В Антарктиде минус 40 градусов, а от IP-телефонии идет пар

Сюда нет дорог. В течение полугода здесь не бывает солнца. Ближайшее место, откуда можно получить снабжение, находится в 1000 км, ближайший город — на расстоянии 4000 км, а самолет является единственным средством, чтобы сюда добраться, если, конечно, позволит погода.

Добро пожаловать на американскую станцию Амундсен-Скотт на Южном полюсе — дом, рассчитанный на 250 человек в период антарктического лета и на пятую часть от этого количества в остальное время года. Еще совсем недавно их связь с миром была чрезвычайно ограничена. Но это положение изменилось после внедрения VoIP-технологии.

Модернизация каналов связи с изолированной антарктической станцией Амундсен-Скотт была возложена на Джеффа Томпсона, сетевого инженера Антарктической программы США (USAP).

Однако доведение системы связи до уровня, отвечающего требованиям первоклассного научно-исследовательского предприятия было нелегким делом. Ввиду изолированного расположения станции и жестких условий окружающей среды создавать новую коммуникационную инфраструктуру было бы нецелесообразно, поскольку дорог к станции не существовало, а оборудование и персонал доставлялись специальным военным самолетом во время антарктического лета. К тому же температура, достигавшая минус 110 градусов по Фаренгейту (-430С), не только не позволяла проводить работы на открытом воздухе, но требовала такого оборудования, которое могло бы выдерживать экстремальные условия.

Кроме того, следовало учитывать и расходы: прокладка подводного кабеля по дну штормовой Южной Атлантики и создание наземных линий связи от побережья до станции обошлись бы в целом более чем в 200 млн. долл., а построение системы микроволновой связи со станцией Мак-Мердо, крупнейшей базой США на побережье Антарктиды, с круглосуточным доступом по линии Т1 — в 45 млн. долл. Другие варианты также считались чрезмерно дорогостоящими.

В конечном счете трудности Томпсона в деле организации связи были разрешены с помощью новых спутниковых каналов и VoIP-технологии.

«Внедрение VoIP было единственным решением, которое позволяло осуществить передачу голосового трафика при очень незначительных расходах», — говорит он. (Бывший инженер военно-морского флота, Томпсон впервые прибыл в Антарктиду 10 лет назад, а теперь является вице-президентом по техническим вопросам компании Holmes & McClier, главного подрядчика по программе USAP).

Для передачи данных в создаваемой VoIP-сети решили использовать три спутника: GOES-3, LES-9 и TDRS F1. В 1998 году университет Майами, эксплуатирующий две наземные станции спутниковой связи, инсталлировал Call Manager Selsius и выслал несколько IP-телефонов Selsius на Южный полюс для испытаний.

Томпсону понравилось то, что он увидел. «Мы проводили испытания на антарктической станции летом 1998 и 1999 годов, — говорит он. — В результате на Южном полюсе впервые была организована коммерческая телефонная связь междугородного ранга».

Оценив возможности радикального улучшения с помощью VoIP-технологии голосовой связи с Южным полюсом, Томпсон и его коллеги приступили к изучению путей перехода от фазы испытаний к полномасштабному внедрению.

При этом нужно было учесть несколько факторов. В связи с тем, что Южный полюс находится за пределами зон обслуживания большинства геостационарных спутников, прямая связь возможна лишь со спутниками, находящимися на очень наклонных орбитах и попадающими в зону видимости в определенное время суток.

Из-за ограниченной полосы пропускания спутник LES-9 использовался только для операций с низкоскоростным Internet-трафиком. TDRS может свободно пропускать VoIP-трафик по своему двустороннему 1024-кбит/с каналу связи, в то время как его односторонний 6-Мбит/с канал могли применять для передачи крупных графических файлов и массивов данных от астрономов, физиков и климатологов, работающих на Южном полюсе. Спутник GOES-3 был также предназначен для VoIP и трафика данных.

На Южном полюсе, в университете Майами и на наземной станции Уайт-Сэндс (шт. Нью-Мексико) Томпсон и его коллеги постепенно решали задачу расширения VoIP-системы. С июня прошлого года был установлен целый ряд новых компонентов на узле связи антарктической станции и несколько структур за его пределами, в том числе шесть IP-телефонов Cisco 12 SP+, которые подключаются к коммутатору Catalyst 2924V-XL, связанному двумя линиями 100BaseFX с центральным коммутатором Catalyst 6509.

Оттуда VoIP-трафик передается по оптоволоконному кабелю на Linux-ориентированный брандмауэр Netmax и затем на устройство приоритизации Packeteer PacketShaper 2000, где применяются стандарты QoS. После этого маршрутизатор Cisco 4000 направляет его либо на спутниковую антенну для передачи на GOES-3, либо на маршрутизатор Cisco 2500, осуществляющий контроль трафика на линии связи наземная станция — спутник TDRS F1.

Со спутника GOES-3 VoIP-трафик поступает на наземную станцию в шт. Флорида и оттуда по двум линиям связи Т1 — в университет Майами. Спутник TDRS F1 передает его на станцию Уайт-Сэндс и затем в магистральную сеть НАСА, соединенную с университетом Майами двумя линями связи Т1.

В университете Майами, прежде чем попасть в цифровой VoIP-шлюз Сisco DT-24 или на один из двух аналоговых шлюзов Selsius, которые подсоединены к университетской УАТС, VoIP-трафик идет на Call Manager, работающий на ОС Windows NT. По сообщению Томпсона, в университете были некоторые проблемы с интеграцией, но они преодолены. Тем не менее, пережив всю эту нервотрепку с созданием VoIP-системы на Южном полюсе, он надеется, что в последующие версии продуктов будут включены Call Manager на основе ОС UNIX и средства перемещения телефонов от одной подсети к другой без реконфигурации.

В целом же Томпсон весьма доволен VoIP-телефонами. Он рассказал, что в соответствии с проектом модернизации станции на Южном полюсе (SPSM) стоимостью 128 млн. долл. предстоит еще много работы, в том числе по усовершенствованию жилых помещений и научно-исследовательского оборудования, обслуживанию зданий и инфраструктуры информационной техники на базе Амундсен-Скотт и удаленных от нее научно-исследовательских комплексов, намеченному на 2005 г.

«В настоящее время у нас есть шесть телефонов, разбросанных по станции. В рамках проекта SPSM мы будем, по всей вероятности, устанавливать полную Ethernet-ориентированную телефонную систему. Кроме того, у нас есть аналоговые линии связи на медном кабеле для аварийных служб», — говорит он. Планируется также увеличение количества IP-телефонов до пятнадцати, ввод в строй линии связи со спутником Marisat F2 и строительство новой наземной станции на Южном полюсе.

Ведутся разговоры и о том, чтобы отказаться от телефонной системы, основанной на Ethernet, в пользу другой архитектуры, которая включала бы в себя традиционную УАТС с VoIP-интерфейсом на полюсе.

Хорошо разбирающийся в вопросах стоимости, Томпсон вполне удовлетворен финансовой стороной внедрения VoIP. Как IP-телефоны Cisco по 350 долл., так и другая приобретенная аппаратура неплохо вписались в бюджет проекта SPSM. «Плановые затраты на модернизацию на этот год составляют порядка 175 тыс. долл. и включают стоимость девяти коммутаторов, в том числе базового, и Packeteer, — сообщил он. — Расценки действительно хорошие».

Пользователи, уже испробовавшие новую VoIP-систему, просто восхищены качеством связи. Стив Барвик, ученый, работающий над астрономическим проектом «Антарктическая мюонная и нейтринная детекторная матрица» (AMANDA) на полюсе, хорошо помнит дни, предшествовавшие внедрению VoIP.

«Когда я в первый раз прибыл на полюс в 1992 году, доступ к связи был очень ограниченным, — рассказал он. — Чтобы связь использовалась только по делу, электронная почта подвергалась цензуре. Личные сообщения передавались по радиолюбительской связи. Иногда ваш звонок слушали сразу четыре человека, поэтому о конфиденциальности не было и речи».

По мнению Барвика, существует прямая корреляция между интегрированной системой VoIP/трафик данных и объемом научных исследований, которые могут быть проведены группой AMANDA.

«VoIP-телефон стал полезным научным инструментом, потому что мы можем позвонить с любого аппарата на станции. Это великолепное достижение, — считает Барвик. — Два года назад для переговоров с коллегами из США или Европы нужно было дождаться, когда спутник появится в зоне обслуживания, а потом около километра идти пешком к телефону, где, как правило, ожидали, когда освободится линия связи, а в конце концов нередко приходилось услышать сигнал «занято» или не получить ответа. А теперь мы можем позвонить из того же здания, где работаем. Если абонент отсутствует, можно оставить сообщение, и он позвонит нам сам. Голосовая связь становится жизненно важным средством, обеспечивающим высочайший уровень удобств».

Ему вторит Томпсон: «VoIP буквально изменил методику ведения дел».

-Ян Ламонт, NETWORK WORLD


Какая там погода?

VoIP-телефония связывает ученых, работающих на американской станции Амундсен-Скотт на Южном полюсе, с коллегами в США.

1.На Южном полюсе: голосовой трафик от IP-телефонов Cisco направляется по ЛВС лабораторий НАСА. Аппаратура от Cisco и Packeteer используется для маршрутизации голосового трафика к каналу связи Земля—спутник.

2.В небе: один из трех спутников НАСА ретранслирует трафик на скоростях до 1024 кбит/с из лаборатории на Южном полюсе на наземную станцию лаборатории университета Майами.

3.В штате Флорида: на наземной станции университета Майами трафик направляется на университетский распорядитель вызовов по линии связи Т1 и затем на блок шлюзовых устройств для цифровых и аналоговых вызовов. Цифровой шлюз Cisco DT-24+ преобразует IP-трафик и направляет его на главную УАТС университета.

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями