ООО «Саткомсервис» ООО «Саткомсервис»
На Главную Написать письмо Карта сайта
О компании Технические решения для... Спутниковая связь Спутниковый Интернет (VSAT) Телевидение
Чем мы занимаемся
Наши работы
Заказчики
Партнеры
Статьи, переводы
Консультации, обучение
Контакты
 провайдеров Интернет
 месторождений нефти и газа
 сети магазинов
 операторов связи
 FM-радиостанций
 коттеджных поселков
 учебных заведений
 частных лиц
Выделенные каналы SCPC
Спутниковый интернет для провайдеров
MESH - Полносвязные сети VSAT
 
Спутниковый Интернет (DVB-IP)
Доступ в Интернет
Трансляция видео
Рассылка файлов
О технологии
Примеры использования
Как установить VSAT
Выбор места и способа монтажа
Тарифные планы
Аренда мобильной VSAT
 
Наши разработки
Гостиничные системы
HDTV - Телевидение высокой четкости
Коллективные системы
 
Опоры для монтажа антенн
На плоскую кровлю
На стену
Универсальные

Полносвязные спутниковые сети (Mesh)

Нередко возникает необходимость организовать связь между несколькими географически распределенными подразделениями предприятия по принципу «каждый с каждым».

Если строить такую сеть с использованием технологии SCPC, земные станции получаются дорогими и громоздкими, а использование спутникового ресурса - неэффективным. Например, если сеть объединяет пять подразделений компании, то на каждой земной станции должны быть установлены по 4 модема.

«Двусторонний спутниковый Интернет» (сеть Star) тоже плохо приспособлен для такой задачи. Абонентские станции Star не могут связаться друг с другом непосредственно, данные будут передаваться через центральную станцию сети, дважды проходя через спутник («в два скачка»). В результате голос будет задерживаться на 1 секунду и более, а клиент будет платить за спутниковый канал связи дважды.

В сетях Mesh возможна непосредственная связь одной абонентской станции с другой, минуя центральную станцию. До недавнего времени такие сети представляли собой отдельный «класс» спутниковых сетей, для их построения использовалась специфические технологии (TDMA, FTDMA) и специфическое, весьма дорогое оборудование (например, терминалы Wiasat LinkWay, Eclipse). Последние достижения в спутниковой связи позволили создавать полносвязные сети внутри сетей «звезда». Многие операторы, предоставляющие услуги «двустороннего спутникового Интернета», предлагают внутри своей сети, под управлением своей центральной станции, организовать полносвязную сеть клиента.

Если клиент сети Star получает одну земную станцию и возможность доступа к разделяемому спутниковому каналу связи, то клиент сети Mesh получает выделенный спутниковый ресурс. Сеть клиента может объединять десятки и сотни земных станций, при этом каждая станция может передавать данные любой другой станции непосредственно, и на каждой станции установлен единственный терминал - на все направления. Можно сказать, что сеть Mesh работает, как один маршрутизатор с географически распределенными портами.

Спутниковый ресурс, выделенный клиенту, может распределяться между его станциями динамически, в зависимости от их мгновенных потребностей. Это позволяет наиболее эффективно использовать арендованную полосу. Кроме того, оборудование позволяет назначить приоритеты трафику определенных типов (например, голосовому). Благодаря такой возможности голос всегда «ходит» в сети без задержек, а в моменты перегрузки канала «придерживаются» в буферах терминалов только данные, некритичные к задержкам (например, данные веб-страничек).


Преимущества полносвязных сетей:


  • Связь между любыми двумя станциями сети Mesh осуществляется «в один скачок» с минимальной задержкой. Это позволяет использовать Mesh для приложений, критичных к задержкам - телефонии и видеоконференцсвязи.
  • Внутренний трафик клиентской сети не проходит через центральную станцию, спутниковый канал связи используется один раз, за него не надо платить дважды.
  • Возможности сетей Mesh «перекрывают» возможности других технологий. Одно и то же клиентское оборудование для Mesh может работать как собственно в Mesh, так и в режиме «звезда» с центральной станцией в Москве. Более того, один терминал может функционировать в двух режимах одновременно: одна и та же станция может использоваться для связи с другой абонентской станцией (например, для корпоративной телефонной связи) и с центральной станцией сети (например, для доступа в Интернет). Станции сети Mesh также могут работать в режиме закрепленных каналов «точка-точка» или «точка-хаб» с фиксированной скоростью - то есть, практически, в режиме SCPC. В отличие от настоящей SCPC, отдельного частотного присвоения не требуется.

К недостаткам сетей Mesh можно отнести несколько большую стоимость оборудования, чем для сетей Star («двустороннего спутникового Интернета») и несколько большую стоимость выделенных каналов, чем для SCPC. Однако применительно к целому ряду задач бизнеса эти недостатки с лихвой компенсируются достоинствами.


Оборудование

Оборудование для сетей Mesh очень похоже на оборудование для «двунаправленного спутникового Интерета». Это естественно, ведь абонентские станции Mesh работают со станциями Star в одной сети, под управлением единой центральной станции («хаба»). Однако есть два существенных отличия.

Первое отличие, так сказать, количественное. Станции Star работают «в паре» с центральной станцией, имеющей антенну большого диаметра и мощный передатчик, поэтому сами могут иметь небольшие антенны и слабые передатчики. Станции Mesh работают друг с другом, поэтому они оборудуются антеннами несколько большего размера, чем станции Star, и более мощными передатчиками.

Второе отличие - качественное. Станции Star принимают только один сигнал TDM от центральной станции. Это непрерывный цифровой поток на одной несущей, в котором передаются и полезные данные, и служебные команды управления сетью. По структуре этот сигнал очень похож на сигнал спутникового цифрового телевидения DVB. Станции Mesh также получают временную синхронизацию от центральной станции сети и полностью управляются ею: именно хаб анализирует потребности этих станций на передачу и динамически распределяет между ними пропускную способность общего спутникового канала связи. Поэтому станция Mesh должна принимать синал TDM от центральной станции. В то же время, она должна принимать передачи других таких же станций. Это гораздо сложнее - они передают не непрерывно, а пакетами, или «вспышками» (burst mode), только во временных окошках (тайм-слотах), назначенных им центральной станцией. Кроме того, они передают на частоте, отличной от частоты несущей TDM. Поэтому терминалы абонентских станций Mesh имеют два независимых демодулятора: один для приема TDM-несущей от хаба, второй - для приема «бёрстов» от других абонентских станций Mesh.

У разных производителей эта особенность реализована по-разному. Например, абонентский терминал SkyEdge-Pro фирмы Gilat имеет базовое шасси с одним демодулятором TDM, которое обеспечивает работу только в режиме Star. Для работы в режиме Mesh это шасси комплектуется дополнительной платой второго демодулятора. У такого терминала два отдельных входа с F-разъемами, для подключения которых к LNB используется внешний сплиттер. Оборудование iDirect построено по другому принципу: для работы с одним и тем же хабом используются терминалы Infinity-3100, которые поддерживают только Star, и терминалы Infinity-5300, которые поддерживают и Star, и Mesh.


Примеры использования:


Корпоративные сети

Mesh очень удобно использовать для связи между географически распределенными равноправными подразделениями одной компании, или между удаленными филиалами и центральным офисом, если он находится не в Москве. Кроме передачи данных, такая сеть обеспечит качественную телефонию - благодаря доставке «в один скачок» и возможности установить приоритет голосового трафика. Одновременно с работой в сети Mesh абонентские станции могут работать в сети Star, обеспечивая доступ в Интернет.


Корпоративные сети

Видеоконференции

Сети Mesh подходят для видеоконференций наилучшим образом. Временная задержка минимальна (от 0,25 сек) и не зависит от направления передачи. Достижимы скорости до 3 Мбит/сек - это при современных технологиях сжатия видео (MPEG-4 AVC; H.264; Wimdows Media) соответствует качеству вещательного телевидения. Канал может быть предоставлен с гарантированной минимальной скоростью или гарантированной постоянной скоростью. При этом клиентам выделяются не физические каналы (как в SCPC), а виртуальные, которые по окончании конференции автоматически отдаются в пользование другим абонентам сети. Абонентская станция оборудована антенной сравнительно небольших размеров (1,8…2,4м) и единственным терминалом, стоимость ее немногим выше стоимости станции «двунаправленного спутникового Интернета». Частотного присвоения не требуется, достаточно только свидетельства о регистрации РЭС. Все это позволяет организовать ВКС с большим количеством удаленных участников, находящихся в любых географических точках. В их числе могут быть «мобильные» участники с передвижными или переносными VSAT. Центральный офис и сервер видеоконференций могут также находиться где угодно, в том числе вне крупных городов. Собственная спутниковая станция в центральном офисе делает систему полностью автономной и независимой от других операторов связи.


Видеоконференции

Системы телеметрии и телемеханики

Для безаварийной эксплуатации протяженных транспортных систем (газопроводов, нефтепроводов, электрических сетей) необходим круглосуточный централизованный контроль множества технологических параметров, а зачастую и дистанционное управление арматурой и механизмами. Объекты подобных систем распределены на огромных пространствах вне населенных пунктов, где наземные каналы связи отсутствуют, поэтому для телеметрии все чаще используется спутниковая связь. Например, спутниковые станции успешно заменяют старую советскую аппаратуру для передачи данных телеметрии по проводам ЛЭП. VSAT-станции намного надежнее, они безопасны в эксплуатации и предоставляют пользователям в десятки и сотни раз большие скорости. С простыми задачами телеметрии вполне справляются станции сетей Star («двусторонний спутниковый Интернет»). Например, с трансляцией показаний счетчиков электроэнергии. Счетчики генерируют очень небольшой трафик, контролировать их нужно не постоянно, а периодически (например, 1 раз в минуту), задержку в 1 секунду и даже больше можно считать несущественной.

Однако на современные системы телеметрии и телемеханики часто возлагаются более сложные задачи: передача больших объемов данных, служебная телефония, видеоконтроль за удаленными машинами и механизмами, терминальный доступ к удаленным компьютерам. Для таких приложений лучше всего приспособлены спутниковые сети Mesh. Данные доставляются от контролируемого объекта в центральный диспетчерский пост всегда «в один скачок» непосредственно через спутник, с минимальной задержкой. Скорости передачи могут достигать 2 Мбит/с и даже больше, при этом гарантируется качество для приложений реального времени. В многоуровневой системе данные от контролируемого объекта могут одновременно, за одну транзакцию, передаваться всем контролирующим уровням (например: локальный пункт сбора данных, региональный диспетчерский пост, центральный диспетчерский пост). Клиент получает услуги связи от одного оператора, имеет дело с одной бухгалтерией и одной службой поддержки, использует одинаковое оборудование земных станций на всех своих объектах.


Системы телеметрии и телемеханики

Видеонаблюдение за удаленными объектами

Видеонаблюдение - приложение, требующее относительно высоких скоростей (128…512 кбит/с) и гарантированного качества сервиса. В то же время круглосуточное наблюдение за всеми контролируемыми объектами в реальном времени, как правило, не требуется. Есть смысл передавать изображения камер по каналам связи только при наступлении определенных событий (срабатывания датчиков движения, внешних датчиков), по расписанию (например, по 5 минут с каждого объекта) или по запросу дежурного (если у него возникли подозрения). В остальное время изображения с камер можно записывать на жесткий диск цифрового видеорегистратора, расположенного локально на объекте. При этом данные никуда не передаются и не загружают каналы связи. Однако дежурный может в любой момент запросить и просмотреть тот или иной фрагмент записи.

Такой организации видеонаблюдения максимально соответствует спутниковая сеть Mesh. На группу станций Mesh, работающих на объектах одного клиента, выделяется полоса, которая может быть использована только этими станциями и никакими другими. Внутри этой группы станции могут динамически делить полосу между собой в зависимости от своих мгновенных потребностей. Станция, установленная в центральном посту, принимает одновременно «картинку» только от одной станции, расположенной на удаленном объекте. Например, 5 минут с одного объекта, 5 минут со второго и т.д. Либо принимает одновременно с нескольких удаленных объектов «картинки» с пониженным разрешением для отображения их в мультиплексном режиме (4,9, 16 и т.п. картинок на одном экране). При срабатывании датчика на экран автоматически выводится картинка с «тревожного» объекта с максимальным разрешением. При необходимости дежурный может просмотреть «журналы тревог» локальных видеорегистраторов; найти, вызвать, просмотреть, скачать запись с любого объекта за нужный промежуток времени; принудительно вывести на свой монитор «живую» картинку с той или иной камеры. В любом случае в любой момент времени через спутник будет передаваться поток, соответствующий передаче изображения одной камеры с максимальным разрешением. Таким образом, клиент наблюдает за несколькими удаленными объектами, а платит за связь так, как будто наблюдает только за одним объектом.


Видеонаблюдение за удаленными объектами

Подключение удаленной базовой станции сотовой связи

Станции сети Mesh можно использовать для работы по схеме «точка-точка« со скоростями 3 Мбит/с и более. Это делает возможным использовать станции Mesh для подключения удаленных базовых станций сотовой связи к контроллерам базовых станций. Преимущества такого подключения перед «классическим» SCPC очевидны. Во-первых, оборудование земной станции Mesh стоит примерно вчетверо дешевле, чем оборудование станции SCPC с такой же энергетикой. Во-вторых, для станций Mesh не нужно получать частотное присвоение. Наконец, если необходимо подключить не одну, а несколько базовых станций к одному контроллеру по схеме «звезда», для SCPC в центре звезды придется использовать несколько модемов - по количеству направлений связи, а Mesh позволяет использовать единственный терминал на все направления. Однако такое подключение предполагает и некоторые проблемы. На входе сотовой базовой станции должен существовать непрерывный цифровой поток Е1, хотя в спутниковом канале связи данные передаются не сплошным потоком, а время от времени, «вспышками» (такой режим называется «burst mode» или «VSAT mode»). Кроме того, поток Е1 - очень неэффективный транспорт. Он содержит 30 каналов оцифрованного несжатого голоса (по 64 кбит/с), которые могут использоваться не все, и еще 128 кбит/с отводится под сигнализацию (трансляция телефонного номера, подъем/опускание трубки и т.п.). Для современных оптических сетей это не проблема, но загружать таким трафиком спутниковые каналы связи - непозволительная роскошь.

