Способ моделирования оптимального варианта топологического размещения множества информационно взаимосвязанных абонентов на заданном фрагменте сети связи общего пользования
Владельцы патента RU 2690213:
Стародубцев Юрий Иванович (RU)
Латушко Николай Александрович (RU)
Изобретение относится к способу моделирования оптимального варианта топологического размещения множества информационно взаимосвязанных абонентов на заданном фрагменте сети связи общего пользования. Технический результат заключается в определении оптимального варианта топологического размещения множества информационно взаимосвязанных абонентов на заданном фрагменте сети связи общего пользования. Способ заключается в том, что присваивают информационно взаимосвязанным абонентам приоритеты и ранжируют их по приоритету, ранжируют узлы и линии связи по значимости, моделируют первоначальный вариант топологического размещения информационно взаимосвязанных абонентов с учетом их приоритета, значимости узлов и линий связи, допустимых интервалов взаимного удаления, формируют множество маршрутов между информационно взаимосвязанными абонентами с учетом заданной структуры информационных направлений, повторяют действия по выбору мест топологического размещения информационно взаимосвязанных абонентов до достижения значений показателей качества связи каждого информационного направления требуемым, осуществляют вывод полученных результатов. 1 ил.
Изобретение относится к средствам моделирования сетей связи и может быть применено для моделирования сети связи и в практике их эксплуатации, в частности, для формирования оптимального варианта топологического размещения множества информационно взаимосвязанных абонентов на заданном фрагменте сети связи общего пользования.
Сеть связи является технологической основой системы управления (Ермишян А.Г. // Теоритические основы построения систем военной связи в объединениях и соединениях: Учебник. Ч. 1. Методологические основы построения организационно-технических систем военной связи. СПб.: ВАС, 2005. С. 433, Боговик А.В., Игнатов В.В. // Теория управления в системах военного назначения: Учебн. ВАС, 2008. С. 35).
В современных условиях развертывание под каждую систему управления собственной сети связи не является рациональным (Стародубцев Ю.И., Чукариков А.Г., Корсунский А.С., Сухорукова Е.В. Принципы безопасного использования инфраструктуры связи применительно к условиям техносферной войны // В сборнике: Интегрированные системы управления сборник научных трудов научно-технической конференции. 2016. С. 199-206.). При построении сети связи исходят из стремления сделать ее экономичной и надежной. Развертывание под каждую систему управления собственной сети связи в технико-экономическом отношении невыгодно, так как уже развернутая и функционирующая сеть связи общего пользования Единой сети электросвязи, имеет достаточные ресурсы и технологические возможности для подключения новых абонентов. Очевидность этого факта подтверждается эталонной моделью взаимодействия открытых систем (Олифер В.Г., Олифер Н.А. // Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы: Учебник для вузов. 4-е изд. СПб.: Питер, 2010. С. 113-123), в которой заложено логическое разделение и независимость уровней, что позволяет множеству абонентам использовать единую транспортную сеть.
В создаваемых в настоящее время сетях используют коммутацию пакетов для передачи всех видов трафика: аудио-сигналов (IP-телефония), видео-информации, компьютерных данных. Применение пакетной передачи данных позволяет строить сеть таким образом, что маршруты доставки от одной точки сети до другой разных пакетов информации могут проходить по разным физическим каналам связи и, меняться в зависимости от их работоспособности или загрузки. Это значительно увеличивает живучесть и надежность сети в целом - даже если часть каналов связи будут неработоспособными, информация все равно может быть доставлена по другим работающим каналам.
Однако различными системами управления предъявляются разные требования к сети связи (Ермишян А.Г. // Теоритические основы построения систем военной связи в объединениях и соединениях: Учебник. Ч. 1. Методологические основы построения организационно-технических систем военной связи. СПб: ВАС, 2005. С. 460; Стародубцев Ю.И., Евграфов А.А., Сухорукова Е.В. Проблема формирования системы показателей для оценки защищенности информационно-телекоммуникационных сетей // Проблемы экономики и управления в торговле и промышленности. 2014. №3. С. 80-86.).
Несколько систем управления могут одновременно использовать общую транспортную сеть, таким образом влияя друг на друга. Абоненты сети связи, принадлежащие разным системам управления, будут разнородными по отношению к друг к другу. (Патент 2620200 Российская Федерация, МПК G06N 5/00 (2006.01), H04W 16/22 (2009.01), G06F 17/10 (2006.01). Способ целенаправленной трансформации параметров модели реального фрагмента сети связи / Анисимов В.В., Бегаев А.Н., Стародубцев Ю.И., Сухорукова Е.В., Федоров В.Г., Чукариков А.Г..; заявитель и патентообладатель Бегаев А.Н. - 2016119980; заявл. 23.05.2016; опубл. 23.05.2017. бюл. №15 - 18 с.) В этом случае сеть связи состоит из узлов связи, соединенных между собой линиями связи через ближайшие узлы сети связи общего пользования (от узлов связи пунктов управлений к узлам связи сети связи общего пользования проложены линии привязки) (Системы связи и оповещения: курс лекций для студентов, обучающихся по направлению подготовки «Техносферная безопасность» / Сост.: Белявская А.С. Тирасполь, 2015 г. - 75 с., стр. 66).
Транспортная сеть при предоставлении услуги не разделяет между собой абонентов различных систем управления. Поэтому необходимо оценить возможности, предоставляемые транспортной сетью, с учетом использования этой же транспортной сети другими системами управления в целях определения оптимального варианта топологического размещения множества информационно взаимосвязанных абонентов заданной системы управления на заданном фрагменте сети связи общего пользования.
Информационно-телекоммуникационные системы относятся к классу больших систем, этапы проектирования, внедрения, эксплуатации и эволюции которых в настоящее время невозможны без использования различных видов моделирования (Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем. М.: Высшая школа, 2009. 343 с.).
Известен способ моделирования сети связи (изобретение «Способ моделирования сети связи» [Текст]: пат. 2476930 Рос. Федерация: МПК G06N 99/00, H04W 16/22, H04L 12/26 / О.А. Баленко [и др.]; заявитель и обладатель Военная академия связи им. С.М. Буденного. №2012106099/08; заявл. 20.02.2012; опубл. 27.02.2013, Бюл. №6. 17 с.: ил.), обеспечивающий возможность моделирования с учетом перемещения абонентов сети связи и вероятности смены узлов сети связи, обслуживающих этих абонентов.
Известен способ моделирования разнородных сетей связи (изобретение «Способ моделирования разнородных сетей связи» [Текст]: пат. 248162 Рос. Федерация: МПК G06F 17/50, G06F 17/10 / Е.А. Алисевич [и др.]; заявитель и обладатель Санкт-Петербургский торгово-экономический институт. №2012100119/08; заявл. 10.01.2012; опубл. 10.05.2013, Бюл. №13. 19 с.: 2 ил.), обеспечивающий расширение функциональных возможностей за счет расчета вероятности наличия маршрута между абонентами.
Известен способ моделирования разнородных сетей связи (Патент 2546318 Российская Федерация, МПК G06F 17/10 (2006.01), G06F 17/50 (2006.01), H04W 16/22 (2009.01). Способ моделирования сетей связи. / Алисевич Е.А., Синев С.Г., Стародубцев П.Ю., Сухорукова Е.В., Чукариков А.Г., Шаронов А.Н.; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный торгово-экономический университет». - 2014103873; заявл. 04.02.2014; опубл. 10.04.2015. бюл. №10-21 с.). Способ заключается в том, что задают исходные данные, формируют в каждом из статистических экспериментов граф вероятностей сети, имитируют перемещение абонентов, генерируют начальную топологию и структуру разнородных сетей, при этом исходные данные для моделирования формируют исходя из топологической структуры реальной сети и затем моделируют расположение неоднородностей в заданном фрагменте и расположение элементов в каждой неоднородности, формируют матрицу информационных направлений между узлами сети с другим узлом сети, фиксируют пути успешного функционирования для каждого информационного направления, генерируют значения пропускной способности и показателя живучести для сформированной линии привязки между узлами, рассчитывают вероятность наличия маршрута между абонентами. Способ позволяет повысить достоверность моделирования сетей связи, а также обеспечивает возможность моделирования фрагментов сетей связи, инвариантных имеющимся, с учетом физико-географических условий местности и топологических неоднородностей, возникших в процессе развития сети.
