Este artigo visa apresentar uma visão geral de um Satélite de Alto Rendimento High–throughput Satellite (HTS) para Serviços Fixos de Satélite (FSS) e Alta Densidade-FSS. O Satélite de Alta Produtividade (HTS) é um satélite de comunicações que fornece mais taxa de transferência do que um satélite FSS clássico. Os sistemas HTS oferecem avanços quânticos em relação às comunicações por satélite (pelo menos duas vezes ou mais), embora geralmente por um factor de 20 ou mais para a mesma quantidade de espectro orbital alocado, reduzindo significativamente o custo por bit.

Na arquitectura de um sistema HTS em comparação com sistemas anteriores é feita com base o uso de vários “feixes spot” para cobrir uma área de serviço desejada, em vez de único feixe amplo.

Esses feixes spot trazem um benefício duplo:

• Maior transmissão/Recebimento de ganho: devido à sua maior factividade e maior ganho, um feixe mais estreito resulta em maior potência (transmitida e recebida), e permite o uso de terminais de usuários menores o uso de modulações de ordem superior, alcançando assim uma maior taxa de transmissão de dados por unidade de espectro orbital.

• Reutilização de frequência: quando uma área de serviço desejada é coberta por vários feixes de ponto, vários feixes podem reutilizar a mesma faixa de frequência e polarização, aumentando a capacidade do sistema de satélite para uma determinada quantidade de banda de frequência alocada ao sistema.

O aumento significativo na capacidade é alcançado por uma reutilização de frequência de alto nível e tecnologia de feixe pontual que permite a reutilização de frequência em múltiplos feixes pontuais estreitamente focados (geralmente na ordem de centenas de quilômetros), como em redes de telefonia móvel, que definem as características técnicas dos satélites de alto rendimento. Em contraste, a tecnologia de satélite tradicional utiliza um único feixe amplo (geralmente da ordem de milhares de quilômetros) para cobrir regiões extensas ou mesmo continentes inteiros.

Além de uma grande quantidade de capacidade de largura de banda, os HTS são definidos pelo facto de que frequentemente, mas não exclusivamente, visam o mercado consumidor.

Feixe único amplo (satélite clássico) 

• O ganho da antena de satélite é delimita a largura de feixe;
• Para um satélite de órbita geoestacionária (GSO), a cobertura global implica uma largura de feixe de 3 dB de 17,5⁰ o que, por sua vez, implica um ganho de antena de cerca de 20 dB;
• Cada usuário deve estar equipado com uma antena de abertura relativamente grande para suportar uma alta taxa de tráfego;
• Alto custo e praticidade da implantação para o cliente. 

Múltiplos feixes pontuais ( HTS)  

• Alto ganho da antena devido a redução do angulo da abertura do feixe da antena, implica uma largura de feixe de 3 dB de 0,4∘ a 1,5∘ o que, por sua vez, implica um ganho de antena de muito superior a 20 dB;
• Usuário pode empregar uma antena de abertura pequena;
• Suporta a reutilização de frequências para diferentes feixes;
• Aumenta efetivamente a capacidade total do sistema;
• Baixo custo e praticidade da implantação para o cliente.

O HTS é implantado principalmente para fornecer serviços de acesso à Internet de banda larga (ponto a ponto) para regiões não atendidas ou subservientes por tecnologias terrestres onde podem fornecer serviços comparáveis aos serviços terrestres em termos de preços e largura de banda. Embora muitas plataformas HTS actuais tenham sido projectadas para atender ao mercado consumidor de banda larga, algumas também estão oferecendo serviços para mercados governamentais e corporativos, bem como para operadoras de rede celular terrestre que enfrentam crescente demanda por backhaul de banda larga para locais de células rurais. Para backhaul de telefonia móvel, o custo reduzido por bit de muitas plataformas HTS cria um modelo significativamente mais económico e favorável para operadores sem fio usar satélite para voz e backhaul de dados. Algumas plataformas HTS são projectadas principalmente para os sectores corporativo, de telecomunicações ou marítimos. Além disso, o HTS pode suportar aplicativos ponto a  ponto e até serviços de transmissão, como distribuição DTH (Direct to Home), para áreas geográficas relativamente pequenas atendidas por um único feixe spot.

Uma diferença fundamental entre os satélites HTS é o facto de que certos HTS estão ligados à infraestrutura terrestre através de um Feeder link usando um feixe de ponto regional ditando a localização de possíveis teleportes (Caso Angosat-2), enquanto outros satélites HTS permitem o uso de qualquer feixe spot para a localização dos teleportes. Neste último caso, os teleportes podem ser configurados em uma área mais ampla, pois as áreas de seus spotbeams cobrem continentes e regiões inteiras como é o caso dos satélites tradicionais.

O desafio ainda permanece para a próxima geração de sistemas, já que o tráfego IP quase dobra a cada dois ou três anos . Para seguir a tendência das redes terrestres em termos de taxas de pico de dados e custo de serviço e para lidar com as demandas económicas e técnicas do mercado, é necessário para melhorar ainda mais a capacidade dos sistemas de banda larga via satélite e para alcançar ou ir além do satélite Terabit / s (para se manter competitivo, o custo dos serviços de satélite deve diminuir drasticamente (custo / Mbps). Para atingir esse objetivo, o maneira lógica é aumentar a capacidade do satélite, aumentando a largura de banda utilizável e melhorando ainda mais o sistema espectral e a eficiência.

Autor:

Leonel Mateus André
Licenciado em Sistemas de Telecomunicações
Analista do Payload