Поэтому между спутниковой станцией Mesh и сотовой БС включается «умный» маршрутизатор, который по максимуму сжимает передаваемый Е1. «Рабочие» каналы голоса обрабатываются голосовым кодеком, «пустые» голосовые каналы выбрасываются, из канала сигнализации удаляются избыточные данные. Полученный таким образом поток, уже с переменной битовой скоростью, режется на фрагменты, упаковывается в пакеты IP и передается в спутниковом канале в «burst mode». С принимаемыми данными производится обратная процедура: из «вспышек» принимаются пакеты IP, из них извлекаются данные, голос декомпрессируется, избыточные биты вставляются обратно, восстанавливается непрерывный цифровой поток с постоянной битовой скоростью 2048 кбит/с.

Пакетная передача позволяет использовать «сэкономленную» таким образом полосу спутникового канала связи другим станциям сети. Например, когда ни один абонент удаленной БС не разговаривает с внешним абонентом, т.е. когда в Е1 не занят ни один голосовой канал, станция отправляет через спутник минимум IP-пакетов. У нее реже возникает необходимость использовать очередное временное окно для передачи, и этим окном может воспользоваться другая станция сети.

Маршрутизаторы, позволяющие эффективно сжать и передать Е1 по IP - это сложное и дорогое оборудование. Полоса на спутнике, отведенная на данную клиентскую сеть Mesh, ограничена, загрузка голосовых каналов непредсказуема, а протокол IP не имеет механизмов, надежно обеспечивающих своевременную доставку данных в таких условиях. Поэтому решение получается не такое уж дешевое и не 100%-но надежное. Тем не менее, в последнее время оно все чаще используется сотовыми операторами, особенно в регионах.


Подключение удаленной базовой станции сотовой связи

Использование станции Mesh в режиме SCPC

Станции Mesh могут работать на закрепленных направлениях по схеме «точка-точка» с фиксированной скоростью, то есть, практически, в режиме станций SCPC. Стоимость канала связи получается немного больше, чем в «настоящей» SCPC, зато намного дешевле оборудование и проще оформление разрешительных документов. Особенно интересно использование Mesh/SCPC для связи удаленной точки с центральной станцией сети, «хабом». За счет того, что на «хабе» используется антенна большого диаметра и мощный передатчик, можно применять высокоинформативные схемы модуляции - 8PSK и 16QAM, соответственно, в 1,5 или в 2 раза снизить стоимость канала связи при тех же скоростях. Такой канал может быть использован, например, в качестве канала доступа в Интернет для регионального ISP, или в качестве «запросного» канала совместно с однонаправленной системой (InSat Broadband Frame Relay One Way или подобной).


Использование станции Mesh в режиме SCPC

Новости

28.04.2017 Новые технологии коллективного приема со спутников

08.03.2017 Две системы цифрового кабельного телевидения для вахтовых общежитий на Ямале

09.11.2016 Модернизация магистральной земной станции на Ямале

09.06.2016 Четыре VSAT 1,8м на буровых в Красноярском крае

28.05.2016 Еще восемь VSAT 1,8м на буровых в Якутии

31.03.2016 Спутниковая система для гипермаркета "Карусель" в Екатеринбурге.

23.03.2016 Девять VSAT 1,8м на буровых в Якутии.

14.03.2016 Антенна VSAT 1,8м в качестве приемной для FM-радиостанции в Екатеринбурге.

22.11.2015 Пять VSAT 1,8м на буровых в Ненецком АО

11.10.2015 Еще четыре VSAT на буровых в Оренбургской области и Башкирии



    Архив новостей >>


Яндекс.Метрика

Саткомсервис | Спутниковая связь | Системы телевидения
«САТКОМСЕРВИС», г. Екатеринбург, ул. Генеральская, 7
тел./факс (343)-286-71-85, телефон технической поддержки (07.00-21.00 МСК) +7 912-288-57-72
glebv@sky.ru