Э. Таненбаум - Компьютерные сети. (4-е издание) (DJVU) (1130092), страница 37
Текст из файла (страница 37)
Конечно, широковещание симулируется обычными двухточечными сетями, однако спутниковое вещание в этом случае обходится значительно дешевле. С другой стороны, с точки зрения защиты информации и конфиденциальности данных, спутники — это прямо-таки беда: кто угодно может прослушивать абсолютно все. Здесь на защиту тех, кому важен ограниченный доступ к информации, встает криптография. Спутники связи обладают еше одним замечательным свойством — независимостью стоимости передачи от расстояния между узлами. Звонок другу, живущему за океаном, стоит столько же, сколько звонок подружке, живущей в соседнел| доме. Космические телекоммуникационные технологии, кроме того, обеспечивают очень высокую степень защиты от ошибок и могут быть развернуты на местности практически мгновенно, что очень важно для военных.
Средневысотные спутники На гораздо более низких высотах, нежели геостапионарные спутники, между двумя поясами Ван Аллена, располагаются средневысотные спутники (МЕО, Мег!!вш-Еаг|Ь ОгЬ|эе Баге!1!гез). Если смотреть на них с Земли, то будет заметно их медленное дрейфование по небосводу. Средневысотные спутники делают полный оборот вокруг нашей планеты примерно за 6 часов.
Соответственно, наземным приемопередатчикам необходилю следить за их перемещением. Поскольку эти спутники находятся гораздо ниже, чем геостационарные, то и «засвечиваемое» ими пятно на поверхности Земли имеет более скромные размеры. Зато для связи с ними требуются менее мошные передатчики. Спутники МЕО не используются в телекоммуникациях', поэтому в дальнейшем мы не будем их рассматривать. Примерами средневысотных спутников являются 24 спутника систел|ы ллРЯ (О1оЪа! Роз!г!оп!пя Зузгет, глобальная система определения местонахождения), вращающихся вокруг Земли на высоте около 18 000 км.
Низкоорбитальные спутники Снизим высоту еще больше и перейдем к рассмотрению низкоорбитальных спутников (ЕЕО, 1оч -Еаг| Ь ОгЬ!1е Баге!1!гез), Для того чтобы создать целостнук систему, охватывающую весь земной шар, нужно большое количество таких спутников. Причиной тому является, прежде всего, высокая скорость их движе. ния по орбите. С другой стороны, благодаря относительно небольшому расстоя. В нвстояшее время срелневысотные спутники нвхолят все большее применение и телекоммуникв виях, особенно в сотовой телефонной связи. — Примяв. перее, 146 Глава 2. Физический уровень нию между наземными передатчиками и спутниками не требуется особо мощных наземных передатчиков, а задержки составляют всего лишь несколько миллисекунд.
В этом разделе мы рассмотрим три примера спутников 1.ЕО, два из которых относятся к голосовой связи, а один — к службам Интернета. ! ПЖЦ1П Как уже было сказано ранее, в течение первых 30 лет существования спутников связи низкоорбитзльные спутники использовались очень мало, поскольку они появлялись и исчезали из зоны видимости передатчика слишком быстра В 1990 году фирма Могого!а совершила большой прорыв в этой области, попросив РСС разрешить ей запустить 77 спутников связи для нового проекта 1пйшп (77-м элементом таблицы Менделеева является иридий). Впрочем, планы вскоре изменились, и было решено использовать только 66 спутников, поэтому проект следовало бы переименовать в 1)узргозппп', но зто было бы менее благозвучно.
Идея состояла в том, что на место исчезающего из вида спутника будет тотчас приходить следующий, этакая карусель. Предложение породило новую волну безумной конкуренции среди коммуникационных компаний. Каждая из ннх захотела «повесить» в небе свою цепочку низкоорбитальных спутников. После семи лет притирки компаний друг к другу и решения вопросов финансирования в 1997 году совместными усилиями удалось, наконец, запустить спутники. Услуги связи начали предоставляться с ноября 1998 года.
К сожалению, коммерческий спрос на большие и тяжелые телефоны спутниковой связи оказался незначительным, потому что за семь лет конкурентной борьбы, которые прошли до запуска проекта 1пйшп, сотовая связь шагнула очень далеко вперед. В результате 1гЫшш практически не приносил прибыли, и в августе 1999 года его пришлось объявить банкротом — это было одно из самых эффектных корпоративных фиаско в истории. Спутники, как и другое имущество (стоимостью порядка $5 миллиардов), были проданы инвестору за $25 миллионов в качестве своего рода космического гаража.
Проект 1пйцш был вновь запущен в марте 2001 года. Эта система предоставляла (и предоставляет) связь с любой точкой земного шара при помощи ручных устройств, связывающихся напрямую со спутниками. Можно передавать речь, данные, факсы, информацию для пейджеров, а также навигационную информацию. И все это работает и на суше, и на море, и в воздухе! Основными клиентами 1гЫшш являются судоходные, авиационные компании, фиРмы, занимающиеся поиском нефти, а также частные лица, путешествующие в местах, где отсутствует телекоммуникационная инфраструктура (например, пустыни, джунгли, некоторые страны третьего мира). Спутники 1пйшп вращаются по околоземной круговой полярной орбите на высоте 750 км.
Они составляют ожерелье, ориентированное вдоль линий долготы (по одному спутнику на 32' долготы). Шесть таких ожерелий опоясывают Землю, как показано на рис. 2.15. Люди, которые не очень искушены в химической науке, могут представить себе всю эту систему в виде огромного атома диспрозия с Землей в качестве ядра и спутниками в качестве электронов.
1 Диспроаий — бб-й алемент таблицы Менделеева. — Ллииее. иерее. Спутники связи 147 Каждый спутник имеет до 48 ячеек (пятен от лучей сигналов). Итого всю поверхность Земли, наподобие пчелиных сот, покрывают 1628 ячеек, как показано на рис. 2Л5, б. На один спутник приходится 3840 каналов связи; соответственно, на все спутники — 253 440. Некоторые каналы используются пейджинговыми компаниями и для навигации, остальные — для передачи данных и речи. Интересным свойством 1г!йшп является то, что эта система обеспечивает пересылку данных между очень удаленными друг от друга абонентами путем передачи сигнала по цепочке от одного спутника к другому. Представьте себе двух человек, один из которых стоит на Северном полюсе, другой — на Южном. Они могут спокойно разговаривать друг с другом, при этом данные будут передаваться по «ожерелью» из спутников.
Рис. 2.15. Шесть ожерелий Земли из слутников )л«Псе (е); 1628 движущихся ячеек охватывают всю Землю (П) 01оЬа182аг Альтернативой проекту 1гЫппп является система С!оЬа!з(аг. Он построен на 48 низкоорбитальных спутниках, но имеет иную схему ретрансляции сигналов. Если в 1гЫшт в качестве маршрутизаторов используются сами спутники, пере.''дающие по цепочке сигнал (что требует наличия на них довольно сложного оборудования), то в б!оЬа!з(аг применяется обычный принцип «узкой трубы». Допустим, звонок приходит на спутник с Северного полюса. Принятый сигнал отправляется обратно на Землю и захватывается крупной наземной приемно-передающей станцией рядом с домиком Санта-Клауса. Маршрутизация производится между такими станциями, разбросанными по всему миру.
Наземная цель сигнала — ближайший ко второму абоненту наземный маршрутизатор. Через находящийся рядом с ним спутник вызов поступает к абоненту. Преимуществом такой схемы является то, что наиболее сложное оборудование устанавливается на поверхности Земли, а здесь работать с ним гораздо проще, чем на орбите.
К тому же использование мощных наземных антенн позволяет принимать слабый сигнал со спутнитоц значит, можно уменьшить потребную мощность телефонов. В результате телефоны передают сигналы с мощностью всего несколько милливатт, и наземные антенны получают очень слабый сигнал даже после его усиления спутником.
Тем не менее такой мощности хватает для нормальной работы. 148 Глава 2. Физический уровень Те! едее1с Проект 1ги!!цш был рассчитан на абонентов, находящихся в различных нетривиальных местах. Наш следующий пример — проект Те1ес1ез!с — предназначен для пользователей Интернета по всему миру, которым требуется высокая пропускная способность канала.
Крестными отцами этой системы в 1990 году стали Крейг МакКоу (Сга!8 МсСач ), пионер мобильной связи, и Билл Гейтс (В!П Сагеэ), всемирно известный основатель фирмы М!сгозо(г, — он был очень недоволен улиточной скоростью, с которой телефонные компании предоставляли якобы высокую пропускную способность. Целью Те1едез!с было обеспечить миллионы пользователей Интернета спутниковым каналом связи со скоростью 100 Мбит/с и передачей данных в направлении спутник — Земля со скоростью до 720 Мбит/с. Для этого нужна небольшая стационарная антенна типа АЗАТ, полностью независимая от телефонной системы. Понятно, что телефонным операторам такая система невыгодна. При здоровой рыночной экономике это должно приводить к здоровой конкуренции.
Изначально система предполагала размещение на низковысотной орбите 288 спутников с малым следом на поверхности Земли, расположенных в 12 плоскостях прямо под нижним поясом Ван Аллена, на высоте 1350 км. Позднее было решено изменить схему, н стало 30 спутников с увеличенным следом на поверхности. Передача должна осуществляться в высокочастотном и еще не переполненном диапазоне с широкой полосой — Ка. Те!едва!с представляет собой космическую систему с коммутацией пакетов, при этом каждый спутник является маршрутизатором и может пересылать данные на соседние спутники.
Когда пользователь запрашивает полосу для передачи данных, она предоставляется ему динамически на 50 мс. Систему предполагается запустить в 2005 году. Спутники против оптоволокна Такое сравнение не только уместно, но и поучительно. Всего лишь 20 лет назад люди смогли осознать, что будущее телекоммуникационных систем — за спутниками связи. В конце концов, телефонная система не особо менялась последние 100 лет; похоже, что не изменится и еще через 100 лет. Такая стабильность вызвана в том числе и мощной регулятивной средой, которая обязывала телефонные компании предоставлять качественный сервис за разумные деньги и взамен предлагала гарантированную прибыль за счет инвестиций. Для тех, кому требовалось передавать не только речь, но и данные, сделали модемы на 1200 бит/с.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