Недостатком перечисленных выше способов является то, что при моделировании не учитывается нагрузка от разнородных абонентов и результат моделирования не позволяет осуществить выбор оптимального варианта топологического размещения множества информационно взаимосвязанных абонентов на заданном фрагменте сети связи общего пользования.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному способу является способ целенаправленной трансформации параметров модели реального фрагмента сети связи (Патент 2620200 Российская Федерация, МПК G06N 5/00 (2006.01), H04W 16/22 (2009.01), G06F 17/10 (2006.01). Способ целенаправленной трансформации параметров модели реального фрагмента сети связи / Анисимов В.В., Бегаев А.Н., Стародубцев Ю.И., Сухорукова Е.В., Федоров В.Г., Чукариков А.Г.; заявитель и патентообладатель Бегаев А.Н. - 2016119980; заявл. 23.05.2016; опубл. 23.05.2017. бюл. №15 - 18 с.).
Недостатком данного способа-прототипа является то, что при моделировании не учитывается нагрузка от разнородных абонентов и результат моделирования не позволяет осуществить выбор оптимального варианта топологического размещения множества информационно взаимосвязанных абонентов на заданном фрагменте сети связи общего пользования.
Техническим результатом изобретения является определение оптимального варианта топологического размещения множества информационно взаимосвязанных абонентов на заданном фрагменте сети связи общего пользования, что позволит:
минимизировать суммарный расход сил и средств связи на обеспечение доступа множества информационно взаимосвязанных абонентов;
минимизировать влияние информационно взаимосвязанных абонентов на качество услуг, предоставляемых ранее подключенным абонентам;
минимизировать потребность в изменении реализуемых вариантов маршрутизации;
максимизировать качество предоставляемых услуг подключаемым информационно взаимосвязанным абонентам.
Технический результат достигается тем, что в известном способе, заключающемся в том, что задают площадь реального фрагмента сети связи произвольной формы выбранного региона, формируют состав и структуру сети связи, инвариантной реальному фрагменту сети связи, моделируют функционирование сети связи с учетом нагрузки от пользователей, дополнительно задают количество информационно взаимосвязанных абонентов, структуру информационных направлений между ними, требуемые значения допустимых интервалов взаимного удаления между информационно взаимосвязанными абонентами, характеристики узлов и линий связи сети связи, количественный состав и характеристики резерва сил и средств связи, присваивают информационно взаимосвязанным абонентам приоритеты и ранжируют их по приоритету, ранжируют узлы и линии связи по значимости, моделируют первоначальный вариант топологического размещения информационно взаимосвязанных абонентов с учетом их важности, значимости узлов и линий связи, допустимых интервалов взаимного удаления, формируют множество маршрутов между информационно взаимосвязанными абонентами с учетом заданной структуры информационных направлений, запоминают данные о сформированных маршрутах для каждого информационного направления в маршрутно-адресную таблицу, моделируют процессы воздействия множества дестабилизирующих факторов на элементы сети связи рассчитывают показатели качества связи для каждого информационного направления, последовательно сравнивают значения рассчитанных показателей качества связи с заданными требуемыми значениями, фиксируют места топологического размещения информационно взаимосвязанных абонентов, значения показателей качества связи информационных направлений которых равны или больше требуемых, запоминают вариант топологического размещения информационно-взаимосвязанных абонентов, запоминают данные о количестве и характеристиках используемых сил и средств привязки, если значения показателей качества связи информационных направлений меньше требуемых заданных, то информационно взаимосвязанным абонентам последовательно присваивают координаты ближайшего последующего узла сети связи с учетом заданного допустимого интервала взаимного удаления, повторяют действия по выбору мест топологического размещения информационно взаимосвязанных абонентов до достижения значений показателей качества связи каждого информационного направления требуемым, если значения показателей качества связи информационных направлений при переборе всех узлов связи в пределах заданного интервала удаления не равны требуемым, то реконфигурируют систему связи за счет резерва сил и средств связи, запоминают количество и характеристики использованных для реконфигурации средств связи, повторяют действия по выбору мест топологического размещения информационно взаимосвязанных абонентов до достижения значений показателей качества связи каждого информационного направления требуемым.
Благодаря новой совокупности существенных признаков в заявленном способе обеспечивается определение оптимального варианта топологического размещения множества информационно взаимосвязанных абонентов на заданном фрагменте сети связи общего пользования, что позволяет минимизировать суммарный расход сил и средств связи на обеспечение доступа множества информационно взаимосвязанных абонентов; минимизировать влияние информационно взаимосвязанных абонентов на качество услуг, предоставляемых ранее подключенным абонентам; минимизировать потребность в изменении реализуемых вариантов маршрутизации; максимизировать качество предоставляемых услуг подключаемым информационно взаимосвязанным абонентам.
Из уровня техники не выявлено решений, касающихся способов моделирования оптимального варианта топологического размещения множества информационно взаимосвязанных абонентов на заданном фрагменте сети связи общего пользования, характеризующихся заявленной совокупностью признаков, следовательно, предлагаемое изобретение соответствует критерию патентоспособности - «новизна».
Результаты поиска известных решений в данной и смежной областях техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипов признаками заявленного изобретения, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники.
Из определенного заявителем уровня техники не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения на достижение указанного технического результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень».
Заявленный способ поясняется чертежами, на которых показаны:
фиг. 1 - алгоритм способа моделирования оптимального варианта топологического размещения множества информационно взаимосвязанных абонентов на заданном фрагменте сети связи общего пользования.
Заявленный способ может быть реализован при помощи алгоритма, представленного на фиг. 1.
В блоке 1 задают исходные данные, а именно:
площадь реального фрагмента сети связи произвольной формы выбранного региона;
количество информационно взаимосвязанных абонентов;
количество структуру информационных направлений между информационно взаимосвязанными абонентами;
требуемые значения допустимых интервалов взаимного удаления между информационно взаимосвязанными абонентами у,
требуемые значения показателей качества связи;
характеристики узлов и линий связи сети связи;
количественный состав и характеристики резерва сил и средств связи.
Информационное направление - часть системы управления, выделенная для обмена информацией с одним из подчиненных (взаимодействующих) пунктов (органов) управления по направлению связи.
Направление связи - совокупность каналов и линий связи, предназначенная для обмена информацией на одном информационном направлении (Системы связи и оповещения: курс лекций для студентов, обучающихся по направлению подготовки «Техносферная безопасность» / Сост.: Белявская А.С. Тирасполь, 2015 г. - 75 с., стр. 8).
Структура информационных направлений между информационно взаимосвязанными абонентами может быть описана с помощью комплекса графов либо с помощью матрицы смежности.
Графический метод, как правило, используется для описания информационных направлений на макроуровне, для выявления общей структуры и функций системы управления, а также для совершенствования существующих потоков информации. Описание потоков информации процессов управления с помощью графов является одним из наиболее разработанных методов. С его помощью достигается наглядность функционирования системы управления и движения потоков информации; применение математического аппарата теории графов позволяет оптимизировать работу управления и каналов связи; имеется возможность также представить динамику управления и движения информации, которая ускользает при пользовании другими методами. В настоящее время имеется много примеров использования теории графов в описании данных процессов. Они различаются по характеру описываемых объектов, по видам графов. (Б. Шкляревский. Методология научного исследования информационных потоков для проектирования и разработки информационных систем и ресурсов. Электронный ресурс: URL://http://infocom.uz/2017/04/28/metodologiya-nauchnogo-issledovaniya-informacionnyx-potokov-dlya-proektirovaniya-i-razrabotki-informacionnyx-sistem-i-resursov/. Дата обращения 17.04.2018 г.)
Матрица смежности является компактной моделью информационного графа. Матрица смежности графа, состоящего из п вершин, является квадратной матрицей размером n×n. Матрица смежности для графа строится следующим образом: элемент (i,j), стоящий на пересечении i-й строки и j-гo столбца, равен единице, если из вершины xi в вершину xj идет дуга (между абонентами существует информационное направление), и равен нулю в противном случае. (Бондаренко А.В., Применение теории графов для формализации задач автоматизации документооборота информационного портала предприятия / Бондаренко А.В., Рогова Н.Г. // Вестник компьютерных и информационных технологий - 2013. - №12 -С.45-53; Патент 2568784 Российская Федерация, МПК H04L 12/729 (2013.01), H04L 9/32 (2006.01). Способ управления потоками данных распределенных информационных систем. / Алисевич Е.А., Закалкин П.В., Стародубцев Ю.И., Сухорукова Е.В., Ильина О.В.; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный торгово-экономический университет». - 2014150199; заявл. 10.12.2014; опубл. 20.11.2015. бюл. №32-11 с.)
Линией связи называется среда распространения электро-магнитных волн, используемая для передачи сигналов от передатчика к приемнику.
