Глобальные спутниковые системы связи (ГССС)

Примерами ГССС являются системы: Globalstar, Inmarsat, Thuraya, Iridium. Первоначально системы предназначались для организации подвижной и стационарной телефонии там, где нет никаких линий связи. В дальнейшем появилась возможность выхода в Интернет, передачи аудио и видеоинформации и т.д. Системы стали мультисервисными. Обобщенный принцип работы для всех систем: спутник, принимая сигнал абонента, транслирует его на ближайшую наземную станцию сопряжения. Наземная станция сопряжения авторизует его и маршрутизирует его по наземным сетям либо по спутниковому каналу до пункта назначения - это может быть абонент этой же либо другой спутниковой сети, сотовых сетей, телефонной сети общего пользования и т.д. Между собой системы отличаются размерами и стоимостью абонентских терминалов (самые дорогие в системе Inmarsat, самые дешевые в системе Thuraya), стоимостью трафика, зоной покрытия и техническим особенностями построения самой системы (например, в системе Inmarsat используются геостационарные спутники, в системе Globalstar – низкоорбитальные).

Система VSAT.

В настоящее время одной из активно развивающихся спутниковых систем является система VSAT (Very Small Aperture Terminal). На основе данного вида оборудования можно построить полноценные мультисервисные сети для предоставления таких услуг как:

1. доступ в Интернет;

2. телефонная связь;

3. объединение локальных сетей территориально разделенных пользователей;

4. резервирование существующих каналов связи;

5. сбор данных, диспетчерское управление и удаленный мониторинг производственных процессов (SCADA);

6. организация аудио-, видеоконференций;

Спутниковое телевидение и многое другое.

Эта система находит применение в работе банковских и финансовых организаций, сетей розничной и оптовой торговли, промышленных предприятий и частных лиц. Преимущества сети спутниковой связи на базе VSAT: быстрое развертывание сети, высокое качество связи, простота реконфигурации, надежность, простое перемещение абонентских терминалов. Сеть спутниковой связи на базе VSAT включает в себя три основных элемента: центральная управляющая станция (ЦУС), спутник-ретранслятор и абонентские VSAT терминалы. Абонентский VSAT терминал - это небольшая станция спутниковой связи, предназначенная, главным образом, для надежного обмена данными по спутниковым каналам. Состоит станция из антенно-фидерного устройства (чаще всего применяют диаметр антенны от 0,9 до 2,4 метров), наружного внешнего радиочастотного блока и внутреннего блока (модема). VSAT системы подразделяются на односторонние (абонентский терминал только принимает данные со спутника) и двусторонние (абонентский терминал может как принимать, так и передавать данные через спутник). Комбинированные системы используют спутниковый канал совместно с наземными линиями связи (через которые осуществляется передача данных). Двусторонние системы могут обходиться только спутниковым каналом, но, при желании, можно использовать и существующие наземные линии связи. Рассмотрим кратко работу двусторонней VSAT-системы на примере выхода в Интернет. Запрос от абонентского терминала через спутник направляется на ЦУС оператора. ЦУС по наземным линиям связи (чаще всего по оптоволокну) осуществляет поиск необходимой информации в сети Интернет и, получив ее, через тот же спутник отправляет информацию на абонентский терминал. Развитие технологий спутниковых систем связи направлено на дальнейшее снижение стоимости абонентских терминалов, уменьшение антенн и мощности их передатчиков при улучшении характеристик каналов связи. Качественным скачком в развитии спутниковых технологий может стать технология переноса функций управления сетью с центральной земной станции на сам спутник («HUB на борту»). При этом существенно сократится временная задержка, связанная со временем прохождения сигнала к спутнику и обратно, что положительным образом скажется на качестве связи.

5.11.6. Спутниковый Интернет

Сегодня эффективная работа в Сети Интернет не мыслима без высокоскоростных каналов связи (рис.5.17). Однако такие каналы для многих пользователей, особенно для тех, которые подключены по обычным телефонным линиям, остаются мечтой. Тем не менее, есть достаточно простая и недорогая возможность обеспечить себя широкополосным доступом. С учетом сегодняшних цен на оборудование и услуги, технология спутникового доступа в Интернет наиболее востребована на российском рынке. Для обеспечения данного широкополосного доступа в Интернет сегодня действуют несколько спутниковых систем.

