Comunicacoes Sat

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE EDUARDO MONDLANE 
FACULDADE DE ENGINHARIA
DEPARTAMENTO ELECTROTECNIA
ENGINHARIA ELECTRONICA
Maputo, Julho de 2021 
Docente: 
Eng.º Luís Massango
Eng.º Hélder Balói
Nome Dos Estudantes:
• Nhampossa Jr., Leovigildo 
• Uamusse, Joaquim Filipe
• Walate, Adriano Tirano
COMUNICAÇÃO SEM FIO
Tema do Trabalho:
Comunicações Móveis por Satélite (Satphone)
Frequências atribuídas a satélites de telecomunicações
5
Comunicações Móveis por Satélite - Órbitas
Existem três categorias nas quais se encaixam todos os sistemas de 
comunicação móvel via satélite, nomeadamente:
1. LEO: (Low Earth Orbit) abaixo dos 2000 km;
2. MEO: (Medium Earth Orbit) entre 5000 km e 15000 km;
3. HEO: (High Earth Orbit) a partir de 20000 km (onde se incluem os 
satélites geoestacionário).
1
2
A distância dos vários satélites à terra, a porcentagem da superfície 
da terra “vista” por cada um (footprint), a largura de faixa de 
operação e o atraso de propagação (somente subida ou descida) 
típicos podem ser visualizados na Tabela:
Figura 1: Características das orbitas para satélites
3
ÓRBITA GEOESTACIONÁRIA
Uma órbita é considerada
geoestacionária quando esta
órbita é circular a Terra e sua
rotação acompanha exatamente a
rotação da Terra.
• Altiude (Km): 35 863
• Footprint: 35%
• Banda(GHz): 20 a 30 (Ka)
• Atraso: 0.25s
• Usado em TV e radio broadcast
4
VANTAGEM
❖ Tem maior cobertura.
❖Não necessitam de um Handover devido a
seu maior footprint.
❖Expectativa de vida util para GEO é muito
alta acerca de 15 anos.
DISVANTAGEM
❖O sinal torna se fraco ao percorrer
disancias muito longas em relacao a 35
000km.
❖O reuso de frequencias nao e possivel
devido ao seu footprint, e perda de se
espetro.
❖Lançamentos de GEO são muitos
dispendiosos. 
3
Medium Earth Orbit (MEO) MEOS -pode ser posicionado
em qualquer ponto entre
LEOs e GEOs, Ambos em
função da sua orbita.
• Altiude (Km): 10000 to 1500km
• Footprint: 25%
• Banda(GHz): 1 a 3 (L)
• Atraso: 0.01s
• Esta usa CDMA
4
VANTAGEM
❖ O Sistema requer menos satellite em
relacao ao system LEO .
❖MEO pode cobertar grade populacao
dependendo da inclinacao em relacao ao
LEO, contudo requer mens handover.
DISVANTAGEM
❖Devido a grande disctancia em relacao a
terra atrasa mais que o LEO, cerca de 70-
80ms.
❖Os satélites requerem alta transmissão de
potencia e antenas especiais para menores
footprint.
5
Low Earth Orbit (LEO)
LEO- possuem órbitas
elípticas e se movem em
relação à terra o que implica
na utilização de antenas
móveis ou frequências mais
baixas.
• Altiude (Km): 500 to 1500km
• Footprint: 2.5 a 5%
• Banda(GHz): acerca 2GHz (S)
• Estes satélites tem sido utilizados
em comunicações móveis.
6
VANTAGEM
❖ Tem uma taxa de Transmissão suficiente
para comunicação a voz.
❖Pequenos footprints de LEO, permitem o
reuso de frequencia, o mesmo conceito
usado a rede celulares.
❖Pover largura de banda a terminais moveis
com atenas omnidiireciaonal de baixa
potencia de trasmissao.
DISVANTAGEM
❖Expectativa de vida útil cerca de 5 – 8
anos devido a turbulências atmosférica.
❖Para prover uma larga cobertura acima de
24, são requeridos muitos satélites.
Descrição LEO MEO GEO
Custo do satélite Maximo Minimo Medio
Tempo de vida do satelite 3 a 7 10 a 15 10 a 15
Perda de propagacao Baixa Media Alta
Atraso de propagacao Pequeno Medio Grande
Complexidade de rede Complexa Media Simples
Hand off Muito Medio Nenhum
Comparação entre LEO, MEO e GEO
7
Classificação dos satélites
Classificação dos satélites:
– em função da aplicação
– em função da utilização
Conclusão:
❑ Acesso a zonas do globo com baixas densidades populacionais ou níveis 
baixos de desenvolvimento, que não justificam meios terrestres;
❑ Difusão de um elevado número de programas para um universo alargado de 
utilizadores individuais.
