В настоящее время в нашей стране быстрыми темпами растет спрос на услуги Интернет. Спектр их непрерывно расширяется, в частности за счет передачи трафика мультимедиа. Как следствие этого процесса, многие из существующих сегодня крупных телекоммуникационных компаний становятся поставщиками услуг Интернет (ISP) и предлагают подключение к Сети по имеющимся у них каналам связи. Другие ISP создают собственную инфраструктуру связи или арендуют каналы у телекоммуникационных компаний. В крупных деловых центрах, таких, как Москва и Санкт-Петербург, рынок услуг ISP уже сформировался и в значительной степени стабилизировался.

Совершенно иная ситуация складывается в регионах. Там, как правило, рынок услуг ISP находится еще в стадии формирования, и местные ISP быстро наращивают объемы реализации своих услуг и увеличивают число их пользователей. В какой-то момент, чтобы удовлетворить их потребности, у этих ISP возникает необходимость в более надежной, высокоскоростной и дешевой связи с Интернет.

Такая связь может быть реализована для них на основе различных решений с применением спутниковых технологий, о которых речь пойдет ниже. Необходимо отметить, что в тех регионах, где отсутствует развитая наземная телекоммуникационная инфраструктура, позволяющая организовать магистральные каналы и линии доступа (“последняя миля”), или услуги связи очень дороги, использование спутниковых каналов является оптимальным решением проблемы доступа к Интернет.

Потенциальные пользователи — кто они?

С точки зрения оператора спутниковой связи, всех ее потенциальных пользователей, работающих в Интернет, условно можно разделить на несколько категорий по типу и пропускной способности используемых ими каналов связи.

1. ISP первого порядка администрируют собственную автономную систему (это независимо управляемая часть Интернет), распоряжаются зарегистрированным в InterNIC адресным пространством масштаба сети класса В и используют для связи с сетями других таких же ISP протокол BGP и минимум два канала с пропускной способностью 256 Кбит/с. Асимметричность трафика в этих каналах (отношение объемов данных, получаемых из Сети и передаваемых в Сеть) практически равно единице. ISP первого порядка обслуживают до 1000 и более клиентов разных категорий (см. ниже).

2. ISP второго порядка не имеют своей автономной системы, контролируют адресное пространство масштаба сети класса С и для связи с Интернет используют канал с пропускной способностью не менее 32 Кбит/с. Как правило, асимметричность трафика в этом канале равна примерно трем. Эти ISP обслуживают от 100 до 1000 потребителей (небольшие корпоративные клиенты и/или конечные пользователи).

3. Корпоративный клиент — крупное или среднее предприятие — имеет адресное пространство, не превышающее по емкости сеть класса С, канал с пропускной способностью не менее 32 Кбит/с и асимметричностью трафика, изменяющейся в пределах от 2 до 5. Число пользователей Интернет на таком предприятии, как правило, составляет от 10 до 100 человек.

4. Конечный пользователь — физическое лицо или группа пользователей Интернет на небольшом предприятии (численностью не более 10 человек). Для доступа к Сети он использует 56-Кбит/с модемное соединение или наземный выделенный или коммутируемый (ISDN) канал с пропускной способностью N ґ 64 Кбит/с. Асимметричность трафика в этом канале или модемном соединении изменяется в пределах от 3 до 10.

Такое деление потенциальных пользователей удобно для классификации и дальнейшего описания технических решений.

Потенциальные пользователи — кто они?

Прежде чем анализировать технические решения, обеспечивающие связь с Интернет вышеперечисленных категорий потенциальных пользователей, сделаем несколько предварительных замечаний. Доступность той или иной услуги спутниковой связи зависит от параметров и расположения зоны обслуживания конкретного спутника. Необходимым условием для спутниковой связи является наличие прямой видимости между земной станцией (ЗС) и выбранным спутником. От расположения же зоны обслуживания этого спутника по отношению к местонахождению ЗС зависит необходимый для качественной связи диаметр ее антенны. Следует принимать во внимание и тот факт, что неблагоприятные погодные условия сильно ослабляют передаваемые сигналы (особенно Ku-диапазона). Все эти факторы влияют на стоимость пользовательского комплекта оборудования для спутниковой связи, но не столь важны для описания самих решений. Отдельно отметим, что для использования приемопередающей ЗС необходимо получить разрешение на эксплуатацию радиоэлектронного средства.

