Praca zaliczeniowa z przedmiotu:

TECHNOLOGIA I ORGANIZACJA USŁUG TELEKOMUNIKACYJNYCH

Temat pracy:

SYSTEM VSAT

ZASTOSOWANIE I MOŻLIWOŚCI SYSTEMÓW VSAT.

Obecnie jednym z wykorzystywanych systemów do transmisji danych drogą satelitarną jest system VSAT (Very Small Aperture Terminal). VSAT - satelitarna transmisja danych znajduje zastosowanie wszędzie tam, gdzie tradycyjna telekomunikacja nie jest wystarczająca, gdzie istnieje konieczność szybkiej transmisji danych, konieczność natychmiastowego przekazu informacji, a zatem w przedsiębiorstwach produkcyjnych, handlowych, spedycyjnych, instytucjach finansowych i usługowych, towarzystwach ubezpieczeniowych, firmach informatycznych, sieciach hoteli itp. VSAT jest podstawowym medium transmisyjnym w przypadku braku lub złej jakości naziemnej sieci telekomunikacyjnej. Może być także stosowany jako rezerwowa sieć transmisji danych dla rozległego systemu informatycznego. System VSAT zapewnia łączność pomiędzy centralą a oddziałami firm w terenie i uzyskiwanie danych z centralnego komputera. Usługa VSAT polega na wykupieniu pasma satelitarnego do przesyłania danych. Najprostsze systemy satelitarne mają umożliwić powszechną łączność. W niedalekiej przyszłości planowane jest jednak wprowadzenie satelitów szerokopasmowych, które pozwolą na przesyłanie dużych ilości danych i dostęp do Internetu.

Oprócz transmisji różnego rodzaju danych system umożliwia także transmisję faksów poprzez terminal VSAT. W tym celu każdą ze stacji przeznaczonych do tego rodzaju transmisji należy wyposażyć w specjalne interfejsy zwane przez producenta UNIFAX. Możliwe jest także przesyłanie faksów pomiędzy abonentami sieci VSAT a publiczną siecią telekomunikacyjną.

Dodatkową opcją proponowaną użytkownikom jest możliwość realizacji połączeń telefonicznych między poszczególnymi terminalami VSAT lub między terminalami VSAT i siecią telefoniczną użytkownika. Każdy terminal, który ma umożliwiać transmisję głosu należy wyposażyć w dodatkowy moduł zwany przez producenta VLM (Voice Link Module). Moduł ten zapewnia podłączenie do jednego z portów dwóch telefonów. Obsługa łącza telefonicznego jest realizowana równocześnie z transmisją danych. Aktualnie eksploatowana stacja centralna VSAT umożliwia dystrybucję sygnałów radiowych oraz przesyłanie danych na potrzeby sieci przywoławczych.

Abonenci sieci VSAT mają możliwość połączenia z abonentami pakietowej sieci transmisji danych POLPAK i INTERNET.

W Polsce usługi VSAT świadczą m.in. takie firmy jak: Telekomunikacja Polska S.A.; Telbank S.A.; Pagi S.A.; Telenor Satellite Polska S.A.

BUDOWA I ZASADA DZIAŁANIA SYSTEMU VSAT

W skład każdego zestawu systemu VSAT wchodzą takie elementy jak terminal satelitarny, stacja nadzorująca HUB oraz satelita telekomunikacyjny.

TERMINAL SATELITARNY.

Zainstalowanie terminala (stacji) VSAT możliwe jest w praktycznie każdym wskazanym przez abonenta miejscu. Bazując na przykładzie TELEKOMUNIKACJI POLSKIEJ S.A. można stwierdzić, iż w skład terminala (VSAT) wchodzi antena satelitarna o średnicy 1,8 m wraz z wyposażeniem zewnętrznym, oraz urządzenie wewnętrzne w postaci interfejsu sieciowego zasilanego napięciem 220 V.

Terminale VSAT wyposażone są w dwa porty o prędkości do 19,2 kb/s oraz opcjonalnie trzy porty o prędkości do 64 kb/s. Terminal VSAT jest końcówką systemu. Mogą być one rozmieszczone na rozległym obszarze. Jedynym ograniczeniem położenia terminalu jest zasięg oddziaływania satelity telekomunikacyjnego.

Terminal składa się z następujących elementów:

Antena odbiorczo-nadawcza - jej średnica nie przekracza 2,4m. Podstawowymi elementami są reflektor i promiennik służące do nadawania i odbioru na dwóch różnych częstotliwościach. Do separowania sygnału nadawczego i odbiorczego służy diplekser. Najczęściej stosuje się anteny paraboliczne. Dobre anteny charakteryzuje wysoka sprawność, duże wzmocnienie, wąska wiązka podstawowa oraz jak najmniejszy poziom energii dla wiązek bocznych.

Odbiornik sygnałów wysokiej częstotliwości - dokonuje on konwersji sygnałów o częstotliwości pośredniej do częstotliwości mikrofalowych i odwrotnie. Konwertery częstotliwości powinny się charakteryzować jak najmniejszym współczynnikiem szumów.

Modem - jego zadaniem jest translacja sygnałów cyfrowych na analogowe w formie odpowiadającej do transmisji w kanale pasmowym. Poza tym realizuje on funkcje kodowania i dekodowania (detekcja i korekcja błędów), rzadziej funkcje związane z szyfrowaniem i deszyfrowaniem informacji.

Układ interfejsów - umożliwia dostęp użytkownika do sieci.

STACJA NADZORUJĄCA - HUB.

Jest to centralna stacja satelitarna, której zadaniem jest zarządzanie systemem. Stosuje się w niej anteny o większej średnicy (od 5 do 11m). oraz wysoki poziom generowanego sygnału. Jej głównym zadaniem jest nadzór nad transmisją w sieci satelitarnej oraz kontrola poprawności pracy wszystkich stacji VSAT.

SATELITA TELEKOMUNIKACYJNY.

Jest to satelita poruszający się zgodnie z ruchem Ziemi po orbicie kołowej o promieniu 42164,2 km leżącej w płaszczyźnie równika, okresie obiegu równym 23h 56min 4,09s (prędkość kątowa satelity jest taka sama jak prędkość kątowa Ziemi). Łączność z satelitą odbywa się poprzez odpowiedni kanał radiowy zwany transponderem. W zależności od wielkości systemu satelitarnego dzierżawie podlega odpowiedni transponer lub jego część. Dostępne pasmo (500MHz 1,5GHz) jest podzielone na szereg podpasm wzmacnianych niezależnie.

Zadaniem satelity telekomunikacyjnego jest:

- odbiór sygnałów z określonego obszaru Ziemi,

- wzmocnienie sygnałów,

- konwersja częstotliwości z uplink do częstotliwości downlink,

- transmisja sygnałów do określonego obszaru Ziemi.

Zakresy częstotliwości (pasma) przeznaczone do transmisji satelitarnej zostały zdefiniowane przez ITU (International Telecomunications Union). W celu ograniczenia zjawiska interferencji używa się różnych częstotliwości dla kierunków Ziemia - satelita i satelita - Ziemia.

Podstawowymi topologiami stosowanymi przy budowie sieci satelitarnych są:

TOPOLOGIA GWIAZDY.

W sieci o topologii tego typu poszczególne stacje komunikują się za pośrednictwem stacji nadzorczej (HUB). Zadaniem stacji HUB jest zarządzanie systemem, monitorowanie pracą terminali oraz wykonywanie bilingu. Najczęściej połączona jest ona z centrum nadzoru systemu VSAT naziemną drogą, najczęściej światłowodową. W tym typie topologii komunikacja pomiędzy dwoma niezależnymi stacjami VSAT odbywa się za pomocą techniki podwójnego skoku (double-hop) w każdym połączeniu pośredniczy HUB. Cechą charakterystyczną tego typu konfiguracji są duże opóźnienia sygnału (powyżej 0,5s) przebywającego dwa razy drogę pomiędzy Ziemią i satelitą.

TOPOLOGIA KRATY.

Przewagą tego typu rozwiązania nad poprzednim jest to, że sygnał pomiędzy dwoma VSAT-ami odbywa się w technice pojedynczego skoku (one-hop). Daje to w wyniku zmniejszenie o połowę czasu propagacji sygnału, co ma duży wpływ na transmisję dźwięku i video pomiędzy VSAT-ami. Ruch w systemie jest nadzorowany przez każdą stację VSAT pracującą w dwóch trybach jednocześnie:

praca rozgłoszeniowa

praca nadzorcza

System ten jest pomimo większej wydajności mało popularny ze względu na wysokie koszty budowy sieci oraz cenę samych terminali satelitarnych.

TOPOLOGIA PUNKT - PUNKT.

W przeciwieństwie do poprzednich systemów nie zapewnia połączenia point-to-multipoint. Transmisja możliwa jest tylko między dwoma stacjami VSAT. W takiej konfiguracji sieci obie stacje są sobie równe.

Dane techniczne systemu VSAT na przykładzie oferty TELEKOMUNIKACJI POLSKIEJ S.A.

Typ łącza	Sieć dwukierunkowa w układzie gwiazdy
Szybkość transmisji	300b/s - 19,2 kb/s ASYNC 300b/s 64 kb/s SYNC
Liczba portów	2 lub 5 (wymagana dodatkowa karta)
Typy portów	2 podstawowe EIA232-D (RS-232), 300 b/s - 19,2 kb/s, 3 dodatkowe na karcie rozszerzeń RS-232 (V.24), RS-422 (X.21), V-35
opcjonalnie:	Karta rozszerzeń (3-porty) + Ethernet ( RJ45 )
Dostępne protokoły	X.25, TCP/IP Ethernet, ASYNCHRONICZNY
Dostępność	Typowo 99,9%
Jakość transmisji	Lepsza niż 10E-7 łącze satelitarne, zastosowana metoda korekcji błędów umożliwia uzyskanie jakości na poziomie lepszym niż 10E-10
Zasilanie	220V, 50Hz, 100W
Temperatura pracy	0 - +40 °C (IDU), -40 - +60 °C (ODU)
Wymiary	6"x 22"x 17.5" (IDU)
Wymiary anteny	1.8 m
Moc wyjściowa	0.5 W - 1 W (pasmo Ku)

Schemat przykładowej konfiguracji systemu VSAT

Korzyści płynące dla użytkownika z korzystania z systemu VSAT to:

- wysoka niezawodność transmisji danych,

- dostęp do krajowych i zagranicznych pakietowych sieci naziemnych,

- możliwość budowy rozległych systemów informatycznych, niezależnie od naziemnej

infrastruktury telekomunikacyjnej,

- relatywnie krótki czas realizacji instalacji.

Bezpieczeństwo transmisji danych.

Systemy satelitarne gwarantują klientom wysokie bezpieczeństwo przesyłania danych. Wiąże się to z tym, iż przechwycenie danych w sieci wiąże się z dokładną znajomością częstotliwości nośnej dla konkretnego VSAT-u oraz pełna synchronizacja z zegarem terminala (wykorzystywany w większości systemów transmisje TDMA). Po za tym do takiej operacji wymagany jest bardzo drogi i specjalistyczny sprzęt telekomunikacyjny.

Oprócz problemów wynikających z budowy tego typu sieci możliwe jest jeszcze używanie hardwareowych i softwareowych metod kryptograficznych. Algorytmy realizujące te funkcje w większości przypadków są tajemnicą producentów. Jedynie operatorzy systemów nadzorujących posiadają możliwość uruchamaiania kodowania dla konkretnego terminala. Niestety zastosowanie kodowania powoduje znaczny spadek szybkości transmisji oraz wzrost opóźnień w przesyłaniu danych.

