Особенности организации корпоративных сетей с использованием спутниковых технологий и протоколов Internet

системы используют единый мультиплексор потоков Transport Stream (TS) MPEG-2;

системы используют единую систему информационного сервиса, детально представленную для использования со стороны приложений;

системы используют единый первичный уровень кодирования Reed-Solomon (RS) Forward Error-Correction (FEC);

допускается применение любых других выбранных систем кодирования с использованием модуляции или дополнительных каналов для удовлетворения требований различных сред передачи;

рекомендуется и предлагается к применению единая система скремблирования;

система использует единый прикладной интерфейс доступа к данным.

Именно изначальная открытость технологии DVB обусловили лавинообразный рост приложений, основанных на этой технологии. Сегодня уже можно считать, что в мире определились устойчивые стандарты цифрового спутникового телевещания, используемый диапазон частот, кодировка сигналов, необходимые функции приемного оборудования.

К началу ХХI века определились и приоритеты рынка спутниковой связи: основными его сегментами сегодня являются спутниковое вещание и технологии VSAT.

И если развитие спутникового вещания связано, в основном, с расширением сферы развлечений и повышением политической активности общества, то движущей силой создания сетей VSAT является интенсификация экономического прогресса как в отдельных странах, так и в мире в целом (см. рис. 2).

Рис. 2. Принципиальная схема VSAT

Терминал VSAT состоит из трех основных элементов: антенной системы, наружного блока (Out Door Unit, ODU), размещаемого непосредственно на антенне, и внутреннего (In Door Unit, IDU), устанавливаемого в помещении пользователя. Диаметр антенной системы для условий Украины составляет 1,2-1,8 м.

Чем привлекательны сети VSAT? Экономичные и высокоэффективные терминалы цифровой связи современных VSAT-сетей, установленные непосредственно у пользователя, обеспечивают предоставление широкого спектра интегрированных услуг -- от организации недорогих систем сельской телефонной связи до высокоскоростного доступа в Интернет, телевещания, дистанционного обучения, телемедицины. Используя достижения цифровой и широкополосной связи, технологии IP и DVB, системы VSAT становятся универсальным средством для организации общественных, корпоративных и индивидуальных систем информационных коммуникаций.

Каналообразующее оборудование определяет принцип работы станции спутниковой связи и всей сети. В настоящее время существуют четыре основные технологии сетей спутниковой связи. Все они имеют свои достоинства и недостатки, и ни одна из них не является универсальной. Основное отличие между ними -- способ использования ресурса геостационарного спутника. Рассмотрим эти технологии.

SCPC (Single Channel Per Carrier) активно применяют для построения небольших сетей с интенсивным трафиком. Каждая станция спутниковой связи, реализующая SCPC, имеет выделенный постоянный сегмент емкости спутникового ретранслятора и поддерживает постоянное соединение.

Основное достоинство данной технологии состоит в том, что она гарантирует необходимую пропускную способность канала спутниковой связи, а основным недостатком является отсутствие в ней возможности динамического перераспределения спутникового ресурса между узлами сети и, как следствие, неэффективное его использование (см. рис. 3).

Рис. 3. Распределение частотного диапазона в SCPC

DAMA (Demand Assigned Multiple Access) предоставляет ресурс спутникового ретранслятора по требованию. В сетях с технологией DAMA канал связи выделяется пользователю только на время проведения сеанса связи, что значительно экономит ресурсы спутникового ретранслятора.

Структура канала в этой сети аналогична структуре канала SCPC [4]. В некоторых реализациях технологии DAMA предусмотрена возможность установления соединений с разной пропускной способностью для разных сеансов связи. DAMA оптимальна для создания телефонных сетей с полносвязной топологией. Ресурс ретранслятора распределяется центральной станцией сети, что можно считать основным недостатком технологии, так как функционирование всей сети зависит от состояния одной этой станции.

Технология доступа DAMA ориентирована на телефонию; в таких сетях режим передачи данных и взаимодействие с ЛВС крайне неэффективны. А оборудование сетей на основе DAMA тем не менее значительно дороже, чем при использовании SCPC-решений (см. рис. 4).

Рис. 4. Распределение частотного диапазона в DAMA

TDMA (Time Division Multiple Access) предоставляет множеству станций динамический доступ к общему каналу с временным разделением. В отличие от технологии DAMA с ее достаточно большим временем установления соединения такой доступ предоставляется значительно быстрее [3].

