Специальный выпуск "Спутниковая связь и вещание"-2010

К ритерий избыточности информации Ç Ó·˘ÂÏ ‚ˉ ÍËÚÂËÈ ËÁ·˚ÚÓ˜ÌÓÒÚË ËÌÙÓχˆËË, ÔÂ‰‡‚‡ÂÏÓÈ ÔÓ Í‡Ì‡ÎÛ Ò‚flÁË, Á‡Ô˯ÂÏ ‚ ‚ˉÂ: ξ Q = (Q – ∆ Q )/Q, (1) „‰Â Q – Ó·˘ËÈ Ó·˙ÂÏ ËÌÙÓχˆËË (·‡ÈÚ), Ô‰̇Á̇˜ÂÌÌ˚È ‰Îfl ÔÂ‰‡- ˜Ë ÔÓ Í‡Ì‡ÎÛ Ò‚flÁË Á‡ Á‡‰‡ÌÌÓ ‚ÂÏfl; ∆ Q – Ó·˙ÂÏ ÒÎÛÊ·ÌÓÈ (ËÁ·˚ÚÓ˜ÌÓÈ) ËÌÙÓχˆËË (·‡ÈÚ), ÍÓÚÓ‡fl ÌÂÓ·ıÓ- ‰Ëχ ‰Îfl Ó„‡ÌËÁ‡ˆËË ÔÂ‰‡˜Ë ÔÓ Í‡- ̇ÎÛ Ò‚flÁË. ëÓÓÚ‚ÂÚÒÚ‚ÂÌÌÓ Á̇˜ÂÌË Q – ∆ Q ı‡- ‡ÍÚÂËÁÛÂÚ Ó·˙ÂÏ ˆÂ΂ÓÈ (ËÒıÓ‰- ÌÓÈ) ËÌÙÓχˆËË, ÔÂ‰‡‚‡ÂÏÓÈ Á‡ Á‡‰‡ÌÌÓ ‚ÂÏfl. á̇˜ÂÌË ξ Q ∏ [0, 1], Ë ˜ÂÏ ˝ÙÙÂÍÚË‚Ì ͇̇Π҂flÁË, ÚÂÏ ξ Q ·ÎËÊÂ Í 1. èÂ‰‡˜‡ ËÌÙÓχˆËË ‚ IP-ÒÂÚË ÓÒÛ- ˘ÂÒÚ‚ÎflÂÚÒfl ÔÛÚÂÏ ÙÓÏËÓ‚‡ÌËfl IP- Ô‡ÍÂÚÓ‚ Ò Ëı ÔÓÒÎÂ‰Û˛˘ÂÈ ËÌ͇ÔÒÛ- ÎflˆËÂÈ ÔÓ Ô‡‚ËÎ‡Ï ÔÓÚÓÍÓÎÓ‚, ÔË- ÌflÚ˚ı ̇ ͇̇θÌÓÏ Ë ÙËÁ˘ÂÒÍÓÏ ÛÓ‚Ìflı. è‰ÔÓ·„‡ÂÚÒfl, ˜ÚÓ ‰ÎË- ÚÂθÌÓÒÚË IP-Ò„ÏÂÌÚÓ‚ ÔË ÙÓÏËÓ- ‚‡ÌËË IP-Ô‡ÍÂÚÓ‚ Ë ‡ÁÏÂ "TCP-ÓÍ- ̇" ÔË Ëı ÔËÂÏ ‚˚·‡Ì˚ ÓÔÚËχθ- ÌÓ, ÔÓ˝ÚÓÏÛ ÓÒÓ·ÂÌÌÓÒÚË ˝ÚËı ̇ÒÚÓ- ÂÍ ÔË ÓÔÚËÏËÁ‡ˆËË IP-͇̇· ‚ ‰‡Ì- ÌÓÈ Òڇڸ Ì ‡ÒÒχÚË‚‡˛ÚÒfl. é·˙ÂÏ ËÌÙÓχˆËË, ÒÓ‰Âʇ˘ËÈÒfl ‚ IP-Ô‡ÍÂÚ‡ı ̇ ÒÂÚ‚ÓÏ ÛÓ‚ÌÂ, ·Û‰ÂÏ Ò˜ËÚ‡Ú¸ ËÒıÓ‰Ì˚Ï Ë Ó·ÓÁ̇˜ËÏ Â„Ó Q ip (ËÏÂÌÌÓ ˝ÚÓÚ Ó·˙ÂÏ Û˜ËÚ˚‚‡ÂÚÒfl ‚ Ú‡ËÙÌ˚ı Ô·̇ı ÓÔÂ‡ÚÓÓ‚). Ç ÔÓˆÂÒÒ ËÌ͇ÔÒÛÎflˆËË ˝ÚÓÈ ËÌÙÓ- χˆËË Ì‡ ͇̇θÌÓÏ ÛÓ‚ÌÂ Ë Ì‡ ÛÓ‚- Ì ÙËÁ˘ÂÒÍÓ„Ó ÒÓ‰ËÌÂÌËfl ÔÓËÒıÓ- ‰ËÚ Ì‡‡˘Ë‚‡ÌË ÒÎÛÊ·ÌÓÈ ËÌÙÓχ- ˆËË ‚ Ó·˙Âχı ∆ Q s Ë ∆ Q h ÒÓÓÚ‚ÂÚÒÚ‚ÂÌ- ÌÓ. Ç ˝ÚÓÏ ÒÎÛ˜‡Â – ÔËÏÂÌËÚÂθÌÓ Í IP-ÒÂÚË – ÍËÚÂËÈ ËÁ·˚ÚÓ˜ÌÓÒÚË ËÌ- ÙÓχˆËË (1) ÔÂÂÔ˯ÂÏ ‚ ‚ˉÂ: ξ Q = (Q – ∆ Q)/Q = = 1/ (1 + ∆ Qs/ Q ip + ∆ Q h / Q ip ) = = η s • η h , (2) где η s = Q ip /(Q ip + ∆ Q s ) – эффектив- ность инкапсуляции IP-пакетов в ка- дры (ячейки, пакеты) протокола ка- нального уровня; η h = (Q ip + ∆ Q s )/(Q ip + ∆ Q s + ∆ Q h ) – ˝ÙÙÂÍÚË‚ÌÓÒÚ¸ ÔÂ‰‡˜Ë ËÌÙÓχ- ˆËË ÔË ÒÓ‰ËÌÂÌËË Ì‡ ÙËÁ˘ÂÒÍÓÏ ÛÓ‚Ì (Í ˝ÚÓÏÛ ÛÓ‚Ì˛ ÛÒÎÓ‚ÌÓ ÓÚÌÂ- ÒÂÏ ÔÓÚÓÍÓÎ˚ ÏÌÓ„ÓÒڇ̈ËÓÌÌÓ„Ó ‰ÓÒÚÛÔ‡ ̇ ÓÒÌÓ‚Â ‡Á‰ÂÎÂÌËfl ͇̇- ÎÓ‚ ÙËÁ˘ÂÒÍÓÈ Ò‰˚). ä‡Í ÒΉÛÂÚ ËÁ (2), ‰Îfl ‚˚ÔÓÎÌÂÌËfl Ò‡‚ÌËÚÂθÌÓ„Ó ‡Ì‡ÎËÁ‡ ÌÂÓ·ıÓ‰ËÏÓ ÓÚ‰ÂθÌÓ ÓˆÂÌËÚ¸ ˝ÙÙÂÍÚË‚ÌÓÒÚ¸ ËÌ- ͇ÔÒÛÎflˆËË IP-Ô‡ÍÂÚÓ‚ η s ÔËÏÂÌË- ÚÂθÌÓ Í ÔÓÚÓÍÓÎ‡Ï Í‡Ì‡Î¸ÌÓ„Ó ÛÓ‚Ìfl Ë ˝ÙÙÂÍÚË‚ÌÓÒÚ¸ Ó„‡ÌËÁ‡ˆËË ÒÓ‰ËÌÂÌËfl ̇ ÙËÁ˘ÂÒÍÓÏ ÛÓ‚Ì η h ÔË ÙÓÏËÓ‚‡ÌËË Ó·‡ÚÌ˚ı TDMA- ÒÔÛÚÌËÍÓ‚˚ı ͇̇ÎÓ‚. Э ффективность инкапсуля- ции IP-пакетов Ç ÒÔÛÚÌËÍÓ‚˚ı ͇̇·ı ̇˷ÓΠ˜‡ÒÚÓ ËÒÔÓθÁÛ˛ÚÒfl ÔÓÚÓÍÓÎ˚ ͇̇θÌÓ„Ó ÛÓ‚Ìfl, Ô‰ÒÚ‡‚ÎÂÌÌ˚ ‚ Ú‡·Î. 1 (ËÌÓ„- ‰‡ Ëı ̇Á˚‚‡˛Ú Ú‡ÌÒÔÓÚÌ˚ÏË ÔÓÚÓ- ÍÓ·ÏË, ÌÓ ˝ÚÓ Ì ÓÁ̇˜‡ÂÚ, ˜ÚÓ ÓÌË ÓÚ- ÌÓÒflÚÒfl Í Ú‡ÌÒÔÓÚÌÓÏÛ ÛÓ‚Ì˛ ÒÂ- ÏËÛÓ‚Ì‚ÓÈ ÏÓ‰ÂÎË OSI) [1]. é·˙ÂÏ ÒÎÛÊ·ÌÓÈ ËÌÙÓχˆËË ÓÔÂ- ‰ÂÎflÂÚÒfl ËÒÔÓθÁÛÂÏ˚Ï ÔÓÚÓÍÓÎÓÏ Ë Ô‡‚Ë·ÏË ËÌ͇ÔÒÛÎflˆËË IP-Ô‡ÍÂÚÓ‚, ÍÓÚÓ˚ ÔËÌflÚ˚ ‚ ÒËÒÚÂÏÂ. èË ËÒÔÓθÁÓ‚‡ÌËË ÔÓÚÓÍÓ· MPEG-2TS ‚ ÒÔÛÚÌËÍÓ‚˚ı ͇̇·ı ÏÓ„ÛÚ ÔËÏÂÌflÚ¸Òfl ÌÂÒÍÓθÍÓ ÒÔÓÒÓ- ·Ó‚ ËÌ͇ÔÒÛÎflˆËË IP-Ô‡ÍÂÚÓ‚ ‚ fl˜ÂÈ- ÍË. èÂ‚˚È ÒÔÓÒÓ· ̇Á˚‚‡ÂÚÒfl ÏÛθ- ÚËÔÓÚÓÍÓθÌ˚Ï (MPE), ÔË ÍÓÚÓ- ÓÏ ‰ÓÔÛÒ͇ÂÚÒfl ÌÂÔÓÎÌÓ Á‡ÔÓÎÌÂÌË fl˜ÂÂÍ ˆÂ΂ÓÈ ËÌÙÓχˆËÂÈ. ÇÚÓÓÈ ÒÔÓÒÓ· Ô‰ÔÓ·„‡ÂÚ ÔflÏÛ˛ ËÌ͇Ô- ÒÛÎflˆË˛ (ULE) ‚ fl˜ÂÈÍË MPEG-2TS Ë Ô‰ÛÒχÚË‚‡ÂÚ ÓÊˉ‡ÌË ӘÂ‰- ÌÓ„Ó Ô‡ÍÂÚ‡ ‰Îfl ÔÎÓÚÌÓÈ "̇·Ë‚ÍË" fl˜ÂÂÍ, ÌÓ ˝ÚÓÚ ÒÔÓÒÓ· ·ÓΠ˜Û‚ÒÚ‚ËÚÂ- ÎÂÌ Í ‚‡ˇˆËflÏ Á‡‰ÂÊÂÍ ‚ ͇̇ÎÂ. Ç Î˛·ÓÏ ÒÎÛ˜‡Â Í Ó·˙ÂÏÛ ËÒıÓ‰ÌÓ„Ó IP-Ô‡ÍÂÚ‡ ‰Ó·‡‚ÎflÂÚÒfl ÒÎÛÊ·̇fl ËÌ- ÙÓχˆËfl: ● L = 16 ·‡ÈÚ (Á‡„ÓÎÓ‚ÓÍ – 12 ·‡ÈÚ Ë ÍÓÌÚÓθ̇fl ÒÛÏχ – 4 ·‡ÈÚ‡) ÔË ÙÓÏËÓ‚‡ÌËË Ô‡ÍÂÚÓ‚ MPE; ● L = 8 ·‡ÈÚ (Á‡„ÓÎÓ‚ÓÍ – 4 ·‡ÈÚ‡, ÍÓÌ- ÚÓθ̇fl ÒÛÏχ – 4 ·‡ÈÚ‡) ÔË ULE. óËÒÎÓ fl˜ÂÂÍ ÔÓÚÓÍÓ· MPEG-2TS, Ú·ÛÂÏÓ ‰Îfl ÔÂ‰‡˜Ë Ó‰ÌÓ„Ó IP-Ô‡- ÍÂÚ‡, ÒÓÒÚ‡‚ÎflÂÚ: n = (S + L)/184, (3) „‰Â S – Ó·˙ÂÏ ËÒıÓ‰ÌÓ„Ó IP-Ô‡ÍÂÚ‡; L – Ó·˘ËÈ Ó·˙ÂÏ ÒÎÛÊ·ÌÓÈ ËÌÙÓχ- ˆËË, ‰Ó·‡‚ÎÂÌÌ˚È Í Ó·˙ÂÏÛ ËÒıÓ‰ÌÓ- „Ó IP-Ô‡ÍÂÚ‡ ÔË Â„Ó ÔÓ‰„ÓÚÓ‚ÍÂ Í ËÌ- ͇ÔÒÛÎflˆËË. á̇˜ÂÌË n ÓÍÛ„ÎflÂÚÒfl ‰Ó ·Óθ¯Â„Ó ˆÂÎÓ„Ó ˜ËÒ·. 89 2010 ëèìíçàäéÇÄü ëÇüáú à ÇÖôÄçàÖ О бобщенная структура кадра TDMA Рис. 1 Протокол Максимально достижимая эффективность η s передачи IP-пакетов IP-пакет S ~ 1500 байт IP-пакет S ~ 40 байт MPEG-2TS (MPE) 0,968 0,699 MPEG-2TS (ULE) 0,973 0,815 АТМ (AAL5) 0,900 0,755 Frame Relay 0,999 0,955 Ethernet 0,983 0,556 Канальный протокол стандарта DOCSIS 1.1 0,985 0,635 Канальный протокол стандарта IPoS 0,991 0,754 Э ффективность протоколов передачи IP-пакетов на канальном уровне Таблица 2