Material de Apoio - Comunicações via Satélite

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Transmissão II – I.3
Comunicações via SatéliteComunicações via Satélite
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208/10/2008
A Visão da Terra a 36.000 Km
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308/10/2008
A Visão de Clark
• Em 1945 Arthur C. Clark profetizou em seu artigo “Extraterrestrial Relays” que seria possívelEm 1945 Arthur C. Clark profetizou em seu artigo Extraterrestrial Relays que seria possível
efetuar comunicações entre pontos da Terra (exceto os polos) com:
• 3 satélites
• A 36.000 Km de altitude
• Em órbita circular equatorial
C b i d t d Pl t t R iõ ó i Pól• Cobrindo todo o Planeta exceto as Regiões próximas aos Pólos
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408/10/2008
O Satélite de Comunicações
É um dos meios utilizados no processo de transporte de informações;
Um sistema de comunicações por satélite, consiste do segmento terrestre e
do segmento espacial;do segmento espacial;
O segmento espacial é composto por fração de uso (percentual) de uma dasO segmento espacial é composto por fração de uso (percentual) de uma das
estações repetidoras de microondas existentes no satélite;
O segmento Terrestre é constituído por um conjunto de estações terrenas.
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508/10/2008
Componentes Principais da Indústria de Comunicações Via Satélite
Fabricantes de Satélites
TRIAXIAL
SPIN
Fabricantes de Satélites
Provedores de Serviços de Lançamentos 
Provedores de Segmento Espacial
Fabricantes de Equipamentos para Segmento TerrestreFabricantes de Equipamentos para Segmento Terrestre
Provedores de Serviços de Telecomunicações 
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608/10/2008
Qual a função de um Satélite de Comunicações?
O satélite atua como uma estação rádio-repetidora em órbita. Na prática, existem várias repetidoras
dentro de um mesmo satélite.
RX TX
Repetidora
TX
Cada módulo de repetição é denominado Transponder
RX
TX
O custo de locação mensal de frações de um transponder é proporcional a banda contratada e
potência consumida
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708/10/2008
O Enlace Satélite Uni-direcional (Canal)
P tê i
SEGMENTO ESPACIAL
QUAL O CUSTO MENSAL DO
BW
Potência
UMA PORTADORA ALOCADA NO TRANSPONDER
QUAL O CUSTO MENSAL DO
SEGMENTO ESPACIAL ?
Segmento Espacial
(fração de transponder)(fração de transponder)
Estação TerrenaEstação Terrena
Segmento Terrestre
(estações terrenas)
SEGMENTO TERRESTRE
QUAL O CUSTO DO
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808/10/2008
SEGMENTO TERRESTRE
QU O CUS O O
SEGMENTO TERRESTRE ?
Serviços e Aplicações - BROADCASTING
Imagem e Som
(TV e rádio)
Imagem e Som
(TV e rádio)
Aplicações 
UHF/VHF
Aplicações 
UHF/VHFUHF/VHF
&MMDS
Canal de TV Aberta
Equipe de
Up-link de TV Aplicações de SNG
UHF/VHF
&MMDS
Canal de TV Aberta
Equipe de
Up-link de TV Aplicações de SNG
Distribuição a Empresas de Cabos
Aplicações de DTH
Distribuição a Empresas de Cabos
Aplicações de DTH
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908/10/2008
Serviço Direct To Home - DTH
Imagem e Som Imagem e Som 
Estação DTH TXEstação DTH TX
Diâmetro da Antena Receptora Típica: 0,60 a 0,90 mts.Diâmetro da Antena Receptora Típica: 0,60 a 0,90 mts.
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1008/10/2008
Atribuição de Freqüências 
• No contexto mundial, a alocação de freqüências está a cargo da UIT
(União Internacional de Telecomunicações – www.itu.int) através da
WRCWRC
• A WRC – Conferência Mundial de Radiocomunicações é o forum mais
importante do setor na UITimportante do setor na UIT
• O principal objetivo da WRC é decidir sobre disposições
regulamentares aplicáveis aos serviços de radiocomunicações, e
aprovar mecanismos para o desenvolvimento de estudos de
compartilhamento e critérios de compatibilidade para viabilizar a
ê ê ácoexistência dos diversos serviços que utilizam freqüências de rádio
• No contexto nacional brasileiro, a alocação de freqüências sobNo contexto nacional brasileiro, a alocação de freqüências sob
responsabilidade da ANATEL – Agência Nacional de Telecomunicações
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1108/10/2008
UIT (ITU)
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1208/10/2008
ANATEL
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1308/10/2008
Utilização de Freqüências no Enlace Satélite
As freqüências de subida são separadas das freqüências de descida de modo a evitar-se
interferências por “realimentação positiva”.
As freqüências de descida são mais baixas que as de subida, proporcionando menor
atenuação no espaço livre (trajeto Satélite Terra), e menor consumo de potência do
Satélite (que é limitada).
FAIXAS DE FREQÜÊNCIA MAIS UTILIZADAS
Designação Faixa
Banda L 1 ~ 2 GHZ
Banda S 2 ~ 4 GHZ
Banda C 4 ~ 6 GHZBanda C 4 ~ 6 GHZ
Banda X 7,9 ~ 8,4 GHZ
Banda Ku 10,7 ~ 18 GHZ
Banda Ka 18 40 GHZBanda Ka 18 ~ 40 GHZ
Banda Q 40 ~ 50 GHz
Banda V 54 ~ 64 GHz
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1408/10/2008
Faixas de Freqüência de Subida e Descida
Banda Faixa Subida (Up link)
Descida 
(Down 
link)
Notas
link)
L 1-2 GHz 1,6 GHz 1,5 GHz Mais utilizadas para serviços móveis
S 2 4 GH 2 6 GH 2 5 GH M i tili d i ó iS 2-4 GHz 2,6 GHz 2,5 GHz Mais utilizadas para serviços móveis
C 4-6 GHz 6 GHz 4 GHz Compartilhada com sistemas de radio terrestres
X 7,9-8,4 GHz 8 GHz 7 GHz Exclusivo para uso militar
Ku 10,7-18 GHz 14 GHz 12 GHz Sofre atenuação durante chuvas
Ka 18-40 GHz 30 Ghz 20 GHz Sofre grande atenuação durante chuvas
Q 40-50 GHz 50 GHz 40 GHz Em fase de experimentação comercial
V 54-64 GHz 59-64 GHz 54-58 GHz Em fase de experimentação comercial
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1508/10/2008
Freqüências Alocadas para Comunicações Comerciais Via Satélite
São utilizadas principalmente as bandas L, S, C, Ku e Ka
A órbita geo-estacionária, no que tange a Banda C, está praticamente
congestionada
Com relação a Banda Ku, o preenchimento da órbita geo-estacionária
vem ocorrendo com extrema rapidez. Em poucos anos atingirá o
mesmo estado de congestionamento atual em Banda Cmesmo estado de congestionamento atual em Banda C
Estima-se que até 2015 a órbita geo-estacionária em Banda Ka esteja
étambém congestionada
As projeções de congestionamento implicam na utilização dep j ç g p ç
freqüências cada vez mais altas para comunicações via satélite
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1608/10/2008
Banda Ku – Compartilhamento com os Sistemas Terrestres
Ku – Link de Subida
500 MHz250 MHz
13,75 GHz 14,5 GHz14,0 GHz
Ku – Link de Descida
250 MHz 250 MHz 500 MHz
11,45 GHz 12,2 GHz11,7 GHz11,2 GHz10,95 GHz
Compartilhamento com microondas terrestres
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1708/10/2008
Satélites no Brasil: Exemplos de Faixas de Freqüências Autorizadas
Satélite Empresa Terra-Espaço Espaço-Terra Banda
AMAZONAS HISPAMAR 5850 – 6425 MHz 3625 – 4200 MHz C
AMAZONAS HISPAMAR 13,75 – 14,50 GHz 10,95 – 11,20 GHz KU
AMAZONAS HISPAMAR 13,75 – 14,50 GHz 11,70 – 12,20 GHz KU
BRASILSAT B1~B4 STAR ONE 5850 – 6425 MHz 3625 – 4200 MHz C
BRASILSAT B1 E B2 STAR ONE 7965 – 8025 MHz 7315 – 7375 MHz XBRASILSAT B1 E B2 STAR ONE 7965 8025 MHz 7315 7375 MHz X
ESTRELA DO SUL 1 LORAL 13,75 – 14,50 GHz 10,95 – 11,20 GHz KU
ESTRELA DO SUL 1 LORAL 13,75 – 14,50 GHz 11,70 – 12,20 GHz KU
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1808/10/2008
Perfil Típico de um Enlace Satélite 
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1908/10/2008
Formação da Banda Básica de TV Digital
EncoderVideo em
1,5 a 
10 Mbit/s
Encoder
de Video
Video em
tempo real Taxa de bit
por canal
og
ra
m
a 
Áudio 64 a 
2 – 10 Mbit/s
o
r 
d
e
 P
ro
Encoder
Áudio
192 kbit/s
Dados l
ti
p
le
x
a
d
de Áudio
Dados e Texto
Dados
M
u
Informações
d S i
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2008/10/2008
de Servico
Fluxo de Dados (Data Streams) da Banda Básica de TV Digital
Video-
coder
Video-
coder
Live pictures
Sound
187 BYTES187 BYTES (3 HEADER + 184 DATA )SYNC1 BYTE 187 BYTES187 BYTES (3 HEADER + 184 DATA )
SYNC
1 BYTE
Sound-
coder
Sound-
coder
Data,
accesess ctrl.
