Ce este VSAT?
Ce este VSAT? Este o stație mică de comunicații prin satelit cu diametrul antenei de 0,9 - 3,7 m, destinată în special schimbului de date fiabil prin canale prin satelit. Nu necesită întreținere și este conectat direct la echipamentul terminal al utilizatorului, acționând ca un modem fără fir.
Un exemplu de terminal VSAT.
Cum funcționează VSAT
Rețeaua de comunicații prin satelit bazată pe VSAT cuprinde trei elemente principale: o stație centrală de pământ (dacă este necesar), un terminal de recepție prin satelit și un abonat VSAT.
Stația centrală de la Pământ (MPS)
Stația centrală pământ într-o rețea de comunicații prin satelit pe baza acționează ca hub-ul central și asigură controlul asupra întregii rețele, redistribuirea resurselor sale, depanare, de facturare a serviciilor de rețea și de interfață cu telefoane fixe. De obicei, DSC este instalat în nodul rețelei, care reprezintă cel mai mare trafic. Acesta poate fi, de exemplu, sediul principal sau centrul de calcul al companiei în rețeaua corporativă, sau cel mai mare oraș din rețeaua regională.
Un exemplu de stație centrală de pământ.
Echipamente de emisie-recepție și dispozitiv de antenă-alimentare este de obicei construit pe baza unor echipamente standard disponibile pe piață. Costul este determinat de dimensiunile antenei și puterea emițătorului, care depinde în mod esențial de caracteristicile tehnice utilizate de satelitul releu. Pentru a asigura o comunicare fiabilă, echipamentul are de obicei o redundanță de 100%. Prețul variază de la 100 de mii de dolari pentru așa-numitul. hub compact antena simplu, fără redundanță, cu un diametru de aproximativ 4,5 m și transmițătorul de 20 - 50 W până la 0,5 - .. 1,5 milioane de dolari pentru un sistem puternic cu redundanță completă a tuturor sistemelor și diametrul antenei de 9 m.
Echipamentele de formare a canalelor asigură formarea canalelor de radiodifuziune prin satelit și asocierea acestora cu linii de comunicații terestre. Fiecare dintre furnizorii de sisteme de comunicații prin satelit aplică soluțiile originale acestei părți a DSP, care exclude adesea posibilitatea utilizării echipamentelor și stațiilor de abonat ale altor firme pentru construirea rețelei. De obicei, acest subsistem este construit pe o bază modulară, ceea ce permite, pe măsură ce crește traficul și numărul de stații de abonat în rețea, este ușor să adăugați noi blocuri pentru a crește capacitatea acestuia. Costul echipamentului de formare a canalului depinde în mod esențial de dimensiunea rețelei și variază de la 100.000 dolari pentru rețelele mici până la 1.0 milioane dolari pentru rețele mari de câteva mii VSAT.
Centrul de gestionare a rețelei asigură controlul operării rețelei, depanarea, redistribuirea resurselor între abonați, tarifarea serviciilor furnizate etc. Costul subsistemului este determinat de volumul de software utilizat și variază între 100 și 500 mii de dolari.
Stație de abonat VSAT
Terminalul VSAT al abonatului include în mod obișnuit un dispozitiv de alimentare cu antenă, o unitate externă externă RF și o unitate interioară (modem).
Repeater satelit
Rețelele VSAT sunt construite pe baza sateliților-repetoare geostaționari. Acest lucru permite simplificarea cât mai mult posibil a concepției terminalelor utilizatorilor și furnizarea acestora a unor antene fixe simple fără un sistem de urmărire prin satelit. Satelitul primește un semnal de la stația de sol, îl amplifică și îl trimite înapoi pe Pământ. Cele mai importante caracteristici ale satelitului sunt puterea transmițătoarelor de la bord și numărul de canale de radiofrecvență (trunchiuri sau transpondere) pe acesta. Trunchiul standard are o lățime de bandă de 36 MHz, care corespunde unei viteze maxime de aproximativ 40 Mbps. Puterea emițătorului variază de la 20 la 100 de wați sau mai mult. Pentru a asigura funcționarea prin stațiile de abonat mici, cum ar fi VSAT, sunt necesare emițătoare cu o putere de ieșire de aproximativ 40 W. Sateliții ruși care operează au transmițătoare cu putere redusă, astfel încât un număr mare de rețele rusești sunt construite pe baza unor sateliți străini.
În funcție de distribuția traficului între abonați, arhitectura rețelelor de comunicații prin satelit se distinge prin următoarele caracteristici:- Prin configurarea traficului
- Cu privire la structura managementului
Configurația traficului
Figura 5. Topologia punct-la-punct
O rețea punct-la-punct permite comunicarea directă, duplex între două stații de abonat la distanță pe canale dedicate. O astfel de schemă de comunicare este cea mai eficientă cu o cantitate mare de canale (cel puțin 30-40%). Avantajul unei astfel de arhitecturi este ușurința de organizare a canalelor de comunicare și transparența completă a acestora pentru diverse protocoale de comunicare. În plus, o astfel de rețea nu necesită un sistem de management.
Figura 6. Topologia tipului "stea"
Rețeaua de „stea“ este cea mai comuna arhitectura CCC cu clasa de stații de abonat VSAT. O astfel de rețea permite traficul radial omnidirecționale între o stație centrală pământ (HUB sau hub în literatura de limba engleză) și o distanță stații periferice (terminale) ale sistemului de consum redus de energie: ES mici - mari hub-ul echipat cu o antenă de diametru mare și puternic transmițător.
Dezavantajul arhitecturii "stea" este prezența unui salt dublu în legătură între terminalele rețelei, ceea ce duce la întârzieri semnalate. Rețelele VSAT de astfel de arhitectură sunt utilizate pe scară largă pentru a organiza schimbul de informații între un număr mare de terminale la distanță care nu au trafic reciproc semnificativ, precum și biroul central al companiei, diverse transporturi, producție și instituții financiare.
De obicei, funcțiile DSP / NCC sunt combinate într-un singur complex, care acționează ca un comutator de trafic și o interfață de rețea prin satelit cu canale terestre. În rețelele tip "stea", create de operatori mari, resursa OCC poate fi furnizată mai multor subrețele autonome ale VSAT. O astfel de decizie este viabilă din punct de vedere economic. deoarece unul NCC / FPS costă câteva milioane de dolari și poate servi până la 10 mii sau mai multe terminale, iar rețeaua medie a unui client rar depășește 100 de terminale.
Figura 7. Topologia tipului "Every-with-everyone"
Datorită faptului că pentru cele două terminale mici de VSAT necesită resurse energetice mari, în comparație cu rețeaua „stea“ în rețelele de „toată lumea cu toată lumea“, în abonat stațiile trebuie să utilizeze transmițătoare mai puternice și antena cu diametru mare, care afectează în mod semnificativ la prețul lor.
Fiecare dintre aceste topologii are avantaje și dezavantaje. În situații reale, este adesea necesar să se ofere o gamă largă de servicii, fiecare dintre acestea fiind implementate mai bine în diferite topologii. Prin urmare, multe rețele sunt construite folosind topologii mixte.
Tipul de management
În gestionarea centralizată a unei astfel de rețele, centrul de gestionare a rețelei (NCC) îndeplinește funcțiile de monitorizare și gestionare necesare pentru stabilirea unei conexiuni între abonații rețelei, dar nu participă la transmisia de trafic. De obicei, NCC este instalat pe unul dintre stațiile de abonat ale rețelei, care reprezintă cel mai mare trafic.
În versiunea deconcentrată a managementului rețelei NCC lipsește, iar elementele sistemului de control sunt incluse în fiecare post VSAT. Rețelele similare cu un sistem distribuit de control se disting prin creșterea "supraviețuirii" și a flexibilității datorită complexității echipamentului, extinderii funcționalității acestuia și creșterii prețului terminalelor VSAT. Această schemă de control este adecvată numai pentru crearea de rețele mici (până la 30 terminale) cu trafic ridicat între abonați.
Avantaje și dezavantaje
avantaje
avantaje:- cost redus
- implementare rapidă
- de înaltă calitate a comunicării
- arhitectura "stea" și "fiecare cu fiecare"
- ușurința de reconfigurare
- fiabilitate ridicată
În prezent, costul pe minut de conversație pe canalul de comunicație prin satelit este între 3 și 15 cenți, iar terminalele moderne VSAT sunt între 3 și 5 mii. Dolari. În configurația de bază și oferă o rată de transfer de 16 kbit / s la 2 și mai multe Mbit / s .
Instalarea și conectarea la rețeaua terminală VSAT durează câteva ore. Rețelele VSAT asigură fiabilitatea transmiterii informațiilor digitale la mai puțin de 1 * 10 -7, adică nu mai mult de o eroare la 10 milioane de biți transmise de informații, ceea ce corespunde aproximativ unei erori la 500 de pagini de informații text. Terminalele moderne de clasă VSAT permit construirea unor rețele de comunicații cu arhitectură și scop diferite.
deficiențe
Comunicarea prin satelit este un fel de comunicare radio. Prin urmare, teoretic, orice stație prin satelit cu sediul în zona de servicii prin satelit, în cazul în care este reglat la frecvența dorită în intervalul de timp dorit, suportă protocoalele necesare și este în standardul corect ar putea intercepta semnalele. Dar, în primul rând, este necesar să îndeplinim toate condițiile de mai sus (simultan!). În al doilea rând, în sistemele de comunicații prin satelit sunt folosite sisteme puternice de codificare a semnalelor, ceea ce face ca interceptarea să fie practic imposibilă. Nu ar trebui să uităm că aceleași probleme apar în orice alt canal de comunicare, nu doar în satelitul.
Semnalele satelitare, în special frecvențele Ku și Ka, sunt supuse unei slăbire într-o atmosferă umedă (ploaie, ceață, nor). Acest dezavantaj este ușor de depășit atunci când se proiectează sistemul, ca urmare, disponibilitatea medie a canalului de comunicații prin satelit nu este, de obicei, mai rea decât 99,9%. Fiabilitatea canalelor terestre este adesea mai mică.
Ca orice alt sistem de comunicații radio, comunicarea prin satelit este susceptibilă la interferențe de la alte instalații radio. Cu toate acestea, pe de o parte, pentru benzile de comunicații prin satelit sunt alocate care nu sunt utilizate de alte sisteme radio. Pe de altă parte, în sistemele prin satelit, antenele cu direcție îngustă sunt folosite pentru a elimina complet interferențele.
Astfel, majoritatea deficiențelor sistemelor de comunicații prin satelit sunt eliminate prin designul inteligent al rețelei, alegerea tehnologiei și amplasarea antenelor. Trebuie remarcat faptul că orice sistem de comunicare are dezavantajele și avantajele sale, iar alegerea unei tehnologii depinde de mulți factori.
Istoria rețelelor VSAT
Ideea de a crea stații de comunicații prin satelit chiar mai mici și mai ieftine a atras interesul unui grup de dezvoltatori care lucrează la proiect în Alaska. În 1979, au creat compania Equatorial Communications Company, care a devenit prima companie din lume care a dezvoltat sistemele VSAT.
Când a creat o stație terestră mobilă ieftină, VSAT trebuia să rezolve două probleme majore. Primul dintre acestea este, de fapt, dimensiunile sale, în primul rând - diametrul antenei. In timp ce sateliți de comunicații comerciale au suficientă energie pentru a opera cu antena de stație terestră standard, cu un diametru mai mic de 3 m de oglindă a doua problemă -. Crearea unui echipament electronic foarte ieftin.
Funcționează pe stațiile interactive de comunicații prin satelit mici, începând cu anul 1982. Atunci a apărut termenul VSAT. Primele prototipuri au fost testate la sfârșitul anului 1983. În 1984, a fost creată rețeaua experimentală VSAT, iar în 1985, a început VSAT comercial. Primul VSAT interactiv a avut antene cu diametrul de 1,8 m și costa aproximativ 6000 de dolari. Acestea au fost concepute pentru a sprijini tranzacțiile, iar Asigurătorul Fermierilor, compania de asigurări agricole, a fost primul client al rețelei.
Primul succes al companiei Equatorial în crearea unor sisteme de comunicații prin satelit bazate pe VSAT, cost-eficiente, a dat impuls apariției mai multor companii noi care oferă echipamente VSAT. Dezvoltarea rapidă a pieței a început și concurența a crescut brusc.
Astfel, a fost formată ponderea principală a jucătorilor de pe piața de producție VSAT, care continuă până în prezent.
Generații VSAT
Există mai multe tipuri de stații terestre VSAT. Ele pot fi împărțite în trei generații. Apariția fiecărei noi generații VSAT a devenit posibilă pe măsură ce au apărut noi tehnologii, au fost create sateliți de comunicare mai puternici și au fost create noi benzi de frecvență.
VSAT prima generație a lucrat în banda C și a fost utilizată numai în rețelele de difuzare, adică terminalele de abonat puteau primi numai fluxuri de date de la DSP și modul de transmisie nu era prevăzut în ele. Rețelele de tip difuzat sunt încă utilizate pe scară largă pentru distribuirea informațiilor financiare și de afaceri, rapoartele privind stocurile, transferul paginilor de ziare, în sistemele de acces asimetric la Internet. De exemplu, sistemul de acces rapid la internet de mare viteză DirecPC este în esență o rețea de difuzare prin satelit.
A doua generație de stații de sol pentru VSAT se caracterizează prin faptul că acestea pot menține o comunicare în ambele sensuri (duplex). Aceste terminale sunt utilizate de către bănci și instituții financiare într-o varietate de rețele de calculatoare pentru comunicații, rețele, de vânzare cu amănuntul și comerț cu ridicata, întreprinderile industriale pentru a comunica cu afiliații și furnizorii. acestea sunt, de asemenea, utilizate pe scară largă pentru organizarea accesului bilaterale la internet de mare viteză. Mai multe stație VSAT utilizate de operatori pentru a crea trunchi dedicat între nodurile de la distanță, cu un volum mare de schimb de date între acestea. Majoritatea lucrează în grupul Ku, deși în unele țări rețelele utilizează încă banda C.
Terminalele celei de a treia generații, cu antene de 1,2 m în diametru și mai mici, au fost utilizate pe scară largă. Acestea sunt utilizate în rețele mari, caracterizate printr-un nivel scăzut de trafic între ele. În același timp, traficul este sporadic (instabil). Aceste terminale sunt simple în proiectare, au un preț scăzut și operează exclusiv în banda Ku.
În ultimii ani, cea de-a patra generație de aplicații multimedia VSAT a apărut pe piață. Ei operează în benzile Ku și Ka și oferă viteze de până la câteva megabiți pe secundă. Dimensiunea antenei (în banda Ka) este de aproximativ 70 cm, iar prețul este în intervalul 500-1000 de dolari.