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

  

Основные принципы построения спутниковой мультисервисной телекоммуникационной сети Дальневосточного федерального округа

В. М. Цирлин, Е. Н. Дикарев, В. В. Евдин

Тенденции развития телекоммуникаций в мире и России

В ХХI в. произойдет создание глобального информационного пространства или, как его чаще называют, глобальной информационной инфраструктуры (ГИИ). Отличительной особенностью современного положения дел в области телекоммуникаций является изменение структуры трафика сетей связи, поскольку растет потребность пользователей в передаче разных видов информации (данные, голос, видео) посредством единых систем связи. Если раньше развитие рынка телекоммуникационных услуг зависело от повышения пропускной способности сетей (так как основной его задачей являлось удовлетворение потребностей пользователей в сетевой полосе пропускания), то теперь оно больше обуславливается расширением их функциональных возможностей. В такой ситуации традиционные системы, базирующиеся на технологии временноўго мультиплексирования, становятся все менее эффективными.

Во всем мире на рынке телекоммуникаций четко просматривается тенденция к предоставлению пользователю всех видов телекоммуникационных услуг (мультисервис) на базе единой технологической платформы. Это позволяет добиться экономии издержек, снижения совокупной стоимости владения сетью, расширения набора сетевых услуг, повышения качества обслуживания и др.

Сегодня на рынке телекоммуникационных услуг уже сформировался сектор интегральных услуг связи. Для его расширения нужны транспортные сети с высокой пропускной способностью и технологиями пакетной коммутации, которые обеспечивали бы интеграцию передачи голоса, данных, факсимильных сообщений, мультимедийной и другой информации.

Абонент мультисервисной сети должен иметь возможность в любой момент времени затребовать ту или иную услугу либо отказаться от нее, перейдя на более экономичный и выгодный для него вид обслуживания. Именно в оперативном и безотказном выполнении этих требований и заключается основная задача функционирования мультисервисных сетей класса телекоммуникационного оператора.

Поскольку российская информационная инфраструктура (РИИ), основанная на российских инфокоммуникациях (функционально объединенные средства информатизации и телекоммуникаций), должна стать составной частью ГИИ, стратегия развития телекоммуникационных сетей России определяется как создание инфраструктуры связи, обеспечивающей передачу любых сообщений и предоставление широкого спектра услуг пользователям. Являясь региональной сетью электросвязи и составной частью взаимоувязанной сети связи России, спутниковая мультисервисная телекоммуникационная сеть Дальневосточного федерального округа (СМТС ДФО) в своем развитии должна следовать этой стратегии.

Концепция опорных сетей и сетей доступа

С учетом существующих в России тенденций развития инфотелекоммуникаций в направлении создания национальной инфраструктуры предполагается, что телекоммуникационные ресурсы СМТС ДФО будут использоваться как для расширения возможностей опорных сетей инфотелекоммуникаций ДФО, так и для развертывания современных сетей доступа. Такое деление сфер применения СМТС ДФО отражает прежде всего наличие двух основных классов пользователей услугами этой сети, к одному из которых относятся телекоммуникационные операторы, а к другому — индивидуальные и корпоративные клиенты.

При соответствующем организационно-техническом обеспечении функционирования СМТС ДФО компании-операторы смогут воспользоваться ее услугами с целью организации соединений между узлами концентрации, коммутации и шлюзования агрегативного трафика своих клиентов. Таким образом, с помощью ресурсов СМТС ДФО реализуется расширение возможностей опорных сетей ДФО.

В сетях доступа ресурсы СМТС ДФО будут использоваться для подключения пользовательского терминального и сетевого оборудования к опорным сетям ДФО, благодаря чему станет возможным предоставление необходимого набора инфотелекоммуникационных услуг удаленным корпоративным и индивидуальным пользователям СМТС ДФО. В каждой из двух сфер применения телекоммуникационных ресурсов СМТС ДФО при одинаковых технических средствах космического сегмента для достижения максимального экономического эффекта от предоставления телекоммуникационных услуг разным категориям пользователей могут быть задействованы различные комплексы оборудования земного и наземного сегментов (речь идет о станциях спутниковой связи и взаимодействующей с ними сетевой инфраструктуре СМТС ДФО. — Прим. ред.).