Przykładowy cennik (TP S.A.) świadczenia usług w systemie VSAT.

Aktualna cena usługi ustalana jest w oparciu o średni kurs USD stosowany przez Narodowy Bank Polski w dniu wystawienia faktur. Na wysokość opłat wpływają:

- jednorazowa opłata za przyznanie abonamentu,

- miesięczna opłata abonamentowa zależna od stosowanej szybkości transmisji (w ramach opłaty możliwość nadania 1,5 MB danych),

- opłata za ilość przesyłanych danych.

Lp.		Rodzaj usługi		Klasyfikacja usług		Opłata bez podatku VAT równowartość w złotych polskich kwoty w USD		Stawka podatku VAT
OPŁATY JEDNORAZOWE
1.		Przyznanie abonamentu stacji VSAT		59101		450,00		22 %
2.		A) Instalacja stacji abonenckiej		11601		450,00		22 %
		B) praca dźwigu lub innego sprzętu specjalistycznego wykorzystywanego do instalacji				według kosztów własnych		22 %
3.		Sprzedaż stacji VSAT				16.500,00		22 %
OPŁATY MIESIĘCZNE
4		Mies. opłata abonam. za każdy port przy prędk:
		do 19200 bps (w tym transmisja 30 MB)		59101		260,00		22 %
		od 19200-64000 bps (w tym transmisja 30 MB)		59101		350,00		22 %
5.		Miesięczna opłata za najem stacji VSAT zawierająca konserwacje i naprawy bieżące		89501		450,00		22 %
Lp.	Rodzaj usługi		Klasyfikacja usług		Opłata bez podatku VAT równowartość w złotych polskich kwoty w USD		Stawka podatku VAT
1.	Opłata za transmisje w sieci VSAT: za każde 1000 segmentów 64 bajtowych przesyłanych danych powyżej 30 MB (obliczona z dokładnością do jednego segmentu przesłanych danych)		59101		0,50		22 %
2.	Aktywizacja następnego portu stacji abonenckiej VSAT		59101		50,00		22 %
3.	Zmiana parametrów portu stacji abonenckiej VSAT		59101		50,00		22 %
4.	Zmiana unikatowego numeru portu stacji abonenckiej VSAT		59101		50,00		22 %
5.	Przyznanie uprawnień do korzystania z innych sieci dla stacji abonenckiej VSAT		59101		50,00		22 %
6.	Za korzystanie z innych sieci		59101		według stawek wynikających z uzgodnień miedzyoperaorskich		22 %
7.	Konserwacja stacji abonenckiej VSAT stanowiącej własność abonenta w ramach zawartej umowy o korzystanie z abonamentu - opłata miesięczna		11601		100,00		22 %
8.	Naprawy pogwarancyjne stacji oraz doraźne zlecane przez abonenta czynności konserwacyjne stacji abonenckich VSAT będących własnością abonenta		11601		według kosztów własnych		22 %
9.	Demontaż stacji abonenckiej VSAT		11601		250,00		22 %

LITERATURA:

1. ENTER

Kwiecień 1998

2. TELEWIZJA SATELITARNA

Daniel Józef Bem

Wydawnictwo Czasopism i Książek Technicznych SIGMA NOT; Warszawa 1991

3. Strona internetowa przedsiębiorstwa „TELBANK S.A.”

http://www.katowice.telbank.pl

4. Strona internetowa przedsiębiorstwa „TELENOR SATELLITE POLSKA”

http://www.telenor.pl

5. Strona internetowa TELEKOMUNIKACJI POLSKIEJ S.A. - Centrum Usług Satelitarnych

w Psarach k. Kielc.

http://www.psary.tpsa.pl

............................................ ..........................................

9

---