Tesi - Definizione di Procedure di Validazione per la Rete Satellitare EUROSKYWAY a analisi della Prestazioni

TRAFFIC RESOURCES

MANAGER

CC RM

SwC

SWITCHING

FABRIC Connection

Connection Setup and

Setup and Switching Output

Management

Management

Input Stage Lines

Messages

Commands

Lines Insertion

Extraction and Switching

Filtering Matrix

Microcontroller

TLM/TLC

Figura 2.22 – Diagramma a blocchi del BBP. 48

Capitolo 2 La rete E S W

URO KY AY

Le sue principali funzioni sono:

- Switching delle celle.

- Estrazione delle richieste di risorse e dei comandi di connessione.

- Controllo di connessione, gestione delle risorse, controllo della commutazione, e

generazione dei messaggi di risposta.

- Generazione dei messaggi di risposta alle richieste ed ai comandi.

La funzione di (CC) si occupa di processare i comandi del NOC per il

Connection Control

set-up della connessione, la modifica ed il rilascio.

La funzione di (RM) implica la capacità del BBP di allocare e

Resources Management

riallocare dinamicamente le risorse ad ogni connessione in base alle richieste di Q.o.S..

La funzione di (SwC) si occupa della configurazione della matrice di

Switching Control

switching in accordo al processamento dei risultati delle funzioni di controllo di connessione e

gestione delle risorse.

Scendendo in dettaglio sul TRM, esso si occupa principalmente di:

- Dare supporto alla sincronizzazione dei terminali.

- Controllo della Connessione.

- Allocazione delle risorse di traffico.

- Controllo della commutazione.

- Supporto alla gestione della rete.

2.3.7 Segmento Terrestre

Il segmento terrestre in ESW comprende tutti i nodi di rete situati a terra, incluso il Centro di

Controllo del Satellite, generalmente considerato parte del segmento spaziale.

Il segmento terrestre può essere diviso in:

1) Segmento di Traffico.

2) Segmento di Controllo. 49

Capitolo 2 La rete E S W

URO KY AY

2.3.7.1 Segmento di traffico

Il segmento di traffico ESW fornisce servizi di comunicazione agli utenti della rete ESW.

Esso è costituito da vari tipi di terminali come mostrato in Figura 2.23.

Figura 2.23 – Tipi di terminali ESW.

I terminali ESW sono raggruppati in:

• Satellite User Terminals (SaT-A, -B,-C).

• Provider Terminals (PrT-A, -B).

• Gateway Terminals (GTW).

• Inter System Station (InSS).

Ciascun tipo di terminale è stato progettato per soddisfare le esigenze di una specifica classe

di utenti, come di seguito riportato:

, può trasmettere informazioni con un bit rate massimo di 160 Kbps e minimo di 16

SaT-A

Kbps; esso è particolarmente indicato per gli utenti individuali il cui principale obiettivo

da privilegiare è il costo del servizio.

, può trasmettere informazioni con un bit rate massimo di 2 Mbps e minimo di 16

SaT-C

Kbps; esso è particolarmente indicato per comunità di utenti che desiderano accedere

simultaneamente e velocemente alle risorse di rete. 50

Capitolo 2 La rete E S W

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, può trasmettere informazioni con un bit rate massimo di 512 kbps e minimo di 16

SaT-B

Kbps; esso è un ottimo compromesso tra le due precedenti soluzioni.

, permette alla rete ESW di inter-operare con le reti terrestri, aventi un protocollo

Gateway

di trasporto supportato da ESW, come ad esempio: N-ISDN, B-ISDN, IP, ecc.

: i terminali PrT-A possono raggiungere un rate massimo di

Service Provider Terminals

6.1 Mbps mentre i terminali PrT-B possono raggiungere un rate massimo di 32.7 Mbps;

tali terminali sono stati pensati per portare valore aggiunto ai , come ad

Service Providers

esempio Internet Service Providers o Video On Demand Providers.

, permettono di interconnettere un sistema ESW region con un altro

Inter System Stations

ESW region, con un’altra rete satellitare fornente servizi multimediali o con una dorsale

terrestre.

La capacità minima disponibile in downlink per i terminali ESW è di 32 Mbps.

Ciascun terminale ESW può inoltre essere suddiviso, dal punto di vista funzionale, nei

seguenti sottosistemi:

• : esso comprende un modulo di trasmissione (un convertitore di

Out Door Unit (ODU)

frequenza da IF alle frequenze di trasmissione ed un Solid State Power Amplifier), un

blocco che attenua il rumore a 20 GHz ed un’antenna. Il diametro dell’antenna è 0.7 m per

SaT-A, -B, 1.2 m per SaT-C, 1.8 m per PrT-A e 2.8 m per PrT-B/GTW.

• : esso comprende una (UIU) che riceve/trasmette

In Door Unit (IDU) User Interface Unit

dati digitali da/all’User Device ed una (NIU) che trasmette il

Network Interface Unit

segnale in IF all’ODU e riceve sia informazioni di traffico da altri end-point ESW

attraverso il satellite che informazioni di controllo dal TRM ed il NOC attraverso l’ODU.

• : è un cavo, avente una lunghezza massima fissata, che consente

Inter Facility Link (IFL)

di interconnettere l’ODU e l’IDU. L’IFL è costituita da cavi coassiali, linee di potenza e

cavi di controllo necessari per trasportare i seguenti segnali: segnali per il controllo e per il

monitoraggio dell’ODU, segnali fornenti potenza all’ODU, segnali in frequenza VHF,

segnali di traffico uplink IF, segnali di traffico downlink IF, ecc. 51

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2.3.7.2 Segmento di Controllo

Il segmento di controllo include tutte le funzionalità rivolte al controllo del Satellite e della

rete. E’ composto dai seguenti elementi.

• NOC, Network Operation Centre.

• MCS, Master Control Station.

• SOC, Satellite Operation Centre.

• TCR, Telemetry Command e Ranging station.

Il fornisce le funzioni di controllo e gestione della Rete

NOC, Network Operation Centre,

ESW. Tale centro è composto da quattro sottosistemi:

• : ha funzioni di controllo che sono ; in

Network Control Centre (NCC) time critical

particolare si occupa della gestione di: segnalazione ESW, canali di sincronizzazione,

localizzazione dei terminali, controllo delle connessioni e sicurezza per le informazioni di

traffico e segnalazione.

• : ha funzioni di controllo che sono ;

Network Management Centre (NMC) non time critical

in particolare si occupa della gestione di: malfunzionamenti della rete, configurazione

della rete, monitoraggio e controllo delle prestazioni e sicurezza.

• : raccoglie tutte le funzioni di gestione del Cliente in

Customer Care Centre (CCC) ;

particolare si occupa della gestione di: interfaccia utente, accredito, tariffazione e

contratti.

• : ha funzioni di controllo del Data Base distribuito

Data Base Control System (DBCS)

presente nel NOC; in particolare si occupa di gestire la distribuzione e la replicazione dei

dati e l'accesso al data base distribuito.

L’architettura del NOC è riportata in Figura 2.24. 52

Capitolo 2 La rete E S W

URO KY AY

satellite

ESW d

an

B

Ka

MCS DB

NCC

DBCS NOB SOC

External DB

D2 DB

NMC CCC

Public

Network Network OperationCentre

Backup NOC Figura 2.24 – Architettura del NOC ESW.

La , comprende tutto l’equipaggiamento IF/RF ed in Banda

MCS, Master Control Station

Base necessario per interfacciare le funzioni del NOC con il Traffic Resources Manager a

bordo del satellite.

La MCS è costituita da due distinti sottosistemi:

1) , comprendente l'antenna e tutta la catena IF/RF di ricetrasmissione;

Out Door Unit (ODU)

, che include modem, apparato di banda base e interfacce.

2) In Door Unit (IDU)

I due sottosistemi sono interconnessi attraverso una .

Inter Facility Link (IFL)

La MCS comunica con il NOC attraverso un sottosistema dedicato di comunicazione. La

MCS è costituita dai seguenti principali moduli: modulo Baseband, M&C, Modem, modulo

IF/RF, Antenna e modulo di tracking e per finire moduli di temporizzazione.

Il è responsabile di di monitorare e controllare l’intero

SOC, Satellite Operation Centre,

satellite, incluso il , è costituito dalle seguenti componenti:

payload 53

Capitolo 2 La rete E S W

URO KY AY

• : si occupa di elaborare ed archiviare dati telemetrici, di

Satellite Control Centre

individuare anomalie e generare allarmi, di monitorare e controllare le stazioni di

, di distribuire il clock agli altri sottosistemi.

Telemetry Command and Ranging

• : ha il compito di monitorare e controllare il Payload.

Payload Operation Centre

• (IOT) e (CSM) : lo IOT ha

In Orbit Test Communication Spectrum Monitoring Manager

lo scopo di testare i trasponders a bordo una volta che il satellite è stato lanciato ed ha

raggiunto la sua posizione in orbita, per garantire le prestazioni nominali all'inizio della

missione; inoltre dovrà effettuare le operazioni di manutenzione.

Si ha inoltre il è un’infrastruttura di comunicazione che

Network Operation Backbone (NOB)

connette gli elementi del SOC e permette al SOC di dialogare con il NOC.

Sono previste due stazioni , geograficamente separate,

TCR, telemetry command e ranging

per migliorare la determinazione dell’orbita. Le stazioni TCR operano in banda K .

u

Le principali componenti installate nel TT&C sono: ed equipaggiamento

Antenna RF

(Antenna completamente movibile, dispositivo di tracking, LNA, convertitori RF, Test Loop

Translator (TLT), switch RF, ecc.) ed equipaggiamento (matrice di commutazione

Baseband

Downlink IF, processori TC e Base-band TM, modem, router, ecc.). 54

Capitolo 4 Definizione di una Strategia di Validazione per EuroSkyWay

55

Capitolo 4 Definizione di una Strategia di Validazione per EuroSkyWay

Capitolo 3

IL DIMOSTRATORE DI EUROSKYWAY 56

Capitolo 4 Definizione di una Strategia di Validazione per EuroSkyWay

3. I D E S W

L IMOSTRATORE DI URO KY AY

Dopo aver descritto, seppur a grandi linee, la rete

satellitare a larga banda EuroSkyWay, sia dal punto di vista

architetturale sia da quello protocollare, In questo capitolo, si

può cominciare ad entrare nel vivo dell’attività svolta durante

la tesi, descrivendo in dettaglio il Dimostratore che sarà lo

strumento per effettuare l’attività di validazione del sistema

satellitare in questione.

Al fine di poter essere un utile strumento ai fini proposti è

di essenziale importanza che l’ambiente del dimostratore sia

conforme al sistema reale che deve emulare.

Pertanto tutti e sei i componenti del Dimostratore, che si

vedranno in dettaglio nei successivi paragrafi, dovranno

emulare gli aspetti e le capacità principali di ogni sottosistema

della rete satellitare ESW, in maniera da fornire risultati utili

sul comportamento della rete. 57

Capitolo 4 Definizione di una Strategia di Validazione per EuroSkyWay

3.1 G

ENERALIT&Agra