CC BY
31УДК. 621.396
Якушенко Сергей Алексеевич профессор, кандидат технических наук, доцент Забело Александр Николаевич доцент, кандидат военных наук Антонов Владимир Владимирович старший преподаватель Веркин Сергей Сергеевич
преподаватель, кандидат технических наук Смирнов Александр Александрович докторант, кандидат технических наук Военная академия связи им. Маршала Советского Союза С.М. Буденного, (г. Санкт-Петербург)
DOI: 10.24411/2520-6990-2020-11443 ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО ПОСТРОЕНИЮ ТЕРМИНАЛОВ СПУТНИКОВОЙ СВЯЗИ, ДЛЯ АБОНЕНТОВ ВЫСОКОСКОРОСТНОЙ СИСТЕМЫ СПУТНИКОВОЙ СВЯЗИ
Yakushenko Sergey Alekseevich
Professor, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor
Zabelo Alexander Nikolaevich
Associate Professor, Candidate of Military Sciences Antonov Vladimir Vladimirovich Senior Lecturer
Verkin Sergey Sergeevich
Lecturer, Candidate of Technical Sciences Smirnov Alexander Alexandrovich Doctoral student, Candidate of Technical Sciences Military Academy of Communications. Marshal of the Soviet Union S.M.Budyonny, (Saint Petersburg)
SUGGESTIONS FOR THE CONSTRUCTION OF TERMINALS FOR A SATELLITE-NICK COMMUNICATION, FOR SUBSCRIBERS OF A HIGH-SPEED SATELLITE COMMUNICATION
SYSTEM
Аннотация
При подготовке предложений по построению терминалов спутниковой связи высокоскоростной системы спутниковой связи были использованы исходные данные с опорой на современную практику организации спутниковой связи в Российской Федерации. Использовались сведения из международного опыта решения подобных задач. В статье даны рекомендации по выбору видов услуг связи в создаваемых высокоскоростных системах спутниковой связи, а также сделаны предложение по структуре построения стационарных терминалов спутниковой связи.
Abstract
In preparing the proposals for the construction of satellite communications terminals for a high-speed satellite communications system, the initial data were used based on the current practice of satellite communications in the Russian Federation. We used information from international experience in solving such problems. The article gives recommendations on the choice of types of communication services in the created high-speed satellite communications systems, as well as a proposal on the structure of the construction of stationary satellite communications terminals.
Ключевые слова: сеть спутниковой связи, терминалы спутниковой связи, услуги связи, высокоскоростная система спутниковой связи, телематические услуги связи.
Keywords: satellite communications network, satellite communication terminals, communication services, high-speed satellite communication system, telematic communication services.
Введение
Бурное развитие телекоммуникационных технологий, среди которых особое место занимает высокоскоростная система спутниковой связи, привело к необходимости совершенствования требований к составу передаваемой информации и типам услуг в таких системах. А изменение требований к передаваемой информации влияет на структуру и состав терминалов спутниковой связи.
Предложения по требованиям к составу передаваемой информации и типам услуг, обеспечиваемых терминалами спутниковой связи высокоскоростной системы спутниковой связи
В [1] введена классификация услуг связи. Основные (базовые) услуги - услуги, определенные основным назначением службы, предоставляемые пользователю при каждом его обращении к службе электросвязи, т.е. к основным (базовым) услугам относятся услуги, которые определяют основную
деятельность оператора связи, и являются основой для формирования дополнительных услуг.
Дополнительная услуга - любая услуга электросвязи, предоставляемая службой (или сетью) электросвязи в дополнение к ее основной услуге электросвязи согласно явно выраженному запросу пользователя.
Таблица 1
Перечень услуг связи, предоставляемых на базе системы_
№ п/п Наименование услуги
1. Доступ к сети подвижной спутниковой радиосвязи
2. Услуги телефонной связи
2.1 Телефонная связь в пределах сети подвижной спутниковой радиосвязи оператора связи
2.2 Телефонная связь с абонентами сетей фиксированной телефонной связи общего пользования
2.3 Вызов экстренных оперативных служб
3. Услуга передачи данных
4. Телематические услуги связи
4.1 Услуга доступа к сети Интернет
4.2 Услуга передачи электронной почты
4.3 Услуга передачи коротких текстовых сообщений
4.4 Услуга передачи факсимильных сообщений
В таблице 1 приведен расширенный перечень основных и дополнительных услуг, обеспечиваемых с применением терминалов спутниковой связи (ТСС) высокоскоростной системы спутниковой связи.
