Об одной задаче создания сети передачи коротких сообщений в случае возникновения разрушающих воздействий

Для определения класса задач, связанных с разрушающими воздействиями (РВ), приведем упрощенную классификацию. В статье мы не будем рассматривать преднамеренные РВ, сконцентрируемся только на непреднамеренных РВ.

Рассмотрим варианты РВ на ограниченной территории сети абонентского доступа (САД). Предположим, что на данной территории имеются САД различного типа. Необходимо рассмотреть возможность установки межсетевых шлюзов для решения задачи передачи коротких сообщений абонентам, находящимся в различных сетях САД в случае возникновения РВ. Классификация основных типов непреднамеренных РВ и их поражающих факторов приведена на рис. 1.

Рис. 1. Классификация типов разрушающих воздействий

По природе возникновения все множество потенциальных угроз разделяется на два класса: естественные и искусственные угрозы. Естественные угрозы — угрозы, вызванные воздействиями на САД и ее элементы объективных физических процессов или стихийных природных явлений, не зависящих от человека. Искусственные угрозы — угрозы, вызванные деятельностью человека.

Исходя из мотивации действий, среди таких угроз можно выделить:

• —    непреднамеренные (неумышленные, случайные) угрозы, вызванные ошибками в проектировании САД и ее элементов, ошибками в программном обеспечении, ошибками в действиях персонала и т. д.;

• —    преднамеренные угрозы.

В статье рассматриваются РВ, возникшие как вследствие естественных стихийных бедствий, эпизоотий, не зависящих от человека, так и непреднамеренные искусственные.

В задаче рассматривается сеть связи, позволяющая на территории населенного пункта организовать широковещательную рассылку коротких сообщений в случае возникновения РВ. Подразумевается использование межсетевых шлюзов, имеющих буферную память и базу данных контактной информации абонентов, обслуживаемых операторами связи на данной территории. Контактная информация абонента может содержать домашний телефон, мобильный телефон, электронный адрес абонента, UIN в системе ICQ и т. д. При этом межсетевые шлюзы должны иметь возможность широковещательной рассылки как абонентам классической телефонной сети в виде голосовых сообщений, так и абонентам сотовой связи и сети Интернет (местной сети передачи данных) в виде коротких текстовых сообщений.

В случае возникновения РВ абонент телефонной сети должен иметь возможность позвонить на горячую линию (по типу единого номера “119” или на любой другой номер МЧС), а абонент сотовой сети — иметь возможность получить сообщение в любой точке сети, как только он становится доступным для обслуживания. Абонент сети Интернет, пользу- ясь Интернет-пейджерами, должен получить электронное сообщение на адрес, указанный в базе данных ближайшего к нему межсетевого шлюза.

Рассмотрим вариант воздействия вышеуказанных воздействий при наличии реализации нескольких сетей абонентского доступа на ограниченной территории. Варианты организации сети САД заключаются в двух основных подходах, одним из основных вариантов абонентского доступа является САД, организованная с помощью проводных систем связи. В последние десять лет наблюдается бурный рост беспроводных сотовых систем связи класса GSM.

Приведем упрощенную классификацию систем САД.

• 1)    Аналоговые, проводные системы связи.

Наиболее часто применяемые топологии телефонных сетей: древовидные структуры, топология типа “звезда”, кольцевые структуры.

Среда распространения сигналов: медные, оптические кабели.

• 2)    Воздушные линии связи (ВЛС) используют одножильные кабели связи.

Применяемая топология: древовидная структура или топология типа “звезда”.

Среда распространения сигналов: медные, би-металл кабели.

• 3)    Аналоговые системы передачи (АСП), сети PDH (местные, зоновые, федеральные) используют симметричные, коаксиальные кабели связи.

Применяемая топология: древовидная структура; топология типа “звезда”.

• 4)    Системы абонентского уплотнения для сети ТФОП. Цифровые, проводные системы связи.

Наиболее часто применяемые топологии цифровых сетей передачи данных: древовидные структуры, топология типа звезда, кольцевые структуры.

• 2)    Цифровые системы связи. К цифровым, наиболее популярным сетям относятся цифровые телефонные сети (Ц-ТФОП), сети ISDN, B-ISDN, IN, SDH, ATM, Frame-Relay, FDDI, x.25, TOKEN-RING, сети Ethernet, Gigabit–Ethernet, Metro–Ethernet, сети PON, DWDM, IP/MPLS.

• 3)    Эфирные (беспроводные) системы связи:

• —    абонентские телефонные радиоудлинители;

• —    радиосвязь УКВ, КВ, СВ, ДВ диапазонов;

• —    радиорелейные системы связи;

• —    специальные системы радиосвязи;

• —    транковые системы связи;

• —    системы связи типа DECT;

• —    сотовые системы связи NMT-450, UMTS, GSM.

Допустим, на территории воздействия существуют три невзаимосвязанных сети, это телефонная сеть связи, сеть передачи данных на основе оптоволоконных кабелей класса Gigabit — Ethernet и сотовая сеть связи класса GSM 900/1800.

В случае внезапного воздействия РВ остро возникает необходимость в массовой передаче коротких сообщений для людей, попавших в очаг РВ. Понятно, что в такой ситуации возможны выходы из строя активных узлов связи, таких как телефонные станции, маршрутизаторы, коммутаторы сети передачи данных, базовые станции сотовой сети связи.

Может выходить из строя пассивное оборудование в виде муфт, кроссов, кабельных вводов, фидеров базовых станций, в большей степени в этой ситуации страдают направляющие

Рис. 2. Схема межстанционной связи трех видов сетей связи системы в виде кабелей связи, причем это в равной степени относится и к подземным, и к воздушным линиям связи.

В случае с сотовыми системами связи возможны нарушения передачи радиосигналов в условиях высокой влажности, грозовых разрядов, смога, сильного шквального ветра.

Исходя из вышеописанной ситуации, возникает необходимость в организации межсетевых узлов, которые в оперативном порядке смогут перехватывать и перемаршрутизировать тревожный трафик из одной сети в другую. Такие межсетевые шлюзы целесообразно закладывать на стадии проектирования сетей связи на конкретной территории с учетом особенностей климата, рельефа местности, городской застройки.

Возможные сценарии передачи коротких сообщений должны учитывать системы, способные иметь для этого большую буферную память, готовые в любой момент передать адресату необходимую информацию, а также систему автономного питания, обеспечивающую достаточно длительное время выживания подобных узлов в ситуациях РВ.

На рис. 2 показано наличие трех видов сетей абонентского доступа, работающих в населенном пункте. Мы показали наличие связей между сетями и наличие двух межсетевых шлюзов. Эти связи организованы операторами для возможности связи абонентов различных сетей друг с другом. Необходимое количество межсетевых шлюзов на сетях САД, имеющих конечное число узлов, рассчитывается приближенными алгоритмами на основе “эндокринных алгоритмов”.

В технологию построения “эндокринных” алгоритмов положим следующие правила управления различными сетями при чрезвычайных ситуациях.

Дата поступления — 29.11.2013

СЕГМЕНТАЦИЯ И ОБРАБОТКА РЕЧЕВОГО СИГНАЛА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ АЛГОРИТМА СРЕДНЕЙ ЧАСТОТЫ ПЕРЕСЕЧЕНИЯ УРОВНЕЙ

М. Н. Калимолдаев, О. Ж. Мамырбаев, Р. Р. Мусабаев, Ж. Н. Оразбеков