Dama-fdma

Только что описанная схема FAMA-FDMA оказывается не очень эффективной. В полосе С используемая ширина каждого канала обычно равна 36 МГц. В одной схеме FDMA, используемой корпорацией INTELSAT, эта полоса поделена на 7 блоков по 5 МГц, каждый из которых несет группу из 60 голосовых каналов. Таким образом, их общее количество составляет 420. В рассмотренном примере (рис. 13) также присутствуют 420 голосовых каналов. Если полосу частот разделить на 14 подканалов шириной по 2,5 МГц, то в каждом подканале можно будет разместить 48 голосовых каналов, т.е. всего 336 каналов. Эффективнее всего, оказывается, избегать создания групп и просто делить полосу в 36 МГц на отдельные голосовые каналы. Эта схема известна как "один канал ‑ одна нecущая" (single channel per carrier — SCPC).

Схема SCPC в настоящее время реализована в полосе С. Один канал шириною 36 МГц разделяется на 800 аналоговых каналов по 45 кГц, каждый из которых выделяется для симплексного канала связи с использованием частотной модуляции. Существует также цифровой вариант схемы SCPC, в котором используется модуляция QPSK, дающая в той же полосе 45 кГц скорость передачи 54 Кбит/с, этого достаточно для передачи оцифрованной речи. С помощью технологии FAMA пар (полнодуплексных) каналов распределяются по парам наземных станций. Как правило, каналы каждой наземной станции приходится дополнительно уплотнять, поскольку она обслуживает некоторое количество пользовательских станций. Если каждая наземная станция работает с большим числом пользовательских станций, то даже при использовании технологии FAMA достигается высокая степень связности. Тогда, как и в обычной схеме FDMA, спутник принимает частоты в пределах канала шириной всего 36 МГц, транслирует их в полосу, центрированную на частоте 4 ГГц и передает канал всем станциям.

Технология SCPC привлекательна для удаленных областей, в которых находится хотя бы несколько пользовательских станций. Если FDMA используется в качестве основного средства в системах связи на большие расстояния, то SCPC предоставляет услуги напрямую конечному пользователю. Хотя в схеме SCPC ширина полосы используется более эффективно, чем в FDMA, эта технологи имеет все недостатки фиксированного распределения. Она оказывается особенно неудобной для слишком удаленных областей, в которых наземная станция частообслуживает всего одну или две пользовательские станции. Повысить эффективность позволяет использование схемы DAMA, согласно которой в канале выделяется набор подканалов, рассматриваемый в качестве резерва связи. Если требуется установить полнодуплексную связь между двумя наземными станциями из резерва выделяется пара подканалов.

Первой доступной для коммерческих целей системой DAMA SCPC был SPADE (single-channel-per-carrier, pulse code modulation, multiple-access demand assignment equipment — оборудование импульсно-кодовой модуляции с множественным доступом с распределением запросов по требованию и одноканальным использованием несущей), введенная в действие в начале 70-х и в настоящее время доступная через спутники INTELSAT. Каждый подканал этой системы несет QPSK-модулированный сигнал со скоростью 64 Кбит/с, что занимает полосу 38 кГц, а также защитную полосу 7 кГц. Как правило, этот сигнал используется для передачи голосового сигнала с импульсно-кодовой модуляцией. Вместе со служебными подканалами общее количество доступных подканалов достигает 794 (рис. 14, а). Эти подканалы разбиты на пары таким образом, чтобы два канала, отстоящие друг от друга на 18,045 МГц, всегда создавали полнодуплексный контур связи (например, каналы с номерами 3 и 404, 4 и 405, 399 и 800). Кроме того, имеется общий канал передачи сигналов (common-signaling channel — CSC) шириной 160 кГц, по которому передается сигнал PSK со скоростью 128 Кбит/с.

а) Распределение частот

б) Возможная конфигурация передатчика QPSK SCPC

в) Формат кадра TDMA CSC

Рис. 14. Система спутниковой связи SPADE для коммутируемой службы SCPC

Выделение каналов по требованию осуществляется наземной станцией с помощью канала CSC. Канал CSC используется для передачи повторяющихся кадров TDM, как показано на рис. 14, в. Кадр разделен на 50 интервалов, первый из которых содержит начальную последовательность битов, требуемую для синхронизации. Остальные интервалы закреплены за 49 станциями. Эти станции имеют привилегию при формировании полнодуплексных контуров по требованию. Распределение по требованию осуществляется следующим образом. Предположим, что станция S_i желает установить канал связи со станцией S_j. S_i случайным образом выбирает подканал из доступных незанятых каналов и передает идентификатор подканала и адрес станции S_j во временной интервал станции S_i. Примерно через 0,25 с станция S_j получит запрос по нисходящему каналу связи. Если предположить, что подканал остался доступным и что доступна станция S_j, то она передаст подтверждение в свой собственный временной интервал, который станция S_i получит еще через четверть секунды. Когда сеанс связи завершится, во временном интервале одной из станций будет передана информация о разъединении, чтобы уведомить другие станции о том, что подканал снова свободен.

Так как в описанной схеме могут участвовать только 49 станций, то для распределения по требованию большинство подканалов не нужны и используются по обычной схеме FAMA SCPC.