Построение спутниковых систем передачи данных

Как правило, подобные сети строятся как транзактно-ориентированные системы. Основной их особенностью является разделение какого-либо ресурса сети между ее абонентами с целью получить оптимальное соотношение стоимость/время на элементарную операцию обмена данных (транзакцию). Как следствие, подобные системы нуждаются в жесткой централизации и управлении, что и приводит к определенной топологии подобных сетей типа "звезда".

Вторым следствием является то, что стремление экономии спутникового ресурса (полосы занимаемых частот) и минимизации времени на транзакцию, привело к идеи использования общего канала для всех абонентов сети, то есть к и использованию технологии уплотнения каналов, в основном используется технология (многостанционный доступ с временных разделением (МСДВР).

На этих принципах построены системы TwoWay™ VSAT фирмы Gilat (SkyStar другое название), ISBN™ фирмы Hughes (VSAT типа PES), SkyRelay™ фирмы Scientific Atlanta, NEC Star™ фирмы NEC и др.
Однако, использование этих систем не позволяет реализовать передачу телефонии и реализовать связь по принципу “каждый с каждым” в один спутниковый скачок.

Построение спутниковых телефонных сетей

При построении спутниковых сетей для передачи телефонии существует одно важное ограничение, а именно, по Российским и международным стандартам использование двойной передачи через спутник запрещено на международных и междугородних соединениях, как исключение оно разрешено для передачи служебной телефонии на местных соединениях. В настоящее время передача телефонии с одним спутниковым скачком осуществляется в технологиях SCPC (один канал на несущую), DAMA/TDMA (многостанционный доступ с предоставлением каналов по требованию)/(многостанционный доступ с временных разделением (МСДВР) и FDMA (многостанционный доступ с предоставлением каналов по требованию)/(многостанционный доступ с частотным разделением (МСДЧР).

Первая технология предполагает использование одного канала на одной частоте, какой-либо сетевой сервис в доступе к спутниковому сегменту отсутствует. Вторая и третья технологии, наоборот, предполагают использование некоторого служебного канала для получения доступа к спутниковому сегменту и реализации сетевого сервиса.

В связи с этим, технология SCPC используется для построения магистральных каналов, например, при передаче телефонии между крупными городами потоками Е1 (2048 Кбит/c) или Т1 (1544 Кбит/c) , эти каналы устанавливаются на круглосуточной основе и сдаются в аренду на один месяц и более.

Технология DAMA/FDMA позволяет установить канал только на время разговора и производить тарификацию на поминутной основе. В этой технологии один канал используется только для одного разговора. После окончания разговора, занимаемый частотный ресурс освобождается и может быть использован для другой пары абонентов. К оборудованию на основе технологии DAMA/FDMA относятся VSAT типа TES™ фирмы Hughes, SkyLinks™ фирмы Scientific Atlanta, NEXTAR-BOD™ фирмы NEC.

Технологии DAMA/FDMA присущ один существенный недостаток, при увеличении числа каналов, мощность передатчика существенно возрастает. Как показывает практика, стоимость передатчика, практически прямо пропорциальна его мощности, а стоимость передатчика составляет около 30% стоимости VSAT станции. Из теории радиотехники известно, что подобные передатчики должны обеспечивать многосигнальный режим, т.е. работать в линейном режиме. Не углубляясь в подробности, полупроводниковый передатчик при работе с двумя несущими должен иметь выходную мощность на 6 дБ больше, чем при работе с одной несущей, при дальнейшем увеличении числа несущих мощность должна увеличиваться пропорционально логарифму от их числа. Из этого следует, что для излучения второй, третьей и более несущих мощность передатчика должна быть увеличена в 4 раза, соответственно значительно увеличивается стоимость передатчика и всй VSAT станции.

Учитывая этот недостаток другие производители стали использовать технологию TDMA для организации временного мультиплексирования каналов с технологий DAMA. Примером DAMA/TDMA является оборудование VSAT 2 Plus™ фирмы Comstream(США).

В этой системе каналы DAMA/TDMA образованы в течении определенных тайм-слотов, которые занимаются только на время разговора, а после его окончания могут быть заняты другими абонентами сети. Этот подход действительно позволяет получить телефонию в один спутниковый скачек и использовать передатчик работающий в односигнальном режиме, но связь в один скачек возможна только между теми станциями, которые используют общие пары частот.

При увеличении числа станций и нагрузки в сети, ширина полосы занимаемых частот должна увеличиваться, соответственно. Относительно ширины полосы излучаемых частот, из теории радиотехники известно, что при увеличении полосы частот мощность сигнала передатчика возрастает пропорционально 10 Lg раз, т.е. при увеличении полосы частот в 2 раза мощность передатчика должна быть увеличена в 3 раза.

Фирма Gilat предложила еще более передовую технологию - FTDMA. Эта технология объединяет преимущества технологии TDMA - временное мультиплексирование для получения односкачковой передачи телефонии и классические возможности технологии DAMA по назначению пары частот во всем диапазоне частот, как правило до 36 Мгц. Технология FTDMA реализована в системе FaraWay™ VSAT фирмы Gilat.

Фирма Nortel DASA (Германия) предложила аналогичнуютехнологию - FTDMA. Эта технология FTDMA реализована в системе ABCS на основе спутникового оборудования SKyWanVSAT™ фирмы Nortel DASA.

Приведем основные технические характеристики, применяемого ЗАО АмРуссТел спутникового оборудования системы