Enlaces via Satélite

5/24/2018 Enlaces via Sat lite

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ELACE IA ALIE:

ALIE, CLCL E DIMEIAME

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H ESCOLAS QUE SO GAIOLAS.

H ESCOLAS QUE SO ASAS.

O VO NO PODE SER ENSINADO, S PODE SER ENCORAJADO.

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1. I

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Clculo do Enlace - Conceitos

O que ?

Tambm conhecido como Link Budget, tem como objetivo fornecersubsdios ao projetista para que este, de posse dos resultados, possa

Segmento Espacial a empregar no projeto.

Importncia

O Clculo de Enlace e o decorrente dimensionamento dos recursos sofundamentais para garantir o desempenho do enlace dentro dosparmetros tcnicos e de oramento do projeto, alcanando-se assim amelhor relao custo x desempenho.

Pr-requisitos

Conhecimento dos princpios e fundamentos envolvidos nos enlaces viasatlite, das caractersticas tcnicas do segmento espacial, do segmentoterrestre e dos fenmenos de propagao.

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Conceitos bsicos para o Clculo de Enlace

O decibel: dB, dBW, dBHz, dB / K

Portadora (C)

Rudo (N) e Densidade de potncia em 1 Hz (N0)

Ganho de uma antena , EIRP , Atenuao no Espao Livre G / T

Distncias, ngulos de azimute e elevao

Polarizao

Curvas de Contorno de Cobertura (Footprints do Satlite)

C/N, C/No, Eb/N

o, Taxa de Bits e Taxa de Erro de Bits

Efeitos combinados do Uplink e Downlink

No-linearidade e Back-off

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dB, dBm

O decibel uma unidade subordinada do Bel (B) e representa a razo entre duaspotncias: dB = 10 log10 (Po / Pi)

Onde : log10 o logaritmo na base 10

Po a potncia de sada de um dispositivo ativo ou no e Pi a sua potncia de

en ra a. resu a o r represen ar o gan o o amp ca or, se or o caso. Existem vrias modificaes do dB tais como:

dBm usado para expressar a relao de uma potncia com 1 mW, uma medidaabsoluta pois expressa a potncia em milsimos de Watts.

dBi - para definir o ganho de uma antena em relao ao irradiador isotrpico,expressa uma relao e , portanto, adimensional.

dBW - usado para expressar a relao de uma potncia com 1 W, uma medidaabsoluta ois ex ressa a otncia em Watts.

Converso : 0 dBm = 1 mW e 0 dBW = 1W , portanto:dBm = dBW + 30

dBW = dBm - 30

Continua...

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Outras Unidades Especiais, dBK,dBHz

Devemos tomar cuidado em quando usar a expresso 10 log10 ou 20 log10

Algumas vezes se calcula o ganho de um amplificador como uma relao devoltagens:

G= 10 log10 (Po/Pi)= 10 log10 {(Vo/Ro) / (Vi/Ri)}

=

Unidades de uso mais restrito:dBr expressa o ganho ou a perda de um ponto em uma cadeia de dispositivos,

e o chamado ponto de referencia; uma medida no absoluta;dBm0 - expressa o nvel em dBm no ponto de referncia;

dBm0p - expressa o nvel em dBm ponderado psofometricamente Unidades especiais expressas em dB, com diferentes sufixos:

dBK - usada para definir a razo de uma temperatura com o zero absoluto (0.

Exemplo: a temperatura ambiente de 200C, ou 290 K 10 log10 (290/1)= 26,64 dBK;

dBHz usada para se definir uma largura de banda em relao a banda de 1 HZExemplo: um transponder de 36 MHz tem uma banda de

10 log10 36000000/1 = 75,5 dBHz. Continua...

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Outras Unidades Especiais, dBm/Hz, dB/K

As vezes grandezas distintas podem se relacionar:dBm/Hz utilizada na definio da relao portadora (sinal) e o nvel de rudo

medido na banda de 1 Hz

Eb/NodB = C/No dB/Hz - 10 log10 (taxa de dados)

Onde : EbdBW/Hz = Energia por bit referenciada a taxa de dados

NodBW/Hz = Densidade espectral de rudo (potncia de rudo medida

na banda de 1 Hz, por isto dizemos N zero (10 log10 1=0)CdBW = Potncia da portadora

dB/K G/T = G dBi T dBK expressa a figura de mrito de uma estao , razoentre o ganho de uma antena e a temperatura de rudo de sistema.

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MODULAO: processo pelo qual alguma caracterstica da forma de onda daportadora variada (modulada) de acordo com a variao de um outro sinal(modulante).

Definies

Portadora (C) e Modulao

SINAL MODULANTE: Normalmente o sinal de interesse a ser transportado.Exemplos de possveis sinais modulastes: 1) Voz digitalizada/comprimida em telefonescelulares, 2) dados de um micro PC em placa fax/modem, 3) Banda bsica digital de umcodec de videoconferncia em modem de linha comutada, 4) Banda bsica digital de um

codificador MCPC de TV em modem de estao terrena, 5) Banda bsica PDH, 6) Bandabsica SDH.

sinal. Uma portadora sem qualquer sinal modulante presente chamada de CW(continuous wave).Caso contrrio dita portadora modulada.

AMPLITUDE, FREQNCIA e FASE: caractersticas de uma senide (portadora),que

podem ser usadas para diferenciar de outras senides. ASK, FSK, PSK e QAM soexemplos de mtodos de modulao que podem ser usadas em transmisso digital.

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Rudo (N)

Rudo N (noise)

Das vrias definies de rudo, a que nos interessa :

Um sinal aleatrio de cuja amplitude, distribuio e densidade espectral possuempropriedades estatsticas conhecidas

es a e n o se enqua ra o c ama o ru o rm co, ou ru o ranco.

A sua potncia definida pela equao N = k.Te.B (1)

Onde :Te a temperatura equivalente de rudo em K; B a banda de medio em Hz e k aconstante de Boltzman = 1.39 1023 Joules/K ou = -198,6 dBm/K/Hz ou = -228,6 dBw/K/Hz

De forma logartmica: N=10 log10 Te + 10 log10 B -228,6

Ateno: o Resultado da equao nos dar a potncia de rudo, N, em dBW.P. Qual a potncia total de rudo na sada de um LNA, conectado a uma antena que mira o cufrio, cuja Te (sistema) de 100K e ganho igual a 60 dB, medida em uma banda de 1 kHz ?

R. Na sua entrada a 20 dBK+30dB Hz 228 6 dBw K Hz = -178 6 dBW ou -148 6 dBm. Nasada teremos = -148,6+60= -88,6 dBm, medidos com uma banda de 1 KHZ.

Exemplos tpicos de temperaturas equivalentes de rudo:

LNA/LNB (C, Ku, Ka ): 25 to 500K;

Cabo ou guia com 1 dB de perda: 60K;

Cabo ou guia com 3 dB :133K

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Densidade de Potncia de rudo No (diz-se: N zero)

Para sim lificar e ara se obter uma ex resso ue inde enda de B costuma-

Densidade de Potncia de Rudo (No)

se usar a grandeza Densidade de Potncia de Rudo, que nada mas que arelao N/B onde B = 1Hz e conhecida como No, e expressa a potncia derudo normalizada para a banda de 1Hz.

De (1) N/B = k.Te portanto No = k.Te e a sua grandeza expressa emwatts por Hz ou suas derivadas como dBm/Hz, dBW/Hz.

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Algumas vezes usa-se Figura de Rudo ao invs de Temperatura de Rudode um dispositivo ou equipamento

Figura de Rudo F ou NF (Noise Figure) expressa em dBDefinio :Relao sinal rudo de entrada / Relao sinal rudo de sada

Figura de rudo

Assim se relaciona com a temperatura equivalente de rudoTe = ([F]-1) To ; F expresso em fator linear, no em dB ou seja

[F] = 10 F/10Onde a Te a tem eratura e uivalente de rudo de To a tem eratura ambiente Exemplos:

Temperatura equivalente de rudo de um Down Converter com a figura de rudo

de 20 dB :

(10 20/10 - 1) * 290 = 28710 K !

LNB de banda Ku com F = 0.7 dB :

(100,7/10 - 1) * 290 = 50,7 K12

Determinao da Equao do Enlace


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Determinao da Equao do Enlace

Densidade de Fluxo PotnciaR (metros)PT

Densidade de Fluxo Potncia

PT

GTR (metros)

* Nota: A rea efetiva de uma antena isotr ica =

PT

GTR (metros)

* Nvel de Potncia em umaantena isotrpica

Transmissor Receptor

R (metros)PT

GT

Nvel de Potncia em umaantena parablica

GR

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G h d U i i


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A Densidade de Fluxo de Potncia ( Power Flux Density) a relao entre a potncia

observada ou medida em unidade de rea (um metro quadrado).

a potncia na sada de uma antena cuja rea efetiva de abertura igual a um metroquadrado, 1 m2.

Ganho de uma rea Unitria

A rea efetiva de uma antena isotrpica (que na prtica inexistente pois no emitiriaondas transversas), a rea de uma circunferncia cujo permetro igual a ,comprimento de onda.

rea da circunferncia

=

Deste modo, a rea de abertura efetiva de uma antena isotrpica para um dado

r

comprimento de onda :

O ganho de uma antena com rea de abertura de 1 metro quadrado em relao aoirradiador isotrpico uma relao de reas e ser portanto:

Ganho de uma antena de 1m2 = 20.log(f)+21.4 (em 6.1 GHz = 37 dB) ; f em GHz

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P t d E l


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Parmetros do Enlace

A partir do que foi visto , podemos dizer que o nvel da portadora (em watts) nosterminais da antena de recepo ser:

Re-escrevendo :

Se trabalharmos com logaritmos (entre [....]s) e usarmos dBW (10 Log P/1W) e dB (10

Log (relao adimensional)) a equao do enlace ser:

E.I.R.P DOTRANSMISSOR

(dBW)

ATENUAO NOESPAO LIVRE

(dB)

GANHO DAANTENA DE

RECEPO (dBi)

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Atenuao no Espao Livre Enlaces Satlites GEO


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Atenuao no Espao Livre Enlaces Satlites GEO

Frmula simplificada em dB Atenuao no espao livre Ael (em dB)Ael=20.log(f.Range)+92.5 onde Range = distncia em Km

f = frequncia em GHZ

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Atenuao no Espao Livre Enlaces Urbanos Terrestres


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Atenuao no Espao Livre Enlaces Urbanos Terrestres

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EIRP - Effective Isotropically Radiated Power


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Algumas vezes referido como Equivalent Isotropically Radiated Power ou traduzido

em Potncia Equivalente Isotrpica Irradiada

Expressa a medida real da Potncia de RF da portadora transmitida

=

EIRP Effective Isotropically Radiated Power

,

transmisso na direo considerada

EIRP deve ser expresso em dBW, PT em dBW e GT em dBi.

P. Por que dBW?

R. Porque a potncia dos AP normalmente expressa em watts ou dBW, ecomo o ganho da antena GT expressado em dBi (adimensional ), oresultado final ser tambm em dBW.

Onde:AP - amplificador de potncia

PA - potncia portadora que sai do AP (w)ALT - atenuao na linha de transmisso (dB)PT - potncia da portadora que chega na antena (dBw)GT - ganho de transmisso da antena (GT)

AP

PA

ALT

PT

GT

E

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Perfil Tpico de um Enlace Satlite - Nvel da Portadora


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Perfil Tpico de um Enlace Satlite - Nvel da Portadora

atts

1010

108

106

104BW

+100

+80

+60

+40

Ganho da Antena TX

Absoro atmosfricaAtenuao por chuva

Ganho de TX daantena do satlite

100

10-2

10-4

10-6

10-8

10-10

10-12

+

0

-20

-40

-60

-80

-100

-120

Sinal de EntradaAmplificao (FI + HPA)

Perda no espao livreterra >> satlite

Amplificao do satlite

Ganho do LNA

Ganho do D/C e

amplificao de FI

Perda no espao livresatlite >> terra

Sinal de Sada

Perdas at antena TX

Estao TerrenaReceptora

10-18

10-14

10-16

10-20-180

-140-160

-200

Estao TerrenaTransmissora

Ganho de RX da

antena do satlite Ganho de RX da antenada estao terrena

Atenuao por chuva eabsoro atmosfrica

Satlite

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Acrescentando o Rudo Trmico na Equao do Enlace


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Acrescentando o Rudo Trmico na Equao do Enlace

Relacionando os dois lados da j vista equao do enlace, com atemperatura de rudo de recepo , teremos:

E.I.R.P DOTRANSMISSOREIRP (dBW)

ATENUAO NOESPAO LIVRE

(dB)

Figura de mritode recepo ou

G/T (dB/K)

Dividindo os dois lados por K :

, , ,

EIRP (dBW)ATENUAO NO

ESPAO LIVRE(dB)

G/T (dB/K) -228,26

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P fil P t d R d (N ) d E l S tlit DTH


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Perfil Portadora x Rudo (No) do Enlace Satlite - DTH

HA G + IFL A.

L

G

A.

A.

A.

L

IM

A M

[GTX] ET[EIRP] ET

EIRP

Up LinkUp Link Down LinkDown Link

Nvel da Portadora (C)[PET]

[L] UL [GTX] SAT

[PSAT] [L] DL

[GRX]

[GRX] ET

[No] DL

[No] UL[No] UL

Rudo deRudo deUp LinkUp Link

(No)(No)

[No] UL

Rudo deRudo deUp LinkUp Link

(No)(No)

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Ganho de uma Antena e seus Diagramas de Irradiao


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Ganho de uma Antena e seus Diagramas de Irradiao

O ganho de uma antena parablica pode sempre ser expresso como uma relao deentre sua rea e a rea do irradiador isotrpico:

Lbulos lateraisLbulo principal

Largura do feixe meia potncia

Esta expresso nos d o ganho de uma antenaideal ou a sua diretividade. Numa antena realtemos uma eficincia menor que 1 assim aexpresso final :

Frmula simplificada em dB do ganho de uma antena (em dBi)10.log(n)+20.log(f.d)+20.4

Onde: n = eficincia da antena ; f = freqncia em GHz; d = dimetro em m

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Exemplo de reas de Coberturas e EIRPs - Footprint


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Star One C1 banda C - Descida

Exemplo de reas de Coberturas e EIRPs Footprint

C1 650

W Transponder tpico,valores reais variam +/- 1 dB.Cobertura de descida BSAC Brasil+ America do Sul.No contorno de 0 dBa EIRP 37 dBW ( VGD = 0 dB)

EIRP mxima 43.4 dBW

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Exemplo de reas de Coberturas e EIRPs - Footprint


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Star One C1 banda C - Subida

Exemplo de reas de Coberturas e EIRPs Footprint

C1 650W Transponder tpico,valores reais variam +/- 1 dB

Cobertura de subida BSAC: Brasil +America do SulBanda CNo contorno de 0 dBO SFD de - 86 dBW/m2Fluxo mnimo : -92 dBW/m2

G/T de -2,5 dB ( VGS = 0 dB)

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Figura de Mrito G / T


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o parmetro mais importante do sub-sistema de RX de uma estao uma medida da sensibilidade de recepo da estao

[G / T] = [G [10 log T ]

g /

onde:- G/T a figura de mrito em dB/K- GR o ganho de recepo da antena em dBi- Tsys Temperatura de ruido do sistema de recepo- Tsys = TA + TABR+290(l -1)/GABR+ TDC/GABR/ l (estas parcelas em geral so

desprezadas)IMPORTANTE: A temperatura de rudo do sistema sempre referida aoPONTO de REFERNCIA : flange em guia de onda do LNA ou LNB

- TA a temperatura equivalente de rudo da antena em K; pode e deve incluiro ru o gera o pe as per as em gu a e o ro re e a

- TABR a temperatura equivalente de rudo em Kdo amplificador de baixorudo (LNA ou LNB)- GABR Ganho do amplificador de baixo rudo ( LNA ou LNB)- l Perda do cabo+guia entre o LNA e o conversor de descida expressa em

fator e no em dB; para 3 dB l =2

- TDC Temperatura de rudo do Down Converter ou conversor de descida; nocaso do LNB do prprio modem.

