Organização do acesso às redes dos operadores de satélite. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

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O território da Rússia é caracterizado por uma infraestrutura subdesenvolvida de canais de comunicação digital, especialmente linhas terrestres. Hoje, o meio mais comum, e às vezes o único, de organizar comunicações de alta qualidade são as comunicações via satélite. Mais de 200 estações terrenas já foram implantadas na Rússia, trabalhando com satélites geoestacionários Horizon, que permitem conectar usuários localizados em quase qualquer lugar da Rússia. O artigo discute como usar de forma mais eficaz a largura de banda das linhas de comunicação de longa distância e internacionais para organizar o acesso a sistemas e redes de satélite com canais atribuídos (dedicados) ou Acesso Múltiplo por Divisão de Tempo (TDMA). A gama de serviços prestados inclui transmissão de voz e dados.

O mercado russo de serviços de telecomunicações cresce a cada ano. O número de empresas aumenta, a gama de ofertas e tipos de serviços aumenta e os preços caem. Isto é especialmente perceptível nas grandes cidades da Rússia, onde as redes digitais de uma ou mais empresas já cobrem quase todo o território da cidade e qualquer pessoa pode receber toda a gama de serviços de telecomunicações, desde a instalação de um simples telefone até o acesso à Internet ou outras informações. e redes financeiras. Se você precisar conectar escritórios localizados em diferentes cidades ou mesmo países através de um canal digital dedicado, ou obter acesso a uma rede de telecomunicações que não está presente em sua cidade, deverá entrar em contato não apenas com operadoras locais, mas também de longa distância e operadores de comunicações internacionais (MMC).

Graças ao relativo desenvolvimento das estações terrenas na Rússia, já está sendo criada a possibilidade técnica de organizar canais digitais internacionais e de longa distância usando satélites. Mas o custo de um canal DS0 (64 kbit/s) neste caso será 4...7 vezes maior que um canal com a mesma velocidade, mas dentro da cidade. Poucos utilizadores potenciais podem arcar com tais custos. Como podemos reduzir custos numa rota de longa distância ou internacional e assim ampliar o leque de utilizadores?

Uma solução possível é combinar vários canais de usuário de baixa velocidade em um canal DS0 (64 kbit/s) em redes terrestres urbanas com fio e depois transmiti-lo para o sistema de satélite. O que foi dito acima reduzirá significativamente o custo de organização de um canal por usuário. Este esquema pode ser implementado de duas maneiras:

Como isso é resolvido pela Golden Line?

A rede da empresa Golden Line, que atua no mercado russo de telecomunicações há 5 anos, é uma das maiores e mais extensas redes de transporte de Moscou. A principal tarefa da rede é fornecer acesso a quaisquer redes e serviços de telecomunicações, em particular, a operadores de comunicações internacionais e de longa distância (MMC) de qualquer lugar em Moscou. Para o efeito, são organizados canais de comunicação digital com velocidades de 1,2 kbit/s a 2,048 Mbit/s, para ligações com redes de comutação de circuitos, X.25 e Frame Relay, bem como até 155 Mbit/s utilizando tecnologia ATM.

As redes de comutação de pacotes X.25 tornaram-se difundidas na década de 80 e ainda são usadas em muitas estruturas departamentais. O padrão X.25 foi desenvolvido pela ITU em 1976 e define a interface entre o equipamento terminal do usuário e o equipamento de transmissão de dados da rede de comutação de pacotes. Suportando tecnologia de detecção e correção de erros, é ideal para transmissão de dados em linhas de comunicação de baixa qualidade. A rede distribuída de alta velocidade de Frame Relay e ATM garante que os usuários se conectem diretamente às operadoras MMC usando essas tecnologias. É por isso que a eficiência do uso desses canais é alcançada por meio da alocação dinâmica de largura de banda. Este artigo não considera esta opção de organização de linhas MMC, pois está relacionada ao projeto de redes de comutação de pacotes e quadros e requer uma apresentação separada. Deve-se notar que as redes X.25 não suportam transmissão de voz devido aos elevados atrasos.

A tecnologia Frame Relay em rápido desenvolvimento é um protocolo moderno de comutação de circuitos semelhante ao X.25, mas que utiliza um procedimento simplificado para estabelecer e verificar a qualidade das conexões. Ele foi projetado para operar em velocidades mais altas (até 34 Mbit/s) com baixa latência (ver artigo de V. Neumann “What is frame relay?” na revista “Communication: Means and Methods” nº 3, 4/ 1998). Para redes Frame Relay, a qualidade das conexões, especialmente para transmissão de voz, depende de muitos fatores. Esse:

ATM (Asynchronous Digital Hierarchy) é uma tecnologia de alta velocidade de transmissão de informações em células de tamanho constante de 53 bytes, que permite a prestação de serviços com diversos tipos de tráfego. O ATM permite transmitir fala e dados através do canal de água, ou seja, suporta taxas de transferência de informações constantes e variáveis. ATM é um meio de transmissão universal ideal que combina todas as vantagens de redes de circuitos dedicados e redes de dados com alocação dinâmica de largura de banda.

Mas no mundo, as redes globais de ATM ainda são subdesenvolvidas e demasiado caras para os utilizadores. Portanto, esta tecnologia não é amplamente utilizada.

Para essa categoria de usuários que necessitam de uma conexão constante de alta qualidade para transmitir voz e dados em baixas velocidades, propõe-se usar compressão de voz e combinar vários canais de dados/fala em um canal a uma velocidade de 64 kbit/s. Aqui, a tecnologia de comutação/multiplexação de canais é a mais confiável e mais fácil de implementar, já que a maioria das redes MMC usa o mesmo método de transmissão de informações. A qualidade da transmissão de dados não muda, mas a qualidade da fala deteriora-se ligeiramente.

Consideremos detalhadamente a tecnologia de compressão digital de voz e a formação de um canal de 64 kbit/s a partir de vários canais de voz e/ou dados de baixa velocidade.

O equipamento utilizado pela Golden Line para implementar esta tarefa foi desenvolvido pela Newbridge. Sua vantagem importante é que tanto a compressão de voz com modulação por código de pulso (PCM) quanto a agregação de canais são realizadas pelo mesmo dispositivo - um módulo denominado processador de sinal digital (DSP). Cada processador possui 6,10, 20 ou XNUMX circuitos, cada circuito pode ser configurado como um Voice Compressor (VC) ou um Subrate Merger (SRM). Cada multiplexador de E/S de nó pode acomodar até sete módulos DSP

Os princípios e padrões operacionais suportados por este equipamento estão descritos abaixo.

Compressão de voz

Assim como a maioria dos desenvolvedores de equipamentos de telecomunicações, a Newbridge suporta dois métodos de compressão de voz - o seu próprio - HCV (8 e 16 kbit/s) e o padrão, de acordo com as Recomendações do Setor de Tecnologia - ITU-T. G.728 - LD-CELP 16 kbit/s e ITU-T G.729 - A-CELP 8 kbit/s. Os algoritmos desenvolvidos pela Newbridge permitem o uso mais flexível e eficiente da largura de banda do canal de 64 kbit/s. Mas, ao mesmo tempo, o procedimento de compressão/descompressão só pode ser realizado com equipamento Newbridge. Usando algoritmos de conversão de voz padrão, qualquer equipamento que suporte esses métodos pode ser selecionado para descompressão. A qualidade da fala comprimida a 16 kbit/s é equivalente à de 32 kbit/s usando modulação de código de pulso diferencial adaptativo (ADCM), que é usada em telefonia de longa distância. E a uma velocidade de 8 kbit/s, a compactação suporta fala de alta qualidade.

Assim, ao usar compressão a uma velocidade de 8 kbit/s, um canal a uma velocidade de 64 kbit/s pode conter até oito canais de fala, e a 16 kbit/s - até quatro canais de fala. O empacotamento dos canais comprimidos em um canal de 64 kbit/s é realizado pelo método de adaptação de taxa “transparente”, que não requer informações sobre sincronização e sinalização de quadros. O canal de 64 kbit/s consiste em oito elementos a 8 kbit/s com designações de B7 a VO. A fala compactada em velocidades de 8 e 16 kbit/s é colocada no número apropriado de elementos. A sinalização telefônica é transmitida nas informações do usuário. Este método de transmissão de sinalização é denominado "in-band". Na Fig. A Figura 1 mostra um esquema para combinar canais e sua colocação em um canal agregado de 64 kbit/s.

Agregação de canais de dados de baixa velocidade

A combinação de canais de dados de baixa velocidade com velocidades de 1,2 a 19,2 kbit/s ocorre segundo os mesmos princípios e no mesmo equipamento da combinação de canais de voz. Os dados são enviados diretamente para o combinador de canais de baixa velocidade SRM, onde as informações de vários usuários são agrupadas em um único canal de 64 kbit/s.

Newbridge oferece dois métodos de agregação de links:

X.50 é um padrão europeu de multiplexação desenvolvido de acordo com as recomendações da ITU-T, que descreve um mecanismo para combinar vários canais síncronos de baixa velocidade em um único canal de 64 kbit/s. O padrão foi adotado para definir a interface entre redes públicas de dados no setor internacional.

DDS é um padrão norte-americano, semelhante ao X.50, desenvolvido pela AT&T e que suporta multiplexação de canais de dados síncronos e assíncronos. A tabela mostra o número de canais de baixa velocidade que podem ser transmitidos em um canal de 64 kbit/s em um ciclo de quadro de 2,048 Mbit/s (a interface descrita na ITU-T Rec. G.703).

Quando comparado, é óbvio que usar o método de multiplexação NSM é muito mais eficaz que os outros.

O esquema de organização da multiplexação mostra-se na fig. 2.

Organização do acesso aos operadores MMS

Os métodos acima para usar efetivamente a capacidade de um canal de 64 kbit/s permitem desenvolver vários esquemas e projetos para conectar usuários a redes de comunicação via satélite, enquanto usando métodos de multiplexação em um canal de 64 kbit/s, tanto a voz quanto os dados podem ser combinado.

Na Fig. A Figura 3 mostra um diagrama da implementação da conexão de usuários a um nó de comunicação via satélite baseado em terra.

A interface entre o multiplexador de E/S e o sistema de satélite pode ser selecionada dentre qualquer uma daquelas descritas em ITU-T Recs V.24, X.21, V.35 ou G.703. Ao usar o padrão G.703, é possível conectar até 30 canais agregados a uma velocidade de 64 kbit/s em um fluxo de 2,048 Mbit/s. Essas interfaces são amplamente utilizadas em redes de dados por divisão de tempo públicas e privadas e são encontradas em quase todos os equipamentos de telecomunicações - switches, multiplexadores e roteadores. O sistema de satélite ou modem deve possuir módulos para conexão a equipamentos terminais de dados com as interfaces acima. Tais sistemas podem ser, por exemplo, uma estação de satélite de usuário VSAT-NEXTAR da NEC ou modems de satélite de baixa velocidade SDM-100 da EFData e DMD2401 da Radyne.

Em conclusão, notamos que a utilização eficiente da capacidade do canal MMC poderia ser útil para muitos operadores de satélite para reduzir as tarifas de serviço e, assim, atrair clientes adicionais. Um esquema semelhante foi implementado e está funcionando com sucesso no projeto conjunto da British Telecom e da Golden Line para fornecer canais de voz com compressão a velocidades de 8 e 16 kbit/s aos bancos de Moscou para acesso às bolsas de valores de Londres. A utilização de tecnologia de transmissão de voz e dados em um ou dois canais de 64 kbit/s parece ser a solução ideal para organizar redes corporativas de empresas com escritórios de representação em diferentes cidades e países.

Autor: S. Laryushkin, Moscou

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