Advantech SatNet Основные сведения о DVB - RCS

Содержание

№ Описание Стр.

1. Анализ пропускной способности 3

1.1 Общие сведения о способах присвоения пропускной способности 3

1.2 Методы выделения емкости SIT 3

1.3 Ограничения присвоения емкости SIT 5

1.4 Стратегия присвоения емкости 6

1.5 Группы SIT 6

1.5.1 Сегменты и домены 6

1.6 Структура процесса присвоения емкости 7

2. Структура обратного канала 9

2.1 Логическая структура обратного канала связи 9

2.2 MF – TDMA схема 9

2.3 Домены и диапазон перестройки SIT 10

2.4 Домены, присвоение и выделение емкости 11

2.5 Настройка доменов 11

3. Частотное планирование 13

3.1 Физическая реализация обратного канала связи 13

3.2 Инкапсуляция доменов в суперфреймы 14

4. Сигнализация прямого канала 15

4.1 Системная информация сигнализации в прямом канале 15

5. Терминалы 16

5.1 Общие сведения 16

5.2 Синхронизация 16

5.3 Процедура завершения сессии 18

5.4 Управление и контроль 18

5.5 Динамическое изменение домена и контр измерения затухания в атмосфере 19

• Анализ пропускной способности.

• Общие сведения о способах присвоения пропускной способности.

Основной задачей качественного функционирования подсистемы обратного канала является оптимизация процедуры выделения ресурсов и присвоения емкости обратного канала для удовлетворения требований предоставления сервисов спутниковых интерактивных терминалов (SIT).Процедура выделения емкости осуществляет резервирование заданного количества емкости обратного канала отдельному SIT. Присвоение емкости SIT определяет, какое количество данных он может передавать на центральный узел через обратный канал.

Процесс присвоения емкости обратного канала в DVB – RCS сети достаточно сложный вследствие динамической природы системы. В системе присутствует постоянно изменяющийся профиль SIT, осуществляющих вхождение в связь, запрашивающих емкость, использующих часть или всю присвоенную емкость, или выходящих из сеанса связи. Поскольку число поднесущих обратного канала ограничено и каждая из них имеет строго определенную скорость передачи, задача обработки RLSS – оптимизация процесса присвоения емкости SIT и использования общего ресурса обратного канала. Настоящий документ описывает процесс присвоения емкости терминалам и дает основные рекомендации для оптимизации конфигурации RLSS и SIT.

Существуют два основных класса параметров, используемых для осуществления присвоения емкости:

• Методы выделения емкости SIT. RLSS поддерживает четыре различных метода выделения емкости удаленным терминалам (CRA, RBDC, VBDC и FCA). Каждый метод присвоения организует работу SIT с различным приоритетом и процедурой присвоения. Ниже дается более детальное описание методов выделения емкости и шаги, необходимые для их настройки для передачи различных типов трафика.

• Группы SIT. RLSS присваивает пропускную способность обратного канала отдельным SIT, но эти присвоения ограничиваются определенными популяциями SIT. Эти группы ограничений могут включать в себя минимальные параметры присвоения, которые гарантируются для заданной популяции и / или максимальными параметрами присвоения, возможными для данной популяции.

• Методы выделения емкости SIT.

Присвоение емкости обратного канала для каждого SIT осуществляется динамически. Гранулярность этого процесса определяется величиной периода фрейма, которая составляет 26.5 мс. В течение каждого периода фрейма RLSS осуществляет присвоение емкости SIT, при этом выделение ресурса для каждого SIT осуществляется, как минимум, один раз за период фрейма (выделяется, как минимум один тайм – слот). Ниже дано более детальное описание физической

реализации этого процесса.

Стандартом DVB – RCS предусмотрена реализация пяти категорий присвоения емкости обратного канала для SIT.

• Continuous Rate Assignment (CRA): присвоение постоянной скорости.

• Volume – Based Dynamic Capacity (VBDC): динамическое объемное присвоение емкости

• Rate – Based Dynamic Capacity (RBDC): динамическое присвоение емкости на базе скорости передачи

• Free Capacity Assignment (FCA): присвоение свободной емкости

• Absolute Volume – Based Dynamic Capacity (AVBDC): абсолютное динамическое объемное присвоение емкости

SatNet RLSS поддерживает первые четыре метода выделения емкости SIT: CRA, VBDC, RBDC, FCA.

CRA представляет собой выделение емкости обратного канала для SIT, осуществляющееся на постоянной основе в период нахождения SIT на связи. Величина CRA выделяется RLSS каждому SIT на этапе вхождения последнего в связь и освобождается при выходе из сеанса связи.

VBDC представляет собой выделение емкости обратного канала, динамически осуществляемое RLSS в ответ на запрос SIT. Величина емкости базируется на значении, запрашиваемом SIT (требуемом объеме передаваемой информации), и выделяется RLSS.

