (sem necessidade de retransmissão) Redução da taxa de erro residual nos bits após decodificação Ganho nos cálculos do link Na Transmissão, adiciona bits ao Quadro antes da modulação Bits de controle e informação - Baseados nos dados a transmitir Na Recepção após a demodulação usa a redundância dos bits de controle para detetar e corrigir erros

30 Estações Remotas VSAT Uma estação remota é composta pelas seguintes unidades: Unidade externa antena transceptores de RF amplificadores de potência Unidade interna Modem s Equipamentos de interface de banda de base