MOBILNI SATELITSKI SISTEMI - Telekomunikacije · PDF fileNapredne komunikacione tehnologije MOBILNE RADIO-KOMUNIKACIJE MOBILNI SATELITSKI SISTEMI Dejan Nemec, dipl. inž

Napredne komunikacione tehnologije

MOBILNE RADIO-KOMUNIKACIJE

MOBILNI SATELITSKI MOBILNI SATELITSKI SISTEMISISTEMI

Dejan Nemec, dipl. inž.

Mobilne radio-komunikacije

2Satelitske Komunikacije

SATELITSKE KOMUNIKACIJESATELITSKE KOMUNIKACIJE

• Funkcionišu kao globalne bežične veze sa satelitima kao repetitorskim stanicama.

• Obezbeđuju mikrotalasnu vezu između dve geografski udaljene lokacije.

• Sateliti se nalaze na velikim visinama - pokriva se veliko područje na Zemljinoj površini.

• Koristili su se kao radio-linkovi za TV difuziju i multipleks telefonskih kanala.

• Upotreba satelita pri paketskom prenosu omogućiće mobilnost terminala.




ANTENAANTENA

SATELIT

ff11 ff22

UPUP--LINK

LINK

DOWN

DOWN--LINK

LINK

Transponder:• primopredajnik

• antena




Karakteristike satelitskih komunikacija:

• Široko područje pokrivanja zemljine površine,

Difuzan prenos,

Velika širina propusnog opsega kanala,

Nezavisnost cene veze od rastojanja te veze i

Veće kašnjenje pri prenosu.




FREKVEN-CIJSKIOPSEG

UP-LINK[GHz]

DOWN-LINK[GHz] PROBLEMI

S/L 2,4(2,483 – 2,500)

1,6(1,610 – 1,625)

INTERFERENCIJASA ISM OPSEGOM

C 6(5,925 – 6,425)

4(3,7 – 4,2)

INTERFERENCIJASA ZEMALJSKIM

VEZAMA

Ku 14(14,0 –14,5)

11(11,7 –12,2)

SLABLJENJE ZBOGKIŠE

Ka 30(27,5 – 30,5)

20(17,7 – 21,7)

VISOKA CENAOPREME




• LEO (Low Earth Orbit)

2500 km

• MEO(Medium Earth Orbit)

10.000 km

• HEO(High Earth Orbit)

20.000 km

• GEO(Geostationary Earth Orbit)

36.000 km



(a) (b)

(c)

Uporedni prikaz površine pokrivanja: a) GEO, b) MEO, c) LEO





• VSAT(Very Small Antennas Terminal)Mreža malih satelitskih terminala

• GMPCS(Global Mobile Personal Communications Services)

Globalni javni mobilni telekomunikacioni servisi

• BSS(Broadband Satellite Services)

Širokopojasni sistem satelitskih službi

• STRATOSFERSKE PLATFORME



VSAT SISTEMVSAT SISTEM




Sistemi fiksnih satelitskih veza - poslovne komunikacuje pomoću malih satelitskih terminala

Obezbeđuje vezu za:

• velike kompanije• naftne platforme• velike brodove

• nepristupačna područja(pustinje, planine, mora, itd)




Osnovne karakteristike:

• Antene manje od 5 m• Digitalan prenos• Protok do 2 Mbit/s

• Mogu se povezati u komutirane mreže (kolo ili paket)

• Kvalitet• Pouzdanost• Ekonomičnost

• Brzina uspostavljanja veze• Fleksibilnost

http://www.linkingeverest.com/gallery/cybercafe/VSAT_basecamp?full=1




• ZEMALJSKI SEGMENTCentralna stanica, Korisnički segment

• KOSMIČKI SEGMENTSatelit, Veze (link)

♦CENTRALIZOVANA STRUKTURASa centralnom stanicom (Hub)

♦DECENTRALIZOVANA STRUKTURABez centralne stanice

HUBcentralna

stanica

prečnik(4.5 - 11 m)

GEO satelit



KOSMIČKI SEGMENTKOSMIČKI SEGMENT

KOSMIČKI SEGMENT:- Satelit - RF primopredajnik- Satelit mora biti uvek u vidnom polju zemaljskih

stanica.- Prima signal na jednoj frekvenciji, pojačava ga i

šalje na drugoj frekvenciji.- Satelitski transponder ima kapacitet oko 100 Mbit/s.- Pomeranje položaja satelita - Centralna stanica ima

sistem za automatsko praćenje satelita.



ZEMALJSKI SEGMENTZEMALJSKI SEGMENT

HUB - Centralna stanica

• Lokacija u blizini direkcije korisnika i HOST računara.

• Obezbeđuje vezu svih VSAT terminala - veza sa HOST računarom i bankom podataka.

• RF terminal:

• Procesor za upravljanje mrežom potpuno kontroliše rad mreže.

Antena prečnika 4,5 - 11 mKonvertori (naviše, naniže)Niskošumni prijemniciPojačavači snage (50 - 300 W)



ZEMALJSKI SEGMENTZEMALJSKI SEGMENT

VSAT terminali• Spoljašnja jedinica

♦ Mala parabolična antena (3,6 - 1,2 m i manje)♦ Prijemnik - niskošumni konvertor koji pojačava signal i menja

frekvenciju iz opsega 4, 11, 12 GHz u 1 GHz

• Unutrašnja jedinica♦ Predajnik (tranzistorski pojačavač 1 - 2 W)♦ Interfejs za vezu sa korisničkim delom terminala♦ Modemi♦ Prijemni i predajni moduli

Potrošnja (energija iz energetske mreže) 15 - 300 W




SOFTVER VSAT-a

• Dominantna uloga

• Snaga sistema se određuje softverom za upravljanje

• Organizuje, upravlja i optimizuje ukupni saobraćaj

• Predstavlja 80% razvojnih troškova sistema i glavni je parametar mogućnosti sistema




DOBRE STRANE VSAT-a:

• Raspoloživost preko 96% (dobro projektovanje 99%)• Kvalitet - mala verovatnoća greške• Mogućnost uvođenja novih i inoviranje postojećih

telekomunikacionih servisa• Prenos podataka do 2 Mbit/s (34 Mbit/s)• Kratko vreme instaliranja i uspostavljanja servisa




DOBRE STRANE VSAT-a:

• Fiksna cena prenosa i servisa (bez obzira na rastojanje)

• Digitalne usluge s kraja na kraj• Mogu se projektovati za dvosmerne i jednosmerne

komunikacije• Postoje posebni VSAT sistemi za distribucione

komunikacije

http://www.linksystems-uk.com/pages/services/mobile/minim.htm

http://images.google.com/imgres?imgurl=http://www.scriptfx.com/gallery/computer/laptop.jpg&imgrefurl=http://susning.nu/Laptop&h=467&w=405&sz=23&tbnid=JATqsGoJ8eoJ:&tbnh=124&tbnw=108&start=4&prev=/images%3Fq%3Dlaptop%26hl%3Den%26lr%3D%26ie%3DUTF-8%26sa%3DN




LOŠE STRANE VSAT-a:(zavise od svakog terminala posebno)

Opšti slučaj:

• Tajnost informacija se mora štititi dodatnim merama

• Slabljenje usled kiše (11/12, 14 GHz).

• Ometanje satelitskih veza od strane zemaljskihradio-relejnih stanica (2,4 GHz; 8 GHz; 23 GHz) - rešava se propisima



PRIMENA VSAT MREŽAPRIMENA VSAT MREŽA

Tri kategorije VSAT mreža:

• VSAT distributivni sistemi od tačke do više tačaka (DirecPC) - prijemne antene

• VSAT mreža od tačke do tačke - dvosmerni prenos podataka između dve udaljene lokacije

• Dvosmerne (two way) interaktivne VSAT mreže - nude širok spektar interaktivnih servisa sa dvosmernom razmenom podataka



PRIMENA VSAT MREŽAPRIMENA VSAT MREŽA

Dvosmerna VSAT i ISDN:

ISDN se može realizovati preko satelitskihkomunikacija u različitim konfiguracijama:

• Privatne ISDN mreže• Proširenje ISDN na daljinu• Zemaljsko/satelitske ISDN mreže



INTERNET I VSAT (INTERNET I VSAT (DirecPCDirecPC))

Satelit

Krajnjikorisnik

INTERNET

ŽeljeniURL•Satelitska

•antena

NOC&hub

InternetServis

ProvajderJavna TF

mre•ža



GMPCS GMPCS -- Globalni javni mobilni Globalni javni mobilni telekomunikacioni sistemitelekomunikacioni sistemi



GMPCSGMPCS

Globalni javni mobilni telekomunikacioni servisi(Global Mobile Personal Communications Services)

• Obezbeđuju vezu sa mobilnim terminalima.

• Obezbeđuju kompletan opseg uskopojasnih iširokopojasnih komunikacionih usluga u bilo koje vreme i bilo gde na svetu.

• Činiće važnu komponentu Globalne Informacione Infrastrukture - GII (Global Information Infrastructure)



GMPCSGMPCS

• Komercijalna primena od 1999. god.• 200 zemalja potpisale licence za korišćenje GMPCS.• Većina su LEO i MEO globalni sistemi

♦♦ IRIDUMIRIDUM♦♦ GLOBALSTARGLOBALSTAR♦♦ ICOICO♦♦ ODYSSEYODYSSEY♦♦ THURAYA (GEO)THURAYA (GEO)

• Osnovni princip: ostvariti vezu putem satelita sa personalnim mobilnim terminalima



GMPCSGMPCS

Mane u odnosu na ćelijski sistem:• GMPCS sateliti imaju ograničen život• Slabije performanse (veće kašnjenje, slabiji signal,...)• Skupa infrastruktura

Rešenje je kooperacija sa ćelijskim sistemom• DUAL MODE♦ Raspoloživost♦ Profitabilnost (ćelijski sistem uzima deo profita

od satelitskih poziva)

LEO MEO GEO

Cena satelitaSrednja do

Visoka Niska Niska

Cena opremena zemlji

Srednja dovisoka Srednja Niska

Vek satelita(godina) 5 – 7,5 10 – 15 10 – 15

Složenostfunkcionisanja Visoka Visoka Niska

Globalnakomunikacija

Zahteva međuvezepreko zemaljskihstanica ili satelita

Zahteva međuvezepreko zemaljskih

stanicaNije moguća

Tipično kaš-njenje govora Neprimetno Neprimetno Primetno

Gubitak poziva Čest Redak Nikad

Poređenje LEO, MEO i GEO satelitskih sistema



SISTEMSISTEM GlobalstarGlobalstar

- Satelitski LEO digitalni komunikacioni sistem- Sistem je namenjen za:• Poslovna putovanja• Područja koja nisu pokrivena ćelijskim sistemom• Države u razvoju- Mogućnost opsluživanja 9 miliona pretplatnika- Usluge Globalstar-a: • Digitalizovani govor

• Prenos podataka do 9.6 kbit/s• SMS• Faks grupe 3• Određivanje tačne pozicije




Konstalacija satelita:• 48 LEO satelita + 4 rezervna• 8 orbitalnih ravni - 52 0 u odnosu na Ekvator• Visina 1414 km

Pokrivanje područja sistemom GlobalstarPokriva područje između 70 0 severne geografske širine i 70 0 južne geografske širine.




- Postavljeno je 38 zemaljskih stanica širom sveta.- Sistem pokriva preko 100 zemalja.

- DUAL-MOD-ni ručni telefoni - Globalstar i GSM ili čak trostruko modni za AMPS




- Telefoniranje: telefon automatski traži pogodnu ćelijsku mrežu; ako ćelijska mreža nije dostupna, telefon se automatski prebacuje na Globalstarov satelitski mod i poziv se rutira na najbliži satelit.

- Satelit prosleđuje poziv najbližoj zemaljskoj stanici.

- Zemaljska stanica prebacuje poziv u lokalnu PSTN zato područje i šalje ga na krajnju destinaciju.

- Svaka zemaljska stanica može da obezbedi konekcije za više od 1000 korisnika istovremeno sa PSTN.

Princip rada sistema Globalstar



SISTEMSISTEM GlobalstarGlobalstar- Podržano pružanje usluga u područjima koja nemaju fiksnu komunikacionu strukturu.

- Korisnik uspostavlja poziv preko fiksnog satelitskog telefona koji je sličan telefonskoj govornici.

- Ovi fiksni satelitski telefoni se mogu koristiti od strane jednog korisnika ili povezani preko glavnog interfejsa mogu opsluživati jednu lokalnu mrežu.



BSS BSS -- Širokopojasni Širokopojasni sistemi satelitskih službisistemi satelitskih službi



BSSBSSŠIROKOPOJASNI SISTEMI SATELITSKIH SLUŽBI(Broadband Satellite Services)

• Sistemi koji će raditi bilo gde na planeti• Obezbeđivaće fleksibilne kapacitete na zahtev za

♦ Modernu telefoniju♦ Video konferenciju♦ Video difuziju♦ Internet usluge

• Koristiće fiksne ili masivnije portabl terminale



BSS BSS -- SKY BRIDGESKY BRIDGE“SKY BRIDGESKY BRIDGE” francuske kompanije Alcatel:- Sistem koji se sastoji od 80 LEO satelita- Sateliti su raspoređeni u kružnim orbitama - 1475 km. - Pokrivanje satelita - krug sa prečnikom od 3000 km izdeljen na

tačkaste regione sa prečnikom od 350 km.- Omogućava interaktivni rad u realnom vremenu.- Brzina prenosa

- prema korisniku 60 Mbit/s (u segmentima od 16 kbit/s)- od korisnika 2 Mbit/s (u segmentima 16kbit/s)- 16 kbit/s delovi omogućavaju podešavanje propusnog opsega za

potrebe korisnika- veće brzine za profesionalne terminalne stanice.



BSS BSS -- SKY BRIDGESKY BRIDGE

- Radiće u Ku opsegu (12 GHz); taj deo spektra je korišćen od strane zemaljskih sistema i GEOsistema i zato treba obratiti posebnu pažnju na izbegavanje interferencije.

- Sistem će biti komplementaran sa postojećim zemaljskim sistemima što je posebna prednost za područja sa malom gustinom naseljenosti.



Satelitski sistemiSatelitski sistemi

SkyBridge satelitska konstelacija



Satelitski sistemiSatelitski sistemi

SkyBridge satelitska konstelacija



BSS BSS -- TELEDESICTELEDESIC

TELEDESIC je najavljen kao širokopojasni ¨INTERNET IN THE SKY¨ sistem.

- Početak rada je bio planiran za 2005. god.

- Imaće 30 MEO satelita (12 postavljenih + 18 kasnije)- 1994. je planirano 840, a 1998. 288 LEO satelita (12 ravni,

svaka sa 24 sat.)

- Vredeće 9 milijardi $US

- Glavni investitori: Bill Gates, Motorola, Boeing i jedan Saudujski princ.



BSS BSS -- TELEDESICTELEDESIC

• Trebalo bi da radi na višim segmentima Ka opsega(29 GHz/ 19 GHz) sa mnogo većim kapacitetom od ostalih LEO sistema.

• Predviđena brzina:♦ 64 Mbit/s downlink

♦ 2 Mbit/s uplink

Terminali velikih brzina - brže od 64 Mbit/s



BSSBSS

• 5 tržišnih segmenata koji će donositi profit u BBS-u:

♦ Iznajmljene tačka-tačka veze (privremeni ili stalni komunikacioni link između dve fiksirane tačke)

♦ Deljene veze (kratkoročna primena linkova za poslovne komunik.)

♦ Transport (prenos TF saobraćaja između udaljenih lokacija)

♦ Fiksna telefonija (u nerazvijenim područjima - iskorišćavanje resursa)

♦ Internet



Stratosferske platformeStratosferske platforme



STRATOSFERSKE PLATFORMESTRATOSFERSKE PLATFORME

• Doneće revolucionarne promene u bežičnim komunikacijama i treba da ispune sve zahteve vezane za širokopojasni prenos velikog kapaciteta, a niske cene koštanja.

• Platforme će biti smeštene na visini od 21 km ipokrivaće područje od 1000 km u prečniku.

• Transportuju se balonima zapremine 170.000 m3

• Ukupna težina platforme je 10.540 kg (4.912 kgopreme i 5.628 kg sopstvena težina)

• Ima sistem za održavanje fiksne pozicije (GPS)



STRATOSFERSKE PLATFORMESTRATOSFERSKE PLATFORME

• Opseg frekvencija: 47,2 - 47,5 GHz i 47,9 - 48,2 GHz• Biće omogućen dupleksni rad

• Brzine:♦ 64kbit/s - 512 kbit/s za prenosnu opremu♦ Digitalna telefonija i e-mail 64 kbit/s♦ Prenos slike 256 kbit/s♦ Internet 512 kbit/s - 1,5 Mbit/s♦ Prenos podataka 2 - 155 Mbit/s



MOBILNI SATELITSKI MOBILNI SATELITSKI SISTEMISISTEMI

Documents

MOBILNI SATELITSKI SISTEMI - Telekomunikacije · PDF fileNapredne komunikacione tehnologije MOBILNE RADIO-KOMUNIKACIJE MOBILNI SATELITSKI SISTEMI Dejan Nemec, dipl. inž