СЕТИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СПУТНИКОВЫХ КАНАЛОВ СВЯЗИ

Основой создания широкополосных спутниковых мультисервисных сетей (СМС) явились новые возможности преобразования и передачи сигналов в цифровой форме, обусловленные конвергенцией телекоммуникационных систем, позволившей передавать информацию различного вида в единой форме.

В настоящей главе под широкополосной СМС понимается сеть с использованием спутниковых каналов связи, которая может передавать мультимедийный поток, то есть комбинацию из двух или нескольких компонентов (звук, видео, данные) с синхронизацией хотя бы двух из них между собой.

Каналы связи называются мономедийными, если они передают только один из перечисленных компонентов. Каналы, по которым передаётся мультимедийный поток, то есть передаются звук, движущиеся или неподвижные изображения, данные в виде текстовых и графических файлов, а также комбинации двух или более из перечисленных компонентов, принято называть мультимедийными.

В общем случае, мультисервисные услуги можно обеспечить одним из двух способов (рис.8.1):

· передавая множество параллельных мономедийных потоков, поддерживая при этом необходимую синхронизацию на терминалах;

· создавая один мультимедийный поток, одновременно производя все необходимые действия с индивидуальными мультимедийными компонентами на терминалах.

Рис.8.1. Варианты предоставления мультисервисных услуг

посредством СМС

В широкополосных СМС существует несколько служб передачи данных. Во-первых, службы передачи данных с архитектурой «точка-точка»:

· без установления соединения, позволяющие осуществлять обмен информацией между пользователями без процедуры установления соединения;

· с установлением соединения, при котором сеанс связи включает три стадии: установление соединения, передача данных, разрыв соединения.

Во-вторых, службы передачи данных с архитектурой «точка – много точек», представляющей собой структуру связи, при которой происходит однонаправленное распространение информации от одного источника (который и сам может быть точкой доступа – ретранслятором) к определенному числу точек доступа, называемых пунктами назначения.

В-третьих, службы передачи данных с архитектурой «много точек – много точек» без установления соединения.

В-четвертых, вещательные службы передачи с архитектурой «точка – все точки» без установления соединения (BRO–CLBS). Здесь структура связи предполагает однонаправленное распространение информации к неопределенному количеству точек доступа, связанных сетью.

В общем случае в спутниковых сетях связи можно выделить три основных сегмента:

· космический сегмент, состоящий из одного или нескольких спутников, центра управления спутниками и связанных с ними станций передачи/приема телекоманд, телеметрии и определения расстояний до спутников;

· пользовательский сегмент, состоящий из нескольких типов терминалов, обеспечивающих функции доступа к спутнику;

· наземный сегмент, состоящий из одного или более центров управления сетью и станций сопряжения, которые обеспечивают взаимодействие с наземной телекоммуникационной инфраструктурой (например, наземной базовой сетью).

На рис.8.2. показана структура одной из наиболее известных спутниковых систем – Globalstar. Космический сегмент системы Globalstar представляет собой группировку из 48 низкоорбитальных спутников со следующими характеристиками:

· число орбит – 8;

· высота орбит – 1414 км;

· наклонение – 52 градуса;

· число космических аппаратов, одновременно обслуживающих территорию России, – не менее 4;

· число спутников на одной орбите – 6.

Каждый спутник содержит антенный комплекс, формирующий 16 лучей, создающих на поверхности Земли зону обслуживания диаметром в несколько тысяч километров, внутри которой возможна коммутация на любую CDMA-несущую с шириной полосы развертывания 1,25 МГц.

Благодаря низкой орбите спутников задержка сигнала и его искажения минимальны. Особенность спутниковой системы Globalstar в том, что она не требует сложных и мощных пользовательских терминалов и наземных станций. Это позволяет использовать портативные пользовательские терминалы, сопоставимые по размерам с обычными сотовыми телефонами.

Пользовательский сегмент состоит из портативных (ПАУ), мобильных (МАУ) и стационарных (САУ) абонентских устройств, использующихся для передачи голоса, данных и определения местоположения. Различают одно-, двух- и трехмодовые устройства. Одномодовые устройства используют только для доступа к системе Globalstar. Двух- и трехмодовые устройства, помимо этого используются также для доступа к наземным сотовым или другим мобильным радиосетям.

Наземный сегмент состоит из станций сопряжения, центра управления наземным сегментом (ЦУНС), центра управления космическим сегментом (ЦУКС), телекомандного оборудования, сети передачи данных и центров управления поставщиков услуг (ЦУПУ).

Станции сопряжения обеспечивают взаимодействие спутниковой системы подвижной связи и наземных кабельных и мобильных сетей. Большое количество таких станций, установленных по всему миру, гарантирует непрерывное обслуживание пользователей. ЦУНС планирует и контролирует использование ресурсов спутников (каналов, ширины полосы частот и т. п.) станциями сопряжения и взаимодействует с ЦУКС. Наземный центр также управляет сетью передачи данных и станциями сопряжения.

