Nets2010 (1131259), страница 19
Текст из файла (страница 19)
Запуск ИСЗ начался в 2001 г. Предусматривается практически глобальная зона обслуживания, ограниченная 68° ю.ш. и 68° с.ш. Космический сегмент состоит из 64 спутников, расположенных на круговых орбитах с высотой 1475 км и наклоном 55°, которые разбиты на две подгруппы. В каждой подгруппе по 32 спутника, расположенных по четыре ИСЗ на каждой из восьми орбитальных плоскостей. Столь сложное построение орбитальной группировки связано с оптимизацией системы SKYBRIDGE по критерию совместимости работы с геостационарными системами в диапазоне частот 10–18 ГГц и условием наилучшего обслуживания малонаселенных регионов Земли. В системе применяется многостанционный доступ CDMA/TDMA. Канальная скорость передачи данных на линии ИС3 - Земля составляет 41,5 Мбит/с, а Земля - ИСЗ – 5,2 Мбит/с. Рабочая полоса частот передающего канала 22,6 МГц, (на линии ИСЗ - Земля) и 2,93 МГц (на линии Земля - ИСЗ). Энергетические параметры ИСЗ и наземных станции обеспечивают достижение вероятности ошибочного приема не более 10-6 на бит информации.
Абонентские станции имеют возможность вызова через центральную фидерную станцию, в зоне которой они находятся. Центральные фидерные станции обеспечивают маршрутизацию сигналов и стыковку с наземными сетями общего пользования. Каждая такая станция имеет зону действия диаметром около 350 км. Дополнительно между центральными станциями образованы высокоинформативные каналы связи, которые не имеют выхода в наземные сети общего пользования. При организации наземной сети используется технология АТМ, которая обеспечивает быстрое и независимое расширение абонентской сети.
Система спутниковой связи и передачи данных TELEDESIC
Система спутниковой связи TELEDESIC принципиально отличается от других систем спутниковой связи как по назначению, так и по предполагаемым техническим решениям. В первую очередь, она обеспечивает не только фиксированных, но и подвижных абонентов высококачественной телефонной связью, а также другие службы, нуждающиеся в обмене широкополосной информацией в глобальном масштабе. По своей потенциальной пропускной способности система сравнима с волоконнооптической и рассчитана на их совместную эксплуатацию в магистральных линиях связи. Основные идейные создатели системы - фирма McCaw Cellular Communications, специализирующаяся на проводных сетях связи, и фирма Microsoft. Проектные работы начаты в 1990 г. Первоначально предполагалось, что с 2001 г. начнется коммерческая эксплуатация системы, однако она была перенесена на 2003 г. (запуск первого экспериментального ИСЗ произведен 27 февраля 1998 г.).
Космический сегмент системы образован группировкой из 288 ИСЗ, расположенных на круговых орбитах высотой 1375 км в 12 плоскостях с наклонением 98,142° - 98,182° (солнечно-синхронные орбиты). На каждой орбите расположено 24 действующих ИСЗ. Пространственное разнесение орбит в плоскости экватора - примерно 18°.
Для обеспечения глобальной зоны обслуживания в системе TELEDESIC предусматриваются межспутниковые радиолинии. Общая зона обслуживания разбита на 20 000 локальных зон размером 100х100 км. Каждая локальная зона включает девять парциальных зон (ячеек) размером 53,3х53,3 км. Локальные зоны образуют «ленты», параллельные экватору (250 локальных зон вдоль экватора с уменьшением их числа к полюсам). Каждый из действующих ИСЗ создает рабочую область, включающую 64 локальные зоны (диаметр 1400 км, 576 ячеек).
При движении ИСЗ вдоль орбиты изменяется пространственная ориентация 64 лучей антенной системы, обеспечивая стационарность расположения ячеек. За каждой ячейкой закреплен определенный заранее ресурс пропускной способности ИСЗ. В результате можно достаточно точно описать границы обслуживаемых территорий, достоверно учесть плотность распределения потребителей и, соответственно, рационально использовать пропускную способность каждого ИСЗ. Кроме того, проще избежать интерференции сигналов. Межспутниковые радиолинии работают в диапазоне частот 60 ГГц, что обеспечивает помехозащищенность системы. Максимальная дальность межспутниковой радиолинии - 2586 км. Пропускная способность - 1,531 Гбит/сек.
Наземный сегмент состоит из различных терминалов. Для фиксированных абонентов предусматриваются терминалы с антеннами диаметром 0,16-1,8 м, для мобильных - 0,08 м. Мощность передающих устройств 0,01-4,7 Вт. Скорость передачи в зависимости от типа терминала и его комплектации составляет 16 кбит/сек. - 2,048 Мбит/сек. Для организации высокоскоростных линий связи используются терминалы с антеннами диаметром от 0,28 до 1,6 м при мощности передатчиков от 1 до 49 Вт в зависимости от требуемой скорости потока от 155,5 Мбит/сек. до 1,24416 Гбит/сек.
Каждый ИСЗ может поддерживать работу 16 высокоскоростных терминалов, находящихся в его рабочей зоне. Внутри отдельной ячейки предусмотрена возможность организации сетей с пропускной способностью 1400 каналов по 16 кбит/сек. или 15 каналов по 1,544 Мбит/сек. (возможна эквивалентная комбинация каналов). Между центральными станциями системы и специальными государственными пользователями предусматривается возможность организации сверхскоростных каналов от 155 Мбит/сек. до 2 Гбит/сек.
Спутниковые системы связи: VSAT спутниковые системы (примеры).
Сегодня VSAT-сети - наиболее динамично развивающаяся категория С3. Если в конце 1999 г. в мире было установлено более 300 тыс. приемо-передающих терминалов VSAT, то к концу 2000 г. их уже стало около 500 тыс. Аналитики продолжают утверждать, что рынок VSAT еще далек от насыщения даже в развитых странах, таких как США, Великобритания и Япония.
Современные глобальные корпоративные сети чаще всего базируются на технологии VSAT, т. е. на использовании малогабаритных спутниковых терминалов и антенн диаметром от 1,0 до 2,5 м.
Этот вид сетей широко распространен во многих странах, но особенно актуальны они в России, где наземная инфраструктура связи на значительной части территории не развита. Оптимальным решением для труднодоступных районов считается сочетание магистральных каналов наземной связи и выделенных систем С2. При этом наиболее рентабельными системы С2 становятся там, где развертывание наземных сетей экономически нецелесообразно или просто невозможно.
Выделенные сети на базе VSAT-терминалов способны предоставить своим удаленным пользователям широкий спектр услуг, включая высококачественную телефонную и факсимильную связь, передачу данных с различной скоростью, организацию видеоконференций и распределение телепрограмм.
VSAT-сети телефонной и факсимильной связи могут иметь любую топологию — от простейшей двухточечной до полнодоступной схемы «каждый-с-каждым». Выделение спутникового канала может быть организовано по-разному: для постоянного использования или по требованию.
При создании сетей корпоративной связи (то есть СПД предприятия) в сельской местности или при подключении удаленных станций к существующим сетям, в том числе к коммутируемой сети общего пользования (например, телефонной сети), данный вид услуги является приоритетным.
Современное VSAT-оборудование обеспечивает возможность подключения к наземным сетям ISDN. Типовая скорость передачи данных при таком соединении (один интерфейс BRI) колеблется от 128 кбит/с до 160 кбит/с. Использование современных алгоритмов сжатия данных позволяет «упаковать» речевой канал в полосу пропускания 6,4 или 4,8 кбит/с, благодаря чему пропускная способность спутникового канала при передаче речи повышается в 10-12 раз.
VSAT-терминалы поддерживают практически все типовые сетевые интерфейсы: RS232, RS449/422, Ethernet (IEEE 802.3), Token Ring (IEEE 802.5) (о стандартах IEEE 802.3, 802.5 подробно см. главу 3), а потому могут использоваться для объединения локальных сетей на базе наиболее популярных протоколов IP, IPX, Net-BIOS, которые мы уже упоминали во введении. Кроме того, применение многопротокольной среды и технологии Frame Relay (об этой технологии мы упоминали во Введении, подробнее она рассмотрена в главе 3) позволяет создавать сети с гибкой сменой скорости и качества услуг передачи. Например, скорость передачи в таких сетях может меняться от 64 кбит/с до 8,448 Мбит/с. Основными потребителями таких услуг высокоскоростной передачи данных и мультимедиа являются банки и страховые компании, средства массовой информации, государственные учреждения.
Технология VSAT допускает также создание корпоративных многоцелевых сетей с коммутацией пакетов с большим числом удаленных станций. Скорость передачи в таких сетях обычно не превышает 64 кбит/сек., а передача данных осуществляется с использованием стандартных протоколов Х.25, Х.З/Х.28, LAP-B, HDLC, SNA/SDLC. Такие сети с множеством узлов характеризуются асимметричным трафиком с лавинообразной или непредсказуемой нагрузкой. Однако VSAT-технология позволяет организовать постоянный или дополнительный канал «по требованию» и обеспечить приоритезацию трафика. В качестве примера можно привести сети бензозаправочных станций с проверкой кредитных карточек в режиме реального времени, сети контроля за банкоматами, сети сбора и обработки телеметрической и метеорологической информации и т.п.
Стремительный рост популярности сети Интернет и бурное развитие сетей VSAT дает основание говорить о слиянии в перспективе этих технологий в одну. Сегодня через спутник можно напрямую подключить сервер корпоративной сети к шлюзам Интернета в США, Европе, Австралии и получить полный пакет услуг Сети по выбранному каналу - от 19,2 кбит/сек. до 8,448 Мбит/сек. Доступ в Интернет может быть организован как по асимметричной, так и по симметричной схеме. Интерфейс передачи данных - RS232, Ethernet (IEEE 802.3) или Token Ring (IEEE 802.5).
В отличие от сетей С2, использующих глобальный луч КА, в VSAT-сетях вся зона обслуживания делится на узкие парциальные зоны, каждая из которых образована одним узким лучом. Как уже отмечалось, сеть С2 обслуживает территории, где инфраструктура систем общего пользования развита довольно слабо (или полностью отсутствует) и поэтому нагрузка на сеть С2 достаточно высока. Для снижения общего уровня нагрузки в сети VSAT, наряду с абонентскими каналами с низким уровнем трафика, организуют несколько направлений связи с большим количеством групповых трактов, реализуемых на закрепленных спутниковых каналах РАМА (Permanently Assignment Multiple Access) различной пропускной способности.
В сетях VSAT разных технологий используются разные базовые технологии доступа: для схемы «точка-точка» - один канал на несущую - SCPC (Single Channel Per Carrier), для схемы «каждый-с-каждым» - множественный доступ по требованию - DAMA (Demand Assignment Multiple Access) и постоянный множественный доступ PAMA, для «звезды» - множественный доступ с временным разделением каналов (TDMA).
SCPC-технология позволяет обеспечить прямую дуплексную связь между двумя удаленными пунктами и лучше всего подходит для создания небольших корпоративных сетей с малым числом наземных станций ЗС (15-20), обычно расположенных в труднодоступных регионах. Сеть отличается сравнительно недорогим оборудованием, однако через нее невозможно организовать взаимодействие локальных сетей из-за большого времени задержки. Мы подробно рассмотрим вопрос взаимодействия локальных сетей при рассмотрении канального уровня. Еще один существенный недостаток технологии SCPC - неэффективное использование спутникового ресурса.
Технология доступа с предоставлением каналов по требованию (DAMA) обеспечивает прямые соединения между любыми точками сети. Такая полнодоступная структура позволяет устанавливать связь с минимальной задержкой без повторного приема информации на центральной станции - так называемую связь за один скачок. Данная технология доступа оптимальна при создании телефонных сетей в удаленных и труднодоступных районах, где доля трафика на направлениях между абонентами выше, чем в направлении центральной станции. Используя DAMA, можно организовать передачу данных и взаимодействие с локальными сетями, но эффективность такого взаимодействия не очень высока. Сети на основе технологии DAMA обладают повышенной «живучестью» и гибкостью, однако стоимость абонентских VSAT-терминалов для них значительно выше, чем для сетей на базе SCPC.
Сети с топологией «звезда», основанные на технологии TDMA, применяются наиболее часто. Их сфера - многоточечные сети передачи данных с большим числом удаленных терминалов (не имеющих взаимного трафика) и центральной станцией (телепортом). Типичный пример - сеть по продаже авиабилетов. Данное техническое решение для VSAT-сети позволяет использовать на центральной станции (hub) антенны большого диаметра и мощные передатчики, а для абонентских периферийных терминалов - относительно дешевые VSAT-станции с малыми антеннами без потерь скорости передачи (32-2048 кбит/с).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