В дальнейшем будем считать, что все необходимые и достаточные условия для организации качественной спутниковой связи выполнены.

Решения для конечных пользователей

Этой категории клиентов ряд компаний предлагают услуги доступа к Интернет на базе систем типа DirecPC. Схема организации связи с Интернет с помощью такой системы представлена на рис. 1. Запросы к серверам Интернет здесь передаются по медленному модемному соединению с сервером местного ISP (обратный канал), а загрузка информации из Интернет на компьютер конечного пользователя осуществляется по значительно более быстрому — от 400 Кбит/с до 6 Мбит/с — спутниковому каналу (прямой или исходящий канал).

Достоинствами этих систем являются высокая скорость работы спутникового канала, наличие ряда дополнительных услуг, таких, как Package Delivery (передача файлов для групп пользователей), Real-time Datastream (трансляция новостей) и других, а также отсутствие необходимости получать разрешение на эксплуатацию оборудования для спутниковой связи (оно же только приемное!). Все это делает системы типа DirecPC весьма привлекательными для пользователей.

Как недостаток этих систем следует отметить значительную задержку при передаче сигнала (номинальное время выполнения процедуры ping составляет 500—600 мс), которая растет по мере загруженности спутникового канала, т. е. с увеличением числа пользователей. Кроме того, пользователь будет зависеть сразу от двух поставщиков услуг — местного ISP (обеспечивающего передачу запросов в Сеть) и оператора спутниковой связи (поддерживающего работу разделяемого спутникового канала). Системы типа DirecPC становятся малоэффективными, если их применять для решения задач ISP второго порядка или корпоративного клиента.

Решения для ISP второго порядка и корпоративных клиентов

Учитывая асимметричность трафика этих категорий пользователей, им подойдет решение на базе сети VSAT c технологией TDM/TDMA или TDM/SCPC (см.: Сети и системы связи. 1999. № 7. С. 70), предполагающее установку у них приемопередающих ЗС (терминалов VSAT). Достоинство данного решения — возможность быстрого подсоединения терминала VSAT к одной из существующих сетей VSAT, а недостаток — отсутствие в современных аппаратных реализациях технологий TDM и ТDMA возможности достаточно оперативно изменять пропускную способность прямого или обратного канала.

Отдельно рассмотрим решение IP Multicasting, предлагаемое компанией “Московский Телепорт”. Оно основано на выделении каждому клиенту порта на маршрутизаторе центральной станции и совместном использовании ими высокоскоростного (до 2 Мбит/с) прямого спутникового канала (рис. 2). Следует отметить, что компания “Московский Телепорт” является и ISP, и оператором спутниковой связи одновременно, кроме того, она имеет доступ к наземным сетям практически всех крупных ISP и телекоммуникационных операторов. Это позволило ей разработать гибкое и, надеемся, экономически выгодное для данных категорий пользователей решение.

Работа прямого канала базируется на технологии Frame Relay, поэтому его емкость используется значительно эффективнее (чем в системах типа DirecPC). В частности, назначая каждому пользователю требуемую максимальную скорость CIR (ее значение оговаривается в контракте на обслуживание), можно управлять доступной ему полосой пропускания прямого канала.

Наличие на центральной станции сети компании “Московский Телепорт”, находящейся в Москве, узлов доступа к сетям ISP первого порядка и Х.25, модемного пула и собственно станций спутниковой связи, работающих со спутниками Intelsat 604 (60° в. д.) и Intelsat 703 (57° в. д.) в диапазоне Ku, а со спутником ASIASAT 2 (100,5° в. д.) — в диапазоне C, позволяет создавать обратные каналы разных типов.

С технической точки зрения проще всего реализовать спутниковый обратный канал. Используя этот подход, можно изменять асимметричность системы связи в весьма широких пределах. Минимальная скорость спутникового обратного канала равна 19,2 Кбит/с, а максимальная — ограничена возможностями передающего тракта ЗС и реально достигает 2 Мбит/с. Кроме доступа к Интернет, с помощью оборудования центральной станции клиентам можно предоставлять и другие услуги связи. Оплата этого доступа будет фиксированной и зависящей от предоставляемого CIR в исходящем потоке и пропускной способности обратного канала.

Возможно также применение наземного выделенного или коммутируемого обратного канала, связывающего информационную систему пользователя с оборудованием местного ISP. В этом случае организовать связь на уровне средств IP несколько сложнее, поскольку при этом требуется программная реализация передачи пакетов с запросами пользователей маршрутизатору на центральной станции и последующей отправки ответных пакетов на адрес пользователя через общий исходящий поток. Можно использовать вариант работы системы без “захода” пакетов с запросами пользователей на маршрутизатор центральной станции, однако его реализация потребует организовать пропуск пакетов с IP-адресами отправителя, выделенными поставщиком услуг IP Multicasting, через сеть местного ISP (многие ISP отфильтровывают пакеты с IP -адресом отправителя, который не принадлежит их адресному пространству). Здесь клиенты платят за пользование прямым спутниковым каналом (в зависимости от CIR), наземной линией доступа и услугами местного ISP.

Наземный обратный канал может быть реализован и с использованием существующих сетей передачи данных, например типа X.25. В этом случае между портом Х.25 оборудования пользователя и соответствующим терминалом на центральной станции устанавливается SVC (коммутируемое виртуальное соединение). Клиенты оплачивают спутниковый канал (в зависимости от CIR) и услуги оператора сети передачи данных.

Технически может быть реализован и наземный выделенный канал или коммутируемое (модемное) соединение между оборудованием пользователя и маршрутизатором центральной станции, но экономически это вряд ли целесообразно делать.

Отметим, что в случае применения спутникового обратного канала клиент должен иметь приемопередающую ЗС. При наземном обратном канале достаточно задействовать приемную ЗС с антенной подходящего диаметра, малошумящим блоком и приемником цифрового сигнала (например, DBR401 или оснащенный платой демодулятора L-диапазона CM701 фирмы ComStream). Если пользователям нужны дополнительные услуги, предъявляющие повышенные требования к пропускной способности обратного канала (например, IP-телефония или просто передача сжатых речевых потоков), то эти станции можно переоборудовать в приемопередающие.

Таким образом, в рамках IP Multicasting имеется возможность предложить пользователям оптимальный для них асимметричный доступ к Интернет. Кроме того, им может быть предоставлен широкий ассортимент услуг, включая выделение диапазона IP-адресов, поддержку вторичной службы DNS, а сочетание в одном лице ISP и оператора спутникового канала позволяет изменять технологию доступа к Сети или пропускную способность прямого канала без значительных перерывов в обслуживании.

Решения для ISP первого порядка

Этой категории потребителей для связи с инфраструктурой ISP-партнеров можно предложить прозрачные симметричные постоянные спутниковые каналы типа “точка—точка” с пропускной способностью от 256 Кбит/с до 2 Мбит/с. Организация таких каналов интересна с точки зрения увеличения надежности связи путем замены существующих наземных каналов более надежными спутниковыми или резервирования наземных каналов. Следует подчеркнуть, что в данном случае оператор спутникового канала и ISP, как правило, являются разными компаниями.

Как видно из текста статьи, с помощью средств спутниковой связи обеспечивается доступ к Интернет (с необходимыми параметрами) самых разных категорий потребителей — от крупных ISP и корпоративных клиентов до конечных пользователей. Сочетая спутниковый прямой канал с обратными каналами разных типов, можно варьировать стоимость и параметры системы доступа в довольно широких пределах, что и предусмотрено в рамках решения IP Multicasting, ориентированного на ISP второго порядка и корпоративных пользователей. Наиболее привлекательными для клиентов этих категорий, а также конечных пользователей представляются системы с наземным обратным каналом, так как в них используются приемные ЗС.