Спутниковая связь реферат список литературы

Обновлено: 04.07.2024

  • Для учеников 1-11 классов и дошкольников
  • Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Содержание проекта:

1.Развитие спутниковой сети связи

2.Современное состояние спутниковой сети связи

3.Система спутниковой связи

4.Применение спутниковой связи

6.Глобальная спутниковая система связи Globalstar

7.Системы подвижной спутниковой связи

8.Недостатки спутниковой связи

12. Список использованных источников

Современные реалии уже говорят о неизбежности замещения спутниковой связью привычные мобильные и тем более, стационарные телефоны. Новейшие технологии спутниковой связи предлагают действенные технико- и экономически выгодные решения для развития как вседоступных услуг связи и сетей непосредственного звукового, так и ТВ-вещания. Благодаря выдающимся достижениям в области микроэлектроники спутниковые телефоны стали настолько компактными и надежными в использовании, что делаются все востребование у различных групп пользователей, а услуга проката спутниковых аппаратов является одной из самых востребованных услуг на рынке современной спутниковой связи. Существенные перспективы развития, очевидные плюсы перед иной телефонией, надёжность и гарантированная бесперебойность связи - всё это о спутниковых телефонах.

Спутниковая связь сегодня является единственным экономически выгодным решением предоставления услуг связи абонентам в зонах с низкой плотностью населения, что подтверждает ряд проведенных экономических исследований. Спутник является единственным технически реализуемым и окупаемым решением в том случае, если плотность населения ниже, чем 1,5 чел/км2. 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. Предварительные прогнозы развития систем персональной спутниковой связи показывают, что в начале XXI в число их абонентов составило примерно 1 млн. , а в течении следующего десятилетия - 3млн. В настоящее время число пользователей спутниковой системы Inmarsat составляет 40тыс.

В последние годы в России всё активнее внедряются современные виды и средства связи. Но, если сотовый радиотелефон уже стал привычным, то аппарат персональной спутниковой связи (спутниковый терминал) пока еще редкость. Анализ развития подобных средств связи показывает, что уже в скором будущем мы станем свидетелями повседневного применения систем персональной спутниковой связи (СПСС). Близится время объединения наземных и спутниковых систем в глобальную систему связи. Персональная связь станет возможной в глобальном масштабе, т. е. будет обеспечена досягаемость абонента в любой точке мира путем набора его телефонного номера, не зависящего от местонахождения абонента. Но прежде, чем это станет реальностью, системы спутниковой связи должны будут успешно выдержать испытания и подтвердить заявленные технические характеристики и экономические показатели и процессе коммерческой эксплуатации. Что же касается потребителей, то, чтобы сделать правильный выбор, им придется научиться хорошо ориентироваться во множестве предложений.

1. Изучить историю спутниковой системы связи.

2. Ознакомиться с особенностями и перспективами развития и проектирование спутниковой связи.

3. Получить информацию о современной спутниковой связи.

Задачи проекта:

1. Проанализировать развитие спутниковой системы связи на всех ее этапах.

2. Получить полное представление о современной спутниковой связи.

1.Развитие спутниковой сети связи

Теоретическими изысканиями заинтересовались американские ученые, которые разглядели в статье массу преимуществ от нового типа связи:

не нужно больше строить цепь наземных ретрансляторов;

одного спутника достаточно для обеспечения большой зоны покрытия;

возможность передачи радиосигнала в любую точку планеты вне зависимости от наличия телекоммуникационной инфраструктуры.

В итоге со второй половины прошлого века начались практические исследования и формирование сети спутниковой связи по всему миру. С ростом количества ретрансляторов на орбите внедрялись новые технологии, и совершенствовалось оборудование для спутниковой связи. Теперь данный способ обмена информацией стал доступен не только крупным корпорациям и военным компаниям, но и частным лицам.

1.1 История развития спутниковой связи и основные виды связи

История развития Спутниковой Системы Связи насчитывает пять этапов:

Первый геостационарный спутник-ретранслятор TKLSTAR был создан в интересах армии США и выведен на орбиту в июле 1962 года. В тот же период времени была разработана серия американских военных спутников связи SYN-СОМ (Synchronous Communications Satellite).

1965-1973 гг. Период развития глобальных ССС на основе геостационарных ретрансляторов. 1965 год ознаменован запуском в апреле геостационарного СР INTELSAT-1, положившего начало коммерческого использования спутниковой связи. Ранние спутники серии INTELSAT обеспечивали трансконтинентальную связь и в основном поддерживали магистральные каналы связи между небольшим количеством национальных шлюзовых земных станций, обеспечивающих интерфейс с национальными наземными сетями общего пользования.