Рис.5.17. Спутниковый Интернет.

Спутниковый доступ в Интернет может быть организован симметричным и асимметричным способами. Симметричный доступ (двусторонний) предназначен для корпоративных пользователей и операторов связи. В его основе лежит создание с помощью наземных спутниковых станций VSAT (Very Small Aperture Terminal) двунаправленного спутникового канала – от абонента к спутнику и наоборот. Данное решение достаточно дорого: цена оборудования составляет от нескольких тысяч до десятков тысяч долларов, а стоимость сравнимого по скорости наземного канала – несколько тысяч.

Асимметричный доступ (односторонний) ориентирован на небольшие компании и организации, а также на частных пользователей. В его основу положено использование двух каналов связи: один, спутниковый, с большой (сотни килобит в секунду) пропускной способностью – предназначен для получения информации из сети; другой, как правило, наземный (со скоростью десятки килобит в секунду) для организации запросов о предоставлении информации с того или иного интернет-ресурса (обычно такой канал предоставляется местным интернет-провайдером).

Спутниковая антенна дает возможность не только быстро скачивать файлы из сети. Она позволяет также получить доступ к многочисленным телевизионным и радио каналам, различным медиаслужбам, которые занимаются трансляцией мультимедийных данных – информационных, бизнес – и развлекательных каналов, просмотр которых возможен с помощью web-броузера. Можно подписаться на высокоскоростную «off-line» рассылку аудио- и видеоинформации, программного обеспечения, графических и текстовых файлов. Все это позволит получить максимальный выигрыш от использования возможностей широкополосного Интернет-доступа и значительно сэкономить на затратах по оплате наземного канала. Возможности спутникового Internet:

1. Естественно, повышенную скорость работы в сети – до 3 Мбит/с (скорость модема 33Кбит\с).

2. Возможность экономить свои деньги – так как системы спутникового ротупа предлагают множество тарифных планов, в том числе и без ограничений по обьему скачиваемой информации.

3. Решить проблему низкого качества работы телефонных линий.

4. Возможность использовать ваш спутниковый приемник и для просмотра ТВ и прослушивания радио рограмм совершенно бесплатно.

5. Безопасную работу в сети – так как при использовании данного метода связи практически невозможно перехватывать трафик.

Для подключения к спутниковому телевидению и Internet необходимо:

1. Спутниковая антенна с универсальным конвертером.

2. Компьютерная карта – приемник стандарта DVB.

3. Компьютер минимальной конфигурации.

4. OC Windows.

5. Официально оформленные отношения с провайдером – подписка.

6. При необходимости принимать закрытые спутниковые TV каналы – дополнительный модуль-дешифратор или альтернативный софт для DVB-карты.

5.11.7. Спутниковые мультисервисные сети.

Спутниковые сети связи выполняют двоякую роль: с одной стороны они используются в качестве каналообразующей среды и являются продолжением наземных сетей при необходимости передачи на большие расстояния или обслуживании большого числа пользователей, а с другой стороны, представляют собой самостоятельное законченное решение для организации корпоративной, выделенной связи. Основное отличие мультисервисных сетей заключается в способности передачи разнородного трафика (голос, видео, данные) в гетерогенной среде, то есть с использованием единой сетевой инфраструктуры, не требующей использования нескольких транспортных каналов, что позволяет уменьшить разнообразие типов оборудования, применять единые стандарты. Такие сети позволяют организовать эффективное управление трафиком и существенно снизить расходы на эксплуатацию сетевого оборудования. Применение мультисервисных сетей дает целый ряд преимуществ, как для абонентов, так и для операторов:

Для абонентов сети:

1. унифицированный способ доступа к любым видам информации;

2. гарантированное качество обслуживания;

3. взаимоотношения между оператором мультисервисной сети и абонентом строятся в терминах услуг, а не технических параметров.

Для операторов связи:

1. максимальный экономический эффект и привлекательность за счет возможности предоставления широкого спектра услуг абонентам;

2. существенное снижение эксплуатационных расходов за счет передачи всех видов трафика по единой инфраструктуре, сокращения количества используемого оборудования и оптимального использования пропускной способности сети;

3. более эффективное использование ресурса сети при передаче различных видов пульсирующего трафика и динамическое перераспределение полосы пропускания;

4. высокая масштабируемость, возможности моделирования трафика и производительность обеспечивают простоту развертывания сети и надежность ее функционирования;

5. защита инвестиций за счет минимизации затрат на последующую модернизацию.

В тоже время, предоставление абонентам сети гарантированного качества услуг подразумевает наличие интеллектуальной системы управления сетью, т.к., учитывая разнородность трафика различных услуг, задача обеспечения гарантий не может быть решена наращиванием пропускной способности, тем более в спутниковых каналах с ограниченной пропускной способностью. Специфика построения мультисервисной сети зависит от тех задач, которые она должна решать. В случае корпоративной сети основные задачи лежат в области построения прозрачной и производительной информационной инфраструктуры, соединяющей филиалы и подразделения компании в единое информационное пространство, обеспечивающее доступ к данным и приложениям.

Мультисервисная сеть оператора связи в отличие от корпоративной сети является основным средством производства и это накладывает дополнительные требования к надежности и качеству обслуживания, что сказывается на выборе оборудования и схемных решений. На сегодняшний день существуют несколько спутниковых мультисервисных платформ. Все они реализуют единые принципы предоставления мультисервисных услуг:

1. предоставление услуг по требованию;

2. динамическое перераспределение ресурсов сети по запросу;

3. поддержку протоколов передачи данных, голоса, видеоинформации и доступ в Интернет.

5.12. Мультисервисное оборудование спутниковых сетей

Мультисервисное оборудование спутниковых сетей можно классифицировать по целому ряду признаков: по предназначению систем - глобальные (десятки тысяч терминалов) и локальные (несколько десятков или сотен терминалов); по топологии - звездообразные, полносвязные или гибридные; по типам интерфейсов – ATM (ATM - Asynchronous Transfer Mode - асинхронный способ передачи данных), Frame Relay (Frame relay –ретрансляция кадров - протокол канального уровня сетевой модели OSI) и т.д. Все спутниковые сети с звездообразной топологией имеют в своем составе центральную станцию с HUB организацией.

Определение 1. Hub (концентратор) - сетевое устройство, соединяющее несколько компьютеров локальной вычислительной сети и обеспечивающее их взаимодействие друг с другом, с остальной сетью и Интернетом. Все пользователи, подключенные к концентратору, совместно используют доступную полосу пропускания сети (в отличие от коммутаторов, которые обеспечивают полную полосу пропускания для каждого ПК).

Определение 2. Hub-Концентратор - центральное устройство в сети конфигурации "звезда". Благодаря возможности изоляции узлов и расширения радиуса охвата локальной сети, может использоваться для централизованного управления сетью.

Определение 3. Hub-Сетевое устройство, соединяющее несколько компьютеров локальной вычислительной сети и обеспечивающее их взаимодействие друг с другом, с остальной сетью и Интернетом.

Полносвязные сети (работающие по схеме «каждый-с-каждым») могут иметь структуру как с HUB, так и без HUB. Отличительной особенностью станции HUB от других станций сети является состав ее оборудования. Центральная станция имеет антенну большего диаметра, мощный передатчик, большее количество, чем на других станциях сети, устройств каналообразующей аппаратуры, а также различное вспомогательное оборудование. Кроме того, станция HUB предполагает наличие средств контроля и управления ресурсами всей спутниковой сети. Наличие шлюзов в составе центральной станции обеспечивает доступ удаленных терминалов в корпоративные сети и сети общего пользования. При создании многоуровневых иерархических сетей могут применяться мини HUB.

