Мечта многих получать качественную связь, где бы они ни находились, может воплотиться в реальность. Правда для этого следует обратить внимание на одну из беспроводных технологий, распространение которой сегодня не имеет границ

Понятия телефонная связь, Интернет, электронная почта, электронный документооборот сегодня являются вовсе не пустым звуком для многих обитателей нашей планеты.

С помощью этих услуг мы общаемся с родными и близкими, ведем деловую переписку с партнерами по бизнесу, получаем уйму полезной информации, слушаем музыку и смотрим видеопрограммы. Список "земных" радостей, конечно, можно продолжать и дальше.

Однако, как оказалось, эти радости или услуги нам доступны лишь при наличии высокоскоростной сетевой инфраструктуры доступа. К сожалению, далеко не всякий офис или квартира сегодня может похвастаться хайвеем на последней миле. Ведь, например, технологии xDSL (см. ЧИП 6/2003, с. 86) пока еще в диковинку для массового рынка даже в столице. А в большинстве взятых в аренду помещений необходимо с нуля прокладывать высокоскоростные линии связи, на что порой уходят немалые деньги и долгие месяцы (разработка и утверждение проекта, инсталляционные работы и пр.). Кроме того, очень актуальна проблема организации качественной связи для компаний, владеющих удаленными филиалами. Ведь необходимо связать сети всех подразделений, чтобы получить единую информационную среду, способную помочь в выполнении всех бизнес-задач. Оказывается, устранить такую острую зависимость и решить проблему "телекоммуникационного" бездорожья в любом уголке земного шара под силу фиксированным спутниковым системам связи.

Земная ипостась

Идея предоставления услуг связи с помощью мирного космоса пришла в голову человечеству практически сразу после удачного запуска в 1961 году первого в мире пилотируемого Юрием Гагариным аппарата "Восток". Спутниковые системы обещали раз и навсегда решить проблему предоставления услуг связи в удаленных и труднодоступных районах земного шара. Оказывается, достаточно вывести на геостационарную орбиту всего три спутника, чтобы покрыть радиосвязью всю планету.

Поэтому, после ряда испытаний, в конце 60-х годов на орбиту выводится спутник связи АТС-1, с помощью которого удается построить на Аляске (США) первую экспериментальную сеть спутниковой связи, объединившую 25 земных станций (ЗС). Эта сеть оказалась настолько удачной, что было принято решение построить коммерческую сеть, состоящую из 100 ЗС и обслуживаемую спутником Intelsat. Правда, в то время для устойчивой радиосвязи земным станциям требовалось иметь параболические антенны невиданных размеров (их минимальный диаметр был 9 метров). А стоимость первых ЗС достигала полмиллиона долларов США.

Очевидно, что такие "достоинства" вряд ли могли способствовать массовому внедрению спутниковых систем связи. Поэтому перед разработчиками ЗС была поставлена задача — уменьшить габариты антенн и сделать приемлемой для рынка стоимость земных станций. И такие станции появились — в начале 70-х компания California Microwaves начала поставлять спутниковые терминалы с диаметром антенны всего 4,5 метра по цене $50 тыс.

Компания же Equatorial Communications пошла еще дальше, представив в 1979 году опытный образец земной станции с диаметром антенны менее 3 метров, которая открыла дорогу новому классу терминалов с названием VSAT (Very Small Aperture Terminal). В то время приемо-передающие системы (транспондеры) первых коммерческих спутников связи обладали недостаточной мощностью для работы с земными станциями с небольшими антеннами. Поэтому для устранения проблем плохой связи в терминалах с малым диаметром антенны был применен широкополосный шумоподобный сигнал с кодовым разделением каналов, а также средства автоматической подстройки частоты и фазы.

Первая VSAT-сеть была построена в 1994 году у компании Farmers Insurance, занимающейся страховым бизнесом. Она состояла из земных терминалов с антенной диаметром 1,8 метра и стоимостью комплектов $6 тыс. Практически с этого времени VSAT-сети стали активно проникать на телекоммуникационные рынки многих стран мира. В результате к прошлому году в 120 странах количество установленных спутниковых приемо-передающих терминалов превысило 500 тыс. При этом наибольшее количество VSAT-устройств (порядка 300 тыс.) действует в США (данные VSAT Forum).

