В рубрику "Спутниковая связь" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
Проект ИСТАР был основан в 2005 г., во времена существенных изменений в отрасли спутниковой связи. Запускались новые космические аппараты, несущие все более мощную полезную нагрузку, менялась и парадигма спутниковой связи – интенсивный переход от выделенных синхронных каналов, к более эффективным и универсальным IP-сетям. Внедрение технологий ИСТАР совпало с рядом аварий, задержанных и неудачных запусков российских спутников, отразившихся в резком и затяжном дефиците полосы. Это привело к стагнации российского рынка VSAT, значительному удорожанию ресурсов спутников и снижению уровня конкуренции. Возможен ли в этих условиях дальнейший рост рынка спутниковой связи, на какие резервы могут рассчитывать операторы спутниковой связи? Попробуем взглянуть на эту проблему глазами производителя.
Спутниковые маршрутизаторы ИСТАР серии UНР используют самые современные и эффективные методы модуляции и кодирования DVB-S2, а также гарантируют уверенный прием при низких отношениях “сигнал/шум". Платформа UHP – первая VSAT-технология, в которой было использовано LDPC-кодирование для TDMA-каналов. Этот код обеспечивает уверенный прием сигнала на уровне на 2 дБ ниже, чем традиционное кодирование RSV.
Современные методы модуляции и кодирования маршрутизаторов UHP позволяют сэкономить от 20 до 40% спутникового ресурса по сравнению с предыдущими поколениями VSAT-систем.
В бюджет типового радиоканала закладывается большой запас для компенсации затуханий при передаче радиосигналов в плохую погоду. В нормальных погодных условиях эти резервы не используются. В VSAT-платформах ИСТАР предусмотрено несколько инструментов для компенсации погодных затуханий и повышения эффективности радиоканала. Во-первых, это интеллектуальная система автоматической регулировки уровня передачи, которая работает во всех режимах, даже в SCPC-канале. Станции регулярно обмениваются информацией об уровне приема, что позволяет автоматически подстраивать уровень передачи для компенсации такого ослабления. В режиме многостанционной работы с одной несущей могут быть активизированы специальные алгоритмы с несколькими политиками усреднения и принятия решения.
Чтобы обеспечить требуемую достоверность канала по приему, может быть задействован механизм адаптивного кодирования и модуляции (ACM), когда передающая сторона выбирает помехоустойчивое кодирование с учетом текущего качества приема на другой стороне. Если эту несущую принимает несколько станций, тогда может быть сформировано несколько подканалов с различным кодированием для групп, находящихся в соответствующих условиях приема.
Применение адаптивных механизмов компенсации позволяет практически удваивать пропускную способность каналов в условиях хороших погодных условий, при этом гарантировать номинальную пропускную способность и требуемую достоверность в сложных погодных условиях.
Максимальная эффективность радиоканала – это еще не гарантия того, что пользователь сможет воспользоваться всем этим ресурсом. Эффективность транспорта пользовательских данных зависит от применяемых инкапсуляций, протоколов выделения ресурса, служебного трафика VSAT-платформы. Самый объективный способ оценить такую эффективность – это сравнение реальной пропускной способности канала на пользовательском порту с информационной скоростью радиоканала. Почти все производители уклоняются от предоставления подобной оценки, так как в силу избыточных инкапсуляций и неоптимальных протоколов эти значения не всегда впечатляющие. Тем не менее эффективность действующей системы по предлагаемой методике оценить не сложно самому пользователю.
Спутниковые маршрутизаторы ИСТАР имеют один из лучших в отрасли показателей эффективности передачи трафика – до 98% в каналах TDM (SCPC) и до 96% в каналах множественного доступа TDMA, что подтверждено тестами независимых экспертов. Подобная эффективность обеспечена инновационными подходами и революционными алгоритмами ИСТАР и были изначально ориентированы на прямую передачу IP через спутник. Предметом особой гордости является собственный алгоритм TDMA, который практически приблизился к возможному пределу такой эффективности.
Использование технологий ИСТАР обеспечивает увеличение пропускной способности пользовательского трафика до 30% по сравнению с VSAT-системами предыдущих поколений.
Повсеместное использование IP-протоколов делает неоправданным использование выделенных каналов SCPC в большинстве приложений. Такие каналы вытесняются более современными VSAT-системами, способными динамически перераспределять ресурс между станциями, активизируя эффект статистического уплотнения. Тем не менее в российских спутниковых сетях все еще много таких “SCPC-динозавров". Технологии ИСТАР предоставляют возможность плавного перехода от традиционных SCPC-каналов к самым современным методам передачи данных. Маршрутизаторы UHP поддерживают все популярные варианты каналообразования, что позволяет модернизировать сеть поэтапно, выдерживая требуемую степень консерватизма. Первым шагом может быть замена имеющихся модемов на маршрутизаторы UHP, которые изначально будут работать в привычном режиме SCPC. Но даже такой шаг позволит воспользоваться преимуществами более эффективной модуляции и кодирования, не затрагивая организацию канала. Следующий этап – объединение группы каналов, исходящих из одной точки-шлюза в единый поток TDM (MCPC), что задействует статистическое уплотнение в направлении от шлюза к терминалам. Следующий шаг – объединение группы каналов, передаваемых с разных терминалов в направлении шлюза, в единый поток TDMA. В такой сети уже весь трафик будет использовать общий ресурс, эффективно загружая спутниковый сегмент. Но это еще не предел такой оптимизации – маршрутизаторы UHP могут использовать общую TDMA-несущую как для передачи, так и для приема данных. В этом режиме трафик уплотняется не только между станциями, но и по направлениям, что при полудуплексном характере трафика дает большую оптимизацию.
Объединение трафика нескольких каналов позволяет высвободить до 20% пропускной способности или даже больше, в зависимости от профиля трафика. Уникальность платформы ИСТАР заключается в возможности перехода от одной схемы каналообразования к другой без замены оборудования и даже визита на удаленные станции.
В традиционных TDM/TDMA-сетях пакетный канал TDMA используется для коллективной передачи данных от терминалов к центральной станции (ЦС). Платформа UHP имеет уникальную особенность реверса передачи данных по этому каналу, то есть он также может быть использован и для передачи трафика от ЦС к терминалам. Предположим, что VSAT-сеть используется для видеоконференцсвязи (симметричность 1:1) и для доступа в Интернет (1:4). В режиме ВКС ресурс обратного канала может быть задействован для передачи видео от терминалов, но когда сеанс ВКС окончен, часть ресурса канала TDMA может быть использована для усиления интернет-трафика, передаваемого с ЦС, – как реверсивная полоса на автостраде. В результате скорость интернет-доступа может быть увеличена на 60% без какого-либо изменения частотного плана сети!
Большой потенциал для оптимизации скрыт в структуре пользовательского трафика, который зачастую избыточен. Например, трафик базовых станций мобильных операторов может быть сокращен до 50% при использовании специализированных GSM/3G-оптимизаторов. В спутниковых маршрутизаторах UHP имеются и встроенные средства для оптимизации трафика, такие как компрессия заголовков VoIP-пакетов и TCP-акселерация. Совокупный эффект от использования внутренних средств оптимизации может дать до 10% дополнительной пропускной способности.
Во многих сетях многоточечных видеоконференций изображения из центра передаются отдельными потоками, что нерационально расходует дорогостоящий спутниковый ресурс. Использование IGMP-протокола управления групповой (multicast) передачей данных решает эту проблему, сокращая необходимые ресурсы в разы.
Сегодня найти свободную емкость на российских спутниках практически невозможно. Однако иногда все же удается найти небольшие зазоры между несущими, которые можно использовать для решения определенных задач или расширения действующих сетей. Далеко не все VSAT-платформы достаточно гибкие, чтобы работать в режиме заполнения имеющихся транспондерных пустот. Как правило, прямой канал TDM традиционных VSAT-платформ требует не менее нескольких мегагерц полосы, а обратные каналы TDMA имеют всего два-три стандартных номинала по скорости. Спутниковые маршрутизаторы UHP предоставляют максимальную гибкость. Так, для минимальной сети понадобится менее 0,2 МГц полосы, при этом в ней могут работать сотни станций. Обратные каналы сети TDM/TDMA могут иметь различные номиналы скорости в диапазоне 130–6500 Кбит/с. Реальный пример в качестве иллюстрации: один из операторов, эксплуатирующий североамериканскую VSAT-платформу, не смог использовать полосу после появления в спектре помех. В этой полосе была развернута сеть UHP с частотным планом, плотно огибающим пораженные фрагменты полосы, в которой сейчас успешно работает несколько сотен абонентов.
Надеемся, что дефицит спутникового ресурса будет решен планируемыми запусками уже в самое ближайшее время, но возможность сокращать операционные расходы за счет более эффективного использования полосы будет востребована всегда.
Опубликовано: Специальный выпуск "Спутниковая связь и вещание"-2012
Посещений: 6055
Статьи по теме
Автор
| |||
В рубрику "Спутниковая связь" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
