Organizzazione dell'accesso alle reti degli operatori satellitari. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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Il territorio della Russia è caratterizzato da un'infrastruttura sottosviluppata di canali di comunicazione digitale, in particolare linee fisse. Oggi, il mezzo più comune e talvolta l'unico per organizzare comunicazioni di alta qualità sono le comunicazioni satellitari. In Russia sono già state installate oltre 200 stazioni terrestri, che lavorano con i satelliti geostazionari Horizon, che consentono di connettere utenti situati quasi ovunque in Russia. L'articolo discute come utilizzare in modo più efficace la larghezza di banda delle linee di comunicazione a lunga distanza e internazionali per organizzare l'accesso ai sistemi e alle reti satellitari con canali assegnati (dedicati) o Time Division Multiple Access (TDMA). La gamma dei servizi forniti comprende la trasmissione vocale e dati.

Il mercato russo dei servizi di telecomunicazione cresce ogni anno. Il numero delle aziende aumenta, la gamma delle offerte e delle tipologie di servizi si amplia, i prezzi scendono. Ciò è particolarmente evidente nelle grandi città della Russia, dove le reti digitali di una o più aziende coprono già quasi l'intero territorio della città e chiunque può ricevere l'intera gamma di servizi di telecomunicazione, dall'installazione di un semplice telefono all'accesso a Internet o ad altre informazioni e reti finanziarie. Se hai bisogno di collegare uffici situati in città o addirittura paesi diversi tramite un canale digitale dedicato, o accedere a una rete di telecomunicazioni che non è presente nella tua città, allora devi rivolgerti non solo agli operatori locali, ma anche a lunga distanza e operatori di comunicazione internazionali (MMC).

Grazie al relativo sviluppo delle stazioni terrestri in Russia, si sta già creando la possibilità tecnica di organizzare canali digitali a lunga distanza e internazionali utilizzando i satelliti. Ma il costo di un canale DS0 (64 kbit/s) in questo caso sarà 4...7 volte superiore a quello di un canale con la stessa velocità, ma all'interno della città. Pochi potenziali utenti possono permettersi tali costi. Come possiamo ridurre i costi su una tratta a lunga percorrenza o internazionale e ampliare così il raggio d'azione degli utenti?

Una possibile soluzione è combinare diversi canali utente a bassa velocità in un canale DS0 (64 kbit/s) nelle reti cablate terrestri urbane e quindi trasmetterlo al sistema satellitare. Quanto sopra ridurrà significativamente il costo di organizzazione di un canale per utente. Questo schema può essere implementato in due modi:

Come viene risolto da Golden Line?

La rete della compagnia Golden Line, che opera nel mercato russo delle telecomunicazioni da 5 anni, è una delle reti di trasporto più grandi ed estese di Mosca. Il compito principale della rete è fornire l'accesso a qualsiasi rete e servizio di telecomunicazione, in particolare agli operatori di comunicazione a lunga distanza e internazionali (MMC) da qualsiasi parte di Mosca. A questo scopo sono organizzati canali di comunicazione digitale con velocità da 1,2 kbit/s a 2,048 Mbit/s, per connessioni con reti a commutazione di circuito, X.25 e Frame Relay, nonché fino a 155 Mbit/s utilizzando la tecnologia ATM.

Le reti a commutazione di pacchetto X.25 si diffusero negli anni '80 e sono tuttora utilizzate in molte strutture dipartimentali. Lo standard X.25 è stato sviluppato dall'ITU nel 1976 e definisce l'interfaccia tra i terminali utente e i dispositivi di trasmissione dati della rete a commutazione di pacchetto. Supportando la tecnologia di rilevamento e correzione degli errori, è ideale per la trasmissione di dati su linee di comunicazione di scarsa qualità. La rete distribuita ad alta velocità di Frame Relay e ATM garantisce che gli utenti si connettano direttamente agli operatori MMC utilizzando queste tecnologie. Ecco perché l'efficienza nell'utilizzo di questi canali si ottiene attraverso l'allocazione dinamica della larghezza di banda. Questo articolo non considera questa opzione per l'organizzazione delle linee MMC, poiché è correlata alla progettazione di reti a commutazione di pacchetto e frame e richiede una presentazione separata. Va notato che le reti X.25 non supportano la trasmissione vocale a causa degli elevati ritardi.

La tecnologia Frame Relay in rapido sviluppo è un moderno protocollo di commutazione di circuito simile a X.25, ma che utilizza una procedura semplificata per stabilire e verificare la qualità delle connessioni. È progettato per funzionare a velocità più elevate (fino a 34 Mbit/s) con bassa latenza (vedi l’articolo di V. Neumann “Che cos’è il frame relè?” nella rivista “Comunicazione: mezzi e metodi” n. 3, 4/ 1998). Per le reti Frame Relay la qualità delle connessioni, soprattutto per la trasmissione vocale, dipende da molti fattori. Questo:

ATM (Asynchronous Digital Hierarchy) è una tecnologia ad alta velocità per la trasmissione di informazioni in celle di dimensione costante di 53 byte, che consente la fornitura di servizi con vari tipi di traffico. ATM consente di trasmettere sia voce che dati attraverso il canale dell'acqua, ovvero supporta velocità di trasferimento delle informazioni sia costanti che variabili. L'ATM è un mezzo di trasmissione universale ideale che combina tutti i vantaggi delle reti di circuiti dedicati e delle reti di dati con l'allocazione dinamica della larghezza di banda.

Ma nel mondo, le reti ATM globali sono ancora sottosviluppate e troppo costose per gli utenti. Pertanto, questa tecnologia non è ampiamente utilizzata.

Per quella categoria di utenti che necessitano di una connessione costante di alta qualità per trasmettere voce e dati a bassa velocità, si propone di utilizzare la compressione vocale e combinare diversi canali dati/vocali in un canale alla velocità di 64 kbit/s. In questo caso, la tecnologia di commutazione/multiplexing dei canali è la più affidabile e semplice da implementare, poiché la maggior parte delle reti MMC utilizza lo stesso metodo di trasmissione delle informazioni. La qualità della trasmissione dei dati non cambia, ma la qualità della conversazione peggiora leggermente.

Consideriamo in dettaglio la tecnologia della compressione vocale digitale e la formazione di un canale a 64 kbit/s da diversi canali vocali e/o dati a bassa velocità.

L'attrezzatura utilizzata da Golden Line per implementare questo compito è stata sviluppata da Newbridge. Il suo importante vantaggio è che sia la compressione vocale con modulazione del codice a impulsi (PCM) che l'aggregazione dei canali vengono eseguite dallo stesso dispositivo: un modulo chiamato processore di segnale digitale (DSP). Ogni processore ha 6,10, 20 o XNUMX circuiti, ogni circuito può essere configurato come Voice Compressor (VC) o Subrate Merger (SRM). Ciascun multiplexer I/O del nodo può ospitare fino a sette moduli DSP

I principi di funzionamento e gli standard supportati da questa apparecchiatura sono descritti di seguito.

Compressione vocale

Come la maggior parte degli sviluppatori di apparecchiature per le telecomunicazioni, Newbridge supporta due metodi di compressione vocale: il proprio - HCV (8 e 16 kbit/s) e quello standard, secondo le Raccomandazioni del settore tecnologico - ITU-T. G.728 - LD-CELP 16 kbit/s e ITU-T G.729 - A-CELP 8 kbit/s. Gli algoritmi sviluppati da Newbridge consentono l'uso più flessibile ed efficiente della larghezza di banda del canale a 64 kbit/s. Allo stesso tempo, la procedura di compressione/decompressione può essere eseguita solo utilizzando l'attrezzatura Newbridge. Utilizzando algoritmi di conversione vocale standard, qualsiasi apparecchiatura che supporti questi metodi può essere selezionata per la decompressione. La qualità della voce compressa a 16 kbit/s è equivalente a quella a 32 kbit/s utilizzando la modulazione adattiva del codice differenziale a impulsi (ADCM), utilizzata nella telefonia a lunga distanza. E a una velocità di 8 kbit/s, la compressione supporta la qualità vocale a pedaggio.

Pertanto, quando si utilizza la compressione a una velocità di 8 kbit/s, un canale a una velocità di 64 kbit/s può contenere fino a otto canali vocali e a 16 kbit/s fino a quattro canali vocali. L'impaccamento dei canali compressi in un canale da 64 kbit/s viene effettuato utilizzando il metodo di adattamento della velocità “trasparente”, che non richiede informazioni sulla sincronizzazione e segnalazione dei frame. Il canale da 64 kbit/s è composto da otto elementi da 8 kbit/s con denominazioni da B7 a VO. Il parlato compresso a velocità di 8 e 16 kbit/s viene inserito nel numero appropriato di elementi. La segnalazione telefonica viene trasmessa all'interno delle informazioni dell'utente. Questo metodo di trasmissione del segnale è chiamato "in banda". Nella fig. La Figura 1 mostra uno schema per combinare i canali e il loro posizionamento in un canale aggregato a 64 kbit/s.

Aggregazione di canali dati a bassa velocità

La combinazione di canali dati a bassa velocità con velocità da 1,2 a 19,2 kbit/s avviene secondo gli stessi principi e sulla stessa attrezzatura della combinazione di canali vocali. I dati vengono inviati direttamente al combinatore di canali a bassa velocità SRM, dove le informazioni di più utenti vengono raggruppate in un unico canale da 64 kbit/s.

Newbridge offre due metodi di aggregazione dei link:

X.50 è uno standard europeo di multiplexing sviluppato in conformità con le raccomandazioni ITU-T, che descrive un meccanismo per combinare diversi canali sincroni a bassa velocità in un unico canale da 64 kbit/s. Lo standard è stato adottato per definire l'interfaccia tra reti dati pubbliche in ambito internazionale.

DDS è uno standard nordamericano, simile a X.50, sviluppato da AT&T e che supporta il multiplexing di canali dati sincroni e asincroni. La tabella mostra il numero di canali a bassa velocità che possono essere trasmessi in un canale da 64 kbit/s in un ciclo di frame di 2,048 Mbit/s (l'interfaccia descritta in ITU-T Rec. G.703).

Se confrontato, è ovvio che l'utilizzo del metodo multiplexing NSM è molto più efficace degli altri.

Lo schema organizzativo del multiplexing è mostrato in fig. 2.

Organizzazione dell'accesso agli operatori MMS

I metodi di cui sopra per utilizzare in modo efficace la capacità di un canale a 64 kbit/s consentono di sviluppare vari schemi e progetti per connettere gli utenti alle reti di comunicazione satellitare, mentre utilizzando metodi di multiplexing in un canale a 64 kbit/s, sia la voce che i dati possono essere combinato.

Nella fig. La Figura 3 mostra un diagramma dell'implementazione della connessione degli utenti a un nodo di comunicazione satellitare terrestre.

L'interfaccia tra il multiplexer I/O e il sistema satellitare può essere selezionata tra quelle descritte in ITU-T Recs V.24, X.21, V.35 o G.703. Quando si utilizza lo standard G.703, è possibile connettere fino a 30 canali complessivi ad una velocità di 64 kbit/s in un flusso di 2,048 Mbit/s. Queste interfacce sono ampiamente utilizzate nelle reti di dati a divisione di tempo private e pubbliche e si trovano in quasi tutte le apparecchiature di telecomunicazione: switch, multiplexer e router. Il sistema satellitare o il modem devono disporre di moduli per il collegamento ad apparecchiature terminali dati con le interfacce di cui sopra. Tali sistemi possono essere, ad esempio, una stazione satellitare utente VSAT-NEXTAR di NEC o modem satellitari a bassa velocità SDM-100 di EFData e DMD2401 di Radyne.

In conclusione, osserviamo che l'uso efficiente della capacità dei canali MMC potrebbe essere utile a molti operatori satellitari per ridurre le tariffe dei servizi e quindi attirare ulteriori clienti. Uno schema simile è stato implementato e funziona con successo nel progetto comune di British Telecom e Golden Line per fornire canali vocali con compressione a velocità di 8 e 16 kbit/s alle banche di Mosca per l'accesso alla Borsa di Londra. L'utilizzo della tecnologia di trasmissione voce e dati in uno o due canali a 64 kbit/s sembra essere la soluzione ottimale per organizzare reti aziendali di aziende con uffici di rappresentanza in diverse città e paesi.

Autore: S. Laryushkin, Mosca

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