Data,
accesess ctrl
Data strea per
TV-program
Data 2 – 10 Mbit/s
Transmissão em Pacotes
Endereçamento individualizadop
o
rt
e
accesess ctrl.accesess ctrl.
Service
information
Service
information
Endereçamento individualizado
Criptografado
e
 T
ra
n
sp
C i (TS)
x
a
d
o
r 
d
e
Banda Básica de TV Digital(por exemplo, DVB-S)
n Canais programa (TS)
Video-
coder
Video-
coder
Sound-
coder
Sound-
coder D t t
Live pictures
Sound
M
u
lt
ip
le
x (por exemplo, DVB S)
codercoder
Data,
accesess ctrl.
Data,
accesess ctrl.
Data strea per
TV-program
Data
ServiceService
2 – 10 Mbit/s
M
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2108/10/2008
Service
information
Service
information
Transmissão de TV Digital Via Satélite 
Vídeo
Áudio eÁudio e
Dados
Encoder
Banda Básica
d TV Di it l de TV Digital 
FEC Modulador
Conversor
de Subida
Amplificador
de Potência
Assinantes
de Subida de Potência
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2208/10/2008
Métodos de Múltiplo Acesso
Métodos de otimização de uso do meio
• No caso das comunicações via satélite devemos otimizar ao máximo o uso do
transponder de forma a reduzir o custo do segmento espacial
Principais métodos:FDMA - Acesso múltiplo por divisão em frequência TDMA -Principais métodos:FDMA - Acesso múltiplo por divisão em frequência, TDMA -
Acesso múltiplo por divisão no tempo, CDMA - Acesso múltiplo por divisão em
código
Devem ser transparentes para o usuário finalDevem ser transparentes para o usuário final
Em comunicações via satélite utilizam-se os três métodos, com predominância para o
FDMA e o TDMA.
Em telefonia móvel celular há uma disputa acirrada entre o TDMA e o CDMA.
São muitas vezes utilizados em conjunto com técnicas de consignação (assignment)
da portadora, tais como: Slotted-Aloha, Reserva e Consignação Fixa
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2308/10/2008
Múltiplo Acesso por Divisão de Freqüências - FDMA
P1(t) P2(t) Pn(t)
TRANSPONDER
P1(t) P2(t) Pn(t)
TRANSPONDER
P1(t)P1(t)
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2408/10/2008
P2(t) Pn(t)P2(t) Pn(t)
Utilização do FDMA
Em redes SCPC/MCPC com MUX-TDM
Em redes SCPC/MCPC com DCMEEm redes SCPC/MCPC com DCME
Em redes SCPC/DAMAEm redes SCPC/DAMA
Em redes SCPC/MCPC Frame Relay
Em redes SCPC/MCPC ATM
Em redes de broadcast com ENCODERS SCPC ou MCPC
N i “ tb d ” d d VSAT TDM/TDMANos canais “outbounds” de redes VSAT TDM/TDMA
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2508/10/2008
Classificação dos Satélites
Satélites para serviços meteorológicos
Satélites para serviços de radio determinação
Satélites para serviços de broadcasting (TV áudio e dados)Satélites para serviços de broadcasting (TV, áudio e dados)
Satélites para serviços móveis (voz, dados e telex)Satélites para serviços móveis (voz, dados e telex)
Satélites para serviços fixos (voz, dados, videoconferência, etc)
Satélites para serviços militares
Satélites para serviços científicos
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2608/10/2008
Tipos de Satélites
• Quanto ao critério de estabilização em torno do próprio eixo, há 2 tipos básicos de 
satélite:
- SPIN
SPIN
- Triaxiais
• Características dos satélites tipo SPIN:
TRIAXIAL
SPIN
- Formato Cilíndrico 
- Giro – Estabilizados
- Painéis Solares em Torno da Superfície ExternaPainéis Solares em Torno da Superfície Externa
• Satélites Triaxiais
- Formato Cúbico com “Asas” (BIRDS)
- Estabilização mais complexa
- Painéis Solares nas “Asas”
E l d S télit Ti SPIN T d Sé i B il t té M t ( B1 B2 B3 B4)• Exemplo de Satélites Tipo SPIN: Toda a Série Brasilsat até o Momento ( B1, B2, B3 e B4)
• Exemplo de Satélites Triaxiais: NSS-803; NSS-806; PAS-3; NAHUEL-1; futuros STAR ONE 
série C(?)
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Exemplo de Satélite Tipo Spin (Giro-estabilizado)
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2808/10/2008
Ilustrações e Foto do Satélite Brasilsat B1
Comunicações entre a Estação de Contrôle e o Satélite
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Diagrama em Blocos do Satélite
Painéis SolaresPainéis Solares
Baterias
Módulo
de
Subsistema de
comando eBaterias
Módulo
de
Subsistema de
comando eBaterias de
Potência
comando e
telemetria
Baterias de
Potência
comando e
telemetria
Subsistema de 
controle e 
posicionamento
Transponders
Subsistema de 
controle e 
posicionamento
Transponders
Subsistema de Antena
posicionamento
Subsistema de Antena
posicionamento
ThrustersAntenas ThrustersAntenas
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3008/10/2008
Parâmetros Orbitais
PERÍODO: tempo de uma órbita completa
INCLINAÇÃO: ângulo entre o plano orbital e o plano do EquadorINCLINAÇÃO: ângulo entre o plano orbital e o plano do Equador
APOGEU: ponto mais distante em relação à Terra
PERIGEU: ponto mais próximo em relação à Terra
FORMAS: elíptica ou Circulares
ORIENTAÇÃO: normalmente de W (oeste) para E (leste), 
o mesmo sentido de rotação da Terra
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3108/10/2008
INCLINAÇÃO EM RELAÇÃO AO PLANO DO EQUADOR
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3208/10/2008
Órbitas 
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Localização de Satélites
LATITUDE E LONGITUDE
0000
Equador terrestre00 Equador terrestre00 q0 q0
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3408/10/2008
Meridiano de GREENWICHMeridiano de GREENWICH
Satélites Geoestacionários
CONDIÇÕES:Ç
SER GEOSÍNCRONO
Período de revolução igual ao da Terra- Período de revolução igual ao da Terra 
TER UMA ÓRBITA CIRCULAR Coincidente com o plano do 
equador
GIRAR NO MESMO SENTIDO DE ROTAÇÃO DA TERRA
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3508/10/2008
Global 
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3608/10/2008
Global 
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3708/10/2008
Global 
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3808/10/2008
Figura do Oito
Boxe Virtual - Limite de tolerância para evitar desapontamentos que possam comprometer o 
desempenho do sistema
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3908/10/2008
“BOX do Satélite” 
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Noção de “Station Keeping”
Global 
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Satélites Geo-estacionários
Localização através de sua Longitude
Leste
G i h 00Greenwich = 00
A distância do satélite à superfície da Terra é de aproximadamente 36 000 Km
Oeste
A distância do satélite à superfície da Terra é de aproximadamente 36.000 Km
Global 
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4208/10/2008
Global 
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4308/10/2008
Global 
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4408/10/2008
Noção de Distâncias no Espaço
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Cinturões de Van Allen (1 )
Duas regiões onde partículas eletrizadas giram em torno do campo magnético terrestre.
Para evitar regiões com valores elevados do campo magnético terrestre os satélites não
geoestacionários devem operar abaixo de 2000 km ou no entorno de 10000km de altura.
Global 
VSAT 
Forum
4608/10/2008
CINTURÕES DE VAN ALLEN ( 2 )
Global 
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4708/10/2008
Órbitas: Geoestacionária e Polar
Global 
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Forum
4808/10/2008
Tipos de Órbitas
Geo-estacionária Órbitas Baixas
Geo
Leo
Órbitas Médias
Órbitas Elípticas
Meo
Heo
Global 
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4908/10/2008
Meo
Exemplos de Órbitas
GEO
LEO / MEO
GEO
LEO / MEOLEO / MEOLEO / MEO
Global 
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5008/10/2008
GEOs , MEOs e LEOs
Um Satélite Geosíncrono (GSO ou GEO) ( )
leva 23 horas e 56 minutos para completar 
uma revolução em torno da TERRA
Um Satélite de Média Órbita Terrestre (MEO) 
it d C t l ã d 10 18necessita de uma Constelação de 10 a 18 
satélites para manter uma cobertura constante 
da TERRAda TERRA
Satélites de Baixa Órbita Terrestre resultam em atenuações no ç
espaço livre muito mais baixas comparadas aos GEOs e MEOs, 
uma vez que se localizam em distancias da TERRA de 20 a 40 
f d dvezes inferiores, proporcionando assim o uso de terminais e 
antenas de tamanhos consideravelmente menores. 