VBDC присваивается SIT для определенных тайм – слотов фрейма только при удовлетворении следующих двух условий:

• Отсутствие в текущий момент времени запросов на присвоение емкости CRA и RBDC от любого SIT из данной популяции

• SIT популяция гарантирует, что есть возможность предоставления, как минимум, одного слота, и присутствует доступная неиспользуемая емкость

VBDC запросы от SIT могут выполняться в любой момент времени, когда SIT передает информацию через обратный канал. SIT может осуществлять внутриполосные запросы (IBR), когда они передаются вместе с полезным трафиком,и внеполосные запросы (OBR), которые передаются в импульсах сигнализации, используя резервные байты.

Обычно для SIT присваивается максимальная величина VBDC, которую система может ему предоставить. Использование VBDC позволяет осуществить статистическое мультиплексирование свободной емкости обратного канала для SIT.

Однако, использование VBDC имеет высокую задержку планировщика. В типовой DVB – RCS сети присутствуют достаточно большие задержки распространения, вызванные спутниковым каналом связи (250 – 300 мс в одном направлении). Это означает, что, как минимум 500 мс задержка присутствует между RLSS и SIT, для подтверждения выделения ресурсов VBDC. Это является одной из причин использования FCA.

При возникновении коллизий трафика, общие для всех VBDC запросы могут значительно превышать доступную емкость. В этом случае, используется специальный алгоритм для ограничения количества VBDC запросов в период максимальной загрузки.

RBDC представляет собой выделение емкости обратного канала, динамически осуществляемое RLSS в ответ на запрос SIT. Величина емкости определяется скоростью, заранее разрешенной SIT для запроса, и присваивается RLSS на базе тайм – слотов. В отличие от VBDC, RBDC имеет определенную временную зависимость. То есть период ее работы определяется нуждами SIT, а не возможностью RLSS выделять ресурс для данного момента времени.

CRA и RBDC, как правило, используются в комбинации, при этом CRA обеспечивает минимальную емкость внутри каждого фрейма, а RBDC – динамическую вариацию компонент выше этого значения.

FCA представляет собой выделение емкости обратного канала, осуществляемая удаленным терминалом без специального запроса RLSS. Использование такой технологии очень привлекательно для сервис провайдера, поскольку позволяет организовать канал без специального запроса и связанных с ним задержек.

Обычно FCA присваивается SIT для определенного периода фрейма только после того, как уже присвоены все CRA и VBDC для данного фрейма и присутствует доступная неиспользуемая емкость. Если такая емкость существует, то ее присвоение осуществляется с шагом 16 кбит/с для каждого временного интервала.

FCA представляет собой важный инструмент для сокращения задержки в сети. Если в SIT присутствует трафик для передачи, поставленный в очередь, (или очередные запросы емкости), то использование FCA позволяет получить ресурс незамедлительно, а не ждать подтверждения, как это происходит в RBDC и VBDC.

FCA также полезна для синхронизации очередей трафика между SIT и RLSS. Пакеты данных, передаваемые IBR и OBR, могут быть потеряны, и когда это происходит RBDC и VBDC запрос от SIT также теряется. В этом случае, очередь посылки в SIT будет больше, чем очередь запросов для данной SIT на RLSS (на количество запросов, потерянных IBR и OBR). Очередь, следовательно, становится рассинхронизированной. FCA позволяет решить эту проблему.

FCA обычно присваивается только когда большинство или все VBDC и RBDC запросов выполнено, то есть, когда очереди запросов SIT на RLSS обычно малы или пусты. SIT, чей запрос был потерян, может использовать FCA присвоение для сокращения очереди до нуля, осуществляя при этом эффективную ее ре синхронизацию. Заметим, что если присутствует очередь запросов для SIT, то RLSS не уменьшает очередь, когда осуществляется присвоение FCA.

• Ограничения присвоений емкости SIT.

Общая емкость обработки, присваиваемая SIT в заданном периоде фрейма, является суммой CRA, RBDC, VBDC и FCA. Эта общая емкость не должна быть больше, чес общая пользовательская битовая скорость, доступная для SIT.

DVB – RCS системы поддерживают SIT, работающие на различных битовых скоростях и типах кодирования. Максимальная битовая скорость, на которой SIT может работать, зависит от физических факторов и характеристик SIT, таких как размер спутниковой антенны и мощность усилителя.

• Стратегия присвоения емкости.

Этот раздел представляет собой руководство по методике присвоения емкости для различных типов трафика, когда он инкапсулируется внутрь ATM ячеек. Этот трафик может включать в себя различные классы ATM трафика вместе с IP трафиком, который сегментируется и инкапсулируется в ATM ячейки.

Настоящее руководство применимо для DVB – RCS сетей с высокой задержкой планировщика. В настоящем разделе не описывается: предоставление не ATM сервисов, используемые протоколы передачи и физические ограничения DVB – RCS сети.

• CRA следует использовать для трафика, который требует фиксированной гарантированной битовой скорости с отсутствием задержки планировщика и минимальной задержкой и джиттером. Это включает в себя CBR и VBR – rt классы ATM трафика, вместе с определенными типами ATM инкапсулированного IP трафика, такого как голос и видео потоки.

• RBDC особенно удобен для приложений, которые требуют относительно стабильную производительность. За счет своей относительно постоянной природы RBDC позволяет размещать приложения, требующие относительно низкой задержки и джиттера.

• VBDC следует применять для трафика, который является устойчивым к задержкам планировщика сети и джиттеру. Это включает в себя UBR ATM класс и IP over ATM.

• Группы SIT.

RLSS присваивает емкость обратного канала отдельным SIT, использующимся внутри SIT групп, на которые вносятся ограничения. Ниже в разделах описывается использование таких групп для оптимизации присвоения емкости SIT и минимизации неиспользуемой полосы пропускания поднесущих.

• Сегменты и домены.

Основная группировка SIT, используемая для присвоения емкости, - это сегмент. Каждый SIT

присваивается определенному сегменту на этапе вхождения в связь. Если центральный узел использует менеджер трафика, то это присвоение делается именно им. Если в состав шлюза не включен менеджер трафика, то присвоение осуществляется в соответствии с определениями групп SIT в базе данных RLSS. Сегмент является чрезвычайно полезным инструментом планировщика.

Собственно сегменты находятся внутри доменов. Домен – это физическая часть полосы пропускания обратного канала, которая может быть поделена между всеми SIT внутри ее. Размер домена определяется физическими ограничениями, связанными с тем, как SIT получает доступ к ресурсу.

Категории сегментации емкости.

• Гарантированное присвоение емкости (GCA). GCA гарантирует, что SIT внутри сегмента разделяют гарантированное количество емкости обратного канала, которую следует ей использовать. Требуемое количество GCA, в слотах, присваивается сегменту. Возможны ситуации, когда общая сумма емкостей, присвоенных SIT внутри сегмента, отличается от GCA сегмента.

• Присвоение емкости пула (PCA). Сегменты имеют возможность принимать дополнительную емкость из пула, используя при этом общую емкость, разделяемую несколькими сегментами. Сегменты могут, как иметь доступ к пулу, так и нет, но никакого определенного PCA не присваивается сегменту. Размер емкости пула, к которому имеет доступ сегмент, (находится в пуле со всеми) зависит от физических ограничений, связанных с тем, как SIT получает доступ к полосе пропускания.

Рис. 1 Пример организации сегментов

На рис. 1 весь круг представляет собой общую пропускную способность обратного канала, доступную в модеме. Этот домен включает в себя три сегмента. GCA каждого сегмента показана схематично размером сегментов, а также доступность к пулу. Домен также содержит пул емкости, который не присвоен никакому сегменту. Обычно, наиболее эффективная конфигурация сегментов внутри домена резервирует определенную емкость в домене для пула.

В общем, присвоение емкости сегменту определяется емкостью SIT внутри него. Однако, бывает полезно добавлять сегменты, с установленной величиной GCA = 0 и без SIT.

• Структура процесса присвоения емкости.

Действительное количество емкости, присвоенной каждому SIT в определенный период фрейма, является динамическим процессом и зависит от следующих трех факторов:

• Количество GCA и PCA присвоений сегментов внутри домена, содержащего SIT

• Количество других SIT, входящих в связь внутри сегмента и домена

• Индивидуальные настройки CRA, RBDC, VBDC и FCA, работающих SIT, и текущие VBDC запросы от SIT

Логическая структура присвоения емкости наилучшим образом описывается, как трехшаговый процесс. Для каждого периода фрейма, емкость присваивается сегментам в домене следующим образом:

• На первом этапе происходит последовательное присвоение GCA внутри всего домена для удовлетворения SIT CRA и RBDC параметров выделения емкости до значения RBDC_Max каждого сегмента. В конце первого этапа каждый сегмент имеет выделенную емкость до максимума GCA сегмента.

• На втором этапе происходит последовательное присвоение емкости пула для сегментов внутри домена, имеющего право доступа к пулу. Этим процессом выполняются требования выделения емкости SIT VBDC. В конце второго этапа сегменты имеют выделенную емкость, большую чем GCA.

• На третьем этапе происходит последовательное присвоение пула для всех сегментов внутри домена с целью выполнения требований выделения емкости FCA SIT.

Порядок сегментации внутри этого процесса и порядок, в котором присваивается емкость SIT внутри сегмента, изменяются для каждого периода фрейма, чтобы гарантировать равномерность выделения ресурса SIT для большого количества периодов фрейма.

Сразу после присвоения емкости RLSS преобразует процесс присвоения емкости в планировщик полосы пропускания для каждого периода фрейма.

• Структура обратного канала.

• Логическая структура обратного канала связи.

Настоящий раздел предоставляет необходимую информацию о реализации обратного канала связи в DVB – RCS системах.

Перед тем, как осуществляется фактическое присвоение емкости каждому SIT, эта емкость должна быть размещена. Ниже в разделе дается детальное описание процесса настройки RLSS, при котором достигается оптимизация размещения. Однако, необходим еще один предварительный шаг – определение того, как RLSS следует делить полосу пропускания обратного канала. Для этих целей полоса пропускания обратного канала разделяется на домены. Каждый домен содержит внутри себя определенный набор несущих частот. Таким образом, домен – это базовый функциональный модуль деления полосы пропускания, и он функционирует, как интерфейс между процессом присвоения емкости и его физической реализации в определенном наборе выделения емкости.

Настоящий раздел дает представление о том, как конструировать выделение полосы пропускания для доменов и их несущих, оптимизирующих производительность обратного канала.

• MF – TDMA схема.

SIT реализуют MF – TDMA схему для получения доступа к ресурсам обратного канала. Использование MF – TDMA позволяет группам SIT взаимодействовать с центральным узлом,

используя набор несущих частот (несущих), разделенных на тайм – слоты. RLSS размещает в каждом активном SIT наборы тайм – слотов, каждый из которых определяется центральной частотой, полосой пропускания, временем начала и длительностью. Временной план терминальных импульсов (TBTP), определяющий выделение слотов для каждого SIT, взаимодействует с каждым SIT через прямой канал.

SIT взаимодействует с центральным узлом через обратный канал путем посылки импульсов трафика и данных сигнализации в слотах, которые ему выделены. На рисунке 2 закрашенные слоты выделены для использования определенным SIT. Таким образом, SIT осуществляет передачу в среде без коллизий, за исключением периода начальной инициализации сети.

Емкость обратного канала выделяется и присваивается SIT, как минимум, каждый период фрейма (26.5 мс). На рисунке 2 изображен пример схематичной реализации периода фрейма, содержащего внутри себя шесть тайм – слотов и четыре несущие частоты. В действительности, общее количество несущих частот и тайм – слотов гораздо больше и изменяется в зависимости от используемой битовой скорости каждой несущей.

Рис. 2 MF - TDMA схема

• Домены и диапазон перестройки SIT.

SIT имеет ограниченный диапазон перестройки частоты, и этот диапазон может быть меньше, чем диапазон доступных несущих частот в обратном канале. Полоса пропускания обратного канала разделяется на домены, где каждый SIT осуществляет передачу через обратный канал, используя слоты, размещенные только внутри этого домена, исключая слоты заголовков, которые могут передаваться в любом месте суперфрейма.

Домены являются только инструментом планировщика обратного канала, используемые RLSS для присвоения слотов SIT, они не являются физически реализуемыми объектами и не требуют специальной сигнализации.

Рис. 3 Логическое разделение обратного канала на домены

Рисунок 3 отображает разделение полосы пропускания обратного канала на три домена. Часть слотов внутри каждого домена резервируется для целей сигнализации (слоты заголовка), а оставшаяся часть – зарезервирована для передачи трафика (слоты трафика). На рисунке 3 слоты заголовка помещены, как OH, остальные слоты являются слотами трафика.

Фундаментальное ограничение домена заключается в том, что все слоты внутри него должны быть доступны для всех SIT, работающих в этом домене. Это означает, что полоса частот домена должна быть меньше или равна диапазону перестройки частоты SIT, работающих в этом домене.

• Домены, присвоение и выделение емкости.

Присвоение емкости конкретному SIT для требуемого периода фрейма – это величина производительности обратного канала, присвоенная для этого периода. Ограничения конфигурирования, накладываемые этим присвоением, включают в себя CRA, RBDC, VBDC и FCA ограничения, вносимые SIT, а также ограничения GCA и PCA, вносимые сегментами.

Эти присвоения емкости физически реализуются за счет размещения определенных слотов SIT внутри периода фрейма.

Домены функционируют, как интерфейс между логическими присвоениями емкости и физическим ее размещением. Слоты трафика внутри домена составляют ресурс обратного канала, который может выделяться для определенных популяций SIT. Таким образом, домен является физической оболочкой, внутри которой осуществляется выделение емкости.

• Настройка доменов.

Настоящий раздел описывает основные ограничения, накладываемые при настройке доменов. Основным параметром конфигурации является производительность домена, определяемая числом несущих, присвоенных домену и их битовая скорость.

Как уже было отмечено, основное ограничение конфигурирования домена заключается в том, что все слоты внутри него должны быть доступны для всех SIT, работающих в нем. Это приводит к следующим ограничениям физической реализации.

• Битовая скорость отдельной несущей. Все слоты внутри каждого домена должны работать на одной битовой скорости отдельной несущей.

• Полоса частот. Полоса частот каждого домена должна быть не больше диапазона перестройки частоты SIT, работающего в нем.

• MCD демодулятор. Несущие частоты внутри домена демодулируются MCD. Максимальное количество несущих, которые могут быть обработаны одним MCD, зависит от битовой скорости несущей и версии MCD.

В таблице 1 приведены основные параметры MCD 2.0.

MCD 2.0 может обрабатывать одновременно различные типы битовых скоростей. Максимальное количество несущих, которые MCD 2.0 может обработать, составляет 96, однако частотный план этих несущих соответствует таблице 1.

Таблица 1. Битовые скорости MCD 2.0Минимальная битовая скорость,

сконфигурированная MCD 2.0, кбит/с Максимальная полоса частот, МГц

> 256 34128 ATM 1 17128 ATM 2 17

64 ATM 2 1764 ATM 1 8.5

Выделение слотов заголовка.

Каждый домен должен содержать в себе все слоты заголовков, требуемые для связи обратного канала SIT, работающих в домене. Слоты заголовка используются для различных целей сигнализации, включающих в себя SIT логин и поддержку синхронизации между SIT и RLSS. Выделение слотов заголовков накладывает следующие два ограничения на домены.

• Домены должны содержать все типы заголовков слотов для осуществления SIT логина

• Определенное число слотов заголовка в домене

В домене существует ограничение на максимальное количество SIT, находящихся на связи. Это значение определяется тем фактором, что SIT требует одного SYNC импульса для каждых 32 фреймов в целях поддержки синхронизации. Это означает, что максимальное количество работающих в домене SIT, определяется как:

32 х (кол-во несущих) х (кол-во SYNC импульсов на несущую)

Количество SYNC импульсов в несущей варьируется в зависимости от соотношения слотов заголовка к слотам трафика (заметим, что должно быть обязательное присутствие слотов CSC и ACQ). Это также зависит от формата импульса:

• ATM 1 тип слотов заголовка содержит 2 SYNC импульса

• ATM 2 тип слотов заголовка содержит 4 SYNC импульса

• MPEG тип слотов заголовка содержит 6 SYNC импульсов

Для систем с небольшим количеством SIT, которые запрашивают значительное количество полосы пропускания, это ограничение не играет большой роли, поскольку домены обычно не присваиваются большому количеству SIT. Причина этого связана с тем, что емкость обратного канала, доступного SIT, сильно ограничена их числом. Например, когда количество SIT, зарегистрированных в сети, достигает своего максимального значения, средняя величина полосы пропускания, доступной каждому SIT, составляет порядка 5 кбит/с для несущей 2048 кбит/с и меньше для SIT, работающих на несущих с меньшей скоростью передачи.

Непрерывность домена.

Слоты внутри домена должны быть непрерывными, и домены должны иметь прямоугольную форму (частота – время). Это означает, что заданная несущая частота может передавать слоты внутри только одного домена.

Общая доступная полоса пропускания.

DVB – RCS сеть имеет ограниченное количество полосы пропускания обратного канала, доступное для присвоения домену. Каждая несущая, присвоенная домену, требует заданного количества полосы пропускания, зависящего от битовой скорости несущей и ее композиции слотов.

• Частотное планирование.

• Физическая реализация обратного канала связи.

После осуществления разделения ресурсов обратного канала используется частотное планирование для отображения этих ресурсов на заданные несущие частоты, лучи и спутники DVB – RCS сети.

Это описывает, каким образом трафик обратного канала физически реализуется в DVB – RCS системе, фокусируясь на то, как суперфреймы используются для инкапсуляции доступной полосы пропускания. В последующих разделах обсуждаются методы оптимизации инкапсуляции доменов и суперфреймов.

SIT осуществляет организацию обратного канала путем посылки данных в определенных слотах заданных несущих частот, присвоенных RLSS для заданного фрейма. Настоящий раздел описывает физическую реализацию обратного канала связи спутникового луча.

Физические ресурсы обратного канала внутри DVB – RCS сети могут характеризоваться в терминалах полосы пропускания (диапазон частот), доступной в одном или более спутниковых лучах и в течение периода времени, когда доступна эта полоса. Эти ресурсы подразделяются на суперфреймы, где каждый суперфрейм покрывает физическую полосу пропускания и фиксированный период времени. Суперфреймы функционируют, как координаторы (или решетка), позволяющие элементам внутри DVB – RCS сети, включая SIT и RLSS, осуществлять логическое присвоение слотов физическим компонентам полосы пропускания и временным интервалом.

Замечание: DVB – RCS стандарт позволяет разделять суперфрейм на несколько фреймов, вводя дополнительный уровень структуры фрейминга. Текущая реализация RLSS требует однозначного отображения между фреймами и суперфреймами.

Оставшаяся часть настоящего раздела описывает структуру решетки суперфрейма и ее сигнализацию SIT.

Длительность.

Обычно каждый суперфрейм имеет длительность 26.5 мс (период фрейма). Точное время суперфрейма определяется абсолютным временем старта, задающимся PCR значением.

Присвоение луча и ресурса.

Каждый суперфрейм содержит фиксированные частотные диапазоны определенного луча с заданной поляризацией. Суперфрейм должен передаваться полностью внутри одного луча. Диапазоны частот, содержащиеся в суперфрейме, не обязательно должны быть непрерывными. Суперфреймы могут содержать несколько диапазонов частот с пробелами между ними, эти пробелы могут являться частями другого суперфрейма.

Битовая скорость пользовательской несущей.

DVB – RCS стандарт позволяет создавать гетерогенные суперфреймы, которые содержат внутри себя несущие с различными битовыми скоростями пользовательских интерфейсов. Текущая RLSS реализация поддерживает только гомогенные суперфреймы, в которых все несущие внутри него работают на одной и той же битовой скорости.

• Инкапсуляция доменов в суперфреймы.

RLSS требует информацию о конфигурации для конструирования решетки суперфрейма, инкапсуляции доменов в суперфреймы и присвоения слотов индивидуальным SIT. Текущая RLSS реализация поддерживает один или более сегментов на домен и один или более доменов в суперфрейме. В MCD может присутствовать больше, чем один суперфрейм до тех пор пока не исчерпан лимит по пропускной способности или частотному ресурсу последнего.

Частоты определенных несущих внутри суперфрейма определяются следующим образом:

• Суперфрейм присваивается лучу на центральной частоте

• Несущим частотам внутри каждого домена присваиваются центральные частоты, распределенные симметрично относительно центральной частоты домена (то есть центральной частоты суперфрейма)

В таблице 2 приведен пример суперфрейма, домена и конфигурации несущей, в котором в каждом суперфрейме содержится только один домен. Поскольку суперфреймы 1 и 2 работают на различных битовых скоростях, они присваиваются одному MCD 2.0.

Таблица 2. Пример организации суперфрейма

Луч ID # Центральная частота, МГц ID # Битовая скорость,

кбит/с # Центральная частота, МГц

4

1 29730 6 384

1 29722.9802 29723.9163 29724.8524 29725.7885 29726.7246 29727.6607 29728.5968 29729.5329 29730.468

10 29731.40411 29732.34012 29733.27613 29734.21214 29735.14815 29736.08416 29737.020

2 29780 7 2048 17 29772.65618 29777.55219 29782.448

20 29787.344

• Сигнализация прямого канала.

• Системная информация сигнализации в прямом канале.

Используемый план выделения частот содержит внутри себя информацию, необходимую для структурирования обратного канала. В DVB – RCS сети системная информация сигнализируется на удаленный терминал через прямой канал внутри DVB MPEG транспортного потока. Настоящий раздел делает обзор возможных вариантов передачи системной информации через сигнализацию в прямом канале.

RLSS использует набор DVB таблиц, называемых таблицами сервисной информации (SI), которые используются для пересылки системной информации через прямой канал, включающую в себя физическую структуру сети связи прямого и обратного каналов.

Отдельные таблицы содержат информацию о структуре обратного канала:

• Таблица программы инкапсуляции (PMT) содержит системную информацию, генерируемую RLSS и используемую SIT для доступа к сети

• Таблица композиции суперфрейма (SCT) включает в себя информацию о разделении сетевых ресурсов внутри суперфреймов

• Таблица композиции фрейма (FCT) включает в себя информацию о координации слотов по частотам и времени внутри суперфреймов

• Таблица композиции тайм – слота (TCT) включает в себя информацию о составе каждого слота, например, слот трафика, содержащий одну ATM ячейку, или заголовок слота, содержащий данные синхронизации

• Таблица позиции спутника (SPT) содержит информацию, используемую SIT для корректировки и оптимизации передачи данных, включая эмпирические данные спутника

• PCR пакет, содержащий временной отсчет PCR для синхронизации обратного канала связи

Другие таблицы содержат внутри себя сообщения, необходимые для работы удаленных терминалов, которые включают в себя:

• Сетевая информация терминала (SIT logon ID и присвоение суперфрейма) содержится в таблице сообщений коррекции (CMT) и информационном сообщении терминала (TIM)

• Временной план импульсов терминалов (TBTP) содержит внутри себя емкость обратного канала в терминах блоков слотов в определенном суперфрейме, присвоенную каждому SIT, зарегистрированному в данный момент времени в сети

Идентификаторы пакетов (PID) используются RLSS и SIT для ссылки на эти таблицы. Ниже обсуждаются ограничения, накладываемые на PID и эти таблицы.

• Для заданного транспортного потока значения SCT, FCT, TCT и SPT PID должны быть одинаковы

• Для заданного транспортного потока значения CMT и TBTP PID должны быть одинаковы

• Терминалы.

• Общие сведения.

В терминологии DVB, спутниковый терминал обратного канала (RCST) состоит из сетевого интерфейсного модуля, содержащего внутри себя Широковещательный Интерфейсный Модуль и Интерактивный Интерфейсный Модуль. RCST представляет собой интерфейс для широковещательных и интерактивных каналов. Интерфейс между RCST и интерактивной сетью – Интерактивный Интерфейсный Модуль. В RLSS терминологии RCST – это SIT, состоящий из внутреннего и наружного модулей.

• Синхронизация.

Настоящий раздел представляет собой обзор процедур, позволяющих SIT осуществить вхождение в связь с спутниковой интерактивной сетью, а также выйти из связи (или будучи выведенным из нее сетью). Период времени с момента первой регистрации SIT до его полной раз регистрации называется сессией.

Вхождение SIT в систему осуществляется последовательным выполнением следующих четырех шагов:

• Процедура регистрации в сети

• Первичный (грубый) захват синхронизации

• Финальное выравнивание синхронизации

• Процедура поддержки синхронизации

В соответствии с этими процедурами SIT могут находиться в одном из следующих состояний:

• Удержание: В ответ на NCC запрос SIT прекращает передачу и освобождает все используемые им ресурсы сессии

• Неактивный Off/Stand By: SIT не включен, или находится в спящем режиме, или потерял синхронизацию

• Прием синхронизации: SIT осуществил прием сигнала прямого канала. Он должен находиться в этом состоянии, чтобы пытаться осуществить вхождение в связь

• Ожидание предварительной настройки синхронизации: SIT был обнаружен NCC и может инициировать процедуру предварительного поиска синхронизации

• Ожидание финальной подстройки синхронизации: SIT был обнаружен NCC и может инициировать процедуру тонкой подстройки синхронизации

• Финальная синхронизация: SIT осуществил финальное выравнивание синхронизации и имеет возможность осуществлять пересылку трафика

Процедура начальной синхронизации.

После включения питания, SIT начинает искать всю необходимую информацию управления, связанную с работой RCS сети. Он синхронизирует свой внутренний источник с помощью отслеживания NCR, передаваемого в прямом канале, а затем вычисляет дальность до спутника в прямом и обратном каналах, используя специальный эмпирический алгоритм. После этого SIT начинает принимать свой план размещения импульсов с регулярными интервалами. Как только процедура начальной синхронизации завершена, SIT начинает входить состояние синхронизации, и он, фактически, готов к вхождению в связь. При потери SIT NCR синхронизации, или в случае аварийного завершения одной из последующих процедур, SIT возвращается к стадии начальной синхронизации.

Процедура регистрации.

После выполнения процедуры начальной синхронизации SIT устанавливается режим Receive Sync. Принципиально выйти из этого режима SIT может при наступлении следующих событий:

• При завершении процедуры начальной прогрузки после включения питания

• При необходимости передачи данных

• При выходе из спящего режима после долгого периода неактивности

Более того, сам NCC может инициировать процедуру регистрации путем посылки сигнала Wake Up на SIT. После посылки SIT посылает запрос на регистрацию, NCC проводит проверку того, что необходимые для выделения ресурсы доступны, а также рассматривает другие административные аспекты (действительность счета, плата и.т.д.). Если все необходимые условия для регистрации удовлетворены, тогда NCC подтверждает ее.

Процедура предварительной синхронизации.

В сети, в которой все SIT синхронизируются от NCR в прямом канале, NCC может осуществлять корректировку всех важных ошибок частоты и времени. Таким образом, нет необходимости для SIT осуществлять процесс ранжировки в предварительной процедуре синхронизации после того, как они зарегистрировались и процесс авторизации успешно пройден.

С другой стороны NCC может запросить предварительную синхронизацию, тогда SIT должны выполнить фазу присвоения для синхронизации времени и частоты, а также регулировки своей

выходной мощности.

Процедура точной синхронизации.

По своей последовательности эта процедура полностью аналогична процедуре предварительной синхронизации. Она осуществляется только тогда, когда ошибка, принятая в последнем корректирующем сообщении, полученном на фазе регистрации или предварительной синхронизации, превышает заданный порог.

Процедура поддержки синхронизации.

После прохождения процедуры точной синхронизации SIT имеет возможность передавать трафик. При этом он также должен поддерживать синхронизацию в заданных рамках, и эта процедура выполняется непрерывно в течение всего периода сессии.

• Процедура завершения сессии.

Процедура завершения сессии SIT, описываемая здесь, применяется, когда SIT находятся в состоянии Fine Sync. Когда SIT завершает сеанс связи, он полностью прекращает передачу, и его ресурсы становятся доступными для других SIT, которые могут подключаться к сети. Процесс выхода из связи может инициироваться, как в результате завершения сессии (normal logoff), так и в результате наступления аварийного состояния (abnormal logoff).

Normal logoff может быть инициирован автоматически NCC или вручную пользователем при завершении сессии. Abnormal logoff инициируется SIT путем потери принимаемой синхронизации.

• Управление и контроль.

Этот раздел представляет собой обзор сообщений, которые позволяют осуществлять регистрацию SIT в спутниковой интерактивной сети. Они используются для координации идентификации вызываемых SIT, процесса регулировки мощности, и процедуры регистрации. После чего осуществляется регистрация SIT, после чего осуществляется запрос для трафикового соединения.

Стеки протокола.

В прямом канале стек протокола, используемый для обмена сообщениями, базируется на DVB/MPEG – 2 TS стандарте. В обратном канале стек протокола базируется на ATM ячейках, или MPEG – 2 TS пакетах, инкапсулируемых внутрь TDMA импульсов. Для передачи IP датаграмм, стеки протоколов, используемых в прямом канале, используют мульти протокольную инкапсуляцию в MPEG транспортные потоки, несмотря на то, что SIT поддерживает только IP сервисы.

Использованием ATM ячеек в обратном канале основано на AAL5 сегментации и функции восстановления исходного трафика (SAR). Механизм инкапсуляции IP over ATM AAL5 описан в RFC

1483 и использует протокол VC based multiplexing of Routed Protocol. ATM ячейка состоит из 53 байт, из которых 5 байт составляет заголовок, а оставшиеся 48 байт – полезная нагрузка. Байты полезной нагрузки используются, как для передачи пользовательского трафика, так и для передачи информации управления и/или контроля.

Заголовок ATM (5 байт) содержит, вместе с другими атрибутами, VPI и VCI идентификаторы, уникально определяющие назначение пакета. Заданная пара VPI/VCI не может размещаться больше, чем для одного SIT в текущий период времени.

Адресация SIT.

В прямом канале SIT уникально идентифицируются своим физическим MAC адресом и логическим адресом. MAC адрес – это физический адрес устройства, сохраненный в энергонезависимой памяти. Он является уникальным физическим идентификатором SIT. Логический адрес устройства содержит внутри себя два поля: Group_ID и Logon_ID, которые присваиваются каждому SIT в процессе регистрации. Эти адреса используются для идентификации индивидуальных SIT в период сессии. Group_ID соответствует используемой группе зарегистрированных SIT. Logon_ID уникально идентифицирует SIT внутри группы, определяемой Group_ID.

Пользовательский трафик, направляемый к заданному SIT, передается, используя SIT MAC адрес. Любой пользовательский трафик, направляемый всем SIT, передается, используя широковещательный MAC адрес.

• Динамическое изменение домена и контр измерения затухания в атмосфере.

RLSS позволяет осуществлять динамический переход терминалов из одного домена в другой, то есть изменение профилей и скоростей передачи терминалов без из перерегистрации в сети. RLSS также определяет условия для переключения доменов.

Эта функциональность может использоваться при организации DVB – RCS мобильных решений, а также применяя схему контр измерений затухания в атмосфере. Динамическое изменение домена потенциально может применяться для целей адаптации сети на более высоких уровнях, например, как требование интегрированной QoS стратегии центрального узла.

Контр измерения затухания в атмосфере.

Методы компенсации замираний, вызванных атмосферными осадками, предоставляют терминалам возможности работы при неблагоприятных погодных условиях без перегрузки наружного модуля. Возможность контр измерения затухания в атмосфере, реализованная в RLSS, и обрабатывающая большие изменения параметров сигнала в дождевых условиях, достигается путем автоматической подстройки ее скорости передачи, в соответствии с текущим замиранием, вызванным дождем. Это осуществляется за счет динамического перемещения терминала между сегментами и доменами без его повторной регистрации, то есть без прекращения передачи и не влияя на трафик.

Обнаружение состояния замирания, вызванного дождем, для терминала осуществляется ядром сигнализации (SIG Core). Эта процедура выполняется путем мониторинга измерений Es/No,

содержащихся в SYNC импульсах каждого терминала, приходящих из демодулятора обратного канала. Эти измерения сравниваются с эталонными уровнями, определенными в профилях терминалов для каждого режима замирания. Такие профили содержат в себе домен, сегмент, трафик обратного канала и параметры QoS, адаптированные к определенным дождевым условиям. Базируясь на заданных пороговых значениях происходит наилучшая адаптация к обработке трафика терминала при обнаружении соответствующих условий.

Окончательное решение о переходе в требуемый режим базируется на критериях верхнего уровня, таких как:

• Доступность требуемых физических ресурсов сегмента (транспортный поток, диапазон частот и.т.д.)

• Доступность и достаточность внутренних RLSS ресурсов

• Доступность полосы пропускания

• Уровни QoS

Процесс перехода режима реализуется внутри QA & M ядра и внешней NMS. В период процесса переключения новые присвоения и новая частотная схема передаются терминалам.

В контексте RLSS существует возможность включения данного механизма на базе системы, сегмента, и, если используется внутренний менеджер соединений, - на базе терминала.