ЦУКС через телекомандные устройства следит за работоспособностью спутников и состоянием их орбит. Он обрабатывает, отображает в реальном времени и проверяет на соответствие параметрам данные телеметрии, поступающие со спутников; в случае несоответствия требованиям выдает отчет об отклонениях. ЦУКС также распределяет и корректирует положение постоянных орбит посредством команд, передаваемых на спутники. Телекомандное оборудование, расположенное на отдельных станциях сопряжения, обеспечивает прием телеметрии и управление спутниковой группировкой. Сеть передачи данных GDN (Globalstar Data Network) служит для обеспечения связи между частями наземного сегмента системы (управляется и контролируется ЦУНС) и предоставляет широкий спектр возможностей для связи станций сопряжения, ЦУНС, ЦУКС, телекомандного оборудования и делового офиса системы Globalstar. Схема организации связи такова, что все вызовы (как местные, так и международные) обрабатываются и коммутируются в наземной станции сопряжения с последующей передачей в телефонную сеть общего пользования. Это обеспечивает связь с абонентскими терминалами Globalstar и другими наземными телефонными и сотовыми сетями, причем перечень услуг, предоставляемых местными операторами связи, не дублируется, а дополняется. Станция сопряжения подключает спутниковую сеть к наземной сети мобильной связи, например, такой как AMPS или GSM, или непосредственно к АТС местной телефонной сети посредством стандартного канала, поддерживающего различные типы протоколов.

Рис.8.2. Общая структура спутниковой системы Globalstar

Наземный сегмент на территории России включает три станции сопряжения (Москва, Новосибирск, Хабаровск), обеспечивающих около 98 % охвата территории России южнее 70-й параллели с гарантированным качеством обслуживания. Каждая станция сопряжения связана с сетью общего пользования страны и может быть интегрирована с действующими стационарными и сотовыми сетями России. Каждая станция включает в себя антенную площадку с четырьмя антенными комплексами – АК (диаметр антенны 5 м); приемопередающую радиоаппаратуру, а также оборудование для маршрутизации и коммутации вызовов (отвечает за земную связь, в том числе за GSM-связь).

Коммутационное и канальное оборудование связано волоконно-оптическими линиями с антенной площадкой. Оно осуществляет передачу и прием сигналов CDMA на промежуточной частоте.

Программно-аппаратный комплекс управления оборудованием станции сопряжения обеспечивает не только визуализацию сети в целом, но и оперативное отслеживание спутников, работающих в данный момент с антеннами станции сопряжения. В число функций программного обеспечения управления входят формирование ежесуточных отчетов о возникающих неисправностях, работе антенных комплексов, активности абонентов и многое другое. Все российские станции сопряжения соединены между собой магистралями, по которым и проходит внутренний трафик российского сегмента Globalstar.

Система Globalstar для передачи данных в обоих направлениях использует радиоканал с технологиями CDMA или ТDМА/FDMA, абонентские линии и фидерные линии.

Абонентские линии обеспечивают передачу между спутниками и конечными пользователями мобильных терминалов; фидерные линии – передачу сообщений пользователя между спутниками и наземными базовыми станциями.

Сегмент пользователя образуют абонентские терминалы нескольких типов:

· портативные (трубка в руке), аналогичные сотовым телефонам;

· мобильные (устанавливаемые на подвижном средстве);

· стационарные телефонные аппараты, концентраторы, таксофоны.

Выпускаются портативные и мобильные абонентские терминалы, предназначенные как для работы только в системе Globalstar, так и для работы в системе Globalstar и сотовых сетях. Это - трехмодовые терминалы, позволяющие работать в системах Globalstar, АМРС и CDMA, двухмодовые терминалы для работы в системах Globalstar и GSM и одномодовые терминалы предназначенные только для системы Globalstar.

Российский сегмент системы Globalstar (РССГлобалстар) – это мультисервисная спутниковая мобильная сеть ЗАО «ГлобалТел». Единая тарифная зона обслуживания РССГ охватывает территорию 11 стран, включая северные и восточные моря, часть акватории Тихого океана.

В настоящее время абоненты ГлобалТел получают 26 видов услуг связи, используя 14 различных моделей спутниковых абонентских терминалов. Большинство моделей этих терминалов являются многорежимными и обеспечивают работу не только в спутниковом, но и в режимах GSM900, AMPS800; при этом переход из одного режима в другой может производиться автоматически.

Мультисервисная сеть ГлобалТел интегрирована в телефонную сеть общего пользования России с федеральным кодом 954. Через магистральную сеть Ростелекома и Межрегионального ТранзитТелекома (МТТ), РССГ обеспечивает двусторонний роуминг с сотовыми сетями. Ведомственные и корпоративные сети связи сопрягаются с РССГ через магистральную сеть Ростелекома по общим каналам телефонной сети общего пользования или по выделенным каналам напрямую к станциям сопряжения.

Телематические услуги передачи данных и коротких сообщений обеспечивают корпоративным заказчикам реализацию эффективных решений по созданию подсетей передачи телеметрической информации от мобильных и стационарных объектов, систем мониторинга и контроля состояния технологических объектов, систем управления движением на транспорте и др.

Особенность использования спутников в СМС состоит в том, что их зоны обслуживания могут покрывать большие поверхности суши и океана, а также могут быть контурными для охвата конкретной территории. Кроме того, спутники могут иметь широкие полосы стволов, что дает возможность использовать эти стволы для обеспечения мультисервисных и вещательных услуг по схемам «точка – точка» и «точка – много точек» при распространении информации от одного источника к одному или ко многим пунктам назначения. При этом интерактивность может быть достигнута или через спутник, или через наземную сетевую инфраструктуру (например, через коммутируемую телефонную сеть общего пользования).

Кроме использования спутников в международных и магистральных линиях связи, они могут использоваться в региональных линиях связи, в базовых сетях, распределительных сетях и сетях доступа.

Что касается IP-сетей, включая Internet, то в них спутники могут использоваться во всех частях глобальной IP-сети (базовые сети, распределительные сети и сети доступа). Распределительная сеть является промежуточной IP подсетью, соединяющей базовую сеть и сеть доступа.

Поиск по сайту: