Лекция 15. Система VSAT. Станции VSAT - малые станции для телефонии и передачи данных. Принципы построения схемы, функции

Цель лекции: изучение принципа построения и особенности системы VSAT.

Содержание: приводятся технические характеристики станций VSAT, топология сетей.

Станции VSAT - малые станции для телефонии и передачи данных.

К классу земных станций VSAT (Vегу Small Aperture Terminal) относятся станции спутниковой связи, технические характеристики которых удовлетворяют следующим требованиям Рекомендаций МСЭ-Р S.725

«Технические характеристики VSAT»:

-станции VSAT устанавливаются непосредственно у пользователей, причем плотность размещения их на ограниченной территории может быть весьма высокой;

-станции VSAT обычно не имеют постоянного квалифицированного обслуживающего персонала;

-контроль и управление работой станций VSAT в сети осуществляются централизованно, но могут дополнительно использоваться и местные станционные системы контроля и управления;

-станции VSAT относятся к Фиксированной спутниковой службе (ФСС) и должны удовлетворять требованиям Регламента радиосвязи (РР) и Рекомендациям МСЭ-Р, как и все земные станции ФСС;

-станции VSAT обычно применяются в так называемых выделенных сетях (частных, деловых) для передачи данных и телефонии в цифровом виде в режимах работы только на прием (симплекс) или на прием/передачу (дуплекс);

-антенны VSAT обычно имеют диаметр 1,8.. .3,5 м, но в отдельных системах могут использоваться и большие антенны (диаметром до 6 м);

-скорость передачи информации в цифровом виде со станций VSAT обычно не превышает 2 Мбит/с;

-в станциях VSAT используется маломощный радиопередатчик (обычно от 1 до 20 Вт) с обязательным ограничением излучаемой мощности в целях безопасности.

В настоящее время сети станций VSAT чаще всего работают в диапазонах частот ФСС 6/4 ГГц и 14/11-12 ГГц.

Технические параметры станций VSAT при передаче должны удовлетворять требованиям следующих

Рекомендаций МСЭ-Р:

Рекомендация S.726 «Максимально допустимый уровень паразитных излучений VSAT»;

Рекомендация 8.727 «Кроссполяризационная развязка для VSAT»;

Рекомендация 8.728 «Максимально допустимый уровень внеосевой плотности ЭИИМ VSAT»;

Рекомендация 8.729 «Контроль и управление станциями VSAT».

Сети VSAT принято классифицировать по двум основным признакам: по конфигурации трафика и по структуре системы управления сетью (централизованная и децентрализованная).

С точки зрения трафика существуют

три основных варианта организации связей в сетях VSAT:

а) сеть типа «точка-точка» - простейший

случай дуплексной линии связи между двумя удаленными станциями;

б) сеть типа «звезда» - для многонаправленного радиального трафика между центром сети и периферийными (удаленными) пунктами связи;

в) сеть типа «каждый с каждым» - для прямых связей между любыми пунктами сети связи.

Сеть типа «точка-точка» (рисунок 14) позволяет обеспечить прямую дуплексную связь между двумя удаленными пунктами связи. Такая схема связи наиболее эффективна при больших расстояниях между пунктами или их расположении в труднодоступных регионах.

В наиболее распространенных для станций класса VSAT сетях типа «звезда» (рисунок 15) обеспечивается многонаправленый радиальный трафик между центральной земной станцией сети (ЦЗС) и удаленными периферийными станциями (терминалами) VSAТ по энергетичееки выгодной схеме: малая ЗС VSAT - большая ЦЗС, обладающая антенной большого диаметра и мощным передатчиком.

Сети VSAT подобного рода широко используются для организации информа­ционного обмена между большим числом удаленных терминалов не имеющих вза­имного трафика, и центральным офисом фирмы транспортными или финансовыми учреждениями.

Аналогичным образом построены телефонные сети для обслуживания так называемых удаленных абонентов, которым обеспечивается выход на телефонную коммутируемую сеть общего пользования через центральную станцию, подключенную к одному из наземных центров коммутации каналов (GATEWAY).

Функции контроля и управления в сети типа «звезда» обычно централизованы и сосредоточены на центральной управляющей станции (ЦУС) сети (в англоязычной литературе HUBstation [12.3]). ЦУС выполняет служебные функции установления соединений между абонентами сети связи и поддержания рабочего состояния всех периферийных терминалов VSAT данной сети. Подобная централизованная система управления сетью VSAT с помощью ЦУС экономически целесообразна для сетей с достаточно большим числом упрощенных и потому дешевых периферийных терминалов VSAT. Однако известны примеры реализации сетей VSAT без ЦУС с децентрализован­ной распределенной системой управления, элементы которой входят в состав каждой станции VSAT.

В некоторых действующих телефонных сетях VSAT типа «звез­да» функции ЦЗС и ЦУС разделены между разными земными стан­циями, но чаще функции ЦУС совмещают с функциями ЦЗС (рисунок 15). Такая совмещенная схема ЦУС/ЦЗС используется преимущественно в сетях передачи данных с коммутацией пакетов, где ЦУС/ЦЗС выполняет роль диспетчера - маршрутизатора сетевого трафика и одновременно обеспечивает интерфейс спутниковой сети с наземной сетью передачи данных на основе протокола МСЭ-Т Х.25.

В сетях VSAT с централизованным управлением, создаваемых крупными спутниковыми операторами, программно-технические ресурсы одной ЦУС могут предоставляться нескольким автономно действующим и вновь создаваемым подсетям VSAT за счет выделения части этих ресурсов каждой из подсетей. Таким образом реализуется возможность постепенного расширения сети и реализации дополнительных услуг потребителям. Примером совокупности интегрированных сетей VSAT, обслуживаемых общей ЦУС, может служить спутниковая сеть фирмы HughesNetworkSystems, США с общим числом управляемых терминалов VSAT в различных подсетях свыше 12000.

В сети «каждый с каждым» (рисунок 16) обеспечиваются прямые соединениямежду любыми станциями VSAT, расположенными во всех пунктах связи. Связь двух любых станций в такой сети устанавливается через спутник за один «скачок». Схема оптимальна для телефонных сетей, создаваемых в труднодоступных и удаленных районах, и для сетей передачи данных с относительно небольшим числом удаленных терминалов VSAT.

При централизованной схеме управления такой сетью ЦУС выполняет только служебные функции контроля и управления, необходимые для установления соединения между абонентами сети VSAT, но не участвует в передаче трафика.

В децентрализованном варианте управления сетью ЦУС отсутствует, а элементы системы управления входят в состав каждой VSAT станции. Подобные сети с распределенной системой управления отличаются повышенной «живучестью» и гибкостью за счет усложнения оборудования, расширения его функциональных возможностей и удорожания по этим причинам VSAT терминалов.

Известными примерами реализации полнодоступных сетей «каждый с каждым» являются следующие сети VSAT:

-телефонная спутниковая сеть с централизованным управлением на основе терминалов TES (TelephonyEarthStation) фирмы HughesNetworkSystems, США, предназначенная для высококачественной передачи речи и данных там, где экономически нецелесообразна реализация сети на основе наземных каналов;

-спутниковая сеть VSATPlus фирмы SPAR (Канада) с децентрализованным управлением для передачи данных, речевой, видео- и факсимильной информации в цифровой форме.