Global 
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Forum
5108/10/2008
Satélites Não Geo-estacionários
LEO = Low Earth Orbit (500 à 3.000 km). Ex: Constelações Globalstar e Iridium
MEO = Medium Earth Orbit (8.000 à 20.000 km). Ex: Constelação GPSl
Para um serviço contínuo é preciso uma constelação de satélites
Em contrapartida, o posicionamento em órbita é mais barato e os tempos de 
propagação menores
Global 
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5208/10/2008
Caracteristicas dos Sistemas com Satélites GEOs
Características e Desafios dos GEOs
*As antenas das estações terrenas normalmente não necessitam 
rastrear o satélite
*P télit f á i i*Poucos satélites se fazem necessários para proporcionar uma 
cobertura global
*Longo tempo de vida útil (15 anos ou mais)Longo tempo de vida útil (15 anos ou mais)
*Se localizam acima do Cinturão de Radiação de Van Allen on
*Em grande partedos casos apresentam o menor custo de 
sistema e a maior simplicidade em termos de rastreio.
Desafios da Órbita GEO
*L t i (d l ) d d d 250 ili d l*Latencia (delay) da ordem de 250 milisegundos por canal 
( U/L + D/L ) 
*As antenas do satélite devem ser grandes o suficiente paraAs antenas do satélite devem ser grandes o suficiente para 
concentrar potencia e para criar feixes bem estreitos que 
possibilitem o RE-USO de Frequencias.
 Global 
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*Ângulos de Elevação Críticos em Latitudes mais altas.
Veículos Lançadores(1)
Global 
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5408/10/2008
Veículos Lançadores(2)
Global 
VSAT 
Forum
5508/10/2008
Lançamento em órbita GEO
Global 
VSAT 
Forum
5608/10/2008
Ocupação da Órbita Geo-Estacionária
Global 
VSAT 
Forum
5708/10/2008
Fonte:
Brazilian Orbital Slots
Global 
VSAT 
Forum
5808/10/2008
12
Source: ANATEL 
Slide made by ANATEL and presented by
Foreign Slots
Global 
VSAT 
Forum
5908/10/2008
13
Source: ANATEL Slide made by ANATEL and presented by
Provedores de Segmento Espacial no Brasil
Estão habilitados atualmente, pela ANATEL, 37 satélites com total
cobertura do Brasil, e 4 com cobertura parcial, para comercialização
de suas capacidades espaciais no território brasileiro;
Destes, 6 ocupam posições orbitais brasileiras e 35 possuem “direitos
d t i ” (l di i ht )de aterrissagem” (landing rights);
Estão sendo fabricados 8 satélites adicionais com cobertura total ouEstão sendo fabricados 8 satélites adicionais com cobertura total ou
parcial sobre o Brasil e espera-se que os mesmos sejam lançados até o
final de 2006, dos quais 2 ocupam posições orbitais brasileiras.
Global 
VSAT 
Forum
6008/10/2008
Fonte: ANATEL
INTELSAT
FSS – OPERADORAS - Intelsat
• Organização Internacional de Telecomunicações por Satélite criada em agosto de 1964• Organização Internacional de Telecomunicações por Satélite criada em agosto de 1964
• O Brasil associou-se ao sistema Intelsat em 1965
Global 
VSAT 
Forum
6108/10/2008
GNSS – Global Navigation Satellite Services
GPS: O MONOPÓLIO AMERICANOGPS: O MONOPÓLIO AMERICANO
Global 
VSAT 
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6208/10/2008
Fonte: NAVSTAR
GPS
GNSS – Global Navigation Satellite Services
GPS
• Global Positioning System - Sistema de Posicionamento Global
• Sistema de Navegação Preciso Baseado em Satélites com cobertura mundial e• Sistema de Navegação Preciso Baseado em Satélites, com cobertura mundial e
contínua 24 horas por dia
• Subordinado ao DoD, Departamento de Defesa do Governo dos Estados Unidos,
é administrado pela Força Aérea Americanaé administrado pela Força Aérea Americana
• Propósito principal: Referencias de Posição, Velocidade e Tempo
• Larga aplicação no Mundo Militar e no Mundo Civilg p ç
• Constelação: configuração básica com vinte e um Satélites ativos e três “back-up’s”
• Seis Órbitas inclinadas de 55 graus. Altitude de 20.200 Km
• Estação controladora do Sistema no Colorado-E.U.A
• Cinco Estações Rastreadoras enviando dados para a Controladora
• SPS Serviço Padrão de Posicionamento• SPS - Serviço Padrão de Posicionamento
• PPS - Serviço Preciso de Posicionamento
• Introdução Proposital de Erros degrada Precisão normal para a ordem de 10 ~ 100 m
Global 
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Forum
6308/10/2008
Fonte: NAVSTAR
Constelação Navstar GPS
Obs: Incluindo os BKP’s , Existem cerca de 
28~30 satélites na constelaçào atual
Global 
VSAT 
Forum
6408/10/2008 135.1-1/111-1 A401f
Fonte: NAVSTAR
Segmento de Usuário
Segmento Espacial
Segmentos do Sistema GPS
Segmento de Usuário
Estações de Monitoração
& Uplink
Quartel General de Controle do 
Sistema GPS
Colorado Springs
Schriever AFB
Colorado Springs
¹Hawaii
Kwajalein
Ascension Island
Backup OCS
Vandenberg AFB
Schriever AFB
M it t ti l
Diego Garcia
²Cape Canaveral, FL
Global 
VSAT 
Forum
6508/10/2008 135.1-1/111-1 V006g
Backup OCS
Gaithersburg, MD
¹ Monitor station only
² Uplink station only Fonte: NAVSTAR
Método de Determinação de Posição pelo GPS
Time 
for S1
t2 t3X2, Y2, Z2 X3, Y3, Z3X Y Z
S1 PositionGPS
t1 t4
(P2) (P3)
GPS 
S2
GPS 
S3
GPS 
S4
X4, Y4, Z4
X1, Y1, Z1
S1 Position
(P1)
GPS 
S1 (P4)
S4
R2
O Usuário mede os á
R1
R2 R3
R4
O Usuário mede os 
pseudoranges aos 
satellites
(R1, R2, R3, R4)
O usuário recebe e armazena os 
dados de localização dos 
satélites (P1, P2, P3, P4) e seus 
movimentosUser 
P0
tu
Global 
VSAT 
Forum
6608/10/2008 135.1-1 A504f
Fonte: NAVSTAR
GNSS – A Alternativa Européia: Programa Galileo 
Global 
VSAT 
Forum
6708/10/2008
GNSS – Sistema Galileo
• Para solucionar os problemas que vem ocorrrendo para diversas aplicações civis de diversos
países, a União Européia ( EU ) decidiu em cooperação com a Agencia Espacial Européia (ESA),
desenvolver um sistema próprio que atenda às reais necessidades e exigências de precisão,
fi bilid dconfiabilidade e segurança.
• Assim nasceu o GALILEO, o primeiro Sistema de Satélites de Posicionamento e Navegação
especificamente projetado para propósitos civis.
V i f i t d d t d h “d lê i ” i ã• Vai oferecer serviços no estado-da-arte com desempenho “de excelência” em precisão,
continuidade e disponibilidade.
• O GALILEO será mais avançado, mais eficiente e mais confiável do que o atual monopólio do
GPS dos Estados Unidos.
• A EC – European Comission e a ESA – European Space Agency constituiram a organização
GALILEO Joint Undertaking ( GJU ) para gerenciar a fase de desenvolvimento do Programa
GALILEO.
• O GALILEO será constituído por uma constelação de 30 satélites, divididos entre 3 órbitas
circulares em uma altitude de cerca de 23.000 Km, para assim cobrir toda a superfície da
TERRA. A ativação dos serviços será iniciada à partir de 2008.
O custo do sistema é da ordem de 3 4 Bilhões Criará mais de 100 000 novos empregos e um• O custo do sistema é da ordem de 3,4 Bilhões. Criará mais de 100.000 novos empregos e um
mercado para equipamentos e serviços de algo como 200 Bilhões de EUROS por ano em 2013.
Global 
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6808/10/2008
Fonte: GALILEO Joint Undertaking ( GJU )
Constelação Galileo
30 SATÉLITES ALTITUDE: 23.222 Km30 SATÉLITES ALTITUDE: 23.222 Km
9 EM CADA ÓRBITA
+1 BKP EM 
CADA 
INCLINAÇÃO: 560
Global 
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Forum
6908/10/2008
3 ÓRBITAS CIRCULARES COBERTURA: GLOBAL
Ç
Diagrama em Blocos de um Transponder
RECEIVER
CONVERSOR
DE
TRANSMISSOR
DE
Ê
C
( LNA )
DE
FREQUÊNCIA POTÊNCIA
( HPA )
UP - LINK DOWN - LINK
TRANSPONDER
Global 
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7008/10/2008
Satélite com N Transponders
TRANSPONDER
1
TRANSPONDER
2
Antena de Recepção Antena de Transmissão
TRANSPONDER
N
Qual o custo mensal de cada transponder?
Global 
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7108/10/2008
Global 
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7208/10/2008
Exemplo de Transponders para Satélites Brasilsat A1 e A2
C
O
A P
f1 + 18MHz
f2 + 18MHz
D
I
V
O
M
B
I
3700 MHz a
4200 MHz
5925 MHz a 
6425 MHz
A P
A P
A P
I
S
O
R
I
N
A
D
O
TX do
Satélite
A P
A P
R
D
E
O
R
EIRPD
RX no
Satélite
A P
A P
A P
R
F
D
E
R
2225 MHz
A P
A P
A P
f11 + 18MHz
3700 MHz 
a
4200 MHz
R
FFrequência do 
oscilador local (fixa)
5925 MHz a 
6425 MHz
A P
A P
f12 + 18MHz
Global 
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7308/10/2008
Transponders - 1ª Geração Brasilsat A1 e A2
SUBIDA VERTICAL - DESCIDA HORIZONTAL SUBIDA HORIZONTAL - DESCIDA VERTICAL
TPDR FREQ. CENTRAL LARG. DE FAIXA TPDR FREQ. CENTRAL LARG. DE FAIXA
SUBIDA
5945
DESCIDA
37201A
SUBIDA
5965
DESCIDA
37401B
5985
6025
6065
3760
3800
3840
2A
3A
4A
6005
6045
6085
3780
3820
3860
2B
3B
4B
6105
6145
6185
3880
3920
3960
5A
6A
7A
36 MHz
6125
6165
6205
3900
3940
3980
5B
6B
7B
36 MHz
6225
6265
6305
4000
4040
4080
8A
9A
10A
6245
6285
6325
4020
4060
4100
8B
9B
10B
6345
6385
4120
4160
11A
12A
6365
6405
4140
4180
11B
12B
Global 
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7408/10/2008
Bandas C e C Estendida
SUBIDA (UP-LINK) DESCIDA (DOWN-LINK)BANDA
C
5925 MHz 6425 MHz 4200 MHz3700 MHz
500 MHz500 MHz
C 575 MHz575 MHzESTENDIDA
3625 MHz 4200 MHz5850 MHz 6425 MHz
PARTE 
ESTENDIDA DA 
BANDA C
75 MHz 75 MHz
5850 MHz 5925 MHz 3700 MHz3625 MHz
Global 
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7508/10/2008
Compartilhamento com microondas terrestres
Exemplo de Transponders para Satélite Brasilsat B1 e B2
A P
f1 + 18MHz
D
C
O
M
3625 MHz a
4200 MHz
5850 MHz a 6425 
MHz
A P
A P
A P
f2 + 18MHz
D
I
V
I
S
M
B
I
N
A
TX do
Satélite
A P
A P
A PS
O
R
A
D
O
R
Satélite
RX no
Satélite
A P
A P
A P
D
E
R
R
D
E
EIRPD
2225 MHz
A P
A P 3625 MHz 
a
4200 MHz
A P
R
F
E
R
F
Frequência do 
oscilador local (fixa)
5850 MHz a 6425 
MHz
A P
f13 + 18MHz
A P
Global 
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7608/10/2008
A P
f14 + 18MHz
Transponders - 2ª Geração - Satélites Brasilsat B1, B2, B3 e B4
SUBIDA VERTICAL - DESCIDA HORIZONTAL SUBIDA HORIZONTAL - DESCIDA VERTICAL
TPDR FREQ. CENTRAL LARG. DE FAIXA TPDR FREQ. CENTRAL LARG. DE FAIXA
SUBIDA
5866.51AE
DESCIDA
3641.5
33 MHz
1BE
SUBIDA
5885
DESCIDA
3660
5905
5945
5985
6025
2AE
1A
2A
3A
3680
3720
3760
3800
2BE
1B
2B
3B
5925
5965
6005
6045
3700
3740
3780
38206025
6065
6105
6145
6185
3A
4A
5A
6A
7A
36 MHz
36 MHz
3800
3840
3880
3920
3960
3B
4B
5B
6B
7B
6045
6085
6125
6165
6205
3820
3860
3900
3940
39806185
6225
6265
6305
7A
8A
9A
10A
3960
4000
4040
4080
7B
8B
9B
10B
6205
6245
6285
6325
3980
4020
4060
4100
6345
6385
11A
12A
4120
4160
11B
12B
6365
6405
4140
4180
Global 
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7708/10/2008
Exemplo de Alocação de Portadoras no Brasilsat B4 da Star One
Polarização Horizontal - LANCE DE DESCIDA
1AE 2AE 1A 2A 3A 4A 5A 6A 7A 8A 9A 10A 11A 12A1AE 2AE 1A 2A 3A 4A 5A 6A 7A 8A 9A 10A 11A 12A
Polarização Vertical - LANCE DE DESCIDA
OBS i d S O ã d éli B il
1BE 2BE 1B 2B 3B 4B 5B 6B 7B 8B 9B 10B 11B 12B
Global 
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7808/10/2008
OBS.: ver no site da Star One a ocupação dos satélites Brasilsat
Propagação, Efeitos e Contra-MedidasPropagação, Efeitos e Contra-Medidasp g ç ,p g ç ,
Global 
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7908/10/2008
Ambiente de Propagação
Terra
Meio condutor, de forma aproximadamente esférica, com relevo e 
vegetação não uniformes e áreas cobertas por construções variadas;
TroposferaTroposfera
Região da atmosfera terrestre que se estende até uma altura de 
aproximadamente 10 km e cujos fatores meteorológicos afetam a 
ã d ipropagação da energia
Ionosfera
Região ionizada da atmosfera terrestre que se estende entre 60 e 500 km 
de altura,sendo responsável por diversos efeitos na onda em propagação.
Global 
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Forum
8008/10/2008
Efeitos da Troposfera
Atenuação por chuva nas bandas Ku, Ka e acima);
Cintilação troposférica (enlaces com pequeno ângulo de elevação);
Absorção pelo vapor d’água e pelo oxigênio do ar (f > 10 GHz);Absorção pelo vapor d água e pelo oxigênio do ar (f > 10 GHz);
Despolarização por chuva (importante no caso de reuso de freqüência 
por dupla polarização);por dupla polarização);
Espalhamento por chuva (mecanismo de interferência)
Global 
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8108/10/2008
Efeitos da Chuva
As chuvas intensas atenuam os sinais de microondas, tanto no enlace de subida quanto no de descida.
A intensidade do efeito depende da freqüência.
As formações de chuva se produzem somente na atmosfera (do solo a alguns km de altura), e osç p ( g ),
satélites geoestacionários estão a 36000 km da superfície terrestre, portanto, só uma pequena parte
do caminho do sinal é afetado.
As transmissões de microondas terrestres são mais suscetíveis aos efeitos da chuva porque o caminho
do sinal está integ almente dent o da atmosfe ado sinal está integralmente dentro da atmosfera.
O nível da atenuação por chuva depende de:
Intensidade da chuva (em mm de precipitação
por hora)
Satélite A
Elevação da antena – Maior elevação, menor
atenuação
L1
L2 Satélite B
L1
Elevação A > Elevação B
L1<L2
Atenuação A < Atenuação B
Global 
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Forum
8208/10/2008
Efeito da Chuva - Medidas Preventivas
O projeto correto do enlace do satélite permite minimizar o efeito da
chuva tanto quanto se queirachuva tanto quanto se queira
Para compensar o potencial efeito da chuva, se acrescentam margens de
potência ao projeto do “link Budget” da Estação Terrena
Somado ao código de correção de erro
A utilização do código Reed-Solomon adiciona até 3 dB de margem ao enlace,
praticamente sem ocupar banda adicional.
Controle de Potência de Subida, o UPC (Uplink Power Control)
O UPC algumas vezes referido como ULPC é um dispositivo que ajusta aO UPC, algumas vezes referido como ULPC, é um dispositivo que ajusta a
potência do sinal de transmissão para compensar as variações das condições
meteorológicas, mantendo uma densidade constante de fluxo de transmissão.
Global 
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Forum
8308/10/2008
A Interferência Solar
A interferência solar dura 
aproximadamente 5 dias
SOL
aproximadamente 5 dias 
e ocorre nos períodos de 
alinhamento do satélite
com o sol e a estação
terrena.
Com o aumento da temperatura de ruído a taxa deCom o aumento da temperatura de ruído, a taxa de 
erro de bits degrada a tal ponto que o enlace fica 
temporariamente fora do ar.