Стандартный комплекс VSAT состоит из многочисленных абонентских земных станций (АЗС), одной или нескольких шлюзовых земных станций и земной станции контроля и управления. VSAT-комплекс СМТС ДФО по сравнению со стандартным вариантом дополнен расширенными (в части функциональных возможностей) земными станциями (РЗС). В отличие от АЗС, ориентированных на непосредственное подсоединение терминального и сетевого оборудования пользователей, к интерфейсам РЗС это оборудование подключается с помощью технических средств наземного сегмента СМТС ДФО, выполняющего в данном случае функции сетей доступа.

Необходимо учитывать, что для большинства реализованных сетей VSAT характерным является объединение функций основной шлюзовой земной станции и земной станции контроля и управления на основе комплекса технических средств одной центральной земной станции (ЦЗС). Следуя этому подходу, ЦЗС VSAT-комплекса СМТС ДФО предполагается установить в г. Хабаровске, при этом технические средства ЦЗС могут быть использованы и для расширения пропускной способности опорных сетей ДФО на направлениях центр—периферия. Схема использования ресурсов космического, земного и наземного сегментов СМТС ДФО для предоставления телекоммуникационных услуг на территории ДФО изображена на рис. 1. Космический и земной сегменты образуют спутниковую сеть доступа ДФО.

Основные особенности архитектуры спутниковой сети доступа ДФО

До недавнего времени при стандартизации телекоммуникационных систем комплексы VSAT определялись как сети ограниченного пользования. Об этом свидетельствует появление в 1996 г. двух рекомендаций МСЭ-Т: I.571 “Присоединение сетей ограниченного пользования на основе спутниковых терминалов с малыми антеннами (VSAT) к цифровой сети общего пользования с интеграцией служб (ISDN)” и Х.361 “Присоединение систем, использующих спутниковые терминалы с малыми антеннами (VSAT), к сетям общего пользования данных с пакетной коммутацией на основе протокола Х.25”.

Однако после начала процесса стандартизации архитектуры доступа в рамках концепции ГИИ комплексы VSAT нормируются в основном исходя из определения их как сетей доступа. Такой подход использован в новой рекомендации МСЭ-Т I.572 “Взаимодействие спутниковых терминалов, использующих антенны малого диаметра, с коммутируемой телефонной сетью общего пользования (PSTN)”, а также в проекте ETSI BMS по стандартизации VSAT-сетей, ориентированных на протоколы Интернет.

Следует также иметь в виду, что из-за ограниченных энергетических возможностей космического сегмента СМТС ДФО на первом этапе создания этой сети текущие арендные платежи за пользование космическим сегментом будут определяться объемом потребляемого энергетического ресурса транспондера, а не шириной арендуемой полосы частот. Поэтому возникающая при использовании полносвязанной топологии экономия затрат на аренду космического сегмента (по причине двукратного уменьшения арендованного частотного ресурса транспондера) оказывается не столь значительной, как экономия, обеспечиваемая радиальной схемой, которая при больших диаметрах антенн узловых земных станций (УЗС) и ЦЗС гарантирует меньшее потребление энергетического ресурса. Таким образом, с учетом единовременных и текущих затрат на первом этапе развертывания СМТС ДФО экономически более выгодно использовать звездообразную топологию спутниковой сети доступа.

Наличие двойного “скачка” при использовании схемы “звезда” может существенным образом влиять на качество некоторых видов телекоммуникационных услуг. Для категорий услуг, предоставляемых в рамках спутниковой сети доступа на первом этапе развертывания СМТС ДФО, влияние двойного “скачка” необходимо оценивать с учетом реальных требований пользователей на территории ДФО.

