Sistemas de comunicaciones Satelitales - …materias.fi.uba.ar/6679/apuntes/Redes_Satelitales.pdf · 1 Sistemas de comunicaciones Satelitales Realizado por Rodrigo Calero – FIUBA

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Sistemas de Sistemas de comunicaciones comunicaciones

SatelitalesSatelitales

Realizado por Rodrigo Calero – FIUBA 2006

Tipos de satélitesExisten varios tipos de satélites de acuerdo a su implementación

•Satélites climatológicos: proveen servicio de meteorología para predicciones de condiciones climáticas.

•Satélites de observación y reconocimiento: Los utilizan los científicos para evaluar ecosistemas en la tierra, etc

•Satélites de navegación: Utilizan tecnología GPS para dar posicionamientos

•Satélites de comunicaciones: Permiten retransmitir información entre distintos puntos del planeta


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Tipos de órbitasDe acuerdo a la ruta que sigue el satélite alrededor de la tierra, se definen distintas órbitas:

•Órbita alta (GEO): Tienen altitud de 35.786 km y están ubicados sobre el Ecuador. Un solo satelitecubre 1/3 de la superficie terreste (Telecomunicaciones)

•Órbita media (MEO): Tienen altitud de 8.000 a 20.000 km, describen una órbita elíptica

•Órbita baja (LEO): Tienen altitud de 500 a 2.000 km, el satélite viaja a gran velocidad, da una vuelta a la tierra en apróx 1 hora


Satélites de comunicaciones

Están ubicados en las órbitas GEO

Tipos de órbitas

Tienen una vida útil de 10 a 15 años

Las antenas que se utilizan deben estar fijas

Tienen una mayor cobertura (1/3)


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Arquitectura de un SatéliteBásicamente la función del satélites es recibir la señal, amplificarla y transmitirla.

El dispositivo encargado de realizar este mecanismo se llama transponder.

Los satélites suelen tener entre 24 y 72 transponder


Posición y Footprint•Posicionamiento:

La ubicación de los satélites GEO esta referida a su órbita, normalmente se mide en términos de Longitud Este desde el Meridiano 0 a grados de 1/4

•Footprint:

Se refiere a la “pisada” del satélite, es decir el área que cubre en la superficie de la tierra.

Existen diferentes tipos de pisada, de acuerdo a la potencia y frecuencia

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Frecuencia y beamBandas de frecuencias:

L: 1 Ghz Ku: 12 y 14 GhzC: 4 y 6 Ghz Ka: 20 Ghz

Beam:

Los satélites actuales estan diseñados para tener un foco determinado sobre la superficie, este foco se llama beam

Dependiendo del proveedor se tienen distintos beams.

BeamsPor ejemplo, Intelsat ofrece:• Global: cubre 1/3 de superficie

• Hemi: cubre 1/6 de superficie

• Zonal: cubre una gran área

• Spot: cubre una región específica a pedido del clienteSat: 801at 328.5°E

Spot


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Redes Redes SatelitalesSatelitales


Existen varias configuraciones de sistemas, entre ellas se pueden destacar:

Tipos de sistemas

1) Enlaces SCPC

2) Enlaces VSAT topología Estrella

3) Enlaces PAMA/DAMA topología Malla


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Enlaces SCPC•Son enlaces punto a punto. SCPC significa Single Channel per Carrier

•Tienen una frecuencia de Tx y un de Rx fija, establecida por la empresa prestataria.

•Pueden ir de 64Kbps hasta 10Mbps

Enlaces SCPCEstán compuestos por:

- Modem Satelital (por ej: SDM100 o 300)

- IDU (InDoor Unit)

- ODU (OutDoor Unit)

- Antena parabólica (1,2 a 3,8 mts)

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Enlaces SCPCEjemplo de enlace satelital

Enlace punto a punto entre dos sitios del cliente


Enlaces SCPCComponentes de la cadena satelital

Antena parabólica

ODU

Feed (iluminador)


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LNB

Fija la polarización

Corneta (horn)

Rx

Tx

FeedFeed



Feed(iluminador)

Guías de onda

Antena MasterAntena Master

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Guías de onda

Guías de ondaGuías de onda



Feed (iluminador)

ODU

Estación móvilEstación móvil


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Enlaces VSAT•Son enlaces punto a multipunto. VSAT significa Very Small Aperture Terminals

•Se compone de varias terminales con antenas de poco tamaño

• La red debe tener un HUB central (estación terrena) que controla la el uso de la red por parte de las terminales.


Enlaces VSAT

•Por su arquitectura es ideal para redes con organización centralizada

•Al tener un HUB central que gestiona la red, se puede reducir el costo de las terminales (0,5% del costo del HUB)

•Las terminales no poseen mucha capacidad deTx, 1,2 a 9,6Kbps (pueden correr X.25)

•La red no esta pensado para un uso continuo por parte de las terminales

•La conexiones entre terminales tienen un delay de un doble salto satelital


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Enlaces VSAT

•El tráfico se divide en dos, Inbound (utiliza TDMA) y Outbound(TDM) (referenciado al HUB)

Uso del AB

Configuración de red


Enlaces VSAT

•El Outbound lo utiliza el HUB y se realiza a una tasa de transferencia alta (aprox 1024kbps) utilizando TDM, generalmente lo hace en forma de broadcast para todas las remotas

Tipos de señal

•Las terminales utilizan el Inbound, “luchando” por acceder al medio (Aloha o Aloha ranurado) es decir comparten el AB para la Tx.

•Una vez conseguido el medio transmiten con técnica TDMA.

•Los slots para transmitir pueden estar previamente establecidos o asignarse dinámicamente.


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Enlaces VSATTipos de señal

•El tráfico mixto es una combinación de mensajes cortos y grandes paquetes de datos.


Enlaces VSATFormato de Trama

El comienzo de la trama se identifica por UW (unique word).El resto de la trama contiene:

- F: inicio de trama- HDR: lleva el addres de la IDU y información de control- FCS: chequeo de trama- F: fin de trama

Outbound


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Enlaces VSATFormato de Trama

Las tramas están sincronizadas con las tramas de outbound

Los paquetes típicamente contienen entre 50 y 250 bytes

Se dividen en slots, cada IDU transmite en esos slots

Inbound


Enlaces VSATManagment de la red

•La red esta controlado por el NCC (Network Control Center) ubicado en el HUB

Matriz de Crossconexiones

Gestión

Base de DatosNCC•Dicha BD tiene una tabla de ruteo, en la cual se establecen circuitos, entre los port de la terminal y el HUB

•Cuando se agrega una terminal a la red, ésta debe ser agregada a la base de datos de la red (address, ports, etc)

HUB


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Enlaces VSATEstación HUB

Esta compuesta por muchos subsistemas, todos los sistemas son redundantes (excepto la antena) controlados por un switchover automático


Enlaces VSATTerminal remota En contraste de del HUB, las estaciones remotas son mas simples, el motivo es reducir al máximo el costo, para facilitar la instalación en cantidad


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Enlaces VSAT en Malla (Pama/Dama)

Características

•Este tipo de redes no necesita de un HUB central

•Permite un mayor tráfico

•Trabaja con sistemas:- PAMA (Pre Assigned Multiple Access)- DAMA (Demand Assigned Multiple Access)

•Requiere un tamaño mayor de antena en las terminales

•El acceso al medio es por FDMARealizado por Rodrigo Calero – FIUBA 2006


Acceso al medio FDMA (Frequency-Division Multiplexing Access)

Cada estación central transmite una portadora multidestino en forma permanente

Cada estación remota extrae la información correspondiente


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•Se asigna una frecuencia a cada estación

•No es necesario establecer un establecimiento de las conexiones

•Apto para alto tráfico y aplicaciones interactivas

PAMA



DAMA

•No tienen frecuencia asignada cada estación, existen canales que están disponibles para ser utilizados

•Los canales de Tx/Rx se asignan por petición de las terminales

•Apto para tráfico de voz


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•Existe una NCS (Network Controller System) en el cual existe una base de datos con la información de las frecuencias disponibles para ser asignadas por la red

•Desde la estación central se Tx un Outlink (señalización y adm) en forma permanente para todas las placas DAMA

•Por demanda las remotas “piden” asignación de frec para transmitir (DAMA) y el NCS las asigna

•Una vez asignadas levantan portadora y comienzan a intercambiar tráfico

Funcionamiento de la red


Enlaces VSATEsquema de conexionado de la FiUBA

PC 1 PC 2

MUX

MUXEquipo DAMA

LOOP físicoCOMSAT Wilde

FI.UBAL7


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Fuentes de información• www.intelsat.com• www.marine-electronics.hr• www.satelliteonthenet.co.uk

Gracias por vuestra Gracias por vuestra atenciónatención


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