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Figura de Mrito G / T exemplo Numrico


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g / p

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Latitude e Longitude


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LATITUDE E LONGITUDE

Satlites geoestacionrios: so definidos pela sua longitude, pois a latitude semprei ual a zero

g

Cada ponto na superfcie da Terra definido em funo de sua latitude, longitude ealtitude

Medio: Em graus, minutos e segundos

Latitude: Se refere a linhas imaginrias paralelas ao plano do equador

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Latitude e Longitude


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Latitude: medida N (acima do equador) ou S (abaixo do equador) e varia de 0(zero)graus at 90 (noventa) graus nos plos.

2) No plo norte igual a 900 N3) No plo sul igual a 900 S

Longitude: Se refere linhas imaginrias perpendiculares aoequador. A longitude medida W(oeste) ou E (leste) e varia de 00 no meridiano deGreenwich (Inglaterra) 1800 (International Dataline)

Exemplos: 1) Satlite Brasilsat B.1: Longitude igual 700 W2) Satlite Brasilsat B.2: Longitude igual 650 W

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Satlites Geoestacionrios


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rbitas de Satlites Geoestacionrios

29

Satlites Geoestacionrios


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Localizao atravs de sua Longitude

Greenwich = 00

Leste

A distncia do satlite superfcie da Terra de aproximadamente 36.000 Km

Oeste

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Polarizao da Portadora


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Define a orientao do campo eltrico irradiado por uma antena

-

irradiado, na direo de mxima radiao (lbulo principal) Em enlaces terrestres, interpreta-se no modo como o campo eltrico da ondaeletromagntica se orienta em relao superfcie da Terra

A polarizao pode ser linear, circular ou elptica. Na prtica s utilizamos

polarizao linear e circular Quando visto pela antena de RX, o plano de polarizao aparenta-se com umalinha no caso da polarizao linear.

Continua...

31



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Continua...

32



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Quando visto pela antena de RX, o plano de polarizao aparenta estargirando no caso da polarizao circular

A polarizao linear tambm chamada de polarizao ortogonal- ,

posio (graus) fixamos o alimentador (feed) na antena em relao ao plano dereferncia

A polarizao circular pode ser esquerda (LH - left handled) ou direita (RH -right handled)

Existem satlites de comunicao que utilizam polarizao linear, outros queusam circular e alguns que utilizam ambas Para dobrar a capacidade do sistema de comunicaes do satlite, fazemos o

re-uso de freqncias, ou seja, usamos toda a faixa disponvel para transmitirportadoras em V e utilizamos essa mesma faixa para transmitir portadoras em

H.

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34

Largura de Banda - BW


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Muitas vezes referida como BW (BandWidth); BW = freqncia mxima - freqncia mnima (do sinal de interesse); BW normalmente medido em Hertz, KHertz ou MHertz;

BW em Banda Bsica (Exemplos);Telefonia (canal de voz ITU-T) : BW= 3,1 KHz;udio Qualidade CD : BW = 20 KHz;Vdeo PAL - M : BW= 4,2 MHz;

Portadoras Moduladas por sinais analgicos;Portadoras Moduladas por sinais digitais;Qual a BW Necessria em cada caso?BW? BW em FI? BW em RF?

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Largura de Banda BW de Sinais Modulados (Portadoras)


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BW de sinais modulados (Portadoras) Potncia da Portadora

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FEC - Forward Error Correction


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FEC LADO TX: insere bits de redundncia controlada gerando assim uma taxa de=

FEC LADO RX: detecta possveis erros aps demodulao e procura corrigi-los

TIPOS DE CDIGOS CORRETORES : de bloco e convolucionais

CDIGOS DE BLOCO : corrigem erro s em um bloco

CDIGOS CONVOLUCIONAIS :corrigem erro em mais de um bloco

REED SOLOMON / C DIGOS CONCATENADOS

TURBO CODING

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B O E F

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Banda Alocada (BWal) por Portadora


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BAL= R 1/RS 1/FEC 1/2 ) :

BAL B

R R /

RS RS

FEC

( = 1,35)

BAL= N ( ), N

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Satlite de Comunicaes


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um dos meios utilizados no processo de transferncia de informaes;

Um sistema de comunicaes por satlite, consiste do segmento terrestre e do segmento

espacial;

O segmento espacial composto por frao de uso (percentual) de uma das estaes

repetidoras de microondas existentes no satlite;

O segmento Terrestre constitudo por um conjunto de estaes terrenas.

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Enlace Satlite: Up-Link, SE e Down-Link

QUAL O CUSTO MENSAL DO

SEGMENTO ESPACIAL (SE) ?

QUANTO PAGAMOS EM 60MESES OPERADORA DEP

MA PORTADORA ALOCADA NO TRANSPONDER

B

E TE T

QAL INESTIMENTO

P U/L ?

QAL INESTIMENTO

P D/L ?

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Enlace Satlite Bi-direcional


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UP-LINK DOWN-LINK

DOWN-LINK UP-LINK

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Comunicao Via Satlite


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O satlite do tipo mais comum chamado de bent pipe uma repetidora do tipo noregenerativa com translao de freqncia em rbita da terra.

Neste tipo de satlites os enlaces de subida e descida so co-dependentes.

Na prtica, existem vrias repetidoras dentro de um mesmo satlite.

RX TX

Repetidora

Cada mdulo de repetio um Transponder

RXTX

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Faixas de Frequncias


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- - ,

- descida (down-link): 1,5 GHz

BANDA S - subida (up-link): 2,6 GHz- descida (down-link): 2,5 GHz

BANDA C - subida (up-link): 6 GHz- descida (down-link): 4 GHz

Continua...

44

Faixas de Freqncias


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BANDA X - subida (up-link): 8 GHz- descida (down-link): 7 GHz

Obs.: Exclusivo para uso militarBANDA Ku - subida (up-link): 14 GHz

- descida (down-link): 12 GHz

Obs.: Problemas de atenuao devido a chuvas

BANDA Ka - subida (up-link): 30 GHz- descida (down-link): 20 GHz

Obs.: Grandes problemas de atenuao devido achuvas

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Alocao de Freqncias para Servios Fixos Via Satlite


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Banda S Downlink: 2.535-2.655 Uplink: 5.925-6.055

Banda C Downlink: 3.400-3.700 Uplink: 5.725-5.925

- -

Banda Ku Downlink: 10.700-10.950 Uplink: 12.750-13.250

10.950-11.200 14.000-14.50011.200-11.450

11.450-11.700 14.000-14.500

. . . .

4.500-4.800 6.425-7.075

Banda X Downlink: 7.200-7.750 Uplink: 7.900-8.400

. - . . - .

12.500-12.750 14.000-14.25012.750-13.250

Banda Ka Downlink: 18.300-21.200 Uplink: 27.000-30.000

21.200-22.200 30.000-31.000

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Bandas C e C Estendida


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SUBIDA (UP-LINK) DESCIDA (DOWN-LINK)BANDA

Banda Standard ou normal tem compartilhamento com microondas terrestres

C

CESTENDIDA

5925 MHz 6425 MHz 4200 MHz3700 MHz

500 MHz500 MHz

575 MHz575 MHz

PARTEESTENDIDA DA

BANDA C

75 MHz 75 MHz

5850 MHz 5925 MHz 3700 MHz3625 MHz

3625 MHz 4200 MHz5850 MHz 6425 MHz

Banda estendida sem compartilhamento com microondas terrestres

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Banda Ku e Ku Estendida


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Ku Link de Subida

BANDA

500 MHz250 MHz

13,75 GHz 14,5 GHz14,0 GHz

Ku Link de Descida Normal ou StandardEstendida

11,45 GHz 12,2 GHz11,7 GHz11,2 GHz10,95 GHz

250 MHz 250 MHz 500 MHz

Compartilhamento com microondas terrestres

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Di t ib i Gl b l d B d K l d d id FSS Fi d

Banda Ku no Enlace de Descida no Mundo


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Distribuio Global da Banda Ku enlace de descida para FSS FixedSatellite Services e BSS Broadcast Satellite Services (DTH)

10,7 10,95 11,4511,2 11,7 11,95 12,512,2 12,75

PAS7 BSS EA(D)FSS EA (D)PAS7

ASTRA 1E

ASTRA 1FASTRA 1C ASTRA 1C ASTRA 1CASTRA 1C

BSS EROPA (D)

ASTRA 1G

FSS ASIA/PACIFICO

(D)

P A B K D

DTH

BRASIL

DTH

BRASIL FSS BRASIL

E

E

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Posies Orbitais Brasileiras em Banda KuEspaamento de 2 graus


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Posies orbitais coordenadas ou notificadas em nome da Administrao Brasileira

A tabela abaixo indica a prioridade de uso das faixas de freqncias no enlace dedescida, nas posies orbitais, a fim de facilitar a utilizao de antenas de pequeno porte

P

F

(BSS) F (FSS)

61 10,95 11,20 GH 11,70 12,20 GH

63 11,45 11,70 GH 11,70 12,20 GH

,

Satlites Geoestacionrios em Banda Ku com Cobertura sobre o Territrio Brasileiro.

, , , ,

68 11,45 11,70 GH 11,70 12,20 GH

70 10,95 11,20 GH 11,70 12,20 GH

75 10,95 11,20 GH 11,70 12,20 GH

Fonte : ANATEL ( Agosto de 2009)

50


51/149

2. Segmento Espacial

51

Segmento Espacial


52/149

SEGMENTO ESPACIAL

UP-LINK DOWN-LINK

DOWN-LINK UP-LINK

52

Transponders


53/149

TRANSPONDER1

TRANSPONDER2

Antena de Recepo Antena de Transmisso

TRANSPONDERN

53

Diagrama em Blocos de um Transponder


54/149

RECEIVER( LNA )

CONVERSORDE

FREQUNCIA

TRANSMISSORDE

POTNCIA

( HPA )

TRANSPONDER

UP - LINK DOWN - LINK

54

Conceito de Transponder


55/149

D

COM

A P

A P

A P

Faixa defrequnciasde subida

Faixa defrequnciasde descida

I

VISOR

DE

B

INADO

REIRPD

RX noSatlite

A P

A P

A P

A P

A P

A P

A P

TX doSatlite

RF

E

RF

Frequncia dooscilador local (fixa) A P

A P

A P

OL

55

Transponders Banda CSatlites Brasilsat e Star One B1, B2, B3,B4, C1 e C2


56/149

CO

A P

A P

A P

3.625 MHz a

5.850 MHz a

f1 + 18MHz

f2 + 18MHz

IVISO

RDE

BINAD

OREIRPD

RX no

Satlite

A P

A P

A P

A P

A P

A P

A P

TX doSatlite

4.200 MHz6.425 MHz

RF

D

ERF

Frequncia dooscilador local (fixa) A P

A P

A P

A P2.225 MHz

f13 + 18MHz

f14 + 18MHz

.a

4.200 MHz

56

Transponders - 2 e 3 Gerao BrasilsatStar One B1, B2, B3, C1 e C2

Plano de frequncias de transponders de banda C


57/149

TPDR

Enlace de descida / Recepo Enlace de subida / Transmisso Banda

(Mhz)

Translao

(Mhz)Incio Central Final Incio Central Final 1AEC 3625 3641,5 3658 5850 5866,5 5883 332AEC 3662 3680 3698 5887 5905 5923 361ANC 3702 3720 3738 5927 5945 5963 362ANC 3742 3760 3778 5967 5985 6003 36


22254ANC 3822 3840 3858 6047 6065 6083 365ANC 3862 3880 3898 6087 6105 6123 366ANC 3902 3920 3938 6127 6145 6163 367ANC 3942 3960 3978 6167 6185 6203 368ANC 3982 4000 4018 6207 6225 6243 369ANC 4022 4040 4058 6247 6265 6283 36

10ANC 4062 4080 4098 6287 6305 6323 36

11ANC 4102 4120 4138 6327 6345 6363 3612ANC 4142 4160 4178 6367 6385 6403 36

1BEC 3642 3660 3678 5867 5885 5903 362BEC 3682 3700 3718 5907 5925 5943 36

2225

2BNC 3762 3780 3798 5987 6005 6023 36

3BNC 3802 3820 3838 6027 6045 6063 364BNC 3842 3860 3878 6067 6085 6103 365BNC 3882 3900 3918 6107 6125 6143 366BNC 3922 3940 3958 6147 6165 6183 367BNC 3962 3980 3998 6187 6205 6223 368BNC 4002 4020 4038 6227 6245 6263 369BNC 4042 4060 4078 6267 6285 6303 36

10BNC 4082 4100 4118 6307 6325 6343 3611BNC 4122 4140 4158 6347 6365 6383 3612BNC 4162 4180 4198 6387 6405 6423 36

57

Transponders - 2 e 3 Gerao Brasilsat Banda CStar One B1, B2, B3,B4, C1 e C2


58/149


58

Transponders - 3 Gerao Star One - Banda Ku - C1 e C2

Plano de frequncias de transponders de banda Ku


59/149

Plano de frequncias de transponders de banda Ku

TPDREnlace de subida / Recepo Enlace de descida / Transmisso Banda

(Mhz)Translao

(Mhz)Incio Central Final Incio Central Final

1AEK 10956 10974 10992 13761 13779 13797 36

2AEK 10996 11014 11032 13801 13819 13837 36

1ANK 11722 11740 11758 14022 14040 14058 36

23002ANK 11762 11780 11798 14062 14080 14098 36

3ANK 11802 11820 11838 14102 14120 14138 36

45ANK 11844 11880 11916 14144 14180 14216 72

6ANK 11922 11940 11958 14222 14240 14258 36

5BEK 11112 11130 11148 13917 13935 13953 362805

6BEK 11152 11170 11188 13957 13975 13993 36

230089BNK 11984 12020 12056 14284 14320 14356 72

10BNK 12062 12080 12098 14362 14380 14398 36

11BNK 12102 12120 12138 14402 14420 14438 36

12BNK 12142 12160 12178 14442 14460 14478 36

59

Transponders - 3 Gerao Star One - Banda Ku - C1 e C2

Plano de freqncias de transponders de banda Ku


60/149

Plano de freqncias de transponders de banda Ku

60

Posies Brasileiras com Direito de Explorao j ConferidoPosies Brasileiras com Direito de Explorao j Conferido


61/149

61W

AMAZONAS

Hispamar68W

63W

ESTRELA DO SUL65W

70W75W

84W

BRASILSAT B4

92W

BRASILSAT B2

Star One

BRASILSAT B1

Star One

Loral SkynetSTAR ONE C1

Star One

STAR ONE C2

Star One

BRASILSAT B3

Star One

Star One

Banda C Banda Ku Bandas C, Ku e XBandas C e Ku

Fonte: Anatel46,546,5 EE -- Dimenso do arco orbital de interesse brasileiroDimenso do arco orbital de interesse brasileiro --163,2163,2 WW

61

Provedores de Segmento Espacial no Brasil

Esto habilitados atualmente pela ANATEL 3939 satlites com cobertura do Brasil (totais


62/149

Esto habilitados atualmente, pela ANATEL, 3939 satlites com cobertura do Brasil (totais

+ parciais), para comercializao de suas capacidades espaciais no territrio brasileiro;

Destes, 88 ocupam posiesposies orbitaisorbitais brasileirasbrasileiras;

Satlite Amazonas 1Amazonas 1 Posio 61W

Satlite Estrela do Sul 1 PosioEstrela do Sul 1 Posio 63W

Satlite BrasilsatBrasilsat C1C1 PosioPosio 65W

Satlite BrasilsatBrasilsat B1B1 PosioPosio 68W

Fonte: ANATELFonte: ANATEL

Satlite BrasilsatBrasilsat C2C2 PosioPosio 70W


Satlite BrasilsatBrasilsat B4B4 PosioPosio 84 W


62

116,8W113W

Satlites Estrangeiros Autorizados a Operar no BrasilSatlites Estrangeiros Autorizados a Operar no BrasilMercado de SatlitesMercado de Satlites


63/149

5W

Atlantic Bird 389W

101W

AMC-4

SES

107,3W

ANIK F1

Telesat95W

Galaxy 3C

PanAmSat

1W

IS-10-02

PanAmSat

SATMEX 5

Satmex

113 W

SATMEX 6

Satmex10E

W1

Eutelsat

Eutelsat

8W

Atlantic Bird

2

Eutelsat12,5W

Atlantic Bird 1

Galaxy

28

Intelsat

58W

IS-9

PanAmSat

55,5W

-

Banda C Banda Ku Bandas C e KuBandas C e L

Eutelsat

37,5W

AMC-12

Columbi

a

30W

Hispasat-1C

Hispasat-1D

Hispasat

15,5W

I-3 AOR East

Inmarsat

54W

I-3 AOR West 2

I-4 F2

Inmarsat

45W

IS-1R

PanAmSat

43W

IS-3R

PanAmSat

43,1W

IS-11

PanAmSat

50W

IS-705

Intelsat 31,5W

IS-801

Intelsat

-

Intelsat18W

IS-901

Intelsat34,5W

IS-903

Intelsat

24,5W

IS-905

Intelsat

27,5W

IS-907

Intelsat

22W

NSS-7

New Skies

40,5W

NSS-806

New Skies

Telstar 12

Loral

Banda L

Fonte: Anatel

63

Operadoras de Satlite no Brasil


64/149

64


65/149

3. Segmento Terrestre

65

Segmento Terrestre


66/149

UP-LINK DOWN-LINK

DOWN-LINK UP-LINK

SEGMENTO TERRESTRE

66

Diagrama em Blocos de Estaes Terrenas


67/149

UP LINK (estao terrena s TX)

MODULADORCONVERSOR

DESUBIDA

AMP.DE

POTNCIA

Interfaceem

b

andabsica

ABRABRCONVERSOR

DEDESCIDA

CONVERSORDE

DESCIDADEMODULADORDEMODULADOR

Interfaceem

bandabsica

67

Componentes Bsicos de uma Estao Terrena TX/RX


68/149

Modem

Amplificador

AmplificadorDe

Potncia

ConversorDe

Subida

Conversor

O

MT

Baixo rudo

Descida

68

Estao Terrena Lado TX - Diagrama Funcional


69/149

GTTX

(cabo coaxialou

EIRPE

CS

AP

ALT

RF

FPF

Modulador

guia de onda)

HW

Usurio MUX FEC TX MOD

FIFIRSRbRU

Taxa deusurio

Taxa debit

Taxa desmbolos

Portadoramodulada

69

Estao Terrena Lado RX - Diagrama Funcional


70/149

GrRX

C.D.

ABR

ALT

RF

FPF

Demodulador

Tudo na polarizaorecebida

HW

Usurio MUX FEC RX DEM

FIFIRSRbRU

Taxa deusurio

Taxa debit

Taxa desmbolos

Portadoramodulada

70

Modems mais Utilizados: BPSK QPSK 8PSK 16QAM e 64QAM;

Caractersticas de Modems em Enlaces Satlite


71/149

Modemsmais Utilizados: BPSK, QPSK, 8PSK,16QAM e 64QAM;

Novidade: Recentemente iniciou-se a utilizao de 16 QAM em Comunicaes Via Satlite ;

Nmero de estados M igual : 2 para BPSK, 4 para QPSK, 8 para 8PSK, 16 para 16QAMe 64 para 64QAM;

BER Versus Eb/No(Curva de desempenho do Modem);

C/No = Eb/No + 10 log Rb( db.Hz) (valor mnimo requerido pelo modem)

Transmisso Digitalcom Taxas Variveis

Cdigo Corretores de Erros: FEC, Reed-Solomon, Turbo-coding

Freqncia de Sada do Modem na Faixa de 70 MHz +/- Bw/2 MHz, opcionais 140

MHz +/- Bw/2 MHz e Banda L (normalmente de 950 MHz a 1.450 MHz)

Interfaces Mais Utilizadas: Ethernet 10/100, V-35, V-36, G-703, e HSSI

Redundnciade N+1, N Variando de 1 8 (tpico)

71

Ao do Codificador de Canal


72/149

Comunicao de Informao

Fonte Codificador

de Fonte

Codificador

de Canal

- codificaode apresentao

- codificaopara compresso

- codifica o ara

- codificaode linha

- codificao paradeteco de erro

-

C

A

N

Destinatrio Decodificadorde Fonte

Decodificadorde Canal

sigilo (criptografia)

correo de erro

AL

72

FEC - Forward Error Correction


73/149

smbolos Rs = Rb x 1/FEC

FEC LADO RX: detecta possveis erros aps demodulao e procura corrigi-los

TIPOS DE CDIGOS CORRETORES : de bloco e convolucionais

CDIGOS DE BLOCO : corrigem erro em um s bloco

CDIGOS CONVOLUCIONAIS :corrigem erro em mais de um bloco

reed solomon / cdigos concatenados

73

Ao do FEC


74/149

TPC - TurboProduct Code

74

Exemplo de Especificaes de um Modem (1)


75/149

Reviso 12/2008P. O que Potncia do Agregado

(Aggregate Power ou CompositeLevel ?

R. a potncia total contida na bandade entrada do modem de 52 a 88MHz, ou seja em 36 MHZ

P. Porque tem que ser menor do que+20 dBc?

R. Para evitar intermodulao noprprio circuito de entrada domodem!

P. Quanto isto?

75

Exemplo de Especificaes de um Modem (2)


76/149

Observar que a curva

prev um cenrio de duas

portadoras adjacentesidnticas e com potncia 7dB acima.

76

Exemplo de Especificaes de um Modem (3) - Testes dedesempenho


77/149

Degradao do Eb/No versus o espaamento espectral relativo ModemSDM 9000 8PSK R5/6 + RS 192/208

Cuidado com o espaamento entre portadorascom densidade de potncia distintas! Caso de um

mesmo TPDR com enlaces muito assimtricos empotncia e taxas de bits.

A Curva ao lado foi feita para portadoras demesma taxa de smbolos com Potncias de 0 a 10B istintas

Ver ainda o : max composite Level

77

Equipamentos de Transmisso: Amplificadores de Potncia


78/149

PRINCIPAIS TIPOS:

Amplificadores a Estado Slido (SSPA) - PAs

Amplificadores a TWT (Travelling Wave Tube) - MPAs

Amplificadores a Klystron - HPAs

78

Amplificador de Potncia - Externo


79/149

Diagrama interno tpico de umSSPA

79

Amplificador de Potncia - Interno


80/149

Vantagens do TWTA:

Muito menor volume e peso

Quando usando linearizadores seequivalem aos SSPAs quanto aintermod

Preo de 20 a 40 % inferior

Desvantagens:vida til do tubo limitada a 50 a 100 mil

horas.

80

- Potncia de Sada

Principais Caractersticas dos Amplificadores de Potncia


81/149

- Ganho

- Resposta em Freqncia

Back-Off de sada (dB) versusNvel relativo do produto de

n ermo u a o e erce raordem(IM3) em dBc.

SSPA e TWTA (sem linearizador)

81

Exemplos de Amplificadores de PotnciaExistentes no Mercado


82/149

82

Configuraes Tpicas dos Amplificadores de Baixo Rudo


83/149

4 GHz 4 GHzLNA

Down

Converter

G

RF RF

1 GHz

G

LNB

RF O.L.

4 GHz

BANDA L

70 MHz

G

LNC

RF O.L.

4 GHz

FIO.L.

83

Exemplo de LNAs e LNBs e especificaes


84/149

F 3.2 4.2 GH

. 30 @ 23C G 50 B

2.0 : 1

4 B

2.0 : 1

+15 +24

F .7 0.9 B G

62 B

E .L. (

)

10 H 25 H( H1000 < 5

H L.. )

1B

5 B

(B).

75 B/H 1 H85 B/H 10

H

+15 +24

1B

+5 B C

100 A

425

40 +60C

F 229

H

2.0 : 1

C

170 A

2.0 : 1 D 110 (L) 42 () 42 (H)

(4.3 1.7 1.7 )

F 75 300

F

40 +60 C

84

Exemplo de BDC e Especificaes


85/149

F 15 B G 15 25 B

E .L.

( )

OL 5150 MH

2 / 0C

10 H 25 H

1B +10 B

R (SSB)

.

80B/H 1 H

85 B/H 10 H

92 B/H 100 H

+12 +25

SR 1.35 : 1 C 350 A

SR 1.35 : 1 D 71 (L) 77 () 25

(H)

C RF FI SMA 300

+

85

IFL - Cabos Coaxiais


86/149

Atenuao(perda):

Medida de eficincia

Quanto mais espesso o cabo, menor a

perda Quanto menor a perda, maior ser a

eficincia

VSWR (Perda de Retorno):

Voltage Standing Wave Ratio relao devoltagem de ondas estacionrias

Expressa a medida da uniformidade eltricada impedncia (ZO) versus a freqncia

Perda (dB) = 10 x log (Pin/POut)

0 dB (nenhuma perda) = 100% eficincia 3dB de perda = 50% de eficincia (Pin/POut t

= 2/1)

Resistncia hmica / metro muitas vezes o cabo leva

a alimentao do LNB ou BUC

Quanto menor o VSWR, melhor

1.10:1 at to 1.30:1 tpico para cabos dotipo RG6C , LMR -400 ou equivalente -

uma medio feita em campo que expressaa qualidade das conexes

86

PRINCIPAIS TIPOS

Antenas para Comunicaes via Satlite


87/149

FOCAL POINT CASSEGRAIN

OFF-SET GREGORIANA

87

Principais Tipos de Feeds (alimentadores)


88/149

S Rx 1 porta V ou H

S Rx 2 portas V e H

Tx/Rx 2 portas

Tx-V com Rx-H

OU

- -

Tx/Rx 4 portas

Tx-V com Rx-HE

Tx-H com Rx-V

88

Exemplo de Feed TX/RX Ajustado para Polarizao A


89/149

LNBTRF (filtro rejeita-transmisso)

Sada RX polarizao H

Entrada TX polarizao V

Guia de Onda Flexivel OMT Feed

89

Exemplos de Fabricantes de Antenas


90/149

Confirmar quais modelos de cada fabricante possuem a certificao ANATEL vlida

90


91/149

4. Parmetros Envolvidos noClculo do enlace

91

1. Taxa de informao requerida Rb em bit/s

Clculo do Enlace Parmetros Envolvidos


92/149

2. Taxa de Erro de Bit de Projeto (BER em 10-n)

3. Desempenho do Modem

4. Ganhos de Antenas (Tx e Rx)

5. Temperaturas equivalentes de Rudo ( KELVIN)

BER x EbNo

6. Caractersticas de Amplificadores (BOs x BOE)

7. Pontos de Operao

8. Planos de Frequncias

Continua...

92

9. Caracterizao das emisses interferentes

Clculo de Enlace Parmetros Envolvidos


93/149

10. Equaes Relativas ao lance de Subida

11. Equaes Relativas ao lance de Descida

12. Clculos de intermodulao

13. Paralelo das equaes - Valor resultante

14. BOE encontrado - Ponto de operao desejado

15. Clculo da EIRP de Subida

16. Dimensionamento do HW da estao Terrena

93

Imperfeies no Enlace


94/149

Interferncia entre smbolos (IES)

Variaes na Envolt ria

Intermodulao

Converso AM/PM

Rudo trmico

Interferncia externa na subida

Interferncia externa na descida

Interferncia originada na prpria rede

94

Clculo de Enlace Perturbaes do Sinal

Rudo Trmico no Lance de Subida


95/149

Rudo Trmico no Lance de Descida

Interferncia de emisses da prpria rede - XPOL(re-uso defreqncias)

Interferncia de outras redes Satlite

Interferncia de Sistemas Terrestres

95

Anlise terica em escritrio

Ri l id

Estudo de Interferncias


96/149

Riscos envolvidos

O enlace deve garantir qualidade e disponibilidade conforme objetivo de projeto.

A parcela total de rudo de interferncia, deve ser mantida em patamaresinferiores a um valor mximo aceitvel.

A anlise de interferncias nortear uma ao importante que a coordenaode frequncias.

Esses estudos definiro as restries de uso de determinadas freqncias e adeciso final das frequncias/polarizao das portadoras que sero utilizadas em

.

96




97/149

Imperfeies no Enlace- No Up-Link- No Transponder

- o own- n

C Up-LinkNo

C TransponderIMo

UL

C Down-LinkNo

DL

Continua...

97

CC X

Clculo de Enlace (Link Budget)


98/149

CNo

CNo Calculado Requerido

X

Calculado - Link Budget Requerido - Caracterstica do Modem

No valor calculado deve ser adicionada margem de enlace para garantia dedesempenho no pior ms do ano.

Margem de implementao do Modem

C ,N

C ,No

EbNo

e BER (TEB)

98


99/149

5. Equao do Lance deSubida

99

R

EIRP S (B)R S :

G/T T (B/2)

Lance de Subida(Up-Link)


100/149

R

P E A A T S

A E L L D

P A (, , )

P E A A R ET

EIRP S (B) :

P T ( ) P L T (B) G A T(B)

T

100

Equaes de Subida Potncia Irradiada PR= PT + GT As + GR onde:

PR -> potncia recebida (C) na faixa de freqncias

determinada;


101/149

; PT -> potncia em dBW entregue aos terminais da antena

transmissora da Estao Terrena ET;

GT -> ganho relativo de transmisso da antena;

As -> atenuao do espao livre no Lance de Subida;

GR-> ganho da antena receptora do Satlite na direo daEstao Terrena ET

Potncia Irradiada

ET

R ET s R

Onde: EIRPET

= PT

+ GT

101

Equaes de Subida Potncia de Rudo

N = kTSBRF onde:

k > Constante de Boltzmann (1 38 x 10-23 j/k);


102/149

k -> Constante de Boltzmann (1,38 x 10-23j/k);

-> Temperatura equivalente de rudo nos terminais da antenareceptora do satlite S;

BRF -> largura da faixa de freqncias desejada

ET

102

Equaes de Subida Clculo de (C/NO)UL

(C/N)UL = (EIRP)ET AS + GR + 228,6 10 log TS 10 log BRF


103/149

( / )UL ( )ET S R , g S g RF

Exprimindo-se N em funo da Densidade Espectral Unilateral do Rudo

Trmico (No) como:

N = NOBRF temos:

(C/NO)UL = (EIRP)E AS + GR+ 228,6 10 log TS

103

Equaes de Subida Outras Expresses de (C/NO)UL

(C/NO)UL em funo da Densidade de Fluxo de Potncia no Satlite(DFPS)


104/149

S

(DFPS) = PR 10 log AEF onde:

AEF -> rea efetiva de recepo da antena do satlite

GR= 10 log 4 / 2 + 10 log AEF relaciona o ganho GR rea efetiva derecepo da

antena do satlite, onde:

-> comprimento de onda associado freqnciaconsiderada f(f = 3 x 108m/s)

10 lo 4 2 -> usualmente inter retado como o anhocorrespondente a 1 m2 e representado por G (1m2)

ento:

(DFPS) = (EIRP)ET AS + GR- 10 log AEF ou:

(DFPS) = (EIRP)ET AS + G (1m2)

Continua...

104

Equaes de Subida Outras Expresses de (C/N)UL

Revendo-se a equao

(C/NO)UL = (EIRP)E AS + GR + 228 6 10 log TS teremos:


105/149

(C/NO)UL = (EIRP)E AS + G R+ 228,6 10 log TS teremos:

(C/N ) = DFP G (1m2) + (G/T) + 228,6 onde:

(G/T)S = GR- 10 log TS (Figura de Mrito do sistema de recepo dosatlite) expresso em dB/k

Para exprimir (C/NO)UL em funo de DFPS , teremos ento:

(EIRP)UL = DFPS + AS - G (1m2) e notamos:

GRdepende da posio da Estao terrena ET

(C/NO)UL aumenta na medida que a estao terrena T se localiza maispr xima o centro o eixe e recep o a antena o sat ite

Para um dado valor de (C/NO

)UL

, a DFPS

produzida por uma estaoterrena ET, localizada fora do centro do feixe de recepo da antena dosatlite, dever ser maior que aquela produzida por uma estaolocalizada no centro do feixe

105

Equaes de Subida Outras Expresses de (C/N)UL

(C/NO)UL em funo da Densidade de Fluxo de Saturao no Satlite(DFPSAT)

DFPSAT o valor da densidade de fluxo que satura o amplificador no-linear do


106/149

SAT q psatlite

R

Depende da posio da estao terrena T Pode ser definido para o centro do feixe de recepo da antena do satlite,

correspondendo posio da estao T no centro deste feixe ou,

Para o contorno do diagrama da antena que corresponda a uma queda

de x dB em relao ao mximo ganho, que corresponder, tambm, auma posio da estao T fora da regio de ganho mximo e,

Associar-se a ueda no anho a um BACK-OFF BO entrada doamplificador linear

Teremos ento: DFPS = DFPSAT - (BO)E e com:

(G/T)S = GR- 10 log TS temos:

(C/NO)UL = DFPSAT - (BO)E G (1m2) + (G/T)S + 228,6Continua...

