|
Шлюз Оборудование центральной Hub-станции, обычно называемой шлюзом, способно обслужить до 3 тыс. абонентских станций или до 8 тыс. каналов, а информационная нагрузка может достигать 16 тыс. вызовов в час. Принципы построения центральной ЗС сходны с теми, которые использованы в абонентской станции NEXTAR - она тоже состоит из трех частей: антенн, высокочастотных блоков и сетевого оборудования, включающего модемы, контроллеры и систему управления сетью (рис. 6.). На Hub-станции используются антенны большого диаметра (от 4,5 до 11 м) с системой автоматического слежения за спутником. Количество антенн (обычно две-три) зависит от числа одновременно отслеживаемых спутников.
В состав радиочастотной части Hub-станции входят МШУ, преобразователи частоты, усилители мощности. Однако в отличие от абонентских станций все перечисленные компоненты оборудования имеют 100%-ное резервирование по схеме 1+1 для обеспечения высокой надежности. Интерфейс между радиочастотным и сетевым оборудованием обеспечивается по каналу на промежуточной частоте 140 МГц. Четырехканальный модем представляет собой функционально законченный блок, который кроме канальных плат (VO CH Card или CL CH Card) имеет модем ОКС (общего канала сигнализации) и блок питания. Полностью укомплектованная стойка из шести модемов дает возможность организовать 24 канала. Система управления сетью, реализованная на базе шлюза, построена как локальная сеть с одним сервером и несколькими рабочими станциями операторов. Первичный DAMA-контроллер (PDC) управляет процессом установления соединений с абонентскими терминалами в режиме реального времени автоматически, без участия оператора. Он же осуществляет сбор биллинговой информации о каждом звонке. Биллинговая информация поступает в подсистему хранения данных BISE (Billing Information Storage Equipment). Конфигурация центральной станции имеет модульную структуру, что позволяет рационально наращивать трафик и расширять ассортимент предоставляемых услуг по мере развития сети. Scientific Atlanta Весомый вклад в создание VSAT-оборудования внесен компанией Scientific Atlanta (США), которая ориентируется на рынок малоканальных и экономичных станций с числом каналов от одного до четырех, обеспечивающих связь в C- и Ku-диапазонах частот. На российском рынке эта американская компания предлагает терминалы Skylinx серии 8000, которые уже используются рядом отечественных компаний (НПО "Кросна", "Телепорт-ТП"). На базе Skylinx могут быть созданы сети недорогой спутниковой связи с удаленными объектами в сельской местности или районах Крайнего Севера, а также сети обслуживания клиентов по кредитным карточкам (в банкоматах Сбербанка, на заправочных станциях и др.). Исходя из требований минимального энергопотребления, Scientific Atlanta предложила использовать единый модуль ODU для двух диапазонов частот с выходной мощностью 5 Вт для С- и 2,5 Вт для Ku-диапазона, а настройку на энергетику радиолинии осуществлять за счет антенн. Терминалы Skylinx серии 8000 поставляются с пятью типами антенн различного диаметра - 0,95; 1,2; 2,4; 3,8 и 4,5 м, что обеспечивает возможность работы через спутники с разными характеристиками транспондеров. Модульная структура терминала с четырьмя канальными слотами позволяет расширить пропускную способность. Приобретая терминал с одним канальным блоком, можно наращивать ее по мере необходимости. Примечательно, что конструктив допускает установку радиочастотного модуля в любой свободный слот терминала, что удобно, если терминал и антенна расположены рядом. Максимальная скорость в радиоканале равна 160 кбит/с. Метод модуляции - BPSK/QPSK со сверточным кодированием (r=1/2, 3/4). Что же касается остальных характеристик терминала Skylinx серии 8000, то они мало отличаются от показателей абонентских станций других производителей. Наряду с абонентским оборудованием компания Scientific Atlanta выпускает центральные станции с емкостью сети до 6 тыс. линий связи, способные обслужить до 20 тыс. вызовов в час. Система управления сетью включает два сетевых сервера, один из которых служит резервным; при сбоях управление на него передается автоматически . "Ямал" Известный в нашей стране производитель оборудования космической связи РКК "Энергия" разрабатывает и производит три типа ЗС, различающихся по пропускной способности: центральную ЗС (ЦЗС) для тепепортов, узловую ЗС (УЗС) и абонентскую ЗС (табл. 7). В настоящее время они используются в сети "Ямал". Таблица 7. Основные технические характеристики ЗС системы "Ямал"
