Satelitske komunikacije

Satelitske komunikacijeVII terminDVB-SDVB - Digital Video BroadcastingDVB-T - Digital Video Broadcasting TerrestrialDVB-C - Digital Video Broadcasting CableDVB-S - Digital Video Broadcasting Satellite

2DVB-S2Digital Video Broadcasting Satellite 2Novi DVB-Satellite standardDo 30% utede u potrbnoj irini frekvencijskog opsegaDo 2.5dB margin gainPodrava viestruke tokove po jednom nosiocu Varijablna i adaptivna modulacija i kodiranjeBolja spektralna efikasnost Veoma blizu Shannon-ovoj granici kapaciteta3DVB-S2

4DVB-S2 primjeneBroadcast Servisi - digitalni multi-programme Television (TV) / High Definition Television (HDTV) broadcasting servisi za primarnu i sekundarnu distribuciju u opsezima za FSS (Fixed Satellite Service) i BSS (Broadcast Satellite Service).(Kompatibilnost sa MPEG-4) Digital TV Contribution i Satellite News Gathering (DTVC/DSNG) Interaktivni servisi - Interaktivni servisi prenosa podataka, ukljuujui pristup Internetu (samo forward broadband kanal)Data content distribution/trunking i druge profesionalne aplikacije (samo forward broadband kanal)5DVB-S2 model sistema

6DVB-S2 konstelacije

736MHz DVB-S i DVB-S2 transponder razliite eme kompresije

8Tipini 36MHz DVB-S i DVB-S2 transponder13 SDTV MPEG226 SDTV h.26410 SDTV MPEG220 SDTV h.26410 SDTV MPEG221 SDTV h.2647 SDTV MPEG215 SDTV h.2643 HD MPEG26 HD h.2642 HD MPEG25 HD h.2642 HD MPEG25 HD h.2641 HD MPEG23 HD h.26458.8 Mb/s (+32%)44.4 Mb/s46 Mb/s (+36%)33.8 Mb/s8PSK 2/3QPSK 7/8QPSK 3/4QPSK 2/329.7 Mbauda(ROF 0.25)27.5 Mbauda(ROF 0.35)30.9 Mbauda(ROF 0.20)27.5 Mbauda(ROF 0.35)DVB-S2DVB-SDVB-S2DVB-SSATELITSKI EIRP 53.7 dBWSATELITSKI EIRP 51 dBWBroj HDkanalaBroj SD kanala Brzina prenosaModulacijaBrzina signaliz.Roll-Off faktor9DVB-S2Mone FEC (Forward Error Correction) tehnike zasnovane na LDPC (Low-Density Parity Check) kodovimairok opseg kodnih odnosa (od 1/4 do 9/10)eme modulacije - QPSK, 8PSK, 16APSK, 32APSK, sa 2 do 5 bit/s/Hz spektralnim efikasnostimaOblikovanje spektra sa roll-off faktorima 0.35, 0.25 i 0.20Fleksibilni adapter toka, pogodan za funkcionisanje sa jednim i viestrukim TS (Transport Stream) na istom nosiocu uz razliitu modulaciju i FEC Varijabilnio i adaptivno kodiranje i modulacija (VCM/ACM). Optimizovanje kodiranja i modulacije na nivou frejma. 10DVB-S2DVB-SDVB-DSNGDVB-S2FECReed-Solomon & ViterbiReed-Solomon & ViterbiLDPCFEC kodni odnosi0.46 0.810.46 0.810.25 - 0.9FEC PerformanseZa 2-2.5 dB boljeModulacijaBPSK, QPSKQPSK,8PSK,16QAMQPSK,8PSK,16APSK, 32APSKMax Spektralna Efikasnost1.613.224.44Veliina Bloka~ 32Kbit~ 32Kbit64Kbit , 16KbitRoll-off0.350.35, 0.250.35, 0.25, 0.20CCM/VCM/ACMCCMCCMVCM/ACM (za IP podatke)KompleksnostImplementacijeMalaSrednjaVrlo velikaAdaptacija tokaMPEGMPEGMPEG & programabilno11DVB-S2 modoviDVB-S2 - 3 standarda u jednom:Non-Backward kompatibilni mod (NBC mod)Backward kompatibilni mod (BC mod)Mod sa varijabilnim i adaptivnim kodiranjem i modulacijom

NBC mod Koristi sve S2 mogunostiQPSK, 8PSK, 16APSK i 32APSK konstelacijeKoristi LDPC blok kodiranje (64Kb veliina bloka)16 Kb veliina bloka kao opcija za mod sa malim kanjenjemKodni odnosi od 1/4 do 9/10.

