Общая теория электросвязи. Передача и распространение электрических сигналов, помехи, искажения, качество сигналов

Согласно данным Ассоциации по контролю за мошенничеством (Communication Fraud Control Association, CFCA) [1], направленным на использование услуг связи без их оплаты (fraud), ежегодные потери операторов традиционных сетей связи из-за фрода составляют 3–5% доходов, и они ежегодно растут. Потери операторов от угроз фрода в сетях передачи голосовых данных по сетям IP (Voice over IP, VoIP) еще выше. Не менее разорительны для операторов и другие угрозы информационной безопасности (ИБ) в сетях связи, такими, например, как DoS-атаки (отказ в обслуживании), следствием которых является прекращение выполнения некоторых функций сети. DoS-атакам подвержены и сети ТфОП/ISDN (далее эту сеть будем обозначать ТфОП). В работах [2–4] приводится анализ таких атак, создаваемых злоумышленником с помощью нелегитимных сообщений обновления маршрутизации в сети общеканальной сигнализации ОКС-7.

Предложена методика расчета уровней угроз фрода и DoS в находящейся в эксплуатации системе SIP оператора связи, основанная на методах анализа иерархий (Analytic Hierarchy Process, AHP) и анализа пар (Set Pairs Analysis, SPA). В расчетах по этой методике, как и по предложенным авторами двум другим методикам (см. «ЭС» № 6, 2014, с. 35), учитываются уровни защищенности от угроз безопасности. Эти значения определяются по результатам тестирования с имитацией угроз на действующей сети оператора связи.

Возможные угрозы в корпоративных инфокоммуникационных (ИК) системах требуют комплексных мер защиты, обеспечить которые могут решения на базе технологии VoIP. Это тем более актуально в свете формирования базовых требований, которым должно соответствовать мультисервисное оборудование с пакетной коммутацией, претендующее на получение статуса «телекоммуникационное оборудование российского происхождения» [1].

В большинстве стран Европы на ГТС используются низкочастотные кабели с различными конструктивно-электрическими характеристиками: • магистральный и распределительный с бумажной, сплошной или пористо-сплошной полиэтиленовой (ПЭ) изоляцией жил; • распределительный со сплошной или пористо-сплошной ПЭ-изоляцией жил; • абонентский с поливинилхроридной изоляцией жил.

Решена задача быстрого поиска дальномерных кодов, компонентами которых являются линейные рекуррентные последовательности максимального периода (МЛРП) разной длины. Предложено использовать метод поиска, основанный на одновременном вхождении в синхронизм с каждой из компонент дальномерного кода.

Приведено формализованное описание технологии транспорта виртуальных частных сетей (VPN). Показано, что при построении VPN целесообразно использовать в качестве критерия оптимальности значение суммарной минимальной пропускной способности, которую требуется выделить из ресурса магистральной первичной сети связи общего пользования.

Автор в статье знакомит с моделями цифрового телетрафика на основе самоподобных случайных процессов. Данные процессы обладают рядом характерных признаков наличием корреляции между случайными событиями, выразившейся, в частности, в группировании событий в пачки, "длинными хвостами" функций распределения интервалов между событиями.

Одним из последних и, возможно, наиболее значимым этапом развития сетей связи в России является цифровизация сетей связи общего пользования, увязанная с процессом построения полноценных сетей следующего поколения. Основным функциональным элементом конвергентной сети, отвечающим за коммутацию и управление услугами, является CSF - мощный инструмент, способный обеспечить оператору возможность реализации на сети новых услуг в условиях гибкого перехода к сети NGN.

В статье представлены результаты теоретического исследования шумовых характеристик буферных каскадов (БК), входящих в состав малошумящих автогенераторных модулей, построенных на дифференциальном активном элементе.

Видеотрафик играет все большую роль при внедрении услуг сетей связи следующего поколения (NGN). В статье рассмотрены особенности видеотрафика для NGN, в которой услуги по передаче видео реализуются на базе технологии IPTV. В основе изучения особенностей трафика IPTV лежат результаты измерений, проведенных на модельной сети ЦНИИС.