Требования корпоративных и индивидуальных клиентов СМТС ДФО должны учитываться при предоставлении следующих основных категорий услуг: подключение к телефонной сети общего пользования (ТфОП), предоставление доступа к ресурсам Иинтернет, организация виртуальных частных сетей на основе протоколов Х.25, IP, Frame Relay (FR) и ISDN.

Что касается первой категории услуг из приведенных выше, то рекомендация МСЭ-Т I.572 допускает наличие двух “скачков” при организации телефонных соединений между станциями VSAT, поскольку аналогичная ситуация вполне может возникнуть и в случае соединения абонента VSAT-сети с абонентом наземной сети, если в опорной сети телефонии используются спутниковые магистральные каналы.

Практика эксплуатации звездообразных спутниковых сетей доступа в Интернет показывает, что и для предоставления второй (из приведенных выше) категории услуг два “скачка” не являются существенным ограничением, так как из-за присущей этой категории услуг асимметрии трафика доля его в направлении от VSAT к ЦЗС весьма незначительна.

Последняя из упомянутых выше категорий услуг для протоколов Х.25 и ISDN определяется в рамках спутниковых сетей ограниченного пользования рекомендациями МСЭ-Т Х.361 и I.571, которыми допускается наличие двух “скачков” в сетевых соединениях при соблюдении некоторых дополнительных условий в процедурах установления и разрыва этих соединений.

В случае применения протоколов FR и IP рекомендации МСЭ-Т Х.146 и Y.1541 для сетей FR и IP общего пользования стандартизируют ряд классов качества обслуживания, в которых нормируемая величина задержки распространения пакетов достаточно велика, чтобы она не превышалась в VSAT-сетях со “звездообразной” топологией.

Таким образом, следует констатировать, что отсутствуют какие-либо принципиальные ограничения для предоставления основных категорий услуг в спутниковой сети доступа ДФО, если эта сеть реализована по схеме “звезда”. Более того, отказ от использования радиально-узловой топологии в пользу применения полносвязанной конфигурации, в которой допускается “замыкание” трафика между РЗС и АЗС с помощью аппаратно-программных средств многостанционного доступа (МД), исключает возможность разработки организационно-технического обеспечения СМТС ДФО с поддержкой обязательных функций, предусмотренных системой оперативно-розыскных мероприятий (СОРМ). Это объясняется тем, что все выпускаемые в настоящее время ресурсосберегающие средства спутниковой связи с поддержкой МД (далее для краткости будем называть их средствами МД) не имеют встроенных технических средств СОРМ, соответствующих требованиям российских нормативных документов.

На основании всех изложенных выше технико-экономических и организационно-технических аспектов развертывания СМТС ДФО в ее системном проекте предусмотрена “звездообразная” архитектура спутниковой сети доступа.

Выбор средств МД для спутниковой сети доступа ДФО

С учетом всех требований и результатов технического анализа ниже сформулированы основные критерии выбора средств МД:

1. Поставляемые продукты должны функционировать с космическим сегментом Ku-диапазона на основе спутника “Горизонт”, имеющего наклонную орбиту, без значительного ухудшения следующих основных характеристик:

· эффективности использования временноўго и частотного ресурсов транспондера,

· параметров режима захвата несущей в спутниковых демодуляторах,

· помехозащищенности спутниковых демодуляторов в режиме слежения за несущей.

2. Для реализации комплекса транспортных услуг и поддержки необходимого набора интерфейсов поставляемые средства МД должны образовывать гибридную конфигурацию с максимальной степенью интегрируемости компонентов.

