enlaces via satélite
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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
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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
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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...
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Polarizao da Portadora
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Continua...
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Polarizao da Portadora
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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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Polarizao da Portadora
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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...
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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
46
Bandas C e C Estendida
-
5/24/2018 Enlaces via Sat lite
47/149
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
47
Banda Ku e Ku Estendida
-
5/24/2018 Enlaces via Sat lite
48/149
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
48
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
-
5/24/2018 Enlaces via Sat lite
49/149
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
49
Posies Orbitais Brasileiras em Banda KuEspaamento de 2 graus
-
5/24/2018 Enlaces via Sat lite
50/149
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
-
5/24/2018 Enlaces via Sat lite
51/149
2. Segmento Espacial
51
Segmento Espacial
-
5/24/2018 Enlaces via Sat lite
52/149
SEGMENTO ESPACIAL
UP-LINK DOWN-LINK
DOWN-LINK UP-LINK
52
Transponders
-
5/24/2018 Enlaces via Sat lite
53/149
TRANSPONDER1
TRANSPONDER2
Antena de Recepo Antena de Transmisso
TRANSPONDERN
53
Diagrama em Blocos de um Transponder
-
5/24/2018 Enlaces via Sat lite
54/149
RECEIVER( LNA )
CONVERSORDE
FREQUNCIA
TRANSMISSORDE
POTNCIA
( HPA )
TRANSPONDER
UP - LINK DOWN - LINK
54
Conceito de Transponder
-
5/24/2018 Enlaces via Sat lite
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
-
5/24/2018 Enlaces via Sat lite
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
-
5/24/2018 Enlaces via Sat lite
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
Plano de frequncias de transponders de banda C
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
-
5/24/2018 Enlaces via Sat lite
58/149
Plano de frequncias de transponders de banda C
58
Transponders - 3 Gerao Star One - Banda Ku - C1 e C2
Plano de frequncias de transponders de banda Ku
-
5/24/2018 Enlaces via Sat lite
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
-
5/24/2018 Enlaces via Sat lite
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
-
5/24/2018 Enlaces via Sat lite
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
-
5/24/2018 Enlaces via Sat lite
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 B3B3 PosioPosio 75W
Satlite BrasilsatBrasilsat B4B4 PosioPosio 84 W
Satlite BrasilsatBrasilsat B2B2 PosioPosio 92W
62
116,8W113W
Satlites Estrangeiros Autorizados a Operar no BrasilSatlites Estrangeiros Autorizados a Operar no BrasilMercado de SatlitesMercado de Satlites
-
5/24/2018 Enlaces via Sat lite
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
-
5/24/2018 Enlaces via Sat lite
64/149
64
-
5/24/2018 Enlaces via Sat lite
65/149
3. Segmento Terrestre
65
Segmento Terrestre
-
5/24/2018 Enlaces via Sat lite
66/149
UP-LINK DOWN-LINK
DOWN-LINK UP-LINK
SEGMENTO TERRESTRE
66
Diagrama em Blocos de Estaes Terrenas
-
5/24/2018 Enlaces via Sat lite
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
-
5/24/2018 Enlaces via Sat lite
68/149
Modem
Amplificador
AmplificadorDe
Potncia
ConversorDe
Subida
Conversor
O
MT
Baixo rudo
Descida
68
Estao Terrena Lado TX - Diagrama Funcional
-
5/24/2018 Enlaces via Sat lite
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
-
5/24/2018 Enlaces via Sat lite
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
-
5/24/2018 Enlaces via Sat lite
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
-
5/24/2018 Enlaces via Sat lite
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
-
5/24/2018 Enlaces via Sat lite
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
-
5/24/2018 Enlaces via Sat lite
74/149
TPC - TurboProduct Code
74
Exemplo de Especificaes de um Modem (1)
-
5/24/2018 Enlaces via Sat lite
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)
-
5/24/2018 Enlaces via Sat lite
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
-
5/24/2018 Enlaces via Sat lite
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
-
5/24/2018 Enlaces via Sat lite
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
-
5/24/2018 Enlaces via Sat lite
79/149
Diagrama interno tpico de umSSPA
79
Amplificador de Potncia - Interno
-
5/24/2018 Enlaces via Sat lite
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
-
5/24/2018 Enlaces via Sat lite
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
-
5/24/2018 Enlaces via Sat lite
82/149
82
Configuraes Tpicas dos Amplificadores de Baixo Rudo
-
5/24/2018 Enlaces via Sat lite
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
-
5/24/2018 Enlaces via Sat lite
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
-
5/24/2018 Enlaces via Sat lite
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
-
5/24/2018 Enlaces via Sat lite
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
-
5/24/2018 Enlaces via Sat lite
87/149
FOCAL POINT CASSEGRAIN
OFF-SET GREGORIANA
87
Principais Tipos de Feeds (alimentadores)
-
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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
-
5/24/2018 Enlaces via Sat lite
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LNBTRF (filtro rejeita-transmisso)
Sada RX polarizao H
Entrada TX polarizao V
Guia de Onda Flexivel OMT Feed
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Exemplos de Fabricantes de Antenas
-
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Confirmar quais modelos de cada fabricante possuem a certificao ANATEL vlida
90
-
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4. Parmetros Envolvidos noClculo do enlace
91
1. Taxa de informao requerida Rb em bit/s
Clculo do Enlace Parmetros Envolvidos
-
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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
-
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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
-
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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
-
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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
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Anlise terica em escritrio
Ri l id
Estudo de Interferncias
-
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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
Imperfeies no Enlace
Imperfeies no Enlace
-
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Imperfeies no Enlace- No Up-Link- No Transponder
