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.
