Журнал ИКС

Разделы сайта

• Новости
• Блоги
• Аналитика
• Новости компаний
• В СНГ и в мире
• Анонсы

Ближайшие события

Сергей ПЕХТЕРЕВ

11 февраля 2008

VSAT – самая длинная из всех последних миль

Спутниковая связь с использованием VSAT переживала в 2007 г. бурный рост: парк земных станций в России практически утроился. Основная причина – использование VSAT как последней мили, чтобы дойти с Интернетом до каждой школы или с таксофоном до полузаброшенной деревни.

Организация last mile с помощью VSAT

Спутниковый терминал VSAT c антенной диаметром 1,2 м (реже – 1,8 м) и маломощным передатчиком 2 Вт используется как абонентское устройство и устанавливается непосредственно у клиента. К компьютеру пользователя по порту Ethernet подключается спутниковый модем. В VSAT цифровой поток с компьютера пользователя преобразуется в радиосигнал в диапазоне частот 11/14 ГГц (так называемый Ku-диапазон радиоволн). Спутниковый канал, по которому информация передается от VSAT, называется обычно обратным (он же inroute или inbound) и имеет скорость от 256 кбит/с до 1 Мбит/с. Скорость передачи зависит от диаметра антенны и мощности ее передатчика.

Антенна VSAT направлена на спутник-ретранслятор, находящийся над экватором на геостационарной орбите (36 тыс. км над Землей). На этой высоте скорость вращения спутника совпадает со скоростью вращения Земли, спутник как бы «зависает» на одном месте и не надо все время подстраивать направленную на него антенну. Спутник принимает сигнал и ретранслирует его обратно на Землю в виде широкого луча (представьте себе лампу в абажуре, направленную на пол или стену), видимого (принимаемого) на огромной территории. В распоряжении оператора сети VSAT имеется телепорт с антеннами большого диаметра (обычно 5–9 м) и мощными передатчиками 50–750 Вт и центр управления сетью, или хаб (HUB). Телепорт формирует спутниковый канал в направлении к VSAT (прямой канал, outroute или outbound), который существенно шире (5–60 Мбит/с) канала от VSAT. Как правило, прямой канал организован по протоколу DVB и в нем информация пересылается для всех VSAT (в отличие от обратных каналов, которых в сети может быть несколько десятков).

Из этого следует, что передача данных в спутниковой сети VSAT асимметрична, т.е. скорости передачи информации в направлении VSAT-клиента значительно (минимум в 5–10 раз) превышают скорости в направлении к хабу оператора, подключенному по ВОЛС к наземным сетям, в частности к сети Интернет.

VSAT-регистрация как тормоз рынка

Одна из малоприятных особенностей VSAT – необходимость их регистрации как радиоэлектронного средства (РЭС) в органах Россвязьохранкультуры, для чего надо получить разрешение на использование полосы частот. Раньше эта процедура занимала до 9 месяцев и стоила до $2–3 тыс. Но в конце 2004 г. в России была принята так называемая упрощенная процедура регистрации ЗССС (земных станций спутниковой связи) типа VSAT-Ku: для определенного типа спутниковых терминалов (антенна не более 2,4 м, передатчик не мощнее 2 Вт), работающих только через россий-ские ИСЗ типа «Экспресс» или «Ямал» в Ku-диапазоне в определенных полосах частот, отменены процедуры расчета электромагнитной совместимости с другими РЭС и согласования частотных присвоений с силовыми ведомствами. Благодаря этому время на получение разрешения сократилось и теоретически может составить 30–40 дней. Увы, в реальности такие сроки пока недостижимы, и в первую очередь из-за непрекращающейся череды административных «происшествий» в отрасли связи (последним из них стало преобразование Россвязьнадзора в Россвязьохранкультуру с выводом ее из подчинения Мининформсвязи и передачей функций управления частотным спектром из ФАС в ту же Россвязьохранкультуру). Безусловно, 2–3 месяца на получение разрешения во многом бы убило преимущество VSAT, однако «строгость законов российских компенсируется вольностью их применения», поэтому почти все VSAT-операторы готовы идти на некоторые нарушения, включая VSAT еще до получения на него разрешения на частоты. Моральным оправданием данного, по сути административного, нарушения является то, что полосы частот, в которых работает VSAT, в 2003 г. в процессе подготовки «упрощенной процедуры» были тщательно исследованы и все пользователи частотного спектра, в том числе силовые структуры, убедились, что VSAT в принципе никому не может там помешать. Подтверждением служит и тот факт, что с 2004 г. никому из владельцев VSAT не было отказано в выдаче разрешения на частоты и не зафиксировано ни одного случая радиопомехи от VSAT другим РЭС.

Основные производители VSAT-оборудования, применяемого в России

Лидеры как мирового, так и российского рынка – Hughes Network Systems, США (55% мирового рынка и 40–45% российского) и Gilat, Израиль (30% мирового рынка и 35–40% российского). Кроме того, в России используется оборудование ViaSat, iDirect, Advantech Network System (все – США), NDSatcom (Германия), Shiron (Израиль). Следует заметить, что всё сметающий на рынке телеком-железа поток оборудования из братского Китая нишу VSAT пока не затронул. Есть еще и 2–3 российских производителя, но они ориентированы на силовые ведомства, имеют практически штучное производство и практически не могут бороться с зарубежными компаниями, производящими до 15 тыс. (!) VSAT в месяц.

Для VSAT, работающих через нероссийские спутники либо использующих C-диапазон или передатчики мощнее 2 Вт, «упрощенная процедура» неприменима, что отрицательно сказывается на их конкурентоспособности.

VSAT экономически оправдан, если...

- канал связи нужен быстро (менее чем через 30 дней)

- канал нужен ненадолго (менее чем на полгода)

- утилизация канала (среднемесячная нагрузка) менее 5%

- трафик на объекте менее 1 Гбайт в месяц

- скорости 256–512 кбит/с нужны не более 10–20 ч в месяц

- информация передается далее чем на 5 тыс. км

Парадоксы VSAT как last mile

Первый – последняя миля через VSAT (если рассматривать канал связи как путь от сервера оператора до компьютера пользователя) может оказаться одновременно и первой, и последней, и вообще единственной.

Второй – если родиной (или «гнездом» J) Интернета (и уж точно Рунета) считать М9 (она же официально ММТС-9), где находится узел обмена трафиком между крупнейшими российскими провайдерами Интернета, то тогда последняя миля через VSAT от узла оператора до ПК клиента будет в сотни, а то и в тысячи раз длиннее основного канала от М9 до узла оператора.

И вот в этих двух парадоксальных фактах и скрываются все плюсы и минусы VSAT и те ниши, где VSAT может быть успешен и конкурентоспособен рядом с другими технологиями last mile.

Плюсы VSAT как last mile

+  1     VSAT приходит туда, где стоит пользовательский сервер или ПК (исключения, конечно, есть: Северный полюс, пещеры в горах и батискафы на дне морском). Длина кабеля между антенной VSAT и спутниковым модемом у ПК клиента составляет 30–50 м и в ряде случаев может быть увеличена до 100 м.

+  2     VSAT-оператор полностью контролирует канал от своего узла до Ethernet-порта оборудования пользователя, поэтому межстыковых проблем с другими операторами не возникает. Кроме того, если пользователь подключает не одну, а 10 точек, то VSAT-оператор гарантирует ему полную однородность его сети с точки зрения протоколов, портов и SLA и сам отвечает за качество. Добавим, что современные VSAT являются весьма продвинутыми в части самодиагностики и VSAT-операторы (естественно, при достаточной квалификации их персонала) способны объяснить клиенту причину плохого качества или неработоспособности канала, в том числе из-за отсутствия электропитания на VSAT, сбитой юстировки антенны и т.д.

+  3     Цена последней мили не зависит от расстояния. Стоимость подключения с помощью VSAT (с антенной диаметром 1,2 м) обойдется пользователю от 100 тыс. руб. (для Подмосковья) до 150 тыс. руб. (для Дальнего Востока). Вся разница – в стоимости транспортировки оборудования и проезда инсталляторов. Цена трафика (2–3 руб. за 1 Мбайт) для всех одинакова и от расстояния не зависит. Для приложений с небольшим трафиком (банкоматы, POS-терминалы, контроллеры телеметрии или телемеханики) некоторые VSAT-операторы предлагают тарифы flatrate стоимостью 2000–2500 руб. в месяц.

+  4     Индивидуальность. VSAT можно сравнить с такси: оно везет только вас, причем туда и тогда, куда и когда это вам нужно, в отличие от «маршрутки»: «сейчас все места займут, тогда и поедем (подключим, проложим кабель и т.д.)» или «автобуса», который ходит по одному ему известному расписанию и маршруту, зато везет многих и дешево.

+  5     Скорость подключения. Установка VSAT у «правильного» провайдера занимает не более 7–10 дней с момента подписания договора/оплаты в любой точке России, куда регулярно летают самолеты, ходят поезда и проложены дороги хотя бы для «Нивы».

+  6     Автономность. Не надо лебезить перед владельцем кабеля, согласовывать с кучей инстанций право на прокладку, размещение транзитных мачт и т.д.

Минусы VSAT как last mile

–  1     Высокая цена подключения (100–150 тыс. руб.) и цена передачи трафика по сравнению со стоимостью аренды медной пары на город-ской АТС. Даже если VSAT-оператор даст вам «безлимитку», при расчете тарифа он будет исходить из тех самых 2–3 руб. за 1 Мбайт, что может превратиться в 12–15 тыс. руб. в месяц за 64 кбит/с.

–  2     Протоколы и порты. Все современные VSAT работают по IP-протоколу и имеют на выходе порт Ethernet (обычно один, редко два), никаких V.35, G.703, RS-232, Е1 или Frame Relay. В защиту VSAT скажем, что 99% клиентов это вполне устраивает, а остальные могут установить транзитный маршрутизатор, способный перепакетировать трафик из одного протокола в другой.

–  3     Спутниковая задержка. Как бы то ни было, а скорость света у нас «всего» 300 тыс. км/с, спутник же висит на высоте 36 тыс. км, да еще над экватором, туда-сюда-обратно минимум 600 мс для пинга, и то только для выделенного канала, а для типичных VSAT реально 800–1000 мс. Для классического Интернета это не проблема, там есть всякие «примочки» типа ускорителей и Turbopage. А вот для терминальных приложений, да еще использующих собственное шифрование трафика, все гораздо печальнее. Если при передаче стандартных IP-пакетов все производители спутниковых VSAT-платформ используют спуфинг (имитирующий подтверждение прохождения пакета по каналу и позволяющий, не ожидая 600 мс, отправлять следующий), то шифрование, мелко шинкующее информацию пользователя, в том числе служебную, в кучку маленьких однотипных файлов, делает функцию спуфинга нереализуемой, а жизнь пользователя такого терминального приложения не очень комфортной. Безусловно, инженеры VSAT-операторов колдуют над настройками и приоритизациями, выжимая миллисекунды, но природу не обманешь.

–  4     Джиттер (нежелательные фазовые и/или частотные случайные отклонения передаваемого сигнала), который важен для VoIP-телефонии. Ряд производителей (в частности, Hughes – платформа HughesNet) имеют встроенную в платформу функцию поддержки телефонии, но не все клиенты хотят использовать VoIP-оборудование VSAT-оператора, когда под рукой уже есть свое, привычное. Тогда приходится арендовать у VSAT-оператора канал с гарантированной полосой, чтобы получить по VSAT для джиттера приемлемые 50 мс. Правда, аренда такого канала обходится дороже (см. п. 1). Тем не менее в большинстве VSAT-сетей пользователи активно используют Skype со своих компьютеров и, в принципе, проблемы с ним отмечаются только в час пик.

–  5     Для установки VSAT требуется хотя бы 2–3 кв. м на стене или на крыше, причем обязательно на южной или юго-восточной стороне. Если ваш офис на первом этаже 5-этажки, а с юга ее заслоняет от солнца 16-этажная «китайская стена», придется договариваться об аренде крыши на той 16-этажке и оттуда вешать кабельные «сопли» длиной по 40–60 м. Но если вы живете на окраине города или в сельской местности, данной проблемы для вас не существует.

–  6     Ограничения в скорости. Если абстрагироваться от цифр, написанных многими операторами в своих красивых проспектах (до 60 Мбит/с от хаба, до 4 Мбит/с от VSAT), и посмотреть правде в глаза, то мы увидим следующее: реальная скорость закачки файлов из Интернета не превышает 4 Мбит/с (модемы серии HN7000, процессор которых, как утверждает Hughes, «самый мощный в индустрии»). Реалии таковы, что при использовании для передачи VoIP-трафика проблемы начинаются при 30–40 одновременно передаваемых разговорах, и дело не в скорости канала, а в производительности процессора спутникового модема VSAT-терминала. Следующая хитрость VSAT-операторов – декларирование высоких скоростей в канале по направлению от VSAT к хабу без уточнения, как это отражается на размере и стоимости VSAT-терминала. Физика – это не маркетинг, бумага все стерпит, а вот энергетика спутника – нет. Существующие российские ИСЗ имеют энергетику даже в центре пятна не выше 48–49 дБВт, что позволяет VSAT c антенной диаметром 1,2 м работать на скоростях до 512 кбит/с (на лучшем по энергетике из существующих ИСЗ «Ямал» – до 800 кбит/с). Для скорости до 1,5 Мбит/с подойдут антенны 1,8 м, а для более высоких скоростей – только антенны 2,4 м. А такую уже за окошко офиса не повесишь. И стоимость при увеличении диаметра антенн от 1,2 до 1,8 и 2,4 м растет не пропорционально, а в отношении 1:3:9. Расходы на монтаж и транспортировку тоже растут не прямо пропорционально диаметру, а примерно как 1:2:4. Поэтому оптимальный для России диапазон скоростей при использовании VSAT – до 2048 кбит/с от узла оператора (хаб) к пользователю и до 256 кбит/с от пользователя (VSAT) к хабу.

Ну что ж, подведем итоги: 6:6. Ничья. Клиенту есть над чем подумать.

Заметили ошибку в тексте? Выделите её мышью и нажмите Ctrl+Enter. Спасибо!