redes satélites diogo henriques nº17140 milton godinho nº18074 luís sousa nº18825
TRANSCRIPT
![Page 1: Redes Satélites Diogo Henriques nº17140 Milton Godinho nº18074 Luís Sousa nº18825](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/552fc101497959413d8bd6ae/html5/thumbnails/1.jpg)
Redes Satélites Redes Satélites
Diogo Henriques nº17140Diogo Henriques nº17140Milton Godinho nº18074Milton Godinho nº18074
Luís Sousa nº18825Luís Sousa nº18825
![Page 2: Redes Satélites Diogo Henriques nº17140 Milton Godinho nº18074 Luís Sousa nº18825](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/552fc101497959413d8bd6ae/html5/thumbnails/2.jpg)
Historial dos Satélites
• O primeiro satélite a ser lançado no espaço foi o Sputnik, em Outubro de 1957.
• O primeiro satélite comercial entrou em órbita em 1965.
• Hoje, os satélites são meios de comunicação extremamente importantes e transmitem quase todas as emissões televisivas entre os diferentes países, e um terço das chamadas telefónicas internacionais.
![Page 3: Redes Satélites Diogo Henriques nº17140 Milton Godinho nº18074 Luís Sousa nº18825](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/552fc101497959413d8bd6ae/html5/thumbnails/3.jpg)
Historial dos Satélites• 1945 Arthur C. Clarke Article: "Extra-Terrestrial Relays" • 1955 John R. Pierce Article: "Orbital Radio Relays" • 1956 First Trans-Atlantic Telephone Cable: TAT-1 • 1957 Sputnik: Russia launches the first earth satellite. • 1960 1st Successful DELTA Launch Vehicle • 1960 AT&T applies to FCC for experimental satellite communications license • 1961 Formal start of TELSTAR, RELAY, and SYNCOM Programs • 1962 TELSTAR and RELAY launched • 1962 Communications Satellite Act (U.S.) • 1963 SYNCOM launched • 1964 INTELSAT formed • 1965 COMSAT's EARLY BIRD: 1st commercial communications satellite • 1969 INTELSAT-III series provides global coverage • 1972 ANIK: 1st Domestic Communications Satellite (Canada) • 1974 WESTAR: 1st U.S. Domestic Communications Satellite • 1975 INTELSAT-IVA: 1st use of dual-polarization • 1975 RCA SATCOM: 1st operational body-stabilized comm. satellite • 1976 MARISAT: 1st mobile communications satellite • 1976 PALAPA: 3rd country (Indonesia) to launch domestic comm. satellite • 1979 INMARSAT formed. • 1988 TAT-8: 1st Fiber-Optic Trans-Atlantic telephone cable
![Page 4: Redes Satélites Diogo Henriques nº17140 Milton Godinho nº18074 Luís Sousa nº18825](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/552fc101497959413d8bd6ae/html5/thumbnails/4.jpg)
Tipos de Satélites Existem três tipos de satélites que por sua vez se encontram em três órbitas distintas:
• LEO: (Low Earth Orbit) abaixo dos 2000 km;• MEO: (Medium Earth Orbit) entre 5000 km e 15000 km;• HEO: (High Earth Orbit) a partir de 20000 km (onde se incluem os satélites
geoestacionários – GEO).
Abaixo dos 200 km não é tecnicamente possível a manutenção de um satélite, devido ao seu baixo tempo de vida por deterioração e aquecimento.A necessidade de motores e combustível nos satélites para correcção de órbita limita ainda o seu tempo de vida.
O tempo de vida médio dos satélites LEO e MEO é da ordem dos 7-10 anos, sendo dos GEO da ordem dos 15-20 anos.
![Page 5: Redes Satélites Diogo Henriques nº17140 Milton Godinho nº18074 Luís Sousa nº18825](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/552fc101497959413d8bd6ae/html5/thumbnails/5.jpg)
Tipos de Satélites Existem duas zonas de elevada radiação – cinturas de Van Hallen –
às distâncias da Terra de 1500-5000 km e 13000-20000 km. A radiação existente nestas zonas deteriora fortemente o equipamento dos satélites, sendo zonas onde se evita a colocação de satélites em órbita.
