VSAT.org.ru - Платформа HN

Наверно Вы уже обратили внимание, что на страницах нашего сайта превалирует информация об оборудовании Компания Hughes Network Systems (Hughes). Это и нее мудрено, мы считаем, что сегодня Hughes является безусловным лидером на рынке VSAT и как производитель оборудования, и как оператор. Поэтому на этой странице пойдет рассказ о технологических решениях Hughes, и конечно, мы будем говорить о последних разработках - штрокополосной спутниковой многошлюзовой системе HX, обеспечивающую поддержку разнообразных приложений, в том числе телефонию, обмен данными и видео.

· Многошлюзовая архитектура: это уникальная функция, созданная Hughes для реализации сети с несколькими замкнутыми группами пользователей, при которой для связи центрального управления некоей замкнутой группы пользователей с удаленным терминалом, принадлежащим этой группе, для установления связи с одним спутниковым скачком не требуется инфраструктура наземной сети. Такая архитектура достаточно универсальна, чтобы обеспечить конфигурирование и создание нескольких виртуальных сетей на базе совместного использования ресурсов хаба (центральной станции) при реализации требуемой связности и топологии между множеством шлюзов и удаленных терминалов.

· Архитектура обратных каналов HughesNet: схема доступа к обратным каналам в системе HX - единственная в своем роде в отрасли, поскольку она обеспечивает многостанционный доступ с частотным и временным разделением каналов в схеме доступа Алоха для направления начального запроса на выделение пропускной способности для передачи трафика в сочетании с динамическим выделением и перераспределением пропускной способности для непосредственной передачи трафика. В результате система HX оптимизирует время отклика и эффективность использования ширины полосы за счет применения метода Алоха при начальном запросе ширины полосы (пропускной способности) и бесконфликтного динамического выделения полосы (пропускной способности) динамических потоков для передачи трафика IP, причем такое выделение одновременно основано как на интенсивности трафика от отдельного пользователя, так и общей нагрузки в системе.

· Поддерживая стандарт передачи DVB-S2: платформа обеспечивает использование как модуляции 8 PSK, так и модуляции QPSK. При применении модуляции 8 PSK с кодированием LDPC можно получить прямой канал HX со скоростью 120 Мбит/сек при работе через ствол ретрансляции с шириной полосы 54 МГц и со скоростью 80 Мбит/сек при работе через ствол ретранслятора с шириной полосы 36 МГц. Платформа HX предназначена для поддержки сетей VSAT, которые требуют повышенной пропускной способности для обслуживания мультимедийных приложений. Платформа HX отличается допускающим изменение конфигурации планом качества услуг QoS, что позволяет поддерживать приложения реального масштаба времени типа IP телефонии (VoIP) и видео конференций.

· Высокоскоростные обратные каналы (от удаленных терминалов) с разными скоростями кодирования: платформа HX поддерживает обратные каналы с символьной скоростью от 256 до 2048 ксим/с и с различными скоростями кодирования. Терминал обеспечивает максимальную скорость обратного канала равную 3,2 Мбит/сек.

· Сжатие IP пакетов и IP заголовков: Каждый IP заголовок в 40 байт автоматически сжимается, если это возможно, приблизительно до 7-10 байт, система HX использует схему сжатия V.44, чтобы снизить нагрузку от пакетов. Кроме того, система HX реализует схему магистральной передачи IP, которая обеспечивает дополнительное сокращение количества квитанций подтверждения приема. Все эти методы приводят к существенно меньшей требуемой для работы абонентов ширине полосы и обеспечат оператору минимизацию эксплуатационных расходов.

· Обратные каналы на основе многостанционного доступа с частотно-временным разделением с одновременным динамическим выравниванием трафиковой нагрузки по всем обратным каналам.

· Обратные каналы TDMA с эффективностью использования 85%.

· Программное обеспечение регулирования “политики справедливого доступа”.

Платформа HX представляет собой новую широкополосную IP систему VSAT, специально предназначенyю и оптимизированную для малых сетей, которым требуется большая ширина полосы линий связи с высоким уровнем обслуживания (QOS). Система HX обладает всеми особенностями и возможностями давно используемой широкополосной VSAT системы НN Hughes и дополнительно обеспечивает работу с широкополосными приложениями, которые должны работать в реальном масштабе времени (магистральная телефонная сеть, видео конференции и т.п.).

Поскольку система НХ представляет собой техническое решение, полностью основанное на IP, она включает широкий перечень функций и особенностей IP. Поддерживая стандарт передачи DVB-S2 (или DVB-S) для прямого канала, система HX позволяет добиться наилучшей спектральной эффективности из всех представленных на рынке сетей TDM /TDMA. Так как система HX, с одной стороны, позволяет операторам выделять пропускную способность прямого и обратных каналов удаленным терминалам и шлюзам на фиксированной основе, а с другой стороны основанные на методе доступа Алоха обратные каналы TDMA обеспечивают возможность динамически распределять ширину полосы/ пропускную способность в зависимости от текущего уровня использования и потребности в полосе каждого удаленного терминала, то оператор имеет возможность создавать широкий набор планов уровней услуг для клиентов/ абонентов сети. Управление сетью существенно расширено и включает HTTP доступ, который, во-первых, может быть использован для нужд дистанционного доступа к управлению и, во-вторых, использоваться конечными пользователями в рамках их подсетей.

Функция поддержки многозвездной и полносвязной топологий введена в систему НХ версии 2.0. Как показано на рисунке 3-1, можно опционно выбрать конфигурацию спутниковых терминалов с полносвязным приемником, который обеспечивает прием обратных каналов от других терминалов НХ. В дополнение к этому, введена концепция удаленного узла полносвязного шлюза для поддержки нескольких многозвездной и полносвязной топологий. Узел полносвязного шлюза обеспечивает соединение с наземной инфраструктурой аналогично тому, как это делается на центральной станции сети, но с помощью терминала полносвязного шлюза (MGT). Полносвязный шлюз обеспечивает поддержку нескольких подсетей топологии «звезда», но без необходимости развертывания для каждого такого малого «хаба» центра управления сетью, шлюза НХ и прямого канла формата DVB.

Функция поддержки многозвездной и полносвязной топологий потребовала введения нового типа узла для системы НХ – регионального узла полносвязного шлюза. Региональный узел полносвязного шлюза представляет собой особый тип удаленного узла, требующийся для реализации многозвездной топологии. Как и шлюз операционного центра сети, он может принимать обратные каналы от терминалов и находится в центре звезды, обеспечивая связь с внешней для системы НХ наземной инфраструктурой. Однако, как и обычный удаленный узел, он «слушает» только только канал DVB, но его не передает. Термины «терминал полносвязного шлюза» и «MGT» относятся к комплекту спутникового оборудования системы HX (например, комплект из одного или нескольких полносвязных терминалов, работающих как единый блок), расположенному на узле регионального полносвязного шлюза.

Термины «отдельно стоящий полносвязный терминал» («SMT») и «обычный полносвязный терминал» используются для указания спутникового терминала, способного принимать обратные каналы и развернутого на обычном «удаленном узле», то есть, удаленном узле, соединение которого с наземной инфраструктурой обеспечивается через шлюз операционного центра сети или через региональный узел полносвязного шлюза. (В некоторых случаях соединение может также осуществляться с другим отдельно стоящим полносвязным терминалом.)

Расширенное управление шириной полосы

Одной из самых мощных особенностей системы HX является возможность расширенного управления использованием ширины полосы. Разработанные Hughes функции, которые включены в каждый терминал НХ, улучшают рабочие характеристики, время отклика и эффективность использования ширины полосы..

Система HX использует расширенную методику управления использованием ширины полосы, которая позволяет предоставлять следующие типы услуг.

· Передача с постоянной битовой скоростью или CBR (услуга для виртуальной выделенной линии): система HX может предоставлять фиксированную пропускную способность/ ширину полосы асимметричным способом (скорость в прямом канале отличается от скорости в обратном канале) между шлюзом НХ и удаленными терминалами НХ как на постоянной, так и пошаговой основе.

· Минимальная гарантированная скорость передачи информации (CIR): система HX может выделять пропускную способность/ ширину полосы с фиксированным начальным значением (малые флуктуации). Если терминалу требуется дополнительная ширина полосы, и в сети имеется свободная пропускная способность, то система НХ будет непрерывно предоставлять дополнительную пропускную способность/ширину полосы до достижения максимальной для данного удаленного терминала скорости CIR или до исчерпывания ресурсов сети. Эта методика особенно эффективна для поддержки линий доступа, основанных на технологии MPLS и Frame Relay (ретрансляции фреймов).

Система HX включает инструменты управления сетью, которые сообщают оператору, какая ширина полосы прямого и обратных каналов используются различными услугами CBR и CIR, а также какая ширина полосы имеется для обеспечения обслуживания по принципу «наилучшей попытки». За счет этого оператор может разумно нагружать сеть и иметь информацию о степени «превышения числа абонентов» для сети.

Выделение пропускной способности для услуг CBR и CIR возможно с шагом 1 кбит/сек, начиная со скорости 4 кбит/сек.

Услуга постоянной скорости битовой передачи

По этой схеме для удаленного терминала можно установить конфигурацию с использованием постоянной битовой скорости (CBR), и эту битовую скорость можно задавать независимо в прямом и обратном каналах. Например, для удаленного терминала можно выбрать конфигурацию для прямого канала с CBR 512 кбит/сек, а обратного канала - с CBR 256 кбит/сек. Кроме того, для удаленного терминала можно установить конфигурацию с освобождением ширины полосы, если канал не используется в течение заданного периода времени.

Услуга CBR работает аналогично линии с одним каналом на несущую (SCPC), поскольку выделенная ширина полосы в расчете на канал фиксирована на основе параметров конфигурации линии.

Услуга постоянной скорости битовой передачи информации с пошаговым регулированием

Постоянная скорость передачи информации (CBR) с пошаговым регулированием представляет собой услугу выделения пропускной способности/ ширины полосы, для которой удаленному терминалу выделяется ширина полосы на основе следующих параметров.

