Predavanje 24_ KomutacijaNaSatelitu

8/18/2019 Predavanje 24_ KomutacijaNaSatelitu

1/28

Prof.dr.sc. Tomislav Švedek

RADIORELEJNE ISATELITSKE KOMUNIKAIJE

Elektrotehnički fakultet

Osijek

Sveučilište J.J.

Strossmayera u

Osijeku


2/28

Predavanje 24/28 2

Komutacija i obrada signala satelita

Kombinacija kom!"aci#e $a sa"eli"! OBSS (on-board satellite switching ) i

!%ravl#a$#a !sm#ere$im radio s$o%ovima satelita omou!ava velikom broju"

malih i jeftinih mobilnih mo#ula i

fiksnih terminala

kom!$ikaci#! i i$"e&raci#! sa

komercijalnom ra#io#ifu$ijom i

interiranim ovornim% &o#atkovnim i vi#eo a&likacijama


3/28

Predavanje 24/28 3


Satelit sa OB (on board )

obra#om sinala% koji

koristi antenski ni$ sa

više sno&ova i ura'ene

sklo&ove komutacije.

k o m u t a c i j a

la$na

obra#a$la$na

obra#a

smjereni

sno&

smjereni

sno&

*ekonfiuracija i kontrola

komutacije obra#a

&+link

antenski

ni$

,o-n+link

antenskini$

$ona

Klaster $ona

OBSS (on board satellite

switching ) sustavi &rimjenjivi

su $a EO /EO i 0EO

konstelacije satelita.


4/28

Predavanje 24/28 4


Pred$os"i OBSS sustava"

ni1a cijena terminala" manje antene (snaa)% manje korisnik2$ona i br$ina &rijenosa

o#vojeni u&+ i #o-n+link (o#vojena o&timi$acija)"

3,0 $a 4S (streaming ) i 5B+S,6 $a je#nu $onu

,707+3,07 (demand assignment multiple access - time division multiple access) $a

$onu koja &ove$uje više $emaljskih &ostaja

4,07 $a tre!u $onu (koja je n&r. &o# jakom kišom ili stalnim fe#inom)

broj virtualnih s&ojeva smanjuje se sa 68 na 6 (broj korisnika)

fleksibilnost i rekonfiurabilnost kontrolnih memorija satelita i $emaljskih &ostaja

&ove!ana tolerancija na kvar ($amjenjuje se cijeli satelit% susje#na antena $amjenjuje

onu u kvaru).

unutar isto frekvencijsko &ojasa ve!i uku&ni ka&acitet satelitsko sustava


5/28

Predavanje 24/28 5


Prim#e$a OBSS sustava"

&ove$ivanje unutar mre1a% jeftini korisnički terminali male snae% fiksni i mobini

vi#eo konferencije

&ove$ivanje &oslovnih &rivatnih mre1a" /76% 076 (metropolitan)% 576(wide area)

usko&ojasni i široko&ojasni S,6

&ros&ajanje svih &retho#nih ve$a na i kro$ javnu telefonsku mre1u (936 + public

telephone network )

umre1avanje su&erračunala

&ros&ajanjana više ra$nih &rotokola

univer$alna osobna komunikacija (94+ universal personal communication)


6/28

Predavanje 24/28 6


'rs"e SS sustava"

rekonfiurabilna statička : komutacija (MSM + microwave switsh matrix ). 9rema vrstimulti&leksa &ostoje sateliti SS+:,07% SS+3,07 i SS+0:+3,07 (0:+ multifrequency ).

6ajčeš!i su SS+:,07 sateliti

rekonfiurabilna statička : komutacija sa reeneracijom i korekcijom rešaka (:E4)%

ali be$ obra#e u osnovnom &ojasu

komutacija u osnovnom o&seu s fiksnim ili skaču!im (skaniraju!im) usmjerenim ra#io

sno&ovima

br$a komutacija &aketa

fotonska komutacija u osnovnom &ojasu

komutacija orijentirana ka asinkronom &rijenosnom mo#u + 730


7/28

Predavanje 24/28 7


Reko$fi&!ra(il$a s"a"i)ka I* kom!"aci#a

6ajčeš!e se koristi *DMA $a u&+link (&otrebna manja snaa jer korisnik koristisamo #io frekvencijsko o&sea)% i TDMA $a #o-n+link (velike snae i br$ine&rijenosa% mala korisnička antena).

6a satelitu nema #emo#ulacije% niti korekcije reške.

Koriste se fiksni usmjereni sno&ovi (manje &rema ore% a više &rema #olje)

Stanice koriste je#an kanal &o &rijenosnom sinalu (S494 + single channel per

carrier ) + o#ovara malim br$inama &rijenosa (;< kbit2s)

:,07 nakon &ojačanja stvara 0% a nije &oo#an ni $a uslue s &romjenjivom

br$inom &rijenosa ⇒ 0:23,07 + više korisnika (terminala) koristi isti kanal

(vremenski &ro$or) 3,0 okvira% koji se &renosi na je#noj &rijenosnoj frekvenciji.


8/28

Predavanje 24/28 8


Reko$fi&!ra(il$a s"a"i)ka I* kom!"aci#a

smjereni

sno&

3ranslacija

*: na :

3ranslacija

: na *:

9rostorna komutacija

statička : komutacija

smjereni

sno&


9/28

Predavanje 24/28 9


Lo+e s"ra$e *DMA rekonfiurabilne statičke : komutacije"

&oteško!e #inamičke rekonfiuracije mre1e be$ ubitaka &o#ataka

&oteško!e u ra#u sa skaču!im usmjerenim sno&ovima

&oteško!e #ifu$ije više &rijenosnih (multiple carrier ) sinala na više o#re#išta

Komutacijom &reko 33=4 sinala $a telemetriju% &ra!enje i u&ravljanje u&ravlja"

lavna $emaljska &ostaja ili

$emaljski kontrolni centar mre1e (644 + network control center )


10/28

Predavanje 24/28 10


Re&e$era"iv$a I* kom!"aci#a

,o#atak je re&e$era"or &rije 0S0+a" #emo#ulacija : sinala%

#eko#iranje sa is&ravljanjem reške &rema na&rije# (:E4)

E,74 ko#iranje

mo#ulacija (kontinuirana 9SK + 49SK ili 0SK)

9re#nost re&e$era"ora je o#vajanje u&+link i #o-n+link" šumova%

fe#ina interferencija

#eko#iranje2ko#iranje na ra$nim br$inama &rijenosa

*eeneratorski ti& komutacije u$ sve &re#nost $a#r1ava i loše strane statičke :

komutacije>


11/28

Predavanje 24/28 11


I,ved(a re&e$era"iv$e i s"a"i)ke I* kom!"aci#e MSM "e-$olo&i#om

9roramabilna N ?N matrica komutacijskih

mo#ula"

#ual+ate a7s :E3% ili &asivni rekur$ivni s&re1nici (feritne je$re%

96 #io#e)

kom!"aci#ski mod!l


12/28

Predavanje 24/28 12


I,ved(a re&e$era"iv$e i s"a"i)ke I* kom!"aci#e MSM "e-$olo&i#om

9ou$#anost : komutacijske matrice ovisi o FR (failure rate) a7s :E3a ≈ 8@AC+D.

0o1e se &oboljšati"

#o#atnim re#un#antnim re#ovima i stu&cima matrice

#o#atnim &aralelnim N ? N &ločama

:E4 tehnikom $a kontrolne je#inice sklo&ke (&ou$#anost C%@@ $a C o#ina)


13/28

Predavanje 24/28 13


I,ved(a re&e$era"iv$e i s"a"i)ke I* kom!"aci#e o%"i)kim valovodima

9ove$ivanje klastera /EO satelita bu#u!nosti + i,rav$e me!sa"eli"ske o%"i)ke

ve,e br$ine nekoliko bit2s (be$ ne&otrebne &retvorbe o&tičkih u električke

sinale>). Osnova takve ve$e su o%"i)ki s%re/$ici"

O&tički komutacijski 8 ? 8 mo#ul

i$ve#en &omo!u o&tičko

s&re1nika

Električni sinal u&ravlja in#eksom loma% #akle koeficijentom s&re$anja. Br$ina komutacije je

#o CC ns% a &osti1e se i FC &s u&otrebom elektro#a s &utuju!im valoom.


14/28

Predavanje 24/28 14


I,ved(a re&e$era"iv$e i s"a"i)ke I* kom!"aci#e o%"i)kim valovodima

*a#i smanjenja 68 kom&leksnosti 0S0 komutacije s o&tičkim valovo#ima koriste se ra$ličite

konfiuracije. 6&r. N (N +)28 o&tičkih s&re1nika (N G ;) $a ; ? ; komutaciju.

Na#va/$i#e ma$e o&tičke : komutacije"

veličina sklo&ke oraničena veličinom su&strata

visoki uneseni ubici (fan-in) valovo#a

veliko &reslušavanje.


15/28

Predavanje 24/28 15


Kom!"aci#a ! os$ov$om o%se&! (najve!a mou!a fleksibilnost)


16/28

Predavanje 24/28 16


Kom!"aci#a ! os$ov$om o%se&!

Hemaljska &ostaja sa samo je#nim &rijenosnim sinalom mo1e"

&renositi sinal na mnoo o#re#išta &reko ra$nih 3,07 &ro$ora

#o o#re#išta #o!i sa ra$nim &rijenosnim sinalima% ra$nim br$inama &rijenosa i:E4a% ra$nim oblicima mo#ulacije (sve &rema fe#inu i ostalim uvjetima na

mjestu &rijema) be$ u&otrebe sustava sa više &rijenosnih sinala.

Komutacija u osnovnom o&seu mo1e biti orijentirana "

&rijenosu os$ov$o& "elefo$sko& kr!&a S (circuit service) + #jelotvorniji ko# rijetkerekonfiurabilnosti mre1e

&rijenosu %ake"a PS ( packet service) + #jelotvorniji ko# česte rekonfiuracije mre1e


17/28

Predavanje 24/28 17


Kom!"aci#a "elefo$sko& kr!&a ! os$ov$om %o#as!

lavni ti&ovi ove kateorije su"

vrijeme+&rostor+vrijeme (T-S-T time-space-time)

$aje#nička memorija (3+stu&anj)

#istribuirana memorija

br$i o&tičkim &rsten sa o&tičkim vlaknom


18/28

Predavanje 24/28 18


'ri#eme0%ros"or0vri#eme 1T-S-T time-space-time2 kom!"aci#ai$ #o-n+link

#emo#ulatora 3ime slot interchane (3S)

9rostorna

komutacija

ka 0O, sno&a

ka 0O, sno&a 8

ka 0O, sno&a N 2n

Konfiuriranje

sklo&ke i kontrola

o#2&rema $emaljskoj &ostaji

i$ #o-n+link

#emo#ulatora

nR b Ibit2s R b Ibit2s


19/28

Predavanje 24/28 19


'ri#eme0%ros"or0vri#eme 1T-S-T time-space-time2 kom!"aci#a

Ko$ce%"3 smanjenje kompleksnosti prostorne komutacije &re+

multi&leksiranjem n ula$nih je#inica &o#ataka (bajtova)% smanjuju!i broj ula$a i

i$la$a &rostorne komutacije

3S čita i$ 3+stu&nja

najmanje #vostruko

br1e o# u&isivanja u

taj stu&anj"

k ≥

8n+


20/28

Predavanje 24/28 20


'ri#eme0%ros"or0vri#eme 1T-S-T time-space-time2 kom!"aci#a

Prim#er3 N ! C8< % klasična komutacijska matrica" N ?N G C8< ? C8< sklo&ki.

&otrebom n G 8 vremenskih &ro$ora (slot ) (svaki $a &ohranu je#ne je#inice

&o#atka + bajt)% #obiva se k G8n G8F;% a veličina matrice N 2n ? N 2n G4 5 4 sklo%ki6

Kri"i)$i sklo%ovi ! i,ved(i s!3

0 br$ina &ristu&u memoriji

+ oraničenje br$ine vanjske linije br$inom u&isa i is&isa i$ 3+stu&nja


21/28

Predavanje 24/28 21


Memori#ska kom!"aci#a 1MS2

Na##ed$os"av$i#a i $a##efi"$i#a ar-i"ek"!ra3

$a trajanja je#no 3,0 okvira svi u&+link bajtovi &o#ataka &ohranjuju se u je#nu

#ulanu memoriju (3+#ata)

is"odo($o se &ohranjeni bajtovi %re"-od$o& 3,0 okvira usmjeravaju na

o#ovaraju!i i$la$ komutacije

Karakteristike su oraničene" br$inom sabirnice (0+memorija+,E0) ivremenom &ristu&a memoriji + oboje raste s &orastom ka&aciteta ($a ra$liku o# 3S3

memorije).


22/28

Predavanje 24/28 22


Memori#ska kom!"aci#a 1MS2

la$

" 3,0 okvira i$ ,E0

$la$

N 3,0 okvira ka 0O,

Lrlo br$e sabirbice


23/28

Predavanje 24/28 23


Kom!"aci#a sa dis"ri(!ira$om memori#om (,0S + distributed "S)

Ha &oboljšanje &ou$#anosti 0S arhitekture memorija je na i$la$noj strani

ra$bijena u N 3+stu&njeva.


24/28

Predavanje 24/28 24


7r,a kom!"aci#a %ake"a ! os$ov$om %o#as!

3+S+3% 0S i ,0S arhitekture mou &o#r1ati i &rijenos &aketa + u$ Mski#anjeN

$alavlja sa njihovim o#re#ištem i &ohranu tih &o#ataka u kontrolnu memoriju +

#o#atni sklo&ovi oraničavaju njihovu u&otrebu u &rijenosu &aketa.

7a$8a$ s9i"c- sa sor"erom

Sor"er rješava &roblem

ula$no i i$la$no

blokiranja.

,ruo rješenje je

u&otreba B6+a sa

o#vojnim stu&njem

(buffer )

Ha br$ine &rijenosa i$na# nekoliko bit2s &referira se samo+usmjeravaju!a

višestruka komutacija (self-routing multistage switch). 3i&ičan &re#stavnik"

7a$8a$ s9i"c- 17S2


25/28

Predavanje 24/28 25


Srce BS+a je Banyan mre1a B6 (#elta

mre1a)" &rimjer ; ? ; B6 sastoji se o#

lo8N G < stu&nja% svaki stu&anj o# N 28

manjih komutacijskih elemenata (8 ? 8

binarna sklo&ka).

Kontrolni bitovi (C ili ) &omi!u ula$ni

&aket &rema ornjem ili #onjem i$la$u

elementa>


26/28

Predavanje 24/28 26


*o"o$ska kom!"aci#a ! os$ov$om %o#as!

ltra br$a i efikasna komutacija $a mješoviti 4S i 9S &rijenos"

o&tički &rsten temeljen na 3,0u

o&tički token &rsten

5,0 + valni multi&leks (wave division multiplex )

O%"i)ka "e-$olo&i#a (vlakna% valovo#i% o&tički &rijenos kro$ slobo#an &rostor)&re#stavlja komutacijski me#ij širine frekvencijsko &ojasa re#a C8 bit2s G 3bit2s% koji

je oraničen br$inom obra#e ula$no i i$la$no sučelja i &otrebama sinkroni$acije

(#anašnja tehnoloija omou!ava C bit2s)


27/28

Predavanje 24/28 27


Kom!"aci#a %omo:! TDM o%"i)ko& %rs"e$a

Ula,$i %rocesor " o&tički transmiter%E,74 #eko#er% sastavljač &aketa%

#eskrembliranje% sinkroni$ator% ,E0

it#.

I,la,$i %rocesor " o&tički &rijemnik%mo#ulator% skrembler% E,74 ko#er%

&reslaivač &aketa% 0 it#.

$la$ni &rocesor &rima sve &akete je#no okvira (frame) &rstena% ali

&rocesira samo onaj usmjeren na

taj i$la$.


28/28

Predavanje 24/28 28


Kom!"aci#a %omo:! ;DMa

+ $vje$#asti s&re1nik (" o&tičkih ula$a ras&ore'uje na N o&tičkih i$la$a). Kontroler $vije$#e

oki#a &re#ajni i &rijemni laser iste valne #uljine + &rijenos &o#ataka

Documents

Predavanje 24_ KomutacijaNaSatelitu