Преимущества и недостатки спутниковых сетей связи.

 

К основным преимуществам спутниковых сетей связи относятся следующие:

- большая пропускная способность, обусловленная работой спутников в широком диапазоне гигагерцовых частот. Спутник может поддерживать несколько тысяч речевых каналов связи;

- обеспечение связи между станциями, расположенными на очень больших расстояниях, и возможность обслуживания абонентов в самых труднодоступных точках;

- независимость стоимости передачи информации от расстояния между взаимодействующими абонентами (стоимость зависит от продолжительности передачи или объема передаваемого трафика);

- возможность построения сети без физически реализованных коммутационных устройств, обусловленная широковещательностью работы спутниковой связи. Эта возможность связана со значительным экономическим эффектом, который может быть получен по сравнению с использованием обычной неспутниковой сети, основанной на многочисленных физических линиях связи и коммуникационных устройствах.

Недостатки спутниковых сетей связи:

- необходимость затрат средств и времени на обеспечение конфиденциальности передачи данных, на предотвращение возможности перехвата данных «чужими» станциями;

- наличие задержки приема радиосигнала наземной станцией из-за больших расстояний между спутником и РТС. Это может вызвать проблемы, связанные с реализацией канальных протоколов, а также временем ответа;

- возможность взаимного искажения радиосигналов от наземных станций, работающих на соседних частотах;

- подверженность сигналов на участках Земля-спутник и спутник-Земля влиянию различных атмосферных явлений.

Для разрешения проблем с распределением частот в диапазонах 6/4 и 14/12 ГГц и размещением спутников на орбите необходимо активное сотрудничество многих стран, использующих технику спутниковой связи.

 

 

ГЛАВА 1. КОММУНИКАЦИИ

Принципы передачи

Коммуникационная система

Коммуникационная система (служит для передачи ин­формации) состоит из нескольких компонентов (рис. 1.1).

 

Канал

 

Рис. 1.1. Схема коммуникационной системы:

канал– это среда, передающая сигналы от передатчика

к при­емнику

 

Информационный поток может идти:

-в одном направлении – это симплексный метод передачи;

-с применением разделения частот одновременно в обоих направлениях – это дуплексный метод;

-попеременно в одном или в другом направлении – это полудуплексный метод.

Для передачи форма бинарно-кодированногосигналадолжна быть изменена. Возможна передача:

-модулированных сигналов (используется модем). Для передачи сигнала на большие расстояния применяются моду­ляционные каналы. Сигнал формируется путем модуляции од­ной или нескольких несущих частот. Применяются несколько каналов. Используется одновременная передача обычных сиг­налов, речи, звука, изображения;

-немодулированных сигналов. Сигнал формируется путём перекодировки бинарно-кодированного сигнала. Не используется четко установленная ограниченная полоса частот. Способ приго­ден для передачи с использованием проводников, проложенных в зданиях и местности (не через телефонную сеть). С кабелем мож­но работать только в полудуплексном режиме.

Принцип одновременности

В случае связи сигналы приемника и передатчика долж­ны быть в одной фазе. Для соблюдения принципа используются два метода:

-асинхронный (старт-стоп-метод);

-синхронный.

В первом случае передача данных происходит байт за байтом; передаются символы. Перед каждой передаваемой единицей данных посылается стартовый и после каждой пере­данной – стоп-бит; они образуют “рамку”. Синхронизация пе­редатчик – приёмник проводится для короткого промежутка времени (передача символа).

Во втором случае данные передаются блоками по несколько сотен символов. Передаются фреймы (1500 байт в случае Ethernet и 4096 байт в случае Frame Relay). Приемник получает синхронизирующий такт из принимаемого сигнала, при этом различают:

-байт(Oktett)-синхронизацию – перед передачей рамки 2–4 раза передаются символы, резервируемые для синхрониза­ции, например символы <SYN>. Приемник при этом настраи­вается на Oktеtt-последовате­льности. Образование рамки про­исходит с помощью дальнейших специальных символов (в зависи­мости от протокола);

-бит-синхронизацию – для формирования рамки используют­ся однозначные последовательности битов на любом месте.

Понятия скоростей

Обратное значение кратчайшего номинального расстоя­ния между следующими друг за другом характерными (временными) точками модулированного сигнала – это ско­рость распространения (modulationsrate). Если время выражает­ся в секундах, то единицей измерения скорости распространения являетсяBaud; V s[бод].

Общее число бит, передаваемое в секунду, называется скоростью передачи (bitrate); V y[бит/с].

Число бит, передаваемых за шаг, зависит от числа (для каждого метода передачи) характерных состояний (цифровой сигнал). Только для бинарной (два характерных состояния), последовательной передачи скорость передачи, измеряемой в бит/с равна скорости, измеряемой в бод.

При передаче данных с использованием модема при ско­рости равной или более 2400 бит/с должно быть сформировано более двух характерных состояний для того, чтобы не превысить заданную полосу. Скорость распространения меньше или равна скорости передачи. Справедливо выражение:

 

b = ln n,

 

где b – число бит, переданных за один период;

n – число возможных характерных состояний.

Пример: для передачи 9600 бит/с (квадратная амплитуд­ная модуляция) образуются 16 характерных состояний, при этом за один период передают четыре бита; ln16 = 4 (из четырех бит можно образовать 16 комбинаций). Но скорость распро­странения составляет только 0,25 скорости передачи и равна 2400 Bd.

Скорость передачи данных (data transfer rate) – это сред­нее число бит, символов, блоков, передаваемых в единицу вре­мени. Она предполагает определенную скорость передачи (bit rate), предусматривает ошибки элементов передающих уст­ройств и протоколы, используемые для распознавания и кор­рекции ошибок. При использовании протоколов, корректи­рующих ошибки, и обычной частоты появления ошибок спра­ведливо следующее выражение:

 

data transfer rate = 0,5 bit rate.

 

Скорость передачи знаков (character rate) определяет чис­ло знаков, передаваемых в единицу времени (число бит на символ, паритет-бит, число стоп-бит).

 

Прозрачность

Прозрачность определяется, как способность коммуника­ционной системы транспортировать поток данных независимо от применяемого кода, скорости передачи, соблюдения прин­ципа одновременности или последовательности передаваемых бит.

1. Прозрачной для кода является система, если в ней применение определенного кода не является безусловно необ­ходимым.

2. Прозрачной в смысле скорости передачи является си­стема, в которой скорость передачи может быть любой. Это в определённой мере справедливо для систем с асинхронным методом передачи.

3. Бит-прозрачная система. При синхронном методе пе­редачи используется тактовый сигнал передатчика. Одновре­менность (приемник – передатчик) гарантируется только тогда, когда в приёмном сигнале содержится достаточно много тре­буемых состояний, чтобы гарантировать синхронизацию такто­вого генератора приемника. В противном случае принцип одновременности не соблюдается, и появляются ошибки переда­чи. В этом случае говорят об отсутствии бит-прозрачности.