Ж у р н а л   о   к о м п ь ю т е р н ы х   с е т я х   и   т е л е к о м м у н и к а ц и о н н ы х   т е х н о л о г и я х
СЕТИ И СИСТЕМЫ СВЯЗИ on-line
  ПОИСК: ПОДПИСКА НА НОВОСТИ: НОМЕР:
    ДОМОЙ • Архив: Новостей | Конференций | НомеровПодписка
 
   
 
   
    
РЕДАКЦИЯ
 
Все о журнале
Подписка
Как проехать
Где купить
Отдел рекламы
График выхода журнала
Адреса в Интернет

РУБРИКАТОР
   
• Инфраструктура
• Информационные
   системы

• Сети связи
• Защита данных
• Кабельные системы
• Бизнес
• Колонка редактора
• Электронная
   коммерция

• Только на сервере
• Системы
   учрежденческой
   связи

• Новые продукты


Rambler's Top100

  

Выбор технологии и системы спутниковой связи для корпоративной или ведомственной сети

С. В. Пехтерев, А. В. Андреев, Е. Ю. Ермакова

В истории внедрения и эксплуатации корпоративных и ведомственных сетей спутниковой связи в России насчитывается немало удачных и неудачных примеров. Опыт, накопленный компанией “Московский Телепорт” при проектировании и создании подобных сетей для широкого круга клиентов (банки, отечественные и транснациональные промышленные компании, органы государственного управления, операторы связи), позволяет сделать некоторые выводы, которые, по мнению авторов, будут полезны специалистам компаний, планирующих или занимающихся созданием собственных сетей спутниковой связи. В статье речь пойдет в основном о системах фиксированной связи, построенных на базе VSAT-терминалов, т. е. станций спутниковой связи с антеннами диаметром менее 3,7 м. При этом многочисленные отечественные системы связи, разработанные в СССР для нужд армии, органов государственного управления и спецслужб, рассматриваться не будут.

Краткий обзор технологий, используемых в корпоративных сетях спутниковой связи

На сегодняшний день не существует общепринятой классификации этих технологий. Поэтому в публикациях фирм — производителей оборудования спутниковой связи и компаний-интеграторов встречаются разные названия одних и тех же технологий и одинаковые обозначения совершенно разных технологий. Для удобства изложения материала мы представим названия и краткие описания технологий в том виде, какой кажется нам наиболее правильным, не претендуя, однако, на истину в последней инстанции.

· SCPC (Single Channel Per Carrier) и MCPC (Multi Channel Per Carrier). Эти технологии активно применяются для построения небольших сетей с интенсивным трафиком. Каждая земная станция (ЗС), реализующая SCPC или MCPC, имеет выделенный постоянный сегмент емкости спутникового ретранслятора и поддерживает постоянное соединение. Основное достоинство данных технологий состоит в том, что они гарантируют необходимую пропускную способность канала спутниковой связи, а главный недостаток — отсутствие возможности динамического перераспределения ресурса ретранслятора между узлами в том случае, когда необходимо передавать трафик со скоростью большей, чем скорость несущей станции сети. Стоит также отметить, что каналы SCPC просты в реализации, однако эффективность использования дорогостоящего космического сегмента в корпоративной сети на их основе, как правило, ниже, чем в любой другой системе спутниковой связи, функционирующей на базе технологии многостанционного доступа к одному и тому же частотному ресурсу (TDM, TDMA, DAMA и др.).

· DAMA (Demand Assigned Multiple Access) — способ предоставления ресурса спутникового ретранслятора по требованию. В сетях DAMA канал выделяется пользователю только на время проведения сеанса связи, что обеспечивает экономное использование спутниковой емкости. В некоторых реализациях технологии DAMA предусмотрена возможность установления SCPC-соединений с разной пропускной способностью (в зависимости от потребностей пользователей). Оборудование DAMA поддерживает полносвязную сетевую топологию.

· TDM/TDMA (Time Division Multiplexing/Time Division Multiple Access) — комбинированная технология сетей с топологией типа “звезда”. В сети TDM/TDMA центральная ЗС (ЦЗС) связывается со станциями пользователей с помощью одного или нескольких закрепленных каналов TDM (с временныўм мультиплексированием). Передача информации в обратном направлении осуществляется по каналам TDMA (с разделением по времени).

· FTDMA (Frequency Time Division Multiple Access) — технология для сетей с разными топологиями (полносвязная или “звезда”), которая выбирается в зависимости от типа основного трафика (телефония или передача данных). В сети FTDMA ЦЗС организует связь для удаленных станций, предоставляя им свободные временныўе слоты на нескольких несущих.

· MF-TDMA (Multi Frequency-Time Division Multiple Access). Данная технология предоставляет множеству станций динамический доступ к общим частотным каналам с временныўм разделением. При этом может использоваться совокупность каналов с разной пропускной способностью, т. е. станция перестраивается не только по частоте, но и по скорости информационного потока. Технология MF-TDMA обладает двумя важными особенностями. Первая — возможность динамического переназначения всего спутникового ресурса определенному соединению или даже направлению передачи трафика. Вторая — схожесть конфигураций и рабочих характеристик (диаметр антенны и мощность приемопередатчика) ЦЗС и периферийных терминалов. От последних ЦЗС отличается наличием системы управления сетью, обеспечивающей мониторинг ее работы и возможность ее переконфигурации. При необходимости эту систему можно развернуть на любом терминале. Таким образом, земной сегмент сети имеет высокую степень отказоустойчивости, однако цена этому — более высокая стоимость терминалов.

Выбор той или иной технологии зависит от типа создаваемой корпоративной сети. Поскольку все многообразие потенциальных приложений систем спутниковой связи довольно полно отражается в режимах работы их периферийных, или абонентских, терминалов, мы будем классифицировать корпоративные сети по уровню средней рабочей нагрузки (в дневное время и в рабочие дни) этого терминала, поддерживающего передачу данных, телефонию и/или другие приложения (например, видеоконференц-связь). При асимметричном трафике в расчет принимается средняя скорость передачи данных по обратному каналу. В таблице представлены существующие на мировом рынке системы, не снятые с производства и использующиеся в Российской Федерации и странах СНГ.

Сети с низкой нагрузкой

К данной категории отнесем сети, в которых терминалу достаточно иметь пропускную способность не более 32 Кбит/с, причем организовывать телефонную связь не требуется или же пользователям терминала необходима только одна телефонная линия. Основные функции таких сетей — сбор телеметрии, интернетизация школ, обеспечение работы сети банкоматов и др. Как правило, в них насчитывается от 50 до 10 тыс. терминалов. Центральный узел сети в основном обрабатывает информацию, поступающую от терминалов. Для сетей с низкой нагрузкой типичными являются протоколы передачи данных Х.25 и IP.

Топология типа “звезда”

Для организации сетей с топологией типа “звезда” и большим числом абонентских терминалов с низкой нагрузкой наиболее эффективными считаются технологии TDM/TDMA и FTDMA. В таких сетях все терминалы напрямую (в один спутниковый скачок) взаимодействуют только с ЦЗС. Благодаря этому появляется возможность применять маломощные и недорогие терминалы, скомпенсировав низкие значения их энергетических характеристик установкой на ЦЗС антенны большого диаметра (5 м и более) и мощного передатчика. Например, для работы с отечественным спутником “Экспресс-6А” в Ku-диапазоне можно использовать терминалы TDM/TDMA или FTDMA с антенной диаметром 1,8 м и приемопередатчиком мощностью 1 Вт. Таким образом удается существенно снизить стоимость реализации проектов с большим числом терминалов. Помимо высоких энергетических характеристик, ЦЗС должна иметь и высокий уровень надежности, так как от состояния этой станции зависит функционирование сети. Все это плюс наличие средств управления сетью обуславливает высокую стоимость ЦЗС. Наиболее широко распространенными во всем мире системами, на основе которых строятся рассматриваемые сети, являются системы PES (Personal Earth Station) фирмы Hughes Network Systems (США) и Skystar Advantage компании Gilat (Израиль), реализующие технологии TDM/TDMA и FTDMA соответственно.

“Смешанная” топология

Для построения больших сетей с низкой нагрузкой, предназначенных для передачи данных и организации телефонной связи между периферийными терминалами, целесообразно использовать систему, сочетающую в себе технологии TDM/TDMA (для передачи данных) и DAMA (для телефонии), или систему на базе технологии FTDMA, обеспечивающую связь типа “каждый с каждым”. Терминалы этих систем стоят дороже (чем терминалы сетей с топологией типа “звезда”), поскольку в них реализован дополнительный режим работы DAMA. К тому же для взаимодействия друг с другом они должны обладать более высокими энергетическими характеристиками. При использовании ретрансляторов Ku-диапазона, установленных на российских спутниках, минимальный диаметр антенны для ЗС типа DAMA составляет 2,4 м.

Системы HES (Hybrid Earth Station) фирмы Hughes Network Systems и Nextar АА/TDMA-BOD корпорации NEC поддерживают технологии TDM/TDMA и DAMA, а система FaraWay фирмы Gilat основана на технологии FTDMA.

Сети для широкополосного доступа в Интернет

Отдельную группу образуют спутниковые сети, обеспечивающие широкополосный доступ в Интернет. Они характеризуются значительной асимметрией трафика: объем информации, пересылаемой со всех абонентских терминалов на ЦЗС в 3—10 раз меньше объема информации, передаваемой самой ЦЗС. В этих сетях для передачи высокоскоростного (до 40 Мбит/с) потока данных от ЦЗС к абонентским терминалам используется широко применяемая в цифровом телевидении технология DVB, а доступ терминалов к спутниковому сегменту (для передачи данных на ЦЗС) осуществляется по технологии TDMA или FTDMA.

В принципе технологии сетей широкополосного доступа в Интернет применимы и для дистанционного обучения или телемедицины, но только в том случае, если видеоизображение требуется транслировать лишь в одном направлении — от ЦЗС, а связь в обратном направлении может быть ограничена передачей текстовых запросов или телефонных сообщений.

Вследствие быстрого роста потребности рынка в доступе к Интернет появились специальные системы, призванные решить эту задачу. К ним относятся следующие системы: DirecWay фирмы Hughes Network Systems и SkyBlaster компании Gilat (обе они поддерживают технологию DVB), LinkWay.IP (реализует технологию MF-TDMA) компании Comsat, вошедшей с недавних пор в состав фирмы ViaSat (США), а также целый ряд собственных разработок отечественных операторов связи, например ЗАО “Московский Телепорт” или фирмы Web Media Services.

Сети со средней нагрузкой

Пользователями таких сетей являются банки, производственные и торговые компании с разветвленной инфраструктурой филиалов и отделений, которым для передачи данных и организации нескольких телефонных каналов (а возможно, и видеоконференц-связи) требуются ЗС с пропускной способностью 32—256 Кбит/с. Данное оборудование может применяться и для организации дистанционного обучения и телемедицины. В сетях, о которых идет речь, широко используются протоколы Frame Relay или IP, а их топологии (“звезда” или “иерархическая звезда” с числом станций от 10 до 100) отражают структуру предприятий.

Небольшое число станций

Для реализации корпоративных и ведомственных сетей со средней нагрузкой и числом удаленных терминалов до 15 часто применяются выделенные каналы SCPC и технология MCPC. Эти сети могут иметь любую топологию, причем на 3С каждое направление связи обеспечивается отдельным каналообразующим модулем.

На рынке представлены следующие системы SCPC/MCPC: TRES фирмы Hughes Network Systems, SkyPerformer компании Clarent, а также станции спутниковой связи, собранные из отдельных модулей (антенна, приемопередатчик, спутниковый модем) отечественного и импортного производства.

Большое число станций

Для организации сетей со средней нагрузкой и числом терминалов более 10 целесообразно использовать системы спутниковой связи, реализованные на базе технологии MF-TDMA, которая, когда необходимо построить полносвязную сеть с большой пропускной способностью и неравномерным трафиком, является оптимальной. При таких требованиях сети на базе названных систем по совокупной стоимости владения могут успешно конкурировать с наземными связными инфраструктурами. Тенденция развития корпоративных сетей указывает на большой спрос на эти системы в ближайшие один-два года. В качестве типичных примеров систем MF-TDMA можно назвать SkyWAN фирмы ND SatCom (Германия) и LinkWay 2000 (или ее модернизированный под VSAT-сети вариант LinkWay 2100) компании ViaSat.

Кроме спутниковых систем MF-TDMA, в ряде случаев (большое число терминалов, необходимая скорость передачи данных не превышает 128 Кбит/с) возможно построение корпоративной сети на базе системы FaraWay компании Gilat или HES фирмы Hughes Network Systems. Эти системы обеспечивают полносвязную топологию сети и передачу данных в режиме DAMA с указанной выше скоростью. Однако отметим, что необходимость приобретения и установки дорогостоящей ЦЗС делает их конкурентоспособными (по сравнению с системами MF-TDMA) только при большом числе абонентских терминалов.

Сети с высокой нагрузкой

Средняя рабочая скорость станции в такой сети — 256—2048 Кбит/с, а сами эти станции используются для передачи смешанного трафика (данные, Интернет, телефония, видеоконференц-связь). Как правило, в сети с высокой нагрузкой насчитывается от 5 до 25 ЗС, между которыми организуется связь типа “каждый с каждым” (с использованием технологии ATM или Frame Relay). Основные пользователи этих сетей — крупные общероссийские холдинги или телекоммуникационные компании, применяющие спутниковые каналы с целью объединения крупных региональных офисов в единую сеть или для резервирования основной наземной сети.