12DVB-S2 modoviBC mod Prenos na jednom satelitskom kanalu dva TS-a (Transport Streams); Hijerarhijska QPSK HP (High Priority) DVB-S (QPSK) DVB-S LP (Low Priority) DVB-S2 (BPSK) DVB-S2Primjer: Uz QPSK se moe dodati 17Mb/s za nove DVB-S2 programe. (36Mhz transponder)

Neuniformna 8PSK konstelacijaHijerarhijska QPSK13DVB-S2 modoviMod sa varijabilnim i adaptivnim kodiranjem i modulacijom Kodiranje i modulacija se mogu mijenjati na nivou FEC bloka Mod se signalizira u header-u ispred svakog FEC blokaZa interaktivne i one-to-one aplikacije se koriste return kanali da bi se obezbijedila tana zatita kanala

14DVB-S2CCM (Constant Coding and Modulation) U svim frejmovima se koriste isti (fiksni) parametriVCM (Variable Coding and Modulation) Razliiti streamovi/servisi se kodiraju razliitim (fiksnim) parametrima na istom nosiocuACM (Adaptive Coding and Modulation) Svaki frejm se kodira sa sopstvnim setom parametara. Parametri se modifikuju dinamiki saglasno uslovima prijema za svaki prijemnik 15DTT Transmiteri (Viestruki TS, Nepromjenljivo kodiranje i modulacija - CCM)

DTTMUX1DTTMUX2

Transport Stream 1Transport Stream 212MERGERStreamAdapter

FECKoder

ModQPSKRate 5/6Nepromjenljivo Kodiranje & ModulacijaMode adapterDVB-S2 Modulator

SDSDSDSD16Example for utilization of S Vs. S2 modulation on 36 MHz transponders

Diferencirana zatita kanala (Varijabilno kodiranje i modulacija, viestruki TS - VCM)

MUX1MUX2

Transport Stream 1Transport Stream 212MERGERStreamAdapter

FECKoder

ModQPSKRate 3/416 APSKRate 3/4Mode adapterDVB-S2 Modulator

SDSDHDHD

17Example for utilization of S Vs. S2 modulation on 36 MHz transponders

Super GEONova generacija high-powered multi-spot-beam satelita ve sad omoguava da mobilni terminali budu slini izgledom sa mobilnim terminalima koji se koriste u terestikim celularnim mreama. Takoe, razvoj procesiranja na samom satelitu je smanjio potrebu za double-hop komunikaciju prilikom mobile-to-mobile veze. Ovo naravno znaajno smanjuje kanjenje na linkuOekuje se da e nekoliko geostacionarnih satelita sa navedenim karakteristikama biti lansirano. Korak naprijed bie i povezivanje ovakvih GEO satelita u jednu globalnu mreu inkorporiranjem inter-sateliske link (ISL) tehnologije. Ovakav scenario e omoguiti satelitskoj mrei da bude nezavisna od terestrike infrastruktureSuper GEOTakoe, statika priroda geostacionarnih satelita omoguava mnogo vie praktinijih reenja u komparaciji sa dinamikom prirodom negeostacionarnih satelita. Mogunost velikih brzina prenosa preko ISL, ekvivalentnih brzinama na jezgru terestrikih mrea uz pristup korisnika preko satelitskog linka je veoma atraktivan budui scenarioOsim toga vano je napomenuti da obzirom da e sateliti novih generacija imati vijek trajanja od 1520 godina nove satelitske platforme se moraju dizajnirati tako da budu fleksibilne u pogledu neophodnih izmjena. Imajui prethodno navedeno u vidu, u cilju optimalnog dizajna mree paljivo treba odrediti kompromis izmeu terestrike i satelitske tehnologijeHibridne konstelacije satelitaSvaki tip satelitskih orbita ima prednosti i mane u odnosu na ostale tipove. Na primjer, geostacionarna orbita se moe smatrati pogodnijom za pruanje servisa koji nisu preosjetljivi na propagaciono kanjenje i za pokrivanje veeg regionalnog podruja, dok su LEO orbite povoljnije za real-time servise. Lako je zakljuiti da je kombinacija vie orbita, tj. primjena hibridnih konstelacija efikasno reenje za odreene serviseNa primjer za Web browsing, koji se karakterie asimetrinom prirodom saobraaja na uplinku i downlinku, tj. znatno veim protokom na downlinku, LEO link (ili opciono terestriki link GPRS, UMTS i td) se moe koristiti za uplink, dok se GEO link moe koristiti za downlink. Ovaj scenario je prikazan na sledeoj slici.Hibridne konstelacije satelita

