Введение к работе
Актуальность темы. В последнее двадцатилетие на рынке телекоммуникационных услуг наблюдается экспоненциальный рост объемов информационного взаимодействия между пользователями сетей связи, устойчивая тенденция расширения сферы оказываемых услуг и повышения качества информационного обслуживания. Это предъявляет к разрабатываемым и перспективным сетям связи принципиально новые требования:
- совместная передача по общим физическим каналам существенно
разнородных информационных потоков (речь, аудио-, видео-, факс, цифровые
массивы и т.д.),
- охват сферой информационных услуг всех потенциальных пользователей
путем пространственного расширения сетей и создания широкополосных
региональных, национальных и глобальных инфраструктур,
одновременная поддержка интерактивных служб, распределения информации, а также служб с- или без установления соединения,
совместная передача непрерывного и пакетного трафика,
повышение эффективности использования сетевых ресурсов,
снижение затрат на проектирование, строительство и эксплуатацию сетей,
обеспечение приемлемой совместимости с существующими технологиями передачи информации.
Наиболее полно этим требованиям отвечает технология асинхронного режима переноса - ATM, позволяющая создать единую телекоммуникационную систему - широкополосную цифровую сеть интегрального обслуживания. Эта технология была создана для наземных широкополосных сетей. Ключевыми элементами ATM технологии являются:
- выделение пользователю только необходимых ему сетевых ресурсов,
-эффективное использование сетевых ресурсов путем адаптации сети каї изменению требований пользователей к качеству обслуживания, так и расширению сферы оказываемых услуг.
Технология ATM с использованием наземных ВОЛС позволяет создать се с пропускной способностью до десятков Гбит/с и высокой достоверності передачи (вероятностью ошибки менее 10"9) и в настоящее время широ используется при построении современных телекоммуникационні инфраструктур мегаполисов.
С другой стороны, при объединении локальных, корпоративных региональных сетей экономическая эффективность использования наземн каналов связи снижается и относительно недорогой и гибкой альтернативой этом случае могут стать спутниковые радиоканалы, позволяющие:
расширить интерфейс между пользователями и сетью, позволяя включил сеть пользователей, расположенных в отдаленных или труднодоступных район' что актуально для России,
объединить локальные и региональные сети интегрального обслуживани: национальные, интернациональные и глобальные структуры.
Обязательным условием выполнения этих функций является реализация борту спутника-ретранслятора обработки сигналов - демодуляции декодирования, обработки видеосигналов в соответствии с заданны протоколами канального и сетевого уровней (коммутация ATM ячеек в сочетаї^ с многоадресной передачей и приоритетным обслуживаниі мультиплексирование и демультиплексирование информационных потоков), есть требуется «быстрый» бортовой коммутатор коротких пакетов (А коммутатор). Современный уровень космической технологии в принці позволяет выполнить это условие.
Таким образом, создание спутниковых сетей связи с применен технологии ATM является актуальной задачей, решение которой позво оперативно и экономно выполнить одно из основных требований к перспективи широкополосным сетям интегрального обслуживания - расширение кр
пользователей и сферы оказываемых информационных услуг. Однако, при этом возникает ряд научных и технических проблем, связанных с различием характеристик спутниковых и наземных каналов связи, решению части которых и посвящена диссертационная работа.
Цель диссертационной работы: разработка концепции построения спутниковых систем связи с использованием ATM технологии для создания единой инфраструктуры национальных и глобальных широкополосных цифровых сетей интегрального обслуживания и исследование основных характеристик таких сетей.
Для достижения цели решены следующие основные задачи:
-
Разработка базовых принципов построения спутниковых сетей связи и их узлов, позволяющих в наибольшей степени адаптировать сеть к ATM технологии.
-
Разработка методов (способов) для исследования показателей качества информационного обслуживания различных видов трафика в различных сечениях (радиолиниях) спутниковой ATM сети.
-
Разработка методов управления перегрузками в спутниковых сетях и оценка их эффективности и практической реализуемости.
-
Определение конфигураций бортового радиотехнического комплекса (БРТК) спутника-ретранслятора для ATM сети, бортового ATM коммутатора, системы информационного обмена БРТК.
На защиту выносятся следующие положения:
Комбинированные алгоритмы управления перегрузками в различных сечениях спутниковой ATM сети,
Способы расчета показателей качества обслуживания информационных потоков в различных сечениях спутниковой ATM сети,
Конфигурация бортового ретрансляционного комплекса спутниковой ATM сети.
Научная новизна работы определяется следующими результатами:
Математическими моделями процессов обслуживания информационн
потоков в различных сечениях спутниковой ATM сети
и Способами расчета вероятностно-временных характеристик процесс обслуживания информационных потоков в линиях связи «земные станции (ЗС спутник-ретранслятор (СР)» и «СР-ЗС»
Алгоритмами перераспределения пропускной способности радиолиний
каналах связи «ЗС-СР».
Практическую ценность работы определяют следующие результаты:
Методики расчета показателей качества обслуживания информационн потоков в различных сечениях спутниковой ATM сети.
Имитационные модели для определения оптимальных параметр алгоритмов перераспределения пропускной способности каналов свя спутниковой ATM сети.
Рекомендации по выбору параметров спутниковой ATM сети.
Конфигурация БРТК спутниковой ATM сети на базе извести
современных технических решений его составляющих.
Достоверность полученных результатов подтверждается результата имитационного моделирования, использованием адекватных математичео моделей, применением известных и апробированных методов решені сопоставлением известных результатов в предельных и аналитически прост ситуациях. Выводы не противоречат известным из литературы тенденциям концепциям построения сложных информационных систем.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной рабо докладывались и получили положительную оценку на 9 научно-техничесі конференциях и семинарах, научно-технических советах МНИРТИ, МНИ1< НИИАС (г.Москва), ОАО «РТС» (г.Москва), в частности: НТК «Современн инфокоммуникационные технологии в мегаполисах», (Москва, 1998 г.), Фор Международной академии связи 98» (Москва, 1998 г.), НПК «Оптические, сотов
и спутниковые сети и системы связи» (Псков, 1995 г., Пушкино, 1996 г.), НТК «Информационные сети, связь и радиотехника -94» (Москва, 1994 г.).
Публикации. Основные результаты работы опубликованы в 7 статьях.
Реализация полученных результатов. Основные результаты работы использованы в проектах построения спутниковой ATM сети ОАО «Энифком» (г.Москва), в проекте развития интегральной сети связи ЗАО «Системы международной и междугородной связи» (г.Москва) и подтверждены соответствующими актами о внедрении, использованы в 23 научно-технических отчетах, выполненных по хоздоговорной тематике на предприятиях г.Москвы.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, приложения и содержит 159 страниц, включая 148 страниц текста, 45 рисунков, 5 таблицы, списка литературы из 65 наименований.
