Рост сетей VSAT

СПУТНИКОВАЯ СВЯЗЬ

Олег Головин, Николай Мамаев

В последние 10-15 лет во многих странах весьма динамично развиваются спутниковые сети на базе технологии VSAT (Very Small Aperture Terminal - станции с очень малой апертурой антенн). В России, несмотря на общее ее отставание от других стран во внедрении этой технологии, с конца 90-х годов интенсивно идет процесс ввода в эксплуатацию спутниковых сетей VSAT как государственными, так и корпоративными структурами.

Как предусматривается Федеральной целевой программой “Электронная Россия”, рассчитанной на период 2000-2010 гг., число отечественных пользователей Интернета вырастет к 2005 г. более чем в пять раз, а в 2010 г. две трети используемых в нашей стране компьютеров будут подсоединены к глобальным информационным сетям. Решить задачи, поставленные этой программой, невозможно без широкого внедрения VSAT-технологий.

Наиболее развитые сети VSAT в России

Кроме стационарных приемных и приемопередающих земных станций (ЗС) в сетях VSAT используются и передвижные ЗС, предназначенные для сбора новостей через спутник и способные работать как в незапланированном режиме, так и по плановому расписанию. Такие станции могут передавать телевизионные сигналы и связанные с ними звуковые программы через спутники, расположенные на геостационарной орбите.

Внедрение станций VSAT открывает доступ пользователям к широкому спектру телекоммуникационных услуг. В их числе:

- построение выделенных сетей, обеспечивающих удаленным пользователям возможность устанавливать телефонную и факсимильную связь и передавать данные;

- создание сетей корпоративной связи или подключение удаленных станций к уже работающим сетям, в том числе к коммутируемой сети общего пользования;

- организация телефонных каналов с выходом на междугородную и международную телефонные сети;

- организация магистральных каналов между телефонными станциями;

- создание территориально-распределенных компьютерных сетей и др.

К середине 90-х годов процесс внедрения VSAT-сетей в мире ускорился в связи с развитием промышленных приложений для этих сетей и бурным ростом Интернета. Специалисты прогнозируют, что через несколько лет трафик передачи данных по VSAT-сетям достигнет 90%, причем сформируется самостоятельный класс таких технологий.

С 1990 г. идет процесс уменьшения стоимости станций при одновременном росте объема их производства.

Напомним, что существуют две основные топологические разновидности сетей VSAT: Mesh (“каждый с каждым”), допускающая установление непосредственной связи между абонентскими земными станциями, и Star (“Звезда”), обеспечивающая связь между абонентскими ЗС через центральную станцию.

За 1990-2000 гг. средняя стоимость VSAT-станций в мире значительно уменьшилась: для сети Star - в два раза (с 14,0 до 7,0 тыс. долл.), а для сети Mesh - в 3,7 раза (с 55,0 до 15,0 тыс. долл.).

Во второй половине 90-х наметилось заметное ускорение процесса развития VSAT-сетей в России, особенно в корпоративных структурах.

Ниже приводятся данные о наиболее развитых сетях государственных и корпоративных предприятий России на начало 2001 г.

К категории хорошо развитых VSAT-сетей следует отнести сеть государственного предприятия “Космическая связь” (ГПКС); сети “Банкир-1”, “Банкир-2”, “Банкир-3”, эксплуатируемые в интересах Центрального банка России; “Сателинк” фирмы “Телепорт-ТП”; сеть компании “Московский телепорт”; “Сирена-3” корпорации “Сирена” и “Ямал” Газкома.

Приведем некоторые тактико-технические и оперативные характеристики ряда сетей VSAT, указанных в таблице.

ГПКС в период 1997-1999 гг. развернуло сеть из 30 периферийных приемопередающих станций, охватывающую практически всю территорию нашей страны - от Пскова и Орла на западе до Иркутска, Якутска и Бодайбо на востоке, а также северную часть России - города Архангельск, Мурманск, Салехард, Ухту. К концу 2000 г. сеть ГПКС насчитывала 50 земных станций.

Управление сетью осуществляется с центральной земной станции (ЦЗС), расположенной в г. Дубне (Московская область) и соединенной волоконно-оптической линией связи с центром коммуникаций ГПКС “Шаболовка”.

В сети VSAT обмен данными производится как непосредственно между периферийными станциями, так и по направлениям VSAT - ЦЗС. При этом центральная земная станция позволяет соединить пользователей сети с разными операторами и провайдерами в Москве.

При организации связи между периферийными станциями через ЦЗС могут использоваться наземные каналы цифровой сети ГП “Космическая связь”.

В этом случае в технологической цифровой сети выделяются каналы передачи данных со скоростью 64 или 128 кбит/c.

В качестве ретранслятора используется один из транспондеров спутника “Экспресс-6А”, размещенного в точке 80o в. д., что обеспечивает распространение зоны обслуживания практически на всю территорию России. Благодаря высокой точности удержания спутника на орбите периферийные станции не нуждаются в устройствах автосопровождения, что заметно снижает их стоимость.

Единая телекоммуникационная банковская сеть Центрального банка России состоит из выделенных сетей спутниковой связи “Банкир-1”, “Банкир-2”, “Банкир-3”, “Сокол-Банкир” на базе VSAT-терминалов С- и Ku-диапазонов.

Наиболее масштабной является сеть “Банкир-1”, насчитывающая 560 VSAT-станций, функционирующих в Северо-Западном, Волго-Вятском, Поволжском, Восточно-Сибирском и Западно-Сибирском экономических районах. Виды передаваемой информации - телефония, данные, факс и видеоизображения. Сеть арендует стволы на ретрансляторе Intelsat-704.

Сеть связи ОАО “Газком” использует спутник “Ямал-100”. В сети в прошлом году функционировало 75 периферийных приемопередающих станций, выполненных на основе технологии VSAT, два телепорта (в городах Москве и Королеве), более 350 каналов связи, сеть передачи данных Frame Relay, телефонная сеть; кроме того, предоставляются услуги Интернета. ОАО “Газком” построил также передающие ЗС для трансляции по своей сети спутниковых цифровых телевизионных программ.

Развернуты сети регионального спутникового телевидения в Томской и Свердловской областях, в республике Коми и других регионах. Только за 2000 г. установлено более 200 приемных станций цифрового спутникового телевидения.

На приемопередающих ЗС используются антенны диаметром 2,5 и 3,7 м, на приемных ЗС цифрового телевидения - 1,65; 2,0 и 2,5 м.

ЗАО “Московский Телепорт” (МТ), заключив партнерское соглашение с немецкой корпорацией DeTeSat, в течение 1998-1999 гг. ввело в эксплуатацию сеть из 66 VSAT-станций, расположенных в разных регионах России (сейчас в сети МТ работают 120 3С. - Прим. ред.). Компанией предлагается услуга доступа в магистральные линии Интернета в двух точках: к российским ресурсам - через центральную станцию в Москве, к зарубежным - через шлюз в Германии (так называемая точка Twin-Hop). Качество предоставляемых услуг - высокое, благодаря широкополосному доступу к сетям по самому короткому пути, а также индивидуальной гарантированной пропускной способности.

ЗАО МТ приняло участие в создании региональных сетей телерадиовещания в Алтайском и Краснодарском краях.

Сеть спутниковой связи ОАО “Коминком”, развернутая в 2000 г., обеспечивает связью Ненецкий автономный округ. Она включает 50 земных станций VSAT, использующих спутники Intelsat и Asiasat. В сети применяется многостанционный доступ с закрепленными каналами (DAMA - Demand Assignment Multiple Access).

“Коминком” имеет собственную развернутую магистральную сеть связи трех АМТС, которая соединяется с телефонной сетью общего пользования на местном и междугородном уровнях. Транспортная сеть связи этого ОАО с помощью корпоративной спутниковой сети на станциях VSAT может предоставлять услуги всем категориям пользователей.

Компания “Теле-Росс”, входящая в “Голден Телеком”, применяет сеть, созданную на базе спутника Intelsat (83o в. д.) с использованием ствола 72 МГц в С-диапазоне. В сети имеются: центральные ЗС с антенной диаметром 11 м, 16 ЗС с антенной диаметром 7 м, расположенных на территории от Владивостока до Архангельска, включая две в Алма-Ате и Баку, и около 50 станций класса VSAT. Распределительная часть сети “Голден Телеком” нацелена в первую очередь на организацию передачи данных и доступа в Интернет. Спутниковые каналы используются там, где нет наземных каналов, где это экономически целесообразно, а также для резервирования наземных каналов. Сеть включает 15 крупных центров в больших городах России, и эти станции выполняют роль центральных станций для зоновых сетей, например, в городах Архангельске, Хабаровске, Иркутске и др.; кроме того, строится станция в Комсомольске-на-Амуре.

В России внедрение VSAT-технологий ускорится с вводом в эксплуатацию нового спутника “Экспресс-АМ”, параметры которого приближаются к техническим характеристикам зарубежных космических аппаратов.

Наибольшее распространение в России получили сети на станциях VSAT типа Nextar AA/TDMA (Advanced Adaptive Assignment/Time Division Multiplay Access) фирмы NEC. Особенностью этих станций является интерактивный (двусторонний) режим передачи данных, который обеспечивает работу банкоматов, проверку кредитных карт, бронирование билетов и проводит другие подобные операции.

На линии передачи данных от центральной ЗС к периферийным (исходящий канал) в сети используется режим временного уплотнения каналов (TDMA) со скоростью 128 кбит/с. В обратном направлении (периферийные линии - центральная ЗС) применяется протокол Advanced Adaptive Assignment (усовершенствованный адаптивный доступ). В этом случае обеспечивается эффективный доступ группы станций VSAT к кадрам, выделенным в общем потоке данных.

Адаптивность доступа заключается в том, что для относительно коротких сообщений вместо TDMA применяется метод случайного доступа (Random Access TDMA) в выбранный временной интервал.

Для работы в российских условиях станция Nextar AA/TDMA снабжена дополнительными элементами, обеспечивающими стыковку оборудования VSAT с системами автосопровождения, а в приемных трактах ЗС установлены фильтры.

В последнее время наряду с традиционными услугами (телефон, факс, данные) интенсивно развиваются новые виды услуг на основе интерактивных сетей, обеспечивающих диалоговый режим между источниками и пользователями: видео по запросу, домашний офис, видеотелефония, видеоконференц-связь, дистанционное обучение, медицина (биологический мониторинг здоровья абонентов), электронные игры, магазин, газеты, реклама, маркетинг.

Расчеты показывают, что в России при реализации упрощенных процедур выделения частот и ввода станций в эксплуатацию возможно резко уменьшить суммарные затраты на терминалах VSAT и время ввода в эксплуатацию - с 9-11 до 4-6 месяцев.

С этой целью в 1998 г. было создано некоммерческое товарищество “Национальная ассамблея спутниковой связи”, объединяющее крупнейших операторов спутниковой связи VSAT в нашей стране.

С удовлетворением следует отметить, что в последние годы к разработкам отечественных станций VSAT подключился ряд предприятий радиотехнического профиля России, в частности ОАО “Ижевский радиозавод”, выпускающее вполне современные станции “Стела”. Одну из них компания “Висат-Тел” применила в сети “Банкир-2”.

В семейство станций “Стела” входят:

- антенны с типоразмерами от 0,9 м до 7,4 м;

- твердотельные усилители мощности по 2, 4, 8, 20 и 80 Вт в Ku-диапазоне;

- трансиверы Ku- и L-диапазонов, в том числе для спутников-рентрасляторов LMI;

- преобразователи сигналов с L-диапазона на ПЧ 140 (70) МГц;

- радиомодемы с переменными скоростями работы на прием и передачу от 9,6 кбит/c до 2,5 Мбит/c с возможностью обеспечения работы на передачу в пакетном режиме (для TDMA);

- интерфейсы и программно-алгоритмическое обеспечение (ПАО) для работы по протоколам TCP/IP, X.25, X3, Frame Relay;

- ПАО для контроля за работой и использованием ресурсов спутника-ретранслятора (СР).

Оборудование станции и ПАО позволяют прибегать к разным методам доступа к ресурсам СР: SCPC/PAMA (канал выделяется по требованию), CSPS/DAMA (закрепленные каналы), FDMA/TDM/

TDMA. Изменение метода доступа к ресурсам СР производится программным путем с использованием у абонента одного и того же комплекта оборудования.