Организация речевого обмена (телефонная связь абонентов ТСС системы с абонентами наземных сетей).
Услуга телефонной связи - деятельность оператора связи по удовлетворению путем установления телефонного соединения потребности пользователя услуг связи в обмене телефонными сообщениями.
Согласно нормативных требований [2] к системам электросвязи с выходом на сети общего пользования в случае предоставления услуг общего пользования в системе должны обеспечиваться возможность бесплатного круглосуточного вызова экстренных оперативных служб и доступ к системе информационно-справочного обслуживания.
К экстренным оперативным службам относятся:
- служба пожарной охраны;
- служба реагирования в чрезвычайных ситуациях;
- полиция;
- служба скорой медицинской помощи;
- аварийная служба газовой сети;
- служба «Антитеррор».
В перечень дополнительных услуг также могут быть включены услуги связи, не требующие лицензии, оказание которых технологически неразрывно связанно с основными услугами подвижной спутниковой радиосвязи и направлено на повышение их потребительской ценности:
- удержание вызова - услуга предоставляет пользователю возможность прервать текущий сеанс связи и впоследствии, если требуется, восстановить соединение;
- переадресация вызова - услуга обеспечивает пересылку всех поступающих к обслуживаемому пользователю вызовов или только вызовов определенных услуг предоставления связи на другой, предварительно определенный самим пользователем, номер (все вызовы или только вызовы в случае
занятости или не ответа этого вызываемого абонента) На исходящий вызов обслуживаемого пользователя услуга влияния не оказывает;
- замкнутая группа пользователей - услуга позволяет организовать группу пользователей с ограниченной возможностью установления соединений вне данной группы. Конкретный пользователь может быть членом одной и более замкнутых групп пользователей. Члены конкретной группы могут связываться между собой, но, в основном случае, не могут связываться с пользователями, не входящими в эту группу. Некоторые сети могут позволять членам замкнутой группы делать специальные вызовы, выходящие за пределы этой группы пользователей (например, вызов аварийных служб);
- предоставление идентификации вызывающего абонента - услуга обеспечивает вызываемому пользователю возможность идентификации номера вызывающего пользователя;
- конференцсвязь - услуга обеспечивает пользователю возможность договариваться о вызове двух и более участников соединения. Конферен-цсвязь используют для проведения групповых обсуждений, совещаний или переговоров;
- запрет входящих или исходящих вызовов;
- детализация счета за оказанные услуги -услуга обеспечивает пользователю возможность получения информации о сумме, начисленной за конкретный вызов.
Организация обмена абонентов ТСС документированной информацией, электронной корреспонденцией и командно-сигнальной информацией.
Услуга связи по передаче данных - деятельность оператора связи по приему и передаче данных. Передача данных может осуществляться как по специализированным, так и по неспециализированным сетям электросвязи, в том числе по коммутируемым и некоммутируемым сетям электросвязи.
К услугам связи по передаче данных относятся: доступ к базам данных, передача управляющей информации, доступ к центрам обработки данных, доступ к серверам общего пользования и др.
Телематические услуги связи - это услуги, оказываемые с помощью сетей электросвязи, к которым относятся передача электронных и голосовых сообщений, организация аудио- и видеоконференций, факсимильной связи и др., за исключением телефонии, телеграфных услуг и передачи данных. В отличие от услуги по передаче данных телематические услуги включают в себя обработку и хранение информации пользователей.
