В рубрику "Спутниковая связь" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
 |
VSAT для спутников HTSVSAT for HTS |
Спутники высокой пропускной способности (High Throughput Satellites) становятся ключевым элементом отрасли космической связи. Мотивация спутниковых операторов очевидна – это единственный способ дальнейшего увеличения полосы на перегруженной геостационарной орбите и повышения энергетических параметров аппаратов. Отличительной чертой HTS является многолучевая организация зон обслуживания с многократным использованием частот. Этот подход используется не только в новом Ка-диапазоне, но и в традиционном для VSAT Ku. В этой статье хотелось бы рассмотреть основные преимущества и недостатки миграции сетей VSAT на новые спутники HTS.
Использование традиционных широких спутниковых лучей для построения VSAT-сетей позволяет с помощью всего одного хаба (центральной станции) обслуживать большие территории, при этом достигается максимальное статистическое уплотнение полосы, так как все станции используют общие несущие. Аналогичное покрытие с помощью спутника HTS можно обеспечить только при задействовании нескольких узких лучей, но в этом случае исходная VSAT-сеть вынужденно “расщепляется" на несколько подсетей – по одной на каждый узкий луч. Как правило, себестоимость передачи единицы информации через спутники HTS в разы ниже, чем через спутники предыдущего поколения и это позволяет компенсировать потерянный эффект статистического уплотнения, однако возникает и несколько новых ограничений.
Во-первых, оператору придется инвестировать значительные средства в приобретение дополнительных дорогостоящих хабов, если используемое оборудование не поддерживает одновременную работу с несколькими спутниками/лучами. Кроме того, необходимо, чтобы оборудование поддерживало функцию автоматического переключения между лучами (beam-switching), если в сети предполагается использование передвижных терминалов.
Во-вторых, распределение станций между лучами спутника HTS будет непропорциональным, и в некоторых лучах трафик может оказаться ниже, чем минимальная информационная скорость, поддерживаемая хабом. В результате такая подсеть будет с избыточной пропускной способностью и может оказаться нерентабельной, а отказаться от этого фрагмента сети не всегда возможно. Решением этой потенциальной проблемы может быть использование VSAT-технологии, поддерживающей низкие символьные скорости, а еще лучше, и различные режимы работы, например режим выделенного канала SCPC для подключения одиночных станций.
Спутники HTS призваны удовлетворить экспоненциально растущий спрос на потребляемый трафик, позволяя передать в 4–10 раз больше информации без увеличения средних расходов. Но они потребуют и соответствующей наземной VSAT-инфраструктуры, поддерживающей высокие схемы модуляции и высокую пропускную способность.
Дальние спутниковые магистральные каналы уходят в прошлое – сегодня растет спрос на подключение удаленных объектов на небольших территориях, например базовых станций мобильных операторов к центральной инфраструктуре областного центра.
“Умные" спутники HTS нового поколения, например серии EpicNG, которые планирует запустить компания Intelsat, позволяют организовывать каналы связи в рамках всего одного узкого луча, аналогично спутникам предыдущего поколения. С переводом каналов на такие новые спутники их пропускная способность увеличится многократно, причем без замены VSAT-оборудования.
Как правило, спутники HTS поддерживают несколько диапазонов C, Ku и Ka, что позволяет создавать комбинированные каналы, где некая гарантированная пропускная способность, например для телефонии, обеспечена каналом в диапазоне C или Ku, а дополнительная пропускная способность для остального низкоприоритетного трафика может быть обеспечена в диапазоне Ка (с приемом через общую антенну). Такой композитный канал гарантирует высокую готовность, большую пропускную способность и низкие расходы на трафик. Этот подход поможет удовлетворить растущий аппетит операторов мобильных сетей, вызванный активным проникновением сетей 3G/LTE в регионы.
Прекрасно подходят для решения подобных задач отечественные космические аппараты серии “Экспресс", которые готовит к запуску ГП “Космическая связь", так как они имеют традиционные транспондеры C- и Ku-диапазонов, а также узкие лучи Ka с подключением к широкополосному Интернету через телепорты этого спутникового оператора. VSAT-оборудование, используемое для таких задач, должно поддерживать одновременную работу с несколькими лучами/спутниками, а также поддерживать автоматическую балансировку трафика в зависимости от условий приема в каждом из используемых диапазонов. Необходима поддержка адаптивной модуляции и кодирования в режиме SCPC-каналов, а также автоподстройки уровня передачи для снижения влияния атмосферных затуханий при использовании Ku- и Ka-диапазонов.
Ключевое преимущество использования спутников HTS – это возможность минимизации антенн или значительное увеличение пропускной способности уже имеющихся мобильных терминалов. Это, например, позволит ТВ-компаниям использовать текущие передвижные станции сбора новостей для передачи контента более высокого разрешения.
Сегодня ТВ-компании предпочитают использовать спутники с широкими лучами, невзирая на то, что львиная доля репортажей передается из “домашнего региона", поскольку широкий охват позволяет также передавать редкие, но важные новости из любого места в зоне обслуживания спутника.
Принцип работы из “домашнего региона" через спутник HTS не сильно отличается от текущих реализаций, так как будет использоваться всего один луч. Выход же на этот спутник в других лучах требует целого ряда дополнительных мероприятий.
Если в “домашнем луче" возможно использование закрепленной полосы с фиксированными частотами, то при работе “по требованию" из других лучей потребуется предварительное резервирование полосы, причем без гарантии получить некие определенные частоты.
Это значительно усложняет работу операторов передвижной станции и диспетчеров такой сети. Эффективным решением для этой задачи может стать VSAT-сеть с автоматизированной системой бронирования и управления станциями. В такой сети выделение полосы, а также конфигурация передающего и приемного оборудования происходит автоматически на основании заявок. Это гарантирует, что передвижная станция выйдет на связь в установленное время с нужными частотами и параметрами.
Использование VSAT-сети вместо традиционных SCPC-каналов, используемых сегодня для сбора новостей, телемостов и телеконференций, обеспечивает более высокую эффективность работы. В такой сети может одновременно работать много станций, рационально используя групповые (TDMA) и выделенные каналы по требованию (SCPC-DAMA). Это позволяет сочетать прямые включения в реальном масштабе времени с офлайн-передачей информации. Также значительно упрощается процесс бронирования полосы и управления ресурсом.
Расцвет эры спутников следующего поколения – HTS наступит только через два-три года, но уже сегодня при строительстве спутниковых сетей связи следует подвергнуть выбираемую VSAT-технологию тщательному анализу на предмет ее совместимости с перспективными спутниками HTS, чтобы эта новая эра дала толчок для развития, а не стала серьезной проблемой.
Опубликовано: Специальный выпуск "Спутниковая связь и вещание"-2014
Посещений: 4698
Автор
| |||
В рубрику "Спутниковая связь" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