- o own- n
C Up-LinkNo
C TransponderIMo
UL
C Down-LinkNo
DL
Continua...
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CC X
Clculo de Enlace (Link Budget)
-
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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
-
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5. Equao do Lance deSubida
99
R
EIRP S (B)R S :
G/T T (B/2)
Lance de Subida(Up-Link)
-
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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;
-
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; 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);
-
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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
-
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( / )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)
-
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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:
-
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(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
-
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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:
-
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(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
-
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108
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6. Equao do Lance deDescida
109
EIRP de Descida (dBW) depende de:
Lance de Descida (Down-Link)
Tx
-
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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
-
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( )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
-
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(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:
-
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(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
-
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114
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7. Intermodulao
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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)
-
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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
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117
Produtos da Intermodulao
-
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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
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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
-
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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)
-
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-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)
-
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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)
-
5/24/2018 Enlaces via Sat lite
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g
darelativaapotenc
iaSi
Potnciades
Potncia de entrada relativa a potencia Single Carrier(dB)
123
Razo entre Portadora e Intermodulao
-
5/24/2018 Enlaces via Sat lite
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124
Ordens de Intermodulao
-
5/24/2018 Enlaces via Sat lite
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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
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5/24/2018 Enlaces via Sat lite
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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
-
5/24/2018 Enlaces via Sat lite
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Fonte: ESTHan oo
IntelsatCaptulo 9
127
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5/24/2018 Enlaces via Sat lite
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128
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5/24/2018 Enlaces via Sat lite
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8. Fenmenos de Propagao
129
A interferncia solar duraaproximadamente 5 diase ocorre nos perodos dealinhamento do satlite
A Interferncia Solar
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5/24/2018 Enlaces via Sat lite
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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
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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
-
5/24/2018 Enlaces via Sat lite
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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.
-
5/24/2018 Enlaces via Sat lite
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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
-
5/24/2018 Enlaces via Sat lite
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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
(/
)
-
5/24/2018 Enlaces via Sat lite
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
-
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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
Dimensionamento das Estaes Terrenas
-
5/24/2018 Enlaces via Sat lite
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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?
Dimensionamento das Estaes Terrenas
-
5/24/2018 Enlaces via Sat lite
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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
-
5/24/2018 Enlaces via Sat lite
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10. Anexos Tcnicos
139
Especificaes e Modelos
MODEMS
ANTENAS
-
5/24/2018 Enlaces via Sat lite
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AMPLIFICADORES DE BAIXO RUDO
AMPLIFICADORES DE POTNCIA
140
-
5/24/2018 Enlaces via Sat lite
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11. A UNISAT
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QUEM SOMOS?
A Empresa
ano e marca a un a o a
-
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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
.
-
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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
-
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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
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PECPrograma de Educao
Continuada
CSECursos e Seminrios
CPECursos e Palestras Especficas
PEFPrograma Especial de
Formao de profissionais CTMCapacitao Tcnica e
Mercadolgica
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Base de Clientes - Exemplos
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12. Resumo Profissionaldos Instrutores
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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,
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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.
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JOS RAIMUNDO CRISTOVAM NASCIMENTO
PAULO DE TARSO MACHADO BASTOS
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