3. Аппаратно-программные средства МД, предназначенные для доступа в сеть телефонии общего пользования, должны обеспечивать:

· малоизбыточное кодирование речи по рекомендации МСЭ-Т G.728 на скорости 16 кбит/с с целью достижения разумного баланса между качеством передачи сигналов в телефонной сети и степенью экономии ресурса космического сегмента,

· минимальную задержку обработки речевых сигналов для предотвращения резкого ухудшения разборчивости речи при наличии в телефонном соединении двух “скачков” через бортовой ретранслятор.

4. На втором этапе развития СМТС ДФО при переходе к полносвязанной сетевой архитектуре поставляемые системы МД, предназначенные для доступа в Интернет и ТфОП, должны иметь возможность модификации аппаратно-программных средств с целью выполнения требований СОРМ.

В настоящее время только один производитель — компания ViaSat выпускает полный набор средств МД, который в целом соответствует перечисленным выше критериям выбора. Учитывая очевидные преимущества интегрированной поставки всего оборудования МД одним производителем, целесообразно в качестве базового варианта аппаратно-программных средств спутниковой сети доступа ДФО принять следующие предлагаемые компанией ViaSat гибридные продукты: Hybrid Skylinx и LinkStar для оснащения АЗС и LinkWay и DVB-IP для оборудования РЗС или АЗС с расширенным набором интерфейсов (АЗС-Р).

В качестве альтернативы продукту Skylinx может быть задействована станция TES Quantum компании Hughes Network Systems или система DAMA-10000 компании STM Wireless, поскольку эти компании являются ведущими производителями аппаратно-программных средств функциональной группы SCPC-DAMA. Остальные продукты SCPC-DAMA не рекомендуются для применения в СМТС ДФО.

Гораздо больше альтернативных средств имеется в функциональной группе DVB-RCS, однако выбор их весьма затруднителен из-за новизны применяемой в них технологии МД и отсутствия опыта практической работы с ней на территории России.

Вместо продукта LinkStar могут быть задейстованы следующие аппаратно-программные средства: SkyBlaster 360 компании Gilat, CyberStream Two-way компании Harmonic Data, DVB-RCS компании EMS. Следует заметить, что продукт компании Harmonic Data имеет лучшие возможности по интеграции, поскольку использует аппаратные средства X.STAR компании STM Wireless, выпускающей рекомендованную выше систему DAMA-10000 из функциональной группы SCPC-DAMA.

Остальные средства DVB-RCS не следует применять в СМТС ДФО либо из-за их неготовности к серийному производству (DVB-RCS компании NERA и ArcLight фирмы ViaSat), либо по причине ограниченных возможностей компании-изготовителя (Web-Sat) или неперспективности технологии МД (InterSky компании Shiron).

Приемлемым вариантом можно считать объединение в гибридный продукт аппаратно-программных средств CyberStream Two-way компании Harmonic Data и DAMA-10000 фирмы STM Wireless одним производителем — компанией Harmonic Data, поскольку она тоже выпускает продукт DAMA-10000, но под другим названием — CyberStream 8030. Для оснащения АЗС также рекомендуются следующие гибридные конфигурации, состоящие из продуктов одного производителя: HES и DirecWay 1000 фирмы Hughes Network Systems, а также FaraWay и SkyBlaster 360 компании Gilat Satellite Networks.

Гибридную конфигурацию для РЗС и АЗС-Р, являющуюся результатом наложения (overlay) технических средств DVB-IP функциональной группы МСРС-РАМА на продукт LinkWay из функциональной группы S-ATM, теоретически можно заменить эквивалентной комбинацией на основе продуктов S-ATM других производителей. Однако два альтернативных представителя этой функциональной группы — продукты SkyWAN и Freedom IP имеют весьма существенные недостатки, заключающиеся в отсутствии каскадной кодозащиты в первом продукте и интерфейса Frame Relay во втором. По этой причине в качестве альтернативы продукту LinkWay может быть предложена система VSAT Plus II компании NSI (c опцией Frame Relay) из функциональной группы FDMA-DAMA.

Использование средств МД для расширения возможностей опорных сетей ДФО

В соответствии с концепцией использования ресурсов земного и космического сегментов СМТС ДФО для расширения возможностей опорных сетей ДФО может быть рекомендовано применение аппаратно-программных средств МД из функциональной группы МСРС-РАМА. Как следует из результатов технического анализа продуктов этой функциональной группы, их выбор, по существу, сводится к выбору комплекта спутниковых модемов, выпуск которых освоен большим числом производителей. Предварительный выбор спутниковых модемов для УЗС может быть сделан с учетом нижеперечисленных основных технических требований:

· наличие синхронных интерфейсов передачи данных на скорости до 2 Мбит/с или интерфейсов транспортного потока MPEG-2 с пропускной способностью до 8 Мбит/с;

· оснащенность интерфейсом промежуточной частоты L-диапазона;

· поддержка современных сигнально-кодовых конструкций с повышенной степенью использования частотно-энергетического ресурса на основе многопозиционных видов модуляции (8-PSK, 16-QAM), высокоэффективных способов кодозащиты (Turbo product coding, Outer Reed — Solomon coding) и взаимокомпенсации (paired carrier multiplex access);

· поддержка режима автоматической регулировки мощности несущей для земных станций Кu-диапазона;

· наличие в комплекте аппаратно-программных средств автоматического резервирования;

· оснащенность SNMP-агентами или простыми асинхронными интерфейсами дистанционного управления и контроля без встроенных “фирменных” многоточечных протоколов.

Эти требования сформулированы исходя из предположения о том, что в УЗС будут использоваться антенны достаточно большого диаметра, которые обеспечат возможность работы спутниковых модемов с повышенной частотной эффективностью. Планируется также, что каждая УЗС будет иметь дополнительные аппаратно-программ-ные средства дистанционного управления и контроля, функционирующие в рамках централизованной системы управления СМТС ДФО.

С учетом вышеизложенных требований на основе имеющейся технической информации в число возможных поставщиков комплекса спутниковых модемов из функциональной группы MCPC-PAMA могут быть включены компании Paradise Datacom, Radyne ComStream, Datum System, Comtech EF Data.

Организация связи в спутниковых сетях доступа ДФО

Установка АЗС и РЗС спутниковой сети доступа ДФО будет производиться на основе требований по телефонизации населенных пунктов ДФО и на базе материалов маркетинговых исследований, проведенных оператором СМТС ДФО. Исходя из этих данных на первом этапе создания СМТС ДФО определены:

· 67 мест для установки РЗС или АЗС-Р,

· 106 населенных пунктов для установки АЗС,

· 74 малонаселенных пункта для установки АЗС с таксофоном.

Предполагается, что на втором этапе развертывания СМТС ДФО число РЗС возрастет до 200, а число АЗС и АЗС с таксофоном увеличится до 236 и 164 соответственно.

На первом этапе создания СМТС ДФО узловые земные станции спутниковой сети доступа ДФО будут установлены в девяти центрах субъектов Российской Федерации (входящих в состав ДФО), а ЦЗС — в г. Хабаровске. При такой конфигурации технических средств схема организации связи для доступа к ТфОП может быть представлена в упрощенном виде, как это показано на рис. 2. С учетом требований СОРМ шлюзы в ТфОП создаются:

· с помощью УЗС и ЦЗС, подключенных к автоматическим телефонным станциям СМТС ДФО (АТС-СМТС), которые располагаются в пределах географических зон нумерации и взаимодействуют с соответствующими АМТС, имеющими наземное цифровое соединение с опорной сетью телефонии;

· посредством ЦЗС, подключенной к автоматической междугородной телефонной станции негеографической зоны нумерации СМТС ДФО (АМТС-СМТС), которая взаимодействует с АМТС Хабаровской зоны, имеющей непосредственное цифровое соединение с опорной сетью телефонии;

· с помощью УЗС, подключенных к АМТС, не имеющим непосредственного наземного цифрового соединения с опорной сетью телефонии.

