ВЫБОР ПРОТОКОЛА МНОЖЕСТВЕННОГО ДОСТУПА АБОНЕНТСКИХ СТАНЦИЙ В МАЛОЙ КОРПОРАТИВНОЙ СПУТНИКОВОЙ СЕТИ СВЯЗИ

March 30, 2012 by admin Комментировать »

Сунегин Д. Г., Сушко С. И., Сундучков К. С. Учебно-научный Институт телекоммуникационных систем при НТУУ КПИ Индустриальный пер. 2, г. Киев, 03056, Украина, e-mail: suneg@ua.fm

Аннотация – Рассмотрены протоколы многостанционного доступа для малых корпоративных спутниковых систем.

I.  Введение

Проведен обзор протоколов многостанционного доступа для Системы Оперативного Мониторинга Ветроэлектростанций (малой корпоративной спутниковой сети связи). Выбрано направление дальнейшего исследования для организации СОМ ВЭС.

II.  Основная часть

Для малых корпоративных спутниковых сетей передачи информации критичными являются эксплуатационные расходы, зависящие, прежде всего от арендуемой полосы пропускания [1].

Для СОМ ВЭС арендуемая полоса составляет 64 кГц (32 кГц-uplink, 32 кГц-downlink), стоимостью всего 256$ в месяц. При этом необходимо обеспечить передачу следующего трафика: данные, голос, LAN, Fax. Из перечисленных видов трафика голосовые данные являются наиболее требовательными к полосе пропускания и задержке. Таким образом, выбор протокола многостанционного доступа следует проводить из следующего принципа: максимальная пропускная способность при наименьшей задержке.

Охарактеризуем основные протоколы многостанционного доступа.

Протокол «Классическая Aloha» [2] является одним из самых простых протоколов многостанционно- го доступа с точки зрения управления. Его основные характеристики:

максимальная пропускная способность 0.18 не требуется синхронизация пакеты нефиксированной длины ошибочные пакеты передаются через случайное время, распределенное экспоненциально При данной пропускной способности максимальная скорость передачи данных будет составлять 32000 0.18=5760 Кбит/сек (полудуплекс) либо 5760/2=2880 дуплекс. Следовательно, возникает необходимость применять алгоритмы сжатия речи Согласно рекомендациям ITUT [4]:

1.     G.723 предусматривает кодирование речи со скоростями 6,3 Кбит/с и 5,9 Кбит/с.

2.     G.728 предусматривает кодирование речи со скоростью 16 Кбит/с.

3.     G.729 предусматривает кодирование речи со скоростью 8 Кбит/с.

Таким образом, при данной скорости передачи не один из стандартов не позволяет организовать дуплексный обмен голосовыми данными. Применение «Классической Aloha» в СОМ ВЭС невозможно из-за малой пропускной способности.

Протокол «Синхронная Aloha» является модернизацией «Классической Aloha». Его основные характеристики:

пропускная способность 0.36

создаются временные слоты, соответствующие

длине пакета

пакеты фиксированной длины требуется синхронизация

ошибочные пакеты передаются через случайное время, распределенное экспоненциально Пропускная способность данного протокола превышает в 2 раза «Классическую Aloha», но также не достаточна для передачи речи.

Семейство протоколов Aloha с древовидным алгоритмом исправления коллизий имеет достаточно высокие показатели пропускной способности

0.                      46…0.56. Реализация данного типа протоколов представляет собой определенную сложность и трудоемкость.

R-Aloha [3] имеет один из самых высоких показателей пропускной способности 0.67 и небольшие показатели задержки при высоких значениях нагрузки, так как в нем используются принципы резервирования тайм слотов. Однако, при малой нагрузке по показателям задержки он проигрывает синхронной Aloha.

Наиболее перспективным для СОМ ВЭС, является применение протоколов с резервированием.

Все алгоритмы с резервированием имеют следующие преимущества [5]:

высокие показатели пропускной способности (до

0.8)

число станций, участвующих в обмене, не ограничено двумя простота реализации

пакеты как фиксированной так и не фиксированной длины (в зависимости от варианта) поддерживается QoS

при высоких значениях пропускной способности меньшие значения задержек (по сравнению с Aloha)

Используя стандарт G.729 (8 Кбит/сек) в совокупности с протоколом с резервированием позволит обеспечить дуплексную передачу речевых данных с максимально возможной для СОМ ВЭС достоверностью и качеством речи. Как альтернативный вариант семейству протоколов с резервированием рассмотрен вариант с расписанием сеансов. В данном случае каждый из сеансов связи закреплен за фиксированным временным интервалом. Коллизии будут отсутствовать и пропускная способность в некоторых случаях будет достигать максимального значения -1. Недостатком является то, что только две станции смогут участвовать в обмене в текущем временном интервале.

III.  Заключение

Таким образом, для малых корпоративных спутниковых сетей основным критерием выбора протоколов многостанционного доступа является максимальная пропускная способность при наименьшей задержке. И наиболее соответствующие этому критерию являются протоколы с резервированием.

В данный момент исследуется эффективность алгоритмов с резервированием для СОМ ВЭС.

IV. Список литературы

[1]  Сундучков К. С., Когут А. П., СунегинД. Г., Сушко

С. И. Малая спутниковая корпоративная сеть передачи информации». Доклады 13-й международной крымской конференции «Microwave & Telecommunication Technology» (CriMiCo’2003). 8-12 сентября, Севастополь, Крым, Украина, стр. 303-304.

[2]  Бернард С. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение. Изд.2, 2003 г.

[3]  Прокис Дж. Цифровая связь, пер. с англ./ под ред.

Д. Д. Кловского, Москва, радио и связь 2000 г..

[4]  Tech Info – ITU-T Multi-Media Standards Http://www. zytrax. com/tech/signalling/multimedia_stds_itu. htm

[5]  V. Sdralia, P. Tzerefos Wireless access protocol. University of Sheffield. Department of Electronic & Electrical Engineering, Mappin St, Sheffield, S1 3JD, UK2001.

CHOICE OF MULTISTATION PROTOCOL ACCESS IN THE SMALL CORPORATE SATELLITE COMMUNICATION NETWORK

Sunegin D., Sushko S. Sunduchkov K.

Research Institute of Telecommunications, National technical University of Ukraine ‘Kiev Poiytechnicai institute’

1  industriainy Provuiok, Kiev, Ukraine, 03056

Abstract – Protocols of of multistation access for small corporate satellite systems are considered.

I.  Introduction

The review of reports of multistation access for System of Operative Monitoring (a small corporate satellite communication network) is carried out. The direction of the further research for the organization of SOM is chosen.

II.  Main part

For small corporate satellite the working costs depends first of all on a rented band [1].

For SOM the rented band 64 KHz (32 KHz -uplink, 32 KHz – downlink), cost only 256 $ per one month. Thus it is necessary to provide transfer of the following traffic: the data, a voice, LAN, Fax. From the listed kinds of the traffic the voice data are the most exacting to a passband and a delay. Thus, the choice of the of multistation access protocol should be carried out from the following principle: the maximal throughput at the least delay.

Let’s characterize the basic protocols of multistation access. The protocol «Classical Aloha» [2] is one of the most simple protocols of multistation access from the point of view of management. Its basic characteristics:

•       The maximal throughput 0.18

•       Synchronization is not required

•       Packages of not fixed length

•       Erroneous packages are transferred through the casual time distributed exp.

At the given throughput the maximal speed of data transmission will make 32000 0.18=5760 Kbit/s (half-duplex) or

5760/2 =2880 a duplex. Hence, there is a necessity to apply algorithms of compression of speech According to recommendations ITUT [4]:

1.     G.723 provides coding speech with speeds 6,3 Kbit/s and 5,9 Kbit/s.

2.      G.728 provides coding speech with speed 16 Kbit/s.

3.               G.729 provides coding speech with speed 8 Kbit/s/ Thus, at the given speed of transfer not one of standards

does not allow to organize a duplex exchange of the voice data. Application «Classical Aloha» in SOM is not possible because of small throughput.

The protocol «Synchronous Aloha» is modernization of «Classical Aloha». Its basic characteristics:

•       Throughput 0.36

•       Are created time slots, appropriate to length of a package

•       Packages of the fixed length

•       Synchronization is required

•       Erroneous packages are transferred through the casual time distributed exp.

Throughput of the given protocol exceeds in 2 times « Classical Aloha », but also is not sufficient for transfer of speech.

The family of protocols Aloha with treelike algorithm of correction of collisions has high enough parameters of throughput 0.46 … 0.56. Realization of the given type of protocols represents the certain complexity.

R-Aloha [3] has one of the highest parameters of throughput

0.     67 and small parameters of a delay at high values of loading because principles of reservation of time slots are used. However, at small loading on parameters of a delay it less efficient then synchronous Aloha.

The most perspective for SOM, is application of protocols with reservation [5].

All algorithms with reservation have the following advantages:

•       High parameters of throughput (up to 0.8)

•       The number of the stations participating in an exchange, is not limited to two

•       Simplicity of realization

•       Packages as fixed and not fixed length (depending on variant)

•       supportes QoS

•       At high values of throughput smaller values of delays (in comparison with Aloha)

Using standard G.729 (8 Kbit/s) in aggregate with the protocol with reservation will allow to provide duplex transfer of the speech data with greatest possible for SOM reliability and quality of speech. As the alternative variant to family of protocols with reservation is considered variant with the schedule of sessions. In this case each of sessions of connection is fixed in time interval. Collisions will be absent also, throughput in some cases will reach the maximal value – 1. The disadvantage of such scheme is that only two stations can participate in an exchange in the current time interval.

III.  Conclusion

Thus, for small corporate satellite networks the basic criterion of a choice of reports of multistation access is the maximal throughput at the least delay. And the most appropriate to this criterion are reports with reservation. At present, efficiency of algorithms with reservation for SOM is investigated.

Аннотация – в статье рассмотрены основные принципы функционирования оборудования синхронизации в режиме удержания частоты (holdover).

I.  Введение

В Рекомендациях ITU-T для ведомого оборудования синхронизации SASE (Stand Alone Syncronization Equipment), со встроенной функцией SSU (Syncronization Supply Unit), не нормирована точность частоты

[1]      . Предполагается, что при нормальной работе сети синхронизации в любом ее узле обеспечивается качество “отслеженный PRC (Primary Reference Clock)”, т.е. при долговременной точности частоты ±1 ■ 10-11 отклонения времени не должны превышать 1 мкс за сутки [2]. Однако, в режиме напряженной работы сети синхронизации возможна утрата всех входных опорных сигналов и тогда для SSU очень важно как можно дольше сохранять, так называемую, автономию PRC, т.е. когда отклонения времени его выходного сигнала оставалось бы в пределах 1 мкс. Для этого нормируют предел отклонения времени в режиме удержания частоты (holdover) [1, 3].

II.  Основная часть

Как только возникают проблемы с опорными сигналами, их входы блокируются и подстраиваемые генераторы SASE работают на частоте последней подстройки с автономной компенсацией “старения” частоты и адаптивной стабилизацией температурной нестабильности. Математическую модель сигнала синхронизаци на выходе SASE в режиме удержания частоты можно представить в виде:

где: x(t) – функция ошибки времени, х(0) – остаточная погрешность времени, у(0) – остаточное начальное смещение относительной частоты; D* – коэффициент линейного дрейфа частоты, ij(t) – остаточные случайные флуктуации времени. На практике х(0) и у(0) не равны нулю, так как процесс перехода из режима слежения в режим удержания частоты занимает конечное время, необходимое для того, чтобы убедиться в утрате всех опорных сигналов.

Скорость изменения функции ошибки времени равна относительной частоте, поэтому производная от (1) функция изменения относительной частоты от времени в режиме удержания частоты будет иметь вид:

Имея массив значений y(t) на определенном интервале времени для конкретного генератора, можно прогнозировать уход его частоты. В результате D* в режиме удержания частоты существенно меньше D в режиме свободных колебаний [4]. Повторное дифференцирование выражения (2) даст выражение для скорости изменения относительной частоты:

Источник: Материалы Международной Крымской конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии»

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты