Архитектура системы  

iDirect выпускает полное семейство продуктов, предназначенных для построения распределенных IP-сетей с использованием геостационарных Искусственных Спутников Земли (ИЗС). В настоящее время выпускается три модели Центральных Земных Станций Связи (ЦСЗС) и три серии модемов, предназначенных для установки на удаленных площадках.

Все продукты iDirect основаны на принципе MF-TDMA – многочастотного множественного доступа с временным разделением, с выделением пропускной полосы по требованию и являются полноценной платформой для предоставления услуг IP. Не смотря на то, что младшие модели ЦСЗС  не могут обеспечить режим MF-TDMA из за наличия всего одного демодулятора, все удаленные модемы в состоянии работать в режиме MF-TDMA с «быстрыми» (вплоть до каждого пакета IP) переключениями между несущими.

Системы iDirect обладают высокой надежностью, удовлетворяющей требованиям силовых, правительственных и спасательных структур по всему миру, непревзойденной гибкостью и расширяемостью. Все критические компоненты системы могут быть зарезервированы. ЦСЗС 5-IF позволяет создавать любые комбинации из 5 ИСЗ, любых диапазонов, и 20 транспондеров. Не смотря на то, что функциональные возможности ЦСЗС  среднего класса (Private Hub) и эконом класса (Mini hub) ограничены по сравнению с решением 5-IF, ПО системы и ПО управления является единым для всех ЦСЗС  iDirect.

Использование полностью стандартных СВЧ компонентов с интерфейсом L-band позволяет работать в любых диапазонах, использовать стандартные  МШУ и BUC-и. Терминалы iDirect обеспечивают подключение абонентских устройств (ЛВС, шлюзы телефонии, системы видеоконференций) по стандартным интерфейсам Ethernet.

Сети на базе ЦСЗС  iDirect состоят из одного «прямого» (от ЦСЗС  к удаленным терминалам) и одного или нескольких «обратных» (от удаленных терминалов к ЦСЗС ) каналов. Прямые каналы обеспечивают скорости от 128 Кбит/с до 18.2Мбит/с с шагом по 1 Кбит/с. Обратные каналы работают на скоростях от 64 Кбит/с до 4.2 Мбит/с.

Продукты iDirect разработаны для предоставления широкополосных услуг IP. Учитывая как технические, так и экономические специфики  использования ИЗС, продукты iDirect специально оптимизированны для использования космического сегмента.

Физический уровень

Все продукты iDirect поддерживают различные схемы модуляции (2, 4 и 8 PSK) и используют исключительно Турбо-кодеки (FEC) блочного типа различной производительности (от 0.433 до 0.879), что позволяет им эффективно работать с любыми ИСЗ в любых точках Земли. Использование Турбокодирования позволяет использовать на 41% меньше энергии по стравнению с кодами Рида-Соломона, что позволяет экономить на СВЧ компонентах системы и удаленных терминалов. Продукты iDirect универсальны и позволяют крайне точно регулировать скорости прямых и обратных каналов, с шагом в 1 Кбит/с.

ЦСЗС iDirect обладают встроенными функциями Автоматической Регулировки Мощности, что обеспечивает надежность и оптимальное использование энергетических ресурсов ИЗС.

Система обеспечения множественного доступа в отличие от общепринятых подходов не использует принципы случайного доступа (Aloha) и обеспечивает отсутствие коллизий в эфире и максимальные скорость выделения и предсказуемость распределения полосы.

В системе нет как такового «запросного» канала - для обеспечения быстрого выделения полосы пропускания по требованию, каждый терминал сообщает о состоянии очередей на отправку информации в каждом  выделенном ему временном интервале. Такой механизм позволяет загружать спутниковый рессурс только полезным трафиком, избавляя от необходимости формирования псевдовыделенных каналов или отдельных «запросных» каналов.

Сетевой уровень

Система представляет собой распределенный маршрутизатор IP с поддержкой практически неограниченного количества наложеннхы виртуальных IP-сетей. Это позволяет создавать независимые IP-сети поверх единого радиочастотного ресурса. Каждый удаленный модем может обслуживать несколько подобных виртуальных сетей.

Одной из основых проблем при передаче трафика TCP/IP через спутниковые каналы связи является задержка прохождения сигнала, которая не позволяет сессиям TCP использовать всю доступную полосу пропускания. Встроенные функции ускорения трафика TCP позволяют передавать большие объемы данных без установки дополнительного ПО на удаленных ПК и установки спезиальных комплексов ускорения со стороны ЦСЗС. В случае использования клиентами средств криптозащиты информации, iDirect выпускает отдельные устройства для ускорения сессий TCP.

Обеспечение Качества Обслуживания (QoS)

Система QoS основанна на классификации  пакетов полезной нагрузки по классам обслуживания. Классификация происходит на основании фильтров, которые анализируя параметры IP-пакетов распределяют их по разным очередям. Фильтры в состоянии анализировать любые комбинации следующих параметров:

• Номер VLAN-а.
• IP адреса источника и получателя.
• Параметры приоритезации ( DSCP, TOS).
• Протокол IP (TCP, UDP, ICMP, GRE, IPSec….).
• Параметры протокола (порты TCP или UDP, комманды ICMP и т.д.).

Каждая очередь характеризуеться приоритетом (абсолютным или весовым), типом трафика (обычный, реального времени с переменной полосой, реального времени с постоянной полосой) и необходимостью экстренного выделения полосы (выделения CIR).

Как и в любом маршрутизаторе IP, диспечер передачи пакетов обрабатывает очереди в порядке убывания приоритетов, но так как удаленному модему необходимо получить полосу для передачи трафика, модем передает состояние своих очередей с каждой передачей пакета в сторону ЦСЗС.

Система позволяет передавать несколько пакетов в одном временном интервале, что в случае передачи большого количества небольших пакетов (например VoIP) позволяет еще эффективнее использовать спутниковый ресурс.

Схема классификации и передачи трафика

 

Интеграция с сетями MPLS

iDirect позволяет предоставлять услуги MPLS. Для интеграции с сетями MPLS используется внешний LER (Label Edge Router). LER работает как «головной» маршрутизатор ЦСЗС, принимая пакеты из сети MPLS, классифицируя и маркируя их в соответствующие VLAN-ы, настроенные на ЦСЗС. Трафик MPLS  с удаленных узлов собирается LER-ами на узлах, и также классифицируется в соответствующие VLAN-ы и передается на ЦСЗС.

Описание компонентов системы

ЦСЗС  iDirect Hub
В настоящее время iDirect производит 3 базовые модели ЦСЗС – 5-IF, Private Hub и Mini Hub. Все ЦСЗС  iDirect обладают схожей архитектурой. В любом решении выделяются СВЧ часть, серверы процессоров протоколов, серверы системы управления и головной маршрутизатор. Отличие ЦСЗС  iDirect заключается в различных возможностях расширяемости, количестве обслуживаемых удаленных терминалов и возможностях резервирования.

ЦСЗС  iDirect 5-IF и Private Hub поддерживают работу в режиме «звезда» и в полносвязанном (MESH) режиме, когда терминалы серии 5000 и 7000 передают информацию напрямую друг другу, минуя ЦСЗС. Mini Hub поддерживает только режим «звезда».

Все ЦСЗС  поддерживают следующие функции:

• Маршрутизация IP.
• Полная система обеспечения приоритезации трафика и качества обслуживания.
• Сжатие заголовков RTP (cRTP).
• Ускорение потоков TCP.
• Etherent VLAN-ы.
• Передвижные и мобильные удаленные модемы.
• L-band для совместимости с любыми диапазонами и частотами.

ЦСЗС 5-IF
Помимо перечисленных,  следующие функции доступны на ЦСЗС  5-IF:

• Поддержка MF-TDMA.
• Создание нескольких сетей с одной ЦСЗС.
• Одновременная работа с несколькими (до 5) ИСЗ.
• Одновременная работа с несколькими диапазонами.
• Одновременная работа на 20 траспондеров.
• Создание полностью несависимых спутниковых сетей на одном ЦСЗС.
• Полностью зарезервированное решение.