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:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива API от Logitech объединит все устройства в умном доме 26.01.2015 Компания Logitech анонсировала для разработчиков интерфейс создания приложений Harmony API, который призван объединить домашние развлекательные системы с другими бытовыми смарт-устройствами и управлять ими через единый контроллер. Например, когда пользователь входит в комнату и включает телевизор, смарт-лампочки Philips Hue автоматически выстраивают световую композицию, оптимальную для кинопросмотра. И количество таких сценариев теперь ограничено лишь фантазией. Попытки объединить все устройства в единую управляемую сеть ведутся и другими разработчиками, но отличие подхода Logitech в том, что она не просто создает очередной универсальный контроллер, а предлагает мощный API, вовлекая в процесс построения единой экосистемы всех желающих отраслевых игроков. Учитывая связи компании и популярность ее продуктов Harmony, Logitech вполне может рассчитывать на успех. На сегодняшний день она уже получила поддержку от таких влиятельных игроков отрасли как SmartThings, IFTTT, ivee, Ubi, Myo, Playtabase. По утверждению компании, это первый API, который дает разработчикам доступ к более 270 тыс. разнообразных устройств. Им больше не придется сталкиваться с проблемами несовместимости протоколов и синхронизации. Все решается через единый интерфейс. Harmony API поддерживает голосовое, сенсорное управление, жесты, датчики присутствия и многое другое.

Другие интересные новости:

▪ Мужские персонажи в играх говорят в два раза чаще женщин

▪ Машина мостит улицы

▪ Глаз Громозеки

▪ Создается уникальный атлас генома человека

▪ Улучшенный самолет Solar Impulse на солнечных батареях

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Технологии радиолюбителя. Подборка статей

▪ статья Кресло-качели. Советы домашнему мастеру

▪ статья Какой корабль был потоплен кораблем, под который он маскировался? Подробный ответ

▪ статья Менеджер по логистике. Должностная инструкция

▪ статья Безэлектродные индукционные люминесцентные лампы. Компактные лампы фирмы OSRAM. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Высокоуровневый смеситель для трансиверов прямого преобразования. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025