В радиосвязи этой средой является область пространства. В системах электрической связи это провода, кабели или волноводы. (Система связи и оповещения: курс лекций / Сост.: Б.С. Ордобаев, З.Н. Намазов, Ш.С. Абдыкеева, Ж.О. Ордобаев. Бишкек: КРСУ, 2014. 148 с., с. 17).
К основным характеристикам линий связи относятся следующие: амплитудно-частотная характеристика, полоса пропускания, затухание, пропускная способность, помехоустойчивость, перекрестные наводки на ближнем конце линии, достоверность передачи данных, удельная стоимость (B. Олифер, Н. Олифер. Характеристики линий связи. Журнал сетевых решений/LAN. - 2002. - №10.).
Узел связи - составная часть сетей связи, предназначенная для объединения и распределения потоков сообщений (телеграфных, телефонных, почтовых и т.д.).
К основным характеристикам улов связи относят: количество каналов, емкость коммутационного оборудования, объем обрабатываемой информации, производительность оборудования (Лазарев В.Г., Саввин Г.Г., Сети связи, управление и коммутация, [М.], 1973; Экономика связи, 2 изд.. М., 1974.).
В блоке 2 формируют состав и структуру сети связи, инвариантной реальному фрагменту сети связи. Формирование такой структуры сети может быть осуществлено по способам, описанным в (Патент 2546318 Российская Федерация, МПК G06F 17/10 (2006.01), G06F 17/50 (2006.01), H04W 16/22 (2009.01). Способ моделирования сетей связи. / Алисевич Е.А., Синев С.Г., Стародубцев П.Ю., Сухорукова Е.В., Чукариков А.Г., Шаронов А.Н.; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный торгово-экономический университет». - 2014103873; заявл. 04.02.2014; опубл. 10.04.2015. бюл. №10 - 21 с; Беликова И.С., Закалкин П.В., Стародубцев Ю.И., Сухорукова Е.В. - Моделирование сетей связи с учетом топологических и структурных неоднородностей // Информационные системы и технологии. 2017. №2 (100). C. 93-101.)
В блоке 3 присваивают информационно взаимосвязанным абонентам приоритеты и ранжируют их по приоритету.
Приоритет - преимущественное право абонента перед другими, определяющее его относительную важность на доступ к ресурсам коллективного пользования для передачи информации или прерывания. (ГОСТ Р 50304-92. Системы для сопряжения радиоэлектронных средств интерфейсные. Термины и определения).
Приоритет - классификационная группировка абонентов (должностных лиц) или содержания сообщений в целях определения очередности предоставления абонентам каналов связи или передачи сообщений. (Системы связи и оповещения: курс лекций для студентов, обучающихся по направлению подготовки «Техносферная безопасность» / Сост.: Белявская А.С. Тирасполь, 2015 г. - 75 с., стр. 12).
В блоке 4 ранжируют узлы и линии связи по значимости в зависимости от значений показателей одноименных характеристик.
В блоке 5 моделируют первоначальный вариант топологического размещения информационно взаимосвязанных абонентов с учетом их важности, значимости узлов и линий связи, допустимых интервалов взаимного удаления.
В блоке 6 формируют множество маршрутов между информационно взаимосвязанными абонентами с учетом заданной структуры информационных направлений.
Формирование маршрутов может быть осуществлено при помощи следующих алгоритмов (Стародубцев П.Ю., Сухорукова Е.В., Закалкин П.В. Способ управления потоками данных распределенных информационных систем // Проблемы экономики и управления в торговле и промышленности. 2015. №3(11). С. 73-78.).
Алгоритм Дейкстры (находит кратчайший путь от одной из вершин графа до всех остальных во взвешенном графе. Вес ребер должен быть положительным);
Алгоритм Беллмана - Форда (находит кратчайшие пути от одной вершины графа до всех остальных во взвешенном графе. Вес ребер может быть отрицательным);
Алгоритм поиска А* (находит маршрут с наименьшей стоимостью от одной вершины (начальной) к другой (целевой, конечной), используя алгоритм поиска по первому наилучшему совпадению на графе);
Алгоритм Флойда - Уоршелла (находит кратчайшие пути между всеми вершинами взвешенного ориентированного графа).
Алгоритм Джонсона (находит кратчайшие пути между всеми парами вершин взвешенного ориентированного графа).
Алгоритм Ли (волновой алгоритм, находит путь между вершинами планарного графа, содержащий минимальное количество промежуточных вершин (ребер).
Алгоритм Килдала.
Одним из наиболее эффективных алгоритмов для поиска кратчайшего пути в графах с ребрами, имеющими различный вес, является алгоритм Дейкстры (Национальный открытый институт ИНТУИТ. Введение в теорию графов. Лекция 9: Алгоритм Дейкстры поиска кратчайших путей в графе. URL: http.//www.intuit.ru/studies/courses/1033/241/lecture/6224 URL: http://ru.wikipedia.org/wiki/Алгоритм_Дейкстры).
В блоке 7 запоминают данные о сформированных маршрутах для каждого информационного направления в маршрутно-адресную таблицу. Данные о сформированных маршрутах представляют собой последовательность IP адресов маршрутизаторов на пути передачи сетевой дейтаграммы для каждого информационного направления.
В блоке 8 в счетчику п присваивают значение 1.
В блоке 9 моделируют функционирование сети связи с учетом нагрузки от пользователей. Моделирование функционирования сети связи, с учетом нагрузки от пользователей может быть реализовано согласно способу по патенту (Патент 2620200 Российская Федерация, МПК G06N 5/00 (2006.01), H04W 16/22 (2009.01), G06F 17/10 (2006.01). Способ целенаправленной трансформации параметров модели реального фрагмента сети связи / Анисимов В.В., Бегаев А.Н., Стародубцев Ю.И., Сухорукова Е.В., Федоров В.Г., Чукариков А.Г..; заявитель и патентообладатель Бегаев А.Н. -2016119980; заявл. 23.05.2016; опубл 23.05.2017. бюл. №15 - 18 с.)
В блоке 10 моделируют процессы воздействия множества дестабилизирующих факторов на элементы сети связи.
Дестабилизирующим фактором для сети электросвязи является физический или технологический процесс внутреннего или внешнего по отношению к сети электросвязи характера, приводящее к выходу из строя элементов сети (ГОСТ Р 53111-2008: Устойчивость функционирования сети связи общего пользования. Требования и методы проверки; Патент 2623791 Российская Федерация, МПК G05B 23/00 (2006.01), G06Q 10/04 (2012.01).
Способ определения оптимальной периодичности контроля состояния процессов / Синев С.Г., Сорокин М.А., Стародубцев П.Ю., Сухорукова Е.В.; заявитель и патентообладатель Стародубцев П.Ю. - 2015108734; заявл. 25.01.2016; опубл 29.06.2017, бюлл. №19. - 13 с; Патент 2646321 Российская Федерация, МПК G06F 17/00 (2017.08); G06F 17/40 (2017.08). Способ мониторинга состояния электрических сетей и сетей связи / Стародубцев П.Ю., Стародубцев Ю.И., Вершенник Е.В., Чеснаков М.Н.; заявитель и патентообладатель Стародубцев Ю.И., Вершенник Е.В. - 2017105612; заявл. 20.02.2017; опубл 02.03.2018. бюл. №7-15 с.).
Согласно (ГОСТ Р 53111-2008: Устойчивость функционирования сети - связи общего пользования. Требования и методы проверки) воздействие дестабилизирующих факторов на сети электросвязи разделяется на воздействие внутренних и внешних дестабилизирующих факторов
Под внешними дестабилизирующими факторами по отношению к сети электросвязи понимаются такие дестабилизирующие факторы, источники которых расположены вне сети электросвязи.
В зависимости от характера воздействия на элементы сети электросвязи внешние дестабилизирующие факторы делятся на классы:
- механические (сейсмический удар, ударная волна взрыва, баллистический удар);
- электромагнитные (низкочастотное излучение, высокочастотное излучение, сверхвысокочастотное излучение, электромагнитный импульс);
- ионизирующие (альфа-излучение, бета-излучение, гамма-излучение, нейтронное излучение);
- термические (световое излучение взрыва).
Под внутренними дестабилизирующими факторами по отношению к сети электросвязи понимаются дестабилизирующие факторы, источники воздействия которых находятся внутри сети электросвязи и имеется достаточная информация о характеристиках их воздействий, позволяющая принимать эффективные решения по их локализации и проведению соответствующих профилактических и ремонтно-восстановительных мероприятий на всех этапах, от разработки и производства средств электросвязи до проектирования и эксплуатации сетей электросвязи.
В блоке 11 рассчитывают показатели качества связи для каждого информационного направления ПКn.
Качество связи может характеризоваться своевременностью, достоверностью и скрытностью связи (Система связи и оповещения: курс лекций / Сост.: Б.С. Ордобаев, З.Н. Намазов, Ш.С. Абдыкеева, Ж.О. Ордобаев. Бишкек: КРСУ, 2014. 148 с, с. 17; Патент 2562767 Российская Федерация, МПК G06N 5/00. Способ адаптивного повышения адекватности модели. / Алисевич Е.А., Закалкин П.В., Кириллова Т.В., Стародубцев Ю.И., Сухорукова Е.В., Чукариков А.Г.; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный торгово-экономический университет». - 2014111876; заявл. 27.03.2014; опубл. 10.09.2015. бюл. №25 - 14 с.).
Своевременность характеризует способность системы связи передавать сообщения определенной длины с запаздыванием, не превышающим заданное. Это означает, что система связи способна обеспечить передачу и доставку сообщений или ведение переговоров в заданное время, обусловленное оперативно-тактической обстановкой.
Достоверность связи характеризуется максимальным значением вероятности ошибочного приема знака при заданной максимальной вероятности ошибочного приема бита, что обеспечивает воспроизведение передаваемых сообщений в пунктах приема с заданной точностью.
Критерии оценки и количественные показатели своевременности и достоверности описаны в (А.Г. Ермишян. Теоретические основы построения систем военной связи в объединениях, соединениях. Часть 1. Методологические основы организационно-технических систем военной связи. ВАС, СПб. 2005 г., 741 с., стр. 335-339).
Количественным показателем своевременности может быть вероятность своевременной передачи сообщений, которая рассчитывается по формуле [Е.С. Вентцель. Теория вероятностей. - М.: КНОРУС, 2010. - 664 с., с 27]:
где Nсв - количество своевременно переданных сообщений,
N - количество всех переданных сообщений.
Количественным показателем достоверности может выступать вероятность правильного приема сообщений, которая рассчитывается по формуле [Е.С. Вентцель. Теория вероятностей. - М.: КНОРУС, 2010. - 664 с., с 27]:
где Nпс - количество правильно принятых сообщений,
N - количество всех переданных сообщений.
Скрытность связи есть способность связи противостоять раскрытию содержания передаваемой информации, факта, места ее передачи и принадлежности объекта передачи.
Количественным показателем скрытности может выступать разведзащищенность.
Расчет показателя разведзащищенности описан в (Способ контроля демаскирующих признаков системы связи. Патент RU №2419153 С2, кл. G06N 5/00, опубликован 20.05.2011 г., бюл. №14.)
В блоке 12 последовательно сравнивают значения рассчитанных показателей качества связи с заданными требуемыми значениями.
Если значения рассчитанных показателей качества больше или равны заданным требуемым значениям, то в блоке 13 фиксируют места топологического размещения информационно взаимосвязанных абонентов, значения показателей качества связи информационных направлений которых равны или больше требуемых.
В блоке 14 увеличивают значение счетчика и на 1.
В блоке 15 проверяют, все ли информационные направления проверены.
Если проверены все информационные направления, то в блоке 16 запоминают вариант топологического размещения.
В блоке 17 запоминают данные о количестве и характеристиках используемых сил и средств привязки. Линии связи привязки (доступа) предназначены для передачи каналов связи, образованных сетью связи общего пользования на узлы связи пунктов управления. Они могут быть образованы стационарными или полевыми средствами: проводными, радио или радиорелейными.
Если значения рассчитанных показателей качества ниже заданных требуемых (бл. 12), то в блоке 18 проверяют, все ли узлы связи с учетом заданного допустимого интервала взаимного удаления проверены.
Если в пределах допустимого взаимного удаления непроверенные узлы есть, то информационно взаимосвязанным абонентам в блоке 19 последовательно присваивают координаты ближайшего последующего узла сети связи с учетом заданного допустимого интервала взаимного удаления и повторяют действия по выбору мест топологического размещения информационно взаимосвязанных абонентов до достижения значений показателей качества связи каждого информационного направления требуемым.
Если значения показателей качества связи информационных направлений при переборе всех узлов связи в пределах заданного интервала удаления не равны требуемым, то в блоке 20 реконфигурируют систему связи за счет резерва сил и средств связи,
Реконфигурация системы связи заключается в изменении ее структуры, топологии, режимов работы (введении в работу резервных каналов (линий) и средств связи, восстановлении поврежденных и отказавших средств связи, изменении частот передачи, приема, мощности передачи, видов обработки сигналов, маршрутов прохождения и т.д) (Основы построения систем и сетей передачи информации. Учебное пособие для вузов / В.В. Ломовицкий, А.И. Михайлов, К.В. Шестак, В.М. Щекотихин; под. ред. В.М. Щекотихина - М.: Горячая линия - Телеком, 2005. - 382 с.; Способ формирования защищенной системы связи, интегрированной с единой сетью электросвязи в условиях внешних деструктивных воздействий Патент 2544786 Российская Федерация, классы МПК Н04В 7/24, опубликован 20.03.2015 г., бюл. №8).
В блоке 21 запоминают количество и характеристики использованных для реконфигурации средств связи.
Повторяют действия по выбору мест топологического размещения информационно взаимосвязанных абонентов до достижения значений показателей качества связи каждого информационного направления требуемым.
В блоке 22 выводят полученные результаты.
Результатами моделирования являются:
географические координаты мест топологического размещения информационно взаимосвязанных абонентов;
количество и характеристики использованных для реконфигурации средств связи;
количество и характеристики используемых сил и средств привязки.
Таким образом, за счет определения оптимального варианта топологического размещения множества информационно взаимосвязанных абонентов на заданном фрагменте сети связи общего пользования, происходит минимизация суммарного расхода сил и средств связи на обеспечение доступа множества информационно взаимосвязанных абонентов; минимизация влияния информационно взаимосвязанных абонентов на качество услуг, предоставляемых ранее подключенным абонентам; минимизация потребности в изменении реализуемых вариантов маршрутизации; максимизация качества предоставляемых услуг подключаемым информационно взаимосвязанным абонентам.
Способ моделирования оптимального варианта топологического размещения множества информационно взаимосвязанных абонентов на заданном фрагменте сети связи общего пользования, заключающийся в том, что задают площадь реального фрагмента сети связи произвольной формы выбранного региона, формируют состав и структуру сети связи, инвариантной реальному фрагменту сети связи, моделируют функционирование сети связи с учетом нагрузки от пользователей, отличающийся тем, что дополнительно задают количество информационно взаимосвязанных абонентов, структуру информационных направлений между ними, требуемые значения допустимых интервалов взаимного удаления между информационно взаимосвязанными абонентами, характеристики узлов и линий связи сети связи, количественный состав и характеристики резерва сил и средств связи, присваивают информационно взаимосвязанным абонентам приоритеты и ранжируют их по приоритету, ранжируют узлы и линии связи по значимости, моделируют первоначальный вариант топологического размещения информационно взаимосвязанных абонентов с учетом их приоритета, значимости узлов и линий связи, допустимых интервалов взаимного удаления, формируют множество маршрутов между информационно взаимосвязанными абонентами с учетом заданной структуры информационных направлений, запоминают данные о сформированных маршрутах для каждого информационного направления в маршрутно-адресную таблицу, моделируют процессы воздействия множества дестабилизирующих факторов на элементы сети связи, рассчитывают показатели качества связи для каждого информационного направления, последовательно сравнивают значения рассчитанных показателей качества связи с заданными требуемыми значениями, фиксируют места топологического размещения информационно взаимосвязанных абонентов, значения показателей качества связи информационных направлений которых равны или больше требуемых, запоминают вариант топологического размещения информационно-взаимосвязанных абонентов, запоминают данные о количестве и характеристиках используемых сил и средств привязки, если значения показателей качества связи информационных направлений меньше требуемых заданных, то информационно взаимосвязанным абонентам последовательно присваивают координаты ближайшего последующего узла сети связи с учетом заданного допустимого интервала взаимного удаления, повторяют действия по выбору мест топологического размещения информационно взаимосвязанных абонентов до достижения значений показателей качества связи каждого информационного направления требуемым, если значения показателей качества связи информационных направлений при переборе всех узлов связи в пределах заданного интервала удаления не равны требуемым, то реконфигурируют систему связи за счет резерва сил и средств связи, запоминают количество и характеристики использованных для реконфигурации средств связи, повторяют действия по выбору мест топологического размещения информационно взаимосвязанных абонентов до достижения значений показателей качества связи каждого информационного направления требуемым, осуществляют вывод полученных результатов.
