LE RETI SATELLITARI

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LE RETI SATELLITARI

• MORENA CARCAVALE

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INTODUZIONE
INTODUZIONE
..Un po di storia
..Un po di storia

• Le sempre maggiori richieste di banda da
  parte degli utenti collegati in rete hanno
  evidenziato i problemi della realizzazione di un
  cablaggio a banda larga che collegasse tutti i
  possibili utenti. Le principali problematiche
  connesse ad una diffusione della rete a banda
  larga risultano essere

• - costo proibitivo
• 
  - impossibilità di una totale
  copertura su base geografica
• 
  - disagi per la popolazione se
  effettuato in zone densamente popolate
• 
  - costo elevato se effettuato
  in aree scarsamente popolate (zone rurali)
• 
  - capacità di banda praticamente
  fissata all'atto del cablaggio
• 
  - complessità eccessiva per realizzare
  trasmissioni broadcast
• -
  impossibilità di coprire le esigenze dei clienti
  mobili

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• Per eliminare queste problematiche è stata
  realizzata l'idea dell'integrazione fra cablaggio
  e uso di reti wireless, in particolare con
  utilizzo della tecnologia SATELLITARE.
• I PRIMI ESPERIMENTI..
• Come primo esperimento di rete satellitare
  furono i palloni metereologici metallizzati senza
  però riscontrare un grande successo.
• In un secondo momento , invece, a partire da
  esperimenti della NASA, di far riflettere i
  segnali da un satellite già presente in orbitala
  lunaquesto avveniva verso la fine degli anni
  cinquanta.
• Tutto ciò ha dato il primo impulso allo
  sviluppo dei sistemi di comunicazione satellitare
  che hanno avuto il proprio successo ufficiale nel
  1962, con il lancio del primo satellite
  artificiale per telecomunicazioni.

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• I satelliti di prima generazione sono quelli
  cosidetti bent-pipe, cioè tubo curvato, che
  creano quindi, un semplice canale non rettilineo
  fra due stazioni a terra. La loro funzione è
  esclusivamente quella di ripetitori di microonde
  diversi trasponditori in entrata che
  ritrasmettono il segnale su unaltra frequenza
  per evitare interferenza con il segnale in
  arrivo.

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• Oggi i nuovi satelliti consentono
  comunicazioni
• bidirezionali ad alta velocità.
• Inoltre, grazie al sistema OBP, si potrà
  garantire la connessione diretta tra tutti i
  terminali (connettività a rete magliata a singolo
  "hop") evitando così l'uso di stazioni di accesso
  a costo elevato .

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.Ricapitolando

• Palloni metereologici
• Esperimenti NASA
• Primi satelliti artificiali
• Bent-pipe
• Satelliti bidirezionali con sistema OBP

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LE FUNZIONI E I VANTAGGI.

• Con i satelliti è possibile trasmettere
  qualsiasi forma di messaggio dati, televisione,
  messaggi vocali. Ed è possibile comunicare tra
  due qualsiasi punti della Terra. Uno dei nodi più
  importanti della rete globale di comunicazione
  via satellite si trova in Italia, nella Piana del
  Fucino (in provincia dell'Aquila) ed è gestito
  dalla società Nuova Telespazio.
• Una vasta gamma di servizi di comunicazione
  voce/dati/video può essere trasmessa tramite gli
  standard DVB/MPEG e DVB-RCS.Le nuove reti
  satellitari sono rivolte agli Operatori
  Satellitari, agli Operatori di Telecomunicazioni
  e ai Service Providers e offrono connessioni
  Internet ad alta velocità ed alta qualità, TV
  interattiva e Reti Private Virtuali
• La nuova generazione di satelliti porterà i
  seguenti vantaggi
• Alta velocità
• Collegamento bidirezionale
• Accesso diretto al satellite
• Qualità del servizio garantita e gestita dall
  Operatore
• Copertura dell'Europa e Bacino del Mediterraneo

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COSE UNA RETE SATELLITARE?

• Tra le possibilità di rete che esistono, cè
  quella satellitare.
• Questa rete adopera per la comunicazione il
  Satellite, che si trova in orbita, che non è
  altro che un ripetitore di microonde che riceve
  il segnale ad una certa frequenza, lo amplifica e
  lo ritrasmette ad unaltra frequenza, sempre però
  su uno stesso canale. Tutto questo per non avere
  il problema delle interferenze, perché se sta
  arrivando un segnale su una banda di frequenza,
  mentre questo è già occupato, accade che ci siano
  interferenze tra i due segnali. Il segnale che
  viene trasmesso può essere diffuso in broadcast,
  per tutta la rete, oppure può coprire solo una
  determinata area e se nella rete broadcast è
  richiesta la segretezza nella trasmissione si può
  ricorrere all uso della crittografia.

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(No Transcript)
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• Le comunicazioni satellitari viaggiano su
  frequenze molto elevate dette quindi (microonde),
  però i maggiori problemi a cui si va incontro
  sono la perdita della maggior parte del segnale a
  causa della grande distanza che intercorre tra
  una stazione terrestre e lorbita in cui cè il
  satellite.

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TIPOLOGIE DI RETI SATELLITARI

• Reti ibride
• Una rete ibrida è quella rete che
  consente la circolazione di un flusso di dati per
  mezzo di tecnologie differenti telefonia
  satellitare, terrestre o mobile, in modo
  trasparente. Dato che ciascuna tecnologia
  presenta caratteristiche differenti, è necessario
  considerare un protocollo di trasmissione
  standard.
• Lutilità di questo tipo di reti diventa
  particolarmente evidente se esaminiamo il
  funzionamento dellARR (Automatic-Repeat-Request)
  in una comunicazione satellitare. Il ricevente
  deve sollecitare la ritrasmissione di un
  pacchetto di dati ma invece di adoperare un caro
  e lento collegamento satellitare, con un rete di
  tipo ibrido, il dispositivo ricevente invia la
  richiesta per la ri-trasmissione per mezzo di un
  collegamento terrestre, con risparmio in termini
  di tempo e di costo della trasmissione.Protocollo
  maggiormente utilizzato in tutto il mondo è il
  TCP/IP.

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(No Transcript)
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SISTEMI SATELLITARI

• ATM
• Due sono le grandi qualità che rendono lATM
  (Asynchronous Transfer Mode) una tecnologia
  ottimale per limpiego sui sistemi satellitari e
  reti ibride. In primo luogo, vi è lasincronia
  della stessa tecnologia. E in secondo, bisogna
  sottolineare la possibilità di variazione della
  velocità di trasmissione. Vi sono, però, degli
  inconvenienti, derivanti soprattutto dai problemi
  di congestione e di feedback in aree di copertura
  eccessivamente grandi.

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• SATIN
• Lobiettivo di SATIN è la creazione di una
  rete, in grado di incorporare reti di
  comunicazione locali, in aree metropolitane o
  grandi, RDSI a banda larga, AIN (Advanced
  Intelligent Networks), e PCS (Personal
  Communication Services), via ATM su satellite, in
  modo totalmente trasparente per lutente.

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• VSAT
• VSAT oggi indica le moderne unità di
  comunicazione satellitare palmare, tra cui i
  telefoni GPS, Inmarsat, ma anche altri servizi di
  telecomunicazioni satellitare mediante terminale
  mobile.

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• Classi orbitali
• GEO
• I satelliti di notevole importanza sono
  iGEOSINCRONI o Geostazionari,che ruotano alla
  stessa velocità della Terra e rimangono in una
  posizione stazionaria, fissa, rispetto ai
  trasmettitori e ricevitori delle stazioni
  terrestri.
• Quindi il satellite sembra rimanere
  fisso in quanto ruota insieme alla terra con lo
  stesso periodo di rotazione, coprendo sempre una
  stessa area. Per ottenere questo effetto è
  necessaria una distanza di circa 35800 Km dalla
  superficie della terra su un piano passante per
  lequatore. Laltitudine del satellite approssima
  la lunghezza della circonferenza terrestre. La
  distanza dei satelliti in orbita geostazionaria
  causa però una delle maggiori restrizioni delle
  comunicazioni satellitari. I segnali radio
  trasmessi verso un satellite viaggiano alla
  velocità della luce (300.000 Km/s) a quella
  velocità essi impiegano approssimativamente 125
  millisecondi per raggiungere il satellite ed
  altrettanti per ritornare sulla terra. Questo
  ritardo complessivo di 250 millisecondi (un
  quarto di secondo) nella propagazione del segnale
  è molte volte superiore al ritardo per un segnale
  trasmesso attraverso qualunque altro link
  terrestre.

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• MEO
• I satelliti MEO (Medium Earth Orbit) orbitano
  ad una distanza di 10.000-12.000 Km rispetto alla
  superficie terrestre ed il tempo impiegato per
  compiere unorbita completa sale a circa 6 ore.
  In questo caso larea di copertura di ogni
  satellite è molto più estesa e per garantire la
  copertura globale ad ogni istante bastano 10 - 12
  satelliti.

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• LEO
• I satelliti LEO (Low Earth Orbit), orbitano
  ad unaltitudine di 500-2.000 chilometri dalla
  terra con un tempo di orbita di circa 100 minuti.
  La comunicazione da terra con un singolo
  satellite orbitante è possibile solo per circa 10
  minuti, dopo i quali un altro satellite deve
  provvedere allinterconnessione. In altri termini
  un'area terrestre non è sempre illuminata dallo
  stesso fascio dello stesso satellite. Così per
  assicurare la copertura in ogni momento ed in
  ogni luogo sono necessarie costellazioni di 25 -
  75 satelliti.

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LIVELLO FISICO

• La banda usata per le trasmissioni
  satellitari può essere utilizzata per un unica
  comunicazione o suddivisa in più canali con la
  tecnica FDM o TDM
• FDM divide l intera banda in bande di
  frequenza fissate.
• TDM assegna slot di tempo alle varie
  stazioni che devono trasmettere.
• Un esempio è lACTS(Advanced Communication
  Technology Satellite) che usa 4 canali TDM
  indipendenti, ogni slot di ogni canale permette
  di trasportare 64bit e di utilizzare un canale
  vocale di 64kbps. Se il numero delle stazioni è
  piccolo i canali o gli slot possono essere
  allocati in maniera statica o dinamica.
• Lassegnazione dinamica avviene quando si
  tratta di un canale multiaccesso, ovvero si deve
  cercare di diminuire il problema dellaccesso
  contemporaneo di più stazioni ad un unico canale,
  soprattutto per quanto riguarda il canale di
  salita.
• Infatti solo in questa situazione, quando
  si effettua una trasmissione verso il satellite,
  cè la possibilità di collisioni allinterno
  dello stesso slot, dato che il canale di discesa
  ha come solo mittente il satellite.

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• LACTS propone due metodi per lallocazione
  degli slot
• Laccesso alla rete satellitare lo si fa usando
  laloha slot,le stazioni competono per avere gli
  slot,e quando una trasmissione ha successo alla
  stazione viene assegnato lo slot.
• Si può utilizzare il metodo a prenotazione in cui
  ogni frame contiene uno slot suddiviso in vari
  sottoslot, quando una stazione vuole trasmettere
  prova a farlo in un sottoslot, se riesce la
  comunicazione si prenota lo slot successivo.

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IRIDIUM

• Successivamente avvenne la volta di Iridium,
  primo sistema di comunicazione globale per la
  telefonia mobile lanciato nel 1998. Gli
  apparecchi commercializzati compatibili con il
  sistema Iridium erano inizialmente due, entrambi
  dual mode (cellulare/satellitare) e prodotti
  rispettivamente da Motorola e Kyocera.
• Il prodotto offerto permetteva di
  comunicare mediante servizi di voce, data-fax
  (limitati a 2400bps) e messaggi. I clienti del
  consorzio dovevano essere dotati di un costoso
  telefono dual mode ad ogni chiamata, il telefono
  provava a connettersi alla rete Gsm locale. Se ne
  trovava una abilitata (in Italia, per esempio,
  quella Tim), vi si connetteva - il cliente doveva
  pagare delle salate tariffe di roaming.
  Altrimenti si connetteva alla rete satellitare di
  Iridium, pagando tariffe ancora più alte circa
  10.000 lire al minuto per telefonate alla rete
  fissa o mobile.
• Ma nel marzo 2000 il consorzio Iridium
  dichiarò bancarotta e il giorno 17 cessò
  ufficialmente il servizio. Troppo costoso?
  Sovrastima dei possibili clienti? Cattive scelte
  manageriali? Un po tutti e tre i motivi. 
• Gli impianti e la tecnologia Iridium furono
  acquistati dalla società Iridium Satellite LLC,
  che si prefissò di ridurre i costi in modo
  drastico e di fornire un servizio di grande
  qualità tecnica.

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• La copertura globale della rete IRIDIUM
  viene fornita da una costellazione di 66
  satelliti a bassa quota (780 Km dalla superficie
  terrestre) eliminando il ritardo tipico dei
  satelliti geostazionari. I satelliti sono
  posizionati su 6 piani orbitali ed ogni piano
  orbitale contiene 11 satelliti operativi ed 1
  satellite di riserva.
• La progettazione della rete è stata
  effettuata da Motorola, che ha creato nel 1989 la
  Motorola Satellite Communications Division
  (SATCOM) con sede a Chandler in Arizona,
  appositamente per sviluppare questo progetto.
  Allinterno dello stabilimento SATCOM sono
  sistemati
• lIridium Satellite Control Facility (per il
  controllo e la gestione dei satelliti da terra
  nella fase di test)
• lAntenna Compound (area chiusa contenente
  lantenna di grosse dimensioni)
• lIntegration and Test Laboratory (in cui vengono
  testati lhardware, il software ed ogni
  componente del sistema Iridium)
• il Satellite Manufacturing Centre (centro in cui
  vengono assemblati i satelliti).

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• ....Negli ultimi anni sono stati presentati altri
  progetti di reti radiomobili satellitari, tutti
  con un numero inferiore di satelliti e senza
  cross-link tra questi. Ogni satellite di Iridium,
  a differenza delle altre reti satellitari in cui
  i satelliti fungono da semplici ripetitori, non
  sarà collegato solo con le stazioni di terra e
  con i terminali mobili, ma sarà interconnesso
  anche con altri 4 satelliti, formando un vero e
  proprio network.

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TARIFFE TELEFONIA SATELLITARE
Collegamenti in uscita a Zona 1 Zona 2 Zona 3
da        
Zona 1   2,85 2,85 2,85
Zona 2   2,85 2,85 2,85
Zona 3   4,67 4,67 2,85
         
Collegamenti in entrata        
    6,00 6,00 6,00
         
SMS Inviare Ricevere    
Zona 1 0,38 0,00    
Zona 2 0,66 0,00    
Zona 3 0,66 0,00    
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INTERNET SATELLITARE

• La soddisfacente richiesta di unottimale
  navigazione in internet è stata garantita dalle
  prestazioni del satellite.  
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• Il mezzo satellitare permette una risposta
  rapida ed universale per la connettività ad alta
  velocità.
• Cè da ricordare che le trasmissioni
  satellitari vengono utilizzate anche per il
  collegamento via Internet.
• Per questo bisogna installare unantenna
  parabolica e collegare al computer un modem
  satellitare.In questo campo, il primo servizio
  satellitare offerto è stato quello della società
  NetSystem (FreeAdsl),funziona in modo
  unidirezionalelutente riceve tutte le
  informazioni dal satellite, ma per inviare
  informazioni può farlo usando la semplice linea
  telefonica.
• Esistono però anche connessioni
  bidirezionali, molto più costose dellADSL, ma
  utili nelle zone in cui non è utilizzabile
  lADSL.
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