redes satelitales

Sistemas de
comunicaciones
Satelitales
Realizado por Rodrigo Calero – FIUBA 2006
Tipos de satélites
Existen 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
Realizado por Rodrigo Calero – FIUBA 2006
1
Tipos de órbitas
De 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 satelite
cubre 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
Realizado por Rodrigo Calero – FIUBA 2006
Tipos de órbitas
Satélites de comunicaciones
Están ubicados en las órbitas GEO
Tienen una mayor cobertura (1/3)
Tienen una vida útil de 10 a 15 años
Las antenas que se utilizan deben estar fijas
Realizado por Rodrigo Calero – FIUBA 2006
2
Arquitectura de un Satélite
Básicamente 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
Realizado por Rodrigo Calero – FIUBA 2006
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
3
Frecuencia y beam
Bandas de frecuencias:
L: 1 Ghz
C: 4 y 6 Ghz
Ku: 12 y 14 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.
Beams
Por 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 cliente
Sat: 801
at 328.5°E
Spot
Realizado por Rodrigo Calero – FIUBA 2006
4
Redes
Satelitales
Realizado por Rodrigo Calero – FIUBA 2006
Tipos de sistemas
Existen varias configuraciones de sistemas, entre ellas
se pueden destacar:
1) Enlaces SCPC
2) Enlaces VSAT
topología Estrella
3) Enlaces PAMA/DAMA
topología Malla
Realizado por Rodrigo Calero – FIUBA 2006
5
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 SCPC
Están compuestos por:
- Modem Satelital (por ej: SDM100 o 300)
- IDU (InDoor Unit)
- ODU (OutDoor Unit)
- Antena parabólica (1,2 a 3,8 mts)
6
Enlaces SCPC
Ejemplo de enlace satelital
Enlace punto a punto entre dos
sitios del cliente
Realizado por Rodrigo Calero – FIUBA 2006
Enlaces SCPC
Componentes de la cadena satelital
Antena parabólica
Feed (iluminador)
ODU
Realizado por Rodrigo Calero – FIUBA 2006
7
Enlaces SCPC
Componentes de la cadena satelital
Feed
Fija la polarización
Tx
Rx
Corneta (horn)
LNB
Realizado por Rodrigo Calero – FIUBA 2006
Enlaces SCPC
Componentes de la cadena satelital
Antena Master
Feed
(iluminador)
Guías de
onda
8
Enlaces SCPC
Componentes de la cadena satelital
Guías de onda
Guías de
onda
Realizado por Rodrigo Calero – FIUBA 2006
Enlaces SCPC
Componentes de la cadena satelital
Estación móvil
ODU
Feed (iluminador)
Realizado por Rodrigo Calero – FIUBA 2006
9
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.
Realizado por Rodrigo Calero – FIUBA 2006
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
Realizado por Rodrigo Calero – FIUBA 2006
10
Enlaces VSAT
Uso del AB
•El tráfico se divide en dos, Inbound (utiliza TDMA) y Outbound
(TDM) (referenciado al HUB)
Configuración de red
Realizado por Rodrigo Calero – FIUBA 2006
Enlaces VSAT
Tipos de señal
•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
•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.
Realizado por Rodrigo Calero – FIUBA 2006
11
Enlaces VSAT
Tipos de señal
•El tráfico mixto es una combinación de mensajes cortos y
grandes paquetes de datos.
Realizado por Rodrigo Calero – FIUBA 2006
Enlaces VSAT
Formato de Trama
Outbound
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
Realizado por Rodrigo Calero – FIUBA 2006
12
Enlaces VSAT
Formato de Trama
Inbound
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
Realizado por Rodrigo Calero – FIUBA 2006
Enlaces VSAT
Managment de la red
•La red esta controlado por el NCC (Network Control Center) ubicado
en 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)
Matriz de
Crossconexiones
•Dicha BD tiene una tabla de
ruteo, en la cual se
establecen circuitos, entre los
port de la terminal y el HUB
NCC
Base de Datos
HUB
Gestión
Realizado por Rodrigo Calero – FIUBA 2006
13
Enlaces VSAT
Estación HUB
Esta compuesta por
muchos subsistemas,
todos los sistemas son
redundantes (excepto la
antena) controlados por un
switchover automático
Realizado por Rodrigo Calero – FIUBA 2006
Enlaces VSAT
Terminal 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
Realizado por Rodrigo Calero – FIUBA 2006
14
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 FDMA
Realizado por Rodrigo Calero – FIUBA 2006
Enlaces VSAT en Malla (Pama/Dama)
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
Realizado por Rodrigo Calero – FIUBA 2006
15
Enlaces VSAT en Malla (Pama/Dama)
PAMA
•Se asigna una frecuencia a cada estación
•No es necesario establecer un establecimiento de
las conexiones
•Apto para alto tráfico y aplicaciones interactivas
Realizado por Rodrigo Calero – FIUBA 2006
Enlaces VSAT en Malla (Pama/Dama)
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
Realizado por Rodrigo Calero – FIUBA 2006
16
Enlaces VSAT en Malla (Pama/Dama)
Funcionamiento de la red
•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
Realizado por Rodrigo Calero – FIUBA 2006
Enlaces VSAT
Esquema de conexionado de la FiUBA
FI.UBA
L7
Equipo DAMA
COMSAT
Wilde
MUX
LOOP físico
MUX
PC 1
PC 2
Realizado por Rodrigo Calero – FIUBA 2006
17
Gracias por vuestra
atención
Fuentes de información
• www.intelsat.com
• www.marine-electronics.hr
• www.satelliteonthenet.co.uk
Realizado por Rodrigo Calero – FIUBA 2006
18