![Page 6: Redes Satélites Diogo Henriques nº17140 Milton Godinho nº18074 Luís Sousa nº18825](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/552fc101497959413d8bd6ae/html5/thumbnails/6.jpg)
Tipos de Satélites Há três categorias nas quais se encaixam todos os sistemas de comunicação móvel
via satélite. A primeira se refere aos satélites de órbita geossíncrona (GEO - Geostationary Earth Orbit). Esses satélites parecem estar parados para um observador na terra. Os satélites de órbita média (MEO - Medium Earth Orbit) e os de órbita baixa (LEO - Low Earth Orbit) estão mais próximos da superfície da terra e para que se mantenham nessa órbita necessitam viajar a uma velocidade superior à de rotação da terra, não possuindo, portanto, cobertura fixa.
Tipo Altitude Footprint Banda (GHz) Atraso
GEO ~35781Km 34% 20 a 30 (Ka)
11 a 17 (Ku) 4 a 8 (C)
0.25s
MEO 13000Km a
10000Km ~24% 1 a 3 (L) 0.09s a 0.07s
LEO 1390Km a
755Km 5% a 2.5% 20 a 30 (Ka)
1 a 3 (L) 0.8
0.01s a 0.005s
![Page 7: Redes Satélites Diogo Henriques nº17140 Milton Godinho nº18074 Luís Sousa nº18825](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/552fc101497959413d8bd6ae/html5/thumbnails/7.jpg)
Tipos de Satélites A cobertura dos satélites Um satélite cobre apenas uma área limitada da Terra em cada momento. A
emissão do satélite forma um cone semelhante a um feixe de luz de uma tocha, e esta é a área de cobertura do satélite. Quanto mais afastado o satélite estiver da Terra, maior é a sua área de cobertura. Para cobrir toda a Terra são necessários, pelos menos, 4 satélites GEO, 12 satélites MEO e 50 satélites LEO.
![Page 8: Redes Satélites Diogo Henriques nº17140 Milton Godinho nº18074 Luís Sousa nº18825](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/552fc101497959413d8bd6ae/html5/thumbnails/8.jpg)
Satélites Geo• Orbita circular paralela com o equador.• Visto da terra satélite aparenta ter posição fixa.• Tem a mesma velocidade angular que a da terra.• A sua altitude é de 35786 km.• Cobre aproximadamente 1/3 da terra (basta 3 para cobrir a terra)• Completa uma volta em 24 horas• A orbita é chamada Clarke Belt em honra de Arthur C Clarke por ter
descoberto em 1945 a possibilidade teórica• A comunicação envolvendo satélites é sempre feita através da linha de vista.• O sinal recebido no satélite é chamado uplink• O sinal enviado do satélite é chamado downlink• O uplink e o downlink usam frequências diferentes para evitar interferências
entre as ligações
![Page 9: Redes Satélites Diogo Henriques nº17140 Milton Godinho nº18074 Luís Sousa nº18825](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/552fc101497959413d8bd6ae/html5/thumbnails/9.jpg)
Satélites Geo• O sinal recebido, "uplink", é amplificado e reenviado de volta ("downlink") numa
frequência inferior por meios electrónicos incorporados é chamado transponder.
• São utilizadas as seguintes larguras de banda 36MHz, 54MHz e 72MHz separadas por 4MHz ("guardband").
• A "oposição de fase" e o deslocamento (+- 50% da largura de banda) são utilizadas para poder reutilizar as frequências sem interferências.
• O downlink pode ser feito utilizando um feixe global o que permite cobrir 40% da superfície da terra ou/e através de um feixe localizado permitindo assim cobrir uma pequena área.
• Os feixes podem ser direccionais através de acesso remoto.
• O padrão que o feixe faz na superfície da terra é chamado "footprint".
• O padrão é obtido através de EIRP (effective isotropic radiated power) que é expresso em dbW (dicibel obove one watt).
![Page 10: Redes Satélites Diogo Henriques nº17140 Milton Godinho nº18074 Luís Sousa nº18825](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/552fc101497959413d8bd6ae/html5/thumbnails/10.jpg)
Satélites Geo• Por meio do “footprint” e de uma equação (link budgets) obtém-se a
largura do prato da parabólica necessária.
• As frequências das microondas são definidas por instituições internacionais.
