Организация доступа к сетям операторов спутниковой связи. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Телефония

 Комментарии к статье

Территория России характеризуется слаборазвитой инфраструктурой цифровых каналов связи, особенно наземных линий. На сегодняшний день наиболее распространенным, а иногда и единственным средством организации связи с высоким качеством является спутниковая связь. На территории России уже развернуто свыше 200 земных станций, работающих с геостационарными спутниками "Горизонт", что позволяет подключать пользователей, находящихся практически в любой точке России. В статье рассматривается, как эффективнее использовать полосы пропускания междугородных и международных линий связи для организации доступа к спутниковым системам и сетям с закрепленными (выделенными) каналами или многократным доступом с временным разделением каналов (Time Division Multiple Access - TDMА). Спектр предоставляемых услуг - передача речи и данных.

Российский рынок телекоммуникационных услуг растет с каждым годом. Увеличивается количество компаний, расширяется диапазон предложений и видов услуг, снижаются цены. Особенно это заметно в крупных городах России, где уже сейчас цифровые сети одной или нескольких компаний покрывают практически всю территорию города и любой желающий может получить весь спектр телекоммуникационных услуг, от установки простого телефона до выхода в сеть Интернет или другие информационные и финансовые сети. Если же необходимо связать по выделенному цифровому каналу офисы, находящиеся в разных городах или даже странах, либо получить доступ к телекоммуникационной сети, не представленной в вашем городе, то приходится обращаться не только к местным операторам, но и к операторам междугородной и международной связи (ММС).

Благодаря относительной развитости земных станций на территории России уже создается техническая возможность организации междугородных и международных цифровых каналов с помощью спутников. Но стоимость канала DS0 (64 кбит/с) в этом случае будет в 4...7 раз выше, чем канала с такой же скоростью, но в пределах города. На такие затраты могут пойти немногие потенциальные пользователи. Как же снизить затраты на междугородном или международном участке и таким образом расширить спектр пользователей?

Возможный вариант решения - объединение в городских наземных проводных сетях несколько низкоскоростных каналов пользователей в один канал DS0 (64 кбит/с) с последующей передачей его на спутниковую систему. Сказанное позволит значительно снизить стоимость организации канала в расчете на одного пользователя. Реализовать такую схему можно двумя способами:

Как это решается компанией "Голден Лайн"?

Сеть компании "Голден Лайн", работающей на российском телекоммуникационном рынке уже 5 лет, - одна из самых крупных и разветвленных транспортных сетей в Москве. Основная задача сети - предоставление доступа к любым телекоммуникационным сетям и услугам, в частности, к операторам междугородной и международной связи (ММС) из любой точки Москвы. С этой целью организуются цифровые каналы связи со скоростями от 1,2 кбит/с до 2,048 Мбит/с, для соединений с сетями коммутации каналов, Х.25 и Frame Relay, a также до 155 Мбит/с по технологии ATM.

Сети пакетной коммутации Х.25 получили широкое распространение в 80-х годах и до сих пор используются во многих ведомственных структурах. Стандарт Х.25 был разработан МСЭ еще в 1976 г., он определяет интерфейс между оконечным оборудованием пользователя и аппаратурой передачи данных сети пакетной коммутации. За счет поддержки технологии обнаружения и коррекции ошибок он идеально подходит для передачи данных по линиям связи плохого качества. Высокоскоростная распределенная сеть Frame Relay и ATM обеспечивает подключение пользователей к операторам ММС непосредственно по этим технологиям. Именно поэтому эффективность использования этих каналов достигается за счет динамического распределения полосы пропускания. В статье этот вариант организации линий ММС не рассматривается, так как он связан с проектированием сетей пакетной и кадровой коммутации и требует отдельного изложения. Следует отметить, что сети Х.25 не поддерживают передачу речи из-за больших задержек.

Стремительно развивающаяся технология Frame Relay (ретрансляция кадров) - это современный протокол коммутации каналов, аналогичный Х.25, но использующий упрощенную процедуру установления и проверки качества соединений. Он разработан для работы на более высоких скоростях (до 34 Мбит/с) с малыми задержками (см. статью В. Неймана "Что такое ретрансляция кадров?" в журнале "Связь: средства и способы" № 3, 4/1998 г.). Для сетей Frame Relay качество соединений, особенно при передаче речи, зависит от многих факторов. Это:

ATM (Асинхронная цифровая иерархия) - высокоскоростная технология передачи информации ячейками постоянного размера в 53 байта, что позволяет предоставлять услуги с различными видами трафика. ATM позволяет передавать и речь, и данные водном канале, т. е. поддерживать и постоянную, и переменную скорости передачи информации. ATM - идеальная универсальная среда передачи, где сочетаются все достоинства сетей выделенных каналов и сетей передачи данных с динамическим распределением полосы пропускания.