TDM/TDMA (Time Division Multiplexing/Time Division Multiple Access) -- комбинированная технология сетей с топологией типа «звезда». В сети TDМ/ TDMA центральная станция спутниковой связи связывается со станциями пользователей при помощи одного или нескольких закрепленных каналов TDM (с временным мультиплексированием), а станции пользователей осуществляют доступ к центральной спутниковой станции через каналы TDMA (см. рис. 5).

Рис. 5. Распределение частотного диапазона в TDM/TDMA

Поскольку все станции пользователей напрямую взаимодействуют только с центральной спутниковой станцией, появляется возможность применять маломощные станции, скомпенсировав недостаток их энергетики использованием антенны большого диаметра и мощного передатчика на центральной станции спутниковой связи. За счет такого дисбаланса параметров станций удается существенно снизить стоимость проектов с большим числом станций пользователей.

Обязательно наличие центральной станции спутниковой связи, которая выполняет функцию концентратора сети.

Поддержка рассмотренных выше основных технологий реализована во многих современных аппаратных средствах спутниковой связи. Однако максимальную эффективность при создании спутниковой сети можно получить только путем конвергенции существующих технологий и принципов работы с самыми современными технологиями цифрового телевидения и передачи данных (MPEG/ DVB).

Учитывая необходимость построения мультисервисной сети, за основу были выбраны технологии MPEG/DVB, которые мы соединили с лучшими аспектами существующих технологий построения спутниковых сетей (см. рис. 6).

В основе нашего решения находится программно-аппаратный комплекс, реализующий мультисервисный спутниковый телепорт (LuckyLink-HUB), и мульти-медийный спутниковый VSAT терминал (LuckyLink-VSAT-DVB).

Рис. 6. Схема построения LuckyLink-HUB

В состав центральной станции спутниковой связи (LuckyLink-HUB) входят:

антенная система (для условий Украины размер может варьироваться от 1,8 м до 3,7 м);

приемо-передающее радиочастотное оборудование с системой резервирования, передатчики (2) KU-диапазона (14.0-14.5), конверторы частот, усилители;

DVB мультиплексор (LNG10);

спутниковые модуляторы;

спутниковые демодуляторы;

маршрутизатор CISCO;

система управления и контроля.

Центральная станция спутниковой связи (LuckyLink-HUB) поддерживает работу c удаленными терминалами в режиме DVB/TDMA-DAMA. В чем особенность предложенного нами метода?

В первую очередь, ориентация на технологию DVB позволила расширить функциональность спутниковой сети.

Добавлена возможность однонаправленной широковещательной рассылки информации в формате DVB. Применение этой технологии позволило получить высокую скорость передачи данных (до 45 М) в сочетании с невысокой стоимо-стью приемного терминала.

LuckyLink-VSAT-DVB -- мультимедийный терминал, который обеспечивает не только передачу данных и голоса, но и прием телевизионной и радиовеща-тельной информации в цифровом виде. Создание этого терминала стало шагом на пути к конвергенции услуг связи и вещания, когда-то очень далеких друг от друга. А по прогнозам аналитиков рынка, именно слияние связи и вещания неизбежно приведет к повсеместному внедрению широкополосных технологий.

Удаленные терминалы сети полнофункциональны и поддерживают различные режимы работы. Переключение SCPC/TDMA/DAMA производится по команде центральной станции без участия обслуживающего персонала на удаленных точках (см. рис. 7).

Рис. 7. Схема работы сети

Центральная спутниковая станция передает на спутник широковещательный канал в формате DVB, который принимается всеми станциями сети. Через этот канал происходит передача данных в сторону клиентской станции и управление VSAT терминалами.

Избрав в качестве базового набор протоколов TCP/IP, мы смогли легко организовать открытую масштабируемую схему сети. Совместимость с протоколами ITU H.323, G.711, G.723, G.729a/b позволяет использовать в сети оборудование третьих производителей для решения задач передачи голоса.

Удаленные станции спутниковой связи могут находиться в следующих режимах.

RX-only. Станция не имеет запросного канала, находится в режиме приема поступающей информации. Скорость приема назначается центральной станцией. Существует возможность объединения приемных терминалов в группы для одновременного получения своих пакетов информации.

SCPC. Станция круглосуточно находится в режиме приема и передачи информации. Центральная спутниковая станция производит постоянный мониторинг и контроль запросного канала. Самостоятельно удерживает его в рамках назначенных параметров, регулируя мощность излучения и частоту передачи.

DAMA. Динамичный процесс DAMA инициируется запросом на установление связи со стороны пользовательского терминала. Запрос инициируется данными поступившими их пользовательского интерфейса. Центральная станция принимает или отклоняет запросы в зависимости от наличия свободного спутникового слота для связи с терминалом. Центральная станция по запросу назначает частоты, а также регулирует мощность излучения в зависимости от параметров запрашиваемого соединения.

TDMA. Группа терминалов, работающая в этом режиме, получает в использование спутниковые слоты, которые динамически перераспределяются между ними под управлением центральной станции. Все станции обеспечиваются запросными каналами одной пропускной способности независимо от наличия пользовательских данных.

К особенностям системы LuckyLink можно отнести:

-- легкость управления каждым терминалом (группой терминалов) из центра;

-- возможность инициирования связи как самим терминалом, так и головной станцией. При этом возможна связь терминал-терминал через головную станцию;

-- легкость конфигурирования инициации связи по событиям. Существует возможность сформировать набор правил, по которым терминал выходит на связь, индивидуально для каждого терминала;

-- возможность включения шифрования и (или) компрессии канала. Компрессия дает до 15 % экономии полосы при различных типах трафика;

-- гибкость в управлении шириной полосы, занимаемой терминалом. Каждый терминал может быть настроен на свою ширину полосы.

В системе реализован контроль мощности сигнала передатчиков. Головная станция выбирает оптимальное значение мощности для каждого терминала индивидуально.

Переход терминала в ждущий режим может быть осуществлен по трем критериям:

-- команда с головной станции;

-- отсутствие трафика в течении заданного интервала;

-- команда с устройств, подключенных к терминалу (например, положенная трубка телефонного аппарата).

Система допускает широкий спектр оконечных устройств. Поддерживаемые типы подключения: Ethernet (TCP/IP, IPX), голосовое подключение (телефонный аппарат, факс), возможность прозрачной трансляции асинхронного/синхронного порта для подключения оборудования с такими интерфейсами. Терминация портов может быть осуществлена как на головной станции так и в любой другой связанной сети. Данная возможность позволяет легко интегрировать в сеть устройства, работающие по протоколу X.25 (банкоматы, POS терминалы, смарт-кард терминалы и т.д.). Существует возможность формирования групп терминалов на головной станции под различные задачи и с различными параметрами связи, а также возможность в экстренном случае связаться с каждым терминалов через телефонную сеть общего пользования с использованием встроенного модема.

Заключение

корпоративный сеть спутниковый internet

Предложенная технология построения спутниковой сети успешно реализована компанией Lucky.Net под торговой маркой LuckyLink. В процессе реализации данного проекта наилучшим образом проявились следующие особенности нашей системы.

1. Ориентированность на потребности Украинского рынка. Разработка выполнена специалистами компании Lucky.Net с учетом специфики рынка. Телепорт, обслуживающий данную систему, расположен в центре Киева и привязан к местным коммуникациям и оптоволоконной инфраструктуре. Используются ресурсы мощного современного шведского спутника Sirius 2, что позволяет приме-ять по всей территории Украины антенные системы небольшого диаметра.

2. Гибридная схема сети. Она объединяет терминалы, работающие по технологии SCPC, TDMA/DAMA, с широкой сетью только приемных систем. Это позволяет не просто решать задачи, стоящие перед Заказчиком, но и решать их эффективно.

3. Технологичность. Разработка основана на самых современных технологиях цифровой передачи видео и данных (DVB). Используются самые современные алгоритмы кодирования данных и голоса, что обеспечивает высокую эффективность и высокие эксплуатационные качества.

4. Низкая стоимость абонентского терминала. Применение технологии DVB позволило коренным образом снизить стоимость абонентского терминала, а это несомненно повышает привлекательность применения спутниковых технологий для решения прикладных задач.

5. Оборудование сертифицировано. А это значит, что не возникнет проблем с лицензионным оформлением этого оборудования и внедрением спутниковых сис-тем в самых различных сферах их применения.

6. Полный комплекс услуг. Специалисты нашей компании выполнят полный объем работ по доставке, установке, лицензионному оформлению и интеграции оборудования с существующим оборудованием и коммуникациями.

Литература

1. Петров В.В., Стрижак А.Е. Широкополосные мультисервисные сети. Аналитический обзор. -- К.: Нора-принт, 1999. -- 134 с.

2. European Information Technology Observatory 2000. -- Germany. -- 2000. -- Р. 463.

3. Malkin A., Gat Y. The book on VSATs. -- Gilat satellite Networks, 1995. -- Р. 360.

4. Dankberg M. Advanced technology in DAMA networking // Pacific telecommunications conference. -- 1996. -- Р. 16.

Размещено на Allbest.ru