01 Aula 1 e 2

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Redes Sat

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lites

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a

ngela@cba.inpe.br

hermann@cba.inpe.br

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Redes Sat

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Breve Hist

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rico

1.

1. IdéIdéia ia original de Arthur C. original de Arthur C. ClarkeClarke: coloca: colocaçção em ão em óórbita rbita de 3 repetidores separados a 120

de 3 repetidores separados a 120oo _{sob a linha do equador}_{sob a linha do equador}

a 36000 km de altitude (

a 36000 km de altitude (GeoGeo). Os repetidores teriam a ). Os repetidores teriam a finalidade de realizar a comunica

finalidade de realizar a comunicaçção de rão de ráádio e tv a todo dio e tv a todo globo.

globo.

2.

2. Primeiros experimentos (U. S. Primeiros experimentos (U. S. ArmyArmy) de propaga) de propagaçção de ão de radiocomunica

radiocomunicaçções entre 1951 e 1955 utilizando a lua, ões entre 1951 e 1955 utilizando a lua, como refletor passivo. Não houve sucesso devido a como refletor passivo. Não houve sucesso devido a grande distância entre a terra e a lua e

grande distância entre a terra e a lua e àà falta de falta de tecnologia para operar com sinais de baix

tecnologia para operar com sinais de baixííssima ssima amplitude e rela

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3.

3. Sputnik 1, realiza a 1a. experiência de transmissão e Sputnik 1, realiza a 1a. experiência de transmissão e recep

recepçção de sinais do espaão de sinais do espaçço. O Sputnik 1 enviava para o. O Sputnik 1 enviava para Terra sinais nas freq

Terra sinais nas freqüüências de 20 e 40 MHz, o que ências de 20 e 40 MHz, o que provava a possibilidade de uma comunica

provava a possibilidade de uma comunicaçção ão àà longa longa distância.

distância.

4.

4. No final de 1960, com a troca das baterias por céNo final de 1960, com a troca das baterias por células lulas solares realizou

solares realizou--se uma retransmissão de dados se uma retransmissão de dados enviados da Terra.

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5.

5. TelstarTelstar 1 (1o. saté1 (1o. satélite de comunicalite de comunicaçções) lanões) lanççado em 1962. ado em 1962. Tinha

Tinha óórbita baixa e foi o primeiro satrbita baixa e foi o primeiro satéélite de utilizalite de utilizaçção ão comercial, patrocinado pela

comercial, patrocinado pela CorporationCorporation AT&T AT&T (

(AmericanAmerican TelephoneTelephone andand Telegraph).Telegraph).

6.

6. No Brasil, a expansão da telecomunicaçNo Brasil, a expansão da telecomunicação, comeão, começçou com ou com a fam

a famíília de satlia de satéélites lites BrasilsatBrasilsat, atualmente formada pelo , atualmente formada pelo A2

A2 -- de primeira geraçde primeira geração ão -- e pelos B1, B2 e B3 -e pelos B1, B2 e B3 - de de segunda gera

segunda geraçção, lanão, lanççados pela Embratel a partir de ados pela Embratel a partir de 1985.

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7.

7. Na déNa década de 90, o sistema VSAT (cada de 90, o sistema VSAT (VeryVery SmallSmall ApertureAperture Terminal) surgiu e se firmou no espa

Terminal) surgiu e se firmou no espaçço como mais um o como mais um meio f

meio fíísico para o uso das comunicasico para o uso das comunicaçções. Utiliza uma ões. Utiliza uma menor banda nos

menor banda nos transponderstransponders, antenas menores e, em , antenas menores e, em conseq

conseqüüência, mais potência no enlace de subida e de ência, mais potência no enlace de subida e de descida.

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Redes Sat

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Aplica

ç

ões Globais

Meteorologia; Meteorologia;

Fins Militares; Fins Militares;

Transmissão de emissões r

Transmissão de emissões ráádio e TV;dio e TV;

Comunica

Comunicaçção e localizaão e localizaçção (ex: GPS );ão (ex: GPS );

Telecomunica

Telecomunicaçções;ões;

Conexões de telefones globais, etc. Conexões de telefones globais, etc.

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Tipos de Sat

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LEO

LEO ((LowLow EarthEarth OrbitOrbit –– baixa

baixa óórbita elrbita elííptica ptica

terrestre): abaixo dos 2000 terrestre): abaixo dos 2000 km;

km;

MEO

MEO (Medium(Medium EarthEarth Orbit

Orbit –– mémédia dia óórbita rbita el

elííptica terrestre): entre ptica terrestre): entre 5000 km e 15000 km;

5000 km e 15000 km;

HEO

HEO (High(High EarthEarth OrbitOrbit –– alta óalta órbita elrbita elííptica terrestre): a ptica terrestre): a partir de 20000 km (sat

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Tipos de Sat

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Tipo Altitude (km) Banda (GHz) Período de Revolução Atraso GEO 35781 20 a 30 (ka) 23h 56m 0.25 MEO 13000 a 10000 1 a 3 (L) 6h 0.09 a 0.07 LEO 1390 a 755 20 a 30 (ka) 1 a 3 (L) 1h 30m a 2h 0.01 a 0.005

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Redes Sat

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Bandas

Banda

Banda kaka -- Faixa de freqFaixa de freqüüência de microência de micro--onda que onda que corresponde, no enlace de descida dos sat

corresponde, no enlace de descida dos satéélites, ao lites, ao

intervalo de 17700 a 21200 MHz e, no enlace de subida, de intervalo de 17700 a 21200 MHz e, no enlace de subida, de 27500 a 31000 MHz.

27500 a 31000 MHz.

Banda

Banda kuku –– Faixa de freqFaixa de freqüüência de microência de micro--onda que onda que corresponde, no enlace de descida dos sat

intervalo de 10700 a 12750 MHz e, no enlace de subida, de intervalo de 10700 a 12750 MHz e, no enlace de subida, de 12750 a 14500 MHz.

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Bandas

Banda L

Banda L –– Faixa de freqFaixa de freqüüência de microência de micro--onda, que onda, que corresponde, ao intervalo de 1400 a 1725 MHz.

corresponde, ao intervalo de 1400 a 1725 MHz.

Banda C

Banda C –– Faixa de freqüFaixa de freqüência de microência de micro--onda que onda que corresponde, no enlace de descida dos sat

intervalo de 3400 a 4800 MHz e, no enlace de subida, de intervalo de 3400 a 4800 MHz e, no enlace de subida, de 5725 a 7075 MHz. Dentro desses intervalos, os sat

5725 a 7075 MHz. Dentro desses intervalos, os satéélites com lites com transponders

transponders de Banda C comumente utilizam a faixa de de Banda C comumente utilizam a faixa de 3700 a 4200 MHz, no enlace de descida e de 5725 a 6275 3700 a 4200 MHz, no enlace de descida e de 5725 a 6275 MHz no enlace de subida.

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Bandas

Banda S

Banda S –– Faixa de freqFaixa de freqüüência de microência de micro--onda que, nas onda que, nas transmissões por sat

transmissões por satéélite, corresponde ao intervalo de 2 a 4 lite, corresponde ao intervalo de 2 a 4 GHz.

GHz.

Banda X

Banda X –– Faixa de freqüFaixa de freqüência de microência de micro--onda, geralmente onda, geralmente de uso militar, que corresponde, no enlace de descida dos de uso militar, que corresponde, no enlace de descida dos sat

satéélites, ao intervalo de 7250 a 7750 MHz e, no enlace de lites, ao intervalo de 7250 a 7750 MHz e, no enlace de subida, de 7925 a 8425 MHz.

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Composi

ç

ão B

á

sica

O Sat

O Satéélite lite éé uma estaçuma estação ão repetidora de sinal.

repetidora de sinal.

O dispositivo O dispositivo respons

responsáável por vel por essa retransmissão essa retransmissão é

é chamado de chamado de Transponder

Transponder.. Conjunto de componentes Conjunto de componentes

eletrônicos que recebe o sinal da eletrônicos que recebe o sinal da Terra (

Terra (uplinkuplink) e ap) e apóós algum s algum

processamento o retransmite para o processamento o retransmite para o planeta (

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Uplink

–

Transponder

–

Downlink

Um

Um enlace via satenlace via satéélitelite éé definido pela estaçdefinido pela estação terrena ão terrena transmissora, o sat

transmissora, o satéélite de comunicalite de comunicaçções (ões (transpondertransponder), o par ), o par de

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Sistemas de comunica

Sistemas de comunicaçção via satão via satéélite nas Bandas Kulite nas Bandas Ku e Kae Ka constituem uma tecnologia moderna e de grande potencial constituem uma tecnologia moderna e de grande potencial

em termos de servi

em termos de serviços de telecomunicaços de telecomunicaçções. ões.

Uplink

–

Transponder

–

Downlink

Devido

Devido àà freqfreqüüência elevada, serviência elevada, serviçços de telecomunicaos de telecomunicaçções ões como telefonia, dados e televisão podem ser realizados

como telefonia, dados e televisão podem ser realizados atrav

atravéés de redes com s de redes com topologia em estrelatopologia em estrela constituíconstituídas de das de esta

estaçções terminais de pequeno porte denominadas de ões terminais de pequeno porte denominadas de VSATVSAT (

(““VeryVery SmallSmall ApertureAperture Terminal”Terminal”), acopladas a uma esta), acopladas a uma estaçção ão central mestre (

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Configura

ç

ão B

á

sica de um Sistema Via Sat

é

lite

O segmento terrestre compreende estações terrenas

destinadas exclusivamente à manutenção e operação do satélite e outras para o fim principal do sistema que é o serviço de comunicação entre usuários

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ET (Estação Terrena de Comunicação): destinadas aos

serviços de telefonia, comunicações de dados, transmissão e recepção de TV, etc. Constituem os principais objetivos do sistema, sendo geralmente classificada como:

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Configura

ç

ão B

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T

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cnicas e Protocolos de M

ú

ltiplos Acessos

P-ALOHA: quando um dado terminal tem um quadro a ser transmitido, ele o transmite instantaneamente, mesmo se o canal estiver sendo utilizado.

O terminal “ouve” o meio e, caso esteja ocupado, respeitando o tempo de atraso inerente, assume que a mensagem foi enviada com sucesso. Caso contrário ele aguarda um tempo aleatório para retransmitir o quadro.

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Alguns sistemas reconhecem se o quadro foi devidamente transmitido por um ack vindo do HUB.

Redes Sat

Inter satellite handover: No caso de um usuário ter se movido de um footprint para outro, ou quando o movimento do

satélite provoca essa mesma situação, pode ser considerado hardhandover ou soft-handover, no caso de a conexão

Um código RS é especificado como RS (n,k) com s-bits. Isto significa que o codificador utiliza k símbolos com s bits cada um, e adiciona símbolos de paridade para fazer uma palavra de código com n símbolos.

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Existem n – k símbolos de paridade com s bits cada um. Cabe esclarecer que as denominações n, k e s são inerentes a

definição do código RS. O código RS pode corrigir até t símbolos errados em uma palavra código, onde 2t = n–k, conforme a figura: