Organización del acceso a las redes de los operadores de satélite. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.

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El territorio de Rusia se caracteriza por una infraestructura subdesarrollada de canales de comunicación digital, especialmente líneas fijas. Hasta la fecha, el medio más común, ya veces el único, de organizar comunicaciones de alta calidad son las comunicaciones por satélite. Más de 200 estaciones terrestres que operan con satélites geoestacionarios "Gorizon" ya se han desplegado en el territorio de Rusia, lo que permite conectar usuarios ubicados en casi cualquier lugar de Rusia. El artículo analiza cómo utilizar de manera más eficiente el ancho de banda de las líneas de comunicación interurbanas e internacionales para organizar el acceso a sistemas y redes satelitales con canales fijos (dedicados) o acceso múltiple con canales de división de tiempo (Time Division Multiple Access - TDMA). La gama de servicios prestados es la transmisión de voz y datos.

El mercado ruso de servicios de telecomunicaciones crece cada año. El número de empresas está aumentando, la gama de ofertas y tipos de servicios se está ampliando y los precios están bajando. Esto se nota especialmente en las grandes ciudades de Rusia, donde ya ahora las redes digitales de una o varias empresas cubren casi todo el territorio de la ciudad y cualquiera puede recibir toda la gama de servicios de telecomunicaciones, desde instalar un simple teléfono hasta acceder a Internet o otra información y redes financieras. Si necesita conectar oficinas ubicadas en diferentes ciudades o incluso países a través de un canal digital dedicado, o tener acceso a una red de telecomunicaciones que no está representada en su ciudad, debe contactar no solo a los operadores locales, sino también a los de larga distancia y operadores de comunicaciones internacionales (MMS).

Debido al relativo desarrollo de las estaciones terrenas en el territorio de Rusia, ya se está creando la posibilidad técnica de organizar canales digitales de larga distancia e internacionales utilizando satélites. Pero el costo de un canal DS0 (64 kbps) en este caso será 4...7 veces mayor que un canal con la misma velocidad, pero dentro de la ciudad. Pocos usuarios potenciales pueden permitirse tales costos. ¿Cómo reducir costos en una ruta de larga distancia o internacional y así ampliar la gama de usuarios?

Una posible solución es combinar varios canales de usuario de baja velocidad en redes alámbricas terrestres urbanas en un canal DS0 (64 kbps) con su posterior transmisión a un sistema satelital. Lo anterior reducirá significativamente el costo de organización de un canal por usuario. Hay dos formas de implementar dicho esquema:

¿Cómo soluciona esto Golden Line?

La red de Golden Line, que ha estado operando en el mercado de telecomunicaciones ruso durante 5 años, es una de las redes de transporte más grandes y extensas de Moscú. La tarea principal de la red es proporcionar acceso a cualquier red y servicio de telecomunicaciones, en particular, a los operadores de comunicaciones internacionales y de larga distancia (MMS) desde cualquier lugar de Moscú. Para ello, se organizan canales de comunicación digital con velocidades desde 1,2 kbps hasta 2,048 Mbps, para conexiones con redes de conmutación de circuitos, X.25 y Frame Relay, así como hasta 155 Mbps utilizando tecnología ATM.

Las redes X.25 con conmutación de paquetes se generalizaron en la década de 80 y aún se utilizan en muchas estructuras departamentales. El estándar X.25 fue desarrollado por la UIT en 1976 y define la interfaz entre el equipo terminal de usuario y el equipo de transmisión de datos de una red de conmutación de paquetes. Debido al soporte de la tecnología de detección y corrección de errores, es ideal para la transmisión de datos a través de líneas de comunicación de baja calidad. La red distribuida de alta velocidad de Frame Relay y ATM proporciona la conexión de los usuarios a los operadores MMS directamente en estas tecnologías. Es por ello que el uso eficiente de estos canales se logra mediante la asignación dinámica de ancho de banda. Este artículo no considera esta opción para organizar líneas MMC, ya que está relacionada con el diseño de redes de conmutación de paquetes y tramas y requiere una presentación aparte. Cabe señalar que las redes X.25 no admiten la transmisión de voz debido a la alta latencia.

La tecnología de rápido desarrollo Frame Relay (retransmisión de tramas) es un moderno protocolo de conmutación de circuitos similar a X.25, pero que utiliza un procedimiento simplificado para establecer y verificar la calidad de las conexiones. Está diseñado para operar a velocidades más altas (hasta 34 Mbps) con baja latencia (ver el artículo de V. Neumann "¿Qué es frame relay?" en la revista "Comunicación: medios y métodos" No. 3, 4/1998) . Para las redes Frame Relay, la calidad de las conexiones, especialmente cuando se transmite voz, depende de muchos factores. Este:

ATM (Asynchronous Digital Hierarchy) es una tecnología de transmisión de información de alta velocidad en celdas de un tamaño constante de 53 bytes, lo que permite brindar servicios con varios tipos de tráfico. ATM le permite transmitir voz y datos en el canal de agua, es decir, admitir velocidades de datos constantes y variables. ATM es un medio de transmisión universal ideal que combina todas las ventajas de las redes de circuitos arrendados y las redes de transmisión de datos con la asignación dinámica de ancho de banda.

Pero las redes globales de cajeros automáticos en el mundo todavía están subdesarrolladas y son demasiado caras para los usuarios. Por lo tanto, esta tecnología no es muy utilizada.

Para la categoría de usuarios que necesitan una conexión constante de alta calidad para transmitir voz y datos a baja velocidad, se propone utilizar compresión de voz y combinar varios canales de datos/voz en un solo canal a una velocidad de 64 kbps. Aquí, la tecnología de conmutación/multiplexación de canales es la más confiable y fácil de implementar, ya que la mayoría de las redes MMS utilizan el mismo método de transmisión de información. La calidad de la transmisión de datos no cambia, pero la calidad del habla se deteriora ligeramente.

Consideremos en detalle la tecnología de compresión de voz digital y la formación de un canal de 64 kbps a partir de varios canales de voz y/o datos de baja velocidad.

El equipo utilizado por Golden Line para esta tarea fue desarrollado por Newbridge. Su importante ventaja es que tanto la compresión de voz con modulación de código de pulso (PCM) como la combinación de canales se realizan mediante el mismo dispositivo: un módulo llamado procesador de señal digital (Digital Signal Processor -DSP). Cada procesador tiene 6,10, 20 o XNUMX circuitos, cada circuito se puede configurar como un compresor de voz (VC) o una fusión de subtasa (SRM). Se pueden instalar hasta siete módulos DSP en cada multiplexor de E/S de nodo

A continuación se describen los principios y estándares de funcionamiento admitidos por este equipo.

compresión de voz

Como la mayoría de los desarrolladores de equipos de telecomunicaciones, Newbridge soporta dos métodos de compresión de voz - el de desarrollo propio - HCV (8 y 16 kbps) y el estándar, según las Recomendaciones del Sector Tecnológico - ITU-T. G.728 - LD-CELP 16 kbps y ITU-T G.729 - A-CELP 8 kbps. Los algoritmos desarrollados por Newbridge permiten el uso más flexible y eficiente del ancho de banda de 64 kbit/s. Pero al mismo tiempo, el procedimiento de compresión/descompresión solo se puede realizar en equipos Newbridge. Usando algoritmos de conversión de voz estándar, cualquier equipo que admita estos métodos puede seleccionarse para la descompresión. La calidad del habla comprimida a 16 kbps es equivalente a la de 32 kbps cuando se utiliza la modulación de código de pulso diferencial adaptable (ADCM) utilizada en telefonía de larga distancia. Y a 8 kbps, la compresión admite voz de calidad de pago.