Аналитики также отмечают заметный спрос на VSAT-системы в Азиатско-Тихоокеанском регионе. Если в 1997 году в странах этого региона насчитывалась 61 тыс. терминалов, то в следующем году только в Китае их количество превысит 60 тыс.

Не последнюю роль в заметном распространении спутниковых терминалов играет снижение их стоимости. Так, цена современных VSAT-терминалов составляет $1,5—4 тыс., что делает их вполне доступными даже для некоторых частных пользователей, не говоря уже о малых предприятиях и государственных учреждениях.

Долой преграды

Стоит подробнее остановиться на преимуществах, которые способны дать в руки пользователям VSAT-сети. Поскольку спутниковые коммуникации являются беспроводными, они полностью избавляют от телекоммуникационных кабелей и розеток.

Кроме того, появились портативные терминалы, которые всегда можно взять с собой и устанавливать связь в местах, где напрочь отсутствует цивилизация (скажем, в лесу, на дороге с капота автомобиля и др.). Например, портативный терминал Swedish IPT Suitcase обладает размером всего 66х 47х29 сантиметров, весит 25 кг и может быть подготовлен к работе на новом месте за несколько минут.

Законы влияют на рынок Из опыта можно сказать, что интерес к спутниковой связи в Украине растет даже не с каждым годом, а с каждым кварталом. То есть динамика спроса налицо. Правда, рост реальных внедрений гораздо меньше из-за отсутствия режима благоприятствования VSAT-коммуникациям со стороны государственных органов, высоких затрат на легализацию каждой станции и расхождений между буквой и практикой законодательства в этой сфере. Количество установленных в Украине станций VSAT (с учетом численности населения Украины) пока примерно в семь раз ниже среднемирового показателя. Однако движение Украины в европейское сообщество способствует более быстрой либерализации законодательства, что в перспективе приведет к повышению спроса на широковещательные спутниковые услуги, затраты на которые в десятки раз ниже, чем в наземной связи.

Стоит также отметить, что, в отличие от других беспроводных технологий, спутниковая коммуникация ограничена лишь радиусом действия приемо-передающих систем спутника, находящегося на орбите Земли. Это позволяет охватывать связью очень удаленных пользователей. При этом абоненты одной сети могут находиться в разных странах и даже разных континентах, что опять-таки избавляет от дорогих международных переговоров и необходимости аренды каналов доступа к сетям передачи данных местных операторов.

Кроме того, спутниковые каналы более надежны в работе, чем кабельные линии связи. Так, коэффициент готовности спутниковых систем связи составляет 99,9 %, в то время как у наземных кабельных линий этот показатель равен 85—90 %. Кстати, в Украине, где нередки случаи хищения кабеля, спутниковые каналы могут полностью избавить от подобной проблемы.

Сети VSAT сегодня способны предоставить пользователям все виды услуг, включая телефонную и факсимильную связь, передачу данных, доступ в Интернет, организацию видеоконференций и телевещания. К VSAT-терминалам можно подключать учрежденческие/офисные АТС и отдельные телефонные аппараты, например, таксофоны в сельской местности. При этом для передачи голоса применяются речевые кодеки (G.711, G.721, G.729 и др.), а также разнообразные виды аналоговых (E&M, FXO, FXS) и цифровых (ISDN PRI/BRI) телефонных интерфейсов.

Для передачи данных VSAT-терминалы поддерживают практически все распространенные сетевые интерфейсы Ethernet/FastEthernet и Token Ring, а потому могут использоваться для объединения локальных сетей. Через VSAT также можно передавать трафик IP-телефонии. Например, в прошлом году польский производитель лесоматериалов Kronopol с помощью VSAT-систем подключил к корпоративной сети IP-телефонии, построенной на Cisco Call Manager, удаленный филиал, открывшийся в поселке Каменка (возле Львова). Связь осуществляется через спутниковый терминал, соединенный с VoIP-шлюзом Cisco VG200.