· Минимальная CBR – это ширина полосы, которая сразу же выделяется удаленному терминалу в начале сеанса передачи данных. Эта минимальная CBR обеспечивает низкие флуктуации, поскольку ширина полосы выделяется удаленному терминалу до окончания сеанса CBR. Окончание сеанса CBR определяется интервалом незанятости выделенной полосы.

· Максимальная скорость – это максимальная ширина полосы, выделяемая терминалу.

· Пороговый уровень – это уровень использования, при превышении которого удаленному терминалу выделяется дополнительная фиксированная ширина полосы (приведенное ниже пошаговое регулирование). Пороговый уровень определяется в процентах использования имеющейся ширины полосы, отведенной терминалу. Например, при пороговом уровне 80 % удаленному терминалу выделяется дополнительная ширина полосы с помощью пошагового регулирования, если использование текущей выделенной ширины полосы превышает 80 %.

· Пошаговое регулирование – это фиксированная ширина полосы к кбит/сек, которая выделяется удаленному терминалу, когда ему требуется ширина полосы более чем для минимальной CBR. Система HX использует пороговый уровень (определенный выше) для определения, когда необходимо выделить следующее пошаговое расширение. Система НХ продолжает проводить пошаговое расширение до достижения максимальной скорости, разрешенной терминалу, или до исчерпания ширины полосы группы входящих каналов.

· Превышение времени сеанса – это период времени, после которого при не передающем терминале (отсутствие трафика IP) сеанс отключается, и ширина полосы освобождается для использования другими терминалами.

Услуга гарантированной скорости передачи информации(CIR)

Услуга гарантированной скорости передачи информации (CIR) представляет собой распределение ширины полосы, при котором выделенная удаленному терминалу ширина полосы определяется следующими параметрами.

· Минимальная CIR – это ширина полосы, которая сразу же выделается дистанционному терминалу в начале сеанса передачи данных. Эта минимальная CIR обеспечивает низкие флуктуации, поскольку ширина полосу распределяется удаленному терминалу до окончания сеанса CIR. Окончание сеанса CIR определяется интервалом незанятости.

· Максимальная скорость – это максимальная ширина полосы, выделяемая терминалу.

· Превышение времени сеанса – это период времени, после которого при отключенном терминале (отсутствие трафика IP) сеанс отключается, и ширина полосы освобождается для использования другими терминалами.

В режиме такого доступа удаленному терминалу выделяется минимальная CIR сразу же при появлении любого трафика. После первоначального выделения удаленный терминал постоянно контролирует “очередь на выполнение” для определения, нужно ли запрашивать дополнительную пропускную способность/ширину полосы сверх минимальной CIR. Если удаленный терминал определяет, что желательна дополнительная ширина полосы, он подает запрос (с помощью дополнительного пакета с запросом, передаваемым вместе с трафиковыми пакетами) на выделение ему системой дополнительной ширины полосы. В запросе на дополнительную ширину полосы должна содержаться оценка величины дополнительно необходимой пропускной способности. DNCC (элемент управления выделением пропускной способности) на центральной станции попытается предоставить удаленному терминалу запрашиваемую ширину полосы на основе наилучшей попытки, и если имеется свободная ширина полосы, она будет предоставлена в размерах вплоть до максимальной разрешенной скорости для данного терминала

Услуга на основе наилучшей попытки

Если терминал сконфигурирован для работы с уровнем услуги на основе наилучшей попытки, то пропускная способность выделяется ему на базе сочетания следующих факторов.

· Величина неудовлетворенного объема трафика для передачи: это оценка терминала, какая ширина полосы требуется ему для передачи некоторго объема трафика.

· Доступная пропускная способность для данного уровня обслуживания IQOS (сетевой группы): это доступная пропускная способность сети, которую система использует для распределения пропускной способности при обеспечении обслуживания на основе наилучшей попытки.

План обслуживания IQOS определяет максимальную ширину полосы, доступную группе удаленных терминалов при обеспечении уровня обслуживания на основе наилучшей попытки. Система HX поддерживает несколько планов IQOS, и это позволяет оператору обеспечивать разный уровень обслуживания на основе наилучшей попытки для различных групп клиентов.

Приоритезация трафика

Для любой сети совершенно необходима возможность введения приоритезации, чтобы критические для выполнения задачи и приложения не страдали от конкуренции с некритическими приложениями за имеющийся ресурс пропускной способности. В системе HX можно установить конфигурацию с приоритезацией на основе параметров IP как трафика в прямом канале, так и трафика в обратных каналах. Приоритезация трафика IP может основываться на адресе получателя или назначения IP и/или номере порта IP. Это позволяет проводить приоритезацию на уровне компьютера или приложения. Эта приоритезация создается не только на одном узле/терминале, но и по всей сети. Эта функция позволяет критическому приложению на узле\терминале Х не снижать свои рабочие характеристики при передаче узлом\терминалом Y большого файла данных.

Система HX может использовать следующие правила для приоритезации трафика.