Systemy bezprzewodowe (wireless( systems) Systemy satelitarne Krzysztof Wlostowski e-mail: chrisk@ tele. pw. edu. pl pok. 467 tel. 234 7896 1
Systemy transmisyjne Podstawy Telekomunikacji PTT 2
Standardy lacznosci bezprzewodowej 3
Systemy bezprzewodowe Podstawy Telekomunikacji PTT Systemy bezprzewodowe - przeplywnosc i zasieg 4
Bluetooth 802.15 Standard dla sieci WPAN (Wireless Personal Area networks) Komunikacja na male odleglosci Nielicencjonowane pasmo - 2.45GHz Technologia: Spread Spectrum (Frequency-Hopping) Przeplywnosci do 700Kb/s, zasieg rzedu 10m 5
Wireless Local Area Networks (WLAN) Standard - 802.11 (Wi -Fi ) 802.11b 2.4GHz ( pasmo 80 MHz) Spread spectrum (DSSS) 1.6-10 Mb/s, zasieg ok. 150m 802.11a 5GH (300 MHz) OFDM 20-70 Mb/s 802.11g 2.4 GHz i 5 GHz OFDM do 54 Mb/s 6
WiMAX Worldwide Interoperability for Microwave Acces WiMAX to organizacja zrzeszajaca czolowe firmy rynku telekomunikacyjnego. Jej glównym celem jest promowanie standardów komunikacyjnych (np. IEEE 802.16) dla bezprzewodowych sieci MAN (Metropolitan Area Network). Wsród zalozycieli WiMAX sa m. in. Nokia, Fujitsu, Intel oraz Analog Devices 7
Wimax Podstawy Telekomunikacji PTT Standard 802.16 Przeznaczony dla sieci WMAN Alternatywa dla stosowanych technik dostepu szerokopasmowego, moze byc wykorzystany do polaczenia hot spot - ów 802.11 do Internetu Zasieg do 50km bez koniecznosci zapewnienia bezposredniej widocznosci (Line of Sight ) ze stacja bazowa Przepustowosc do 280Mbps (stacja bazowa) co umozliwia dolaczenie setek uzytkowników klasy biznes z przeplywnosciami T1/E1 i tysiecy uzytkowników domowych z przeplywnosciami DSL 8
Wimax Podstawy Telekomunikacji PTT Szybka bezprzewodowa transmisja miedzy wezlami sieci publiczny dostep do Internetu, dolaczenie hot-spotów 802.11 9
Wimax Podstawy Telekomunikacji PTT Modulacja i kodowanie w zaleznosci od warunków fizycznych 10
Wimax 802.16 Podstawy Telekomunikacji PTT 11
System y sat elitarne 12
Transmisja satelitarna Zalety transmisji satelitarnej: Duzy obszar pokrycia Zasieg globalny Szybka instalacja i rekonfiguracja systemu Dostepne tam gdzie brak infrastruktury naziemnej Transmisja rozsiewcza - broadcast/ multicast 13
Transmisja satelitarna Wady transmisji satelitarnej: Mala pojemnosc (w porównaniu ze swiatlowodami) Duze opóznienia w systemach GEO Wrazliwosc na warunki atmosferyczne Kosztowna inwestycja; dlugi czas zwrotu kapitalu 14
Zastosowania TV i radio lokalizacja i nawigacja (GPS) zastosowania militarne Telekomunikacyjne globalna lacznosc telefoniczna, takze z terminalami ruchomymi backbone dla sieci naziemnych dostep do Internetu lacznosc na terenach gdzie brak infrastruktury naziemnej 15
Rozwój komunikacji satelitarnej 2000 OBP systemy radiokomunikacji osobistej (On-Board Processing) systemy wielowiazkowe ISL (Intersatellite Links) cyfrowa TV (DVB ) SS-TDMA 30/20GHz sieci VSAT systemy wielowiazkowe (multibeam) TDMA/PSK 1980 transponder hopping 14/12 GHz CDMA/PSK systemy radiokomunikacji ruchomej Inmarsat 1965 FDMA/FM telefonia globalna wiazka 6/4 GHZ SCPC/FM TV System Technologia Techniki Transmisyjne Uslugi 16
Architektura systemu Podstawy Telekomunikacji PTT Satellite Control Station (TT&C) Downlinks Uplinks Space Segment Earth Station Ground Segment 17
Orbity satelitarne k o l o w e eliptyczne (np. Tundra, Molnia) orbity kolowe LEO ( Low Earth Orbit) - odl. od Ziemi 300-1600km MEO (Medium Earth Orbit) 10000-15000km GEO (Geostationary Orbit) 35786 km 18
Orbity satelitarne 19
Orbity satelitarne Podstawy Telekomunikacji PTT GEO zalety: - satelita nieruchomy z punktu widzenia obserwatora na Ziemi - pokryw a ok. 4 2 % powierzchni Ziemi w a d y : - duze tlumienie sygnalu na drodze Ziemia- satelita ( ok. 200dB) - duze opóznienie sygnalu (238-284ms) - nie pokrywa obszarów podbiegunowych LEO zalety: - duzo mniejsze tlumienie sygnalu w porównaniu z orbita GEO - male opóznienie sygnalu wady: - satelita znajduje sie w polu widzenia stacji naziemnej przez krótki czas wielokrotnie w ciagu doby - efekt Dopplera - potrzeba wiele satelitów do utrzymania nieprzerwanej lacznosci 20