106

Equao para Clculo da EIRP de Subida

Temos tambm que:


107/149

(EIRP)ET = DFPSAT - (BO)E + AS - G (1m2) e conclumos:

Para um dado (BO)E o valor de (EIRP)ET varia com a posio da

estao terrena T, pela variao de DFPSAT correspondente a estaposio

Definimos ento uma Vantagem GeogrficaVGS, associada a estao terrena T:

VGS = DFPSAT,mx - DFPSAT onde:

DFPSAT,mx corresponde a uma estao terrena ET no contorno demenor ganho

Assim (EIRP)ET , correspondente a uma dada estao terrena ET tambm se

expressa por; (EIRP)ET = DFPSAT,mx - (BO)E + AS - G (1m2) - VGS

107


108/149

108


109/149

6. Equao do Lance deDescida

109

EIRP de Descida (dBW) depende de:

Lance de Descida (Down-Link)

Tx


110/149

EIRP de Subida (dBW) recebida Perda or Erro de A ontamento dano Transponder

G/T do Transponder (dBW/m2) Ganho do Transponder (dB) Ganho da Antena de Transmisso(dBi)

Antena de TX do Satlite

Atenuao no Espao Livre no Lancede Descida

Perdas Atmosfricas (gases, nuvens,

chuvas)

Perda por Erro de Apontamento daAntena e Rx a Esta o Terrena

Recepo depende de:

EIRPd (dBW) na direo da ET

G/T da Estao Terrena (dBW/m2)

Rx

110

Equaes de Descida Clculo de (C/N)DL

(C/N)DL = (EIRP)S AD + GR+ 228,6 10 log TE 10 log BRF onde:

(EIRP)S -> potncia isotropicamente irradiada pelo satlite em


111/149

( )S p p pdireo estao terrena receptora R, em dBW;

AD -> atenuao de espao livre no lance de descida, em dB

GR -> ganho da estao terrena R na direo do satlite, em dBi

TE -> temperatura equivalente de rudo nos terminais antenada estao R

Lembrando a relao entre N e No , aqui referidos ao rudo trmico nolance de descida, temos:

(C/NO)DL = (EIRP)S AD + (G/T)E + 228,6 onde:

(G/T)ET = GR - 10 log TE representa o fator de mrito da estao R

111

Equaes de Descida Outras Expresses de (C/N)DL

(C/NO)DL em funo do EIRP do satlite na saturao (EIRP)SAT

EIRPS = (EIRP)SAT - (BO)S onde:(BO) t BACK OFF d d d lifi d li d


112/149

(BO)S representa o BACK-OFF de sada do amplificador linear dosatlite

Portanto:

(C/NO)DL = (EIRP)SAT - (BO)S AD + (G/T)E + 228,6

Aplicando-se o conceito de Vantagem Geogrfica quanto posio daestao Rsobre o valor de EIRPE teremos:

C N = EIRP - BO A + G T + 228 6 + VG onde:, .

VGD = EIRPSAT EIRPSAT,mn e onde:

(EIRP)SAT,mn corresponde a uma estao R localizada no contornode menor ganho associado antena transmissora do

satlite, para o qual se tem o valor mnimo de (EIRP)SAT

112

Combinao dos Efeitos do Rudo Trmico na Subida e Descida

(C/NO)t = PRD/ ( ( NO)S + ( NO)D ) onde:


113/149

(C/NO)t - > razo portadora / densidade espectral unilateral de rudorm co o a

PRD - > potncia da emisso desejada, recebida na sada da antena daestao R

(NO)UL - > densidade espectral unilateral de rudo trmico no lance desubida, na sada da antena da estao R

(NO)DL - > densidade espectral unilateral de rudo trmico no lance desubida, na sada da antena da estao R

113


114/149

114


115/149

7. Intermodulao

115

A Intermodulao

No enlace satlite h vrios pontos onde se produzem intermodulaes:

Amplificador de Potncia da estao terrena (Uplink)

A lifi d d P t i d T d (D li k)


116/149

Amplificador de Potncia do Transponder (Downlink)

Nos conversores de descida ou qualquer elemento ativo no caminho de

recepo (Downlink) Quando uma nica portadora amplificada ocorre a chamada distoro no linear

(produtora de harmnicos)

Quando vrias portadoras compartilham o mesmo amplificador no-linear, ocorre adistoro de intermodulao

m qua quer os casos, o en meno s ocorre quan o ma s e uma por a oraamplificada

Existe um fenmeno que tambm causado por distores no lineares: oengordamento do espectro de uma portadora QPSK , devido a presena de AMresidual causado na filtragem da modulao no MODEM. Ocorre mesmo com umanica portadora PSK ou QPSK quando esta opera prxima da saturao de um

amplificador.116

Harmnicos e Intermodulao


117/149

117

Produtos da Intermodulao


118/149

118

Produtos de Intermodulao no Transponder

Quando nportadoras compartilham o mesmo amplificador de potncia, nasada deste possvel identificar nparcelas que esto em correspondncia bi-

t d d t d ( f i t d


119/149

unvoca com as nportadoras de entrada ( funo inerente ao processo de.

Alm disso h, na sada, produtos de intermodulao que ocupam a mesmafaixa de freqncias das portadoras.

Estes produtos se constituem assim em perturbao indesejvel para asportadoras de interesse, e correspondem ao que se denomina Rudo de

Intermodulao (IM e IMO). Este rudo se adiciona aos rudos trmico de subida (NS e NOS) e descida (ND e

OD , .

Empregando-se o recurso de BACK-OFF de sada (recuo), levamos oamplificador a operar na regio linear e, dessa forma, mantemos o patamar derudo de intermodulao sob controle.

119

Intermodulao Introduzida peloAmplificador No-linear do Satlite


120/149

Amplificador

No-linear

PORTADORASPORTADORAS DESEJADAS

+

INTERMODULAO

120

Intermodulao Introduzidapelo Amplificador No-linear do Satlite

D.Pot. Total (dB W/Hz) D.Pot. Intermod(dBW/Hz)


121/149

-20

-

-30

-25

Densid

ade(dBW/Hz)

-40

11980 11985 11990 11995 12000 12005 12010 12015 12020

Frequncia (MHz)

121

EIRP dedescida

Curva de Transferncia do Transponder (Single Carrier)


122/149

y2

y1

0x1 x2

Quem dita o ponto de operao do transponder a EIRP de subida

back-off = recuo em dB

EIRP de

subida

122

Curva de Transferncia do Transponder(Single Carrier vs. Multi Carrier)

leCarr

ier(dB)


123/149

g

darelativaapotenc

iaSi

Potnciades

Potncia de entrada relativa a potencia Single Carrier(dB)

123

Razo entre Portadora e Intermodulao


124/149

124

Ordens de Intermodulao


125/149

125

Intermodulao no Amplificador de Potncia da EstaoTerrena

Para mais de uma portadora, tambm utilizamos o recurso de BACK-OFF de sada

O fabricante (e o proprietrio do satlite?) deve especificar com clareza o valor doBACK-OFF de sada a ser usado


126/149

ran e par e os a ua s amp ca ores e ma or po nc a ncorporamLinearizadores para diminuir esse valor.

NO caso de HPAs em operao poderemos, sempre que necessrio, estudar aviabilidade de uso de Linearizadores .

Diagrama de um linearizador tpico usado em TWTAs

Fonte: ESTH

Hand BookIntelsatCaptulo 9

126

Otimizao do Ponto de Operao do Amplificador No-linear


127/149

Fonte: ESTHan oo

IntelsatCaptulo 9

127


128/149

128


129/149

8. Fenmenos de Propagao

129

A interferncia solar duraaproximadamente 5 diase ocorre nos perodos dealinhamento do satlite

A Interferncia Solar


130/149

SOLterrena.

Com o aumento da temperatura de rudo, a taxa deerro de bits degrada a tal ponto que o enlace ficatemporariamente fora do ar.

130

As chuvas intensas atenuam os sinais de microondas, tanto no enlace de subida quanto no dedescida.

A intensidade do efeito depende da freqncia.

As formaes de chuva se produzem somente na atmosfera (do solo a alguns km de altura), e

Efeitos da Chuva


131/149

os sa es geoes ac on r os es o a m a super c e erres re, por an o, s umapequena parte do caminho do sinal afetado.

As transmisses de microondas terrestres so mais suscetveis aos efeitos da chuva porque ocaminho do sinal est integralmente dentro da atmosfera.

O nvel da atenuao por chuva

depende de:Intensidade da chuva (em mm de

Satlite A

Satlite B

Elevao da antena Maior

elevao, menor atenuaoL1

Elevao A > Elevao BL1


132/149

Para compensar o potencial efeito da chuva, se acrescentam margens de potncia ao projeto do

link Budget da Estao Terrena

Somado ao cdigo de correo de erro

A utilizao do cdigo Reed-Solomonadiciona at 3 dB de margem ao enlace, praticamente sem

ocupar banda adicional.

Controle de Potncia de Subida, o UPC (Uplink Power Control)

um dispositivo que ajusta a potncia do sinal de transmisso para compensar as variaes das

condies meteorolgicas, mantendo uma densidade constante de fluxo de transmisso.

132

Fenmenos de Propagao

No projeto do enlace de bom senso considerar-se que este deva operar acontento, sob severas condies de propagao.


133/149

O projeto ento deve considerar um determinado nvel de imperfeies depropagao no uplink e downlink.

Essa permisso chamada de Margem de Desvanecimento MF tambmconhecida com Margem de Fading ou Fade Margin.

Assim temos que:

(C/Nmn) = (C/NCS) M F onde:

CS - > condio de Clear Sky

MD - > Margem de Desvanecimento em dB O valor de (C/Nmn) determinado pela TEB (BER) de projeto

133

Margem de Desvanecimento

A margem de desvanecimento MF depende de:

Disponibilidade desejada


134/149

Oramento disponvel Sempre que o valor de (C/NO) do enlace for maior ou igual ao valor de (C/Nmn)

teremos o servio DISPONVELmesmo que, em alguns instantes, com um TEB(BER) superior ao estabelecido no projeto para a condio de Cu Limpo (Clear

Sky) De outra forma, se o valor de (C/NO) do enlace for menor do que (C/Nmn), o

servio estar INDISPON VEL.

Na maior parte do tempo ou seja, com o valor de (C/N) maior ou igual ao valorde (C/N) de projeto com Clear Sky, garantido que o servio est disponvelcom uma TEB (BER) de desempenho nominal.

134

Qual o objetivo de projeto?

Disponibilidade do Enlace

I (%) D (%) IB

A(/

)

M

(/

)


135/149

99,99

99,00 100 0 0

10 90 876 73

1 99 87,6 7,4

0,1 99,9 8,76 44

0,05 99,95 4,38 22

0,01 99,99 53 4

0,005 99,995 26 2

1009590858075

DISPONIBILIDADE

0,001 99,999 5 0,4

135

Qualidade e confiabilidade (disponibilidade?)

Necessidade de redundncia na estao principal

Dimensionamento das Estaes Terrenas


136/149

Dispensa ou no redundncia nas remotas?

Sobressalentes, partes e peas

Plano de manuteno

Plano e Estratgia de atendimento em caso de problemas

A importncia de um perfeito clculo de enlace e melhor dimensionamento deestaes terrenas

136



137/149

Orientado pelo custo/benefcio

Cuidado: Quando aplicvel efetuar clculos para 02 diferentes enlaces(A B e B A).

Valores obtidos nos clculos de enlace norteiam seleo de dimetros, .

Continua...

137

ualidade e confiabilidade dis onibilidade?



138/149

Necessidade de redundncia na estao principal

Dispensa ou no redundncia nas remotas?

Sobressalentes, partes e peas

Plano de manuteno

ano e s ra g a e a en men o em caso e pro emas

A importncia de um perfeito clculo de enlace e melhor dimensionamento deestaes terrenas

138


139/149

10. Anexos Tcnicos

139

Especificaes e Modelos

MODEMS

ANTENAS


140/149

AMPLIFICADORES DE BAIXO RUDO

AMPLIFICADORES DE POTNCIA

140


141/149

11. A UNISAT

141

QUEM SOMOS?

A Empresa

ano e marca a un a o a


142/149

TELECOMUNICAES LTDA por um experiente grupo de profissionais

oriundos dos quadros da EMBRATEL, NEC, TELEBAHIA e UNISYS.

A UNISAT uma empresa dedicada a prestao de servios tcnicosespecializados de Consultoria e Treinamento Profissional em

Telecomunicaes.

O principal patrimnio da UNISAT o seu grupo de profissionais altamente,

a 20 anos no setor.

142

CONSULTORIA EM SOLUES ESTRATGICAS

A UNISAT oferece solues que agregam valor ao negcio do Cliente, adicionando

Principais Produtos

.


143/149

DESENVOLVIMENTO DE PROJETOS

Aliando a vasta experincia prtica em engenharia nas reas industrial e comercial, aviso empresarial de negcios e a atuao acadmica, a UNISAT desenvolve projetos de

modelagem e explorao de oportunidades de negcio para empresas nacionais eestrangeiras.

APERFEIOAMENTO DE TALENTOS

Alm dos Cursos e Seminrios abertos, desenvolve programas corporativos, adaptadosao perfil e necessidade de cada Empresa, empregando metodologias de ensinopresencial, semi-presencial, e distncia (EAD).

143

OPO

RTUN

MO

DELA

PEM Pesquisa e Estudo de Mercado

MNE Modelagem de Negcios

Solues Estratgicas & Oportunidades de Negcios

BBMI G


144/149

MNEEXP

BBM

SOLUES

ESTRATGICAS

D

ADES

DE

GE

M

DE

NEG

GIP Gerenciamento e Implementaode Projeto

BBM Bridge for Brazilian Market

GIPADDEG

CIOS

CI

OS

EXP Expertise em Parceira

ADD Auditoria e Due Diligence

144

PAGPrograma para Alta Gerncia

TTR

Terceirizao de Treinamento

Aperfeioamento de Talentos


145/149

PECPrograma de Educao

Continuada

CSECursos e Seminrios

CPECursos e Palestras Especficas

PEFPrograma Especial de

Formao de profissionais CTMCapacitao Tcnica e

Mercadolgica

145

Base de Clientes - Exemplos


146/149

146


147/149

12. Resumo Profissionaldos Instrutores

147

JOS RAIMUNDO CRISTVAM NASCIMENTO, consultor tcnicoespecializado na rea de telecomunicaes, com 26 anos de experincia emmarketing de servios, projetos, implantao, manuteno e treinamento. reconhecido or sua forte atua o no mercado de telecomunica es de umaforma abrangente e pelo seu diversificado domnio tcnico de tecnologias,


148/149

sistemas, redes, servios e solues para clientes. Trabalhou na NEC,

TELEBAHIA e EMBRATEL. Participou da Diviso Comercial de Mercado daEMBRATEL, na criao do conceito de Engenharia Comercial no Brasil, treinouequipes de vendas, atendeu grandes clientes da empresa interagindocontinuamente com os gerentes de contas, tanto da empresa como dosclientes. professor do MBA em Servios de Telecomunicaes do MBA da

UFF(Universidade Federal Fluminense), CEFET (Centro Federal de EducaoTecnolgica), UVV (Universidade de Vila Velha) e de outros cursos de ps-graduao no Brasil. Atua como conferencista em vrios congressos nacionais e

. -membro da SSPI (Society for Satellite Profissionals International), alm deautor de artigos e publicaes tcnicas. graduado em engenharia eletrnica

pela UGF e UFRJ com cursos de especializao no Japo(NEC, NTT eANRITSU), nos Estados Unidos (TCB) e ps-graduado em TELECOMUNICAEScom especializao em TELEMTICA pela UFF.

148


149/149

JOS RAIMUNDO CRISTOVAM NASCIMENTO

PAULO DE TARSO MACHADO BASTOS

[email protected]

[email protected]

149

Enlaces via Satélite

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