Por lo tanto, cuando se utiliza la compresión a una velocidad de 8 kbps, un canal a una velocidad de 64 kbps puede contener hasta ocho canales de voz y a 16 kbps, hasta cuatro canales de voz. Los canales comprimidos se empaquetan en un canal de 64 kbit/s mediante el método de adaptación de velocidad "transparente", que no requiere información sobre sincronización de tramas y señalización. El canal de 64 kbit/s consta de ocho elementos a 8 kbit/s, etiquetados B7 a BO. El habla comprimida a 8 y 16 kbps se coloca en el número adecuado de elementos. La señalización telefónica se transmite dentro de la información del usuario. Este método de señalización se denomina "en banda". En la fig. 1 muestra el esquema de combinación de canales y su ubicación en un canal agregado de 64 kbps.

Agregación de canales de datos de baja velocidad

La combinación de canales de datos de baja velocidad con velocidades de 1,2 a 19,2 kbps se produce según los mismos principios y en el mismo equipo que la combinación de canales de voz. Los datos se envían directamente al combinador de canales de baja velocidad SRM, donde la información de varios usuarios se agrupa en un canal de 64 kbit/s.

Newbridge ofrece dos métodos de agregación de enlaces:

X.50 es un estándar europeo de multiplexación desarrollado de acuerdo con las Recomendaciones ITU-T que describe un mecanismo para combinar varios canales síncronos de baja velocidad en un canal de 64 kbps. El estándar se adopta para definir la interfaz entre redes públicas de datos en el sitio internacional.

DDS es un estándar norteamericano similar a X.50 desarrollado por AT&T y admite la multiplexación de canales de datos síncronos y asíncronos. El cuadro muestra el número de canales de baja velocidad que se pueden transmitir en un canal de 64 kbit/s en un ciclo de trama de 2,048 Mbit/s (interfaz descrita en la Rec. UIT-T G.703).

Cuando se compara, es obvio que el uso del método de multiplexación HCM es mucho más eficiente que los demás.

El esquema de organización de la multiplexación se muestra en la fig. 2.

Organización del acceso a operadores MMS

Los métodos anteriores para el uso eficiente del ancho de banda del canal de 64 kbps permiten desarrollar varios esquemas y proyectos para conectar usuarios a redes de comunicación satelital, mientras que los métodos de multiplexación en el canal de 64 kbps pueden combinar tanto voz como datos.

En la fig. 3 muestra un diagrama de la implementación de la conexión de usuarios al nodo terrestre de comunicaciones por satélite.

La interfaz entre el multiplexor de E/S y el sistema de satélite puede ser cualquiera de las descritas en las Recs. UIT-T V.24, X.21, V.35 o G.703. En el caso de utilizar el estándar G.703, es posible conectar hasta 30 canales agregados a una velocidad de 64 kbps en un flujo de 2,048 Mbps. Estas interfaces se utilizan ampliamente en redes de transmisión de datos públicas y privadas con canales de división de tiempo y están disponibles en casi todos los equipos de telecomunicaciones: conmutadores, multiplexores y enrutadores. El sistema satelital o módem debe tener módulos para conectarse a equipos terminales de datos con las interfaces anteriores. Dichos sistemas pueden ser, por ejemplo, una estación satelital de usuario VSAT-NEXTAR de NEC o módems satelitales de baja velocidad SDM-100 de EFData y DMD2401 de Radyne.

En conclusión, observamos que el uso eficiente del ancho de banda de los canales MMS podría ser útil para muchos operadores de satélites para reducir las tarifas de los servicios y, por lo tanto, atraer clientes adicionales. Un esquema similar se ha implementado y está operando con éxito en un proyecto conjunto entre British Telecom y Golden Line para proporcionar canales de voz con compresión a velocidades de 8 y 16 kbit/s a los bancos de Moscú para ingresar a la Bolsa de Valores de Londres. El uso de tecnología de transmisión de voz y datos en uno o dos canales de 64 kbps parece ser la mejor solución para organizar redes corporativas de empresas con oficinas de representación en diferentes ciudades y países.

Autor: S. Laryushkin, Moscú

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