Но в мире глобальные сети ATM еще недостаточно развиты и слишком дороги для пользователей. Поэтому эта технология широко не применяется.

Для той категории пользователей, которым необходимо для передачи речи и данных на небольших скоростях постоянное высококачественное соединение, предлагается использовать компрессию речи и объединение нескольких каналов данных/речь в один канал на скорости 64 кбит/с. Здесь технология коммутации/мультиплексирования каналов наиболее надежна и проста в реализации, так как большинство сетей ММС используют тот же способ передачи информации. Качество передачи данных при этом не изменяется, качество же речи ухудшается незначительно.

Рассмотрим подробно технологию цифровой компрессии речи и формирования канала 64 кбит/с из нескольких низкоскоростных каналов речи и/или данных.

Оборудование, используемое "Голден Лайн" для реализации этой задачи, разработано фирмой Newbridge. Важным его преимуществом является то, что и компрессию речи с импульсно-кодовой модуляцией (ИКМ), и объединение каналов выполняет одно и тоже устройство - модуль, называемый цифровым сигнальным процессором (Digital Signal Processor -DSP). Каждый процессор имеет 6,10 или 20 цепей, каждая цепь может быть сконфигурирована как компрессор речи (Voice Compressor - VC) или как объединитель низкоскоростных каналов (Subrate Merger - SRM). В каждый узловой мультиплексор ввода/вывода можно установить до семи модулей DSP

Ниже описываются принципы работы и стандарты, поддерживаемые этим оборудованием.

Компрессия голоса

Как и большинство фирм-разработчиков телекоммуникационного оборудования, Newbridge поддерживает два метода сжатия речи - собственной разработки - HCV(8 и 16 кбит/с) и стандартный, по Рекомендациям Сектора технологии - МСЭ-Т. G.728 - LD-CELP 16 кбит/с и МСЭ-Т G.729 - A-CELP 8 кбит/с. Алгоритмы, разработанные Newbridge, позволяют наиболее гибко и эффективно использовать пропускную способность канала 64 кбит/с. Но при этом процедура компрессирования/декомпрессирования может осуществляться только на оборудовании Newbridge. Применяя стандартные алгоритмы преобразования речи, для декомпрессии может быть выбрано любое оборудование, поддерживающее эти методы. Качество скомпрессированной речи на скорости 16 кбит/с эквивалентно качеству на скорости 32 кбит/с при использовании адаптивной дифференциальной им-пульсно-кодовой модуляции (АДИКМ), применяемой в телефонии на междугородных линиях связи. А на скорости 8 кбит/с компрессия поддерживает речь "переговорного" качества (toll-quality speach).

Таким образом, при использовании компрессии на скорости 8 кбит/с канал на скорости 64 кбит/с может содержать до восьми речевых каналов, а при 16 кбит/с - до четырех речевых каналов. Упаковка скомпрессированных каналов в канал 64 кбит/с осуществляется по методу "прозрачной" адаптации скоростей, не требующей информации о кадровой синхронизации и сигнализации. Канал 64 кбит/с состоит из восьми элементов на скорости 8 кбит/с с обозначениями от В7 до ВО. Скомпрессированная речь на скоростях 8 и 16 кбит/с размещается в соответствующем количестве элементов. Телефонная сигнализация передается внутри пользовательской информации. Такой метод передачи сигнализации называется "in-band". На рис. 1 показана схема объединения каналов и их размещение в агрегатном канале 64 кбит/с.

Объединение низкоскоростных каналов данных

Объединение низкоскоростных каналов данных со скоростями от 1,2 до 19,2 кбит/с происходит по тем же принципам и на том же оборудовании, что и объединение речевых каналов. Данные подаются сразу на объединитель низкоскоростных каналов SRM, где информация от нескольких пользователей группируется в один канал 64 кбит/с.

Фирма Newbridge предлагает два метода объединения каналов:

Х.50 - европейский стандарт мультиплексирования, разработанный в соответствии с Рекомендациями МСЭ-Т, описывающий механизм объединения нескольких синхронных низкоскоростных каналов в один канал 64 кбит/с. Стандарт принят для определения интерфейса между публичными сетями передачи данных на международном участке.

DDS - североамериканский стандарт, аналогичный Х.50, разработанный компанией AT&T и поддерживающий мультиплексирование синхронных' и асинхронных каналов данных. В таблице приведены данные по количеству низкоскоростных каналов, которые могут быть переданы в канале 64 кбит/с за один цикл кадра 2,048 Мбит/с (интерфейс, описанный в Рекомендации G.703 МСЭ-Т).

