"Класик" пример на система за сателитна комуникация - проход SCPC (Едноканален на Carrier - един канал на превозвач). SCPC технология се използва за организиране на специален сателитен канал "точка до точка". Спътникът са разграничени две честотни ленти - по един за работни станции "1" към станция "2", а вторият - за работни станции "2" към станция "1". В такава система устройства за канализиране са сателитни модеми: те извършват превръщането на серийни данни в радиочестотния сигнал и обратно, както и шума кодиране предаваните данни. SCPC канали в момента са широко използвани, предимно операторите на "традиционния" комуникация. Например, използват модеми с G.703 интерфейси могат да бъдат свързани чрез сателитна дистанционно базова станция на клетъчна мрежа.
Фигура 1. специален сателитен канал "точка до точка". Условно дясно показва честотните ленти, заемани от сателита.
Основното предимство на SCPC технология - гарантирано скорост и висока надеждност на връзката. Посветен сателитна честотна лента "изключително", ангажирани в един чифт модеми, така че във всеки един момент всички те канал честотна лента е на разположение. Недостатък - ниската ефективност на използване на сателитна капацитет. Независимо от това дали в момента има нужда от предаване посветено честотна лента, запазено за станции "1" и "2", и не може да се използва от някой друг. оператор ще плаща наем ленти по сателитния канал на, независимо от натоварването. Поради това, операторите се опитват да наемат група минимална необходима ширина. За да работите с теснолентова сигнално оборудване трябва да отговаря на специфичните изисквания, така че е доста скъпо. В допълнение, за всяка наета трафик на сателитния оператор трябва да получи назначение честота. В резултат на това цената на решения SCPC »до ключ" за най-скромни задачи варират от 30-35 хиляди долара за един от начините пътуване.
Съобщението на недвижими задача, обикновено включва строителни а не за отделни канали и мрежи. Повечето искания за топологията на мрежата - "звезда", защото това е най-близък на структурата на управление в бизнес или правителствени агенции: централния офис - клонове, офис - производствени обекти, доставчикът - абонатите и т.н.
Фигура 2. Сателитна комуникационна мрежа "звезда", построен на базата на специални SCPC канали.
По принцип топология "звезда" сателитна мрежа могат да се изграждат на основата на канала "точка до точка" на SCPC технология. Абонатските станции А1, А2 и А3 в такава мрежа не се различават от станциите "1" и "2" в примера по-горе. В централната гара вместо модем ще изисква набор от модеми - по един за всяка посока на комуникация. С голям брой периферни станции към централна станция може да има няколко кутии с модеми.
безжично оборудване може да се използва едновременно TSZSSS модеми всички посоки. Въпреки това, поради факта, че количеството на информацията, предадена за единица време в централната гара на повече от една периферна, TSZSSS трябва да има по-голяма антена и по-голяма мощност на предавателя.
Такава мрежа би била ефективна, ако всички направления са натоварени равномерно и последователно.
Фигура 3. Сателитна комуникационна мрежа MCPC / SCPC и ленти провеждат на спътника
Част от проблема е разрешено да използва MCPC / SCPC технология. (MCPC - множество канали на Carrier - множество канали на превозвач). В такава мрежа, централната гара използва за предаване през абонатните станции, мрежата на един оператор. Разделяне на данни за различните абонати станции се извършва не по честота, но от време. TSZSSS предава данни към всички абонати станции в един цифров поток. Всяка абонатна станция получава целия поток, и "тяхната" данни не избира на физическо ниво и данни на ниво, по официални титли. В такава система става възможно за по-ефективно използване на честота, за да се предава от центъра към периферията: централна гара динамично да го преразпредели в зависимост от нуждите на конкретен абонатна станция. TSZSSS Въпреки запазения набор на модеми за броя на дестинациите за всяка абонатна станция се нуждае от нова специална алея на спътника, и тези ленти все още се използват неефективно. MCPC / SCPC мрежа може да се използва в случаите, когато малко количество периферни станции консумират големи и непредсказуем (пулсиращ) трафик и обратни трафик от тези станции е малък и повече или по-малко стабилни.
Като пример, истинска мрежа DVB-S2 / SCPC на Advantech компания оборудване. Всяка абонатна станция приема данните в общото време споделен канал DVB-S2 (специален случай MCPC) и предава "личен" специален канал SCPC. Платформа Advantech е добро, тъй като ви позволява бързо и относително евтино построи малък корпоративна мрежа, както и увеличаването на броя на клиентите с минимални разходи да отиде на "реално VSAT« - TDM / MF-TDMA.
По-нататъшно развитие на технологията ", с форма на звезда" на мрежата е довело до създаването на принципа на разделение на TDM / TDMA сателитен капацитет. TDM - Time Division Multiplexing, разделяне по време. Time Division Multiple Access - разделение време множествен достъп, или просто алтернативен достъп. Мрежовата TDM / TDMA, независимо от броя на абонатните станции (терминали) се използват само две честоти за предаване от TSZSSS за потребителски терминали и предаването от всички абонатни терминали до централната гара. предаване TSZSSS е същата, както в мрежата на MCPC / SCPC - данните се предават на всички абонати на един носител в един цифров поток с разделяне по време. За абонатски станции "не бърка", където чиито данни поток се разделя на блокове, всеки от които има "личен" глава. С придобиването на малко по-сложно. Две абонатните станции, които не могат да предават на същата честота в същото време - такъв сигнал не може да бъде получена и декодира. Ето защо, терминалите на потребителите да предават в даден момент, а не през цялото време, но в отделни партиди, "вълни". Този режим на предаване се нарича разрушаване режим (от думата избухна - флаш). За да "флаш" различни терминали, не съвпадат във времето, всеки един от тях не преминава, когато той дойде, но само в определени него "лични" времеви интервали - времеви интервали. От терминалите на потребителите в TDM / TDMA мрежи "не виждат" помежду си, организацията на тяхната предавка TSZSSS. Освен това, "личен" информацията, която изпраща сигнали към потребителските терминали и командата синхронизация на времето, която определя специално станция или друг времеви интервали. Чрез определяне на различни станции по-голяма или по-малък брой времеви интервали през всеки кадър, гъвкав хъб преразпределя между абонатните станции, както на групата приемане и предаване групата. Ако потребителят изисква отделен канал, фиксиран брой времеви интервали във всеки кадър може да бъде запазено за него. интервалите от време са останали от определените канали, се преразпределя между гарите, които не се нуждаят от гарантирана скорост. Тези абонати получават скорост е обратно пропорционална на мигновен товарене канал. Ако терминалът е изключено, "неговите" времеви интервали са дадени на други хора. За нововключени абонатните станции, на равни интервали, са възложени специални "празни" времеви интервали. Когато терминалът е включена, тя получава от сигнали TSZSSS синхронизация и предава тази "вход" време връзка слот тяхното присъствие в мрежата. TSZSSS ", отбелязва" нова станция и възлага тя има "личен" времеви интервали в съответствие с нейното състояние. С определена степен на вероятност може да се случи, че две или повече абонатни станции опит за достъп до мрежата, в същото време с помощта на един "вход" времеви отрязък. Тогава центърът няма да видите и няма да позволи на мрежата или на един от тях. След входа на станцията ще се опита да вземе веднага, но пропусна някои случайни числа на поредна "входа" на времеви интервали, за да се намали вероятността от едновременно предаване на данни. Подобен принцип се използва при разрешаването на конфликти "класически" Ethernet (известен като CDMA / CD или »Алоха«).
Тъй като абонатните станции, са разпределени на голяма площ, на разстояние от спътника може да варира значително, така че сигналите им ще пристигнат с различен срок. За да избегнете това, точните географските координати на всички потребителски терминали са въведени в системата за контрол на главината. Системата изчислява стойността за всяка станция се изисква предаване на задаващия и да го докладва на всеки терминал.
Фигура 4. Мрежови TDM / TDMA сателитни комуникации. Най-горе вдясно показва честотните ленти, традиционно заемани централната сателита и абонатните станции, следвайки - време структура "в права посока" и "в обратна посока" цифрови потоци.
В TDM / TDMA мрежи имат редица предимства. На първо място, благодарение на високо интелигентна централната станция ( "хъб") с мощна енергия може да се използва в периферията на малките, слаби и относително прости (така - евтини) потребителски терминали. На второ място, всеки абонат не е необходимо да получите отделна задача честота и под наем единични ивици на спътника. На последно място, системата позволява на абонатите на една и съща техника да получават канали с различна скорост и с различно качество: с фиксиран лихвен процент (специален канал), гарантирано не нулев минимална скорост или без гарантирана скорост. Въпреки това, за TDM / TDMA мрежа се нуждае от център за антена 7-12 метър, мощност на предавателя и надеждна висока производителност контрол компютъра. Струва си да се всичко това е много скъпо, така че TDM / TDMA мрежи са ефективни само ако броят на абонатите станции няколко десетки до хиляди. Системата може да бъде организиран канал с гарантирана скорост, но степента на готовност на своята по-ниска, отколкото в SCPC - необходимостта от прехвърляне не може да се реализира веднага.
В допълнение, TDM / TDMA технология в "чист вид" има още един основен недостатък - високите изисквания за мощност на абонатните станции. След като терминалът работи в импулсен режим, по време на "Светкавицата" ще предават със скорост няколко пъти по-голям, отколкото ако тя премина времето. В най-много времевите изисквания по отношение на размера на мощността на антената и предавателя. За да реши проблема, технологията е създадена TDM / MF-TDMA - Multi-Frequency TDMA, номеронабиране алтернативен достъп. Понякога обозначение TDM / FTDMA. пълен "обратен" канал за предавания от потребителските терминали за TSZSSS, разделена на няколко тесни "kanalchikov на TDM / MF-TDMA«. Множество абонатните станции могат да работят едновременно на различни "kanalchiki". Скорост на предаване се намалява пропорционално на броя на такива "kanalchikov". Уви, нищо в тази област не идва безплатно - за намаляване на енергийните нужди на потребителските терминали, ние трябваше да се увеличи "интелигентността" на оборудването. На първо място, на разположение на главината сега вече не е "едномерна&lraquo; рамка, и "двуизмерен маса": "хоризонтално" - период от време слотове, "вертикална" - честота "kanalchiki". И сега се преразпределя по-дълги времеви интервали, както и клетка в таблицата "времеви отрязък - честота". Второ, "мъдър" и терминала на потребителя: той трябваше да се "научат" бърз "скок" от една честота на друга на "светкавицата" на "флаш".
Фигура 5. мрежа VSAT сателитни комуникации (TDM / MF-TDMA). Честотните ленти, в които се помещават сателитни зъбни колела на централната гара и на абонатните станции. Време сигнал структура TDM, предавана от централната гара. Принципът на разпределение на честотните канали / времеви интервали за предаване на абонатните станции (за опростяване на пролуките между "мига" не са показани).
Други производители (Gilat, iDirect, Hughes) в оборудването реализирани същата схема модулация, както и кодовете за сигурност, както и в DVB, обаче, с някои изменения, ще подобрят значително трафик ефективност. Такова оборудване не е съвместим с приемници на данни домакинство, "еднопосочна" достъп до VSAT мрежи на тези платформи не е предвидено.
"Хибридизация" сателитна телевизия TDM / MF-TDMA сателитна DVB и технологии правят възможно потребителския терминал дори по-малък и по-евтино. Отново, това не е безплатно. Шум мощни кодове изискват по-голямо съкращаване на предаваната информация - освен полезните данни предава специални контролни бита, които са открити и коригирани грешката. Redundancy VSAT мрежи до 17% на лентата. Поради тази причина, VSAT слабо пригодени за големи потребителски трафик - интернет доставчици и телекомуникационни оператори. За своите задачи по-подходящи SCPC решения. Големите потребители по-добре веднъж да купуват скъпо оборудване от един месец да плащат за трафика.
Фигура 6 напълно свързана мрежа (Mesh) над сателитни комуникации мрежа VSAT. В схема A3 станция работи само в, станцията на Star А1 и А2 - в звезда и мрежа.
Текущ VSAT мрежа се поддържа като "звезда" и напълно свързан топология (Mesh). Всички данни, изпратени до мрежата станция абонат VSAT, да отидат на спътник, и спътникът ги препредава към целия район на обслужване - в противен случай не може. Това означава, че данните се доставят физически на всички абонатни станции в мрежата. Но те "не чуват" един на друг, защото "слушане", централната гара и на друга честота в друг режим: "хъб" непрекъснато предава на един превозвач, и абонатните станции - "мига" на набор от честотни канали. За абонатна станция "чух" трябва да бъдат изпълнени с другите две условия. На първо място, на терминала потребител трябва да има два приемника, по една за получаване на превозвача TDM от TSZSSS и второ - за получаване на "мига« MF-TDMA VSAT от други абонати станции. Такъв приемник трябва да бъде в състояние бързо да се коригира, за да следите "подскачащи" VSAT предаватели честота. Технически, втория приемник могат да бъдат реализирани като опция устройство за базовия извод (например, оборудване Gilat SkyEdge PRO). Други производители предлагат различни модели на терминала - просто и евтино само Star и по-скъпо и трудно за Star / Mesh (например, Viasat е LinkStar терминали и LinkWay са iDirect - съответно на модела 3100 и 5300). Второто условие: енергия абонатните станции, за да бъдат по-високи от тази на станции се използват само в "звезда", защото те не работят с мощното "център", и един с друг. Като правило, VSAT Mesh терминали са оборудвани с антени от 2.4 m (най-малко - 1.8 m) и предаватели на 4 вата.
По този начин, VSAT мрежа на оператор на една и съща хардуерната платформа предоставя услуги като Star (дистанционно обект връзка с широки мрежи) и Mesh услуги (канали за комуникация между отдалечени обекти). "Hub" осигурява равномерно синхронизация по време на всички абонатни станции динамично разпределя между абонатните станции на разположение на ресурсите "пряка" канал, за който и да е и всички терминали задава честота и времеви интервали за предаване, както и да Mesh терминали - предаване и приемане (за втори приемник).
Свързани статии