Беспилотные летательные аппараты (БПЛА) получаютвсебольшеераспространениевразличныхобластях народного хозяйства и в военной технике. БПЛА применяют для мониторинга и охраны транспортных сетей топливноэнергетического комплекса, патрулирования транспортных магистралей, лесных массивов и охраняемых территорий, наблюдения за погодными условиями, в разведывательных целях и для аэрофотосъемок. Широко используют БПЛА и в деятельности таких ведомств, как ФСБ, МВД, МЧС и таможенная служба.

Рассматриваются теоретические и практические направления исследований в области летающих сенсорных сетей (ЛСС). Охвачен широкий круг вопросов: от методов расчета ЛСС до новых видов тестирования и структуры модельной сети для таких сетей.

Предлагается модель взаимодействия узлов беспроводной сенсорной сети со средствами связи беспилотного летательного аппарата (БПЛА). Предлагаемая модель описывает данное взаимодействие как систему массового обслуживания (СМО) для случаев известных и неизвестных координат узлов USN. Цель аналитического моделирования — выбор скорости движения БПЛА для обеспечения необходимой вероятности считывания данных с узлов сети.

В методических разработках рассмотрены основные задачи, понятия и методы теории электрической связи.

Национальные сети синхронизации реализуют процессы распределения времени и частоты по территориально распределенным объектам, обеспечивая их совместную работу и взаимодействуя с глобальными информационными инфраструктурами. Синхроинформация требуется для таких важных и крупных систем, подсистем и их элементов, как оборонная отрасль, метрологические службы, железнодорожный и иной транспорт, нефтегазопроводы, энергосистемы и др.

Разработан метод анализа искажений групповых сложных сигналов в нелинейном усилителе мощности, основанный на вычислении взаимно корреляционной функции сигнала на входе усилителя и результирующего сигнала на его выходе.

Приведен синтез рекуррентных цифровых m-фильтров скользящего окна произвольного динамического порядка, согласованных с базисом функций Виленкина-Крестенсона. Предлагаемый фильтр является многоканальным, т. е. приспособленным к рекуррентной обработке не только скалярных, но и векторных сигналов. Показано, что данные фильтры допускают эффективную вычислительную реализацию и хорошо аппроксимируют желаемую амплитудно-частотную характеристику (АЧХ).

Приведены модели и алгоритмы, необходимые для создания транспортной сети VPN в виде наложенной сети связи. Они позволяют определить необходимую минимальную пропускную способность виртуальной транспортной сети (ВТС), которую требуется выделить из ресурса магистральной первичной сети связи общего пользования (ССОП). Основное отличие предложенной математической модели и алгоритма формирования ВТС: совместный учет топологической структуры первичной сети связи, на базе которой реализуется ВТС, и непосредственно топологической структуры ВТС; учет информации о количестве и распределении трафика конечных точек ВТС, возможных алгоритмов маршрутизации потоков и ограничений на сетевые ресурсы.

В учебно-методической разработке приводится систематизированный материал по выполнению комплекса измерений на смонтированном кабельном участке ВОЛП. Рассмотрены методика и алгоритм измерения суммарного затухания оптического тракта с использованием оптического тестера и оптического рефлектометра.

Для получения услуги в перспективных сетях связи пользователь может применить многофункциональное абонентское устройство в виде терминала SDR (Software Defined Radio), работающего на принципе программного управления протоколами и параметрами интерфейсов радиодоступа. В этих устройствах предусмотрена техническая возможность выбирать различные сети связи для получения требуемой услуги. Настояшая статья посвящена разработке метода решения задачи выбора сети.

В данной работе рассматриваеются системы передачи дискретных сообщений, в которых применяется статистический критерий оптимального обнаружения сигналов - критерий Неймана-Пирсона. Эта система функционирует в условиях, когда факт посылки сигнала априори не известен, а приемно-декодирующая аппаратура автоматизирована. В данной работе ведется анализ применительно к радиолиниям управления (командными радиолиниям).

Качество обслуживания (QoS) является одной из основных характеристик любой сети связи, включая сеть, базирующуюся на архитектуре IMS. В процессе обработки различных сигнальных сообщений в узлах IMS-сети возникают задержки. При этом размер задержки варьируется в зависимости от типа запрашиваемой услуги. В статье предлагается комплексный подход к анализу величины задержки при рассмотрении различных случаев.

На основе метода максимального правдоподобия выполнены синтез и анализ оптимального алгоритма обнаружения гауссовского случайного импульса с огибающей произвольной формы и неизвестным временем прихода, наблюдаемого на фоне белого шума. Показано, что предложенный обнаружитель допускает существенно более простую техническую реализацию по сравнению с известными аналогами. С помощью статистического моделирования на ЭВМ определена эффективность и установлены границы применимости асимптотически точных формул для его характеристик.

В период внедрения современных технологических решений, основанных на коммутации пакетов, возникла задача разработки национальных стандартов в области качества услуг связи. Ее решение позволяет обеспечить качество услуг в условиях цифровизации сетей на базе технологий NGN, конвергенции сетей и услуг. Основным фактором поддержки деятельности операторов в этом направлении является система соглашений об уровне обслуживания, методы эффективного управления SLA. Система SLA позволяет оператору получить интегральную картину обслуживания каждого пользователя услуги, отслеживать все случаи нарушения соглашений и оперативно принимать меры.

Одними из перспективных средств охраны периметров большой протяженности являются системы, основанные на регистрации сейсмического сигнала нарушителя. Такие системы обладают рядом преимуществ, основные из которых – пассивный принцип работы и высокая степень маскировки (чувствительные датчики устанавливаются в грунте). Для неподготовленного нарушителя они делают невозможным обнаружение точного места установки и, следовательно, препятствуют его незаметному проникновению на охраняемую территорию. Сейсмические сигналы обладают высокой информативностью. Анализируя сигналы, записанные пространственно разнесенными датчиками, можно определить параметры движения нарушителя – скорость и угол наклона траектории в локальной системе координат. Для оценки параметров движения случайного нарушителя в статье предложен алгоритм, основанный на анализе моментов времени, соответствующих минимальному удалению объекта от чувствительного датчика (траверзный метод). Траектория движения нарушителя при этом аппроксимируется прямой. В статье приведен анализ влияния параметров движения (скорости, угла наклона траектории), а также точности измерения первичных (временных) параметров на точность траверзного метода. Определен интервал углов наклона траектории, в пределах которого оценки обладают приемлемой точностью. Даны рекомендации по корректировке алгоритма в случае выхода величины угла наклона траектории движения за пределы этого интервала.

В сетях сотовой подвижной связи третьего поколения начинают внедряться услуги нового поколения - инфокоммуникационные услуги. Так называют услуги электросвязи, предполагающие автоматизированную обработку, хранение или предоставление информации по запросу с использованием средств вычислительной техники как на входящем, так и на исходящем конце соединения.

В настоящее время концепция Интернета Вещей (ИВ) [1, 2] считается наиболее реальным вариантом развития сетей связи на долгосрочную перспективу. В качестве технологической базы ИВ предполагается использовать всепроникающие сенсорные сети (ВСС или USN от англ. Ubiquitous Sensor Networks) [3, 4], которые станут, по всей видимости, наиболее распространенным вариантом применения данной концепции. Уже само название этих сетей (всепроникающие) подчеркивает возможность организации на их базе сколь угодно большого числа приложений. ВСС образуются как самоорганизующиеся сети [5,6] и для них, как для всех сетей связи, также необходимо исследование характеристик трафика.

Современная цифровая элементная база дает возможность использовать новые подходы в проектировании радиоприемных устройств, а именно, реализовывать аналого-цифровое преобразование широкополосного группового сигнала на радиочастоте без предварительного частотного преобразования, а дальнейшую фильтрацию и обработку отдельных радиосигналов осуществлять непосредственно в цифровой области. В статье приведен пример реализации приемного устройства, в котором практически вся обработка сигнала, начиная от фильтрации, демодуляции и заканчивая помехоустойчивым декодированием, осуществляется в модуле цифровой обработки сигналов.

В работе рассмотрены алгоритмы оценки вектора сдвига фрагментов динамических изображений в спектральной области. Алгоритмы оценки основаны на неинвариантности обобщённых спектров изображений к сдвигу сигнала. В качестве базисных функций выбраны полиномы Чебышева и функции Эрмита. Исследована структура экстремального функционала при анализе различного числа спектральных мод. Предложена процедура нахождения экстремума в виде «спектрального дискриминатора».

В статье рассмотрен новый протокол верхнего уровня 6LoWPAN для организации сенсорных сетей, позволяющий использовать IPv6 адресацию.

В учебно-методической разработке приводится систематизированный материал по методу, средствам и технологии измерения затухания отражений оптического тракта ВОЛП. Рассмотрена методика и алгоритм измерения затухания отражений оптического тракта с использованием оптического тестера и оптического рефлектометра.

Приведены тенденции развития широкополосной связи и ее роль в решении таких социально-экономических проблем, как удовлетворение потребностей в пище и жилье, снижение уровня смертности, всеобщего цифрового образования, устойчивого состояния окружающей среды и др. Отражены задачи политического руководства стран в области эффективного регулирования и управления, инновационного и инвестиционного обеспечения условий развития широкополосной связи.

В мировой практике существует несколько подходов к изучению сетей мобильной связи, начиная c непосредственных измерений на реальной сети и заканчивая аналитическими, математическими выкладками. Если сеть уже существует, для определения ключевых показателей и их оптимизации применяются протокольные анализаторы, драйв-тесты, проводимые операторами посредством специализированного оборудования, и т.д. Эти методы весьма недешевы и зачастую довольно трудоемки.

В статье предлагается новый алгоритм выбора головного узла кластера в однородной беспроводной сенсорной сети CHSC (Cluster Head Selection for Coverage). В отличие от существующих алгоритмов, алгоритм CHSC при выборе головного узла учитывает не только энергетические параметры сенсорных узлов, но и величину покрытия ими заданной плоскости.

Мировые тенденции свидетельствуют о возрастании интереса пользователей к цифровому контенту - даже в условиях финансового кризиса. Для успешного вывода КОУ на рынок необходима продуманная маркетинговая стратегия.

Приведена методика расчета нормативов для группового ЗИП на ремонтно-эксплуатационное обслуживание оборудования связи. Обоснованные нормативы ЗИП, с одной стороны, обеспечивают требуемую надежность оборудования связи, с другой, — снижают затраты на длительное хранение избыточных запасов сменных частей (СЧ) в процессе эксплуатации. Подтверждена необходимость строгого теоретического обоснования нормативов ЗИП. Как показывает конкретный расчет: при относительно низкой наработке на отказ (немногим более половины года) ежегодное пополнение ЗИП составляет всего 20% от общего количества защищаемого оборудования.

Предложен новый метод додетекторного декодирования при некогерентном приеме и поэлементной обработке n-разрядных двоичных сигналов. Произведена сравнительная оценка помехоустойчивости двоичных систем при применении последетекторного и додетекторного декодирования, показан энергетический выигрыш.

В статье предложены варианты структурной оптимизации цифровых систем передачи для одночетверочных медно-кабельных линий связи. Разработаны методики расчета предельной длины участка регенерации.

Рассматривается применение метода конечных элементов к определению напряженно-деформированного состояния тела при нелинейной зависимости между напряжениями и деформациями. Предлагается модификация метода начальных напряжений, которая в отличии от итерационного метода, рассмотренного в [1], позволяет найти решение за один шаг. Метод иллюстрирован на примере расчета цилиндрической заготовки при ее изгибе с растяжением по жесткому пуансону

Сегментация изображений играет важную роль в обработке изображений и компьютерном зрении. Для сегментации анизотропных текстур широко используется градиентный структурный тензор. Среди большого числа методов сегментации метод пороговой сегментации является наиболее универсальным из-за его эффективности и простоты. Как правило, сегментация для градиентного структурного тензора основана на использовании априорных данных. Иерархический метод основан на сравнении меры когерентности локальной ориентации текстуры с наперед заданным порогом. Предложено применить метод Оцу для автоматического выбора оптимальных порогов, чтобы разделить анизотропные текстуры. В соответствии с этим методом оптимальные пороги выбираются путем максимизации межклассовой дисперсии. Однако реализация метода Оцу для многоуровневой пороговой обработки требует много времени из-за неэффективного расчета межклассовой дисперсии. Разработан быстрый алгоритм выбора порогов Оцу на основе табличного метода. Предлагаемый подход обладает не только вычислительной эффективностью, но и не требует априорных предположений о свойствах текстур. Эксперименты на типовых изображениях показали, что предложенный алгоритм обеспечивает конкурентноспособные результаты. Рассмотрены примеры, демонстрирующие эффективность алгоритма для сегментации изображений линейных трасс, получаемых при проведении судебно-криминалистической экспертизы.

Проанализированы основные положения плана развития широкополосного доступа в США до 2020 г., реализация которого, по мнению руководства страны, будет способствовать повышению экономической конкурентоспособности США, созданию новых рабочих мест, совершенствованию качества жизни американцев и обеспечению инновационной бизнес-среды. Раскрыты способы, задачи и показатели результатов внедрения этого плана, приведены затраты на его реализацию, даны рекомендации по совершенствованию регулирования РЧС в интересах развития широкополосного доступа.

В работе предложен метод определения анизотропии изображений на основе анализа двумерных спектров сигналов и спектральных плотностей мощности. Предложены интегральные характеристики анизотропии. Приведены результаты эксперимента на текстурах с различным направлением анизотропии, которые подтвердили применимость предложенного метода

Рассматривается прием фазоманипулированного широкополосного сигнала (ФМШПС) корреляционным приемником в системах радиосвязи (СРС) в условиях взаимных помех, обусловленных многостанционным доступом, в общем случае, когда начальные фазы полезного и помеховых сигналов случайны, а амплитуды содержат регулярные и флуктуирующие составляющие. Синтезированы алгоритмы формирования выходных эффектов приемника, с использованием которых проведено статистическое моделирование приема ФМШПС в условиях взаимных помех и шумов аппаратуры. Получены оценки вероятности правильного обнаружения для различных априорных данных о параметрах принимаемых сигналов.

С развитием инфокоммуникационных технологий появилась возможность создания архитектуры мультисервисных сетей, которые в рамках единой инфраструктуры с использованием подсистемы предоставления мультимедийных услуг на базе протокола IP (IMS) будут предоставлять единые услуги пользователям стационарных телефонных сетей с коммутацией каналов и с коммутацией пакетов, а также сетей сотовой подвижной связи.

Тема статьи - интермодуляционные помехи в системах связи с многостанционным доступом на основе кодового разделения каналов. Цель работы - разработка метода анализа и исследование характеристик интермодуляционных помех, возникающих при нелинейных преобразованиях совокупностей сложных сигналов, для обоснования целесообразности дальнейшего изучения проблемы использования нелинейных режимов в устройствах их формирования и усиления.

Рассмотрены методы выделения объектов изображений посредством инвариантных функций моментов, организации иерархических агломеративных алгоритмов, промежуточных и главных моментов инерции. Проведен синтез методов цепного кодирования контуров изображений и моментных инвариантных функций

Одна из актуальных проблем современных телекоммуникаций заключается в разнородности сетей, многообразии типов протоколов обмена и коммутационного оборудования. В известной мере, эта проблема обусловлена сложившимися тенденциями и условиями развития рынка телекоммуникаций.

C 6 по 17 июля 2013 г. в Казани прошла XXVII Всемирная летняя универсиада, на которой был разыгран 351 комплект медалей по 27 видам спорта среди почти 12 тыс. представителей из 160 стран, что стало рекордом за всю историю проведения студенческих игр. Во время универсиады работали 64 спортивных объекта, из которых 33 использовались непосредственно для проведения соревнований. Правопорядок обеспечивали 24 тыс. сотрудников силовых ведомств. На универсиаду приехали более 120 тыс. гостей. Прямой эфир был организован с помощью трех российских и тринадцати международных телекомпаний. Ежедневно работали 15 передвижных телевизионных станций, более 200 телекамер, более 30 телекомментаторов [1]. Столь масштабные мероприятия неизбежно сопровождаются резким увеличением концентрации радиопередатчиков на ограниченной территории. Дополнительно используются радиоэлектронные средства (РЭС) самых разнообразных типов, применяемые для радио и телевизионных трансляций, оперативной связи организаторов

В статье проводится анализ проблем построения сетей VANET, приложений и услуг, предполагаемых к реализации в этих сетях.

В статье описан способ получения забойной информации в процессе бурения скважины, основанный на амплитудно-импульсной модуляции аэрогидродинамического шума турбобура. Установлена зависимость влияния гидростатического давления по стволу скважины, температуры и плотности бурового раствора на собственную частоту акустического фильтра, и обоснована необходимость подавления звука в широкой полосе частот для разработки фильтра. Приведены методика и результаты расчета геометрических параметров одно- и двухкамерных акустических фильтров на эффективность поглощения звуковой энергии волн.