Широкополосный доступ в Интернет, передача данных в сетях VSAT_Технологии

Для предоставления услуг передачи данных и широкополосного доступа в Интернет компанией Сатис-ТЛ-94 используется преимущественно технология iDirect.

Компанией развернуты узловые станции с оборудованием iDirect Evolution, Series 15152 Universal Satellite HUB, расположенные в Центральном телепорту Сатис в Москве, а также в телепортах Хабаровск, Якутск, Магадан, Петропавловск-Камчатский, Чита и Барнаул, которые подключены к сети Интернет посредством телекоммуникационных узлов в Москве и Хабаровске.

Спутниковые каналы связи, предоставляются с использованием частотно-бортового ресурса спутников «Экспресс АМ-5» (140 в.д.), «Ямал 401» (90 в.д.), «Ямал 402» (55 в.д.), что дает возможность получать услуги передачи данных и широкополосного доступа в Интернет потребителям на всей территории России.

Топология сетей, построенных с использованием технологии iDirect, может быть звездообразной (star), полносвязной (mesh) или произвольной (hybrid). Подключение удаленных станций к ХАБу также может производится по закрепленным каналам SCPC.

Офис клиента подключается к узловой станции сети, на которой установлен HUB iDirect и на которую "приземляются" спутниковые каналы связи с удаленными филиалами клиента, посредством оптоволоконных, проводных, радиорелейных и других соединений.

Корпоративные сети VSAT iDirect могут быть построены как под управлением центрального HUB Сатис, так и под управлением HUB, установленного в центральном офисе клиента.

Для построения корпоративных сетей специально были разработаны продукты: Privat HUB и Mini HUB, которые специально предназначались для установки на центральных станциях, установленных в офисе клиента.

Privat HUB представляет собой одну линейную карту Tx/Rx в отдельном корпусе и позволяет организовать один прямой и один обратный канал. Различные модели Privat HUB обслуживает сети с топологией Star или Star/Mesh.

Mini HUB является упрощенной моделью Privat HUB и позволяет организовать сети с топологией Star и максимальным количеством удаленных ЗССС до 15 или до 30 в зависимости от исполнения.

Продукты iDirect Mini HUB и Privat HUB в настоящее время еще используются во многих VSAT сетях, однако, больше уже не выпускаются компанией iDirect, так как отпала целесообразность их использования в силу дальнейшего развития аппаратного и программного обеспечения серии Evolution, которое позволяет строить VSAT сети с гибкой масштабируемостью, произвольной топологией и расширенным функционалом со значительно лучшими качественными показателями.

Технология iDirect www.idirect.net представляет собой технологию построения широкополосных VSAT сетей с использованием протокола TCP/IP и являются высокоэффективной IP платформой c использованием космического сегмента в качестве среды передачи.

Наряду с использованием в наземных сетях с фиксированным раcположением абонентских терминалов, iDirect также поддерживает работу наземных, водных и воздушных связных комплексов.

В технологии iDirect реализован принцип детерминированного многостанционного доступа с временным разделением TDM/D-TDMA (Deterministic Time Division Multiple Access) с выделением пропускной полосы по требованию.

По технологии D-TDMA предоставляется выделенный тайм-слот каждой АС, в силу чего удаленные терминалы iDirect всегда получают требуемую полосу, когда этого требует приложение. Удаленный терминал iDirect получает выделенный тайм-слот каждую 1/8 секунды, что позволяет избежать влияния джиттера при расположении данных во фрейме и обеспечить гарантированное качество непрерывного потока данных в реальном времени.

D-TDMA в сочетании с возможностью обеспечения резервирования гарантированной полосы (CIR) является наиболее важным фактором для задач VoIP и передачи мультимедийных потоков. Одним из отличий iDirect от других TDMA-систем является использование 125ms фрейма против 250ms в альтернативных решениях. Это позволяет достичь минимального времени реакции и обеспечить передачу голоса и видео с гарантируемым качеством.

В серии Evolution в прямом канале (Downstream) используется технология DVB-S2/ACM с различными уровнями коррекции ошибок и режимами модуляции BPSK, QPSK, 8PSK, 16APSK, которые динамически переключаются системой адаптивной кодовой модуляции ACM в зависимости от погодных условий. Также в обратных каналах адаптивная система A-TDMA в зависимости от метеоусловий динамически переключает режимы модуляции BPSK, QPSK, 8PSK, что обеспечивает устойчивую работу каналов при плохих погодных условиях и уменьшает время простоя.

Возможность работы как на сетевом L3, так и на канальном уровне L2(L2oS - Layer 2 Over Satellite) позволяет легко проводить интеграцию удаленных сетей в имеющуюся сетевую инфраструктуру головного офиса поверх спутниковых каналов, а также использовать существующие протоколы динамической маршрутизации и поддержкуMPLS.

Гибкая многоуровневая система QoS приоритизации трафика в L3 и в L2 каналах позволяет применять различные правила качества обслуживания и резервировать гарантированную полосу пропускания (CIR) как для каждого отдельного абонента, так и для групп абонентов(Group QoS).

Для Real Time трафика при передаче голоса и видео предусмотрено обеспечение возможности снижения джиттера, что повышает качество передачи видеопотоков и голоса.

Поддержка TCP акселерации на L2 и L3, а также использование DNS кэширования, позволяет увеличить пропускную способность сети iDirect без расширения полосы пропускания, снижая тем самым эксплуатационные расходы.

Технологии SCPC, которая находит основное применение для организации выделенных каналов «точка-точка», также используется и для построения малых сетей спутниковой связи, объединяющих не более 10–15 удаленных станций. Это, в основном, небольшие корпоративные сети, связывающие центральный офис клиента и его удаленные филиалы, обладающие высокой загрузкой каналов, входящих в данную сеть.

Топология таких сетей может быть как «звездообразной», когда каждый филиал связан только с центральным офисом и отсутствует прямая связь между филиалами, так и «полносвязной», когда центральный офис и все филиалы связаны между собой по принципу «каждый с каждым».

Полносвязная топология сети в зависимости от требований и пожеланий клиента реализуется двумя способами:

• связь между центральным офисом (центральной ЗССС) и каждым филиалом (удаленной ЗССС), а также связь между каждым филиалом и любым другим филиалом реализуется в один скачок через спутник;
• связь между центральным офисом и каждым филиалом реализуется в один скачок, а связь между каждым филиалом и любым другим филиалом производится в два скачка через спутник через центральную ЗССС и достигается соответствующей настройкой маршрутизаторов на центральной и удаленных ЗССС.

Первый способ дает наименьшую задержку прохождения сигнала через спутник между любыми двумя точками сети (ЗССС), которая составляет около 370 мс, но требует значительных затрат на оборудование, так как в каждой точке сети должно быть количество модемов, равное общему количеству ЗССС, входящих в данную сеть, сети минус 1.

Второй способ дает в два раза большую задержку в каналах между филиалами, но требует значительно меньших затрат на оборудование.

Преимуществом сетей MCPC/Frame Relay по сравнению с сетями, построенными на выделенных каналах, является экономия спутникового ресурса за счет динамического перераспределения трафика прямого канала между удаленными станциями, полоса которого может быть значительно ниже суммарной полосы в случае SCPC каналов.

Технология MCPC (Multiple Channel Per Carrier — множество каналов на одну несущую) используется для организации спутниковых сетей связи, в которых каждая из несущих может быть использована для передачи множества независимых виртуальных каналов PVC (Permanent Virtual Circuit). Эта технология базируется на технологии SCPC c применением протокола Frame Relay (ретрансляция кадров), охватывающего канальный и физический уровни сетевой модели OSI (Open Systems Interconnection Reference Model), и, в основном, применяется при построении территориально распределенных корпоративных сетей, связанных с обеспечением гарантированной пропускной способности CIR (Сommitted Information Rates) в каналах передачи данных, голоса и видеоконференцсвязи.

В применении к сети спутниковых каналов, имеющих топологию типа «звезда», эта технология реализуется следующим образом. Данные из центральной ЗССС передаются посредством одного широкополосного спутникового канала на все удаленные ЗССС, а обратные каналы в направлении: удаленная ЗССС — центральная ЗССС представляют собой выделенные каналы SCPC. Протокол Frame Relay (FR) реализуется на центральном маршрутизаторе, который является оборудованием FR DСE (Data Communications Equipment) или оборудованием коммутации каналов данных (Data Circuit — Switching Equipment) и маршрутизаторах на удаленных станциях, которые являются терминальным оборудованием каналов передачи данных FR DTE (Data Terminal Equipment).

Протокол Frame Relay (FR) обеспечивает множество независимых виртуальных каналов PVC в общем широкополосном канале, каждый из которых имеет свой уникальный идентификатор DLCI (Data Link Connection Identifier). Передача данных от центральной ЗССС к удаленным ЗССС производится фреймами (кадрами), формат которых имеет адресное поле, содержащее идентификатор DLCI. Кроме собственно адресной информации, адресное поле содержит также и дополнительные поля управления потоком данных и уведомлений о перегрузках виртуального канала.

В данной схеме построения сети каждое FR DTE устройство (оборудование удаленной ЗССС) имеет свой идентификатор DLCI. На каждое из FR DTE устройство приходят фреймы, адресное поле которых содержит такой же идентификатор. Центральный маршрутизатор, выполняют роль генератора и коммутатора фреймов и распределяет трафик в общем широкополосном канале между удаленными станциями в соответствии с форматами фреймов. При этом центральный маршрутизатор обрабатывает извещения о перегрузках каналов в прямом и обратном направлениях, которые содержатся в адресном поле каждого фрейма, анализируя, таким образом, трафик всех виртуальных каналов и производя перераспределение общего трафика, исходящего со стороны DCE устройства, между всеми DTE устройствами. Для каждого виртуального канала может быть назначена минимальная гарантированная скорость CIR, которая при соответствующей настройке FR может быть равна 0.