Hibridne konstelacije satelitaPostoji niz drugih varijanti. Na primjer, geostacionarni satelit, koji moe da pokrije veoma velika podruja, se moe primjenjivati za broadcast ili multicast servise dok se negeostacionarni sateliti mogu koristiti za unicast servise.Regionalno pokrivanje GEO satelita se moe proiriti sa konstelacijom negeostacionarnih satelita, pri emu je naravno neophodna cost-benefit analiza za procjenu da li bi cijena ovakve multi satelitske konstelacije bila opravdana sa stanovita poveanja inenziteta saobraajaMobilni irokopojasni satelitski servisiJedan od glavnih problema koje treba prevazii u mobilnim irokopojasnim satelitskim komunikacijam je problem slabljenja signala koji se javlja na frekvencijama predvienim za date servise (Ka opseg). Osim veeg slabljenja signala zbog pomjeranja ka viim frekvancijama znaajan je i uticaj odreenih hidrolokih parametara a posebno kie na datim frekvencijama. Kod fiksnih satelitskih komunikacija postoji vie metoda za smanjivanje uticaja kie: Uplink ili downlink kontrola snage; Adaptivna modulacija i kodiranje; Prostorni diversity za promjenu transmisionog puta izmeu Earth stanice i satelita, koji ukljuuje satelitski ili orbitalni diversity kao i diversity na bazi vie Earth stanica. Trenutno se neke od prethodno spomenutih tehnika mogu koristiti u mobilnim satelitskim komunikacijama, naroito adaptivna modulacija i mone tehnike kodiranja kao to su turbo kodovi

Mobilni irokopojasni satelitski servisiMobilni broadband satelitski servisi su posebno interesantni u aeronautikom sektoru, naroito u sluaju dugotrajnih inter-kontinentalnih letova, poto su satelitske komunikacije jedino dostupneNa ovakvim letovima, entertainment servisi kao i razni biznis servisi mogu da generiu veliki intenzitet saobraajaPotreba za telekomunikacionim servisima je izraena i na kraim letovima, pri emu su procjene da letovi koji traju oko 24 sata predstavljaju pravu ansu za mobilne broadband satelitske serviseKratki letovi do 1h su interesantni sa stanovita pruanja biznis servisaMobilni irokopojasni satelitski servisiJedan od benefita primjene mobilnih irokopojasnih satelitskih komunikacija u aeronautikom sektoru predsatvlja i to to je avion u najveem dijelu vremena iznad oblaka pa je slabljenje usled kie izbjegnuto u tom periodu leta. Takoe, line-of-sight signal se moe obezbijediti optimalnom lokacijom aeronautike anteneU pomorskom sektoru naroito sa pojavom nove generacije kruzera mobilni satelitski broadband entertainment i biznis servisi postaju veoma interesantni U ovom kontekstu treba rei da sateliti mogu imati vanu ulogu u informacionom drutvu 21og vijeka, omoguavajui telekomunikacione servise bilo gdje, na kopnu, u vazduhu ili na okeanuKonvergencija fiksnih i mobilnih servisaOsim konvergencije mobilnih i Internet tehnologija, vrlo znaajna je i konvergencija mobilnih i fiksnih tehnologijaDopunjavajui broadcasting sisteme se uskopojasnim uplinkom, novi interaktivni servisi se mogu pruiti u DVB (digital video broadcast) i DAB (digital audio broadcast) sistemima.Takav scenario se moe primijeniti u celularnim mreama demonstrirajui koncept konvergencije personalnih mobilnih komunikacija, Internet i broadcasting tehnologijaKonvergencija fiksnih i mobilnih servisaInteresantan je razvoj multimedijalnog koncepta za automobile, gdje mobilni korisnik moe pristupiti informativnim i entertainment servisima, ili jednim imenom infotainment servisima. Osim multimedijalnih servisa, servisi bazirani na lokaciji korisnika se mogu koristiti (navigacija, locirano multimedijalno pokrivanje i td). U ovakvom scenariju, korisnik zahtjeva odreeni servis preko lokalne celularne mree. Ovdje osim pokrivenosti celularnom mreom, postoji i DVB/DAB-S (satellite) cellularno pokrivanje datog podruja. Nakon prijem zahtjeva za DVB/DAB-S servis, zahtjevani podaci se enkapsuliraju i broadcastuju u datoj DVB/DAB-S eliji.Konvergencija fiksnih i mobilnih servisa

Scenario sa hibridnim direknim video broadcast servisomKonvergencija fiksnih i mobilnih servisaMogue je takoe primjena hibridnih konstelacija satelita. Inicijalni zahtjev za servisom se moe proslijediti negeostacionarim satelitom, dok se broadcast servis prua putem GEO satelita Od velikog znaaja za satelitske broadcast komunikacije je standardizacija DVB-RCS (DVB-return channel via satellite), koji omoguava korisnicima direktnu komunikaciju sa broadcast satelitskom mreom preko posebnog povratnog (return) kanalaOvo znatno pojednostavljuje mrenu arhitekturu i funkcije menadmenta mree poto se sva komunikacija obavlja u istoj mreiHigh Altitude Platforms

Platforma u stratosferi, 20 000 kmHigh Altitude Platforms (HAP)Prednosti:Pokrivanje bilo kojeg podruja se moe brzo obavitiBrzo pomjeranje i relociranjeU odreenom podruju pokrivanja mree se mogu smatrati lokalnimManji broj neophodnih komponenti mree kao i cijena izgradnje Za razliku od klasinih satelita ne postoji potreba za lansiranjem i posebnim vozilom za to, platforme se same kreu do odreene lokacije korienjem sopstvenih resursaVisoka margina linka se moe uspostaviti, omoguavajui penetraciju u zgradama Dostupne brzine prenosa su uporedive sa UMTS/IMT-2000 i IMT-AHigh Altitude Platforms (HAP)Prednosti:Veliki elevacioni ugao se moe postii omoguavajui line-of-sight signal u veini sluajeva. Samim tim antene sa veim dobitkom i uom irinom snopa se mogi koristiti za poboljanje margine linkaema pokrivanja je slina kao u sluaju klasinih celularnih mrea Relativno malo round-trip kanjenje, manje od 1 ms, pa se broadband interaktivni servisi mogu isporuivato sa dobrim QoS.Cijena pokrivanja odreenog podruja je znaajno manja nego u sluaju primjene klasinih terestrikih ili satelitski mrea to omoguava vrlo konkurentnu politiku cijena usluga High Altitude Platforms (HAP)Nesostaci:Pozicija platforme mora se paljivo odravati iznad odreene lokacije da bi se osiguralo fiksno pokrivanje podrujaStratosfera se karakterie snanim vjetrovima Platforme koje nemaju ljudsku posadu zahtjevaju periodino odravanje to zahtjeva vraanje na zemlju, tj. periodino dopunjavanje goriva, payload upgrad-ove itd. Ovo se moe obaviti tokom perioda sa malim intenzitetom saobraaja, zamjenjujui jednu platformu drugom, to ipak dovodi do odreenog prekida u isporuci servisa korisnicima. Platforme koje imaju ljudsku posadu funkcioniu u rotacionim smjenama.High Altitude Platforms

High Altitude Platforms

High Altitude Platforms