Шымкент қаласындағы АҚ «Химфарм» заводының құрылымына талдау.

Шымке́нт (ранее Чимкент , каз. Шымкент ) - областной центр Южно-Казахстанской области, входит в тройку крупнейших городов Казахстана и является одним из крупнейших промышленных и торговых центров страны. Шымкент қаласының өзінде халық саны 700 мың ,ал жалпы Оңтүстік Қазақстан облысы бойынша 2,5-3 млн халқы бар.

АО "Химфарм" - это качественные лекарственные препараты, наибольший в Центральной Азии объем производства, продаж и широкий ассортимент продукции, уникальные лицензии, оборудование последнего поколения, многолетний опыт производства лекарственных средств.

Шымкентский химико-фармацевтический завод, одно из старейших фармацевтических предприятий в мире, был основан в 1882 г. купцами Ивановым и Савинковым. Начавшись с выпуска сантонина. С приходом советской власти завод становится главным фармацевтическим предприятием страны и получает имя «Химико-фармацевтического завода №1 им. Ф.Э. Дзержинского». На протяжении долгого времени завод специализировался исключительно на выпуске фармацевтических субстанций. Сырье для будущих лекарственных средств поставлялось на предприятия России, Беларуси, Украины, Прибалтийских республик и стран дальнего зарубежья, где производились уже готовые препараты. Поэтому сам завод №1 им. Ф.Э. Дзержинского, был практически неизвестен рядовым потребителям, несмотря на свою более чем вековую историю. После обретения Казахстаном независимости возникла необходимость развития в стране собственной фармацевтической индустрии. Особенно это касалось изготовления готовых лекарственных форм. Поэтому руководством компании была разработана и уверенно осуществлена программа создания на базе АО «Химфарм» (так был переименован завод в 1993г.) крупного современного производства по выпуску готовых лекарственных средств. Сотрудничество с зарубежными партнерами дало возможность быстро освоить самое современное оборудование. Научный подход к управлению, ставка на профессионализм и высокие технологии – все это позволило заводу в короткие сроки пройти путь от производства первичных субстанций, до создания современного фармацевтического предприятия по выпуску готовых лекарственных средств, соответствующих международным стандартам под новой торговой маркой SANTO. В настоящее время завод продолжает развиваться и расширять список производимых лекарственных средств современными препаратами.

Бүгінгі күні «Химфарм» заводында 1000 нан аса адамдар жұмыс істиді.

Поместу нахожденияфинансового консультанта:

АО «VISOR Capital» (ВИЗОР Капитал), 050059, г. Алматы, пр. Аль-Фараби, 5, Бизнес центр

«Нурлы Тау», Здание 2 а, 10-й этаж.

Филиалы и представительства

«Представительство акционерного общества «Химфарм» в Республике Узбекистан».

Место нахождения и почтовый адрес представительства: Узбекистан, г. Ташкент, Яксарайский

район, ул. Глинки, дом 35

Цех№1 Производство из опия-сырца(морфин, кодеин, стиптицин...

Цех№3 Производство из растительного сырья(целаниди.т.д).

Четвёртый цех. Производство эфидрина, в СССР - анобазинаи.т.д.

Пятый цех. Производство никотиновой кислоты.

ПРИМЕНЕНИЕ СПУТНИКОВЫХ СТАНЦИЙ В КОРПОРАТИВНЫХ СИСТЕМАХ СВЯЗИ

Спутниковая связь обладает важнейшими достоинствами, необходимыми для построения крупномасштабных телекоммуникационных сетей. Во-первых, с ее помощью можно достаточно быстро сформировать сетевую инфраструктуру, охватывающую большую территорию и не зависящую от наличия или состояния наземных каналов связи. Во-вторых, использование современных технологий доступа к ресурсу спутниковых ретрансляторов и возможность доставки информации практически неограниченному числу потребителей одновременно значительно снижают затраты на эксплуатацию сети. Эти достоинства спутниковой связи делают ее весьма привлекательной и высокоэффективной даже в регионах с хорошо развитыми наземными телекоммуникациями. Более того, в настоящее время многие компании с территориально-распределенной структурой крайне заинтересованы в снижении затрат на оплату услуг связи и все чаще отказываются от услуг сети общего пользования, предпочитая создавать собственные более экономичные спутниковые сети связи. Современный рынок услуг и систем спутниковой связи изобилует широким спектром технологических решений для построения такого рода сетей, и выбор подходящей для конкретного предприятия спутниковой технологии, становится весьма трудной задачей.

Спутниковые системы связи в зависимости от предоставляемых услуг можно подразделить на следующие классы.

Системы пакетной передачи данных предназначены для передачи в цифровом виде любых данных (телексных, факсимильных сообщений, компьютерных). Скорость пакетной передачи данных в космических системах связи составляет от единиц до сотен килобайт в секунду. В этих системах не предъявляются жесткие требования к оперативности доставки сообщений. Например, в режиме «электронная почта» поступившая информация запоминается бортовым компьютером и доставляется корреспонденту в определенное время суток.

Системы речевой (радиотелефонной) спутниковой связи используют цифровую передачу сообщений в соответствии с международными стандартами: задержка сигнала на трассе распространения не должна превышать 0,3 с, обслуживание абонентов должно быть непрерывным и происходить в реальном масштабе времени, а переговоры во время сеанса связи не должны прерываться.

Системы для определения местоположения (координат) потребителей, таких как автотранспортные, авиа- и морские средства. В обозримом будущем системы спутниковой связи должны дополнить системы сотовой связи там, где последние невозможны или недостаточно эффективны при передаче информации, например: в морских акваториях, в районах с малой плотностью населения, а также в местах разрывов наземной инфраструктуры телекоммуникаций.

Основные характеристики спутниковых систем связи

Характеристики спутниковых систем связи в значительной степени зависят от параметров орбиты спутника. Орбита спутника - это траектория движения спутника в пространстве.

Схема взаимного расположения Земли и спутника представлена на рисунке

В точке А расположена земная станция. Если точка А находится на касательной АВ к окружности, то для наземной станции спутник виден на линии горизонта. Угол возвышения спутника в данном случае равен нулю, а зона обслуживания таким спутником достигает максимального значения. Однако при нулевых углах возвышения между антеннами наземных и космических станций могут находиться деревья, здания, неровности рельефа местности и т.д., ограничивающие пределы прямой видимости. Кроме того, при уменьшении угла возвышения сигналы получают большее ослабление, так как проходят в атмосфере увеличенные расстояния. Поэтому реальную зону обслуживания определяют минимально допустимым углом возвышения спутника, обычно не менее 5°.

Существенной особенностью спутниковой связи является задержка распространения сигналов, вызванная прохождением довольно больших расстояний. Эта задержка изменяется от минимальной величины, когда спутник находится в зените, до максимальной величины, когда спутник находится на линии горизонта. Для треугольника АВО, приведенного на рисунке 8.8, справедливо соотношение:

sin(∠ OAB)/OB=sin(∠ AOB)/AB

Учитывая, что угол ∠ OAB= ∠ AOD+ ∠ DAB , а угол ∠ OAB=π/2 (AD - касательная к окружности в точке А) и, обозначив отрезки: АВ - расстояние от спутника до земной станции (|AB| = d), BC - минимальное расстояние от спутника до земной поверхности (|BC| = h, |OB| = R+h), после несложных преобразований получим:

cos(∠ DAB)/(R+h)=sin(∠ AOB)/d

Из выражения (8.8) несложно выразить расстояние от спутника до любой наземной станции d через высоту орбиты h, угол возвышения ∠DAB и угол охвата земной поверхности ∠AOD. Под углом охвата земной поверхности ∠AOD понимают телесный угол, в пределах которого часть поверхности с наземными станциями спутниковой связи видна из центра Земли. При минимальном угле возвышения ∠ AOD=Θ время t З задержки распространения сигнала до спутника и обратно изменяется в пределах:

Коэффициент 2 отражает задержку распространения сигнала на восходящем и нисходящем участках трассы.

Геостационарный спутник находится на большой высоте, с которой видно более четверти поверхности земного шара. Это является одним из достоинств геостационарной орбиты. Так как геостационарный спутник кажется неподвижным для земного наблюдателя, то упрощается наведение антенн наземных станций (не требуется слежения за положением спутника на орбите). Но большая высота орбиты имеет и недостатки: задержка распространения сигнала составляет около 1/4 секунды, сигнал получает значительное ослабление на таких протяженных трассах. Кроме того, в северных широтах спутник виден под малыми углами к горизонту, а в приполярных областях и вовсе не виден. На геостационарной орбите находится несколько сотен спутников, обслуживающих разные регионы Земли, в том числе и отечественные спутники «Горизонт», «Экран».

Для обслуживания территорий в северных широтах используют спутники на высокой эллиптической орбите с большим углом наклонения. В частности, отечественные спутники «Молния» имеют эллиптическую орбиту с высотой апогея над северным полушарием порядка 40 тысяч километров и перигея около 500 километров. Наклонение плоскости орбиты к плоскости земного экватора составляет 63° и период обращения 12 часов. Движение спутника в области апогея замедляется, и сеансы радиосвязи возможны в течение 6…8 часов. Данный тип спутников также позволяет обслуживать большие территории. Но недостатком их использования является необходимость слежения антенных систем за медленно дрейфующими спутниками и их переориентирования с заходящего спутника на восходящий.

Низкоорбитальные спутники запускаются на круговые орбиты с высотой порядка 500…1500 километров и большим углом наклонения орбиты (полярные и околополярные орбиты). Запуск легких спутников связи осуществляют с помощью недорогих пусковых установок. В системах связи с низко-высотными спутниками времена задержки распространения сигнала невелики, но значительно уменьшены и зоны охвата. Скорость перемещения спутника относительно поверхности Земли достаточно высока, и длительность сеанса связи от восхода спутника до его захода не превышает десятки минут. Поэтому для обеспечения связи на больших территориях на низко-высотных орбитах должны одновременно находиться десятки спутников.

В спутниковых системах связи (ССС) обычно поддерживается радиообмен между несколькими земными станциями. Земные станции подключены к источникам и потребителям программ теле- и радиовещания, к узлам коммутации сетей связи, например, междугородним телефонным станциям. Для примера рассмотрим вариант дуплексной связи между двумя земными станциями. Структурная схема такой ССС приведена на рисунке 8.9.

Сигнал U1, предназначенный для передачи в системе связи, поступает на передатчик Пд1 первой земной станции. В передатчике Пд1 осуществляются необходимые преобразования несущего колебания с частотой f1 (модуляция, усиление и т.д.) и сформированный передатчиком радиосигнал через разделительный фильтр РФ1 поступает на антенну земной станции 1, которая излучает его в сторону спутника-ретранслятора. Сигнал U2, поступающий для передачи в системе связи на вторую земную станцию, претерпевает подобные преобразования в аналогичных узлах и излучается в сторону космической станции с частотой, равной f2.

Радиосигналы с частотами f1 и f2, наведенные в антенне космической станции, через разделительный фильтр РФ0 поступают на приемники сигналов Пм01 и Пм02. Принимаемые сигналы получают в этих приемниках необходимую обработку (преобразование частоты, усиление, в некоторых системах связи предусмотрена демодуляция сигналов либо другие преобразования, предусмотренные алгоритмом обработки сигналов). Затем в передатчиках Пд01 и Пд02 сигналы переносятся на частоты сигналов нисходящих каналов и усиливаются до необходимого уровня. В результате этих преобразований сигнал с частотой f1 на выходе цепочки, состоящей из приемника Пм01 и передатчика Пд01, преобразуется в сигнал с частотой f3, а сигнал с частотой f3 на выходе цепочки Пм02 - Пд02 преобразуется в сигнал с частотой f4. Через разделительный фильтр РФ0 эти сигналы поступают на антенну космической станции и излучаются в сторону земных станций.

На Земле сигналы с частотами f3 и f4 достигают антенн земных станций и поступают на входы соответствующих приемников. Приемник Пм2 настроен на частоту f3, соответственно, на выходе приемника будет восстановлен сигнал U1, подаваемый на вход системы связи со стороны земной станции 1. В свою очередь, на выходе приемника Пм1 будет восстановлен сигнал U2, передаваемый земной станцией 2.

Для систем спутниковой связи выделены полосы частот отдельно для восходящих и нисходящих каналов в диапазоне частот от 0,6…86 ГГц.

Для построения спутниковых систем связи используют, в Для построения спутниковых систем связи используют, в основном, три разновидности орбит: геостационарную орбиту, высокую эллиптическую орбиту и низко-высотную орбиту. Примерные схемы этих орбит приведены на рисунке

Участок земной поверхности, на котором могут быть расположены наземные станции спутниковой связи, называется зоной обслуживания. Характеристики системы связи определяются положением спутника на орбите. Одним из важных параметров спутниковой связи является угол возвышения спутника для земного наблюдателя - это угол между направлением на спутник и касательной к окружности в точке расположения земной станции.

Топология

В первую очередь нужно четко сформулировать телекоммуникационные потребности своего предприятия ведь эффективность работы будущей сети во многом зависит от правильно составленного технического задания. Необходимо определить топологию сети схему соединений между ее узлами, которыми чаще всего являются филиалы предприятия. При этом следует учитывать, что связь через геостационарный спутник вносит ощутимую задержку при распространении сигнала, следовательно, в ряде случаев крайне нежелательно применение «двойных скачков» сигнала, удваивающих эту задержку. Кроме того, избыточные соединения часто усложняют работу сети и повышают стоимость.

В сетях с единым центром обработки информации, услугами которого пользуются множество удаленных филиалов, слабо взаимодействующим друг с другом, применяют топологию типа «звезда». В такой сети связь между филиалами осуществляется через центральный узел. В тех случаях, когда обмен информацией между отдельными филиалами происходит особенно интенсивно, целесообразно реализовать смешанную сетевую топологию, где эти филиалы будут связаны напрямую. Такую топологию часто можно встретить в банковских сетях и на производствах с централизованным управлением и широкой сетью региональных филиалов, дистрибуторов или поставщиков продукции. В этих сетях нередко формируются региональные подсети со своими специфическими технологическими особенностями. В сетях, где связь всех филиалов между собой должна осуществляться с минимальным временем задержки при передаче сигналов, следует реализовать полносвязную топологию. При этом каждый узел сети будет иметь возможность устанавливать прямое соединение с любым другим ее узлом. Эту топологию применяют в корпоративных сетях с большим и разнонаправленным телефонным трафиком, а также и в системах передачи данных со случайными соединениями между своими узлами и жесткими требованиями к временным задержкам. Достоинства данной топологии неоспоримы, однако не во всех случаях ее применение экономически оправданно. Для каждой необходимой телекоммуникационной услуги (телефонной и факсимильной связи или передачи данных) очень важно определить оптимальные топологию и технологию сети спутниковой связи и попытаться реализовать поддерживающую их интегрированную систему связи

Постановка задачи

В настоящем дипломном проекте мы рассматриваем возможность применения спутниковых технологий типа SkyEdge для АО «Химфарм». А также для казахстанских, и других иностранных компаний, имеющих свои предприятия на территории Республики Казахстан. Головной офис компании находится в г.Шымкент.

Как известно «Казахтелеком» пока не закончил модернизацию существующей сети телекоммуникаций. Несмотря на большие достижения в этом направлении понадобится от 5-15 лет, для полной модернизации всей сети на территории страны. Особенно большие затраты потребует сельская связь на территории республики. А как известно в таких районах очень трудно дозвониться не только до столицы, но до ближайшего села. Для оперативной связи с головным офисом, с филиалами, мы рекомендуем применение спутниковой системы «VSAT». Финансовое состояние компаний стабильно устойчивое, кроме этого партнеры, крупные национальные компании, заинтересованы в увеличении сбыта своей продукции. В связи с вышеизложенным мы считаем возможным создания для авиакомпании, и группы отечественных компаний, своей собственной спутниковой системы связи.

«Казахтелеком» предлагает всем отечественным и зарубежным национальным компаниям услуги в создании собственных корпоративных спутниковых систем связи, для обслуживания своих предприятий, как на территории Республики Казахстан, так и за рубежом.

Техническое решение

Системы спутниковой связи (ССС) широко используются во многих регионах мира и стали неотъемлемой частью инфраструктуры телекоммуникаций большинства стран. Новые спутниковые приложения обеспечивают быстрое создание новых широковещательных служб и частных сетей.

Хотя коммерческое использование геостационарных спутников связи началось почти 25 лет назад, их широкое применение в сетях связи стало возможным лишь в начале 1980-х годов. Телевидение, телефония, широкополосная передача данных продолжают доминировать в списке услуг системы спутниковой связи. Современные системы спутниковой связи предоставляют беспрецедентные возможности для развития частных сетей, организации служб связи типа «точка-точка» и «точка-множество точек»:

Спутник - устройство связи, которое принимает сигналы от земной станции (ЗС), усиливает и транслирует в широковещательном режиме одновременно на все ЗС, находящиеся в зоне видимости спутника. Спутник не инициирует и не терминирует никакой пользовательской информации за исключением сигналов контроля и коррекции возникающих технических проблем и сигналов его позиционирования. Спутниковая передача начинается в некоторой ЗС, проходит через спутник и заканчивается в одной или большем количестве ЗС.

Преимущества и ограничения ССС.

ССС имеют уникальные особенности, отличающие их от других систем связи. Некоторые особенности обеспечивают преимущества, делающие спутниковую связь привлекательной для ряда приложений. Другие создают ограничения, которые неприемлемы при реализации некоторых прикладных задач. ССС имеет ряд преимуществ:

Устойчивые издержки. Стоимость передачи через спутник по одному соединению не зависит от расстояния между передающей и принимающей ЗС. Более того, все спутниковые сигналы – широкополосные. Стоимость спутниковой передачи, следовательно, остается неизменной независимо от числа принимающих ЗС.

Широкая полоса пропускания;

Малая вероятность ошибки. В связи с тем, что при цифровой спутниковой передаче побитовые ошибки весьма случайны, применяются эффективные и надежные статистические схемы их обнаружения и исправления.

Выделим также ряд ограничений в использовании ССС:

Значительная задержка. Большое расстояние от ЗС до спутника на геостационарной орбите приводит к задержке распространения, длинной почти в четверть секунды. Эта задержка вполне ощутима при телефонном соединении и делает чрезвычайно не эффективным использование спутниковых каналов при неадаптированной для ССС передаче данных;

Размеры ЗС. Крайне слабый на некоторых частотах спутниковый сигнал, доходящий до ЗС (особенно для спутников старых поколений), заставляет увеличивать диаметр антенны ЗС, усложняя тем самым процедуру размещения станции;

Защита от несанкционированного доступа к информации. Широковещание позволяет любой ЗС, настроенной на соответствующую частоту, принимать транслируемую спутником информацию. Лишь шифрование сигналов, зачастую достаточно сложное, обеспечивает защиту информации от несанкционированного доступа;

Интерференция. Спутниковые сигналы, действующие Ku-диапазоне частот, крайне чувствительны к плохой погоде. Спутниковые сети, действующие в C-диапазоне частот, восприимчивы к микроволновым сигналам. Интерференция вследствие плохой погоды ухудшает эффективность передачи в Ku-диапазоне частот на период от нескольких минут до нескольких часов. Интерференция C-диапазоне частот ограничивает развертывание ЗС в районах проживания с высокой концентрацией жителей.

Решение об использовании ССС, а не распределенных наземных сетей, всякий раз необходимо экономически обосновывать.

Космический сегмент

Современные спутники связи, используемые в коммерческих ССС, занимают геостационарные орбиты, в которых период орбиты равен периоду отметки на поверхности Земли. Это становится возможным при размещении спутника над заданным местом Земли на расстоянии 35800 км.в плоскости экватора.

Большая высота, требуемая для поддержания геостационарной орбиты спутника, объясняет нечувствительность спутниковых сетей к расстоянию. Длина пути от заданной точки на Земле через спутник на такой орбите до другой точки Земли в четыре раза больше расстояния по поверхности между двумя ее максимально удаленными точками.

Главными компонентами спутника являются его конструкционные элементы; системы управления положением, питания, телеметрии, трекинга, команд, приемопередатчики и антенна.

Структура спутника обеспечивает функционирование всех его компонентов. Предоставленный сам себе спутник в конечном счете перешел бы к случайным вращением, превратившись в бесполезное для обеспечения связи устройство. Устойчивость и нужная ориентация антенны поддерживается системой стабилизации. Размер и вес спутника ограничены в основном возможностями транспортных средств, требованиями к солнечным батареям и объему топлива для жизнеобеспечения спутника (обычно в течение десяти лет).

Телеметрическое оборудование спутника используется для передачи на землю информации о его положении. В случае необходимости коррекция положения, на спутник передаются соответствующие команды, по получении которых включается энергетическое оборудование и коррекция осуществляется.

Сигнальная часть

Ширина полосы спутникового канала характеризует количество информации, которую он может передавать в единицу времени. Типичный спутниковый приемопередатчик имеет ширину полосы 36 МГц на частотах от 11 ГГц до 14 ГГц.

Спектр частот

Спутники связи должны преобразовывать частоту получаемых от ЗС сигналов перед ретрансляцией их к ЗС, поэтому спектр частот спутника связи выражен в парах. Из двух частот в каждой паре, нижняя используется для передачи от спутника к ЗС (нисходящие потоки), верхняя - для передачи от ЗС на спутник (восходящие потоки). Каждая пара частот называется полосой.

Современные спутниковые каналы чаще всего применяют одну из двух полос:Ku-полосу (от спутника к ЗС в области 14 ГГц и обратно в области 12 ГГц). Каждая полоса частот имеет свои характеристики, ориентированные на разные задачи связи.

Передача в Ku-полосе: луч при такой передаче сильный, узкий, что делает передачу идеальной для двухточечных соединений или соединений от точки к нескольким точкам. Наземные микроволновые сигналы никоим образом не влияют на сигналы Ku-полосы, и ЗС Ku-полосы могут быть размещены в центрах городов. Естественная большая мощность сигналов Ku-полосы позволяет обойтись меньшими, более дешевыми антеннами ЗС. К сожалению, сигналы Ku-полосы чрезвычайно чувствительны к атмосферным явлениям, особенно туману и сильному дождю. Хотя подобные погодные явления, как известно, воздействуют на небольшую область в течение краткого времени, результаты могут быть достаточно серьезны, если такие условия совпадают с ЧНН (час наибольшей нагрузки, например 4 часа пополудни, полдень пятницы).

Наземный сегмент

Технологическое развитие привело к значительному уменьшению размеров ЗС. На начальном этапе спутник не превышал нескольких сотен килограммов, а ЗС представляли собой гигантские сооружения с антеннами более 30 метров в диаметре. Современные спутники весят несколько тонн, а антенны зачастую не превышают 1 метра в диаметре, могут быть установлены в самых разнообразных местах, тенденция уменьшения размеров ЗС вместе с упрощением установки оборудования приводит к снижению его стоимости. На сегодняшний день стоимость ЗС является, пожалуй, главной характеристикой, определяющей широкое распространение ССС. Преимущество спутниковой связи основано на обслуживании географически удаленных пользователей без дополнительных расходов на промежуточное хранение и коммутацию. Любые факторы, понижающие стоимость установки новой ЗС, однозначно содействуют развитию приложений, ориентированных на использование ССС. Относительно высокие издержки развертывания ЗС позволяют наземным волоконно-оптическим сетям в ряде случаев успешно конкурировать с ССС.

Следовательно, главное преимущество спутниковых систем состоит в возможности создавать сети связи, предоставляющие новые услуги связи или расширяющие прежние, при этом с экономической точки зрения преимущество ССС обратно пропорционально стоимости ЗС.

В зависимости от типа, ЗС имеет возможности передача и/или приема. Как уже отмечалось, фактически все интеллектуальные функции в спутниковых сетях осуществляются в ЗС. Среди них - организация доступа к спутнику и наземным сетям, мультиплексирование, модуляция, обработка сигнала и преобразование частот. Отметим, что большинство проблем в спутниковой передаче решается оборудованием ЗС.

В настоящее время выделяются четыре типа ЗС.

Наиболее сложными и дорогостоящими являются ориентированные на большую интенсивность пользовательской нагрузки ЗС, с очень высокой пропускной способностью. Станции такого типа предназначены для обслуживания пользовательских популяций, требующих для обеспечения нормального доступа к ЗС волоконно-оптических линий связи. Подобные ЗС стоят миллионы долларов;

Станции средней пропускной способностью эффективны для обслуживания частных сетей корпораций. Размеры подобных сетей ЗС могут быть самыми разнообразными в зависимости от реализованных приложений (передача речи, данных, видео). Различаются два типа корпоративных ССС;

Развитая корпоративная ССС с большими капиталовложениями обычно поддерживает такие услуги, как видеоконференция, электронная почта, передача видео, речи и данных. Все ЗС такой сети имеют одинаково большую пропускную способность, а стоимость станции доходит до 1 миллиона долларов;

Менее дорогостоящим типом корпоративной сети является ССС большого числа (до нескольких тысяч) микро терминалов (VSAT-VerySmallApertureTerminal) связанных с одной главной ЗС (MES - MasterEarthStation). Данные сети ограничиваются обычно приемом/передачей данных и речи в цифровом виде. Микро терминалы общаются между собой посредством транзита с обработкой через главную ЗС или минуя ее. Топология таких сетей является звездообразной (STAR или MESH);

ЗС ограничен возможностями приема. Это самый дешевый вариант станции, поскольку ее оборудование оптимизируется под представление одной или нескольких конкретных услуг. Данная ЗС может быть ориентирована на прием данных, аудио сигнала, видео или их комбинаций. Топология здесь звездообразная.

Компоненты сети

Сеть состоит из центра управления сетью, терминала нагрузки и удаленных станций (рисунок 1.2).

Центр управления сетью

Центр управления (рисунок 1.3) всем доступом к спутниковой системе и фактически выполняет роль коммутатора для пользователей на удаленных терминалах. Центр управления СС обеспечивает автоматическую работу сети, функции контроля и управления, предоставляет оператору сети отчеты об использовании мощностей, собирает статистические данные о нагрузке и управляет распределением спутниковых ресурсов. Центр управления сетью выполняет также функции маршрутизации и коммутации, такие, как выбор адресата на основе неограниченного плана нумерации, автоматическое изменение маршрутизации цепи и преобразования протокола коммутации. Центр управления сетью может находится в любом месте сети и не должен быть привязан к какому-либо другому ее компоненту, включая станции нагрузки.

Центр управления сетью содержит:

Стандартное РЧ оборудование, антенну и РЧ приемопередатчик для связи со спутником.

Оборудование для управления сетью. Оборудование для управления сетью (рисунок 1.3) состоит из:

Модулей канала управления, которые обеспечивают спутниковую связь между оборудованием управления сетью и удаленными станциями по каналам управления.

Рабочей станции DAMA и обработки вызовов, которая содержит все программное обеспечение для управления в реальном времени. Станции управления сетью, которая используется для просмотра состояния сети, изменения конфигурации сети и хранения записей данных разговоров.

Рисунок 1.2 – Компоненты сети VSAT

Рисунок 1.3 – Центр управления сетью

Терминал нагрузки

Терминал нагрузки - это станция, на которой концентрируется трафик, направленный к узлу. Этот терминал может быть расположен как вблизи Центра управления сетью, так и в любом другом месте сети. В сети могут быть несколько терминалов нагрузки, например, для концентрации трафика, направленного к региональным центрам.

Удаленная станция

Главной функцией оборудования удаленной станции (рисунок 3) является соединение спутниковых цепей с наземным оборудованием. Для выполнения этих функций оборудование удаленной станции предоставляет линейные интерфейсы и сигнализацию, а также интерфейсы для оборудования абонентов; имеется постоянная связь с оборудованием управления сетью для распределения спутниковых цепей, контроля событий и управления ресурсами станции.

Удаленная станция содержит:

РЧ оборудование: антенну и РЧ приемопередатчик (трансивер), используемые для связи со спутником.

Каналообразующие оборудование, которое состоит из:

спутникового модема, ответственного за физический уровень связи через спутник между удаленной станцией и центра управления сетью;

одного или более модулей интерфейса пользователя, которые отвечают за физическое соединение с группой интерфейсов пользователей, а также за функции обнаружения сигнализации и обработки сигналов речевого диапазона. Эти модули интерфейса пользователя могут быть как для передачи речи, так и для пересылки данных;

контроллера удаленной станции, который является главным процессором станции и устройством маршрутизации для всех внутристанционных сообщений и потока сообщений между удаленной станцией и ЦУС.

Рисунок 1.4 – Удаленная станция

SkyEdge технологиясының негізі

SkyEdge - технология спутниковой связи VSAT от компании GilatNetworkSystems , разработана для создания мультисервисных сетей связи. Разработана в 2005 году. Сети на базе технологии SkyEdge позволяют обеспечить скорость до 100Мбит/с, cпутниковый интернет , электронную почту, телефонию, видеоконференцсвязь, синхронизацию баз данных, высокую степень защиты передаваемых данных. Технологическая платформа SkyEdge, предоставляет передовые схемотехнические и архитектурные решения которые можно использовать для создания сетей любой произвольной топологии.

Новая платформа спутниковой связи SkyEdge является первой в своем роде - собранная воедино система, поддерживающая многочисленные VSAT-ы на одном HUB с множеством передовых свойств, таких как: встроенная виртуальная частная сеть (VPN), встроенные технологии ускорения, и поддержка VoIP в полносвязной сети. Семейство продуктов SkyEdge поставляет первоклассные услуги коммутируемой передачи голоса и данных на единой, гибкой, надежной в эксплуатации и легкой в управлении платформе. SkyEdge представляет настоящий прорыв в спутниковой сетевой технологии, который может оживить предложения услуг и поток доходов операторов сети и поставщиков услуг.

Обзор сети

Система SkyEdge – уникальная платформа для передачи данных и голоса.

Улучшенная архитектура

Поддержка топологий: звезда (star), мульти-звезда (multi-star), полносвязная (mesh)

Поддержка одновременной работы с несколькими спутниками на одном HUB.

Сервисы передачи данных-IP, legacy, meshIPtrunking

Несколько несущих Outbound стандарта DVB-S-до 66 Мбит/c на одну несущую

Опциональная поддержка малых сетей, с 340 Кбит/c

НесущаяInbound-от 60 Кбит/с до 2 Мбит/с.

Различные схемы доступа к спутниковому ресурсу.

На Рисунке представлена схема сети.

Технология SkyEdge (Gilat Network Systems) - технология спутниковой связи VSAT от компании Gilat Network Systems, разработана для создания мультисервисных сетей связи. Разработана в 2005 году. Сети на базе технологии SkyEdge позволяют обеспечить скорость до 100Мбит/с, Спутниковый Интернет, электронную почту, телефонию, видеоконференцсвязь, синхронизацию баз данных, высокую степень защиты передаваемых данных. Технологическая платформа SkyEdge, предоставляет передовые схемотехнические и архитектурные решения которые можно использовать для создания сетей любой произвольной топологии.

Большой выбор сетевых интерфейсов в платформе SkyEdge позволяет проектировать и строить универсальные мультисервисные сети последнего поколения. SkyEdge позволяет легко интегрировать VSAT в уже существующие сети, построенные на технологиях и оборудовании Cisco, путем установки модуля Cisco VSAT NM непосредственно в существующие маршрутизаторы.

Технологическая платформа SkyEdge имеет встроенные решения для поддержки технологий GSM и CDMA2000, которые на 80 % эффективнее по использованию спутникового сегмента в сравнении с каналами SCPC и другими. Решения прозрачным и эффективным образом соединяют соты с сетью, сохраняя при этом высокое качество услуг по передаче голоса и данных.

Технология SkyEdge поддерживает множество различных IP-приложений, реализуя различные топологии соединения центральный терминал - удаленный т-ерминал и удаленный терминал-удаленный терминал.

Особенности технологии SkyEdge:

высокая производительность (скорость передачи данных высокого качества);

масштабируемость;

различные топологии соединения (star, mesh и multi-star);

встроенное ускорение TCP и HTTP трафика;

поддержка QoS;

поддержка любых приложений многоадресного IP-вещания и передачи данных (Интернет, VoIP, IP-multicast, видеоконференцсвязь);

быстрая установка и монтаж;

низкая стоимость обслуживания и эксплуатации.

CистемаSkyEdge разработана и произведена мировым лидером в индустрии VSAT технологий - компанией GilatSateliteNetworksLtd (Израиль). SkyEdge - идеальная технология для:

организации доступа к сети Интернет или к локальной сети на основе современныхweb-технологий;

построения частных и выделенных сетей (головной офис может быть связан даже с десятками тысяч территориально удаленных филиалов);

дистанционная работы с высокоскоростными IP-приложениями.

Топология сети и что это такое. Метод соединения ПК в сети называется топологией. Топология сети- это ее физическая схема, отображающая расположение узлов и соединение их кабелем. Важно выбрать правильную топологию, соответствующую использования сети у каждой сети если преимущество и недостатки. Можно выделить основные 4 сетевые топологии:
1. Шинную
2. Звезда образную
3. Ячеистую (сотовая)
4. Кольцевая
Шинная топология: преимущества и недостатки.
Шины топологии (принцип работы, преимущество и недостаток) Шинная топология часто применяется в небольших простых или временных сетевых инсталляций.
В типичной сети шинной топологией кабель содержит одну или более пар проводников а активные схемы усиления сигнала или передачи его к одному ПК и к другому отсутствуют.
Шинная топология является пассивной.
Когда одна машина посылает сигнал по кабелю все другие узлы получают эту информацию но только один из них адрес которого закодирован в сообщения принимает ее а остальные отбрасывают ее.
В каждый момент времени отправлять сообщение может только один ПК, поэтому число подключенных к сети машин значительно влияет на ее быстродействие. Перед передачей Д. ПК должен ожидать освобождение шины, указанные факторы действуют также в кольцевой звездообразных сетях.
Терминатор.
Еще одним серьезным фактором является конечная нагрузка так как шинная топология пассивна электрический сигнал от передающего ПК свободно путешествует по всей длине кабеля без а конечной нагрузки сигнал достигает конца кабеля отражается и идет в обратном направление, такое эхо отражение и путешествие сигнала называется зацикливанием Ringing.
Для предотвращения подобного явления с обеих сторон кабеля устанавливается а конечная нагрузка (терминаторы). Терминаторы - поглощают электрический сигнал и предотвращает отражения.
Преимущества шинной топологий.
1. она надежно работает в сетях, проста в использование, и понятна.
2. шина требует меньше кабеля чем в других топологиях, следовательно, она дешевле.
3. она легка масштабирована.
4. для расширения шинной топологии можно использовать повторитель (Repeater) усиливает сигналы и позволяет передавать его но большие расстояния.
Недостатки шинной топологии.
1. при большом кол-ве ПК, мощность передачи инф. значительно снижается.
2. трудность диагностики такой сети.
Звездообразная топология: преимущества и недостатки.
Звезда образная топология (принцип работы, преимущество и недостаток). В топологии типа звезда все кабели идут к ПК от центрального узла где они подключаются к концентратору.
Принцип работы. Каждый ПК с топологией типа звезда, взаимодействует с центральным концентратором который передает сообщение всем ПК, (в звезда образной широко вещательной рассылкой) или только к ПК адресату в коммутированной звезда образной сети.
Активный концентратор регенерирует электрический сигнал и посылает его ко всем подключенным ПК, такой тип концентратора часто называют много портовым повторителем.
Для работы таких активных концентраторов и коммутаторов требуется питание от сети. Пассивный коммутатор, например: коммутационная кабельная панель или коммутационный блок действуя как точка соединения не усиливая и не регулирует эл. сигнал, следовательно, не требует электропитания.
В топологии звезда используются различными видами кабеля:
Для расширения топологии звезда вместо одного из узлов подключает еще один концентратор и т.д.
“+”Преимущества звезда образной топологии.
1. простая модификация и добавления ПК, не нарушая остальной ее части.
2. центральный концентратом может являться как средство для диагностики сети как для мониторинга и управления сети.
3. отказоустойчивость.
4. применение нескольких типов кабеля.
“-”Недостатки звезда образной топологии.
1. при отказе центрального концентрата не работоспособная становится вся сеть.
2. многие сети с топологией звезда требует применение на центральном узле устройство для ретрансляции широко вещательных сообщений или коммутации сетевого трафика.
3. большой расход кабеля.
4. дороговизна.
Кольцевая топология: преимущества и недостатки.
Сети с кольцевой топологией (принцип работы, преимущество и недостаток). В кольцевой сети каждый ПК связан с последующим а последующий с первым.
Кольцевая топология применяет в сетях требующая резервирования полосы пропускания для критичных по времени средств. Например: для передаче аудио и видео. В высокопроизводительных сетях а также при большом числе обращающихся к сети клиентов что требует ее высокой пропускной способности.
Полосой пропускания называется способность среды передачи Д. передавать определенный объем информации.
Принцип работы. В сети с кольцевой топологией каждый ПК соединяется с другим ПК, ретранслирующие ту информацию которую он получает от первого ПК.
Благодаря такой информации сеть является активной и в ней не возникает потери сигнала как в сетях шинных топологий, кроме того, нет необходимости в а конечных нагрузках, так как нет конца у сети.
Не которые сети с кольцевой топологией используют метод эстафетной передачи, короткое специальное сообщение маркер циркулирует по кольцу пока ПК не пожелает передать информацию другому узлу. Он модифицирует маркер добавляет электронные адрес и Д. а затем отправляет их по кольцу каждый из ПК последовательно получает данный маркер с добавленной информацией и передает его соседней машине, пока электронный адрес не совпадет с адресом ПК получателя, или маркер не вернется к отправителя.
Получивший сообщение ПК возвращает отправителю ответ, подтверждающий принятие док-та тогда отправитель создает еще один маркер и отправляет его в сеть, что позволяет другой станций перехватить маркер и начать передачу, маркер циркулирует по кольцу пока какая либо из станций не будет готова к передаче и не захватит его.
В других сетевых средах применяются два кольца в противоположных направлениях токая структура способствует восстановлению сети.
“+”Преимущества кольцевой топологий.
1. нет возможности монополизировать сеть, одним узлом т.к все ПК имеют равный доступ к маркеру.
2. справедливое совместное использование сети и обеспечивает постепенное снижение ее производительности в случае увеличения числа пользователей и перегрузки.
“-”Недостатки кольцевой топологии.
1. отказ одного ПК может повлиять на работоспособность сети в целом.
2. кольцевую сеть трудно диагностировать.
3. добавление или удаления ПК вынуждает разрывать сеть.
Смешанные топологии: преимущества и недостатки.
Смешанные топологии, шина звезда образная, звезда образная кольцевая.
Шина звезда образная топология комбинирует сеть типа звезда и шина связывая несколько концентратов, шинами магистрациями. Если один из ПК отказывает концентратор может выявить неисправный узел и изолировать отказавшую машину при отказе концентратора соединенные с ним ПК не смогут взаимодействовать с сетью. А шина разомкнется на два несвязанных друг друга символов.
Звезда образная кольцевая топология (которую также называют кольцом соединения типа звезда) включает в себя сетевые кабели которые прокладываются на аналогична звезда образные сети, но в центральном концентраторе реализуется кольцо. И ее преимущество: с внутренним концентратором можно соединить внешний, тем самым можно расширив петлю внутреннего кольца.
Физическая сотовая топология: преимущества и недостатки.
Ячеистая сотовая топология характеризуется наличием избыточных связей между устройствами.
Например, в истинной сети с сеточной структурой mesh существует прямая связь между всеми устройствами сети, для большого числа устройств схема оказывается неприемлемой, большинство сотовых сетей, не являются истинными ячеистыми структурами, а представляют собой гибридные сотовые сети, содержащие некоторые избыточные связи.
Инсталляция сотовой сети, при увеличении числа устройств при инсталляции сети сотовой топологий значительно затрудняется что связана с большим числом соединений, например: сеть, объединяющая всеволиш 6 узлов, потребует 15 соединений, 5+4+3+2+1 а сети из 7 узлов, потребует 21 соединение, 6+5+4+3+2+1.
Диагностика и реконфигурация сотовой сети. Сотовая сеть просты в диагностике и чрезвычайно отказоустойчива, отказ кабеля, влияет на такую топологию гораздо меньшей степени, чем на другую любую.
Избыточные связи позволяют передавать информацию но различным маршрутам, при увеличении числа устройств, сложность конфигурации подобной сети, как и ее инсталляция, увеличиваются в геометрической прогрессий.
Преимущества сотовой топологии:
1. высокая отказоустойчивость
2. гарантированная пропускная способность канала связи.
3. легкая диагностика
Недостатки сотовой топологии
1. сложность инсталляции и реконфигурации
2. стоимость поддержки избыточных каталогов

Термин топология сети означает способ соединения компьютеров в сеть. Вы также можете услышать другие названия – структура сети или конфигурация сети (это одно и то же). Кроме того, понятие топологии включает множество правил, которые определяют места размещения компьютеров, способы прокладки кабеля, способы размещения связующего оборудования и многое другое. На сегодняшний день сформировались и устоялись несколько основных топологий. Из них можно отметить “шину ”, “кольцо ” и “звезду ”.

Топология “шина”

Топология шина (или, как ее еще часто называют общая шина или магистраль ) предполагает использование одного кабеля, к которому подсоединены все рабочие станции. Общий кабель используется всеми станциями по очереди. Все сообщения, посылаемые отдельными рабочими станциями, принимаются и прослушиваются всеми остальными компьютерами, подключенными к сети. Из этого потока каждая рабочая станция отбирает адресованные только ей сообщения.

Достоинства топологии “шина”:

• простота настройки;
• относительная простота монтажа и дешевизна, если все рабочие станции расположены рядом;
• выход из строя одной или нескольких рабочих станций никак не отражается на работе всей сети.

Недостатки топологии “шина”:

• неполадки шины в любом месте (обрыв кабеля, выход из строя сетевого коннектора) приводят к неработоспособности сети;
• сложность поиска неисправностей;
• низкая производительность – в каждый момент времени только один компьютер может передавать данные в сеть, с увеличением числа рабочих станций производительность сети падает;
• плохая масштабируемость – для добавления новых рабочих станций необходимо заменять участки существующей шины.

Именно по топологии “шина” строились локальные сети на коаксиальном кабеле . В этом случае в качестве шины выступали отрезки коаксиального кабеля, соединенные Т-коннекторами. Шина прокладывалась через все помещения и подходила к каждому компьютеру. Боковой вывод Т-коннектора вставлялся в разъем на сетевой карте. Вот как это выглядело:Сейчас такие сети безнадежно устарели и повсюду заменены “звездой” на витой паре, однако оборудование под коаксиальный кабель еще можно увидеть на некоторых предприятиях.

Топология “кольцо”

Кольцо – это топология локальной сети, в которой рабочие станции подключены последовательно друг к другу, образуя замкнутое кольцо. Данные передаются от одной рабочей станции к другой в одном направлении (по кругу). Каждый ПК работает как повторитель, ретранслируя сообщения к следующему ПК, т.е. данные передаются от одного компьютера к другому как бы по эстафете. Если компьютер получает данные, предназначенные для другого компьютера – он передает их дальше по кольцу, в ином случае они дальше не передаются.

Достоинства кольцевой топологии:

• простота установки;
• практически полное отсутствие дополнительного оборудования;
• возможность устойчивой работы без существенного падения скорости передачи данных при интенсивной загрузке сети.

Однако “кольцо” имеет и существенные недостатки:

• каждая рабочая станция должна активно участвовать в пересылке информации; в случае выхода из строя хотя бы одной из них или обрыва кабеля – работа всей сети останавливается;
• подключение новой рабочей станции требует краткосрочного выключения сети, поскольку во время установки нового ПК кольцо должно быть разомкнуто;
• сложность конфигурирования и настройки;
• сложность поиска неисправностей.

Кольцевая топология сети используется довольно редко. Основное применение она нашла в оптоволоконных сетях стандарта Token Ring.

Топология “звезда”

Звезда – это топология локальной сети, где каждая рабочая станция присоединена к центральному устройству (коммутатору или маршрутизатору). Центральное устройство управляет движением пакетов в сети. Каждый компьютер через сетевую карту подключается к коммутатору отдельным кабелем. При необходимости можно объединить вместе несколько сетей с топологией “звезда” – в результате вы получите конфигурацию сети с древовидной топологией. Древовидная топология распространена в крупных компаниях. Мы не будем ее подробно рассматривать в данной статье.

Топология “звезда” на сегодняшний день стала основной при построении локальных сетей. Это произошло благодаря ее многочисленным достоинствам:

• выход из строя одной рабочей станции или повреждение ее кабеля не отражается на работе всей сети в целом;
• отличная масштабируемость: для подключения новой рабочей станции достаточно проложить от коммутатора отдельный кабель;
• легкий поиск и устранение неисправностей и обрывов в сети;
• высокая производительность;
• простота настройки и администрирования;
• в сеть легко встраивается дополнительное оборудование.

Однако, как и любая топология, “звезда” не лишена недостатков:

• выход из строя центрального коммутатора обернется неработоспособностью всей сети;
• дополнительные затраты на сетевое оборудование – устройство, к которому будут подключены все компьютеры сети (коммутатор);
• число рабочих станций ограничено количеством портов в центральном коммутаторе.

Звезда – самая распространенная топология для проводных и беспроводных сетей. Примером звездообразной топологии является сеть с кабелем типа витая пара, и коммутатором в качестве центрального устройства. Именно такие сети встречаются в большинстве организаций.

В сети с полносвязной топологией каждый компьютер сети напрямую связан с каждым компьютером этой сети (рис. 2).
Примером такой сети является сеть ячеистой (сотовой) топологии.

Рисунок 2. Сеть сотовой топологии.

Преимущества сотовых сетей:

· Высокая надежность, обусловленная избыточностью физических связей.

· простота диагностики.

Недостатки сотовых сетей:

· Необходимость наличия у каждого компьютера сети большого числа коммуникационных портов для соединения со всеми другими компьютерами.

· Необходимость выделения отдельной электрической линии связи для каждой пары компьютеров.

· Вышеперечисленное обуславливает высокую стоимость сотовой сети.

· Сложность инсталляции и реконфигурации добавления или удаления новых узлов).

Большинство сетевых топологий имеет неполносвязную структуру. К основным видам неполносвязных топологий можно отнести: шину, звезду, кольцо и смешанную топологию.

Сети шинной топологии.

В сетях с шинной топологией каждый компьютер сети подключен к одному общему кабелю (рисунок 3).

Рисунок 3. Сеть с шинной топологией

В шинной топологии отсутствуют активные схемы передачи сигнала от одного компьютера к другому. Когда одна из машин посылает сигнал, он свободно путешествует по всей длине кабеля. Достигнув конца кабеля, сигнал отражается и идет в обратном направлении (зацикливание). Для предотвращения зацикливания сигнала в сетях с шинной топологией обязательно использование терминатора на обоих концах кабеля.
Сигнал, посланный одной машиной, получают все компьютеры, подключенные к шине. Принимает же его только машина, адрес которой совпал с адресом получателя, закодированном в сообщении.
В каждый момент времени только один из компьютеров может передавать сигнал, остальные должны ждать своей очереди. Соответственно, пропускная способность сетей с шинной топологией невелика и ограничивается не только характеристиками кабеля, но и логической структурой сети.

Достоинства шинной топологии:

• Низкая стоимость.
• Простота расширения (простота подключения новых узлов и объединения двух подсетей с помощью повторителя).

Недостатки шинной топологии:

• Низкая производительность.
• Низкая надежность (частые дефекты кабелей и разъемов).
• Сложность диагностики при разрыве кабеля или отказе разъема.
• Любой дефект кабеля или разъема приводит к неработоспособности всей сети.

Из всего вышесказанного можно заключить, что шинная топология может применяться при небольшом числе узлов в сети и невысокой степени взаимодействия между ними. Вместе с тем, такая сеть отличается низкой стоимостью.

2.1.3 Звездообразная топология.

В сетях звездообразной топологии каждый узел подключается

отдельным кабелем к общему устройству, называемому концентратором (хабом) (рисунок 4). Концентратор передает данные от одного компьютера другому или всем остальным компьютерам сети.

Рисунок 4. Сеть звездообразной топологии.

Топология звезда позволяет использовать для подключения компьютеров различные типы кабелей. Наличие концентратора чаще всего делает возможным использование нескольких типов кабелей одновременно.

Достоинства звездообразной топологии:

• Более высокая пропускная способность по сравнению с шинной топологией.
• Выход из строя одного узла или нескольких узлов не влияет на работоспособность остальной сети.
• Легкость включения в сеть новых узлов.
• Возможность использования вместо хаба коммутатора (для фильтрации трафика, а также для мониторинга сети).
• Возможность использования в одной сети нескольких типов кабелей.
• Легкость создания подсетей путем приобретения дополнительного концентратора, подсоединения к нему машин и соединения концентраторов между собой.

Недостатки звездообразной топологии:

· Ограниченная возможность увеличения числа узлов сети (ограничивается количеством портов концентратора).

· Зависимость работоспособности сети от состояния концентратора.

· Высокий расход кабеля (отдельный кабель для подключения каждого компьютера).

· Более высокая стоимость по сравнению с шинной топологией (затраты на хаб и кабель).

Таким образом, сети звездообразной топологии целесообразно прокладывать в зданиях (помещениях), в которых от каждого компьютера можно проложить кабель до концентратора. При планировании такой сети особое внимание следует уделить выбору концентратора.

Кольцевая топология.

В сетях с кольцевой топологией (рисунок 5) каждый компьютер

подключается к общему сетевому кабельному кольцу, по которому передаются данные (в одном направлении).

Рисунок 5. Сеть с кольцевой топологией.

Каждый компьютер, получив данные, сверяет адрес получателя с собственным и в случае совпадения копирует данные в свой внутренний буфер. Сами данные при этом продолжают движение по кольцу и возвращаются к отправителю. Если, получив данные, компьютер обнаружил, что его адрес не совпадает с адресом получателя, он ретранслирует данные следующему компьютеру в кольце.

В качестве среды передачи данных для построения сети кольцевой топологии чаще всего используют экранированную или неэкранированную «витую пару», а также оптоволоконный кабель.

Для решения проблемы коллизий (когда два или более компьютеров одновременно пытаются передать данные) в сетях с кольцевой топологией применяется метод маркерного доступа. Специальное короткое сообщение-маркер постоянно циркулирует по кольцу. Прежде чем передать данные, компьютер должен дождаться маркера, прикрепить данные и служебную информацию к нему и передать это сообщение в сеть.
В быстрых сетях по кольцу циркулируют несколько маркеров.

Существуют две наиболее известных технологии сетей, основанные на кольцевой топологии - технология Token Ring и технология FDDI.

Сетевая технология - это согласованный набор стандартных протоколов и реализующих их программно-аппаратных средств, достаточный для построения сети.

В технологии Token Ring реализован метод маркерного доступа, описанный выше.
В технологии FDDI применяется два кольца. При нормальном состоянии сети функционирует только одно из колец, второе позволяет сохранить работоспособность сети в случае отказа узла. Такая сеть обладает высоким быстродействием и чрезвычайной отказоустойчивостью.

Достоинства кольцевой топологии:

· При передачи данных не возникает потери сигнала (благодаря ретрансляции).

· Не возникает коллизий (благодаря маркерному доступу).

· Высокая отказоустойчивость (в технологии FDDI).

Недостатки кольцевой топологии:

· Отказ одного узла может привести к неработоспособности всей сети (в технологии Token Ring).

· Добавление/удаление узла вынуждает разрывать сеть.

Таким образом, кольцевая топология целесообразна для построения надежной или/и высокоскоростной сети, существенное наращивание которой не планируется или маловероятно.

Смешанная топология.

Появление смешанных топологий обусловлено, как правило, необходимостью наращивать и модернизировать сеть. Часто суммарные затраты на постепенную модернизацию оказываются существенно большими, а результаты меньшими, чем при тратах на глобальную замену морально устаревших сетей.

Сети смешанной топологии (рисунок 6) обладают достоинствами и недостатками, характерными для составляющих их топологий.

Рисунок 6. Сеть со смешанной топологией

Среда передачи данных

2. 2.1 Физическая среда передачи данных может представлять собой кабель, то есть набор проводов, изоляционных и защитных оболочек и соединительных разъемов, а также земную атмосферу или космическое пространство, через которые распространяются электромагнитные волны.

В зависимости от среды передачи данных линии связи разделяются на:

· проводные (воздушные);

· кабельные (медные и волоконно-оптические);

· радиоканалы наземной и спутниковой связи.

2.2.2 Проводные (воздушные) линии связи представляют собой провода без каких-либо, изолирующих или экранирующих оплеток, проложенные между столбами и висящие в воздухе. По таким линиям связи традиционно передаются телефонные или телеграфные сигналы, но при отсутствии других возможностей эти линии используются и для передачи компьютерных данных. Скоростные качества и помехозащищенность этих линий оставляют желать много лучшего. Сегодня проводные линии связи быстро вытесняются кабельными.

2.2.3 Кабельные линии представляют собой достаточно сложную конструкцию. Кабель состоит из проводников, заключенных в несколько слоев изоляции: электрической, электромагнитной, механической, а также, возможно, климатической. Кроме того, кабель может быть оснащен разъемами, позволяющими быстро выполнять присоединение к нему различного оборудования. В компьютерных сетях применяются три основных типа кабеля: кабели на основе скрученных пар медных проводов, коаксиальные кабели с медной жилой, а также волоконно-оптические кабели.

Скрученная пара проводов называется витой парой (twisted pair). Витая пара существует в экранированном варианте (Shielded Twistedpair, STP), когда пара медных проводов обертывается в изоляционный экран, и неэкранированном (Unshielded TwistedPair, UTP), когда изоляционная обертка отсутствует. Скручивание проводов снижает влияние внешних помех на полезные сигналы, передаваемые по кабелю. Коаксиальный кабель (coaxial) имеет несимметричную конструкцию и состоит из внутренней медной жилы и оплетки, отделенной от жилы слоем изоляции. Существует несколько типов коаксиального кабеля, отличающихся характеристиками и областями применения - для локальных сетей, для глобальных сетей, для кабельного телевидения и т. п. Волоконно-оптический кабель (opticalfiber) состоит из тонких (5-60 микрон) волокон, по которым распространяются световые сигналы. Это наиболее качественный тип кабеля - он обеспечивает передачу данных с очень высокой скоростью (до 10 Гбит/с и выше) и к тому же лучше других типов передающей среды обеспечивает защиту данных от внешних помех.

2.2.4 Радиоканалы наземной и спутниковой связи образуются с помощью передатчика и приемника радиоволн. Существует большое количество различных типов радиоканалов, отличающихся как используемым частотным диапазоном, так и дальностью канала. Диапазоны коротких, средних и длинных волн, называемые также диапазонами амплитудной модуляции (Amplitude Modulation, AM) по типу используемого в них метода модуляции сигнала, обеспечивают дальнюю связь, но при невысокой скорости передачи данных. Более скоростными являются каналы, работающие на диапазонах ультракоротких волн, для которых характерна частотная модуляция (Frequency Modulation, FM), а также диапазонах сверхвысоких частот (СВЧ или microwaves). В диапазоне СВЧ (свыше 4 ГГц) сигналы уже не отражаются ионосферой Земли и для устойчивой связи требуется наличие прямой видимости между передатчиком и приемником. Поэтому такие частоты используют либо спутниковые каналы, либо радиорелейные каналы, где это условие выполняется.

В компьютерных сетях сегодня применяются практически все описанные типы физических сред передачи данных, но наиболее перспективными являются волоконно-оптические. На них сегодня строятся как магистрали крупных территориальных сетей, так и высокоскоростные линии связи локальных сетей. Популярной средой является также витая пара, которая характеризуется отличным соотношением качества к стоимости, а также простотой монтажа. С помощью витой пары обычно подключают конечных абонентов сетей на расстояниях до 100 метров от концентратора. Спутниковые каналы и радиосвязь используются чаще всего в тех случаях, когда кабельные связи применить нельзя - например, при прохождении канала через малонаселенную местность или же для связи с мобильным пользователем сети, таким как шофер грузовика, врач, совершающий обход, и т. п.

Кабельные системы.

Кабель (cable), используемый для построения компьютерных сетей, представляет собой сложную конструкцию, состоящую, в общем случае, из проводников, изолирующих и экранирующих слоев. В современных сетях используются три типа кабеля:

Коаксиальный кабель (coaxial cable);

- "витая пара" (twisted pair);

Оптоволоконный кабель (fiber optic).

Коаксиальный кабель.

Коаксиальный кабель был первым типом кабеля, использованным для соединения компьютеров в сеть. Кабель данного типа (рисунок 7) состоит из центрального медного проводника, покрытого пластиковым изолирующим материалом, который, в свою очередь, окружен медной сеткой и/или алюминиевой фольгой. Этот внешний проводник обеспечивает заземление и защиту центрального проводника от внешней электромагнитной интерференции. При прокладке сетей используются два типа кабеля - "Толстый коаксиальный кабель" (Thicknet) и "Тонкий коаксиальный кабель" (Thinnet). Сети на основе коаксиального кабеля обеспечивают передачу со скоростью до 10 Мбит/с. Максимальная длина сегмента лежит в диапазоне от 185 до 500 м в зависимости от типа кабеля.

Рисунок 7. Устройство коаксиального кабеля

Витая Пара.

Кабель типа "витая пара" (twisted pair), является одним из наиболее распространенных типов кабеля в настоящее время (рисунок 8). Он состоит из нескольких пар медных проводов, покрытых пластиковой оболочкой. Провода, составляющие каждую пару, закручены вокруг друг друга, что обеспечивает защиту от взаимных наводок. Кабели данного типа делятся на два класса - "экранированная витая пара" ("Shielded twisted pair") и "неэкранированная витая пара" ("Unshielded twisted pair"). Отличие этих классов состоит в том, что экранированная витая пара является более защищенной от внешней электромагнитной интерференции, благодаря наличию дополнительного экрана из медной сетки и/или алюминиевой фольги, окружающего провода кабеля. Сети на основе "витой пары" в зависимости от категории кабеля обеспечивают передачу со скоростью от 10 Мбит/с – 10 Гбит/с. Длина сегмента кабеля не может превышать 100 м (до 100 Мбит/с) или 30 м (1 Гбит/с).

Рисунок 8. Устройство кабеля типа "витая пара"

Оптоволоконный кабель.

Оптоволоконные кабели представляют собой наиболее современную кабельную технологию, обеспечивающую высокую скорость передачи данных на большие расстояния, устойчивую к интерференции и прослушиванию. Оптоволоконный кабель состоит из центрального стеклянного или пластикового проводника, окруженного слоем стеклянного или пластикового покрытия и внешней защитной оболочкой (рисунок 9). Передача данных осуществляется с помощью лазерного или светодиодного передатчика, посылающего однонаправленные световые импульсы через центральный проводник. Сигнал на другом конце принимается фотодиодным приемником, осуществляющим преобразование световых импульсов в электрические сигналы, которые могут обрабатываться компьютером. Скорость передачи для оптоволоконных сетей находится в диапазоне от 100 Мбит/c до 2 Гбит/с. Ограничение по длине сегмента составляет 2 км.

Рисунок 9. Устройство оптоволоконного кабеля.

Сетевые технологии.

Технология Ethernet.

Общее количество сетей, работающих по протоколу Ethernet в настоящее время, оценивается в 5 миллионов, а количество компьютеров с установленными сетевыми адаптерами Ethernet – в 50 миллионов.

Когда говорят Ethernet, то под этим обычно понимают любой из вариантов этой технологии. В более узком смысле Ethernet - это сетевой стандарт, основанный на экспериментальной сети Ethernet Network, которую фирма Xerox разработала и реализовала в 1970г. В 1980 году фирмы DEC, Intel и Xerox совместно разработали и опубликовали стандарт версии II построенной на основе коаксиального кабеля, который стал последней версией фирменного стандарта Ethernet DIX или Ethernet II.

На основе стандарта Ethernet DIX был разработан стандарт IEEE 802.3, в нем различаются уровни MAC(Media Access Control – уровень управления доступом к среде) и LLC (Logical Link Control – уровень логической передачи данных), в оригинальном Ethernet оба эти уровня объединены в единый канальный уровень. Несколько отличается и формат кадра, хотя минимальные и максимальные размеры кадров в этих стандартах совпадают.

Для передачи информации по кабелю для всех вариантов физического уровня технологии Ethernet используется пропускная способность 10 Мбит/с.

Метод доступа CSMA/CD.

В сетях Ethernet используется метод доступа к среде передачи данных, называемый методом коллективного доступа с опознаванием несущей и обнаружением коллизий.

Этот метод применяется исключительно в сетях с логической общей шиной. Все компьютеры такой сети имеют непосредственный доступ к общей шине, поэтому она может быть использована для передачи данных между любыми двумя узлами сети. Одновременно все компьютеры сети имеют возможность немедленно (с учетом задержки распространения сигнала по физической среде) получить данные, которые любой из компьютеров начал передавать на общую шину. Простота схемы подключения – это один из факторов, определивших успех стандарта Ethernet. Говорят, что кабель, к которому подключены все станции, работает в режиме коллективного доступа.

Этапы доступа к среде.

Все данные, передаваемые по сети, помещаются в кадры определенной структуры и снабжаются уникальным адресом станции назначения.

Чтобы получить возможность передавать кадр, станция должна убедиться, что разделяемая среда свободна. Если среда свободна, то узел имеет право начать передачу кадра.

Все станции, подключенные к кабелю, могут распознать факт передачи кадра, и та станция, которая узнает собственный адрес в заголовках кадра, записывает его содержимое в свой внутренний буфер, обрабатывает полученные данные, передает их вверх по своему стеку, а затем посылает по кабелю кадр-ответ. Адрес станции источника содержится в исходном кадре, поэтому станция-получатель знает, кому нужно послать ответ.

После окончания передачи кадра все узлы сети обязаны выдержать технологическую паузу (Inter Packet Gap) в 9,6 мкс. Эта пауза, называемая также межкадровым интервалом, нужна для приведения сетевых адаптеров в исходное состояние, а также для предотвращения монопольного захвата среды одной станцией. После окончания технологической паузы узлы имеют право начать передачу своего кадра, так как среда свободна.

Возникновение коллизии.

При описанном подходе возможна ситуация, когда две станции одновременно пытаются передать кадр данных по общей среде. Механизм прослушивания среды и пауза между кадрами не гарантируют от возникновения такой ситуации, когда две или более станции одновременно решают, что среда свободна, и начинают передавать свои кадры. Говорят, что при этом происходит коллизия (collision), так как содержимое обоих кадров сталкиваются на общем кабеле, и происходит искажение информации – методы кодирования, используемые в Ethernet, не позволяют выделять сигналы каждой станции из общего сигнала.

Для возникновения коллизии не обязательно, чтобы несколько станций начали передачу абсолютно одновременно, такая ситуация маловероятна. Гораздо вероятней, что коллизия возникает из-за того, что один узел начинает передачу раньше другого, но до второго узла сигналы первого просто не успевают дойти к тому времени, когда второй узел решает начать передачу своего кадра.

Похожая информация.

В период зарождения VSAT-технологий основной сферой их приложения считалась организация телефонных сетей в труднодоступных регионах. Однако уже в 80-х - начале 90-х годов акценты начали смещаться преимущественно в сторону решения задач, связанных с передачей данных, а вопросы голосовой связи постепенно стали уходить на второй план. Этот процесс особенно ускорился в середине 90-х годов в связи с развитием промышленных приложений VSAT-ceтей и бурным ростом сети Интернет. Более того, сегодня уже практически сформировался самостоятельный класс VSAT-технологий, ориентированный на решение задач в интересах обеспечения доступа в Интернет.

Несмотря на естественное желание унифицировать VSAT-оборудование, рынок диктует свои условия, среди которых основным является минимизация стоимости как самого оборудования, так и обслуживания сети.

Если сегодня обратиться к любой рекламе, то окажется, что VSAT-технологии могут обеспечить любые виды услуг связи: и телефон, и передачу данных, и видео, и Интернет, и т.д. С одной стороны, это так, а с другой - не совсем так. Конечно, иметь универсальную абонентскую станцию и сеть VSAT - неплохо, но стоимость такого решения, по крайней мере, сегодня (да и в ближайшем будущем) будет зашкаливать за любые разумные значения. Хотя потенциально (технически) здесь нет никаких фантазий, однако существует вполне определенный круг функциональных задач, свойственных определенной базовой технологии. Для исходного, функционального разделения базовых технологий в качестве критерия можно принять топологию VSAT-сети - Star или Mesh. Выбор топологии сети, в первую очередь, зависит от задач заказчика.

Очевидно, что топология Star подразумевает соединение всех удаленных станций с единым центром. Однако их соединение между собой возможно лишь через центр. Это условие, в первую очередь, накладывает ограничение на организацию телефонных каналов и других видов информации, чувствительных к задержке сигнала. Соответственно, приоритетными становятся задачи сбора и двухсторонней передачи данных между удаленными станциями и центром. При этом качественная телефонная связь является дополнительной услугой, реализуемой только между центром и отдельной удаленной станцией (выход в сети общего пользования и, тем более, организация международных соединений приведет к труднопредсказуемому ухудшению качества речи).

К наиболее характерным задачам, которые решаются с помощью сети, выполненной по топологии Star, относятся:

• обслуживание бензозаправочных станций, банкоматов;
• мониторинг и управление технологическими процессами на электростанциях;
• организация сервисного обслуживания автомобилей и их аренды;
• обмен платежными документами между региональными отделениями и центральным отделением банка и т.п.

Общее для всех этих задач - относительно низкая канальная скорость и неравномерность графика, создаваемого удаленными VSAT-станциями. Наиболее характерным примером является оборудование компании Теасот (табл. 1).

Таблица 1. Зарубежные системные интеграторы и базовые технологии, предлагаемые для организации VSAT-сетей типа Star.

Компания Базовая технология Многостанционный доступ Исходящие потоки ЦС-VSAT, кбит/с Входящие потоки VSAT-ЦС, кбит/с SkayStar Advantage ТDМ/tdМА Модифицированная Aloha со случайным доступом 64/128/192/256/512/1024/2048 BPSK или QPSK 9,6/19,2/38,4/56/64/128 DPSK 38,4/76,8 МСК Globecomm Systems, Inc. CES-2001 Нет данных 64-2048 BPSK или QPSK 9,6-384 BPSK или QPSK Hughes Network Systems (США) PES/ISBIM tdM/tdMA 128/512 BPSK 64/128/256 BPSK NEC* (Япония) Nextar-V ТDМ/tdМА Адаптивный вариант ТDМА 64/128/256/512/768/1536/2048 BPSK или QPSK 64/128/256 BPSK или QPSK ViaSat, Inc. (Scientific Atlanta) SkyRaley ТDМ/tdМА 64/128/256 BPSK, QPSK, CPFSK 64/128/256 BPSK, QPSK.CPFSK STM Wireless, Inc. (США) X.Star ТDМ/tdМА Aloha с динамическим резервированием 64/128/256/512/1024/1544 BPSK 96/192/384 BPSK Teacom (Норвегия) TSAT-2100 TSAT-2000 ТDМ/tdМА Aloha с резервированием 2,4/4,8/9/6/14,4/16,8 OQPSK 2,4/4,8/9/6/14,4/16,8 OQPSK Telesat Canada (Канада) Anicom 200 ТDМ/tdМА 1,2-64/128/256 128/512 Shiron Satellite Communications (Израиль) InterSky DАМА 1500-72500 ТDМ QPSK Прием до 15000 16-384/2048 QPSK

Примечание: * Имеется технология Nextar-AA/tdMA (адаптивный вариант tdMA)

C другой стороны, в сетях типа Star в качестве дополнительного сервиса нередко предлагается организация распределения ТВ-информации. Например, подобное решение предлагает компания Shiron.

Cеть типа Mesh в общем случае подразумевает равноправную связь удаленных станций между собой. По сравнению с топологией Star здесь резко возрастает число направлений связи. Если в сети Star число направлений связи равно числу станций сети N, то в данном случае число связей n x (N-1)/2. Это дань за организацию одного скачка при установлении связи. Таким образом, сеть типа Mesh обладает большими функциональными возможностями. Кроме задач, решаемых в сети типа Star, имеется возможность организовать качественную телефонную связь, видеотелефон и даже сеть видеоконференций. Построение такой сети (естественно, и стоимость ее будет существенно выше) обычно актуально для организации работы большой корпорации, имеющей территориально разнесенные отделения. Например, собрать всех региональных руководителей в центральном офисе может оказаться гораздо сложнее и дороже, чем организация регулярных видеоконференций. Конечно, для телефонизации удаленных и труднодоступных регионов актуальность сетей типа Mesh сохранится.

Как уже упоминалось, для этих сетей характерны различные модификации технологии многостанционного доступа DAMA. В табл. 2 приведен перечень зарубежных системных интеграторов, предлагающих базовые технологии для организации сети типа Mesh, и краткие технические данные.

Таблица 2. Зарубежные системные интеграторы и базовые технологии, предлагаемые для организации VSAT-сетей типа Mech.

Компания Базовая технология Многостанционный доступ Краткие характеристики Alcatel Telespace (Франция) td-MAX Нет данных Основное назначение - создание телефонных сетей с высокой пропускной способностью. Абонентские станции имеют 1-6 каналов ACT Networks (США) SkyPerformer* SCPC/DAMA Технология позволяет обеспечить эффективное сопряжение с наземными сетями Frame Relау.Телефон - до 64 кбит/с, факс - до 14,4 кбит/с Gilat Satellite Networks (Израиль) DialAway SCPC/DAMA Имеет преемственность с технологией SkyStar. Выход в наземные сети осуществляется через центральную или узловую станцию. Число каналов абонентской станции - 1-3. Телефон G723 (6,4 кбит/с), факс-модем - 4,8 кбит/с, ПД - 2,4 кбит/с. Применяется для организации связи в труднодоступных регионах FaraWay tdMA/DAMA Центральная станция не требуется. Выход в наземные сети возможен с любой станции сети. Число телефонных каналов абонентской станции -до 256 (до 8 на один модем). Максимальная канальная скорость -до 128 кбит/с, телефон G.728 (16 кбит/с) и G.729A (8 кбит/с), факс-модем и ПД - 9,6 кбит/с Hughes Network Systems (США) TES Quantum, TES Quantum Direct tdMA/DAMA Используется модифицированная технология DAMA. Каждая станция имеет выход в наземные сети общего пользования. Математическое обеспечение позволяет поддерживать практически любые виды сигнализации. Телефонные каналы G.721 (32 кбит/с) и G.728 (16 кбит/с), факс-модем-14,4 кбит/с, ПД-14,4 кбит/с, максимальная канальная скорость 56 кбит/с. Технология TES Quantum Direct ориентирована на обеспечение телефонной связи в труднодоступных регионах. Телефонный канал G.729 (8 кбит/с) Linkabit Wireless DAMALink SCPC/DAMA Основное назначение - организация телефонных сетей. Абонентская станция поддерживает 32 кбит/с, телефон, факс и ПД - 4,8 кбит/с Loral GyberStar GmbH (международная компания) VISN+ tdMA/DAMA Технология предназначена для организации выделенных сетей связи крупных корпораций. Основой является протокол Frame Relay. Предоставляются услуги ПД, видеоизображения и голосовых приложений между несколькими станциями сети. Канальная скорость - до 512 кбит/с, телефон - 8 и 16 кбит/с, факс - до 9,6 кбит/с NEC (Япония) Nextar-BOD SCPC/DAMA Технология предназначена для организации выделенных сетей связи крупных корпораций. Телефон - 32 кбит/с и 16 кбит/с, ПД -19,2 кбит/с. Возможна организация закрепленных каналов РАМА. Nera SuperViSAT SCPC/DAMA Технология обеспечивает организацию телефонных сетей. Абонентская станция поддерживает 1 канал 64 кбит/с NSI Communications (Канада) VSAT Plus 11 tdMA/DAMA Технология позволяет организовать полносвязную сеть и обеспечить любые услуги связи, но, в первую очередь, ориентирована на обеспечение телефонной связи. Предусмотрена возможность организации закрепленных каналов РАМА. Абонентская станция поддерживает работу до 32 каналов ParraGea Communications (США) TerraSat SCPC/DAMA Технология позволяет дополнительно организовать сеть типа Star. Абонентские станции поддерживают скорость до 64 кбит/с. Число каналов -1-13. Телефон G.728 (16 кбит/с) и G.729 (8 кбит/с), факс и ПД - до 9,6 кбит/с Sattel Technologies (США) WorldNet SCPC/DAMA Технология позволяет дополнительно организовать сеть типа Star. Типовые станции имеют один канал. Телефон G.728 (16 кбит/с), факс - 9,6/14,4 кбит/с, ПД - 19,2 кбит/с STM Wireless, Inc. (США) X.DAMA MCPC/DAMA Технология имеет преемственность с X.Star. Возможна организация гибридных сетей. Телефон G.728 (16 кбит/с) и G.729 (8 кбит/с), факс -14,4 кбит/с, ПД -14,4 кбит/с, число каналов - 2 - 4 ViaSat.lnc. (Scientific Atlanta) SkyLinx SCPC/DAMA Технология предусматривает организацию телефонных сетей, сопрягаемых с наземными сетями, например, Frame Relay. Обычная абонентская станция поддерживает телефон (8 или 16 кбит/с), факс и ПД - 14,4 кбит/с для SkyLinx SL6000, а для SkyLinx 8000 повышено качество телефона (32/40/64 кбит/с)

Примечание: * На базе этой технологии развернута VSA Т-сеть в Косово для обеспечения связью войск НАТО