Земные станции сети "Ямал" обеспечивают передачу информации со скоростью до 2048 Мбит/с (магистральные каналы) и до 192 кбит/с (VSAT-терминалы) и предназначены для организации радиотелефонной связи с различными типами сигнализации, факсимильной связи со скоростью 2,4- 9,6 кбит/с, передачи данных со скоростью не выше 115 кбит/с (синхронные), а также видеоконференц-связи. ЗС комплектуются различными типами антенн (в основном антенным постом "Пихта", оснащаемым позиционером "Бусна", в котором используются экстремальные методы наведения, и усилителями мощности фирм MATRA MARCONI, 125 Вт и SKY DATE, 20 Вт). В этих ЗС применяются модемы типа SDM (SDM-100, SDM-600) и мультиплексоры СХ-1000. Модульная структура ЗС "Ямал" обеспечивает замену любого блока и наращивание пропускной способности без изменения конфигурации, что позволяет легко модернизировать ее при моральном устаревании, а также вводить новые функции без всяких дополнительных доработок станции. Такой подход гарантирует также независимость от какого-либо определенного производителя, допуская применение аппаратуры любого типа. Например, в качестве каналообразующего оборудования на первом этапе в составе ЗС использовался модем MD7000, затем SDM-100 и SDM-6000, что позволило без доводки оборудования перейти на новые методы кодирования речи. ЗС сети "Ямал" используют расширенный С-диапазон частот: 5760- 6125 МГц (передача) и 3460-3800 МГц (прием). Серийно выпускаемая приемопередающая аппаратура имеет нижнюю границу диапазонов 5850 и 3650 МГц соответственно. Сегодня многие международные организации (Intelsat, Inmarsat, USAsat, Aziasat) и администрации связи (в Индии, Китае, Сингапуре, Индонезии и других странах) подали заявки в МСЭ на этот расширенный диапазон как на рабочий. Поэтому следует ожидать его активного освоения и разработки соответствующего оборудования, начиная от антенных постов и заканчивая преобразователями частоты. Следует отметить, что, поскольку С-диапазон космических аппаратов (КА) "Ямал" смещен, а ЗС должны работать и через спутники стандартного С-диапазона, суммарная рабочая полоса частот ЗС "Ямал" составляет более 600 МГц. Использование уплотнения при поляризации сигнала накладывает на ЗС специфические обязательства. Согласно требованиям ОТТ Минсвязи, коэффициент эллиптичности антенной системы должен быть не менее 0,92, развязка по поляризации - 27,6 дБ. Для удовлетворения этих требований, учитывая, что на КА "Ямал" применяются антенны с коэффициентом эллиптичности 0,82, развязка по поляризации в системе с двумя КА на геостационарной орбите в одной точке стояния составит от 17 до 27,6 дБ. Ограниченный запас частотного ресурса на российских КА приводит к необходимости работать одновременно через несколько стволов одного и того же ретранслятора. Для этого в ЗС предусматриваются дополнительные тракты приема-передачи, которые выполняют также функции резервирования, предотвращая полный отказ станции. Еще одна особенность ЗС "Ямал" - совмещение нескольких функций в одном аппаратном средстве, что делает ее более универсальной и в конечном счете более рентабельной. Одна из основных проблем при эксплуатации сетей спутниковой связи в России - необходимость применять системы наведения на VSAT-терминалах, имеющая по крайней мере три источника. Во-первых, разработанные ранее системы наведения по целеуказаниям (в основном для военного применения) никогда не найдут широкого распространения для ССС коммерческого назначения из-за их большой стоимости и сложности. Во-вторых, отечественные и западные операторы и производители ЗС при работе в России используют антенные посты нашего производства. К сожалению, такая экономия приводит к дополнительным сложностям, так как наши алгоритмы систем наведения оставляют желать лучшего, не говоря уж о надежности работы, особенно в жестких климатических условиях. Третий источник - использование спутников-ретрансляторов серий "Горизонт" и "Экспресс". В них не только не предусмотрено излучение специального пилот-сигнала, как во всех зарубежных спутниках связи. При приеме сигнала от этих российских КА на границе зоны обслуживания возникают большие колебания (нестабильность) уровня сигнала. Но эти области нестабильного приема как раз и включают районы Севера, где в основном и используется сеть "Ямал". Поэтому для VSAT-станции "Ямал" разработана специальная система стабилизации на основе отдельного канала/тракта в рамках ЗС, обеспечивающего получение устойчивого сигнала управления для системы наведения. Специфика условий эксплуатации ЗС "Ямал" (чаще всего в северных и труднодоступных районах), а также назначение системы (для газодобывающей промышленности) определили высокие требования к надежности станций: коэффициент готовности ЗС должен составлять не менее 0,9999. Чтобы обеспечить столь высокую надежность, в ЗС используются схемы как "холодного", так и "горячего" резервирования. Подтвержденная наработка на отказ уже установленных ЗС составляет в настоящее время более 10 000 ч для телепортов и УЗС и более 15 000 ч для VSAT-станций. Ожидаемая наработка на отказ новых, разрабатываемых ЗС будет не менее 50 000 ч. Станция полностью автоматизирована: контроль и управление, архивирование сведений об отказах, определение неисправностей, переключение режимов работы и т. д. происходят с помощью встроенных микропроцессоров. Разработка новых блоков ведется также с учетом современных требований контроля и управления. В частности, предусматривается шлейфовый контроль по промежуточной частоте и по радиочастоте, а также измерения излучаемой мощности, что позволяет отслеживать параметры не только ЗС, но и спутниковой радиолинии. ЗС оснащена стандартными интерфейсами и станционным контроллером, что обеспечивает возможность работы станции как в автономном режиме, так и с помощью дистанционного управления по командам из центра управления связью. Поскольку большую часть частотного ресурса КА "Ямал" планируется использовать за пределами России, разработка земных станций ССС "Ямал" ведется с учетом требований и отечественных, и международных стандартов. Необходимым условием при создании ЗС "Ямал" стала преемственность оборудования, работающего через КА "Горизонт" в существующей сети, и аппаратуры, предназначенной для связи через КА "Ямал". Последний существенно отличается от КА "Горизонт" и "Экспресс" по техническим параметрам бортовых комплексов, влияющих на конфигурацию и стоимость ЗС. Так, по сравнению с "Горизонтом" выигрыш по добротности при приеме у КА "Ямал" составляет 13 дБ, по ЭИИМ - 10 дБ (В табл. 8 приведена стоимость земной станции АО "Газком" при работе через КА "Горизонт" и "Ямал" с одинаковой пропускной способностью). Таблица 8. Стоимость ЗС при работе через КА "Горизонт" и КА "Ямал" при одинаковой пропускной способности (по данным АО "Газком")
Следует отметить, что после перехода ССС на работу через КА "Ямал" станции не будут нуждаться в системах наведения, да и размер антенны станет меньше. Общее снижение стоимости ЗС при этом составит 30-45%. Действующий наземный фрагмент сети связи ОАО "Газком" включает 74 земные станции, два телепорта, более 300 каналов связи, наложенную сеть передачи данных frame relay. Основными заказчиками ЗС "Ямал" являются: "Ямбурггаздобыча", "Уренгойгазпром", "Тюменьбургаз", "Надымгазпром", предприятия РАО "Газпром" и др. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