Comunicações Móveis por Satélite - Arquitectura
8
Comunicações Móveis por Satélite - Arquitectura
9
Sistema típico:
10
Elementos constituintes:
❑ Gateways / BaseStation
A. Estação terrestre constituída por : 
• GOCC (Ground Operations Control Center); 
• SOCC (Satellite Operations Control Center.
i. Recebe transmissões dos satélites com o intuito de processar as chamadas e encaminhá-las para 
a rede de destino terrestre; 
ii. Um gateway pode servir mais do que um país; 
iii. É constituído por: 
- 3 a 4 antenas; 
- Estação de comutação; 
- Estação de operação e controle; 
iv. Efetuam a integração com as redes fixas ou móveis terrestres utilizando interfaces. 
11
Elementos constituintes:
SOCC (Ground Operations Control Center):
monitora a posição dos satélites e as suas órbitas, fornecendo serviços de telemetria e
comando para a constelação.
GOCC (Satellite Operations Control Center):
é o responsável pelo controle e planejamento do uso dos recursos dos satélites pelas
gateways, estando assim interligado com o SOCC.
12
Exemplo do estabelecimento de uma chamada
13
Mobilidade, Segurança e Operadores
Com a aparição das comunicações móveis por satélite, tornou-se possível transmitir
sinais a partir de lugares recônditos ou muito distantes. Como qualquer sistema de
comunicação sem fio exige mobilidade e segurança, para garantir que o sinal apresente
uma continuidade e não seja vulnerável a terceiros, não tem como deixar de lado o
estudo desses factores assim como saber quais os operadores que hoje actuam no
mercado e as respectivas características.
14
Mobilidade, Segurança e Operadores
❑ Mobilidade
Existem quatro (4) possíveis formas de mobilidade do sinal que podem ocorrer durante a transmissão do sinal:
❖Intra Satellite Handover;
❖Inter Satellite Handover;
❖Geteway Handover;
❖Inter System Handover.
15
Mobilidade, Segurança e Operadores
❑ Mobilidade
Intra Satellite Handover
Quando quem recebe o sinal transmitido pelo satélite está em movimento dentro do footprint do
satélite, ocorre o Intra Satellite Handover que é basicamente a mudança de um spot beam para outro
spot beam do mesmo satélite.
Nota: Isto também pode ocorrer quando o satélite se movimenta.
16
Mobilidade, Segurança e Operadores
❑ Mobilidade
Inter Satellite Handover
Ocorre quando o utilizador, se move de um footprint para outro footprint ou quando o satélite provoca a
mesma situação.
Nota: A transição de um footprint para o outro pode ser considerado hard-handover, quando a conexão
anterior e a nova conexão não se encontram activos em simultâneo caso contrário é considerado soft-handover.
17
Mobilidade, Segurança e Operadores
❑ Mobilidade
Gateway Handover
Neste caso a comutação ocorre entre o satélite e o gateway devido ao mau contacto entre ambos, obrigando o
satélite a procurar um outro gateway.
17
Mobilidade, Segurança e Operadores
❑ Mobilidade
Inter System Handover
Este sistema ainda está em desenvolvimento, ele permitirá a comutação entre comunicação por satélite com a
comunicação móvel terrestre, ou seja, o utilizador terá acesso a um terminal que suporta ambas.
17
Mobilidade, Segurança e Operadores
❑ Segurança
A transmissão do sinal, é feita de forma digital, e para tal o sinal deve ser encriptado de modo a garantir a
segurança do sinal.
A Globalstar uma das maiores empresas fornecedoras de serviços de comunicação por satélite usa os seguintes
aparelhos para garantir a segurança na transmissão
Comunicações Móveis por Satélite - Arquitectura
❑ Segurança
Encriptação de voz:
❖CopyTele DSC-1200;
❖CopyTele DCS-1400;
Encriptação de dados:
❖Mykotronx KIV-7HSB;
18
19
Mobilidade, Segurança e Operadores
❑ Operadores
Hoje existem 3 grandes operadores na área de comunicação por satélite, nomeadamente a Iridium, a Globalstar
e a ICO satellite.
Embora estes ofereçam quase os mesmos serviços, existem características as que cada um possui e m termos
de aspectos técnicos como pode observar na tabela.
20
Mobilidade, Segurança e Operadores
Operadores