Лист 3)

Использование спутников для передачи данных. Выбор/опрос.

Управление спутниковой связью может осущ-ся на основе обычной дисциплины <первичный/вторичный> с использованием методов и средств опроса/выбора. Первичный трафик управляется наземной станцией (являющейся в этом случае первичным узлом), посылающей по каналу Земля - спутник команды опроса и выбора спутнику, к-рые транслируются по каналу спутник - Земля вторичным наземным станциям. Альтернативный подход (используется редко) заключается в том, что команды опроса и выбора выдаются спутниковой станцией, к-рая осуществляет управление сетью.

«-»: большие временные задержки (особенно если опросом/выбором управляет наземная станция).

При использовании полудуплекс.протокола с остановкой и ожиданием:

Если два польз-ля посылают друг другу неск-ко кадров (н-р, в случае пакетной передачи файлов), задержки накаплив-ся и для заверш-я всего процесса потребуется слишком большое время, что снижает эффективность использ-я канала. С увеличением размера блока или кадра канал будеть использ-ся более эффективно, поск-ку более крупные блоки маскируют эффект задержки при передаче по каналу на больш.расст-е. Задержка в полудуплекс.канале не составляет серьезной проблемы при передаче на небольшое расст-е с соотв.небольш.задержками.

Использ-е полнодуплекс.протокола типа <непрерыв.ARQ> (автоматич.<запрос на повторение>) может уменьшить время ответа и повысить эфф-ть использ-я канала. Фактически в высокоскорост.каналах эффект задержки распростр-я усиливается, т.к. для передачи кажд.кадра по каналам Земля-спутник и спутник-Земля требуется меньше времени. Для того чтобы предотвратить простой канала, обычное 7-кадровое (пакетное) окно в методе ARQ часто расширяется. Расширение окна предотвращает закрытие своего окна перед.станцией, пока она ожидает подтвержд-й. Расширенное окно позволяет системе компенсировать задержку распространения и обеспечивает более эффективное использование канала, но расширенными окнами связаны некоторые дополнительные проблемы. Следовательно, проблемы, связанные с задержкой распространения по спутниковому каналу, имеются даже при использовании метода Непрерывный ARQ.

^ 29(1,2,3)Равноранговые системы без опроса. Системы типа первичный/вторичный без опроса. Спутниковые устройства компенсации задержки.

ALOHA - равноранговая (одноранговая) система. Сущ-т неск-ко вариантов системы ALOHA. Один из них использует протокол контроля несущей с обнаружением коллизий (Случайная ALOHA). Другой вариант может использоваться как приоритетная слотовая (с квантованием времени) система (Слотовая ALOHA).

Особенностью системы ALOHA явл-ся то, что польз-ли в этой системе явл-ся равноправными (равноранговыми). Станция польз-ля может начать передачу в любой момент, как только у нее будут данные, к-рые необходимо передать. Поск-ку канал не связан с какой-л. дисциплиной использ-я типа первичный/вторичный, возможно, что польз-ли начнут передачу приблизит. в одно и то же время. Одноврем.передача приведет к тому, что возникнет наложение и искажение сигналов при их распростр-и к спутников.транспондеру. Термин < узкополосное вещание > использ-ся для описания передачи д-х одной станции, к-рая ведется на одной частоте неск-кими станциями. Передача данных многим станциям, к-рая ведется одной станцией (спутником), наз-ся широковещанием. Идея в том, чтобы начать прослушивать линию связи спутник-Земля спустя нек.время после передачи пакета, к-рое равно однократной врем.задержке распростр-я сигнала по обеим линиям связи: Земля-спутник и спутник-Земля. Если пакет был искажен, требуется, чтобы перед.станция выждала небольш.случ.промежуток времени, прежде чем осущ-ть повторную передачу.

Когда канал сильно загружен, использ-е метода Случайная ALOHA сопряжено со значит.потерей производ-ти. Но все, что передается по каналу - это только данные конеч.польз-лей. Этот чисто случ.механизм м.б. улучшен за счет примен-я более эфф.стратегии использ-я некоординируемого канала, к-рая наз-ся слотовая ALOHA.

^ Слотовая ALOHA требует установки общих (синхронизированных) таймеров на назем.станциях и спутнике. Таймеры синхрониз-ся для передачи трафика в строго опред.периоды времени. Сущ-т требование, чтобы все станции начинали передачу в начале слота (кванта времени). Пакет не может передаваться, если он требует для передачи более одного слота.

(2 л)Системы типа первичный/вторичный без опроса.

TDMA. В 1981 г. коммерч.спутниковые системы (Satellite Buisiness Systems (SBS)) начали предлагать коммуникац.услуги частным и обществ.орг-циям с использ-ем геосинхр.спутников и назем. станций. Эти системы обеспеч-т возможность совмещать передачу речи, д-х и др.инфо по одному каналу. Метод TDMA использ-ся также и в др.спутн.системах. Проведем данное обсужд-е на примере конкрет.протокола KCC.

В методе TDMA при необх-ти производится распред-е слотов - квантов времени. Однако в отличие от системы ALOHA слоты назнач-ся первич.станцией, называемой эталонной (reference - REF). Эталонная станция принимает запросы от др.станций в зависимости от хар-ра трафика и занятости канала удовлетворяет эти запросы путем назначения им конкретных кадров для последующей передачи.

Каждые 20 кадров эталонная станция посылает эти назнач-я вторич.станциям. Кажд.транспондеру в системе назнач-ся одна эталон.станция. В коммерч.спутн. системах на одном спутнике может устанавливаться, н-р, десять транспондеров.

Основными компонентами явл-ся: порт-адаптер, спутниковый связной контроллер (CCK), пакетный модем, приемопередающее устройство и антенна.

Порт-адаптер отвечает за интерфейс линий связи польз-лей с назем.станцией. Адаптер принимает речевые сигналы (images) со скоростью 32 кбит/с, а данные - со скоростью в диапазоне от 2,4 кбит/с до 1,544 Мбит/с.

Все цифровые сигналы передаются спутниковому связному контроллеру (CCK), к-рый явл-ся программно-ориентир.устр-вом, реализующим функции синхронизации, назначения станций, коммутации и обработки запросов на передачу речи и данных. При обработке запросов на использ-е спутн.канала принимается во внимание кол-во речевых сеансов связи, кол-во доступных портов данных и кол-во помещенных в очередь запросов на установл-е соед-й для передачи данных. На этой основе осущ-ся назначение этим запросам кадров TDMA.

Приемопередающие антенны отвечают за передачу и прием по звеньям Земля-спутник и спутник-Земля. КСС работает на частоте 14 ГГц по звену Земля-спутник и 12 ГГц по звену спутник-Земля. Эта полоса передачи выбрана потому, что ее почти не использ-т другие спутн.системы связи.

‑­

(3 лист) Спутниковые устр-ва компенса задерж (СУКЗ).

Поск-ку в наст.время широко использ-ся полудуплексные протоколы, фирмы-поставщики разработали методы, компенсирующие недостатки, присущие полудуплексным спутн.системам. Одно из таких средств – это спутниковое устр-во компенсации задержки (СУКЗ) (satellite delay compensation unit - SDU).

Предположим, что станции А и В должны обменяться данными по спутн.каналу. Однако вместо того, чтобы установить связь непосредственно друг с другом, две станции передают и получают данные через СУКЗ. СУКЗ связано с каждой из станций с помощью канала связи наземного базирования (СВЧ-канал или оптоволоконный канал). След-но, задержка распростр-я сигнала между ООД и СУКЗ очень мала.

Фактически СУКЗ является преобразователем протоколов. Оно принимает трафик по протоколу bisync от станции А и станции В и осущ-т локальную буферизацию трафика. След-но, когда станция А посылает команду Выбор станции В, СУКЗ, обслуживающее станцию А, немедленно подтверждает Выбор. Данные принимаются, СУКЗ выполняет контроль ошибок, а затем посылается подтверждение. Далее СУКЗ, обслуж-щее станцию А, передает данные, используя свой собств.протокол, устр-ву СУКЗ звена спутник- Земля, обслуживающему станцию В. Это СУКЗ выполняет контроль ошибок и отвечает посылкой подтверждения. СУКЗ, обслуж-щее станцию В, далее проходит ту же самую послед-ть событий, к-рая имела место при взаимод-и ООД и СУКЗ А: посылает Выбор станции В, далее подтверждает Выбор, получает данные, выполняет контроль ошибок и отвечает посылкой АСК. В случае искажения данных в процессе спутн.передачи данных м/у двумя устр-вами СУКЗ блок данных должен быть передан повторно. СУКЗ, обслуж-щее станцию В, должно повторить передачу кадра данных, потому что В послала устр-ву СУКЗ В отриц.подтвержд-е NAK. Наконец, станцией А посылается знак конца передачи EOT в протоколе bisync, чтобы сообщить станции В о том, что у нее больше нет данных для передачи. EOT транслируется по спутн. каналу, и удаленное СУКЗ посылает EOT в протоколе bisync для того, чтобы завершить процесс передачи.