• Existem varias gamas de frequências a L,S,C,X (militar) e K (inclui Ku e Ka).
• “point to multi-point distribution” é responsável por distribuir TV nas nossas casas. • O primeiro satélite comercial foi construído com o objectivo de aumentar a área de cobertura das torres de comunicação dos telefones.• Como as torres utilizavam a banda C o satélite também a utilizou.• O satélite pode ser visto como um simples mas potente repetidor no céu.• É muito utilizado na meteorologia.
![Page 11: Redes Satélites Diogo Henriques nº17140 Milton Godinho nº18074 Luís Sousa nº18825](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/552fc101497959413d8bd6ae/html5/thumbnails/11.jpg)
Satélites MeoIntermediate Circular Orbits (ICO) ou Medium Earth Orbits (MEO)
• Este tipo de satélites formam orbitas circulares de 10.000km com período de cerca de 6 horas.
• O tempo máximo que um satélite consegue cobrir no mesmo ponto da terra é na ordem de alguma horas.
• Um sistema global de comunicação usando este tipo de orbita requer somente um pequeno numero de satélites em 2 ou 3 orbitas para fazer a cobertura total do globo.
• O sistema de satélites MEO opera num modo similar ao do sistema LEO.
• Contudo, comparando com o sistema LEO, a transferência de informação de um satélite para outro é menos frequente, e o atraso de propagação e o espaço livre perdido é maior.
![Page 12: Redes Satélites Diogo Henriques nº17140 Milton Godinho nº18074 Luís Sousa nº18825](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/552fc101497959413d8bd6ae/html5/thumbnails/12.jpg)
Satélites Meo• O sistema global de posicionamento (GPS) é um grande exemplo da
utilização do sistema MEO. É um sistema que se baseia na triangulação usando satélites e computadores para nos dar a indicação da nossa posição no planeta. Permite em terra, mar e em pleno voo determinar a sua posição tridimensionalmente, sua velocidade, e tempo, 24 horas por dia, em qualquer estado de tempo e em qualquer local do mundo.
• Cada satélite pesa 844 kilos e tem um tempo de vida de 7,5 anos e tem aproximadamente o tamanho de uma carrinha, com os painéis solares abertos faz uma cobertura de 7,2 metros quadrados.
• O satélite tem dois relógios e três baterias que fornecem energia durante os eclipses.
![Page 13: Redes Satélites Diogo Henriques nº17140 Milton Godinho nº18074 Luís Sousa nº18825](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/552fc101497959413d8bd6ae/html5/thumbnails/13.jpg)
Satélites Leo(LEO - Low Earth Orbit)
• A comunicação utilizada tem que ser dinâmica, da forma a obter o mínimo atraso possível.
• Como os satélites não são estacionários é necessário implementar “handover”.• Uma das formas de handover é utilizar routeamento terrestre como é o caso do
Iridium.• A comunicação pode ser feita de satélite para satélite ou de satélite para terminal em
terra e vice-versa• Esta comunicação é feita nos dois sentidos (dúplex).• Os pacotes transmitidos tem tamanhos fixos.• Cada um dos pacotes contem um cabeçalho que contem o endereço de destino,
controlo de erros, verificação de integridade, dados (voz, vídeo e dados).• Existe um algoritmo de optimização do atraso no envio pacotes.• A escolha do satélite com menor atraso é escolhido pelo terminal de forma
independente.
![Page 14: Redes Satélites Diogo Henriques nº17140 Milton Godinho nº18074 Luís Sousa nº18825](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/552fc101497959413d8bd6ae/html5/thumbnails/14.jpg)
Satélites Leo• Os pacotes não seguem um caminho fixo.• No terminal de destino existe um buffer que organiza os pacotes de forma a
minimizar o atraso.• Os leo tem de ser capazes de lidar com o efeito de Doppler.• Arrastamento atmosférico provoca desvio na orbita e por consequência a
longevidade (5 a 8 anos).• Uma vantagem dos satélites leo consiste no seu baixo custo de lançamento,
pois como as dimensões são bastante mais reduzidas que os geo, num lançamento podem ser envidados vários satélites.
![Page 15: Redes Satélites Diogo Henriques nº17140 Milton Godinho nº18074 Luís Sousa nº18825](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/552fc101497959413d8bd6ae/html5/thumbnails/15.jpg)
Satélites HeoHighly Elliptical Orbits (HEO)
• Os satélites tipo HEO são um caso especifico dos GEO. Estes satélites servem para cobrir áreas que os satélites GEO não cobrem, como a área dos pólos.
• A orbita dos HEO foram inicialmente exploradas pelos Russos que a usaram para providenciar a comunicação com as suas regiões mais a norte, não cobertas pelos satélites GEO.
• Funcionam a uma altitude de cerca de 50,000 km.• A sua orbita é elíptica e varia entre 8 e 24 horas.
![Page 16: Redes Satélites Diogo Henriques nº17140 Milton Godinho nº18074 Luís Sousa nº18825](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/552fc101497959413d8bd6ae/html5/thumbnails/16.jpg)
Comunicações Móveis por Satélite – Arquitectura
base stationor gateway
Inter Satellite Link (ISL)
Mobile User Link (MUL) Gateway Link
(GWL)
footprint
small cells (spotbeams)
User data
PSTNISDN GSM
GWL
MUL
PSTN: Public Switched Telephone Network
Sistema típico:
![Page 17: Redes Satélites Diogo Henriques nº17140 Milton Godinho nº18074 Luís Sousa nº18825](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/552fc101497959413d8bd6ae/html5/thumbnails/17.jpg)
Comunicações Móveis por Satélite – ArquitecturaElementos constituintes:1) Gateways / Base Station
• Estação terrestre constituída por : - GOCC (Ground Operations Control Center): gere as constelações dos satélites dos operadores, ou seja, monitoriza a posição dos satélites e as suas órbitas, fornecendo serviços de telemetria e comando para a constelação. - SOCC (Satellite Operations Control Center): é o responsável pelo
controlo e planeamento do uso dos recursos dos satélites pelas gateways, estando assim interligado com o SOCC.
• Cada estação pertence e é gerida por cada operador;• Recebe transmissões dos satélites com o intuito de processar as chamadas e encaminhá-las para a rede de destino terrestre;• Uma gateway pode servir mais do que um país;• É constituída por:
- 3 a 4 antenas;- Estação de comutação;- Estação de operação e controlo;
• Efectuam a integração com as redes fixas ou móveis terrestres utilizando interfaces T1/E1.
![Page 18: Redes Satélites Diogo Henriques nº17140 Milton Godinho nº18074 Luís Sousa nº18825](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/552fc101497959413d8bd6ae/html5/thumbnails/18.jpg)
Comunicações Móveis por Satélite – ArquitecturaElementos constituintes:
2) Satélite
![Page 19: Redes Satélites Diogo Henriques nº17140 Milton Godinho nº18074 Luís Sousa nº18825](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/552fc101497959413d8bd6ae/html5/thumbnails/19.jpg)
Comunicações Móveis por Satélite – ArquitecturaExemplo do estabelecimento de uma chamada:
1) Processo de aquisição - é responsável pelo estabelecimento de comunicação entre o utilizador e o satélite;
![Page 20: Redes Satélites Diogo Henriques nº17140 Milton Godinho nº18074 Luís Sousa nº18825](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/552fc101497959413d8bd6ae/html5/thumbnails/20.jpg)
Comunicações Móveis por Satélite – ArquitecturaExemplo do estabelecimento de uma chamada:
2) Processo de acesso
2.1) Determinação da localização do destinatário - a central terrestre, depois de receber informação do satélite, faz uso de um algoritmo que permite a localização do destinatário;
2.2) Aprovação de acesso - nesta fase dá-se o contacto entre a central à qual o destinatário está conectado e a central servidora,
que determina se o acesso com o utilizador desejado é permitido;
![Page 21: Redes Satélites Diogo Henriques nº17140 Milton Godinho nº18074 Luís Sousa nº18825](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/552fc101497959413d8bd6ae/html5/thumbnails/21.jpg)
Comunicações Móveis por Satélite – ArquitecturaExemplo do estabelecimento de uma chamada:
3) Processo de registo – etapa na qual o terminal móvel por satélite comunica
ao sistema a sua localização. Concluídas as fases anteriores obtém-se um canal
de tráfego e a identificação da central, que permite a satisfação do serviço solicitado.
Nota: Este sistema pode suportar chamadas de terminal móvel por satélite para rede fixa ou móvel terrestre e vice-versa.
![Page 22: Redes Satélites Diogo Henriques nº17140 Milton Godinho nº18074 Luís Sousa nº18825](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/552fc101497959413d8bd6ae/html5/thumbnails/22.jpg)
Comunicações Móveis por Satélite – Acesso
Técnicas de Acesso:
FDMA (Frequency Division Multiple Acess)
• A largura de banda total disponível é subdividida de forma a que cada utilizador transmite na parte da banda que lhe foi atribuída;
• Permite que vários utilizadores acedam ao transpositor do satélite ao mesmo tempo;
TDMA (Time Division Multiple Acess)
• Os utilizadores transmitem (recebem) um de cada vez sequencialmente;
• O espectro disponível é dividido em intervalos de tempo de tal forma
que cada utilizador possa transmitir ou receber durante o intervalo de tempo que lhe foi reservado;
CDMA (Code Division Multiple Acess)
• Utilizadores transmitem todos ao mesmo tempo, em banda espalhada;
• Cada estação transmite com um código próprio;
• Receptores recebem o sinal em banda espalhada e extraem a
informação que lhes é destinada usando o respectivo código;
![Page 23: Redes Satélites Diogo Henriques nº17140 Milton Godinho nº18074 Luís Sousa nº18825](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/552fc101497959413d8bd6ae/html5/thumbnails/23.jpg)
Comunicações Móveis por Satélite – Handover
Tipos de Handover:
Intra Satellite Handover• Ocorre quando um utilizador se move de um spotbeam de um satélite para outro
spotbeam do mesmo satélite;• Esta situação ocorre uma vez que um satélite cria vários spotbeams dentro do seu footprint;• O mesmo caso acontece quando o satélite se move.
Inter Satellite Handover• No caso de um utilizador se ter movido de um footprint para outro, ou quando o
movimento do satélite provoca essa mesma situação, pode ser considerado hard-handover;• Ou soft-handover no caso de a conexão anterior e a nova conexão estarem activas em
simultâneo, situação só possivel em sistemas CDMA;• Pode também ocorrer entre satélites que suportem Inter Satellite Link;
Gateway Handover• Situação em que o satélite e o utilizador móvel possuem bom contacto, mas o satélite e a
gateway não possuem, tendo o satélite que procurar outra gateway.
Inter System Handover• Handover utilizado quando um dado utilizador que possua um terminal que suporte tanto a comunicação por satélite como a comunicação móvel terrestre, possa comutar para a rede que
em dado momento passou a estar disponível.
![Page 24: Redes Satélites Diogo Henriques nº17140 Milton Godinho nº18074 Luís Sousa nº18825](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/552fc101497959413d8bd6ae/html5/thumbnails/24.jpg)
Comunicações Móveis por Satélite – Segurança
Globalstar
Para garantir a segurança da comunicação a Globalstar tem 3 aparelhos
de encriptação disponíveis:
• Encriptação de voz; CopyTele DCS-1400
• Encriptação de dados; Mykotronx KIV-7HSB
• Encriptação de voz e de dados; CopyTele DCS-1200
![Page 25: Redes Satélites Diogo Henriques nº17140 Milton Godinho nº18074 Luís Sousa nº18825](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/552fc101497959413d8bd6ae/html5/thumbnails/25.jpg)
Comunicações Móveis por Satélite – Operadores
Iridium Globalstar ICO
Nº Satélites 66+6 48+4 10+2
Altitude (Km) 780 1414 10390
Cobertura global ±70º latitude global
Frequências
(GHz)
Terminal 1.616 – 1.626Down 2.4835 – 2.5
Up 1.61 – 1.6265
Down 2.17- 2.20
Up 1.98 -2.01
GatewayDown 19.4 -19.6
Up 29.1 – 29.3
Down 5.091 5.250
Up 6.875 – 7.055
Down 7
Up 5.2
ISL 23.18 – 23.38 ------------- -------------
Método de Acesso FDMA / TDMA CDMA FDMA / TDMA
ISL (inter sat. link) Sim Não Não
Taxa de Transferência 2.4 Kbit/s 9.6 Kbit/s 4.8 Kbit/s
Tempo de Vida (anos) 5 - 8 7.5 12
Custo Estimado 4.4 B$ 2.9 B$ 4.5 B$
![Page 26: Redes Satélites Diogo Henriques nº17140 Milton Godinho nº18074 Luís Sousa nº18825](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/552fc101497959413d8bd6ae/html5/thumbnails/26.jpg)
Comunicações Móveis por Satélite – Serviços
Globalstar• Voz;• Voice Mail;• Reencaminhamento de chamdas;• SMS (short message service);• Acesso à Internet pelo terminal;• GPS (Global Positioning Sistem);• Soluções pré-pagas;
Iridium• Voz;• Acesso à Internet pelo terminal;• Paging;• Soluções pré-pagas;
ICO• Voz;• Dados;• Acesso à internet pelo terminal;• Fax (quando existe cobertura GSM);
![Page 27: Redes Satélites Diogo Henriques nº17140 Milton Godinho nº18074 Luís Sousa nº18825](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/552fc101497959413d8bd6ae/html5/thumbnails/27.jpg)
TCP CONGESTION CONTROL• TCP é um protocolo de janela deslizante que permite o emissor
transmitir um determinando numero de segmentos antes de receber um ACK.
• Cada segmento é marcado com um número sequencial para identificar a sua ordem.
• É sempre enviado um ACK do segmento de maior numero ordenado chegado.
• Se o pacote chega fora de ordem é reorganizado e é enviado um ACK duplicado do segmento de numero maior e não do acabado de chegar.
• Este comportamento vai permitir detectar segmentos perdidos.• a detecção de segmentos perdidos é deduzida a partir de um ACK
não recebido passado um determinado tempo.• Quando o segmento é dado como perdido dá-se um RTO
(retransmission timeout) e o segmento terá de ser reenviado.
![Page 28: Redes Satélites Diogo Henriques nº17140 Milton Godinho nº18074 Luís Sousa nº18825](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/552fc101497959413d8bd6ae/html5/thumbnails/28.jpg)
TCP CONGESTION CONTROL
• É um conjunto de algoritmos que tenta prever um RTO e antes de acontecer baixa a taxa de transmissão.
• Existe dois tipos de janelas a do congestionamento do emissor (CWnd) e a do "Slow Start Threshold" (SSThresh).
• Exitem 4 algoritmos "slow start", "congestion avoidance", "fast retransmit" and "fast recovery“.
![Page 29: Redes Satélites Diogo Henriques nº17140 Milton Godinho nº18074 Luís Sousa nº18825](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/552fc101497959413d8bd6ae/html5/thumbnails/29.jpg)
TCP: Controlo Congestionamento
• controlo fim-a-fim (não há assistência da rede)• taxa de transmissão é limitada pelo tamanho da janela, Congwin, sobre os
segmentos:
• w segmentos, cada um com MSS bytes enviados em um RTT:
vazão = w * MSS
RTT Bytes/seg
Congwin
![Page 30: Redes Satélites Diogo Henriques nº17140 Milton Godinho nº18074 Luís Sousa nº18825](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/552fc101497959413d8bd6ae/html5/thumbnails/30.jpg)
• duas “fases””
– slow start
– congestion avoidance
• variáveis importantes:– Congwin– threshold: define o
limite entre a fase slow start e a fase congestion avoidance
• “teste” para reconhecer a taxa possível:
– idealmente: transmitir tão rápido quanto possível (Congwin tão grande quanto possível) sem perdas
– aumentar Congwin até que ocorra perda (congestionamento)
– perda: diminuir Congwin, então ir testando (aumentando) outra vez
TCP: Controlo Congestionamento
![Page 31: Redes Satélites Diogo Henriques nº17140 Milton Godinho nº18074 Luís Sousa nº18825](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/552fc101497959413d8bd6ae/html5/thumbnails/31.jpg)
TCP Slowstart
• aumento exponencial (por RTT) no tamanho da janela
• evento de perda : temporização (Tahoe TCP) e/ou 3 ACKs duplicados (Reno TCP)
initializar: Congwin = 1para (cada segmento reconhecido Congwin++até (evento perda OU CongWin > threshold)
algoritmo SlowstartHost A
one segment
RTT
Host B
tempo
two segments
four segments
![Page 32: Redes Satélites Diogo Henriques nº17140 Milton Godinho nº18074 Luís Sousa nº18825](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/552fc101497959413d8bd6ae/html5/thumbnails/32.jpg)
TCP: Congestion Avoidance
/* acabou slowstart */ /* Congwin > threshold */Até (evento perda) { cada w segmentos reconhecidos: Congwin++ }threshold = Congwin/2Congwin = 1realiza slowstart
Congestion avoidance
1
1: TCP Reno passa a fase slowstart (recuperaçaõ rápida)após três ACKs duplicados