При сравнении очевидно, что использование способа мультиплексирования НСМ гораздо более эффективно, чем остальных.

Схема организации мультиплексирования представлена на рис. 2.

Организация доступа к операторам ММС

Приведенные выше методы эффективного использования пропускной способности канала 64 кбит/с позволяют разрабатывать различные схемы и проекты подключения пользователей к сетям спутниковой связи, при этом методами мультиплексирования в канале 64 кбит/с можно объединять и речь, и данные.

На рис. 3 показана схема реализации подключения пользователей к наземному узлу спутниковой связи.

Интерфейс между мультиплексором ввода/вывода и спутниковой системой может быть выбран любой из описанных в Рекомендациях МСЭ-Т V.24, Х.21, V.35 или G.703. В случае использования стандарта G.703 возможно подключение до 30 агрегатных каналов на скорости 64 кбит/с в одном потоке 2,048 Мбит/с. Эти интерфейсы широко применяются в частных и публичных сетях передачи данных с временным разделением каналов и имеются практически в любом телекоммуникационном оборудовании - коммутаторах, мультиплексорах и маршрутизаторах. Спутниковая система или модем должны иметь модули для соединения с оконечным оборудованием данных с вышеперечисленными интерфейсами. Такими системами могут быть, например, пользовательская спутниковая станция VSAT-NEXTAR фирмы NEC или низкоскоростные спутниковые модемы SDM-100 фирмы EFData и DMD2401 фирмы Radyne.

В заключение отметим, что эффективное использование пропускной способности каналов ММС могло бы быть полезным многим операторам спутниковой связи для снижения тарифов на услуги и тем самым привлечения дополнительных клиентов. Подобная схема реализована и успешно работает в совместном проекте British Telecom и "Голден Лайн" по предоставлению речевых каналов с компрессией на скоростях 8 и 16 кбит/с московским банкам для выхода на лондонские биржи. Использование технологии передачи речи и данных в одном или двух каналах 64 кбит/с представляется оптимальным решением для организации корпоративных сетей компаний, имеющих представительства в разных городах и странах.

Автор: С.Ларюшкин, г.Москва

Смотрите другие статьи раздела Телефония.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Обнаружены космические кирпичики жизни 17.06.2017 Европейская Южная Обсерватория (ESO) сообщает о том, что астрономам в ходе наблюдений звезд типа Солнца на очень ранних стадиях их существования удалось зафиксировать следы метил-изоцианата - химического соединения, являющегося "строительным кирпичиком жизни". Наблюдения осуществлялись с использованием телескопа ALMA - Атакамская большая миллиметровая/субмиллиметровая решетка. Присутствие сложных пребиотических органических молекул метил-изоцианата зарегистрировано в кратной звездной системе IRAS 16293-2422. Этот объект находится на расстоянии около 400 световых лет от нас в большой области звездообразования Ро Змееносца в созвездии Змееносца. Астрономы обнаружили уникальные линии химических соединений в теплых и плотных внутренних областях газо-пылевых коконов, окружающих звезды, находящиеся на самых ранних стадиях эволюции. Оказалось, что облака метил-изоцианата окружают каждую из молодых звезд системы. "Это семейство органических молекул участвует в синтезе пептидов и аминокислот, которые в форме белковых соединений, составляют биологическую основу известной нам формы жизни", - говорят ученые. Ожидается, что проведенные на ALMA наблюдения помогут пролить свет на процессы, которые привели к формированию Солнечной системы и зарождению жизни на Земле. "Полученный результат особенно интересен, так как эти протозвезды очень похожи на наше Солнце в самом начале его истории. Условия вокруг них благоприятны для образования планет размера Земли. Найдя там пребиотические молекулы, мы, возможно, получили еще один фрагмент мозаики, которую надо сложить, чтобы понять происхождение жизни на нашей планете", - отмечают специалисты.

Другие интересные новости:

▪ LED-лампы Verbatim с безбликовым световым потоком

▪ Электронная книга Xiaomi InkPalm Plus

▪ Материнская плата MSI Z87 MPOWER MAX AC

▪ Первый ВЧ-транзистор NXP

▪ Ноутбук Eurocom M4 с экраном 13,3" 3200x1800

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Должностные инструкции. Подборка статей

▪ статья Щекотливая ситуация. Крылатое выражение

▪ статья Как появились колыбельные? Подробный ответ

▪ статья Копеечник горошковидный. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Низковольтный индикатор напряжения питания. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Превращение шара. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026