Global 
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Forum
8408/10/2008
Conceitos para Cálculos de Enlace e Conceitos para Cálculos de Enlace e p
Dimensionamento de Estações Terrenas
p
Dimensionamento de Estações Terrenas
Global 
VSAT 
Forum
8508/10/2008
Conceitos e Variáveis Relevantes para o Cálculo de Enlace
O decibel: dB, dBW, dBHz, dB / K
EIRP
G / T
Atenuação no Espaço Livre
Distâncias, ângulos de azimute e elevação
Polarização
Curvas de Contorno de Cobertura (Footprints do Satélite)Curvas de Contorno de Cobertura (Footprints do Satélite)
Imperfeições no Enlace
Efeitos combinados do Uplink e Downlink
Não-linearidade e Back-off
Global 
VSAT 
Forum
8608/10/2008
Não linearidade e Back off
Cálculo do Enlace – Parâmetros Envolvidos
1. Taxa de informação requerida Rb em bit/s
2. Taxa de Erro de Bit de Projeto (BER em 10-n)
3. Desempenho do Modem
4. Ganhos de Antenas (Tx e Rx)
BER x Eb 
No
( )
5. Temperaturas equivalentes de Ruído (º KELVIN)
6. Características de Amplificadores (BOs x BOE)
7. Pontos de Operação
8 Pl d F ê i
Global 
VSAT 
Forum
8708/10/2008
8. Planos de Frequências
Cálculo de Enlace – Parâmetros Envolvidos
9. Caracterização das emissões interferentes
10. Equações Relativas ao lance de Subida
11. Equações Relativas ao lance de Descida11. Equações Relativas ao lance de Descida
12. Cálculos de intermodulação
13. Paralelo das equações - Valor resultante
14 BO t d P t d ã d j d14. BOE encontrado - Ponto de operação desejado
15. Cálculo da EIRP de Subida
16. Dimensionamento do HW da estação Terrena
Global 
VSAT 
Forum
8808/10/2008
O Decibel
IN OUTPin Pout
Sub múltiplo do Bell para exprimir a relação entre potências:
in
Sub-múltiplo do Bell, para exprimir a relação entre potências:
Rp = Log (Pout/Pin) => Bell =>Unidade excessivamente grande
Rp = 10 log (Pout / Pin) => deciBell (dB)
Usado também para exprimir grandezas em relação a referências fixas:
10 log P / 1 mW => dBm10 log P / 1 mW => dBm
10 log P / 1W => dBW
20 log P/1 mV => dBmV
Global 
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8908/10/2008
EIRP - Effective Isotropically Radiated Power
• Algumas vezes referido como Equivalent Isotropically Radiated Power ou traduzido
em Potência Equivalente Isotrópica Irradiadaem Potência Equivalente Isotrópica Irradiada
• Expressa a medida real da “Potência” de RF da portadora transmitida
• EIRP = PT + GT, sendo PT a potência que chega à antena e GT o ganho de
transmissão na direção considerada
• EIRP deve ser expresso em dBW P em dBW e G em dBi• EIRP deve ser expresso em dBW, PT em dBW e GT em dBi.
Onde: 
AP - amplificador de potênciaAP
ALT
G
EIRPE
p p
PA - potência portadora que sai do AP (w)
ALT - atenuaçãona linha de transmissão (dB)
PT - potência da portadora que chega na antena (dBw)
GT - ganho de transmissão da antena (GT)
AP
PA PT
GT
Global 
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9008/10/2008
Global 
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9108/10/2008
Distância Terra Satélite
d(km) = [ro2 + a2 -2roacosAcosB]1/2
onde
ro = 42164 km - distância entre o satélite e o centro da Terra
a = 6378 km - raio equatorial da Terraa = 6378 km raio equatorial da Terra
A - latitude da estação terrena (positiva para latitudes Norte e negativa para 
latitudes Sul);
B diferença entre as longitudes da estação terrena e do ponto sub satéliteB - diferença entre as longitudes da estação terrena e do ponto sub-satélite 
(tomada positiva se a estação terrena estiver a Oeste do satélite)
Parâmetro relacionado Ângulo de Elevação da Estação Terrena
Ө = tg-1{[m.cosA.cosB -1]/m[1-cos2A.cos2B]} onde:
m = 6,61 - relação entre o raio da órbita dos satélites geoestacionários e o raio equatorial 
d Tda Terra.
Global 
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9208/10/2008
Figura de Mérito – G / T
• É o parâmetro mais importante do sub-sistema de RX de uma estação 
• É uma medida da sensibilidade de recepção da estação
• G / T = G’R - 10 log (TA + TABR),
onde:
G/T é fi d é i dB/- G/T é a figura de mérito em dB/K
- G’R é o ganho de recepção da antena em dBi
- TA é a temperatura equivalente de ruído em K
T é t t i l t d íd K d lifi d d- TABR é a temperatura equivalente de ruído em K do amplificador de 
baixo ruído
Global 
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9308/10/2008
Relações C/N, C/N0, Eb / N0, 
C/N Relação entre a Potência da Portadora e a Potência de Ruído em 
uma dada banda alocada (BW), em dB 
C/N0 Relação entre a Potência da Portadora e a densidade espectral de 
Potência de Ruído em 1 Hz, em dBHz
ã íEb/N0 Relação entre a Energia de Bit e a densidade espectral de ruído, 
em dB, e onde:
E Energia por bit (E = PT)Eb Energia por bit (Eb = PT)
No Densidade de ruído (R = NoB)
No caso de BPSK (ideal) B = 1/T
T Duração do bit
Eb/No = P/R
Global 
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9408/10/2008
Atenuação no Espaço Livre
RX TXEIRPs
EIRPDSatélite
As
EIRPD
AD
A At ã li k d bid
RX
TX
As Atenuação no link de subida
Ad Atenuação no link de descida
AEL = 32,4 + 20 log f + 20 log d (dB)
Onde:
AEL Atenuação no espaço livre em dB
f em MHz
d em Km
Global 
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9508/10/2008
Footprints
Curvas de contorno de cobertura
Footprints de subida
Transmissão da Estação Terrena e Recepção no Satélite
VGS – Vantagem geográfica de subida em dB
Demonstra como a Antena de Rx do Satélite enxerga a superfície da 
Terra (diagrama de Rx da Antena do Satélite)
(G/T) Considerar G/T do sub-sistema de Rx do Satélite(G/T)s Considerar G/T do sub sistema de Rx do Satélite
Footprints de descida
Transmissão do Satélite e Recepção na Estação TerrenaTransmissão do Satélite e Recepção na Estação Terrena
VGD – Vantagem geográfica de descida em dB
Demonstra como a antena de Rx da Estação Terrena enxerga oDemonstra como a antena de Rx da Estação Terrena enxerga o 
Satélite (diagrama de Rx da Antena da Estação Terrena)
(G/T)ET Considerar G/T do sub-sistema de Rx da Estação Terrena
Global 
VSAT 
Forum
9608/10/2008
Exemplo de Áreas de Coberturas e EIRPS - Footprint
BRASILSAT B1/B2/B3BRASILSAT B1/B2/B3
-20--2020
6-66
-10--1010
-20--2020
6-66
-10--1010
36dBW36dBW36dBW
-2--22
-6--66
-4--4436dBW36dBW36dBW
-2--22
-6--66
-4--44
Feixe
Nacional
Global 
VSAT 
Forum
9708/10/2008
Exemplo de Footprint – Brasilsat C1
BRASILSAT C1 Downlink Região do Pacto Andino, Miami, Brasil, Argentina, Chile e Mercosul 
Global 
VSAT 
Forum
9808/10/2008
Visão Ilustrada de Footprints
Global 
VSAT 
Forum
Exemplo de Footprint – AMAZONAS – Feixe Americas
Global 
VSAT 
Forum
10008/10/2008
Exemplo de Footprint – AMAZONAS – Feixe BRASIL
Global 
VSAT 
Forum
10108/10/2008
Exemplo de Footprint – AMAZONAS – Feixe America do Sul 
Global 
VSAT 
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10208/10/2008
Tempo de Propagação
Muitas vezes citado como delay, os tempos de propagação desenvolvidos noMuitas vezes citado como delay, os tempos de propagação desenvolvidos no
enlace satélite são o Tempo de Subida e o Tempo de descida.
RX TX
Repetidora
RX
TX
Esses tempos são calculados em função das distâncias da Estação Terrena ao
Satélite e deste Satélite à Estação Terrena
RX
Global 
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10308/10/2008
Satélite e deste Satélite à Estação Terrena
Imperfeições no Enlace
I t f ê i t í b l (IES)• Interferência entre símbolos (IES)
• Variações na Envoltória
• Intermodulação
• Conversão AM/PM
• Ruído térmico
• Interferência externa na subida
• Interferência externa na descida
• Interferência originada na própria redeg p p
Global 
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10408/10/2008
Imperfeições no Enlace
• Imperfeições no Enlace 
- No “Up-Link”
- No Transponderp
- No “Down-Link” 
• C “Up-Link”
No
S
• C Transponder
IMo
• C “Down-Link”
No
D
Global 
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10508/10/2008
Curva de Transferência do Transponder
EIRP deEIRP de 
descida
Ponto de Saturação
y2
y1
0
y
EIRP de 
bid0x1 x2
back-off = recuo em dB
subida
Global 
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10608/10/2008
• Quem dita o ponto de operação do transponder é a EIRP de subida
Estudo de Interferências
• Análise teórica em escritório
• Riscos envolvidos• Riscos envolvidos
• O enlace deve garantir qualidade e disponibilidade conforme objetivo de projeto.
• A parcela total de ruído de interferência, deve ser mantida em patamaresp , p
inferiores a um valor máximo aceitável
• A análise de interferências norteará uma ação importante que é a coordenação
de frequências
• Esses estudos definirão as restrições de uso de determinadas frequências e a
d ã f l d f ê / l ã d d ã l ddecisão final das frequências/polarização das portadoras que serão utilizadas em
cada enlace.
Global 
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10708/10/2008
Cálculo de Enlace (“Link Budget”)
• O que envolve um cálculo de enlace ?
CC X
O que envolve um cálculo de enlace ?
C
No
C
No Calculado Requerido
X
• C/No Calculado - “Link Budget”
• C/No Requerido - Característica do Modem
• No valor calculado deve ser adicionada margem de enlace para garantia de 
desempenho no pior mês do ano.
• Margem de implementação do Modem• Margem de implementação do Modem 
C , 
N
C , 
No
Eb
No
e BER (TEB)
Global 
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10808/10/2008
Fenômenos da Propagação
No Projeto do Enlace é de bom senso considerar que ele deva operar
satisfatoriamente sob severas condições de propagação.
Desta forma o projeto deve permitir um determinado nível de
“Imperfeições de Propagação” no Up-link e Down-link.
Essa permissão é chamada Margem de Desvanecimento, também
conhecida como Margem de Fading ou “Fade Margin”.
Assim temos que:
[C / N]min = [C / N]CS – MD onde:[C / N]min [C / N]CS MD onde:
CS significa Clear Sky
MD é a Margem de desvanecimento em dBg
O valor de [C / N]min é determinado pela TEB (BER) de Projeto
Global 
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10908/10/2008
Margem de Desvanecimento
A Margem de Desvanecimento (MD) depende:
Da disponibilidade desejadaDa disponibilidade desejada
Do desempenho desejado
D t di í lDo orçamento disponível
Sempre que o valor de C /N do enlace for maior ou igual ao valor de
[C / N] teremos o serviço Disponível mesmo que em alguns[C / N]mín teremos o serviço Disponível, mesmo que, em alguns
instantes, com uma TEB (BER) superior ao estabelecido no projeto
Por outro lado se o valor de C / N do enlace for menor que o valor dePor outro lado, se o valor de C / N do enlace for menor que o valor de
[C / N]mín , o serviço estará Indisponível
Na maior parte do tempo, ou seja, com o valor de C /N maior ou igualNa maior parte do tempo, ou seja, com o valor de C /N maior ou igual
ao valor de C / N de projeto com Clear Sky, é garantido que o serviço
está disponível e com uma TEB (BER) de desempenho nominal
Global 
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11008/10/2008
Dimensionamento das Estações Terrenas
• Feito após cálculo de enlace
O i d l /b fí i• Orientado pelo custo/benefício
• Cuidado: Quando aplicável efetuar cálculos para 02 diferentes enlaces (A B Q p p (e B A).
• Valores obtidos nos cálculos de enlace norteiam seleção de diâmetros de• Valores obtidos nos cálculos de enlace norteiam seleção de diâmetros de 
antenas, potência de amplificadores e outros parâmetros. 
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11108/10/2008
Dimensionamento das Estações Terrenas
• Qualidade e confiabilidade (disponibilidade?)• Qualidade e confiabilidade (disponibilidade?)
• Necessidade de redundância na estação principal
• Dispensa ou não redundância nas remotas?
• Sobressalentes partes e peças• Sobressalentes, partes e peças
• Plano de manutenção
• Plano e Estratégia de atendimento em caso de problemas
A i tâ i d f it ál l d l lh di i t d• A importância de um perfeito cálculo de enlace e melhor dimensionamento de
estações terrenas
Global 
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11208/10/2008
Níveis de Disponibilidade da Rede, Considerações de Níveis de Disponibilidade da Rede, Considerações de p , ç
“Back-Ups” e Custos Associados 
p , ç
“Back-Ups” e Custos Associados 
Global 
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11308/10/2008
Disponibilidade do Enlace
Qual o objetivo de projeto?
99,99
99,0
1009590858075
DISPONIBILIDADEDISPONIBILIDADE
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11408/10/2008
Visão Geral de um Cálculo de Enlace e Visão Geral de um Cálculo de Enlace e 
Dimensionamento das Estações TerrenasDimensionamento das Estações Terrenas
Global 
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11508/10/2008
Cálculo do Enlace - Conceitos
O que é?O que é?
Também conhecido como “Link Budget”, tem como objetivo fornecer
subsídios ao projetista para que este de posse dos resultados possasubsídios ao projetista para que este, de posse dos resultados, possa
dimensionar adequadamente os recursos do Segmento Terrestre e
Segmento Espacial a empregar no projeto.
Importância
O Cálculo de Enlace e o decorrente dimensionamento dos recursos sãoO Cálculo de Enlace e o decorrente dimensionamento dos recursos são
fundamentais para garantir o desempenho do enlace dentro dos parâmetros
técnicos e de orçamento do projeto, alcançando-se assim a melhor relação
custo x desempenho.
Pré-requisitos
Conhecimento dos princípios e fundamentos envolvidos nos enlaces via
satélite, das características técnicas do segmento espacial, do segmento
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11608/10/2008
terrestre e dos fenômenos de propagação.
Equações de Subida – Outras Expressões de (C/N)S
(C/NO)S em função da Densidade de Fluxo de Saturação no Satélite 
(DFPSAT)
DFPSAT é o valor da densidade de fluxo que satura o amplificador não-linear do satéliteDFPSAT é o valor da densidade de fluxo que satura o amplificador não linear do satélite
Corresponde a uma potencia PR à sua entrada
Depende da posição da estação terrena T
Pode ser definido para o centro do feixe de recepção da antena do satélite, 
correspondendo à posição da estação T no centro deste feixe ou,
• Para o contorno do diagrama da antena que corresponda a uma queda de 
x dB em relação ao máximo ganho que corresponderá também a umax dB em relação ao máximo ganho, que corresponderá, também, a uma 
posição da estação T fora da região de ganho máximo e,
• Associar-se a queda no ganho a um BACK-OFF (BO)E à entrada do 
amplificador linear
Teremos então:
• DFPS = DFPSAT - (BO)E e com:
• (G/T)S = G’R - 10 log TS temos:(G/T)S G R 10 log TS temos:
(C/NO)S = DFPSAT - (BO)E – G (1m2) + (G/T)S + 228,6
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11708/10/2008
Equação para Cálculo da EIRP de Subida
Temos também que:
(EIRP)E = DFPSAT - (BO)E + AS - G (1m2) e concluímos:(EIRP)E DFPSAT (BO)E + AS G (1m ) e concluímos:
Para um dado (BO)E o valor de (EIRP)E varia com a posição da estação terrena 
T, pela variação de DFPSAT correspondente a esta posição
Definimos então uma Vantagem Geográfica VG associada a estação terrena T:Definimos então uma Vantagem Geográfica VGS, associada a estação terrena T:
VGS = DFPSAT,máx - DFPSAT onde:
DFPSAT máx corresponde a uma estação terrena T no contorno de menor ganhoDFPSAT,máx corresponde a uma estação terrena T no contorno de menor ganho
Assim (EIRP)E , correspondente a uma dada estação terrena T também se 
expressa por;
(EIRP)E = DFPSAT,máx - (BO)E + AS - G (1m2) - VGS
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11808/10/2008
Equações de Descida – Outras Expressões de (C/N)D
(C/NO)D em função do EIRP do satélite na saturação (EIRP)SAT
EIRPS = (EIRP)SAT - (BO)S onde:
(BO)S representa o BACK-OFF de saída do amplificador linear do satélite
Portanto:
(C/NO)D = (EIRP)SAT - (BO)S – AD + (G/T)E + 228,6(C/NO)D (EIRP)SAT (BO)S AD + (G/T)E + 228,6
Aplicando-se o conceito de Vantagem Geográfica quanto à posição daAplicando se o conceito de Vantagem Geográfica quanto à posição da 
estação R sobre o valor de EIRPE teremos:
(C/NO)D = (EIRP)SAT,mín. - (BO)S – AD + (G/T)E + 228,6 + VGD onde:
VGD = EIRPSAT – EIRPSAT,mín e onde:
(EIRP)SAT,mín corresponde a uma estação R localizada no contorno de menor 
ganho associado à antena transmissora do satélite, para o qual se tem o valor 
mínimo de (EIRP)SAT
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11908/10/2008
Combinação dos Efeitos do Ruído Térmico na Subida e Descida
(C/NO)t = PRD / ( ( NO)S + ( NO)D ) onde:(C/NO)t PRD / ( ( NO)S + ( NO)D ) onde: 
(C/NO)t - > razão portadora / densidade espectral unilateral de ruído 
térmico total
PRD - > potência da emissão desejada, recebida na saída da antena da 
estação R
(N ) - > densidade espectral unilateral de ruído térmico no lance de(NO)S - > densidade espectral unilateral de ruído térmico no lance de 
subida, na saída da antena da estação R
(NO)D - > densidade espectral unilateral de ruído térmico no lance de 
subida na saída da antena da estação Rsubida, na saída da antena da estação R
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12008/10/2008
A Intermodulação
No enlace satélite há dois pontos onde se produzem intermodulações:
Amplificador de Potência da estação terrena (Uplink)Amplificador de Potência da estação terrena (Uplink)
Amplificador de Potência do Transponder (Downlink)
Quando uma única portadora é amplificada ocorre a chamada 
distorção não linear (produtora de harmônicos)
Q d á i t d tilh lifi d ãQuando várias portadoras compartilham o mesmo amplificador não-
linear, ocorre a distorção de intermodulação
Em qualquer dos casos o fenômeno só ocorre quando mais de umaEm qualquer dos casos, o fenômeno só ocorre quando mais de uma 
portadora é amplificada
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12108/10/2008
Harmônicos e Intermodulação
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12208/10/2008
Produtos da Intermodulação
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12308/10/2008
Produtos de Intermodulação no Transponder
Quando n portadoras compartilham o mesmo amplificador de potência, na 
saída deste é possível identificar n parcelas que estão em correspondência bi-
unívoca com as n portadoras de entrada ( função inerente ao processo deunívoca com as n portadoras de entrada ( função inerente ao processo de 
amplificação).
Além disso há, na saída, produtos de intermodulação que ocupam a mesma 
f i d f üê i d t dfaixa de freqüências das portadoras.
Estes produtos se constituem assim em perturbação indesejável para as 
portadoras de interesse, e correspondem ao que se denomina Ruído de 
Intermodulação (IM e IMO).
Este ruído se adiciona aos ruídos térmico de subida (NS e NOS) e descida (ND e 
NOD), e às demais contribuições de ruído no enlace.OD), ç
Empregando-se o recurso de BACK-OFF de saída (recuo), levamos o 
amplificador a operar na região linear e, dessa forma, mantemos o patamar de 
ruído de intermodulação sob controleruído de intermodulação sob controle.
Global 
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12408/10/2008
Curva de Transferência do Transponder
EIRP deEIRP de 
descida
Ponto de Saturação
y2
y1
0
y
EIRP de 
bid0x1 x2
back-off = recuo em dB
subida
Global 
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12508/10/2008
• Quem dita o ponto de operação do transponder é a EIRP de subida
Razão entre Portadora e Intermodulação
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12608/10/2008
Intermodulação no Amplificador de Potência da Estação Terrena
Para mais de uma portadora, também utilizamos o recurso de BACK-OFF de 
saída
O fabricante (e o proprietário do satélite?) deveespecificar com clareza o valor 
do BACK-OFF de saída a ser usado
Grande parte dos atuais amplificadores de maior potência já incorporamGrande parte dos atuais amplificadores de maior potência já incorporam 
Linearizadores para diminuir esse valor.
NO caso de HPA’s em operação poderemos, sempre que necessário, estudar a 
viabilidade de uso de Linearizadores .
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12708/10/2008
Otimização do Ponto de Operação do Amplificador Não-linear
Global 
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12808/10/2008
Segmento Terrestre: Equipamentos e Composição das Segmento Terrestre: Equipamentos e Composição das 
Estações Terrenas para Diferentes AplicaçõesEstações Terrenas para Diferentes Aplicações
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12908/10/2008
Segmento Terrestre
UP-LINK DOWN-LINK
DOWN-LINK UP-LINK
SEGMENTO TERRESTRE
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13008/10/2008
Hardware de uma Estação Terrena
O sub-sistema de antena
Amplificadores de baixo ruído e chaveamento
Conversores de descida e chaveamento
Distribuição de FI
Modems e chaveamentoModems e chaveamento
Equipamentos de BB e processamento digital de sinais
Conversores de subida e chaveamentoConversores de subida e chaveamento
Combinação de FI
Amplificadores de potênciaAmplificadores de potência
Interfaces
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13108/10/2008
Diagrama em Blocos de uma Estação Terrena
UP - LINK
m
 a
MODULADOR
CONVERSOR
DE
SUBIDA
AMP.
DE
POTÊNCIA
rf
ac
e 
em
da
 b
ás
ic
a
In
te
ba
nd
DOWN - LINK
ce
 e
m
 
bá
si
ca
ABRABR
CONVERSOR 
DE
DESCIDA
CONVERSOR 
DE
DESCIDA
DEMOD.DEMOD.
In
te
rf
a
ba
nd
a 
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13208/10/2008
Estação Terrena lado TX - Diagrama Funcional
G
EIRPS
GT TX
ALT
(cabo coaxial
ou
guia de onda)
AP
CS
RF
Modulador
HW
Usuário MUX
FEC TX MOD
FIFIRSRbRU
FPF
Taxa de
á i
Taxa de
bit
Taxa de
símbolos
Portadora 
modulada
Global 
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13308/10/2008
usuário bit símbolos modulada
Estação Terrena lado RX Diagrama Funcional
GrGr
RX
ALT
ABR
ã
C.D.
RF
Demodulador
Tudo na polarização 
recebida
HW
Usuário MUX
FEC RX DEM
FIFIRSRbRU
FPF
Taxa de
á i
Taxa de
bit
Taxa de
símbolos
Portadora 
modulada
Global 
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13408/10/2008
usuário bit símbolos modulada
PRINCIPAIS TIPOS
Antenas para Comunicações via Satélite
PRINCIPAIS TIPOS
FOCAL POINT
CASSEGRAIN
OFF-SET
GREGORIANA
Global 
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13508/10/2008
Componentes das Antenas
Ali d (FEED)• Alimentador (FEED)
• Refletor Principal
• Sub-Refletor (No caso de Antena Duplo-Refletora)
• Orthomode (OMT)
• Filtro Rejeita-Transmissão na Recepção• Filtro Rejeita Transmissão na Recepção
• Estrutura Traseira
Global 
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13608/10/2008
Principais Características das Antenas
Faixa de Freqüência de OperaçãoFaixa de Freqüência de Operação
Coeficiente de Onda Estacionária (VSWR)
Polarização
Ganho
Diagrama de IrradiaçãoDiagrama de Irradiação
Relação Frente-Costa
Temperatura Equivalente de Ruído
Global 
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13708/10/2008
Ângulo de Off-Set da Antena
OO
26O
Global 
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Forum
13808/10/2008
Principais Tipos de Feeds (alimentadores)
Só Rx –1 porta – V ou H
Só Rx –2 portas – V e H
Tx/Rx – 2 portas
Tx-V com Rx-H
OU
Tx V com Rx H
Tx-H com Rx-V
Tx/Rx – 4 portas
Tx-V com Rx-H
E
Tx-H com Rx-V
Global 
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Forum
13908/10/2008
Tx H com Rx V
Exemplo de Feed TX/RX Ajustado para Polarização A
LNB
TRF (filtro rejeita-transmissão)
Saída RX polarização H
Entrada TX polarização V
Guia de Onda Flexivel OMT Feed
Global 
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14008/10/2008
Tipos de Amplificadores de Potência
• Amplificadores a Estado Sólido (SSPA) - PA’s
• Amplificadores a TWT (Travelling Wave Tube) - MPA’s
• Amplificadores a Klystron - HPA’s 
Global 
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14108/10/2008
Principais Características dos Amplificadores de Potência
- Potência de Saída
- Ganho
- Resposta em FreqüênciaResposta em Freqüência
- Back-Off
- Intermodulação
Global 
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14208/10/2008
Exemplos de Amplificadores de Potência Existentes no Mercado
Global 
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14308/10/2008
Conversor de Subida
Tipos:Tipos:
- A Cristal
- SintetizadosSintetizados
1 GHz
70 MHz 6 GHz
Ampl.
FI
Ampl.
1º OSC. 2º OSC.
Global 
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14408/10/2008
Configurações Típicas dos Amplificadores de Baixo Ruído
Down
converter
4 GHz 4 GHz
G
LNA
RF RF
1 GHz
G
LNB
RF O L
4 GHz
BANDA LRF O.L. BANDA L
70 MHz4 GHz 70 MHz
G
LNC
RF O.L.
4 GHz
FIO.L.
Global 
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14508/10/2008
RF FI
Exemplo de LNBs
Global 
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14608/10/2008
Exemplo de LNC
Global 
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14708/10/2008
Conversor de Descida
Tipos:
- A Cristal
- Sintetizados
1 GHz
4 GHz 70 MHz
l
1º OSC. 2º OSC.
Ampl.
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14808/10/2008
Exemplo de componentes típicos de uma Estação Terrena
Item Opções TípicasItem Opções Típicas
Antenna 4.5 Meter
6.1 Meter
7.2 Meter
8.1 Meter
9.0 Meter
High Power Amplifier 170 Watts TWT C-band
400 Watts TWT C-band
700 Watts TWT C-band
125 Watts TWT Ku-band
300 Watts TWT Ku-band300 Watts TWT Ku-band
600 Watts TWT Ku-band
Up Converter 1:1 to 1:4
Down Converter 1:1 to 1:4
Uplink Power Control (Rain Fade Compensation) Beacon Mode
Demodulator AGC Mode (loopback)
Loopback Testing RF Loop Test Translator
Earth Station Management System Operations Level
Enterprise Level
Remote Workstation
Global 
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14908/10/2008
Antena de Grande Porte
Global 
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15008/10/2008
Estação Terrena Fixa para Up-Link de TV
Global 
VSAT 
Forum
15108/10/2008
Global 
VSAT 
Forum
15208/10/2008
Estações Terrenas Transportáveis Estações Terrenas Transportáveis ç pç p
Global 
VSAT 
Forum
15308/10/2008
Estação Terrena Transportável
Global 
VSAT 
Forum
15408/10/2008
SNG's SNG's 
Global 
VSAT 
Forum
15508/10/2008
Satellite News Gathering - SNG
Trata-se de transmissão temporária e ocasional com
úd d d ã d TV ÁUDIOconteúdo de curta duração de TV ou ÁUDIO para
finalidades de Broadcasting, utilizando Estações Terrenas
portáteis ou transportáveis para Up-Links.
Essas estações terrenas quando em operação se
enquadram na estrutura regulatória como Estações Fixasenquadram na estrutura regulatória como Estações Fixas
para FSS.
Global 
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Forum
15608/10/2008
Ilustração de Enlace com uso de SNG
Global 
VSAT 
Forum
15708/10/2008
Global 
VSAT 
Forum
15808/10/2008
Fly-Aways Fly-Aways y yy y
Global 
VSAT 
Forum
15908/10/2008
Fly-Aways
•Tamanho pequeno, de forma que se acomode no bagageiro de um avião.
• De fácil instalação (15-20 minutos)
C fi ã fl í l• Configuração flexível
• Energia obtida de um pequeno gerador (3 a 5KW).
• Interfaces para redes terrestres de dados ou de telefonia celular digital (CDMA o GSM). 
Global 
VSAT 
Forum
16008/10/2008
Diagrama em Blocos de Estação Terrena Típica (Médio/grande porte)
Global 
VSAT 
Forum
16108/10/2008
Global 
VSAT 
Forum
16208/10/2008
Redes VSATRedes VSAT
Global 
VSAT 
Forum
16308/10/2008
WIMAX
WIMAX= Worldwide Interoperability for Microwave Access =
Interoperabilidade Mundial para Acesso via Microondas
BWA = Broadband Wireless Access
Só sistemas proprietários de rádio-acesso eram oferecidos sem garantias deSó sistemas proprietários de rádio-acesso eram oferecidos sem garantias de
interoperabilidade
Solução: Criação de um BWA chamado de WIMAX que possui o grande
diferencial que é a padronização não proprietária suportada pelos 2 maiores
á
q p ç p p p p
fabricantes de chipsets do mundo, INTEL e FUJITSU, pelo IEEE e várias
empresas de tecnologia de ponta.
Global 
VSAT 
Forum
WIMAX FORUM
O WIMAX FORUM foi criado com a participação ativaO WIMAX FORUM foi criado com a participação ativa
de várias outras empresas que aderiram com o
objetivo de facilitar essa padronização e conseguir aobjetivo de facilitar essa padronização e conseguir a
redução de custos o máximo possível
www.wimaxforum.org
Faixas não licenciadas e licenciadas
Back-haul urbano
Banda larga rural
Global 
VSAT 
ForumÚltima milha
Operadoras de Telecomunicações e Brasil
186 milhões de habitantes
40 milhõesde alunos
8,5 milhões de km25.564 municípios
170.000 escolas públicas (100.000 rurais)
40 milhões de alunos 
O Brasil detém a 12ª posição no ranking de países com 
mais domínios registrados na internet mundial
C P õ t i d 1 Mbit/
Cerca de 37% do PIB brasileiro passam atualmente pela Internet
Crescem as Promoções com taxas acima de 1 Mbit/s para 
acesso à InternetAumenta % da população brasileira com acesso BANDA LARGA à Internet
Migrando para TELCO 2.0, as Operadoras de TC’s podem aumentar este 
percentual de forma significativa, em curto espaço de tempo e assim estão 
Global 
VSAT 
Forum
preparando o mercado para novas e atraentes 
“CESTAS DE SERVIÇOS CONVERGENTES”
Visão Ilustrativa de Rede VSAT e Opções de Terminais
Portable 
VSAT 
Gateway or Hub 
Antenna 
Terminal 
Fi d
 
Fixed 
TerminalHandheld 
TerminalTerminal
LAN Switch
Transportable 
Mobile VSAT 
Terminal p
VSAT 
Terminal 
Terminal 
Global 
VSAT 
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16708/10/2008
Numero de pedidos de VSATs - Cumulativo Fonte: COMSYS, 2001
1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999
Comparativo C x Ku para VSATs
1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999
C 2,60 4,50 5,20 5,60 8,30 9,30 13,40 16,90 20,20 27,70 33,00 41,50 50,50 62,60 72,70
Ku 3,00 5,90 14,30 29,00 37,10 60,20 71,10 91,80 109,70 138,70 167,00 197,00 237,10 304,00 387,30
400
450
300
350
C
Ku
200
250
100
150
200
0
50
100
Global 
VSAT 
Forum
16808/10/2008
0
1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999
Componentes, Variáveis e Serviços da HUB
• Acesso à HUB - Portas da HUB• Acesso à HUB Portas da HUB
• Protocolos de usuário aceitos pela HUB
• Tratamento de protocolos de usuárioTratamento de protocolos de usuário
• “Spoofing” 
• Composição do outboundp ç
• Acesso ao segmento espacial
• BB, FI e RF
• Gerenciamento da rede
• Interface gráfica / Menus
• Configuração
• Ativações, operação e manutenção
Global 
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16908/10/2008
Centro de Gerencia da Rede 
Global 
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17008/10/2008
Network Management System - NMS
Al O t F õ d NMSAlgumas Outras Funções do NMS
Acesso por m ltiplos s ários
 
Acesso por multiplos usuários
Acesso Remoto à partir de 
qualquer lugar do mundo, PC-
based com acesso seguro de 
controle de senha
Treinador NMS Online
Permite que operadores sejam
treinados em diversas tarefas
com multiplas configurações de 
cenários
P it i l d hPermite nivelar o desempenho
dos operadores
Portal Web para Estatísticas de 
Tráfego
ViaSat Brings Your Network To Life
Tráfego
Ajuda sensível ao Contexto
Wizards de Configuração
Global 
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17108/10/2008
Diagrama em Blocos de uma Estação HUB Típica 
TCP Spoofing
Policy Router
IP
Encapsulator
DVB
Modulator
1
:
TCP
10/100 BaseT
DVB Modulator
(Back-up)
IP
Encapsulator
(Back-up)
1:1 GPS
1
00
 B
as
eT
10MHz Ref 4
0 
M
H
z 
IF
 T
x
Ethernet Hub
1:1 Timing &
Distribution
1:1 GPS
Receiver
10
/1
0 10MHz Ref.
70
-1
4
Ethernet
Switch
Ethernet Hub
RNCC NCC
Rede
Distribution
Unit
GCU
MF-TDMA
Demodulator
D
I
V
Program Clock Ref.
Clock
L-Band Rx
NMS PC
e odu ato
1
GCU
MF-TDMA
Demodulator
V10/100 BaseT
10 BaseT
Global 
VSAT 
Forum
17208/10/2008
Demodulator
N
Global 
VSAT 
Forum
17308/10/2008
IDU & ODU em 01 VSAT da GILAT
Outdoor 
Unit
(ODU)
Indoor Unit
(IDU)
Global 
VSAT 
Forum
17408/10/2008
Detalhes de Componentes Externos em 01 VSAT da GILAT
REFLETOR
OMT
CORNETA
LNB
PA 
SUPORTE
Global 
VSAT 
Forum
17508/10/2008
Diagrama Ilustrativo de 01 VSAT da ViaSat
Ethernet
Switch
LNB
Rx
U I
Banda L (950-1450 MHz ou mais)
24 VDC
10
 B
as
eT
Tx
LNB
vdc)
U.I.
Entrada de FI na U.I. WR75
WR75
Saida de FI para o BUC
em Banda L
U.E. - Block Up-Converter
CBUC
Global 
VSAT 
Forum
17608/10/2008
Diagrama em Blocos Típico de uma VSAT
TDMA TDMA & BPUTX TDMA
MOD w/TURBOCODEBUC
DRO LNB COTS DVB DVB DEMUX EXTERNAL BUS
10/100 Rede do RX
DRO LNB COTS DVB
DEMOD
DVB DEMUX EXTERNAL
FIFO
BUS
INTERFACE BaseTETHERNETPROCESSOR
POWER
Cliente
POWER
SUPPLY SDRAM
U I ( IDU )U E (ODU) U.I. ( IDU )U.E. (ODU)
Global 
VSAT 
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17708/10/2008
Redes VSAT e Segmentação
Remote
GatewayGateway
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IP LANDVB IN
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VSAT 
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