Когда нужно построить сеть с высокой нагрузкой, технологии MF-TDMA практически нет альтернативы (поскольку организация многочисленных высокоскоростных каналов SCPC экономически не эффективна. — Прим. ред.). Сети такого типа можно реализовать на основе

MF-TDMA-систем SkyWAN фирмы ND SatCom, LinkWay 2000 компании ViaSat и VSAT Plus II фирмы NSI Communications. Отличительной особенностью системы LinkWay 2000 является возможность ее работы не только с протоколами

IP и Frame Relay, но и с протоколами АТМ и SS7/ISDN. Общая пропускная способность корпоративной сети, построенной на базе данной системы, может достигать 32 Мбит/с.

На рисунке представлены оптимальные зоны использования для упомянутых выше технологий в зависимости от средней рабочей нагрузки абонентских терминалов и их числа в корпоративной сети.

Выбор cистемы спутниковой связи

При проектировании корпоративной сети выбор технического решения целесообразно осуществлять в три этапа:

1. Выбор технологии (TDM/TDMA, SCPC, MF-TDMA или др.).

2. Выбор спутника-ретранслятора.

3. Выбор конкретной системы среди имеющихся на рынке.

Этапы 1 и 2 относительно просты. Здесь учитываются такие исходные данные, как число терминалов в сети, требующаяся функциональность, пропускная способность каналов связи, цена аренды космического сегмента, энергетические параметры транспондера и его зона покрытия.

Этап 3 значительно сложнее, поскольку при всей схожести систем спутниковой связи разных производителей, работающих по одной и той же технологии, они далеко не идентичны и имеют много особенностей, которые способны сильно повлиять на инвестиционные и эксплуатационные характеристики создаваемой сети. Для иллюстрации этого утверждения приведем несколько наиболее заметных различий между системами SkyWAN фирмы ND SatCom и LinkWay 2000 компании ViaSat, в которых используется технология доступа MF-TDMA.

Максимальный размер сети на базе оборудования SkyWAN — 255 терминалов, а в сети на основе системы LinkWay 2000 может быть до 16 384 терминалов. Промежуточная частота в системе SkyWAN равна 1,5 ГГц (L-band), а в системе LinkWay 2000 — 70 МГц. Информационная скорость несущей в системе SkyWAN — любое значение в диапазоне от 64 до 2048 Кбит/с, а в системе LinkWay 2000 поддерживаются только три фиксированных значения: 512, 1024 или 2048 Кбит/с.

Из-за сложности выбора конкретной системы спутниковой связи целесообразно привлекать к этому процессу компании, специализирующиеся в области спутниковой связи и имеющие успешный опыт построения корпоративных сетей в российских условиях.

Об авторах
Сотрудники ЗАО “Московский Телепорт”:
Пехтерев Сергей Валерьевич,
директор по работе с корпоративными клиентами;
Андреев Александр Васильевич,
технический консультант;
Ермакова Екатерина Юрьевна,
менеджер по маркетингу
Телефон: (095) 795-3310
E-mail: info@mteleport.ru





  
2 '2002
СОДЕРЖАНИЕ

колонка редактора

• Автомобиль - это не роскошь, а средство общения

бизнес

• Окупаемость инвестиций. Иногда это пустые слова

• Плавание за золотым руном

локальные сети

• Не стоит прогибаться под изменчивый мир?

• iSCSI - новая эра в развитии сетей хранения данных

• Точки доступа, соответствующие стандарту 802.11b

корпоративные сети

• Интеграция приложений на основе Web

• Выбор технологии и системы спутниковой связи для корпоративной или ведомственной сети

• Станут ли Windows и другие платформы более открытыми благодаря Web-службам?

• Персонализация электронного взаимодействия

услуги сетей связи

• VoDSL. От "коробок" - к решениям

• Современные аспекты управления сетями. Часть I

• Классика и модерн ИС

защита данных

• Механизмы защиты корпоративных сетей

• Персональные межсетевые экраны

• Межсетевое экранирование как услуга

только на сервере

• О привязанности к поставщикам услуг связи

• Планирование поставок: внедрение специализированного ПО встречает сопротивление

• StormWatch - надежная защита для корпоративных сетей


• Калейдоскоп



 Copyright © 1997-2007 ООО "Сети и Системы Связи". Тел. (495) 234-53-21. Факс (495) 974-7110. вверх