В рубрику "Регулирование и стандарты" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
Во второй части статьи завершается изложение основного концептуально-понятийного аппарата широкополосных спутниковых мультисервисных сетей (ШСМ-сетей). На базе этого аппарата должна формироваться нормативно-правовая база, регулирующая технические и правовые вопросы разработки и ввода в эксплуатацию ШСМ-сетей.
Эталонные архитектуры ШСМ-сетей, сетевые и радиоинтерфейсы
Существуют две основные архитектуры (топологии):
Указанные архитектуры совпадают с одноименными конфигурациями обычных телекоммуникационных систем.
ШСМ-сети используют нерегенеративную и регенеративную топологию спутников.
Нерегенеративная представляет собой архитектуру, обычно называемую bent-pipe (архитектура с использованием спутника типа "прямая труба", или с прямой ретрансляцией). Она не ограничивает уровни стека протоколов радиоинтерфейса спутника. Спутник работает только как преобразователь частоты , передавая сигналы от каналов пользователей к фидерным линиям.
Регенеративная топология включает в себя целый набор других архитектур, которые обеспечивают дополнительные функциональные возможности спутника. В этих архитектурах функции спутника оказывают ограничения на один или более слоев стека протоколов радиоинтерфейса.
Эталонная модель спутникового доступа показана на рис. 1. Описание интерфейсов дано в табл. 1.
Функции взаимодействия реализуются в двух точках (см. рис. 1). Первая точка взаимодействия (точка 1.10) находится там, где требуется преобразовать внутренний интерфейс ШСМ-сети в специальный (приспособленный для этой сети) интерфейс центральной сети. Например, асинхронный режим передачи (стандарт, который объединяет возможности двух технологий — передачи пакетов и каналов). Вторая точка взаимодействия (точка 1.2) расположена там, где требуется преобразовать внутренний интерфейс сети во внешний интерфейс оконечного оборудования.
Функции взаимодействия представляют собой логические функции, и для них не существует определенного местоположения в конфигурационной диаграмме ШСМ-сети.
На рис. 1 отражена только архитектура пользовательской плоскости, и ряд элементов (например, центры управления спутниками и сетями) на нем не показаны.
Примеры топологий "меш" и "звезда" даны на рис. 2 и 3 соответственно.
В топологиях присутствуют следующие типы интерфейсов:
Оба типа интерфейсов входят в так называемые U-плоскостной и С-плоскостной интерфейсы.
U-плоскостной интерфейс (от английского слова User plane) имеет уровневую структуру и реализует для пользователей обмен информационными потоками и контроль над ними, а также способен обеспечить распознавание и устранение ошибок.
С-плоскостной интерфейс (от английского слова Control plane) имеет уровневую структуру и представляет собой совокупность протоколов, используемых для сигнализации и обмена служебной информацией, осуществляет управление вызовом, установление соединений, контролирует и прекращает вызовы и соединения, определяет адреса.
В топологии смешанного типа центр управления сетью (ЦУС) логически связывается только с терминалом на центральной станции. Удаленные терминалы соединяются с центром управления сетью не прямо, а через терминал на ЦС. При такой архитектуре физический интерфейс между терминалом на ЦС и ЦУС осуществляется либо непосредственно, либо через спутник. Прямой интерфейс возможен в случае, если терминалы на ЦС и ЦУС размещены рядом.
Примеры сетевых интерфейсов ШСМ-сети приводятся на рис. 4 и 5.
В этих моделях внутренние интерфейсы ШСМ-сети разделены на две группы: в направлениях "Земля - космос" и "космос - Земля". На рис. 4 показаны интерфейсы при наличии обратного спутникового канала, а рис. 5 иллюстрирует вариант, когда обратный канал на спутниковом терминале отсутствует. Он заменен наземным каналом, который обслуживает весь обратный трафик, а также в состоянии передавать часть прямого трафика (в экстремальных ситуациях). В последнем случае он является дуплексным каналом.
Архитектура протокола
Общий вид унифицированной архитектуры протокола терминалов доступа к спутникам приведен на рис. 6. Архитектура протокола в своем полном объеме состоит из двух групп функций:
Функции SI имеют следующие составляющие:
Первые два входят в третий уровень протокола взаимодействия открытых систем (семиуровневая система протоколов OSI).
Функции SI могут содержать и другие протоколы.
Функции доступа терминалов к спутникам, зависимые от спутника, должны реализовывать следующие задачи:
Функции SLC и SMAC являются двумя подуровнями второго уровня протокола OSI, представляющего собой канальный уровень OSI. Здесь реализуются механизмы управления сетевыми ресурсами, а также обеспечивается поддержка разнообразных требований протоколов верхнего уровня по достоверности, качеству обслуживания и времени ожидания. Этот уровень является передаточной средой между сетевым и физическим уровнями.
Обмен информацией на канальном уровне может производиться в двух режимах: с установлением и без установления соединения.
Все организуемые спутниковые каналы должны соответствовать гармонизированным стандартам Европейского института стандартизации электросвязи (ЕТ-СИ) и Директиве 1999/5/ ЕС Европейского парламента и совета от 9 марта 1999 г. по оконечному оборудованию радио- и электросвязи и взаимному признанию их соответствия (Директива RTTE).
Связующим звеном между нижними уровнями, зависимыми от спутника, и верхними, не зависимыми от него, является спутниковый сетевой интерфейс SI-SAP. Этот интерфейс соответствует конечным точкам служб передачи (доставки) данных в ШСМ-сети, что позволяет ЕТСИ и другим организациям стандартизации выработать стандартную схему от высших слоев до служб передачи данных ШСМ-сети.
Механизмом адаптации на входе и на выходе интерфейса SI-SAP служб передачи данных ШСМ-сети служат две дополнительные функции:
В ШСМ-сети вводится понятие службы доставки данных. Под ним понимается набор стандартных служб уровня 2, обеспечивающих переход от уровня 2 к уровню 3. Их функционирование строится на работе служб передачи данных протокола более низкого уровня. В свою очередь, службы, реализующие протоколы более высокого уровня (протокол управления передачей, протокол Интернет (TCP/IP)), базируются на службах доставки данных протокола уровня 2. В ШСМ-сети обычно используется комбинация разных служб передачи данных (то есть различные каналы).
Службы более высокого уровня (Интернет-протоколы и выше) могут быть приведены в соответствие с другими в зависимости от конкретных требований, предъявляемых к данной службе (например, необходимости обеспечения уровня услуг и требуемой топологии сети).
Качество обслуживания (QoS)
Качество обслуживания является интегральным результатом работы ШСМ-сети и зависит от характеристик оборудования. QoS устанавливает степень удовлетворения запросов пользователя. Этот показатель определяет возможность элементов сети (например, хоста или маршрутизаторов) обеспечить выполнение определенных требований к трафику и службам. Чтобы поддерживать необходимый уровень качества обслуживания, важно взаимодействие всех уровней протоколов сверху донизу и всех элементов сети до оконечных устройств включительно. Качество гарантируется тогда, когда этот уровень обеспечивается самым слабым звеном всей цепи между источником данных и пунктом назначения.
Показатель QoS условно можно разделить на две составляющие: качество обслуживания от оконечной до оконечной точки и качество обслуживания оператора ШСМ-сети.
Эти составляющие могут существенно отличаться одна от другой. Объяснение простое: на своем пути от одной оконечной точки до другой трафик может проходить через различные службы доставки и передачи информации ряда телекоммуникационных сетей (не обязательно ШСМ), поэтому служба доставки "оконечная точка — оконечная точка" может использовать различные комбинации служб доставки данных ШСМ-сети и внешних служб доставки.
На качество обслуживания ШСМ-сети влияют все службы доставки и передачи данных (кроме внешних служб). При этом каждая в соответствии со своим уровнем протокола и на основании протокола более низкого уровня предлагает специфическое (индивидуальное) обслуживание с определенным качеством.
Классы трафиков
Под словосочетанием "класс трафика" подразумевается общее понятие, которое относится к каждому звену передачи (доставки) данных от одной оконечной точки до другой. Оно характеризует соответствующую службу доставки "оконечная точка — оконечная точка". Таким образом, отличие понятия "качество обслуживания" от класса трафика состоит в том, что первое представляет собой не общее, а специфическое понятие, относящееся только к конкретной части трафика (потока данных). Отсюда следует очевидный вывод, что различные части трафика могут иметь различное качество обслуживания
В табл. 2 приведены четыре возможных класса трафика ШСМ-сети. Указанная классификация основана на классификации, определенной в системе 3GPP.
Главной отличительной характеристикой у всех четырех классов трафика является степень чувствительности к задержкам: самым чувствительным считается разговорный класс, а самым нечувствительным — фоновый.
Структура радиоинтерфейса физического уровня
Составляющие радиоинтерфейса:
Вопросы нормирования и правового регулирования ШСМ-сетей
В настоящее время на международном, европейском уровнях и в России не существует нормативно-правовой базы регулирования ШСМ-сетей. Отсутствуют рекомендации МСЭ-Р и СЕРТ, а ЕТСИ лишь недавно приступил к разработке гармонизированных стандартов для этого сектора телекоммуникаций с предполагаемым сроком выпуска первых стандартов в 2006—2007 гг. В федеральных законах "О связи" и "О техническом регулировании" отсутствуют такие понятия как "мультисер-висные услуги", "мультимедийные сети".
Вот почему регулирование работы ШСМ-сетей в России в настоящее время осуществляется по процедурам, используемым для частотных присвоений и ввода в эксплуатацию земных станций спутниковой связи (ЗС).
Все ЗС разбиты на три типа со своими процедурами регулирования (см. статью М.М. Симонова и др. "Российская спутниковая связь и вещание"// Каталог "Технологии и средства связи", 2004 „.):
Внедрение ШСМ-сетей ставит регуляторные органы, сетевые и спутниковые операторы, НИИ, а также производителей оборудования перед необходимостью решения целого ряда вопросов, которые можно разбить на тактические (первоочередные и среднесрочные) и стратегические (долгосрочные). К первым (тактическим) следует отнести:
К стратегическим задачам можно отнести:
Указанные задачи направлены на либерализацию управления сектором телекоммуникаций при наличии в нем ШСМ-сетей, что является главным стимулом для расширения сферы деятельности данного сектора промышленности и услуг.
Данный материал поможет реализовать идею стандартизации "возможностей услуг", которая заложена в основу спецификаций ETC И для проекта партнерства третьего поколения 3GPP. Это позволит без лишних усилий со стороны операторов сетей вводить новые услуги и одновременно сделать так, чтобы рынок более чутко реагировал на запросы пользователей.
Старший научный сотрудник ФГУП "НИИР"
Владимир Ермилов
Опубликовано: Журнал "Broadcasting. Телевидение и радиовещание" #3, 2005
Посещений: 19121
Статьи по теме
Автор
| |||
В рубрику "Регулирование и стандарты" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
