Концептуально-правовые вопросы широкополосных спутниковых мультисервисных сетей

В рубрику "Регулирование и стандарты" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций

Концептуально-правовые вопросы широкополосных спутниковых мультисервисных сетей

Часть 1

В предлагаемой статье предпринимается попытка изложить основной концептуально-понятийный аппарат ШСМ-сетей и сформулировать направления разработки нормативно-правовой базы

Развитие технологии формирования широкополосных мультимедийных потоков и появление мультисервисного обслуживания в сфере телекоммуникаций выдвинуло перед регуляторными органами и спутниковым сообществом задачу создания нормативно-правовой базы (НПБ), регулирующей технические и правовые вопросы разработки и ввода в эксплуатацию широкополосных спутниковых мультисервисных (ШСМ) сетей.

Что такое ШСМ-сети?

Технической основой создания ШСМ-сетей явилась возможность преобразования и передачи различных сигналов в цифровой форме, что обусловлено конвергенцией телекоммуникационных систем¹. Возможность конвергенции возникла на том этапе развития телекоммуникаций, когда благодаря техническим методам обработки информации стала реальной передача информации различного вида в единой форме.

В настоящее время понятийный аппарат ШСМ-сетей полностью еще не сформирован, отсутствует необходимая нормативная база, поэтому для обеспечения унификации с разрабатываемыми спецификациями Европейского института стандартов электросвязи (ЕТСИ) в качестве понятий и определений ШСМ-сетей предлагается использовать положения, введенные в технических отчетах и спецификациях ЕТСИ^2-5.

Под широкополосной спутниковой мультисервисной сетью понимается сеть с использованием спутниковых каналов, которая может передавать мультимедийный поток, то есть комбинацию из двух или нескольких компонентов (речь, звук, видео, данные) с синхронизацией хотя бы двух из них между собой.

Каналы называются мономедийными, если они передают только один из компонентов. Каналы называются мультимедийными, когда они передают мультимедийный поток (то есть голосовую связь или, в более общем виде, звук), движущиеся и неподвижные изображения, данные (текстовые и графические информационные файлы, в том числе файлы Интернета), а также комбинации двух или более указанных компонентов.

Мультисервисные услуги можно предоставлять двумя способами (рис. 1):

• передавая множество параллельных мономедийных потоков, одновременно поддерживая необходимую синхронизацию на терминалах;
• создавая один мультимедийный поток, одновременно производя все необходимые действия с индивидуальными мультимедийными компонентами на терминалах. Существуют следующие службы передачи данных в ШСМ-сетях²:
  1. Службы передачи данных с архитектурой "точка - точка":
     • без установления соединения (позволяющие осуществлять обмен информацией между пользователями без процедуры установления соединения - PTP-CLBS);
     • с установлением соединения (так называемое "целевое соединение" - способ связи в три фазы: установление соединения, передача данных, разрыв соединения - РТР-COBS).
  2. Службы передачи данных с архитектурой "точка - много точек".
     Данная схема представляет собой структуру связи, при которой происходит однонаправленное распространение информации от одного источника (он в свою очередь может быть точкой доступа - ретранслятором) к определенному числу точек доступа, называемых пунктами назначения.
  3. Службы передачи данных с архитектурой "много точек - много точек" (без установления соединения - MTM-CLBS).
  4. Вещательные службы передачи с архитектурой "точка - все точки" (без установления соединения - BRO-CLBS).

Данная схема представляет собой структуру связи, которая предполагает однонаправленное распространение информации к неопределенному количеству точек доступа, связанных сетью.

Составляющие ШСМ-сетей

В общем случае в ШСМ-сетях можно выделить три основных сегмента:

• пользовательский - состоит из нескольких типов терминалов, обеспечивающих функции доступа к спутнику;
• космический - состоит из одного или нескольких спутников, центра управления спутниками и связанных с ними станций передачи/приема телекоманд, телеметрии и определения расстояний до спутников;
• операторский - состоит из одного или более центров управления сетью и станций сопряжения, которые обеспечивают взаимодействие с наземной телекоммуникационной инфраструктурой (например, наземной базовой сетью).

С точки зрения пользователей, все ШСМ-сети можно свести к минимальному набору составляющих, определяющих реализуемые ими функции (рис. 2). Представляемая структура отражает самый общий случай (без учета разбиения на уровни и возможности совмещения функций на разных уровнях сети). В качестве примера совмещения можно указать на распространенный случай совмещения функций спутникового оператора и сетевого оператора ШСМ-сети.

Дадим краткое определение составляющих ШСМ-сети и выполняемых ими функций.

Спутниковый оператор - элемент ШСМ-сети, который отвечает за совокупность услуг спутников на транспортном уровне для сетевых операторов.

Сетевой оператор отвечает за свою подсеть спутниковых ресурсов. Он может получать эти ресурсы от множества спутниковых операторов, а также объединять их с другими сетевыми ресурсами для предоставления более широкого набора сетевых услуг сервисным провайдерам.

Сервисный провайдер - интерфейс между клиентами и одним или более сетевыми операторами. Он может получать услуги от большого числа сетевых операторов и предоставлять комбинированные услуги своим клиентам, а также отвечает за все аспекты обслуживания клиента от установки, поддержания качества во время нормальной работы до выставления счетов клиентам за пользование сетью.

Абонент - "элемент" сети, который заключает контракт об обслуживании с сервисным провайдером. Один абонент путем заключения одного контракта может обслуживать одного или более пользователей (например, большая компания может обслуживать несколько сотен пользователей).

Пользователь -"элемент" схемы, который пользуется услугами сети, предоставляемыми сервисным провайдером. Пользователь связывается с одним абонентом, а использование им ресурсов сети определяется контрактом об обслуживании, заключенным между абонентом и сервисным провайдером. ШСМ-сеть можно представить в виде четырех основных областей (доменов):

• домен пользователя;
• домен доступа;
• домен базовой сети;
• домен информации или содержания (рис. 3).

ШСМ-сети могут составлять часть базовой сети (например, часть магистрали Интернета), часть высокоскоростной сети доступа или входить во все перечисленные элементы сетей.

Классы семейств

С целью унификации технических спецификаций (возможности их повторного использования для других систем) ШСМ-сети можно разбить на семейства, объединив в одно семейство все сети с какими-либо общими характеристиками или свойствами. Такое разбиение позволяет учитывать не только взаимодействие между системами или элементами системы внутри одного семейства, но также и между системами, которые относятся к разным семействам. Разные семейства могут отличаться типом топологии сетей (например, "звезда" или смешанного типа - "меш"), а также типом используемых спутников (регенеративных или спутников с прямой ретрансляцией сигналов - "прозрачные спутники"). Некоторые семейства могут обеспечивать прямой и обратный каналы через спутник, в то время как другие могут использовать возможность наземного обратного канала.

Основные классы семейств представлены в табл. 1 и 2, в которых задаются трехбуквенные приставки (1, 2, 3), используемые для распознавания разных семейств, и коды семейств1.

В коды семейств вводится буква "х" для обозначения возможности различных реализаций данного класса.

Использование спутников в ШСМ-сетях

Место спутниковой связи можно понять, проанализировав содержание доменов (рис. 4).

Особенность использования спутников состоит в том, что их зоны обслуживания могут покрывать большие поверхности суши и океана, а также быть контурными для охвата конкретной территории. Кроме того, спутники могут иметь широкие полосы стволов, что дает возможность использовать эти стволы для обеспечения мультисервисных и вещательных услуг по схемам "точка - точка" и "точка - много точек" при распространении информации от одного источника к одному или ко многим пунктам назначения (рис. 5). При этом интерактивность может быть достигнута через спутник или наземную сетевую инфраструктуру (например, посредством коммутируемой телефонной сети общего пользования).

Кроме использования спутников в международных и магистральных линиях связи, они могут применяться в региональных линиях связи, в базовых сетях, распределительных сетях и сетях доступа (рис. 6).

Что касается Интернета (IP-сети), то в нем спутники могут использоваться во всех частях глобальной IP-сети (базовые сети, распределительные сети и сети доступа). Распределительная сеть является промежуточной IP-подсетью, соединяющей базовую сеть и сеть доступа.

Указанные сети соответствуют определенным доменам,которые соединены между собой маршрутизаторами. Например, базовая сеть может включать службы с агрегируемыми потоками (DiffServ); распределительная сеть может использовать интегрированные службы (Int-Serv), а сеть доступа - негарантированный режим обслуживания (Best Efforts)¹.

Характеристики различных типов ШСМ-сетей приведены в табл. 3-5.

Требования к сетевому доступу

Для обеспечения сетевого доступа ШСМ-сеть должна быть организована таким образом, чтобы соединять пользовательские сетевые интерфейсы, физически расположенные на площадках пользователей, с узловым интерфейсом широкополосной базовой сети. Для этого должны быть обеспечены следующие условия:

• пользователями могут являться городские жители или малые и средние предприятия;
• все ШСМ-сети должны поддерживать Интернет-протокол (IP);
• ШСМ-сети должны поддерживать симметричные и несимметричные потоки данных;
• в общем случае система должна иметь многостанционный доступ к частотному ресурсу, чтобы обеспечить эффективное использование спектра пользователями со случайным доступом;
• ШСМ-сеть может быть развернута с помощью оператора сети общего пользования, который должен предоставлять сетевые услуги общественным или частным операторам, использующим сеть для своих собственных целей;
• ШСМ-сеть должна обеспечить взаимодействие как между терминалами, так и между службами;
• в ШСМ-сети должны быть реализованы сетевые функции управления, совместимые с функциями управления наземными сетями.

