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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/55510| Tipo: | Dissertação |
| Título: | LAVIE - Uma arquitetura híbrida LEO-GEO para a internet interplanetária |
| Autor(es): | Oliveira, Isaac Rahel Martim |
| Orientador: | Callado, Arthur de Castro |
| Palavras-chave: | Internet interplanetária;Arquitetura de redes de computadores;Desempenho - Análise;Constelação de satélites |
| Data do documento: | 2020 |
| Citação: | OLIVEIRA, Isaac Rahel Martim. LAVIE - Uma arquitetura híbrida LEO-GEO para a internet interplanetária. 2020. 117 f. Dissertação (mestrado) – Universidade Federal do Ceará, Campus de Quixadá, Programa de Pós-Graduação em Computação, Quixadá, 2020. |
| Resumo: | O espaço tem sido uma fonte de incógnitas para a humanidade desde os tempos antigos. Sua dificuldade de estudo e seu potencial de descobertas alimentam o desejo por mais conhecimento. Com o tempo e avanços tecnológicos, tornou-se possível enviar diferentes equipamentos para o espaço, tais como foguetes, satélites e sondas. Isso trouxe oportunidade para diversas aplicações, tais como comunicação via satélite, monitoramento climático e de desastres, sistemas de geolocalização e até missões de exploração e coleta de dados do espaço. Surge com isso a necessidade de uma rede estruturada para envio e recebimento desses dados, a qual foi chamada de Internet Interplanetária. Contudo, o espaço não é um ambiente propício para o funcionamento de redes de computadores, envolvendo problemas como grandes distâncias entre os links, grandes e variáveis atrasos, conexões intermitentes e condições climáticas extremas. Além disto, o modelo de comunicação usado atualmente pode ser melhorado, pois os dados são enviados diretamente das antenas em solo terrestre para os equipamentos no espaço em específico, o que requer uma grande sincronia na linha de visão das partes emissoras e receptoras. Diversos autores têm desenvolvido soluções que visam melhorar a comunicação interplanetária, embora a grande maioria seja planejada para aplicações proprietárias específicas e com testes que avaliam apenas uma métrica específica. Esta dissertação de mestrado propõe a arquitetura LAVIE, uma arquitetura baseada em constelações de satélites híbridas, para a comunicação interplanetária que melhore a transferência de imagens com links espaciais e seja um modelo de fácil replicabilidade para outros planetas. A proposta é validada através de uma análise de desempenho comparando a LAVIE com o modelo de comunicação interplanetária usado atualmente. Foram obtidos resultados promissores quanto a comunicação pesada na LAVIE, chegando a um máximo de 47% de uso da banda e 1477 Kb/s de throughput para um enlace de 32000 Kb/s, valores bem aceitáveis quando comparados à arquitetura tradicional. Além disso, os dados foram executados com fator de repetição igual a 50, para obter desvio padrão e intervalo de confiança com nível de confiança de 95%, que mostrou não mais de 1% de variação, indicando dados confiáveis. |
| Abstract: | Space has been a source of unknowns for humanity since ancient times. The difficulty in studying it and its potential for discoveries fuel the desire for more knowledge. With time and technological advances, it became possible to send different equipment to space, such as rockets, satellites and probes. This brought opportunities for several applications, such as satellite communication, climate and disaster monitoring, geolocation systems and even space exploration and data collection missions. With this, the need arises for a structured network for sending and receiving this data, which was called Interplanetary Internet. However, space is not a conducive environment for the operation of computer networks, involving problems such as long distances between links, large and variable delays, intermittent connections and extreme weather conditions. In addition, the communication model currently used is inadequate for broader use, as the data is sent directly from the antennas on terrestrial ground to the space equipments, which requires a great synchrony in the line of sight of the sending and receiving parties. Several authors have developed solutions that aim to improve interplanetary communication, although the vast majority are planned for specific proprietary applications and with tests that evaluate only a specific metric. This dissertation work proposes the LAVIE architecture, an architecture based on hybrid satellite constellations, for interplanetary communication that improves the transfer of images with spatial links and is a model of easy replicability to other planets. The proposal is validated through a performance analysis comparing LAVIE with the interplanetary communication model currently used. Where promising results were obtained regarding heavy communication at LAVIE, reaching a maximum of 47% of bandwidth usage and 1477 Kb/s of throughput, very acceptable values when compared to traditional architecture. In addition, the data were measured with a repetition factor equal to 50, to obtain a standard deviation and confidence interval with a confidence level of 95%, which showed no more than 1% variation, indicating reliable data. |
| URI: | http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/55510 |
| Aparece nas coleções: | PCOMP - Dissertações defendidas na UFC |
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