Zakresy czestotliwosci Pasmo Uplink Downlink C 5, 9 2 5-6, 4 2 5 3, 7 0 0-4, 2 0 0 6 / 4 X 7, 9 0 0-8, 4 0 0 7, 2 5 0-7, 7 5 0 8 / 7 K u 1 4, 0 0 0-1 4, 5 0 0 1 0, 9 5 0-1 1, 2 0 0 1 4 / 1 1 1 1, 4 5 0-1 1, 7 0 0 K u 1 4, 0 0 0-1 4, 5 0 0 1 7, 3 0 0-1 8, 1 0 0 1 1, 7 0 0-1 2, 2 0 0 1 2, 2 0 0-1 2, 7 0 0 1 4 / 1 2 D B S K a 2 7, 5 0 0-3 0, 0 0 0 1 7, 7 0 0-2 0, 2 0 0 3 0 / 2 0 L 1,6265-1,6605 1,530-1,559 mobile transponder : typowe wartosci PASMO: 36 to 72 MHz EIRP 30 to 52 d B W 21
Transmisja satelitarna Funkcje realizowane przez satelite telekomunikacyjnego: odbiór sygnalów z okreslonego wzmocnienie odebranych konwersja transmisja sygnalów obszaru na Ziemi sygnalów czestotliwosci uplink do downlink do okreslonego obszaru na Ziemi 22
Segment satelitarny Transponder pasmo K U 14 GHz 12 GHz Amp Mixer Amp Antena odbiorcza Local Oscillator Antena nadawcza Uplink Downlink 23
Systemy satelitarne FSS Fixed Satellite Services (np. sieci VSAT) MSS Mobile Satellite Services (systemy Inmarsat) BSS Broadcasting Satellite Services ( TV, DVB..) RDSS Radiodetermination Satellite Services (GPS) 24
DVB-S System z pojedyncza nosna (single carrier) kompresja i multipleksacja sygnalów wg. standardu MPEG - 2 modulacja: QPSK korekcja bledów: - kod RS (kod zewnetrzny, 8% nadmiaru) - kod splotowy ( kod wewnetrzny) - przeplot Sprawnosc kodowanie dla kodu wewnetrznego moze byc zmieniana (3/4, 7/8) w zaleznosci od warunków transmisyjnych (przeplywnosc, moce nadawane,...). Przyklad: 36MHz transponder przeplywnosc wyniesie 39Mbit/s dla kodu splotowego o sprawnosci 3 / 4 25
DVB-RCS Source: MAINDATA 26
GPS Global Positioning System Satelitarny System nawigacyjny U.S. Department of Defence Opis systemu Segment satelitarny konstelacja 24 (21 czynnych plus t r z y zapasowe ) s a t e l i t ó w 6 orbit k o l o w y c h (kat inklinacji 55?), wysokos c orbity 20 183km, c z a s u obiegu satelity wok ó l Ziemi: 11 godzin 5 8 minut na k az dej z orbit (przesuni et y c h wzgle dem siebie o 6 0?) znajduj a s ie 4 satelty transmisja sygnal ó w: spread- spectrum (CDMA) 27
GPS 28
GPS Nadajnik GPS R c = 1 Mb/s C / A kod L 1 =1575.42 MHz Dane R b = 50 bit/s X BPSK Modulator S W.Cz R b = 50 bit/s X BPSK Modulator R c = 10 Mb/s P kod L 1 L 2 =1227.6 MHz Kod C/A (Coarse/Acquisition Code), okres powtarzania 1023 bity Kod P (Precision Code), okres powtarzania 2x10 14 bitów 29
GPS ODB sygnal z sat1 sygnal z sat2 synch. k o d u synch. k o d u synch. k o d u generator kodu X generator kodu X generator kodu t 3 t 1 synch. t 2 synch. synch. czas czas sygnal z sat3 synch. k o d u X generator kodu t 4 synch. czas sygnal z sat4 X czas sygnal odbierany z minimum 4 satelitów wzgledny pomiar czasów propagacji sygnalu z widzianych sateli tów (wzgledny pomiar odleglosci do widzianych satelitów) znajomosc polozenia satelitów w konstelacji GPS okreslenie pozycji 30
Satelitarne systemy radiokomunikacji ruchomej 31
Satelitarne systemy radiokomunikacji osobistej Podstawy Telekomunikacji PTT male LEO - Wykorzystuja czestotliwosci ponizej 1GHz (typ.150/138mhz) - Limitowane pasmo (? 2MHz) - M a s a? 5 0-2 0 0 k g - Wysokos c orbity < 2000km - Uslugi: krótkie wiadomos ci i nawigacja. Brak komunikacji g losowej. duz e nie-geo - Czestotliwosci powyzej 1 GHz (typ.1.6/2.5ghz, pasma L i S) - Wieksze pasmo (? 16MHz) - M a s a? 2 0 0-7 0 0 k g - Orbity: kolowe LEO i MEO - Uslugi: transmisja mowy i danych, nawigacja GEO - Czestotliwosci powyzej 1 GHz (typ.1.6/2.5ghz, pasma L i S) - Limitowane pasmo, systemy wielowiazkowe - M a s a? 4 0 0 0 k g - Wysokos c orbity: 35786km c powoduje duz e opóz nienia (? 250ms) - Uslugi: transmisja mowy i danych 32
Rynek satelitarny Prognozy: dochód w mld $ 33