Redes Wireless
Aula 02
Comunicação via satélite
Prof. Esp. Diovani Milhorim
Comunicação via satélite
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Fatores Motivadores
Sem dúvida, o maior fator motivador para a utilização de
satélite como meio de transmissão, foi a inexistência de meios
físicos entre localidades alvo da comunicação. Como os
satélites podem cobrir praticamente quaisquer áreas do globo
terrestre, são a melhor opção para atingir pontos de difícil
acesso..
Outro fato determinante para a utilização de satélites como
meio de transmissão foi a indisponibilidade de meios de
transmissão digital a baixo custo. As atuais redes digitais não
existiam ha 20 anos atrás.
Comunicação via satélite
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O Que é Satélite?
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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.
Comunicação via satélite
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Satélites geoestacionários

Os satélites são ditos geoestacionários quando estes são colocados
em uma órbita circular em torno da terra tal que a sua velocidade de
rotação seja a mesma da terra, ou seja, para um observador na terra
o satélite comporta-se como se estivesse estacionário em um
determinado local no céu.

De acordo com a lei de Kepler, o período orbital de um satélite varia
conforme o raio da órbita elevado à potência 3/2, desta forma
satélites colocados a uma altitude de aproximadamente 36000Km
apresentam um período de 24 horas, girando assim a mesma
velocidade da terra.

Para a comunicação com este tipo de satélite as estações de terra
podem utilizar antenas fixas, antenas estas que apresentam um
pequeno custo de operação e manutenção em relação às móveis.
Comunicação via satélite
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Características da Comunicação Via Satélite.
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Disponibilidade e Qualidade
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Flexibilidade Na Implantação
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Altas disponibilidade e qualidade são as principais
características da transmissão via satélite. A disponibilidade,
tipicamente, ultrapassa 99,5 %
Outra característica marcante é a flexibilidade no que tange
a instalação e mudança de pontos, que podem ser
efetuadas sem necessidade da existência de rede
telefônica.
Atraso
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Uma característica não tão desejável, na transmissão via
satélite, é o atraso de propagação, como será visto adiante.
Comunicação via satélite
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Custo
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O custo de um canal independe da distância
entre os pontos que integram a rede.

A multiplexação dos dados permite a
recuperação dos mesmos independentemente
de sua localização geográfica.

O custo da comunicação via satélite é
compatível com o custo da comunicação
analógica terrestre.
Comunicação via satélite
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Um sistema satélite é composto de
um Segmento Espacial e um Segmento
Terrestre.

O Segmento Espacial é composto por um ou
mais
satélites
e
pelos
equipamentos
necessários às funções de suporte e operação
dos satélites, tais como telemetria, rastreio,
comando, controle e monitoração.

O subsistema satélite é uma estação repetidora
de microondas, repetindo sinais sobre grandes
distâncias.
Comunicação via satélite
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Subsistemas de Um Satélite
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Comunicações
Telemetria, comando e rastreio
Controle de atitude
Propulsão
Energia
Controle térmico
Comunicação via satélite
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Subsistemas de Um Satélite
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O subsistema que mais nos interessa é o de
comunicações.
È um repetidor ativo que recebe, converte a
freqüência, amplifica e retransmite para a Terra os
sinais recebidos.
Os circuitos são denominados Transponders.
Cada Transponder é responsável pela recepção e
retransmissão de uma determinada banda de
freqüência. Um satélite tem, tipicamente, de 20 a
40 Transponders.
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Comunicação via satélite
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Faixas de Freqüência
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Banda L – 1,5 a 2,5 GHz
Banda C – 4,0 a 6,0 GHz
Banda Ku – 11,0 a 14,0 GHz
Banda Ka – 20,0 a 30,0 GHz
Comunicação via satélite
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Os Satélites do SBTS
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O SBTS, Sistema Brasileiro de Transmissão Por Satélite, de
propriedade da Embratel, é composto por satélites com as seguintes
características básicas:
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Giroestabilizados – atitude é mantida pela força centrípeta da metade
que gira sobre o próprio eixo;
Comprimento 7,1 metros;
Diâmetro 2,16 metros;
Massa: 1.140 Kg (lançamento) e 671 Kg (órbita);
36 transponders, 36 MHz, 36 dBW;
Freqüências 6,0 GHz (up) e 4,0 GHz (down);
Energia: 982 W (inicial) e 799 W (final);
Potência Irradiada (EIRP/canal): >= 34 dBW;
Espectativa Vida Útil: 11 anos;
36.000 Km de altitude em 65W e 70W
Comunicação via satélite
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O Segmento Terrestre
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O segmento terrestre é composto pelas
estações terrenas de comunicação. Uma
estação terrena é composta pelos seguintes
componentes:
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Antena;
Amplificadores de potência de transmissão (HPA);
Amplificadores de recepção de baixo ruído (LNA e
LNB);
Equipamentos de comunicação (GCE)
Comunicação via satélite
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Antenas
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As antenas utilizadas pelas estações terrenas são
do tipo parabólico, podendo variar a disposição do
alimentador e refletores. Os diâmetros variam de
1,20 m (microestação VSAT) até 14 m (estação tipo
HUB). Os 3 tipos de antenas mais comuns são:



Cassegrain: 1 sub-refletor hiperbólico e 1 refletor
parabólico;
Ponto Focal: refletor parabólico com alimentador no ponto
focal;
Cassegrain Offset: Alimentador e sub-refletor
desalinhados do vértice e do foco.
Comunicação via satélite
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Antena ponto focal
Uma antena ponto focal é
construída utilizando-se de
um refletor parabólico, tendo
o alimentador colocado no
ponto focal. O alimentador é
também conhecido como
iluminador e pode ter
diversas modelagem como
em forma de corneta cônica,
corneta piramidal e disco de
anéis escalares.
Comunicação via satélite
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Antenas cassegrain
Na
antena
tipo
Cassegrain, o sinal
depois de sub-refletir
em
um
refletor
elíptico localizado no
ponto focal , dirige-se
para o alimentador
tipo corneta.
Comunicação via satélite
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Antenas off-set
Nas antenado tipo
assimétricas ou offset, o sinal dirige-se
para o alimentador
que se apresenta
como
deslocado.
Nesse tipo de antena,
usa-se apenas um
lado
do
refletor
parabólico.
Comunicação via satélite
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Antenas
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A escolha do tipo das antenas é um dados
de projeto. Normalmente as microestações
tipo VSAT utilizam antenas tipo Offset. Já
estações tipo Hub, de grandes dimensões,
utilizam antenas tipo ponto focal ou
cassegrain. Cada qual apresenta
características diferenciadas de iluminação
e absorção de ruído.
Comunicação via satélite
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Múltiplo Acesso e Modulação

As técnicas de modulação utilizadas na
transmissão via satélite são:
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FDM/FM
SCPC/FM
SCPC/PSK
Múltiplo Acesso
Comunicação via satélite
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Múltiplo Acesso e Modulação
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Na modulação FDM/FM encontramos uma
portadora modulada em freqüência (FM) por
um sinal de banda básica formado por
vários canais, divididos e multiplexados por
divisão de freqüência (FDM).
Comunicação via satélite
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Múltiplo Acesso e Modulação

Na modulação SCPC – canal singelo por
portadora, cada canal é processado de
forma individual e cada portadora é
modulada por apenas um canal. Para
transmissão de canais analógicos a
portadora é modulada em freqüência (FM).
Para transmissão de sinais digitais a
portadora é modulada em fase (PSK).
Comunicação via satélite
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Múltiplo Acesso e Modulação
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No Múltiplo Acesso várias estações utilizam o
mesmo repetidor simultaneamente. Existem 3
técnicas básicas de compartilhamento do satélite
por Múltiplo Acesso:



FDMA
TDMA
CDMA
Comunicação via satélite
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Múltiplo Acesso e Modulação

FDMA – Múltiplo Acesso Por Divisão de
Freqüência, com consignação única de
freqüência
para
cada
estação.
Utiliza
modulação SCPC/PSK. Não necessita de
sincronismo comum à rede, apresentando
portanto baixo custo de equipamentos. Utiliza,
no entanto, mais segmento espacial, com maior
custo do serviço. Usa técnicas bem conhecidas
e dominadas, apresentando tempo de resposta
bem definido. O sistema não é econômico para
estações
de
alta
capacidade
de
compartilhamento.
Comunicação via satélite
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Múltiplo Acesso e Modulação

TDMA – Múltiplo Acesso Por Divisão de Tempo,
com todas estações com mesma freqüência, em
tempos diferentes. Divisão da faixa de
Transponder no domínio do tempo, de modo
que cada usuário possa empregar toda faixa de
freqüência e toda potência disponível no
instante em que transmite. Em cada instante
apenas 1 usuário emprega o Transponder.
Como não há intermodulação, o Transponder
pode ser operado próximo à saturação (sem
back-off). O sincronismo é complexo, implicando
o alto custo das estações terrenas.
Comunicação via satélite
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Múltiplo Acesso e Modulação

CDMA – Múltiplo Acesso Por Divisão de Código,
onde todas estações se utilizam da mesma
freqüência em tempos iguais, porém usando
códigos diferentes, designados para seu uso
exclusivo. Utiliza técnica de espalhamento
espectral (spread spectrum). Próprio para
transmissão de sinais digitais, apresenta grande
robustez à interferências. Cada usuário combina
o sinal a ser transmitido com um código de
espalhamento diferente.
Comunicação via satélite
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VSAT – Very Small Apperture Terminal

Os sistemas VSAT apresentam topologia em
estrela, com duplo salto, para comunicação entre
estações terrenas de pequenas dimensões e custo.
No centro da rede fica uma Estação Principal, ou
Hub, que gerencia a rede e roteia as mensagens
entre as estações VSAT. A estação principal é de
grandes dimensões, com antenas a partir de 10 m
de diâmetro. As estações remotas, as VSATs, tem
antenas de 1,2 m a 2,4 m de diâmetro.
Comunicação via satélite
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VSAT – Very Small Apperture Terminal
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A comunicação Estação Principal para a VSAT é feita através
de um canal outbound através de multiplexação TDM.
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A comunicação VSAT para a Estação Principal é feita através
de um canal inbound, combinando acesso aleatório com
transmissão por reserva, com várias VSATs compartilhando o
mesmo canal.
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Para reduzir o problema do atraso de propagação, utilizam-se
protocolos com janela de transmissão e o tratamento local de
protocolos (spoofing). É feita bufferização da mensagem.
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VSAT – Very Small Apperture Terminal
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Normalmente os projetos de rede contemplam um tempo de
resposta de 3 a 4 segundos para 95 % dos casos, podendo
chegar a 8 segundos.
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Normalmente as estações terrenas tipo VSAT são compostas
por uma parte externa – outdoor unit, que inclui antena e
equipamento de RF, e uma parte interna – indoor unit, que
comporta FI e as interfaces de comunicação de dados, WAN
e LAN. Os protocolos suportados geralmente são SDLC,
X.25, IBM BSC, TCP/IP e VIP. Opcionalmente podem
apresentar CODECs para transmissão de voz e facilidades de
dial-backup