tanenbaum_seti_all.pages (525408), страница 38
Текст из файла (страница 38)
Проект 1г1йит 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 воздухе1 Основными клиентами 1птйнш 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 врэлцаются по околоземной круговой полярной орбите на высоте 750 км, Они составляют ожерелье, ориентированное вдоль линий лолготы (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.
диснроэий — 66-6 элемент таблицы Менделеева. — Плэлыч. 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. 2.15, 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 1гк((шп 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. 2.16. Шесть ожерелия Земли иэ спутников! пещи (ай 1628 движущихся ячеек охватывают есю Землю (61 О!оЬа!враг Альтернативой проекту 1Пг((шп является система 01оЬа(згаг. Он построен на 48 низкоорбитальных спутниках, но имеет иную схему ретрансляции сигналов. Если в 1Нйшп в качестве маршрутизаторов используются сами спутники, пере''дающие по цепочке сигнал (что требует наличия на них довольно сложного оборудования), то в С1оЬа(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 спугникю значит, можно уменьшить потребную мощность телефонов. В результате телефоны передают сигналы с мощностью всего несколько милливатг, 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!едев!с Проект 1гЫ!цш был рассчитан на абонентов, находящихся в различных нетривиальных местах. Наш следующий пример — проект Те!ебез1с — 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 (В1П Сагез), всемирно известный основатель фирмы М!сгозо(г, — он был очень недоволен улиточной скоростью, с которой телефонные компании предоставляли якобы высокую пропускную способность.
Целью Те!ес!ез!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 неболыпая 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, и стало 30 спутников с увеличенным следом на поверхности. Передача должна осуществляться в высокочастотном и еще не переполненном диапазоне с широкой полосой — Ка. Те!едез!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. Собственно, это все, что долгое время предоставляла телефонная система. В 1984 году в США и чуть позднее в Европе стала возникать конкурентная борьба в области связи, которая все поставила с ног на голову, Телефонные компании занялись прокладкой оптического волокна для междугородной телефонии и стали предоставлять услуги высокоскоростного доступа в Интернет, например, по АРЯ. (Азупппегпс Р18!га! ЗцЬзспЬег 1зпе, асимметричная цифровая абонентская линия). Наконец-то стали снижаться искусственно завышенные тарифы на дальнюю связь, за счет которых долгое время удерживались низкие тарифы на местные переговоры.
Довольно неожиданно оптоволоконные кабели стали победителями среди средств связи. Тем не менее, у спутников имеются свои области применения, в которых оптоволокно, увы, бессильно. рассмотрим некоторые из этих областей. Коммутируемая телефонная сеть общего пользования 149 Во-первых, несмотря на то что у отдельно взятого оптического волокна пропускная способность выше, чем у всех спутников вместе взятых, болыпицству пользователей это мало что даст.
Пока что оптоволоконные кабели используются в основном в телефонных сетях для обеспечения большого количества одновременных звонков, а частному сектору такие технологии малодоступны. При применении спутниковой системы достаточно установить аьпенну па крыше дома, и пользователь получит очень неплохую пропускную способность линии, никак не связанной с телефонной сетью. Эту идею использует, например, Те!епез|с. Второй областью применения спутниковой связи является мобильная телефония. Очень многие люди испытывают потребность в том, чтобы быть постоянно на связи — во время путешествий, за рулем автомобиля, во время авиаперелетов и морских круизов.
Оптоволокно в этих ситуациях протянуть невозможно, а вот спутниковая связь будет работать без проблем. Тем це менее, возможно, оптимальным вариантом является все-таки сочетание сотовой и оптоволоконной связи (за исключенном случаев морских вояжей и авиаперелетов), Третья область касается вопросов, в которых принципиально широковещание. Сообщспие, отправленное через спутник, могут получить одновремс1шо тысячи абонентов па Земле. Например, постоянно меняющуюся информацию о ситуации на мировых биржах проще и дешевле распространять среди огромного количества пользователей с помощью спутника, а не наземной эмуляции широковещания. В-четвертых, нельзя забывать о местах, куда либо очень тяжело протянуть кабель, либо этого не позволяют сделать скудныс средства местных бюлжстов.
В таких регионах обычно плохо развита наземная инфраструктура. Поэтому, например, Индонезия имеет спугник для внутреннего телефонного трафика. Приобрести его оказалось дешевле, чем прс дожить донный кабель между 13 667 островами. В-пятых, спутниковая связь может быть использована там, где очень тяжело или необоснованно дорого обходится приобретение прана на прокладку кабеля.
Шестой областью применения спутников является система, для которой критична скорость развертывания техники. Это, конечно, военная система. В целом, основным средством телекоммуникаций на Земле, вероятно, будет комбинация оптоволокна и сотовой радиосвязи, но для некоторых специальных применений будет использоваться спутниковая система. Однако есть одно «пож которое может приостановить развитие все~о этого: экономика.
Хотя оптоволоконные кабели обладают очень высокой пропускной способностью, беспроводные системы, как наземные, так и спутниковые, будут вести очень жесткую политику ценовой конкуренции. Если будет продолжаться удешевление спутниковых систем (скажем, шаттлы скоро будут способны выводить ца орбиту одновременно десятки спутников связи), а низкоорбитальцые спутники постепенно будут все больше использоваться в телекоммуникациях, то пе исключено, что оптоволоконные сети уйлут с ведущих ролей ца болыпинстве рынков. Коммутируемая телефонная сеть общего пользования Когда между двумя компьютерами, принадлежащими одной компании н расположенными недалеко друг от друга, необходимо установить связь, часто проще 150 Глава 2. Физический уровень всего оказывается проложить между ними кабель.
Подобным образом работают локальные сети. Однако когда расстояния велики, или компьютеров очень много, или кабель надо прокладывать поперек шоссе или еще какой-либо государственной магистрали, цена прямого кабельного соединения становится недоступно высокой. Кроме того, почти во всех странах мира законом запрещено протягивать частные линии связи над илн под объектами государственной собственности.
Поэтому проектировщики сетей должны рассчитывать на имеющиеся средства телекоммуникации. Подобные средства связи, в частности, коммутируемая телефонная сеть общего пользования (РВА, РцЬВс ЯччгсЬед Те!ерЬопе Мегчог1с), были созданы много лет назад с совершенно иной целью — передать человеческий голос в более или менее узнаваемом виде. Их применимость для соединения друг с другом компьютеров весьма незначительна, однако ситуация очень быстро меняется с внедрением оптоволоконной связи и цифровых технологий.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