Унификация (совместимость) элементов ШСМ-сети

Унификация элементов ШСМ-сети осуществляется на двух уровнях:

• на уровне спутниковых терминалов;
• на уровне служб, предоставляющих комплекс услуг пользователям.

Унификация терминалов означает возможность спутниковых терминалов (ST), разработанных и построенных в соответствии со стандартами, работать в любой другой спутниковой ШСМ-сети, разработанной и построенной независимо от них, но по тем же стандартам. Вместе они будут обеспечивать определенные услуги согласно спецификации пользователей. Это означает, что данный терминал может быть использован для доступа более чем в одну спутниковую ШСМ-сеть. Кроме того, принцип унификации дает возможность другим производителям поставлять на рынок свои терминалы.

Кроме указанной совместимости спутниковые терминалы обеспечивают следующие функции взаимодействия между элементами ШСМ-сети:

• доступ к спутнику (SAF) - логическая функция, обеспечивающая взаимодействие между службой передачи данных ШСМ-сети и оконечной системой (или прямо, или через локальную сеть; например, LAN);
• межсетевой интерфейс (SGF) к спутнику через станцию сопряжения - логическая функция, которая обеспечивает взаимосвязь между службой передачи данных ШСМ-сети и базовой станцией (или непосредственно, или через транзитную сеть). Указанные логические функции определяют только типы возможных функций взаимодействия, обеспечиваемые терминалами. В конкретных терминалах может быть реализовано множество различных модификаций функций SAF и SGF.

Спутниковые терминалы, работающие в ШСМ-сети, могут быть двух типов:

• терминал спутникового доступа (SAT);
• спутниковая станция сопряжения (SG).

Терминалом спутникового доступа является любой спутниковый терминал ШСМ-сети, который осуществляет хотя бы одну из модификаций функции SAF. Аналогично спутниковой станцией сопряжения служит любой спутниковый терминал, который осуществляет хотя бы одну из модификаций функции SGF. Любой спутниковый терминал, осуществляющий такие функции, будет рассматриваться как SG, даже когда в дальнейшем он будет осуществлять одну из частей функций SAF.

Унификация служб означает, что ШСМ-сети должны поддерживать открытый сервисный интерфейс, дающий возможность посторонним провайдерам предоставлять услуги через такие сети.

Типы линий и каналов

В ШСМ-сетях направления передачи информации определяются следующим образом:

• линия "Земля - космос" - это линия от спутникового терминала к спутнику;
• линия "космос - Земля" - это линия от спутника к спутниковому терминалу.

Каналы для топологии "звезда" определяются следующим образом:

• прямой канал - канал от центрального спутникового терминала (центральной станции - ЦС) к отдаленному спутниковому терминалу (оконечной станции - ОС);
• обратный канал - канал от ОС к ЦС.

В случае смешанной топологии каналы определяются следующим образом:

• исходящий канал - канал, исходящий от спутникового терминала (то есть спутниковый терминал является источником данных);
• входящий канал - канал, поступающий на спутниковый терминал (то есть спутниковый терминал является оконечным устройством в сети передачи данных).

Все определения для входящего и исходящего каналов даны относительно спутникового терминала. Очевидно, что исходящий канал от одного спутникового терминала становится входящим для другого равноправного спутникового терминала.

Продолжение следует

Старший научный сотрудник ФГУП "НИИР"
Владимир Ермилов

¹ Симонов М.М., Ермилов В.Т. Гармонизация нормативного регулирования земных станций спутниковой связи. — Москва: Наука, 2004. www.vsat-reg.narod.ru/News.htm

² ETSI, TC-SES; Broadband Satellite Multimedia; Services and Architectures. Technical report TR 101984, 2002.

³ ETSI TC-SES; Broadband Satellite Multimedia; Regenerative Satellite Mesh — A (RSM-A); Air Interface; Physical Layer Specification, TS 102 188, 2003.

⁴ ETSI 3GPP TS 22.101, 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Services and System Aspects; Service aspects; Service principles, 2003.

⁵ ETSI 3GPP 23.107: 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Services and System Aspects; QoS concept and Architecture, 2003.

Опубликовано: Журнал "Broadcasting. Телевидение и радиовещание" #2, 2005
Посещений: 13318

Автор Алексей Ермилов Главный редактор телекомпании "Полюс" Всего статей:  3

В рубрику "Регулирование и стандарты" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций