Пример 1.3.1: vsat-сети

VSAT-сети (Maral, 1995 [76]) используются, например, многонацио­нальными организациями для передачи речи и данных между различными частями широковещательной системы передачи новостей, в катастрофи­ческих ситуациях и т.д. Это могут быть и соединения «точка-точка», и сое­динение «точка — много точек» (распределение и передача). Сокращение VSAT — Very Small Aperture' Terminal — означает «терминал (спутниковый) с очень маленькой апертурой антенны (наземная станция)», этот терминал является спутниковой наземной станцией глобальной спутниковой сети с антенной диаметра 1,6-1,8 метра. Терминал здесь используется дешевый и мобильный. С его помощью можно обойтись без телефонной сети обще­го пользования. Сигналы передаются от VSAГ-терминала через спутник к другому VSA Г-терминалу. Спутник находится в фиксированной пози­ции на 35 786 км выше экватора, и сигналы поэтому распространяются с задержкой приблизительно 125 мс на один участок (пролет). Доступная полоса частот разделяется на каналы 64 Кбит/с, и соединения могут быть односторонними или двусторонними (с двумя путями).

В самой простой версии все терминалы передают непосредственно для всех других, и в результате образуется сеть «каждый с каждым». Доступная полоса частот может быть назначена заранее (фиксированное назначение) или динамически (назначение по запросу). Динамическое назначение дает лучшее использование каналов, но требует более сложного управления. Из-за маленькой параболы (антенны) ослабление составляет 200 децибелов в каждом направлении. Поэтому фактически при передаче невозможно избежать ошибки, и применяются коды, исправляющие ошибки, и всевоз­можные схемы повторной передачи. Более устойчивая система получается, если ввести главный терминал (концентратор) с антенной 4-11 метров в диаметре. Тогда связь проходит через концентратор:

VSAT — концентратор — концентратор — VSAT

и становится более достоверной, так как концентратор способен получить слабые сигналы и усилить их, чтобы VSATполучил более сильный сигнал. Цена, которая будет заплачена за это, — увеличение задержки распростра­нения, которая теперь будет составлять 500 мс. Установка концентратора также допускает централизованное управление и контроль системы. Так как вся связь проходит через концентратор, сетевая структура имеет «звездную» топологию.

* Aperture (апертура) — характеристика, которая определяет размеры излучающей поверх­ности антенны.

1. Сети передачи данных

Сеть передачи данных иногда проектируется согласно тому же Принципу, что и телефонная сеть, за исключением того, что продолжи­тельность фазы установления соединения намного короче. Другой вид сети передачи данных применяется в так называемой сети распределения пакетов, которая работает с промежуточным накоплением (см, рис. 1.7). Данные не передаются непосредственно с передатчика на приемник за один шаг, требуется несколько шагов, чтобы обменяться информацией. Это может создать задержки на станциях, которые являются компьюте­рами и работают как системы с ожиданием (передача без установления соединения). Если пакет имеет ограничение по максимальной длине (например, протокол пакетной коммутации Х.25), то сообщение сегмен­тируется на множество пакетов, которые не обязательно следуют через сеть тем же самым путем. Заголовок пакета содержит порядковый номер, который позволяет разместить пакеты в правильном порядке в приемни­ке. Кроме того, используются коды коррекции ошибки, и правильность каждого пакета проверена в приемнике. Если пакет правилен, подтверж­дение передают назад предыдущему узлу, который теперь может удалить его копию пакета. Если предыдущий узел не получает подтверждение в течение заданного временного интервала, тогда повторно передаётся новая копия пакета (или целая последовательность пакетов).

Рисунок 1.7. Дейтаграммная сеть передачи данных по принципу «с промежуточным накоплением» (store — and — forward switching)

Наконец, существует управление сообщением от передатчика до приемника. Этот способ предоставляет очень достоверную передачу. Если целое сообщение передают в единственном пакете, это называется комму­тация сообщений. Она используется крайне редко. Так как станции в сети передачи данных — это компьютеры, можно применить расширенные стратегии для маршрутизации трафика.