Спутниковые системы также позволяют создавать сети передачи данных с пакетной коммутацией на основе протоколов X.25, HDLC и SNA/SDLC. Примером таких сетей могут служить сети банкоматов и бензозаправочных станций с проверкой кредитных карточек, а также сети сбора и обработки телеметрической и метеорологической информации. Кстати, в Украине подобная спутниковая система связи уже внедряется на бензозаправочных станциях у одной из крупных компаний.

Спутниковые коммуникации используются и для широковещательных целей (например, для передачи теле- и радиопрограмм). Кстати, по такому же принципу работают системы телевизионного вещания, например, известные проекты Astra, Sirius, НТВ+ и др.

В этой сфере настоящая революция в развитии спутниковой связи обусловлена распространением европейского стандарта DVB (Digital Video Broadcasting), объединившем в единую систему спутниковые, кабельные и телевизионные сети. В основе технологии — принцип кодирования данных по алгоритму MPEG-2 и их передачи в цифровом виде.

Как оказалось, такие данные прекрасно передаются по IP-сетям. Это обстоятельство позволило организовать параллельно с телевещанием в стандарте DVB и высокоскоростной доступ в Интернет. Первой системой, разработанной для получения данных из Интернета, была DirecPC компании Hughes Network Systems (HNS).

Для организации доступа в Сеть абоненту необходимо было приобрести приемный терминал с антенной 0,6—0,9 м и DVB-карту для ПК. При этом запросы к серверам осуществлялись по наземным линиям, например через коммутируемый доступ (dial-up). Этот вид доступа в Интернет получил название асимметричного, поскольку он предусматривал работу спутникового канала только на прием информации к абоненту.

Однако у корпоративных пользователей большей популярностью сегодня пользуются системы двустороннего (симметричного) спутникового доступа к Интернету. Преимущества данного вида связи очевидны — полная независимость абонентов от проводной инфраструктуры и услуг местных провайдеров.

В этом случае используются спутниковые VSAT-терминалы с передающим и приемным каналами. При этом с учетом неравномерности интернет-трафика приемный комплект обеспечивает скорость до 48 Мб/с, а передающий — любые варианты от 64 до 512 Кб/с.

Системы на все вкусы

Малогабаритные спутниковые терминалы VSAT в основном работают в диапазонах частот С и Ku (см. таблицу на с. 78). Хотя в ближайшее время отрасль собирается подключить для спутниковой связи и более высокочастотный диапазон Ka, в котором можно разместить гораздо большее число каналов. Правда, высокочастотные сигналы (особенно Ku- и Ka-диапазонов) более подвержены атмосферным явлениям — туману и сильному дождю, что заставляет увеличивать диаметр антенны и мощность передатчика (она может составлять 5—20 Вт).

Конструктивно спутниковые терминалы состоят из антенны, наружного блока ODU (Out Door Unit), размещаемого непосредственно на антенне, и внутреннего блока IDU (In Door Unit), устанавливаемого в офисе.

Блок ODU обычно включает малошумящий усилитель с преобразователем частоты и передатчик, а внутренняя система состоит из спутникового модема, контроллера и платы с сетевыми интерфейсами.

Терминалы такой конструкции сегодня поставляет на рынок не один десяток компаний. Например, компания HNS производит системы спутниковой связи PES, предназначенные для передачи данных и организации телефонной связи. Сеть, построенная на PES, может состоять из 12 тыс. земных станций и использовать протоколы передачи данных IP/TCP, X.25, SDLC. При этом терминалы оснащаются антенной от 0,9 до 1,8 м, обеспечивают обратный (в сторону спутника) канал связи 64—256 Кб/с и выполняют функцию маршрутизации RIP-1/2. Если же дооснастить систему PES устройством DW1000 VSAT, то можно организовать высокоскоростной (до 48 Мб/с) канал в Интернет (на основе прокси-сервера (PEP v.2) и спуфинга TCP-протоколов). А наличие декодера MPEG-1/2 и поддержка системы телевещания PAL позволяют принимать видеопрограммы. Комплект оборудования для спутниковой связи стоит от $3 тыс.

Компания NEC поставляет спутниковую систему связи Nextar, в которой для построения доступа используются решения Nextar AA/TDMA и Nextar BOD. Так, система Nextar BOD работает в диапазонах С и Ku и поддерживает скорости передачи данных от 64 Кб/с до 8 Мб/с. Она позволяет строить корпоративные сети по технологиям доступа SCPC и DAMA. Система Nextar-V применяет технологию доступа AA/TDMA и обеспечивает скорости передачи 64—128 Кб/с. Это устройство предназначено в основном для работы в сети банкоматов и сбора статистической информации. Терминалы Nextar BOD можно приобрести за $3—5 тыс., а Nextar AA/TDMA — за $2,5 тыс.

Спутниковый терминал DialAw@y IP компании Gilat обеспечивает телефонной связью, каналом для передачи данных и доступом в Интернет небольшие офисы. Устройство позволяет кодировать голос (кодеки G.723.1 и G.726) в IP-пакеты, обеспечивать связь с телефонной системой по интерфейсу E1, а также поддерживать факс-модемное соединение по протоколам V.22 bis и V.23. Стоит оборудование от $3 тыс.

Устройства серии Skylinx 8000 компании ViaSat предназначены для организации телефонной связи и передачи данных по технологии доступа к радиоканалу DAMA. Система позволяет ужать голосовой канал до 8 Кб/с и при необходимости организовать симметричную связь, при которой канал для запроса поддерживает протокол V.25 bis (используется на многих маршрутизаторах Cisco Systems).

Наладили производство VSAT-терминалов и украинские компании. Например, приемный спутниковый терминал Adamant SAT1 (Adamant) выделяет IP-трафик из потока Frame Relay и маршрутизирует его в Ethernet. При этом стоимость системы составляет около $2,5 тыс. В свою очередь LuckyNet поставляет системы LuckyLink VSAT 2000, обеспечивающие прием потоков данных на скоростях до 45 Мб/с.

Частные абоненты пока отстают В настоящее время наиболее заинтересованы в разворачивании сетей VSAT компании, имеющие территориально распределенные подразделения или филиалы (например, банки и корпоративные клиенты), а также операторы, предоставляющие доступ в Интернет. Наша компания также имеет успешный опыт работы с частными абонентами, однако этот сектор рынка все еще остается малоосвоенным в связи с довольно высокой стоимостью VSAT-станций. На нашем рынке чаще всего с помощью спутниковых систем организовывают каналы связи для передачи данных и голоса. Правда, набирает популярность и услуга доступа в Интернет. В перспективе же, скорее всего, произойдет некое выравнивание востребованности этих видов услуг за счет роста рынка заказчиков, желающих получать качественный доступ в Сеть через спутник. Также можно ожидать увеличения количества абонентов, подписавшихся на теле- и радиовещание с помощью спутниковых систем.

Дорогу мультимедиа

В последние годы на рынке активно предлагается новое поколение мультимедийных VSAT-систем, которые обеспечивают в приемном канале скорости передачи до полусотни мегабит в секунду. Такие терминалы получили название MMV (Multimedia VSAT).

Системы MMV обеспечивают абонентов целым спектром услуг от простой передачи файлов и многоадресной рассылки информации до организации видеоконференций, интерактивного телевидения и скоростного доступа в Интернет. Практически на MMV-системах можно строить интегрированные сети, объединяющие традиционную телефонную связь и IP-телефонию, передачу данных, теле- и радиовещание и др.

В качестве мультимедийной технологии в спутниковых системах чаще всего используется DVB. Сегодня одним из популярных решений такого типа является IP-Advantage компании HNS. Эта технология обеспечивает доставку различного IP-трафика на пользовательские терминалы с помощью высокоскоростного канала IP-Advantage Outroute (до 24 Мб/с). В обратном направлении (от пользовательских терминалов к центральной станции) короткие запросы транспортируются на скоростях до 256 Кб/с. Для организации такой услуги абоненты должны установить у себя VSAT-систему (например, PES-800) и устройство SAR, состоящее из карты DirecPC Enterprise Adapter, модуля Ethernet и MPEG-адаптера.

Стоит упомянуть о новой мультимедийной разработке компании HNS — системе DirecWay. Она является результатом интеграции хорошо себя зарекомендовавшего в работе продукта PES и оборудования DirecPC. Спутниковый канал в DirecWay обеспечивает передачу запроса от удаленных терминалов со скоростью 64—256 Кб/с, а прием данных — от 256 Кб/с до 48 Мб/с. Терминалы DirecWay выпускаются с антеннами диаметром от 0,75 до 2,4 м для диапазонов С и Ku и поддерживают работу большинства IP-приложений. Кроме того, устройства укомплектованы встроенными декодерами MPEG и маршрутизаторами. Стоит отметить, что на украинском рынке услугу DirecWay (на оборудовании DW 6000) в первом квартале 2004 года собирается запустить компания "Датасат".

В VSAT-сетях для передачи мультимедийного контента также может использоваться и технология Frame Relay. При этом потоку данных гарантируется необходимая пропускная способность, заложенная в механизме CIR. Кроме того, Frame Relay поддерживается многими сетевыми устройствами, выпускаемыми Alcatel, Cisco Systems, Motorola и др. Правда, скорость передачи в приемном канале зачастую ограничена 4,096 Мб/с.

Среди систем, применяющих такой режим работы, можно отметить Skystar Advantage компании Gilat. Устройство работает в диапазонах Ku (диаметр антенны 0,5—1,2 м) и С (1,8 м), а также поддерживает сетевые протоколы 10/100 Ethernet, Token Ring, Frame Relay, SDLC, X.25 и IP. Кроме того, станция обеспечивает режим IP-multicast, позволяя транслировать по сети мультимедийную информацию к многочисленным пользователям. При этом скорость передачи данных находится в пределах от 64 Кб/с до 2 Мб/с.

Компания L-3 Communications предлагает мультимедийную систему ISAT, поддерживающую передачу до 8 речевых каналов и данных со скоростью до 4,096 Мб/с. В мультимедийном оборудовании предусмотрены возможности передачи информации в форматах Frame Relay, ISDN и IP.

Дым отечества

В прошлом году в Украине наблюдался заметный рост количества пользователей услуг фиксированной спутниковой связи. Если с 1992 по 2002 год в Украине было подключено немногим более 300 земных станций, то за последние пару лет только оператор "Датасат" установил около 150 спутниковых терминалов. Стоит отметить, что у этого оператора создан самый крупный в Восточной Европе и странах СНГ центр управления сетью (Hub), который способен обслуживать до 16 тыс. VSAT-станций. Сегодня уже более десяти компаний, ведущих бизнес в Украине, обслуживаются этим центром.

В свою очередь у оператора "УкрСат" в Киеве находится центр управления спутниковой связью, который в настоящее время управляет сетью из 350 земных станций типа PES. При необходимости эти станции могут интегрироваться с оборудованием IP-Advantage.

В Украине также активно предоставляет услуги корпоративной спутниковой связи компания "Рутена" (до 2003 года "Инфоком-СК"). Сейчас услугами этого оператора пользуются представительство ООН в Украине, Мировой банк, "Ситибанк", "Райффайзенбанк" и др.

Спутниковые системы связи зачастую применяют и украинские провайдеры для подключения своей сети и сетей клиентов к точкам обмена интернет-трафиком. Например, Adamant предлагает решение Adamant 2 SAT, с помощью которого пользователи могут получать по асимметричной схеме высокоскоростной доступ в Интернет. А LuckyNet предоставляет корпоративным заказчикам подключение к Глобальной паутине с помощью решения LuckyLink-EU, предусматривающего передачу трафика по технологии Frame Relay со спутников Sirius-2 и Sirius-3.

По мнению специалистов, в ближайшем будущем следует ожидать повышения спроса на услуги спутниковой связи. Особенно если в Украине удастся создать недорогие для массового пользователя проекты по трансляции телевизионных и радиопрограмм, а также скоростного доступа в Интернет. Тем более, что многочисленные маркетинговые исследования нашего рынка отмечают большой потенциальный спрос на услуги спутниковой связи.