АЗС и РЗС, располагающиеся в зоне географической нумерации, АМТС которой имеет наземное цифровое соединение с опорной сетью телефонии, поддерживают спутниковую связь только с УЗС своей географической зоны нумерации.

Все УЗС географических зон нумерации, АМТС которых не имеют непосредственного наземного цифрового соединения с опорной сетью телефонии, поддерживают спутниковую связь только с ЦЗС. АЗС и РЗС этих же зон относятся к негеографической зоне нумерации СМТС и тоже взаимодействуют с ЦЗС. Таким образом, любое телефонное соединение абонентов АЗС или РЗС организуется и контролируется техническими средствами АТС-СМТС или АМТС-СМТС. При этом в зависимости от местонахождения вызываемого абонента связь осуществляется в один или два “скачка” через спутник. Обеспечивающие услуги телефонной связи средства космического и земного сегментов работают в Ku-диапазоне.

Схема организации связи для доступа в Интернет (рис. 3) имеет простую асимметричную конфигурацию, при которой трафик из Интернет передается в широкополосном вещательном режиме с помощью средств ЦЗС С- и Ku-диапазонов и принимается всеми АЗС и РЗС однодиапазонной и двухдиапазонной структур. Трафик в обратном направлении передается каждой АЗС и РЗС с использованием средств МД Ku-диапазона.

***

Системный проект СМТС ДФО, разработанный ООО “Свит” совместно с предприятием “Гипросвязь” и “НИИРадио”, получил положительное решение ГКЭС Министерства РФ по связи и информатизации. Генеральный подрядчик проекта ФГУП “Космическая связь” и оператор будущей спутниковой сети ЗАО “Востокинфокосмос” совместно проделали большую подготовительную работу по согласованию проектных решений и тарифов с представителем президента в ДФО, губернаторами субъектов Российской Федерации в составе ДФО, предприятием “Связьинвест” в ДФО, а также с телерадиокомпаниями (ОРТ, РТР, “Культура” и др.). В настоящее время соисполнители по проекту приступают к поэтапной реализации отдельных фрагментов СМТС ДФО.

Об авторах

Цирлин Виктор Маркович, генеральный директор
ООО “Свит”
E-mail: sweet@sweet.ru

Дикарев Евгений Николаевич, главный инженер
проекта ООО “Свит”
Телефон: (095) 261-1106
E-mail: den@sweet.ru

Евдин Владимир Валентинович, директор по развитию ЗАО “Востокинфокосмос”
Телефон: (095) 241-4696
E-mail: amrust@amrust.ru





  
10 '2002
СОДЕРЖАНИЕ

бизнес

• Слишком много поваров на ИТ-кухне?

• Введение в планирование и контроль исполнения бюджета

• Быть или не быть... руководителем? Вот в чем вопрос

локальные сети

• Широкополосные службы - по существующей кабельной проводке

• Горизонтальная кабельная проводка: оптоволокно против меди

• Новое многомодовое волокно для 10-Gigabit Ethernet

• Записывающие DVD-устройства

• Совершенство гармонии

корпоративные сети

• Проектирование корпоративных беспроводных ЛВС

• Лучшие наборы средств сетевого управления

• Основные принципы построения спутниковой мультисервисной телекоммуникационной сети Дальневосточного федерального округа

услуги сетей связи

• Спутниковый доступ в Интернет

• Ethernet-новаторы и операторы-старожилы

• Genuity побеждает в первом раунде

защита данных

• Тестируем "усиленные" дистрибутивы ОС Linux

• Защита беспроводных ЛВС улучшается

новые продукты

• Solaris 9 "умеет" многое; Cisco NAM - удобное средство для мониторинга коммутируемых сетей; Утром деньги - утром стулья


• Калейдоскоп



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