Наличие большой антенны позволяет обеспечить высокое отношение сигнал/шум на приеме и тем самым уменьшить требуемую мощность передатчиков абонентских станций, работающих с HUB. Неиспользованную при этом мощность транспондера (транспондер происходит от английского transponder от trans mitter-res ponder - передатчик-ответчик) можно пустить на увеличение мощности прямого канала или каналов (от HUB), что, в свою очередь, позволит применить антенны меньшего диаметра на абонентских станциях. Все эти меры позволяют существенно снизить стоимость абонентских станций. При большом числе дешевых абонентских станций суммарная стоимость сети, с относительно дорогой HUB станцией, в пересчете на одну станцию, становится достаточной низкой. Звездообразная топология находит применение в большом числе приложений. Это банковские приложения (банкоматы, POS терминалы), системы дистанционного обучения, сети Интернет-сервис провайдеров, широкополосные вещательные интерактивные сети, телемедицина. Примером для построения таких мультисервисных сетей является оборудование типа LinkStar производства Viasat, 360Е производства Gilat, а также оборудование в стандарте DVB RCS (DVB-RCS - Digital Video Broadcasting - Return Channel via Satellite, также Return channel over system. Стандарт телевещания, утверждённый Европейским Институтом Стандартизации в области Связи (ETSI) в 2000 году). Все эти решения используют технологию асимметричной передачи с прямым DVB и обратными DVB-RCS каналами. Абонентские терминалы имеет малую стоимость и высокие технические характеристики. Наиболее экономически выгодно использовать такие решения при построении сетей «массового» обслуживания, т.е. когда абонентские терминалы устанавливаются у конечного пользователя. При этом количество этих терминалов может достигать десятка тысяч.

Полносвязные сети обеспечивают непосредственную связь любых станций сети между собой. Причем такая связь, в отличие от звездообразных сетей, является "односкачковой", что уменьшает задержку в канале и экономит спутниковый ресурс. Полносвязные сети идеально подходят для сервиса передачи голоса и корпоративных сетей с большой долей трафика между филиалами. Однако связь «каждый-с-каждым» приводит к необходимости использования однотипного оборудования на всех станциях сети (антенны, передатчики, терминалы), что увеличивает стоимость абонентской спутниковой станции и снижает стоимость HUB(а). Использование на центральной станции такой сети большой антенны не дает никаких преимуществ, поэтому полносвязные сети выгоднее строить с архитектурой не использующей HUB. При этом функции управления ресурсами сети может выполнять любой терминал. Иногда, для обеспечения реализаций этих функций к терминалу требуется подключить центр управления сетью. Отсутствие HUB позволяет реализовывать любую топологию сети - полносвязную, звездообразную и гибридные многоуровневые сети. Примерами такого способа построения мультисервисной сети является семейство продуктов LinkWay производства Viasat, оборудование Eclipse, предлагаемое компанией EADS Astrium, а также оборудование SkyWAN (SkyWAN гибкая и универсальная система для организации спутниковых корпоративных сетей) компании NDSat. Продукты этой серии используют пакетную передачу на основе MF-TDMA (Multi-Frequency Time-Division Multiple Access – протокол, используемый в спутниковой связи при передаче данных в обратном канале.) технологии и имеют отличные характеристики по скорости передачи, числу поддерживаемых интерфейсов и сервисов. При создании спутниковых мультисервисных сетей встает вопрос оптимального выбора той или иной технологии и оборудования. Помимо чисто технических аспектов (требуемые сервисы, топология сети, пропускная способность отдельного терминала и сети в целом, используемые интерфейсы и т.п.), возникает вопрос об экономической целесообразности применения той или иной сети. Ниже представлено сравнение стоимости трех перечисленных выше сетей в зависимости от числа станций в сети. Наиболее низкой базовой стоимостью обладает сеть Eclipse. Поскольку система управления сетью встроена в мультисервисные терминалы, то затраты на расширение сети будут прямо пропорциональны количеству терминалов в сети. Кроме того, малые накладные расходы на нужды управления позволяют минимизировать объем арендуемого частотного ресурса. Данная особенность Eclipse позволяет экономично строить сети, использующие в качестве транспорта протокол TCP/IP, LinkWay, а также обладая начальными затратами на внешнюю систему управления сетью, но не требующий HUB, наиболее эффективен в сетях в случае необходимости работы с интерфейсами ATM Frame Relay и может содержать до нескольких тысяч терминалов (реально проверенные и работающие сети содержат до 400 станций LinkWay). Наряду с очевидными плюсами технологий спутниковых мультисервисных сетей, нельзя не отметить, что, в ряде случаев, они уступают по эффективности использования спутникового ресурса традиционным спутниковым каналам типа «точка-точка» или «точка-многоточка» на основе спутниковых модемов.

1.

2.

3.

4.

5.

5.12.

5.0

Поиск по сайту: