Р.Л. Смелянский - Компьютерные сети. Том 1. Системы передачи данных (1130069), страница 63
Текст из файла (страница 63)
Как и в любой СПД, важным вопросом является распределение каналов транспондеров. Из-за большой задержки передачи в канале (до 270 мс) использование несущей невозможно, и поэтому протоколы класса СЯМАГСР, как, например, в Е1Ьегпед здесь неприменимы. Здесь используются протоколы следующих пяти классов: маркерный доступ, А1.ОНА, ГРМ, ТОМ, СОМА, применение которых для спутниковой связи имеет некоторые особенности. В основном будем рассматривать передачу данных на спутник, поскольку при передаче со спутника имеется только один передатчик (транспондер на спутнике), и проблем распределения канала не возникает.
Обычным способом распределения одного канала между несколькими конкурируюшими пользователями является объединение их каким-либо образом. Однако позволить конкурировать за свободный кадр произвольно при задержке 270 мс нельзя. Если наземные станции подключены к сети с коммутацией пакетов, имеется следуюшая возможность решения этой проблемы.
Станции следует объединить в кольцо с маркером. При этом каждая станция должна знать своего предшественника или преемника в кольце. Передавать кадр станция может, только если она владеет маркером. Спутник ничего не знает о маркере. В случае если время передачи на спутник относительно велико, время передачи маркера мало, число станцией невелико и . постоянно, то такая схема работает неплохо. Чистая А1.ОНА из-за низкой эффективности использования канала (18 % ) обычно не применяется. Слишком дорого стоит спутник.
Однако слотированная АЕОНА вполне применима, т.е. одна из на-' земных станций берет на себя роль синхронизирующей станции и через спутник периодически транслирует синхросигналы всем станциям. Поскольку время передачи фиксированное, то легко подсчитать время начала слота к после очередного синхросигнала.
Для увеличения эффективности использования канала более чем на 1/е применяют транспондер, который поддерживает два канюга на Г разных частотах. Наземная станция выбирает один из них случайным .'.:: образом. Если по обоим каналам сразу поступили кадры, то один из .З них буферизуют и передают позже. Такая техника за счет расширения полосы позволяет повысить эффективность использования канала до 73,6%. Частотное разделение (РОМ-метод) по-прежнему остается од- ним из наиболее часто используемых методов распределения ка-:1: 274 нала с множественным доступом. В этом случае канал с шириной полосы пропускания 36 МГц можно разбить примерно на 500 полос по 64 кГц каждая.
Несмотря на простоту, техника РОМ имеет недостатки, основной из которых заключается в том, что не вся ширина 500 полос может быть использована, так как значительная часть частот на границах полос уходит на изоляцию каналов друг от друга. В результате значительная часть полосы пропускания уходит на эти цели. Вторым недостатком ГОМ-метода является необходимость контроля мощности станции. Поскольку если станция излучает слишком мощный сигнал, то часть мощности приходится на пограничные частоты между каналами, что приводит к нежелательным искажениям в соседних каналах. Если число станций невелико и все они генерируют стабильно высокую нагрузку, то возможен статический подход к распределению РОМ-канала.
В противном же случае требуется динамический подход, который был реализован в системе ЯРАОЕ (ЗРАсе Оупаппс Ехспапйе) (40) и применяется на спутниках системы !пге!зап Полоса транспондера разбивается на 794 симплексных аналоговых канала. с пропускной способностью каждого 64 Кбит(с и один общий канал, управления с пропускной способностью !28 Кбит/с. Аналоговые каналы разбиваются на пары, образуя при этом полный дуплексный канал.
В результате транспондер может передавать и принимать данные со скоростью 50 Мбит/с, Общий канал управления (128 Кбитус) разбивается с помощью техники ТОМ на слоты, и за каждой наземной станцией (их не более 50) закрепляется свой слог. Когда станция готова к передаче, она через свой слот сообщает об этом и захватывает один из 397 каналов данных. Если при захвате происхолит коллизия, то станция ждет и в следующем цикле пытается опять получить канал.
Закончив передачу, она с помощью управляющего канала освобождает захваченный ею канал данных. Техника ТОМ, также давно используемая и хорошо освоенная, требует применения временнои синхронизации для разбиения на слоты, что обычно обеспечивает специально выделенная станция.
При этом для небольшого и постоянного числа станций можно использовать технику статического распределения слогов, а в случае переменного числа станций или переменной нагрузки от станций требуется применение динамической схемы распределения. Динамические схемы подразделяются на централизованные и децентрализованные. В качестве первого примера использование централизованной схемы распределения слотов рассмотрим технологию АСТВ (Аотапсео Сотпшшсайоп Тесппо1оху За!е!!!ге), предложенную в 1972 г. для системы из нескольких десятков станпий 173). Спутник в этом случае имел четыре канала с пропускной способностью по 110 Мбит/с, два 275 из которых работали на прием и два на передачу. У каждого из этих каналов имелся кадр, состоявший из 1728 слотов по 64 бит каждый, занимавший ! мс и способный обеспечить голосовую передачу со скоростью 64 Кбит!с.
Обеспечение максимального использования временных слогов каналов при передвижении луча по поверхности Земли выполняет специально вылеленная главная станция управления (ГСУ), т.е. кажлая наземная станция получает при необходимости слог, запрашивая его у ГСУ. При этом ГСУ имеет специальный канал, доступный всем наземным станциям без конкуренции, так как он статически разделен между ними.
Работа АСТЯ включает в себя три этапа. На первом этапе спутник принимает 1728-слоговой кадр, на втором этапе эти 1728 слотов перераспределяются в необходимом порядке из входного буфера в выходной, а на третьем этапе выходной буфер «сбрасываетсял на Землю. Другая динамическая схема распределения слотов, предложенная Биндером в 1975 г. 173!, используется, когда число станций не превышает число слотов. В этом случае за каждой станцией закрепляется свой слог.
Если станции нечего передавать, она шлет сигнал ожидания в этом слоте, и все знают, что в следующем кадре этот слог можно занять по схеме А!.ОНА. Когда станция захочет вернуть свой слог, она просто пошлет свой кадр, вызывая коллизию. Тогда в следующем кадре этот слот уже никто не занимает, и он возвращается владельцу. Имеется также и динамическая схема распределения, не накладывающая никаких ограничений на соотношение числа станций и числа слотов. Станции в ней конкурируют за слоты по схеме слотированной АЕОНА. Если захват слота прошел успешно, то этот слот закрепляется за станцией и в следующих каЛрах, т.е. до тех пор, пока она сама не освободит его.
В последней схеме последний слот в кажлом кадре разбивается на мелкие слоты состязаний, и станции, желаюшие начать передачу, должны отметить свой подслот в предыдущем кадре, тогда в следуюгцем кадре им будет выделен свой слог. Несмотря на разнообразие схем и широкое применение, техника ТРМ имеет обшие недостатки: необходимость временной синхронизации и наличие наземных станций, обеспечиваюших очень высокую скорость передачи, для того чтобы уместить максимум данных во временном слоге. Техника СЕ)МА свободна от проблемы синхронизации и проблемы распределения канала. Однако она имеет следующие основные недостатки: во-первых, пока пропускная способность СОМА-канала:;: ниже, чем ТОМ-канала; во-вторых, 128-разрядные последовательности частиц требуют наличия высокоскоростных передатчиков; в-третьих, пока число инженеров, владеющих этой техникой, недо- ':;.' статочно велико. Однако это, безусловно, очень перспективная тех- ' ника и у нее большое будушее.
276 б.б.б. Основные категории СПД на базе Сз Системы спутниковой связи с позиции используемого наземного терминального оборудования можно подразделить на три категории. Первая категория включает в себя сети персональной спутниковой связи, такие как 1г101шп, 1пгпагзац О1оЬа1з1аг и 1СО. Терминалы персональной связи суШественно отличаются от своих старших собратьев — ЧЯАТ-станций. Они более компактны, универсальны, сопрягаются с сетями сотовой связи, а самое главное — работают при движении абонента.
Вместе с тем персональная связь пока неспособна обеспечить тот же комплекс и качество услуг, которые предоставляют УЯАТ-станции, да и тарифы в сетях персональной связи существенно выше.. Вторая категория систем спутниковой связи наиболее многочисленная. Она включает в себя корпоративные сети, базирующиеся на технологии ВИВАТ, т.е. на использовании малогабаритных спутниковых терминалов с антеннами диаметром 1,8 ...
2,5 м. На сегодняшний день в мире насчитывается около 300 тыс. станций УБАТ. Третья категория охватывает системы непосредственного телевизионного вещания, работающие, главным образом, в Ки-диапазоне частот (14)11 ГГц), что позволяет использовать для приема малые земные станции, стоимость которых не превышает 500 долл. Эта категория систем спутникового вещания ориентируется в первую очередь на сельское население и малые города со слаборазвитой кабельной инфраструктурой.
Именно эта категория составляет большую часть населения России. Рассмотрим подробно системы первых двух категорий. Персональная спутниковая'связь Традиционно инфраструктура связи России строилась на кабельных системах, и в настоящее время около 100 тыс. населенных пунктов нашей страны не имеют никакой оперативной связн с внешним миром, поскольку таковая до них еще «не дотянулась к Географически эти населенные пункты сосредоточены на севере страны, в Сибири и на Дальнем Востоке. В на|ли дни связь с этими районами можно обеспечить с помощью С', не требуюших в отличие от кабельной связи огромных средств на развертывание наземной инфраструктуры. Огромные пространства и низкая плотность населения на большей части территории нашей страны лелают наземные каналы связи экономически неэффективными.
Несмотря на бурный рост сотовых сетей связи различных стандартов, услуги персональной спутниковой связи в этих районах все еще предпочтительнее с финансовой точки зрения. 277 Рис. 5.33. Иллюстрация персональной спутниковой связи Понятие персональной спутниковой связи (как в мире, так и в '-' Ч России) с самого начала означало не чисто спутниковую связь, а,';; комбинацию Сз с существующими сотовыми сетями. При этом основным назначением спутниковой связи является дополнение и расширение возможностей сотовой связи за пределами ее зон покрытия, ': ',:"„ где создание инфраструктуры других видов связи по зкономическим '(;;.~ либо технологическим причинам нецелесообразно.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