К телематическим услугам относятся:
- просмотр web-страниц - обеспечивает извлечение и хранение разнотипной и взаимосвязанной информации, включающей текстовые, графические, видео-, аудио- и другие данные;
- электронная почта (e-mail) - обеспечивает обмен электронными сообщениями (электронных писем) с промежуточным накоплением между абонентскими терминалами;
- передача коротких текстовых сообщений -передача сообщений, состоящих из букв или символов, набранных в определенной последовательности, предназначенных для передачи по сети. Если получатель сообщения находится вне области покрытия сети или его абонентский терминал, то система будет хранить сообщение до тех пор, пока этот он не появится снова в сети. После чего сообщение будет доставлено. Такой механизм называется передачей с промежуточным хранением. Отдельное сообщение может иметь длину до 160 символов;
- передача факсимильных сообщений - обеспечивает возможность передачи и приема факсимильных сообщений через промежуточный накопитель.
К числу дополнительных услуг при передаче данных могут относиться:
- определение местоположения - услуга дает возможность пользователю запросить и получить от системы географические координаты точки своего местонахождения (не является услугой электросвязи, при этом часто организуется в сетях подвижной связи);
- циркулярная передача информации - метод одновременной передачи данных с идентичной информацией от одного отправителя к нескольким получателям.
Организация видеообмена абонентов ТСС с абонентами наземных сетей.
По мере развития системы перечень услуг связи может расширяться: вводиться услуги, которые могут эффективно обеспечиваться исключительно спутниковыми системами (вещание, распределение сигналов точных частот и времени и др.); повышаться комплексность услуг. В настоящее время наиболее популярными услугами являются такие, как:
- услуги видеотелефонной связи - услуга телефонной связи с одновременной передачей видеосигнала между участниками сеанса связи;
- потоковые услуги - прием/передача мультимедийного контента в режиме реального времени с
возможностью буферизации на абонентском терминале;
- мобильное телевидение - услуга, предоставляющая возможность владельцам мобильных устройств с подключением к подвижной сети, смотреть телевизионные программы и трансляции, доставляемые посредством сетей связи, в режиме реального времени.
Пакетный режим передачи информации, планируемый к использованию в проектируемой системе, принципиально обеспечивает возможность организации услуги видеотелефонной связи.
Организация циркулярной передачи информации.
Режим циркулярной передачи информации предусматривает единый центр вещания и унифицированный (идентичный) вид информации, адресуемой группе абонентов ТСС системы.
В составе услуг для абонентов ТСС предлагается предусмотреть циркулярную передачу информации по заданным группам абонентов для сообщений малого объема (так называемые «короткие сообщения»). Границей «малого» в действующих системах персональной спутниковой связи в основном выступает объем до 10 Кбайт данных, что соответствует символьно-буквенному сообщению в размере 3или 4 стандартных страниц формата А4. Увеличение объема «коротких сообщений» возможно, но может привести к снижению показателей оперативности управления, поскольку увеличивает время занятия каналов автоматизированного управления сетью.
Принципы автоматической организации каналов связи для абонентов абонентского ствола и внешних абонентов ТСС системы.
Состав и технические характеристики автоматизированной (автоматической) системы управления ресурсами сети спутниковой связи (ССС) неразрывно связаны в современных системах с требования по качеству обслуживания. Общее определение понятия качества дает [3], как «совокупность характеристик объекта, определяющих его способность удовлетворять заявленным требованиям». На основе общего понятия качества стандарта ИСО 8402 были определены основные термины в области качества услуг связи (QualityofService, QoS), впервые приведенные в [4]. В Рекомендации дано следующее определение QoS, как «совокупный показатель эксплуатационных характеристик услуги, определяющий степень удовлетворенности пользователя услугой».
Понятие услуги определено в [5] «Услуга: Результат непосредственного взаимодействия исполнителя и потребителя, а также собственной деятельности исполнителя по удовлетворению потребности потребителя». Согласно Федеральному закону о связи [2] под услугой связи следует понимать «деятельность по приему, обработке, хранению, передаче, доставке сообщений электросвязи».
В целом качество услуги характеризуется совокупностью потребительских свойств. Наиболее существенными являются:
- доступность - свойство услуги быть предоставленной тогда, когда это необходимо пользователю;
- непрерывность - свойство услуги, будучи предоставленной, продолжаться в течение требуемого времени;
- целостность - свойство услуги, будучи предоставленной, обеспечиваться без чрезмерного ухудшения.
К важным потребительским свойствам можно отнести также:
- наличие поддержки пользователя - способность оператора сети связи предоставлять обслуживание (набор услуг) и помогать потребителю использовать его.
- удобство использования - свойство услуги, характеризующее, насколько успешно и легко потребитель может ее использовать.
В техническом отчете [6] указано на существование двух видов показателей (параметров) качества, влияющих на услугу, - показатели (параметры) качества услуги QoS и показатели (параметры) качества функционирования сети (Network Performance, NP). Качество функционирования сети определяется как совокупность параметров, характеризующих способность сети или ее части выполнять функции, обеспечивающие связь между пользователями.
Показатели (параметры) QoS характеризуют предоставляемое качество услуги с позиций пользователя и не всегда могут быть выражены техническими терминами.
С точки зрения абонентов (пользователей) QoS определяется такими показателями (параметрами), которые:
- в большей мере направлены на абонентов/пользователей, а не на функционирование сети;
- не зависят по определению от организации и применяемого оборудования сети;
- учитывают все возможности услуги с точки зрения абонента/пользователя;
- могут гарантироваться со стороны поставщика услуг;
- представлены в виде, понятном как для абонентов/пользователей, так и для поставщика услуг.
Важно понимать, что термин QoS отличается от понятия №. QoS - это результат восприятия пользователя, в то время как № определяется эксплуатационными характеристиками отдельных сетевых элементов или эксплуатационными характеристиками всей сети в целом. Однако № влияет на QoS, оно является его частью. Качество услуги QoS является исходным пунктом для разработки параметров и задач №. При этомQoS характеризуется параметрами (показателями), как зависящими от качества функционирования сети, так и независящими. На основе показателей QoS, зависящих от качества функционирования сети, можно определить множество соответствующих № (рисунок 1), то есть QoS отображается в №.
Рисунок 1 Виды показателей качества услуг
Для оценки качества услуг связи мобильных абонентов возможно поступить следующим образом, поскольку отсутствуют отечественные нормативные правовые акты (НПА) и стандарты, а также международные рекомендации о качестве услуг в высокоскоростных системах спутниковой связи, целесообразно использовать имеющийся опыт нормирования других спутниковых систем подвижной связи, учитывающий характеристики и возможности уже разработанных технических средств этих систем. Ориентиром могут служить нормы существующих НПА отрасли и международных стандартизирующих организаций (МСЭ-Т, ETSI) для подвижных радиотелефонных и фиксированных телефонных сетей связи общего пользования.
Предлагается перечень показателей качества услуг связи классифицировать в две группы:
- группа 1 - показатели качества услуги, относящиеся к функциям по установлению соединения, передаче информации и разъединению (технические показатели качества услуги);
- группа 2 - показатели качества услуги, относящиеся к функциям услуги, не связанным с установлением соединения, передачей информации и разъединением, а относящиеся, в основном, к менеджменту, включая показатели, характеризующие взаимодействие пользователей с персоналом. Например, заключение договора на оказание услуги, внесение изменений, восстановление связи, осуществление расчетов и др. (показатели качества обслуживания).
Кроме того, может быть определена группа 3 -показатели качества услуги для включения в соглашения об уровне обслуживания SLA. Данная группа показателей может включать как технические показатели качества из группы 1, так и показатели качества обслуживания из группы 2.
В таблицах 2 и 3 представлен предлагаемый для мобильных абонентов перечень показателей качества услуг связи и качества обслуживания.
Таблица 2
Перечень технических показателей качества услуг, предлагаемых для ППСС
Наименование услуги Показатель качества
Услуги телефонной связи Доля несостоявшихся вызовов
Время установления телефонного соединения
Качество передачи речи
Доля вызовов, не удовлетворяющих нормативам по качеству передачи речи
Доля вызовов, окончившихся разъединением установленного соединения не по инициативе абонента
Вызов экстренных оперативных служб Доля несостоявшихся вызовов на телефонный номер экстренных оперативных служб
Услуга передачи данных Доля успешных попыток доступа к услуге
Доля неудачных попыток доступа к серверу услуги
Время установления соединения с сервером услуги
Доля прерванных сеансов передачи данных
Средняя скорость передачи данных
Услуга доступа к сети Интернет Доля успешных попыток доступа к услуге
Доля неудачных попыток доступа к серверу услуги
Время установления соединения с сервером услуги
Доля прерванных сеансов передачи данных
Средняя скорость передачи данных
Услуга передачи коротких текстовых сообщений Доля неудачных попыток доступа к услуге
Время передачи сообщения
Время доставки сообщения
Доля неуспешной доставки
Услуга передачи электронной почты Доля успешных попыток доступа к услуге
Время установления соединения с сервером услуги
Время передачи почтового сообщения
Услуга передачи факсимильных сообщений Время доставки сообщения
Таблица 3
Перечень показателей качества обслуживания, предлагаемых для оценки ППСС_
Наименование функции услуги Показатель качества
Доступ к системе информационно-справочного обслуживания Доля неуспешных вызовов информационно-справочной службы по телефону
Время доступа к информационно-справочной службе по телефону
Время ожидания ответа оператора информационно-справочной службы по телефону или ответа автоинформатора
Скорость ремонта Коэффициент восстановления связи
Время восстановления связи
Правильность тарификации Доля неправильно тарифицированных соединений
Удовлетворенность абонентов обслуживанием Доля обоснованных жалоб на качество обслуживания при взаимодействии с персоналом
Доля обоснованных жалоб на качество услуги в целом
Время ответа на письменные претензии пользователей
Предложение по требованиям к производительности (скоростям передачи информации) ТСС системы
Опираясь на опыт ведущих спутниковых про- ется следующая классификация типов ТСС, отлича-ектов и достигнутые к 2018 году параметры дей- ющихся условиями применения и производитель-ствующих средств спутниковой связи, предлага- ностью (таблица 4).
Таблица 4
Предложения по типам (группам) ТСС различной производительности для работы _с РТР ГСО в диапазоне ка^_
№ п/п Обозначение типа ТСС Скорость приема, Мбит/с Скорость Передачи, Мбит/с Примечание
1. Стационарные ТСС узлового типа 54,0 Ы*2,0 N не выше количества «обратных» несущих в стволе
2 Перевозимые стационарные ТСС 54,0 2,0
3 Подвижные ТСС, в том числе морского исполнения 54,0 1,0
4 Подвижные ТСС скрытного размещения 18,0 0,1 В том числе носимые
Рекомендуемые скорости приема и передачи энергетики радиолиний в материалах предложений
информации для классов ТСС могут быть обеспе- по ЦЗСС системы.
чены ТСС с энергетическими характеристиками, Обобщенная структура реализации стационар-
определенными предварительными расчетами ного ТСС показана на рисунке 2.
Рисунок 2 Обобщенная структура стационарного ТСС
Состав стационарного ТСС приведен в таблице 5.
Таблица 5
__Состав стационарного ТСС__
№ п/п Наименование оборудования Кол.
1 Пост антенный 1
1.1. Модуль антенный 1
1.2. Система облучающая 1
1.3. Конвертер передающий 1
1.4. Малошумящий преобразователь 1
2. Стойка КОА 1
2.1. Шкаф 7и настенно-напольный 1
2.2. Блок модема СМ-С 1
2.3. Источник бесперебойного питания 1
3. Комплект кабелей 1
4. Комплект ЗИП одиночный 1
5. Комплект инструмента и принадлежностей 1
6. Комплект эксплуатационной документации 1
Выводы
Разработанные предложения по построению терминалов спутниковой связи будут востребованы при проектировании перспективных высокоскоростных систем спутниковой связи.
Список литературы
1. ГОСТ Р 53731-2009 «Качество услуг связи. Термины и определения».
2. Федеральный закон «О связи» от 07.07.2003 N 126-ФЗ.
3. ISO 8402:1994. «Управление качеством и обеспечение качества». Словарь.
4. Рекомендации МСЭ-Т Е.800.
5. ГОСТ Р 50646-2012 «Услуги населению. Термины и определения».
6. ETSI TR 102 805-3 V1.1.1 (2010-04).
