Determination of Packet Data Transmission Parameters when Working in the Meter Range
DOI:
https://doi.org/10.22213/2410-9304-2022-2-128-137Keywords:
communication network, VPN tunnel, VHF radio communication, TCP/IP, packet size, transmission rate, bandwidth, packet loss probabilityAbstract
The article considers the possibility of organizing packet TCP/IP exchange in the channel of the frequency range from 30 to 300 MHz, as a basis for implementing a secure VPN connection between two subscribers within one of the communication network modes. The VPN connection, when considered, is a TCP/IP packet transmission, the only difference is that a new special header is attached to the original packet, as well as to the cryptographic encryption of the original packet. Hence, VPN tunnel can be represented as a TCP/IP connection. TCP/IP protocol stacks are oriented to support high-speed interfaces operating at high frequencies (for example, Ethernet/Wi-Fi, speeds from 100 Gb/s, 2.4 GHz frequency). The main problem of such a packet implementation at relatively low frequencies (30-300 MHz) is the sufficient instability of mobile MV radio communication (communication in the meter wave range) at a given frequency range and low transmission rate (up to 32 Kb/s), as a result of which there may be a high probability of data bit errors, loss of information packets and huge time delays in the exchange. The Reno model is used as a model for evaluating packet transmission [rec. ITU-T Y.1541, RFC2001] and such regulated indicators [rec. ITU-T 1.1540, ITU-T Y.1541], as: channel bandwidth, signal-to-noise ratio (SNR), transmission delay (IPTD), transmission delay variation (IPDV), transmission error rate (IPER), packet loss rate (IPLR, SER), maximum packet transport unit (MTU). The simulation of a low-speed communication line with the characteristics: length up to 5 km, transmission speed from 300 bits/s to 32,000 bits/s (V.21 - V.34bis modem protocols), the sizes of transmitted packets is 72, 576 and 1500 bytes (threshold values of the maximum unit of packet transportation), transmitter power 2 W, the signal-code construction is a 4-FSK signal with Reed-Muller encoding RM(30, 14). Based on the analysis of the data obtained, three categories of channels were identified: "bad" - low signal-to-noise ratio (2-5 dB), high packet loss (above 10%) and long transmission delay (above 400 ms); "medium" - SNR from 5 to 10 dB, packet loss less than 1%, the delay varies from 400 to 800 ms; "good" is a channel passing through all regulated TCP/IP parameters, the OSH is more than 10 dB, the error probability is less than 0.1%, the delay fits into the regulated 400 ms.References
Архитектура построения гетерогенных сетей радиосвязи / В. А. Григорьев, Ю. А. Распаев, В. О. Аксенов [и др.] // Электросвязь. 2017. № 12. С. 14-21.
Муромцев Д. Ю., Сысоев А. Н., Жуков В. М. Проблемы обеспечения надежной радиосвязи на Севере России // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2020. Т. 16, № 3. С. 46-53. DOI 10.25987/VSTU.2020.16.3.006.
Исследование особенностей организации VPN для предоставления удаленного доступа / М. М. Ковцур, А. В. Даньшина, А. Д. Докшин, П. А. Потемкин // Заметки ученого. 2021. № 4-1. С. 76-80.
Кульбертинов А. А., Базаргулов Э. Э., Абрамов А. Х. Принцип работы VPN // Инновации. Наука. Образование. 2021. № 28. С. 1079-1093.
Хандогин В. Д. Передача данных через протокол TCP IP // Системный администратор. 2022. № 1-2(230-231). С. 128-131.
Jia X., Guo B. Reliability analysis for complex system with multi-source data integration and multi-level data transmission // Reliability Engineering & System Safety. 2022. Vol. 217. P. 108050. DOI 10.1016/j.ress.2021.108050.
Родин Р. А. Система мониторинга качества услуг связи // Вестник связи. 2021. № 2. С. 27-31.
Шатов Л. Г. Исследование пропускной способности каналов связи в цифровых сетях // Инфокоммуникационные технологии. 2019. Т. 17, № 3. С. 303-307. DOI 10.18469/ikt.2019.17.3.06.
Zain-Aalabdain Al. N. Rationing the main parameters of the quality of network services // T-Comm. 2020. Vol. 14. No 11. P. 72-76. DOI 10.36724/2072-8735-2020-14-11-72-76.
Остроумов О. А., Синюк А. Д. Пропускная способность широковещательного канала связи // Вестник компьютерных и информационных технологий. 2019. № 9 (183). С. 33-42. DOI 10.14489/ vkit.2019.09.pp.033-042.
Design and simulation of video monitoring structure over TCP/IP system using MATLAB / A. M. Abood, M. S. Hussein, Z. G. Faisal, Z. H. Tawfiq // Indonesian Journal of Electrical Engineering and Computer Science. 2021. Vol. 24. No. 3. P. 1840-1845. DOI 10.11591/ijeecs.v24.i3.pp1840-1845.
Shevgunov T. Software Implementation of Spectral Correlation Density Analyzer with RTL2832U SDR and Qt Framework / T. Shevgunov, E. Efimov // Advances in Intelligent Systems and Computing (см. в книгах). 2019. Vol. 986. P. 164-173. DOI 10.1007/978-3-030-19813-8_18.
Леваков А. К., Соколов Н. А., Федоров А. В. Влияние характера входящего потока IP-пакетов на допустимую загрузку узла коммутации // Труды ЦНИИС. Санкт-Петербургский филиал. 2016. Т. 1, № 2(3). С. 21-25.
Гольдштейн А. Б. О механизмах фрагментации и сцепления пакетов в туннелях сети IP/MPLS // Информация и космос. 2015. № 1. С. 16-21.
Бахтиярова Е. А., Каргулова А. Н. Оценка отношения сигнал/шум дискретизации и восстановления речи // Актуальные научные исследования в современном мире. 2020. № 11-1 (67). С. 83-87.
Сухов А. М., Султанов Т. Г., Полукаров Д. Ю. Определение доступной пропускной способности IP-соединения на основе измерений для пакетов различного размера // Электросвязь. 2012. № 11. С. 39-42.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2022 Андрей Николаевич Копысов, Александр Юрьевич Шаимов

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.