ПНСТ 921-2024 Информационные технологии. Интернет вещей. Сети связи интернета вещей. Протокол низкоскоростного обмена данными по спутниковым каналам связи. Часть 1. Обмен данными по абонентским линиям низкоорбитальных систем

Введение

Настоящий стандарт определяет типовое техническое решение организации низкоскоростной спутниковой сети передачи данных на основе многоспутниковой низкоорбитальной группировки для предоставления услуг интернета вещей (ИВ), аналогичных услугам в наземных сетях. Ключевой основой типового технического решения является условие бесшовной работы низкоскоростной спутниковой сети передачи данных и наземных энергоэффективных сетей дальнего радиуса действия (LPWAN), что подразумевает идентичность технических параметров абонентских средств потребителей (стационарных и мобильных) и использование полос радиочастот на совместной основе. Учитывая, что в сетях LPWAN массово используются абонентские средства потребителей (АСП), их нормативные технические параметры являются исходными для аналогов в спутниковой сети передачи данных с целевой функцией ИВ (спутниковой сети ИВ), если используется совместная полоса радиочастот.

Базовая конфигурация спутниковой сети ИВ имеет звездообразную топологию, на основе которой создаются сети ИВ (на национальном и региональном уровнях). Такая сеть ИВ может быть сопряжена с внешними сетями общего пользования или функционировать как выделенная сеть без сопряжения с сетями связи общего пользования.

Центральным элементом национальной или региональной спутниковой сети ИВ является наземная региональная станция сопряжения (РСС), которая поддерживает взаимодействие со всеми видимыми низкоорбитальными спутниками (космическими аппаратами, КА) и обслуживает АСП в рабочей зоне РСС (диаметром несколько тысяч км). Сетевой сервер, входящий в состав РСС, обеспечивает маршрутизацию пакетов данных каждого АСП на соответствующий сервер приложений и формирует сеть ИВ, работа которой поддерживается средствами РСС.

Размещение РСС и создание на ее основе национальных и региональных сетей ИВ предусматривается в любом регионе Земли, доступном для обслуживания многоспутниковой низкоорбитальной группировкой.

Расширение рабочей зоны региональной (национальной) сети ИВ возможно путем объединения нескольких РСС между собой (в том числе по наземным каналам на основе межоператорских соглашений и с учетом национальных правил маршрутизации трафика).

Взаимодействие между АСП и низкоорбитальными спутниками осуществляется по абонентским радиолиниям (КААСП/АСПКА), которые имеют множество частотных каналов, обеспечивающих требуемую емкость и энергетику радиолиний.

Низкоскоростная сеть спутниковой связи на основе многоспутниковой низкоорбитальной группировки для предоставления услуг ИВ имеет ряд специфических технических особенностей:

- объем трафика от АСП в направлении КА (АСПКА) существенно превышает трафик в обратном направлении (КААСП);

- проявляется выраженный эффект Доплера (статический и динамический) даже для стационарных АСП в процессе сеанса связи;

- изменение энергетики радиолиний между КА и АСП происходит очень быстро и может достигать десятка дБ за время сеанса связи;

- задержка распространения пакетов существенно изменяется за время сеанса связи и зависит не только от физического расстояния радиолинии, но и от эквивалентной скорости абонентского канала;

- частотный план абонентских линий полезной нагрузки (ПН) КА должен изменяться в зависимости от обслуживаемого региона Земли для соблюдения условия бесшовной работы сети ИВ и требований национальных администраций связи.

Кроме того, налагается ряд технических ограничений на параметры АСП, которые аналогичны ограничениям в наземных сетях LPWAN с учетом рабочего диапазона частот и частот каналов, принятых национальными администрациями связи:

- значение эффективно излучаемой изотропной мощности (ЭИИМ);