![Page 33: Redes Satélites Diogo Henriques nº17140 Milton Godinho nº18074 Luís Sousa nº18825](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/552fc101497959413d8bd6ae/html5/thumbnails/33.jpg)
TCP EquidadeObjetivo: se N sessões
TCP devem passar pelo mesmo gargalo, cada uma deve obter 1/N da capacidade do enlace
TCP congestion avoidance:
• AIMD: aumento aditivo, redução multiplicativa – aumenta a janela de 1 a
cada RTT
– diminui a janela por um fator de 2 em caso de evento perda
AIMD
conexão TCP 1
roteador comgargalo de capacidade R
conexão TCP 2
![Page 34: Redes Satélites Diogo Henriques nº17140 Milton Godinho nº18074 Luís Sousa nº18825](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/552fc101497959413d8bd6ae/html5/thumbnails/34.jpg)
O TCP é justo?• Duas sessões competindo pela banda:
• O aumento aditivo fornece uma inclinação de 1, quando a vazão aumenta
• redução multiplicativa diminui a vazão proporcionalmente
R
R
divisão igual da banda
Vazão da Conexão 2
Vazã
o d
a C
onexão 1
congestion avoidance: aumento aditivoperda: reduz janela por um factor de 2
congestion avoidance: aumento aditivoperda: reduz janela por um factor de 2
![Page 35: Redes Satélites Diogo Henriques nº17140 Milton Godinho nº18074 Luís Sousa nº18825](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/552fc101497959413d8bd6ae/html5/thumbnails/35.jpg)
CANIT• Proposto em 2001 por Benaboud, Berqia, Mikou para melhorar
a equidade na fase de descongestionamento.• Após a recepção de um ACK o emissor incrementa a largura da
janela de congestionamento por aproximadamente o mesmo numero de segmentos transmitidos no maior RTT encontrado.
• Para isso usa um novo parâmetro NIT (Normalised Interval of Time), que representa o intervalo de tempo, durante o qual, cada ligação incrementa um segmento a largura da janela do congestionamento se RTT > NIT o emissor é "acelerado se RTT < NIT o emissor é "travado"
• Quanto mais próximo esta o NIT do mínimo de RTT mais eficiente e mais "justo" se torna.
• A implementação requer alteração tanto no emissor como no gateway.
![Page 36: Redes Satélites Diogo Henriques nº17140 Milton Godinho nº18074 Luís Sousa nº18825](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/552fc101497959413d8bd6ae/html5/thumbnails/36.jpg)
Comparações
valor óptimo para NIT = 30ms
![Page 37: Redes Satélites Diogo Henriques nº17140 Milton Godinho nº18074 Luís Sousa nº18825](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/552fc101497959413d8bd6ae/html5/thumbnails/37.jpg)
Comparações
Connection 1: sem congestionamentoConnection 2: com congestionamento
![Page 38: Redes Satélites Diogo Henriques nº17140 Milton Godinho nº18074 Luís Sousa nº18825](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/552fc101497959413d8bd6ae/html5/thumbnails/38.jpg)
ComparaçõesVariação do cwnd numa ligação lenta
Standard vs Canit
![Page 39: Redes Satélites Diogo Henriques nº17140 Milton Godinho nº18074 Luís Sousa nº18825](https://reader036.vdocuments.mx/reader036/viewer/2022062404/552fc101497959413d8bd6ae/html5/thumbnails/39.jpg)
Comparações• LTN (Long Thin Network)
• Longa porque é dispersa por grandes distancias e portanto longos RTT.
• Fina porque é constituída por poucos nos.
• O sistema LEO é considerado LTN.
Standard vs Canit