Memória Descritiva
de
Sistema de Comunicação Marítima
para o
Porto de Abrigo de Ponta Delgada
Sistema de Comunicação Marítima para o Porto de Abrigo
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Índice
1. Objectivo ................................................................................................................................ 3
2. Descrição do Sistema Actual.................................................................................................. 3
3. Cobertura do Sistema a Implementar ..................................................................................... 5
4. Descrição da Rede de VHF .................................................................................................... 6
4.1 Princípios Gerais .............................................................................................................. 6
4.2 Consolas ........................................................................................................................... 8
4.3 Modo de Operação ........................................................................................................... 8
4.4 Estações de VHF .............................................................................................................. 9
4.5 Outras Componentes da Rede .......................................................................................... 9
4.5.1 Conversores IP .......................................................................................................... 9
4.5.2 Ligação UHF ............................................................................................................. 9
4.5.3 Routers ...................................................................................................................... 9
4.5.4 Circuitos Digitais..................................................................................................... 10
4.5.5 Ligação a 5 GHz ...................................................................................................... 10
5. Licenciamentos..................................................................................................................... 10
Sistema de Comunicação Marítima para o Porto de Abrigo
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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
12
16
81
83
Tx
MHz
161,200
161,400
161,6750
161,7750
Barrosa
Rx
Largura
MHz
KHz
156,600
25
156,800
25
157,0750
12,5
157,1750
12,5
Bartolomeu
Bartolomeu
Barrosa
Figura 2.1
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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
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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 + he ,
sendo R o raio de cobertura em milhas náuticas, Ht a altura da antena da estação terrestre em
metros e he 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
Nome
Morro Alto
C.Gordo
St. Barbara
P. Éguas
P. Barrosa
Bartolomeu
P. Alto
Altitute
Ht (m)
Embarcação
Alt. Antena
he (m)
905
1043
1021
872
947
887
587
2
2
2
2
2
2
2
Alcance
R (milhas)
R (Km)
79
146,4
84
155,7
83
153,8
77
142,7
80
148,3
78
144,5
64
118,6
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.
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Figura 3.2
4. 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.
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Figura 4.1
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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
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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
4.5.1 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.
4.5.2 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.
4.5.3 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.
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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.
4.5.5 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.
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