Сунегін Д. Г., Сушко С. І., скриньок К. С. Навчально-науковий Інститут телекомунікаційних систем при НТУУ КПІ Індустріальний пров. 2, м. Київ, 03056, Україна, e-mail: suneg@ua.fm

Анотація – Розглянуто протоколи многостанционного доступу для малих корпоративних супутникових систем.

I. Вступ

Проведено огляд протоколів многостанционного доступу для Системи Оперативного Моніторингу вітроелектростанцій (малу корпоративної супутникової мережі зв’язку). Обрано напрямок подальшого дослідження для організації СОМ ВЕС.

II. Основна частина

Для малих корпоративних супутникових мереж передачі інформації критичними є експлуатаційні витрати, що залежать, перш за все від орендованої смуги пропускання [1].

Для СОМ ВЕС орендована смуга складає 64 кГц (32 кГц-uplink, 32 кГц-downlink), вартістю всього 256 $ в місяць. При цьому необхідно забезпечити передачу наступного трафіку: дані, голос, LAN, Fax. З перерахованих видів трафіку голосові дані є найбільш вимогливими до смуги пропускання і затримки. Таким чином, вибір протоколу многостанционного доступу слід проводити з наступного принципу: максимальна пропускна здатність при найменшій затримці.

Охарактеризуємо основні протоколи многостанционного доступу.

Протокол «Класична Aloha» [2] є одним з найпростіших протоколів багатостанційні-го доступу з точки зору управління. Його основні характеристики:

максимальна пропускна здатність 0.18 не потрібно синхронізація пакети нефіксованим довжини помилкові пакети передаються через випадковий час, розподілене експоненціально При даній пропускної здібності максимальна швидкість передачі даних буде становити 32 000 0.18 = 5760 Кбіт / сек (напівдуплекс) або 5760/2 = 2880 дуплекс. Отже, виникає необхідність застосовувати алгоритми стиснення мови Згідно з рекомендаціями ITUT [4]:

1. G.723 передбачає кодування мови зі швидкостями 6,3 Кбіт / с і 5,9 Кбіт / с.

2. G.728 передбачає кодування мови зі швидкістю 16 Кбіт / с.

3. G.729 передбачає кодування мови із швидкістю 8 Кбіт / с.

Таким чином, при даній швидкості передачі не один із стандартів не дозволяє організувати дуплексний обмін голосовими даними. Застосування «Класичною Aloha» в СОМ ВЕС неможливо через малу пропускну здібності.

Протокол «Синхронна Aloha» є модернізацією «Класичною Aloha». Його основні характеристики:

пропускна здатність 0.36

створюються тимчасові слоти, відповідні

довжині пакета

пакети фіксованої довжини потрібна синхронізація

помилкові пакети передаються через випадковий час, розподілене експоненціально Пропускна здатність даного протоколу перевищує в 2 рази «Класичну Aloha”, але також не достатня для передачі мови.

Сімейство протоколів Aloha з деревовидним алгоритмом виправлення колізій має досить високі показники пропускної спроможності

46 … 0.56. Реалізація даного типу протоколів являє собою певну складність і трудомісткість.

R-Aloha [3] має один з найвищих показників пропускної здатності 0.67 і невеликі показники затримки при високих значеннях навантаження, тому що в ньому використовуються принципи резервування тайм слотів. Однак, при малому навантаженні за показниками затримки він програє синхронної Aloha.

Найбільш перспективним для СОМ ВЕС, є застосування протоколів з резервуванням.

Всі алгоритми з резервуванням мають наступні переваги [5]:

високі показники пропускної здатності (до

0.8)

число станцій, що беруть участь в обміні, не обмежена двома простота реалізації

пакети як фіксованою так і не фіксованої довжини (в залежності від варіанту) підтримується QoS

при високих значеннях пропускної здатності менші значення затримок (у порівнянні з Aloha)

Використовуючи стандарт G.729 (8 Кбіт / сек) в сукупності з протоколом з резервуванням дозволить забезпечити дуплексну передачу мовних даних з максимально можливою для СОМ ВЕС достовірністю і якістю мови. Як альтернативний варіант сімейства протоколів з резервуванням розглянуто варіант з розкладом сеансів. В даному випадку кожен з сеансів зв’язку закріплений за фіксованим тимчасовим інтервалом. Колізії будуть відсутні і пропускна здатність в деяких випадках буде досягати максимального значення -1. Недоліком є ​​те, що тільки дві станції зможуть брати участь в обміні в поточному тимчасовому інтервалі.

III. Висновок

Таким чином, для малих корпоративних супутникових мереж основним критерієм вибору протоколів многостанционного доступу є максимальна пропускна здатність при найменшій затримці. І найбільш відповідні цим критерієм є протоколи з резервуванням.

В даний момент досліджується ефективність алгоритмів з резервуванням для СОМ ВЕС.

IV. Список літератури

[1] скриньок К. С., Когут А. П., СунегінД. Г., Сушко

С. І. Мала супутникова корпоративна мережа передачі інформації ». Доповіді 13-й міжнародній кримської конференції «Microwave & Telecommunication Technology» (CriMiCo’2003). 8-12 вересня, Севастополь, Крим, Україну, стор 303-304.

[2] Бернард С. Цифрова зв’язок. Теоретичні основи і практичне застосування. Изд.2, 2003 р.

[3] прокис Дж. Цифрова зв’язок, пров. з англ. / под ред.

Д. Д. Кловського, Москва, радіо і зв’язок 2000.

[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.

Анотація – у статті розглянуті основні принципи функціонування обладнання синхронізації в режимі утримання частоти (holdover).

I. Вступ

У Рекомендаціях ITU-T для веденого обладнання синхронізації SASE (Stand Alone Syncronization Equipment), з вбудованою функцією SSU (Syncronization Supply Unit), не унормована точність частоти

[1]. Передбачається, що при нормальній роботі мережі синхронізації в будь-якому її вузлі забезпечується якість “відстежені PRC (Primary Reference Clock)”, тобто при довготривалій точності частоти ± 1 ■ 10-11 відхилення часу не повинні перевищувати 1 мкс за добу [2]. Однак, в режимі напруженої роботи мережі синхронізації можлива втрата всіх вхідних опорних сигналів і тоді для SSU дуже важливо якомога довше зберігати, так звану, автономію PRC, тобто коли відхилення часу його вихідного сигналу залишалося б в межах 1 мкс. Для цього нормують межа відхилення часу в режимі утримання частоти (holdover) [1, 3].

II. Основна частина

Як тільки виникають проблеми з опорними сигналами, їх входи блокуються і підлаштовуємо генератори SASE працюють на частоті останньої підстроювання з автономною компенсацією “старіння” частоти і адаптивної стабілізацією температурної нестабільності. Математичну модель сигналу синхронізації на виході SASE в режимі утримання частоти можна представити у вигляді:

де: x (t) – функція помилки часу, х (0) – залишкова похибка часу, у (0) – залишкове початкове зміщення відносної частоти; D * – коефіцієнт лінійного дрейфу частоти, ij (t) – залишкові випадкові флуктуації часу. На практиці х (0) і у (0) не дорівнюють нулю, тому що процес переходу з режиму стеження в режим утримання частоти займає кінцевий час, необхідний для того, щоб переконатися у втраті всіх опорних сигналів.

Швидкість зміни функції помилки часу дорівнює відносній частоті, тому похідна від (1) функція зміни відносної частоти від часу в режимі утримання частоти буде мати вигляд:

Маючи масив значень y (t) на певному інтервалі часу для конкретного генератора, можна прогнозувати відхід його частоти. В результаті D * в режимі утримання частоти істотно менше D в режимі вільних коливань [4]. Повторне диференціювання виразу (2) дасть вираз для швидкості зміни відносної частоти:

Джерело: Матеріали Міжнародної Кримської конференції «СВЧ-техніка і телекомунікаційні технології»