Технологии VSAT: доступ через спутник

Анпилогов В.Р. , Заместитель Генерального директора ЗАО "ВИСАТ-ТЕЛ", г. Москва, т/ф (095) 231 33 68

Среди множества технологических подходов, обеспечивающих развитие средств связи, на современном этапе особенное внимание во всех странах мира уделяется внедрению новых технологий спутниковой связи типа VSAT

Технологии VSAT позволяют обеспечить взаимодействие очень широкого круга участников информационного обмена (вплоть до малых компаний и даже физических лиц) практически независимо от их географического расположения. При этом в отличие от систем сотовой связи достигается минимизация единовременных затрат и возможность организации любых видов информационного обеспечения абонентов (от обычного доступа к ресурсам Интернета и телефонии до интерактивного вещания), в в том числе удаленных от крупных мегаполисов и/или расположенных в регионах с низкой плотностью населения.

Особая привлекательность технологий VSAT для России связана именно с тем, что экономическая эффективность их применения не зависит от плотности населения данного региона, так как зона покрытия спутника потенциально охватывает до 30% поверхности Земли.

Полнофункциональные VSAT-станции

Сети на базе полнофункциональных VSAT-станций ориентированы на предоставление всех возможных услуг связи, причем основной их задачей изначально считалось обеспечение удаленных регионов телефонной связью.

В таких сетях используется несколько способов организации многостанционного доступа к спутниковым каналам по запросу - разновидности технологии DAMA (Demand Assigned Multiple Access). Выбор той или иной технологии доступа определяется топологией построения сети - Mesh (полнодоступные, или многосвязные сети) или Star (радиальные сети). Для подключения разнородного оконечного телекоммуникационного оборудования в полнофункциональных VSAT-станциях реализуется большое количество интерфейсов, поддерживается широкий спектр протоколов и методов сигнализации.

Таким образом, полнофункциональные станции VSAT оправдывают свое название, представляя собой универсальное средство для организации доступа любых стационарных абонентов к любым сетям связи и информационным ресурсам. Столь широкая функциональность обусловливает достаточно высокую цену пользовательских VSAT-терминалов этого класса. Вместе с тем центральная станция в таких сетях обходится владельцу в несколько раз дешевле, чем в новых интерактивных сетях (см. ниже).

Организация абонентского доступа с использованием полнофункциональных VSAT-станций наиболее приемлема для корпоративных клиентов, которые либо создают собственные выделенные сети, либо используют уже развернутую сеть, созданную в интересах другого заказчика.

В табл. 1 представлены основные типы полнофункциональных VSAT-станций для организации абонентского доступа путем создания сетей с относительно небольшим числом станций.

Таблица 1. Оборудование и технологии спутниковых сетей с использованием полнофункциональных VSAT-станций

 

Компания Оборудование Топология сети Метод доступа Канальная скорость, кбит/с Число линий связи в канале Примечания
Gilat FaraWay Mesh F-tdMA/DAMA 140-5000 До 16 Число каналов может наращиваться дискретно
HNS TES Mesh SCPC/DAMA До 2000 До 4 Имеется несколько вариантов
ViaSat LinkWay Star/Mesh tdM/DAMA 312-5000 Н/Д -
StarWire Star/Mesh PCMA*/DAMA До 2000 До 6 Имеется несколько модификаций

STM

Solante Mesh F-tdMA/DAMA До 2000 4-16 Имеется несколько модификаций
DAMA-10000 Mesh SCPC/DAMA До 384 4 -
Palarsat VSATPIusll Mesh F-tdMA/DAMA 512-10 000 До 10 -
FlexiDAMA Mesh SCPC/DAMA 9,6-2000 Имеется упрощенный IP-вариант SkyIP
ND Satcom SkyWan Star/Mesh F-tdMA/DAMA 64-5000 До 5 Имеются упрощенные IP-варианты
EAGS Astrium ISAT Star/Mesh tdM/DAMA 9,6-512 Н/д -
СИТЭС Стела-М Star/Mesh tdM/DAMA 9,6-4000  

Н/д

Применяется упрощенный IP-вариант
*Аналог технологии CDMA

Интерактивные VSAT-станции

Сегодня в области VSAT-технологии активно развивается отдельный класс технических решений, ориентированных в первую очередь на предоставление услуг передачи данных и доступа в Интернет, -интерактивные VSAT-сети (часто их называют сетями типа DVB-RCS). Меньшая по сравнению с полнофункциональными сетями стоимость абонентских интерактивных VSAT-терминалов достигается благодаря перемещению значительной части функций в центр сети.

Общей отличительной особенностью интерактивных VSAT-сетей является топология "звезда": в центре сети располагается высокопроизводительная центральная станция, обеспечивающая работу множества (до нескольких тысяч) интерактивных VSAT-станций, устанавливаемых непосредственно у абонентов. Центральная станция сопрягается с любыми наземными магистральными линиями связи и имеет возможность коммутации информационных потоков, благодаря чему поддерживается информационное взаимодействие пользователей сети между собой и с абонентами других сетей.

Однако в некоторых случаях жесткая централизация сетевых ресурсов становится недостатком интерактивной технологии VSAT. Например, при необходимости создания выделенной сети (внутри общей интерактивной) с центром, географически удаленным от центральной станции общей сети, иногда целесообразнее использовать полнофункциональные VSAT-станции, несмотря на их более высокую стоимость. Правда, уже появляются технологии (например, Sky Age от Gilat), способные устранить этот недостаток, но при этом стоимость интерактивного терминала увеличивается.

В недалекой перспективе развитие интерактивных VSAT-технологий может получить новый импульс за счет создания спутников связи с обработкой и коммутацией информационных потоков на борту. В этом случае преимущества централизации сети будут сочетаться с возможностью произвольного создания выделенных небольших подсетей без строительства дорогостоящей центральной станции. В связи с этим рассматриваются и уже внедряются открытые стандарты на оборудование интерактивных VSAT-сетей, например EN 301 790 (DVB-RCS) и др. Выбор стандарта, по-видимому, будет определяться практической реализацией спутника связи.

Технологии

Для организации многостанционного доступа в прямом канале (от ЦС к VSAT) используется метод временного мультиплексирования (tdM). Единый IP-поток обычно формируется в соответствии со спецификациями стандарта DVB-S и транслируется через спутник связи всем абонентским станциям сети, расположенным в рабочей зоне.

В обратном канале формируются отдельные относительно низкоскоростные потоки tdMA. При этом для повышения пропускной способности сети используется так называемая многочастотная технология ТDМА (MF-tdMA), предусматривающая скачкообразные изменения частоты при перегрузке одного из обратных каналов. При определении на центральной станции соединения IP-телефонии происходит автоматический переход в режим закрепленного доступа.

В табл. 2 представлены наиболее распространенные на сегодняшний день технологии интерактивных VSAT-сетей и приведен краткий перечень основных параметров VSAT-станций.

Таблица 2. Основные параметры интерактивных станций и сетей VSAT
Компания Название технологии (станции) Способ многостанционного доступа Скорость передачи информации, Мбит/с Количество и тип пользовательских портов Максимальное число станций в составе типовой сети
прямой канал обратный канал прямой канал обратный канал(макс. значение)
EMS Technologies Series 3000;
Series 2000*
tdM MF-tdMA со скачками частоты 8-45 8 1 порт Ethernet До 15 000
Gilat Satellite Networks SkyBlaster tdM MF-tdMA со скачками частоты 2-52,5 0,154 1 порт Ethernet Практически не ограничено
Gilat Satellite Networks SkyStar360E tdM MF-tdMA со скачками частоты 2-52,5 0,512 4 порта Ethernet Практически не ограничено
Gilat Satellite Networks SkyStar Advanage tdM MF-TOMA со скачками частоты До 24 0,154 1 порт Ethernet, 2 порта FXS 1, порт BNC-видео До 34 000
Gilat Satellite Networks SkyAge* tdM Возможны варианты 60 2 Возможны варианты Н/д
Hughes Network Systems DW4000 tdIV1 MF-tdMA со скачками частоты До 48 0,256 2 порта Ethernet, 1 порт RS-232 Практически не ограничено
>Hughes Network Systems DW4020 tdM MF-tdMA со скачками частоты До 48 0,256 4 порта Ethernet, 1 порт RS-232 Практически не ограничено
NDSatcom SkyARCS* tdM MF-tdMA со скачками частоты 1-.45 2 1 порт Ethernet Н/Д
Nera Telecommunications SatLink* tdM MF-tdMA со скачками частоты До 90 До 6 1 порт Ethernet, 1 порт RS-232 Практически не ограничено
NEG Nextar-V tdIV1 ТОМА До 2 0,064 4 порта (Ethernet/Token Ring) До 3 000
PentaMedia OpenRCS tdM MF-tdMA со скачками частоты До 45 2 Н/Д До 20 000
Shiron InterSky tdM Н/д 1,4-72 0,384 1 порт Ethernet Наращивается дискретно по 1000
STM Wireless SpaceWeb tdM MF-tdMA со скачками частоты До 48 0,193 1 порт Ethernet (опция до 3) 8000 с возможностью наращивания
ViaSat ArcLight tdM CRMA 2-45 0,512 1 порт Ethernet До 32 000
ViaSat LinkStar* tdM MF-tdMA со скачками частоты До 60 1,85 1 порт Ethernet До 10 000 с наращиванием до 100 000
Web-Sat Web-Sat tdM tdMA До 4 0,064 Карты PCI 70 каналов

* Технологии, соответствующие стандарту EN 301 790,

Среди указанных технологий выделяется ArcLight, принципиальное отличие которой заключается в том, что обратные каналы организуются в той же полосе частот, которую занимает прямой канал. Разделение каналов осуществляется путем использования свойств шумоподобных сигналов с кодовой модуляцией. Пока эта технология не имеет широкого практического применения.

Еще одна технология - Web-Sat -также не укладывается в общую схему для интерактивных сетей VSAT. Например, она не использует метод скачкообразного изменения частоты и рассчитана на организацию относительно небольших сетей, стоимость которых минимальна.

Потенциальные пользователи

Стоимость интерактивной VSAT-станции в настоящее время составляет примерно 2000-2300 дол., но существует тенденция к ее сокращению. По прогнозу компании Alcatel, уже в 2005 г. стоимость станций может снизиться на 30-40%, что, несомненно, расширит круг потенциальных пользователей.

Если в недавнем прошлом в качестве потенциальных пользователей VSAT-сетей рассматривали прежде всего крупных и средних корпоративных заказчиков, то с развитием интерактивных VSAT-технологий пользователями могут стать не только малые компании и предприятия, но и физические лица.

Абонентские терминалы

Значительные ресурсы центральной станции и сравнительно невысокая стоимость абонентских терминалов позволяют развертывать интерактивные VSAT-сети большого масштаба.

Процедура установки абонентских станций чрезвычайно проста и занимает совсем немного времени благодаря их относительно небольшим габаритам: диаметр антенны обычно не превышает 1,2 м, мощность передатчика - 1 Вт.

Реализуемые услуги

Таким образом, имея в своем распоряжении небольшую спутниковую станцию, пользователь получает практически все современные услуги:

Кроме того, можно организовать и такие услуги, как распространение видео по заказу и даже телевещание.

Перспективы применения

Преимущества абонентского доступа с использованием спутниковой связи в России трудно переоценить. Единственным препятствием для широкого внедрения спутниковых технологий является неадекватность существующей нормативной базы, которая не предусматривает никаких мероприятий по стимулированию и приоритетному развитию перспективных для нашей страны технологий связи.

Однако ситуация постепенно изменяется к лучшему. Первое нормативное решение в этой области (Решение ГКРЧ № 32/4) уже принято в феврале 2004 г. Оно пока не определяет полностью упрощенную процедуру получения разрешений на эксплуатацию VSAT, но предполагается, что в октябре-ноябре 2004 г- этот документ получит cвoe развитие.