Спецификации каналов используемых при гиперсвязи.

Для сети гиперсвязи конфедерации определены следующие террирориальные сетевые еденицы:

Сеть представляет собой всю сеть передающих и принимающих станций гиперсвязи конфедерации работающих в едином стандарте. Все протоколы и процедуры выполняемые передающими и принимающими станциями определены в зоне действия сети. Следует учесть, что формально сеть конфедерации невозможно четко очертить, т. к. каждый корабль вылетающий за пределы некоторой заранее очерченой области, тем самым расширяет пространство сети, при условии, конечно, что он имеет гиперпередатчик работающий в оговоренох стандартах.

Зона представляет собой некую обособленную часть сети, с одной стороны изолирующую внутри себя некоторую (большую) часть траффика, с другой -- отвечающую физической и политической картине распределения стационарных станций гиперсвязи.

Домен представляет собой выделеную часть зоны характерную сравнительно большим внутреним трафиком и сравнительно небольшим внешним.

Система представляет собой небольшую часть домена, обладающую двумя-тремя постоянно действующими станциями гиперсвязи и большим количеством временно действующих станций. Чаще всего система совпадает со звездной системой.

Узел представляет собой отдельно взятый гиперпередатчик. Узел может быть мобильным или стационарным.

Канал типа A

Это общий, разделяемый канал в одном домене коллизий. Он использует полосу пропускания 100MHz, расположенную в верхней части диапазона. Всего может использоваться до четырех таких каналов. С обозначениями A1, A2, A3 и A4. Каждый из этих каналов обеспечивает скорость передачи данных до 250mbit/s. В виду случайного метода доступа к среде, копирующего технологию EtherNet, канал используется только в режиме полудуплекса.

Канал предназначен в основном для передачи новостей, поддержания информационных баз данных, организация магистрального общения серверов новостей или чатов. Основная идеология использования: от одного ко многим.

Чтобы обеспечить устойчивое определение коллизий, минимальный размер кадра установлен в 128Kb. При этом чтобы обеспечить плавность передачи траффика разрешается предавать кадры и меньшего размера, подряд без пауз между кадрами таким образом чтобы общая длинна последовательности непрерывного вещания была не менее 128Kb.

Канал типа B

Это коммутируемый канал прямой связи между гипермодемами. Так же используется полоса пропускания 100MHz. Всего может использоваться до двух таких каналов, соответственно B1 и B2. Каждый из них обеспечивает передачу данных со скоростью до 250mbit/s в режиме полнодуплекса. Канал может использоваться несколькими роутерами одновременно в разных направлениях. Если два или более роутера попытаются одновременно передать что-то на один роутер по одному каналу, то принимающая сторона посылает сигнал RTX (Retry Transmision) одному из них и сигнал STX (Stop Transmision) остальным. Получивший сигнал STX должен остановить передачу вплоть до получения сигнала RTX а получивший RTX перезапустить передачу последнего кадра. Такое поведение возможно потому, что роутер в каждый момент времени знает, кто именно в данный момент подключен к его каналам B#. Таким образом принимающая сторона всегда должна обеспечивать функции арбитра в решении коллизий.

Канал предназначен для магистральных пересылок данных между роутерами и другими высокоскоростными устройствами. Т. к. канал устанавливается напрямую, узкими лучами, без использования широковещания, в нем возможна передача данных в режиме полнодуплекса. Кроме того, одновременно может существовать более одного канала на одной и той же частоте. В основном этот канал используется как средство организации высокоскоростных магистральных соединений на сроки от нескольких минут, т. к. установление канала типа B, требует заметного времени. Для обеспечения быстрой коммутации пакетов между каналами A и B, канал В использует тот же формат кадра что и канал A.

Канал типа C

Это широковещательный, общий разделяемый канал с полосой пропускания 20MHz, обеспечивающий скорость передачи до 75mbit/s. Он должен использоваться только для передачи технической информации между роутерами. В этом канале используется маркерный доступ к среде копирующий технологию Token Ring с той лишь разницей, что станция владеющая маркером передает данные широковещательно а не следующей в кольце. В случае выхода из строя роутера (ситуация определяется по отсутствию в среде маркера либо данных в течении десяти секунд), следующий в логическом кольце роутер обязан сформировать новый маркер и направить последнему передавшему маркер, сообщение об исчезновении узла.

Кроме того, после завершения обхода маркером кольца, делается технологическая пауза длинной до 8 секунд. Вновь появившийся роутер в этот момент должен сформировать особый тип маркера, который примут все станции, и включат вновь появившийся роутер в кольцо обхода сети. Если эту процедуру попытаются выполнить два роутера одновременно, то процедура должна быть отложена на случайное (1..8) количество циклов обхода.

Канал предназначен только для обмена технической информацией самих роутеров. К технической, относится, например информация маршрутных протоколов, телеметрия состояния, мониторинг загруженности, количество и типы установленных соединений и т. д., т. е. оперативная информация позволяющая роутерам быстрее и качественнее выполнять свою работу. В пересылках канала C могут принять участие и другие станции, которые по тем или иным причинам начинают выполнять обязанности маршрутизации информационных потоков.

Канал типа D

Это общий, разделяемый канал в одном домене коллизий. Используется полоса пропускания 60MHz, обеспечивающая скорость передачи до 155mbit/s. Однако он разделен на два подканала DC и DD. Скорость в канале DC ограничена скоростью 64kbit/s, скорость в канале DD ограничена 50mbit/s. Подканал DC используется для урегулирования доступа к каналу DD. Подканал DC использует потенциальное кодирование, при чем среднее значения потенциала при передаче данных выраженное в киловольтах должно соответствовать текущему уровню приоритета этих данных. Канал DD передает данные обеспечивая тройную избыточность за счет чего в канале кадр передается с высокой степенью достоверности. Кроме того, процедуры восстановления кадров предусмотрены на уровне протокола канального уровня. Канал используется в приоритетном режиме, для передачи важной информации в критических условиях. Ни одна из передающих станций не имеет права занимать канал D на срок более 1с. Доступ к каналу D осуществляется так: станция решившая что ей необходимо воспользоваться каналом D, должна определить приоритет своих данных. Она может выбрать один из четырех классов приоритета: idle, regular, control, critical. Каждый класс имеет модификатор от -31 до +31. Класс idle не может иметь отрицательный модификатор, класс critical -- положительный. Таким образом классы с модификаторами образуют 128 значений приоритетов от idle+0, до critical+0.

Определив уровень приоритета своих данных станция должна проанализировать среднее значение потенциала в подканале DC (и таким образом приоритет), и если оно откажется ниже ее собственного, должна выставить в канале DC потенциал соответствующий ее уровню приоритета, тем самым выполнив захват канала, если же приоритет установленный в канале DC совпадает или превышает приоритет данных станции она должна отложить попытку захвата канала. Станции разрешается поднять уровень приоритета своих данных на 1 если ей не удается завладеть каналом дольше 1 секунды. При этом она должна оставаться в пределах одного класса приоритета. Т. е. если станция выбрала приоритет своих данных как regular+0, то через одну секунду она может повысить приоритет до regular+1, затем до regular+2, но не выше чем regular+31.

Станция начав передачу данных в канале DС, и обнаружив повышение потенциала выше ее приоритета должна немедленно завершить передачу данных в канале D, и начать процедуру захвата канала заново.

Максимальный срок захвата канала так же зависит от класса приоритета. На приоритете idle станции разрешается непрерывно передавать данные не дольше одной секунды. После этого она обязана сделать паузу не менее 3-х секунд. Для приоритета regular это время составляет 0.5с c с паузой 1.5c, для control 0.25 с паузой 0.75 с и 0.12c c паузой 0.37c для critical.

Передачу в канале DD станция обязана сопровождать контрольной информацией в канале DC. Контрольная информация представляет собой контрольные суммы кадров из канала DD, номера кадров, адресная и маршрутная информация, а так же возможно, контрольная информация протоколов более высокого уровня, например, логические номера кадров.

В случае возникновения коллизии в подканале DC вызванного началом передачи кадров с равными приоритетами разными станциями, обе станции обязаны прекратить передачу данных на случайное время. Случайное время выбирается в диапазоне 0.5..1.5 времени паузы соответствующей приоритету кадров. При правильно функционирующих станциях коллизий в подканале DD возникнуть не может.

При получении данных, по каналу D станция обязана отсылать обратно по подканалу DC квитанции о правильном получении данных в канале DD, либо квитанции о неправильном их получении. Станция не отсылающая квитанций либо отсылающая их неверно, считается не работающей, и всякая пересылка ей данных должна быть прекращена.

Кроме того, канал D используется навигационными системами кораблей для выполнения запросов и получения ответов по определению собственных координат.

Канал типа E

Это общий широковещательный динамический канал со случайным методом доступа. Канал может занимать полосу до 120MHz обеспечивая при этом скорость до 300mbit/s в режиме полудуплекса. Однако канал типа E делит полосу пропускания с каналом типа F, динамически сужая и расширяя полосу вещания. В отсутствие работающих каналов типа F, канал типа E обеспечивает работу на предельно возможной для себя скорости. Как только начинается вещания на одном из подканалов канала F, канал типа E обязан сократить свою полосу вещания снизу, таким образом чтобы освободить и частоту начавшего вещание подканала F и все более низкие частоты. Затем канал типа E начинает стремиться расширить свою полосу вещания вниз, на освободившиеся подканалы F#, таким образом, чтобы сохранить непрерывную частотную полосу. Подканал F# считается освободившимся, если на нем нет вещания в течение трех минут.

Канал типа F

Это общий широковещательный динамический канал со случайно- приоритетным методом доступа. Станция желающая начать передачу по подканалу канала F, должна в начале определить какого подкласса канал ей нужен. Т. е. выбрать требуемую минимальную скорость канала. Например, если станция считает что ей необходима скорость как минимум 40mbit/s, что соответствует подканалу Fh (42.5mbit/s) с частотной полосой 17MHz. Как только это установлено, станция должна начать слушать среду начиная со 100MHz в выбранной частотной полосе. Т.е. в данном случае диапазон частот от 100 до 117MHz.

Если прослушав среду станция обнаружит тишину (канал свободен) или уже используемый подканал Fh, то она начинает обычную процедуру общения с использованием случайного доступа к среде, как в технологии EtherNet.

Если в этом диапазоне обнаружится передача канала типа E, то станция должна передать специальный захватывающий кадр для того чтобы станции использующие канал типа E определили коллизию и сузили канал, освободив тем самым полосу для канала F.

Если ни та ни другая ситуация надежно не выявлены, то станция должна считать, что в проверяемом ею диапазоне находится отличное от одного количество подканалов типа F# (например один или несколько более узких подканалов или фрагмент более широкого). Тогда к обоим границам диапазона станция должна прибавить величину канала Fz, т. е. 4.61MHz, и повторить процедуру подключения к каналу. В данном примере следующая попытка подключиться должна быть выполнена в диапазоне 104.61-121.61MHz, и так далее, до тех пор пока не будет найден функционирующий подканал F требуемой пропускной способности, либо незанятый диапазон, либо занятый каналом типа E.

Если пройдя весь диапазон канала F, требуемый подканал так и не был найден, станция может поступить двумя разными способами:

• Подождать и попробовать повторить процедуру подключения.
• Изменить требования к каналу и повторить процедуру.

Кроме того станция может продолжить процедуру поиска подканала в том случае если требуемый канал нашелся, но оказался перегруженным. Канал считается перегруженным если в течение секунды попытки передать данные вызывали коллизии.

Роутер обязан принимать участие во всех подканалах F#, с целью маршрутизирования потоков данных из одного канала в другой в пределах собственного домена коллизий или даже в другой домен коллизий. С целью облегчения установления маршрутной информации в роутере, станция может либо связаться с роутером по каналу D и сообщить о своей привязке к конкретному подканалу F#, либо посылать специальные идентификационные кадры в самом подканале F#, до получения от роутера кадра-уведомления. Идентификатор канала F# содержит указание класса подканала и его номера. Номер канала выбирается из диапазона 0..25 в зависимости от начала частотного диапазона и класса канала. Если диапазон начинается со 100MHz, то номер канала равен 0, если с 104.61MHz -- 1 и т. д. для канала класса Fz. В то же время каналов класса Fb может быть только 3 начинающихся на частотах: Fb0 -- 100MHz, Fb1 -- 140MHz, Fb2 -- 180MHz.

Следует отметить, что 26 каналов Fz, составляют полосу не 120 а 119.86MHz. Т. е. это значит, что каналы не всегда располагаются вплотную друг к другу. Нижняя граница канала выбирается таким образом, чтобы каналы не перекрывались.

Каналы типов E и F предназначены для общения абонентских станций роутерной сети с роутером, или через него друг с другом. При чем канал E предназначен для сервисных служб, к примеру службы космопорта, особенно временно существующих. Канал F предназначен для космических кораблей, и мобильных пользователей обладающих соответствующей аппаратурой.

Если двум и более кораблям требуется общение друг с другом без обращения к общей сети, то им рекомендуется установить друг с другом каналы типа B для того, чтобы с одной стороны пользоваться высокоскоростной передачей данных, обеспечиваемой каналом класса B, а с другой стороны не создавать нагрузку на роутеры.

Кроме того, станциям устанавливаемым на длительное время, рекомендуется пользоваться магистральными каналами классов A и B, а в случае невозможности установки соответствующей аппаратуры воспользоваться другими средствами коммуникаций для доступа к арендованной у третьих фирм или лиц аппаратуре. В частном случае такая аппаратура может быть установлена на самом роутере и обеспечивать связь в радио диапазоне по распространенным протоколам.