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:

Шимпанзе могут менять свои убеждения 10.11.2025

Понимание того, как формируются убеждения и принимаются решения, традиционно считалось уникальной способностью человека. Однако недавнее исследование показало, что шимпанзе обладают способностью пересматривать свои мнения на основе новых данных, демонстрируя уровень рациональности, который ранее считался исключительно человеческим. Психологи под руководством Ханны Шлейхауф из Утрехтского университета провели серию экспериментов, направленных на изучение метапознания у шимпанзе. Исследователи впервые наблюдали, как эти обезьяны могут взвешивать различные виды доказательств и корректировать свои решения при появлении более убедительной информации. Экспериментаторы рассматривали рациональность как способность формировать убеждение о мире на основе фактических данных. При поступлении новой информации разумное существо способно сравнивать старые и новые данные и изменять свое мнение, если новые доказательства оказываются более весомыми. Для экспериментов использовались шимпанзе из ...>>

Полет на Марс: испытание для тела и выживания человечества 10.11.2025

Исследование космоса и перспективы полета на Марс привлекают внимание ученых и инженеров по всему миру. Но за технологическими достижениями скрывается серьезная угроза для здоровья астронавтов. Как отмечает Interesting Engineering, даже самые современные ракеты и системы жизнеобеспечения не способны полностью защитить человека от физических и генетических изменений, возникающих во время длительных космических миссий. Эти риски включают потерю костной массы, ослабление мышц и даже потенциальные повреждения ДНК. Путешествие на Марс длится от шести до девяти месяцев. В условиях невесомости организм, привыкший к земной гравитации, претерпевает значительные изменения. Мышцы атрофируются, кости теряют до 1% плотности в месяц, сердце уменьшается в размерах, а позвоночник удлиняется, вызывая боль и дискомфорт. После возвращения на Землю астронавты сталкиваются с головокружением и проблемами при вставании из-за адаптации к гравитации. Особую опасность представляет перераспределение жидкос ...>>

Зеркальные спутники и их угрозы для астрономии и экологии 09.11.2025

Калифорнийский космический стартап Reflect Orbital, который планирует к 2030 году вывести на орбиту 4 000 зеркальных спутников, отражающих солнечный свет на Землю даже ночью. Главная цель - увеличить эффективность солнечных электростанций, обеспечивая непрерывное освещение в ночное время. Первый демонстрационный аппарат EARENDIL-1 с зеркалом площадью 334 м2 предполагается запустить в апреле 2026 года, а соответствующая заявка уже подана в Федеральную комиссию связи США (FCC). Проект получил 1,25 млн долларов поддержки от ВВС США в рамках программы для малого бизнеса. Идея заключается в том, чтобы спутники создавали дополнительное освещение для энергетических систем, однако многие ученые выражают сомнения как в технической реализуемости, так и в потенциальном вреде для окружающей среды. Астрономы, включая Майкла Брауна и Мэтью Кенворти, подсчитали, что отраженный свет будет примерно в 15 000 раз слабее дневного солнца, хотя и ярче полной Луны. Для того чтобы создать хотя бы 20% дн ...>>

Случайная новость из Архива Записано на ногтях 11.07.2006 Древние римляне применяли для передачи секретных посланий такой трюк: голову раба брили, на коже писали текст и давали волосам отрасти, после чего раба посылали к адресату. Так как римские рабы не имели привычки мыть голову, получатель опять брил секретоносителя (который сам не знал содержания письма) и прочитывал написанное. Нечто подобное предлагают японские физики из университета острова Тогусима. Они записывают импульсным лазером до 800 килобайт информации (это объем брошюры страниц в 150) на ногте человека, заполняя ноготь точками диаметром 3, 1 микрометра с промежутками между рядами точек 5 микрометров. Надпись практически не видна, особенно если покрыть ноготь лаком. Для чтения лак надо смыть и сунуть палец под флуоресцентный микроскоп.

Другие интересные новости:

▪ Выведены яйца, не вызывающие аллергии

▪ Почему светодиод не светит на полную мощность

▪ Космическое вино

▪ Как мозг запоминает лица

▪ Искусственный интеллект получил авторские права

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Узлы радиолюбительской техники. Подборка статей

▪ статья Легко ли быть молодым? Крылатое выражение

▪ статья Какие животные и в каких случаях едят свой хвост? Подробный ответ

▪ статья Шлифовщик. Должностная инструкция

▪ статья Блок питания на микросхеме TDA4605 для галогенных ламп. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Преобразовательные подстанции и установки. Защита преобразовательных агрегатов. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025