Магистральные каналы обеспечивали соединения, по которым передавался телефонный трафик, ТВ сигналы и обеспечивалась телексная связь. В целом ССС Intelsat дополняла и резервировала существовавшие на тот момент подводные трансконтинентальные кабельные линии связи

1973-1982 гг. Этап широкого распространения региональных и национальных ССС. На этом этане исторического развития ССС была создана международная организация Inmarsat, развернувшая глобальную сеть связи Inmarsat, основной целью которой было обеспечение связи с морскими судами, находящимися в плавании. В дальнейшем Inmarsat распространила свои услуги на все разновидности подвижных пользователей.

1982-1990 гг. Период стремительного развития и распространения малых земных терминалов. В 80-е годы успехи в области техники и технологии ключевых элементов ССС, а также реформы по либерализации и демонополизации отрасли связи в ряде стран позволили использовать спутниковые каналы в корпоративных деловых сетях связи, получивших название VSAT.

С первой половины 90-х годов ССС вступили в количественно и качественно новый этап своего развития.

Большое количество глобальных и региональных спутниковых сетей связи находились в стадии эксплуатации, производства или проектирования. Технология спутниковой связи стала областью значительного интереса и деловой активности. В этот период времени наблюдался взрывной рост быстродействия микропроцессоров общего назначения и объемов полупроводниковых запоминающих устройств при одновременном повышении надежности, а также уменьшении энергопотребления и стоимости этих компонентов.

Основные виды связи

Учитывая широкую область применения, я выделю наиболее распространенные разновидности связи, которые применяются в настоящее время в нашей стране и во всем мире:

Стремительное развитие космонавтики, успехи в изучении и исследовании околоземного и межпланетного космического пространства в огромной степени расширили наши представления о Солнце и Луне, о Марсе, Венере и других планетах. Очень результативным оказалось изучение верхних слоев атмосферы, ионосферы, магнитосферы. Вместе с тем выявилась весьма высокая эффективность использования околоземного космоса и космической техники в интересах многих наук о Земле.

Оглавление

I . Введение
II. Первый искусственный спутник Земли
III. Современная спутниковая связь
IV. Заключение

Файлы: 1 файл

распечатать реферат.doc

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса

Реферат на тему:

Выполнил: студент группы SCKT-101 …………………

Ростов-на-Дону 2011 г.

II. Первый искусственный спутник Земли

III. Современная спутниковая связь

Стремительное развитие космонавтики, успехи в изучении и исследовании околоземного и межпланетного космического пространства в огромной степени расширили наши представления о Солнце и Луне, о Марсе, Венере и других планетах. Очень результативным оказалось изучение верхних слоев атмосферы, ионосферы, магнитосферы. Вместе с тем выявилась весьма высокая эффективность использования околоземного космоса и космической техники в интересах многих наук о Земле.

Использование искусственных спутников Земли для связи и телевидения, оперативного и долгосрочного прогнозирования погоды и гидрометеорологической обстановки, для навигации на морских путях и авиационных трассах, для высокоточной геодезии, изучения природных ресурсов Земли и контроля среды обитания становится все более привычным. В ближайшей и в более отдаленной перспективе разностороннее использование космоса и космической техники, в различных областях хозяйства значительно возрастет.

Для нашей эпохи характерен огромный рост информации во всех сферах деятельности человека. Помимо прогрессирующего развития традиционных средств передачи информации—телефонии, телеграфии, радиовещания, возникла потребность в создании новых ее видов — телевидения, обмена данными в автоматических системах управления и ЭВМ, передачи матриц для печатания газет.

Глобальный характер различных хозяйственных проблем и научных исследований, широкая межгосударственная интеграция и кооперация в производстве, торговле, научно-исследовательской деятельности, расширение обмена в области культуры привели к значительному росту международных и межконтинентальных связей, включая обмен телевизионными программами.

Традиционные средства связи в отношении их видов, объема, дальности, оперативности и надежности передачи информации будут непрерывно совершенствоваться. Однако дальнейшее развитие их встречает немалые затруднения как технического, так и экономического характера. Уже теперь ясно, что требования, предъявляемые к пропускной способности, качеству, надежности каналов дальней связи, не могут быть полностью удовлетворены наземными средствами проводной и радиосвязи.

Сооружение дальних наземных и подводных кабельных линий занимает много времени. Они сложны и дорогостоящи не только в строительстве, но и в эксплуатации, и в отношении дальнейшего развития. Обычные кабельные линии имеют к тому же сравнительно малую пропускную способность. Лучшие перспективы имеют широкополосные концентрические кабели, однако и они обладают рядом недостатков, ограничивающих их применение.

Значительно большей пропускной способностью, дальностью действия, возможностью перестройки для различных видов связи располагает радио. Но и радиолинии обладают определенными недостатками, затрудняющими во многих случаях их применение.

Сверхдлинноволновые системы радиосвязи из-за ограниченности диапазона применяются обычно лишь для нужд транспорта, авианавигации и для специальных видов связи.

Длинноволновые радиолинии из-за ограниченной пропускной способности и сравнительно малого диапазона действия используются главным образом для местной радиосвязи и радиовещания.

Коротковолновые радиолинии обладают достаточной дальностью действия и широко применяются во многих видах связи различного назначения.

Новые пути преодоления свойственных дальней радиосвязи недостатков открыли запуски искусственных спутников Земли (ИСЗ).

Практика подтвердила, что использование ИСЗ для связи, в особенности для дальней международной и межконтинентальной, для телевидения и телеуправления, при передаче больших объемов информации, позволяет устранить многие затруднения. Вот почему спутниковые системы связи (ССС) в короткий срок получили небывало быстрое, широкое и разностороннее применение.

II. Первый искусственный спутник Земли.

Первая попытка поставить вопрос о создании ИСЗ была сделана в декабре 1953 г. при подготовке проекта постановления Совмина по ракете Р-7. Предлагалось: "Организовать в НИИ-88 научно-исследовательский отдел с задачей разработки проблемных заданий совместно с АН в области полета на высотах порядка 500 и более км, а также разработки вопросов, связанных с созданием искусственного спутника Земли и изучением межпланетного пространства с помощью изделия".

Эта задача рассматривалась в ОКБ не как разовая, а с расчетом на создание специального направления в развитии ракетостроения. Такая масштабная постановка вопроса требовала большой предварительной подготовки, вплоть до оценки стоимости предстоящих работ по созданию ИСЗ.

Самое примечательное в документах на эту тему - это суждения о перспективе работ по ИСЗ. Разработка простейшего спутника - это только первый этап. Второй этап - создание спутника, обеспечивающего полет одного - двух человек по орбите. Третий этап работ - создание спутника-станции для длительного пребывания людей на орбите. При осуществлении этого проекта предлагалось собирать спутник-станцию из отдельных частей, доставляемых поочередно на орбиту.

Подготовительные работы к первым пускам ракеты шли со значительными трудностями и отставанием от установленных сроков. Вместе с тем, конструктора выражали уверенность, что при напряженной работе в марте 1957 г. начнутся пуски ракет. Ракету путем некоторых переделок можно приспособить для пуска в варианте искусственного спутника Земли, имеющего небольшой полезный груз в виде приборов весом около 25 кг. и отделяющийся шаровидный контейнер собственно спутника диаметром около 450 мм и весом 40-50 кг.

И вот в Советском Союзе была создана ракета, способная развить скорость 8 км/сек. Она стартовала 4 октября 1957 г. Взлетев ввысь вертикально, свечкой, ракета пронзила стратосферу. Ее вели автоматические устройства, действующие по заданной программе. Ракета поднялась на двести с лишком километров, постепенно приняла горизонтальное направление и легла на курс. Нужно было это сделать очень точно:

ошибка на один градус испортила бы все. Но автоматы действовали безупречно. Ракета набрала нужную скорость и отправила в путь блестящий шар из алюминиевых сплавов— первый в мире искусственный спутник, сделанный в нашей стране.

8 км в секунду, 28800 км в час!

Если в какую-либо минуту спутник был над Австралией, то через 20 минут — над Аляской, еще через 12 минут — над Нью-Йорком, еще через 10 — над Бразилией. За полтора часа - кругосветное путешествие, 15 оборотов в сутки, и всякий раз по новой трассе, потому что плоскость орбиты спутника в пространстве неподвижна, а Земля вращается вокруг своей оси внутри этой орбиты.

Первый спутник был невелик: диаметр его — 58 см, вес — 83,6 кг. У него были двухметровые усы - антенны. Внутри — два радиопередатчика. Проносясь над всеми странами мира, спутник оповещал, что эра космических странствий уже наступила, и эту эру открыла страна социализма. За ним отправились в странствование вокруг Земли второй и третий спутники.

Сигналы его показывали, как проходят радиоволны через верхние наэлектризованные слои атмосферы, позволяли глубже понять их строение.

Некоторые особенности в движении спутника указывают на неравномер- ное притяжение Земли. Это позволяет уточнить форму и строение нашей пла-неты, найти скрытые под Землей тяжелые или легкие массы.

Теоретически тело, летящее над Землей со скоростью 8 км/сек, не упадет никогда. Но первые спутники не могли летать вечно. Ничтожное сопротивление воздуха со временем затормозило их полет. Они снижались и, влетев в плотные слои воздуха, сгорали и рассыпались.

Теперь нужно было решить самый важный вопрос: может ли живое существо перенести космический полет, или оно неминуемо погибнет за пределами атмосферы? Второй советский искусственный спутник, стартовавший 3 ноября 1957 г., должен был ответить на этот вопрос. На нем в космос на высоту до 1670 км отправилась первая путешественница — собака Лайка. Специальные приборы следили за ее дыханием, пульсом, кровяным давлением. Мы знаем, что Лайка хорошо перенесла стремительный старт и многосуточное путешествие вокруг Земли. На третьем советском искусственном спутнике Земли была установлена еще белее разнообразная аппаратура для изучения свойств земной атмосферы, солнечного излучения и т. п. Он весил 1,3 тонны, и запасы его электрической анергии для питания приборов пополнялись за счет действия солнечных лучей на установленные приспособления. Позднее несколько искусственных спутников удалось запустить и в США.

Третий советский спутник оказался самым долговечным и самым тяжёлым.

Советские люди сумели забросить в пространство солидное сооружение, размером с легковую машину.

III.Современная спутниковая связь

Остатки традиционных представлений о близком и далеком разрушаются современными средствами телекоммуникаций на наших глазах. Сегодня телефонный звонок с Эвереста или яхты, плывущей среди Атлантики, если и удивляет, то уже не шокирует. Спутниковые системы совершили кардинальный переворот, и проблем со связью на всей территории земного шара теперь не предвидится. Уже 20 лет успешно работает Inmarsat, два года эксплуатируется Iridium, полгода прошло с начала коммерческой эксплуатации Globalstar, а скоро еще и ICO с Teledesic подключатся к обеспечению аборигенов коралловых островов спутниковыми телефонами. За два десятилетия первая спутниковая система связи набрала почти 200 тысяч абонентов, вторая за два года работы сумела обанкротиться и возродиться, не набрав и 50 тысяч пользователей.

Из истории спутниковой связи:

Первые телефоны Inmarsat были тяжелы и громоздки, да и для развертывания мобильной системы связи нужно было около 5 минут. Сегодня все существенно упростилось, и как Iridium, так и Inmarsat-mini-M-системы легко помещаются в походную сумочку и приводятся в рабочее состояние за считанные секунды, а мобильные телефоны Globalstar вообще весят всего 300-400 граммов и очень похожи на традиционные сотовые аппараты.

Любопытно, что созданная первоначально как профессиональная сегодня система спутниковой связи Inmarsat активно эксплуатируются не только фирмами, но и частными лицами.

Если вы бродите по джунглям, то полукилограммовый телефон Iridium или Globalstar на поясе - не помеха, а если вы плывете на собственной яхте, то и 3-килограммовый аппарат Inmarsat (телефон вместе со всепогодной антенной) на дно не утянут. В таком случае что лучше, становится не совсем понятно. Опять же без внешней антенны "маленький, почти что сотовый телефон" на нижней палубе и в каюте скорее всего работать не будет. Связь только на свежем воздухе.

Из-за того, что спутник где-то там, вверху, все спутниковые телефоны ненадежно работают в многоэтажных зданиях. Наружная антенна, естественно, решает проблемы со связью, однако масса и габариты при этом растут, а мобильность внутри помещений существенно падает. Неслучайно поэтому в Inmarsat предусмотрен специальный вход для подключения обычного радиотелефона.

Iridium гарантирует в помещении работу только пейджеров, однако если имеются большие окна, то, возможно, удастся несколько минут поговорить по телефону, пока очередной из 66 спутников, пролетая над домом, виден в вашем окне. В Inmarsat окна, выходящие на геостационарный спутник (юго-восток в Москве), позволяют звонить и отвечать на звонки, не выходя из офиса, просто поставив телефон на подоконник и развернув антенну. Правда, стоит сказать, что спутниковые телефоны созданы не для помещений; их стихия - отдаленные неосвоенные регионы. Неслучайно поэтому выпускаются специальные солнечные батареи и автомобильные адаптеры для питания телефона и зарядки его аккумулятора, поскольку время на связи - пара часов и ожидания - сутки со стандартным аккумулятором - это совсем немного, при этом такие параметры имеют достаточно увесистые Iridium и Inmarsat, а легкий Globalstar в спутниковом режиме автономно может быть не более 30-60 минут на связи и 5-6 часов в ожидании звонка.

Какие бывают спутники:

Приложение 2. Приложение 3. Преимущества и недостатки спутниковой связи. Глоссарий. Заключение. Системы VSAT. Список. Спутниковая связь1. 1. Организация спутниковой связи. Приложение 1. Список сокращений. Системы подвижной спутниковой связи. Библиографический. Системы спутниковой связи и их характеристики2. 1. Магистральная спутниковая связь. Читать ещё >

Спутниковые системы связи ( реферат , курсовая , диплом , контрольная )

Содержание

  • 1. Спутниковая связь
    • 1. 1. Организация спутниковой связи
    • 1. 2. Преимущества и недостатки спутниковой связи
    • 2. 1. Магистральная спутниковая связь
    • 2. 2. Системы VSAT
    • 2. 3. Системы подвижной спутниковой связи

    Согласно определению, спутниковая связь — это один из видов радиосвязи, основанный на использовании искусственных спутников Земли в качестве ретрансляторов. Спутниковая связь является развитием традиционной радиорелейной связи путем вынесения ретранслятора на очень большую высоту. В этом случае его зона видимости составляет почти половину Земного шара, поэтому необходимость в цепочке ретрансляторов отпадает.

    Еще в 1945 году в статье ″Внеземные ретрансляторы″ английский ученый, писатель и изобретатель Артур Кларк предложил идею создания системы спутников связи на геостационарных орбитах, которые позволили бы организовать глобальную систему связи.

    Возросшие потребности в трансатлантической телефонной связи послужили толчком к первым исследованиям в области спутниковой связи. 20 августа 1964 г. 11 стран подписали соглашение о создании международной организации спутниковой связи Intelsat. В рамках этой программы первый коммерческий спутник связи был запущен 6 апреля 1965 г [13, "https://referat.bookap.info"].

    В настоящее время спутниковая связь является основным видом международной и национальной связи на большие и средние расстояния. Использование искусственных спутников Земли для организации связи продолжает расширяться по мере развития существующих сетей связи.

    Такие быстрые темпы развития спутниковой связи объясняются рядом важнейших достоинств, необходимых 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. Более того, в настоящее время многие компании крайне заинтересованы в снижении затрат на оплату услуг связи и все чаще отказываются от услуг сети общего пользования, предпочитая создавать свои 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 спутниковой технологии становится весьма трудной задачей.

    Таким образом, в данной работе я рассмотрю основные системы спутниковой связи, которые представлены в настоящее время, и охарактеризую их.

    Основная функция телекоммуникационных систем (ТКС), или систем передачи данных (СПД), в условиях функционирования ВС заключается в организации оперативного и надежного обмена информацией между абонентами, а также сокращении затрат на передачу данных. Главный показатель эффективности ТКС - время доставки информации - зависит от ряда факторов: структуры сети связи, пропускной способности линий связи, способов соединения каналов связи между взаимодействующими абонентами, протоколов информационного обмена, методов доступа абонентов к передающей среде, методов маршрутизации пакетов.
    Спутниковые системы связи развивались параллельно с развитием локальных сотовых систем. Сейчас они покрывают практически всю поверхность Земли, и пользователь получает услуги глобальной связи независимо от своего местонахождения. Пользователи спутниковой связи устанавливают связь с любым абонентом, используя радиоканал до спутника.

    Содержание

    Введение …………………………………………………………………………3
    1.Алгоритмы маршрутизации трафика ………………………………………. 5
    1.1.Виды и отличая алгоритмов маршрутизации трафика связи ……8
    1.2. Исследование алгоритмов маршрутизации и их реализация …….11
    2.Перспективные системы спутниковой связи военного назначения ……….14
    2.1.Направления развития спутниковой связи ………………………. 17
    3.Ретрансляторы связи ………………………………………………………….18
    Заключение ……………………………………………………………………. 21

    Список используемой литературы …………………………………………….24

    Вложенные файлы: 1 файл

    заказ реферат.doc

    1.Алгоритмы маршрутизации трафика ………………………………………. 5

    1.1.Виды и отличая алгоритмов маршрутизации трафика связи ……8

    1.2. Исследование алгоритмов маршрутизации и их реализация …….11

    2.Перспективные системы спутниковой связи военного назначения ……….14

    2.1.Направления развития спутниковой связи ………………………. 17

    Список используемой литературы …………………………………………….24

    Основная функция телекоммуникационных систем (ТКС), или систем передачи данных (СПД), в условиях функционирования ВС заключается в организации оперативного и надежного обмена информацией между абонентами, а также сокращении затрат на передачу данных. Главный показатель эффективности ТКС - время доставки информации - зависит от ряда факторов: структуры сети связи, пропускной способности линий связи, способов соединения каналов связи между взаимодействующими абонентами, протоколов информационного обмена, методов доступа абонентов к передающей среде, методов маршрутизации пакетов.

    Спутниковые системы связи развивались параллельно с развитием локальных сотовых систем. Сейчас они покрывают практически всю поверхность Земли, и пользователь получает услуги глобальной связи независимо от своего местонахождения. Пользователи спутниковой связи устанавливают связь с любым абонентом, используя радиоканал до спутника.

    Правда, стоимость подобных услуг достаточно высока. Более того, подавляющее большинство потенциальных абонентов мобильных систем уже пользуются услугами сотовой связи и вполне этим довольны. Поэтому при коммерческой эксплуатации спутниковой связи возникают сложности.

    Спутники давно используются для передачи телевизионных широковещательны х сигналов между отделениями телекомпаний. В некоторых случаях записываются целые серии передач, которые затем показываются каждым отделением в подходящее время. Теперь и у частных лиц появилась возможность принимать этот сигнал, используя параболические антенны. Системы спутниковой связи играют важную роль в обеспечении надежного управления вооруженными силами как на территории этих государств, так и за их пределами. Основное назначение ССС заключается в предоставлении надежных, защищенных каналов для обмена информацией в пределах ТВД и для связи группировки ВС, развернутой на этом театре, с органами управления ВС. Важнейшими качествами спутниковой связи, которыми не обладают другие виды связи, являются глобальный охват и высокий коэффициент готовности - способность предоставить каналы связи из любой точки мира в очень короткое время. Комплекс ССС военного назначения США представляет собой один из важнейших компонентов информационной инфраструктуры ВС. Совершенствование ССС, которые находятся в эксплуатации, будет происходить путем совершенствования технических и эксплуатационных характеристик наземного сегмента систем, повышения эффективности, гибкости, замены устаревших элементов систем более совершенными, наращивания парка терминалов и круга пользователей. В нашей стране создается единая автоматизированная система связи. Для этого развиваются, совершенствуются и находят новые области применения различные технические средства связи.
    Еще недавно междугородняя телефонная связь осуществлялась исключительно по воздушным линиям связи; при этом на надежность связи влияли грозы и возможность обледенения проводов. В настоящее время все шире применяются кабельные и радиорелейные линии, повышается уровень автоматизации связи.

    1.Алгоритмы маршрутизации трафика

    Алгоритм маршрутизации - это правило назначения выходной линии связи данного узла связи ТКС для передачи пакета, базирующегося на информации, содержащейся в заголовке пакета (адреса отправителя и получателя), и информации о загрузке этого узла (длина очередей пакетов) и, возможно, ТКС в целом. Алгоритмы маршрутизации применяются для определения наилучшего пути пакетов от источника к приёмнику и являются основой любого протокола маршрутизации. Для формулирования алгоритмов маршрутизации сеть рассматривается как граф. При этом маршрутизаторы являются узлами, а физические линии между маршрутизаторами — рёбрами соответствующего графа. Каждой грани графа присваивается определённое число — стоимость, зависящая от физической длины линии, скорости передачи данных по линии или финансовой стоимости линии.

    Алгоритмы маршрутизации можно разделить на:

    - адаптивные и неадаптивные

    - глобальные и децентрализованные

    - статические и динамические

    Основные, цели маршрутизации заключаются в обеспечении :
    -минимальной задержки пакета при его передаче от отправителя к получателю;
    -максимальной пропускной способности сети, что достигается, в частности, нивелировкой загрузки линий связи ТКС;
    -максимальной защиты пакета от угроз безопасности содержащейся в нем информации;
    -надежности доставки пакета адресату;

    -минимальной стоимости передачи пакета адресату. Различают следующие способы маршрутизации:

    -Централизованная маршрутизация реализуется обычно в сетях с централизованным управлением. Выбор маршрута для каждого пакета осуществляется в центре управления сетью, а узлы сети связи только воспринимают и реализуют результаты решения задачи маршрутизации. Такое управление маршрутизацией уязвимо к отказам центрального узла и не отличается высокой гибкостью.
    -Распределенная (децентрализованная) маршрутизация выполняется главным образом в сетях с децентрализованным управлением. Функции управления маршрутизацией распределены между узлами сети, которые располагают для этого соответствующими средствами. Распределенная маршрутизация сложнее централизованной, но отличается большей гибкостью.
    -Смешанная маршрутизация характеризуется тем, что в ней в определенном соотношении реализованы принципы централизованной и распределенной маршрутизации. К ней относится, например, гибридная адаптивная маршрутизация.

    Задача маршрутизации в сетях решается при условии, что кратчайший маршрут, обеспечивающий передачу пакета за минимальное время, зависит от топологии сети, пропускной способности линий связи, нагрузки на линии связи. Топология сети изменяется в результате отказов узлов и линий связи и отчасти при развитии ТКС (подключении новых узлов и линий связи). Пропускная способность линий связи определяется типом передающей среды и зависит от уровня шумов и параметров аппаратуры, обслуживающей линии. Наиболее динамичным фактором является нагрузка на линии связи, изменяющаяся довольно быстро и в труднопрогнозируемом направлении.
    Для выбора оптимального маршрута каждый узел связи должен располагать информацией о состоянии ТКС в целом - всех остальных узлов и линий связи. Данные о текущей топологии сети и пропускной способности линий связи предоставляются узлам без затруднений. Однако нет способа для точного предсказания состояния нагрузки в сети. Поэтому при решении задачи маршрутизации могут использоваться данные о состоянии нагрузки, запаздывающие (из-за конечной скорости передачи информации) по отношению к моменту принятия решения о направлении передачи пакетов. Следовательно, во всех случаях алгоритмы маршрутизации выполняются в условиях неопределенности текущего и будущего состояний.

    Эффективность алгоритмов маршрутизации. Она оценивается следующими показателями:

    -временем доставки пакетов адресату;
    - нагрузкой на сеть, которая при реализации данного алгоритма создается потоками пакетов, распределяемыми, по линиям и узлам сети. Количественная оценка нагрузки осуществляется длиной очередей пакетов в узлах;
    - затратами ресурсов в узлах связи (временем работы коммуникационной ЭВМ, емкостью памяти)
    Факторы, снижающие эффективность алгоритмов маршрутизации:
    - передача пакета в узел связи, находящийся под высокой нагрузкой;
    - передача пакета в направлении, не приводящем к минимальному времени его доставки; '
    - создание на сеть дополнительной нагрузки за счет передачи служебной информации, необходимой для реализации алгоритма.

    1.1.Виды и отличая алгоритмов маршрутизации трафика связи

    Различают три вида маршрутизации - простую, фиксированную и адаптивную. Принципиальная разница между ними в степени учета изменения топологии и нагрузки сети при решении задачи выбора маршрута.

    - Простая маршрутизация отличается тем, что при выборе маршрута не учитывается ни изменение топологии сети, ни изменение ее состояния (нагрузки). Она не обеспечивает направленной передачи пакетов и имеет низкую эффективность. Ее преимущества - простота реализации алгоритма маршрутизации и обеспечение устойчивой работы сети при выходе из строя от дельных ее элементов. Из этого вида некоторое практическое применение получили случайная и лавинная маршрутизации.

    Случайная маршрутизация характеризуется тем, что для передачи пакета из узла связи выбирается одно, случайно выбранное свободное направление. Пакет “блуждает” по сети и с конечной вероятностью когда-либо досчитает адресата. Естественно, что при этом не обеспечивается ни оптимальное время доставки пакета, ни эффективное использование пропускной способности сети.

    - Фиксированная маршрутизация характеризуется тем, что при выборе маршрута учитывается изменение топологии сети и не учитывается изменение ее нагрузки. Для каждого узла назначения направление передачи выбирается по таблице маршрутов (каталогу), которая определяет кратчайшие пути. Каталоги составляются в центре управления сетью. Они составляются заново при изменении топологии сети. Отсутствие адаптация к изменению нагрузки приводит к задержкам пакетов сети. Различают однопутевую и многопутевую фиксированные маршрутизации. Первая строится на основе единственного пути передачи пакетов между двумя абонентами, что сопряжено с неустойчивостью к отказам и перегрузками, а вторая - на основе нескольких возможных путей между двумя абонентами, из которых выбирается предпочтительный путь. Фиксированная маршрутизация применяется в сетях с малоизменяющейся топологией и установившимися потоками пакетов.

    - Адаптивная маршрутизация отличается тем, что принятие решения о направлении передачи пакетов осуществляется с учетом изменения как топологии, так и нагрузки сети. Существует несколько модификаций адаптивной маршрутизации, различающихся тем, какая именно информация используется при выборе маршрута. Получили распространение такие модификации: локальная, распределенная, централизованная и гибридная адаптивные маршрутизации.

    Локальная адаптивная маршрутизация основана на использовании информации, имеющейся в данном узле и включающей: таблицу маршрутов, которая определяет все направления передачи пакетов из этого узла; данные о состоянии выходных линий связи (работают или не работают); длину очереди пакетов, ожидающих передачи. Информация о состоянии других узлов связи не используется. Таблица маршрутов определяет кратчайшие маршруты, обеспечивающие доставку пакета адресату за минимальное время. Преимущество такого метода состоит в том, что принятие решения о выборе маршрута производится с использованием самых последних данных о состоянии узла. Недостаток метода в его “близорукости”, поскольку выбор маршрута осуществляется без учета глобального состояния всей сети. Следовательно, всегда есть опасность передачи пакета по перегруженному маршруту.

    Распределенная адаптивная маршрутизация основана на использовании информации, указанной для локальной маршрутизации, и данных, получаемых от соседних узлов сети. В каждом узле формируется таблица маршрутов (каталог) ко всем узлам назначения, где указываются маршруты с минимальным временем задержки пакетов. До начала работы сети это время оценивается исходя из топологии сети. В процессе работы сети узлы периодически обмениваются с соседними узлами, так называемыми таблицами задержки, в которых указывается нагрузка (длина очереди пакетов) узла. После обмена таблицами задержки каждый узел перерассчитывает задержки и корректирует маршруты с учетом поступивших данных и длины очередей в самом узле. Обмен таблицами задержки может осуществляться не только периодически, но и асинхронно в случае резких изменений нагрузки или топологии сети. Учет состояния соседних узлов при выборе маршрута существенно повышает эффективность алгоритмов маршрутизации, но это достигается за счет увеличения загрузки сети служебной информацией. Кроме того, сведения об изменении состояния узлов распространяются посети сравнительно медленно, поэтому выбор маршрута производится по несколько устаревшим данным.

    Гибридная адаптивная маршрутизация основана на использовании таблиц маршрутов, рассылаемых ЦМ узлам сети, в сочетании с анализом длины очередей в узлах. Следовательно, здесь реализуются принципы централизованной и локальной маршрутизации. Гибридная маршрутизация компенсирует недостатки централизованной маршрутизации (маршруты, формируемые центром, являются несколько устаревшими) и локальной (“близорукость” метода) и воспринимает их преимущества: маршруты центра соответствуют глобальному состоянию сети, а учет текущего состояния узла обеспечивает своевременность решения задачи.

    1.2.Исследование алгоритмов маршрутизации и их реализация

    В настоящее время протоколы сетевого уровня играют важнейшую роль в эффективном функционировании сетей, использующих принцип коммутации пакетов. Эффективность алгоритма маршрутизации определяет эффективность самого протокола. К эффективности протокола относят оптимальность выбора пути, быстродействие, загруженность линий, недопустимость перегрузок, динамическую модификацию маршрута при изменении топологии сети.

    Алгоритмы маршрутизации классифицируются на статические и динамические. Те алгоритмы, которые явно не причисляются к этим типам, определяют стратегию маршрутизации, не определяя конкретные принципы построения протоколов. Статические алгоритмы маршрутизации, в отличие от динамических, не учитывают постоянно изменяющуюся топологию сети. Это делает ее непригодной для использования в большинстве сетей. Все алгоритмы используют одну из трех математических моделей -Дийкстра, Беллмана-Форда, Флойда-Уоршелла. Но если статические алгоритмы распространяют их на всю описываемую подсеть, то динамические только локально, используя развитые метрики оптимальности.

    Алгоритм заливки является самым надежным и быстрым из всех существующих алгоритмов. Принцип функционирования заключается в рассылке пришедшего пакета во все линии, кроме той, по которой он пришел. Но его единственный и главный минус - недопустимо большое значение трафика. Данный алгоритм является оценочным при тестировании новых разработок и все ещё используется в специализированных сетях (например, военных).

    Алгоритм маршрутизации на основании потока основывается на предположении о том, что трафик внутри сети можно описать неким статистиче скому закону, на основании которого и выбираются оптимальные схемы маршрута. Динамические алгоритмы для оценки оптимальности пути используют механизм метрик. Метрикой для дистанционно-векторной маршрутизации является число отрезков сети (хлопов) между отравителем и получателем. На основании данной метрики выбирается оптимальный маршрут, локально используя алгоритм Дийкстры. Данный метод глобально использовался в коммерческих сетях и сетях общего назначения до начала 80х годов XX века. Данный алгоритм имеет ряд недостатков, главным из которых является проблема счета до бесконечности. Практическая реализация алгоритма выполнена в виде протокола RIP. Сейчас же данный метод уступил место более совершенным, но его еще поддерживает подавляющий процент выпускаемого оборудования, операционных систем (MVS, Unix, семейство MS Windows Server).

    Читайте также: