Organisation de l'accès aux réseaux des opérateurs satellite. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique

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Le territoire de la Russie se caractérise par une infrastructure sous-développée de canaux de communication numérique, notamment de lignes fixes. Aujourd'hui, le moyen le plus courant, et parfois le seul, d'organiser des communications de haute qualité est la communication par satellite. Plus de 200 stations terriennes ont déjà été déployées en Russie, fonctionnant avec les satellites géostationnaires Horizon, ce qui permet de connecter des utilisateurs situés presque partout en Russie. L'article explique comment utiliser plus efficacement la bande passante des lignes de communication longue distance et internationales pour organiser l'accès aux systèmes et réseaux satellites avec des canaux attribués (dédiés) ou un accès multiple par répartition dans le temps (TDMA). La gamme de services fournis comprend la transmission de voix et de données.

Le marché russe des services de télécommunications croît chaque année. Le nombre d'entreprises augmente, la gamme d'offres et de types de services s'élargit et les prix baissent. Ceci est particulièrement visible dans les grandes villes de Russie, où les réseaux numériques d'une ou plusieurs entreprises couvrent déjà la quasi-totalité du territoire de la ville et où chacun peut bénéficier de la gamme complète des services de télécommunications, de l'installation d'un simple téléphone à l'accès à Internet ou à d'autres informations. et les réseaux financiers. Si vous avez besoin de connecter des bureaux situés dans différentes villes ou même pays via un canal numérique dédié, ou d'accéder à un réseau de télécommunications qui n'est pas présent dans votre ville, vous devez alors contacter non seulement des opérateurs locaux, mais aussi des opérateurs longue distance et opérateurs de communications internationales (MMC).

Grâce au développement relatif des stations terriennes en Russie, la possibilité technique d'organiser des chaînes numériques longue distance et internationales à l'aide de satellites est déjà en train de se créer. Mais le coût d'un canal DS0 (64 kbit/s) sera dans ce cas 4 à 7 fois plus élevé que celui d'un canal ayant le même débit, mais en ville. Peu d’utilisateurs potentiels peuvent se permettre de tels coûts. Comment réduire les coûts sur une ligne longue distance ou internationale et ainsi élargir la gamme d'utilisateurs ?

Une solution possible consiste à combiner plusieurs canaux utilisateur à faible débit en un seul canal DS0 (64 kbit/s) dans les réseaux filaires terrestres urbains, puis à le transmettre au système satellite. Ce qui précède réduira considérablement le coût d'organisation d'une chaîne par utilisateur. Ce schéma peut être mis en œuvre de deux manières :

Comment cela est-il résolu par Golden Line?

Le réseau de la société Golden Line, présente sur le marché russe des télécommunications depuis 5 ans, est l'un des réseaux de transport les plus vastes et les plus étendus de Moscou. La tâche principale du réseau est de fournir l'accès à tous les réseaux et services de télécommunications, en particulier aux opérateurs de communications longue distance et internationales (MMC) depuis n'importe où à Moscou. À cet effet, des canaux de communication numériques sont organisés avec des vitesses allant de 1,2 kbit/s à 2,048 Mbit/s, pour les connexions avec des réseaux à commutation de circuits, X.25 et Frame Relay, ainsi que jusqu'à 155 Mbit/s en utilisant la technologie ATM.

Les réseaux à commutation de paquets X.25 se sont généralisés dans les années 80 et sont encore utilisés dans de nombreuses structures départementales. La norme X.25 a été développée par l'UIT en 1976 ; elle définit l'interface entre l'équipement terminal utilisateur et l'équipement de transmission de données du réseau à commutation de paquets. Prenant en charge la technologie de détection et de correction des erreurs, il est idéal pour transmettre des données sur des lignes de communication de mauvaise qualité. Le réseau distribué à haut débit Frame Relay et ATM garantit que les utilisateurs se connectent directement aux opérateurs MMC en utilisant ces technologies. C'est pourquoi l'efficacité de l'utilisation de ces canaux est obtenue grâce à l'allocation dynamique de bande passante. Cet article ne considère pas cette option d'organisation des lignes MMC, car elle est liée à la conception des réseaux à commutation de paquets et de trames et nécessite une présentation séparée. Il convient de noter que les réseaux X.25 ne prennent pas en charge la transmission vocale en raison de délais élevés.

La technologie Frame Relay, en développement rapide, est un protocole de commutation de circuit moderne similaire à X.25, mais utilisant une procédure simplifiée pour établir et vérifier la qualité des connexions. Il est conçu pour fonctionner à des débits plus élevés (jusqu'à 34 Mbit/s) avec une faible latence (voir l'article de V. Neumann « What is Frame Relay ? » dans la revue « Communication : Means and Methods » n° 3, 4/ 1998) . Pour les réseaux Frame Relay, la qualité des connexions, notamment pour la transmission vocale, dépend de nombreux facteurs. Ce:

ATM (Asynchronous Digital Hierarchy) est une technologie à haut débit permettant de transmettre des informations dans des cellules d'une taille constante de 53 octets, qui permet la fourniture de services avec différents types de trafic. L'ATM vous permet de transmettre à la fois de la parole et des données sur le canal aquatique, c'est-à-dire de prendre en charge des taux de transfert d'informations constants et variables. L'ATM est un support de transmission universel idéal qui combine tous les avantages des réseaux de circuits dédiés et des réseaux de données avec une allocation dynamique de bande passante.

Mais dans le monde, les réseaux ATM mondiaux sont encore sous-développés et trop coûteux pour les utilisateurs. Cette technologie n’est donc pas largement utilisée.

Pour cette catégorie d'utilisateurs qui ont besoin d'une connexion constante de haute qualité pour transmettre de la voix et des données à faible vitesse, il est proposé d'utiliser la compression de la parole et de combiner plusieurs canaux de données/parole en un seul canal à une vitesse de 64 kbit/s. Ici, la technologie de commutation/multiplexage de canal est la plus fiable et la plus simple à mettre en œuvre, puisque la plupart des réseaux MMC utilisent la même méthode de transmission d'informations. La qualité de la transmission des données ne change pas, mais la qualité de la parole se détériore légèrement.

Examinons en détail la technologie de compression numérique de la parole et la formation d'un canal à 64 kbit/s à partir de plusieurs canaux de parole et/ou de données à faible débit.

L'équipement utilisé par Golden Line pour mettre en œuvre cette tâche a été développé par Newbridge. Son avantage important est que la compression de la parole avec modulation par impulsions codées (PCM) et l'agrégation de canaux sont effectuées par le même appareil - un module appelé processeur de signal numérique (DSP). Chaque processeur dispose de 6,10, 20 ou XNUMX circuits, chaque circuit peut être configuré comme un compresseur vocal (VC) ou un Subrate Merger (SRM). Chaque multiplexeur d'E/S de nœud peut accueillir jusqu'à sept modules DSP

Les principes de fonctionnement et les normes pris en charge par cet équipement sont décrits ci-dessous.

Compression vocale

Comme la plupart des développeurs d'équipements de télécommunications, Newbridge prend en charge deux méthodes de compression de la parole : la sienne - HCV (8 et 16 kbit/s) et la méthode standard, selon les recommandations du secteur technologique - ITU-T. G.728 - LD-CELP 16 kbit/s et ITU-T G.729 - A-CELP 8 kbit/s. Les algorithmes développés par Newbridge permettent l'utilisation la plus flexible et la plus efficace de la bande passante du canal de 64 kbit/s. Mais en même temps, la procédure de compression/décompression ne peut être réalisée qu'à l'aide d'un équipement Newbridge. À l'aide d'algorithmes de conversion vocale standard, tout équipement prenant en charge ces méthodes peut être sélectionné pour la décompression. La qualité de la parole compressée à 16 kbit/s est équivalente à celle à 32 kbit/s grâce à la modulation adaptative différentielle par impulsions codées (ADCM), utilisée dans la téléphonie longue distance. Et à une vitesse de 8 kbit/s, la compression prend en charge une parole de qualité irréprochable.

Ainsi, lors de l'utilisation d'une compression à une vitesse de 8 kbit/s, un canal à une vitesse de 64 kbit/s peut contenir jusqu'à huit canaux vocaux, et à 16 kbit/s - jusqu'à quatre canaux vocaux. Le regroupement des canaux compressés dans un canal à 64 kbit/s est effectué à l'aide de la méthode d'adaptation de débit « transparente », qui ne nécessite pas d'informations sur la synchronisation des trames et la signalisation. Le canal à 64 kbit/s se compose de huit éléments à 8 kbit/s avec des désignations allant de B7 à VO. La parole compressée à des vitesses de 8 et 16 kbit/s est placée dans le nombre approprié d'éléments. La signalisation téléphonique est transmise au sein des informations utilisateur. Cette méthode de transmission de signalisation est appelée « in-band ». En figue. La Figure 1 montre un schéma de combinaison de canaux et leur placement dans un canal global à 64 kbit/s.

Agrégation de canaux de données à bas débit

La combinaison de canaux de données à faible débit avec des débits de 1,2 à 19,2 kbit/s s'effectue selon les mêmes principes et sur les mêmes équipements que la combinaison de canaux vocaux. Les données sont envoyées directement au combinateur de canaux à faible vitesse SRM, où les informations provenant de plusieurs utilisateurs sont regroupées dans un seul canal à 64 kbit/s.

Newbridge propose deux méthodes d'agrégation de liens :

X.50 est une norme de multiplexage européenne développée conformément aux recommandations ITU-T, décrivant un mécanisme permettant de combiner plusieurs canaux synchrones à faible vitesse en un seul canal à 64 kbit/s. La norme a été adoptée pour définir l'interface entre les réseaux publics de données dans le secteur international.

DDS est une norme nord-américaine, similaire à X.50, développée par AT&T et prenant en charge le multiplexage des canaux de données synchrones et asynchrones. Le tableau indique le nombre de canaux à faible vitesse qui peuvent être transmis sur un canal à 64 kbit/s dans un cycle de trame de 2,048 Mbit/s (l'interface décrite dans la Rec. UIT-T G.703).

En comparaison, il est évident que l’utilisation de la méthode de multiplexage NSM est bien plus efficace que les autres.

Le schéma d'organisation du multiplexage est illustré à la fig. 2.

Organisation des accès aux opérateurs MMS

Les méthodes ci-dessus pour utiliser efficacement la capacité d'un canal à 64 kbit/s permettent de développer divers schémas et projets pour connecter les utilisateurs aux réseaux de communication par satellite, tout en utilisant des méthodes de multiplexage dans un canal à 64 kbit/s, la parole et les données peuvent être combiné.

En figue. La figure 3 montre un schéma de mise en œuvre de la connexion des utilisateurs à un nœud de communication par satellite au sol.

L'interface entre le multiplexeur d'E/S et le système à satellite peut être sélectionnée parmi celles décrites dans les Recommandations UIT-T V.24, X.21, V.35 ou G.703. En utilisant la norme G.703, il est possible de connecter jusqu'à 30 canaux agrégés à une vitesse de 64 kbit/s dans un flux de 2,048 Mbit/s. Ces interfaces sont largement utilisées dans les réseaux de données à répartition temporelle privés et publics et se retrouvent dans presque tous les équipements de télécommunications : commutateurs, multiplexeurs et routeurs. Le système satellite ou le modem doit disposer de modules de connexion à un équipement terminal de données doté des interfaces ci-dessus. De tels systèmes peuvent être, par exemple, une station satellite utilisateur VSAT-NEXTAR de NEC ou des modems satellite bas débit SDM-100 d'EFData et DMD2401 de Radyne.

En conclusion, nous notons que l'utilisation efficace de la capacité des canaux MMC pourrait être utile à de nombreux opérateurs de satellite pour réduire les tarifs des services et ainsi attirer des clients supplémentaires. Un système similaire a été mis en œuvre et fonctionne avec succès dans le cadre du projet commun de British Telecom et Golden Line visant à fournir des canaux vocaux compressés à des vitesses de 8 et 16 kbit/s aux banques de Moscou pour accéder aux bourses de Londres. L'utilisation de la technologie de transmission de la voix et des données sur un ou deux canaux à 64 kbit/s semble être la solution optimale pour organiser des réseaux d'entreprise d'entreprises ayant des bureaux de représentation dans différentes villes et pays.

Auteur : S. Laryushkin, Moscou

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