Электротехника

В процессе эксплуатации сети электросвязи возникают ситуации, когда состояние перегрузки наблюдается только в одном из узлов коммутации. Типичным примером такого состояния системы электросвязи можно считать отказ [1] одного или нескольких элементов сети при возникновении чрезвычайной ситуации (ЧС). До ликвидации отказов с высокой вероятностью будут наблюдаться проблемы с соблюдением нормированных показателей качества обслуживания (QoS).

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.

6 ноября 2012 года в Московском техническом университете связи и информатики (МТУСИ) состоялись торжества, посвященные юбилею электронного телевидения в России, у истоков которого стоял Семен Исидорович Катаев. Это событие связано с тем, что 80 лет назад, 6 ноября 1932 г., в стенах Всесоюзного электротехнического института (ВЭИ) С.И. Катаев представил работающую систему электронного телевидения, посредством которой – с довольно высокой для того времени четкостью – были осуществлены передача и прием изображения движущегося объекта.

За последние годы роль и место телевидения (ТВ) в жизни общества кардинально изменились. Благодаря стремительному развитию информационных технологий телевещание испытывает сильнейшую конкуренцию со стороны электронных масс-медиа, которые все больше оспаривают его право быть средством массовой информации номер один. Для того чтобы сохранить свою аудиторию ТВ должно стать конвергентным, гармонично используя новейшие технологические и медиаплатформы. При этом ориентиры и векторы технологического развития ТВ впервые стал определять прогресс в области при-емной аппаратуры: современный «умный» (Smart TV) телевизор давно перерос те узкие рамки, которые ему отводились в традиционной системе телевизионного вещания. Эти телевизоры открывают практически неограниченные возможности для нового витка эволюции индустрии развлечений с переходом к невиданному ранее уровню виртуальной реальности с трехмерным изображением сверхвысокого разрешения и персонализацией информационного поля для каждого зрителя при полной интерактивности получения гигантских объемов информации в беспроводных сетях широкополосного доступа.

Инженерное решение, разработанное группой компаний «Телесофт»– «Интелсет ТСС», позволяет создать прототип платформы, выполняющей функции шлюза-коммутатора в мультисервисной сети. Платформа ориентирована на унифицированные коммуникации на базе IP, поддержку бизнес- и технологических процессов предприятий.

Постановка задачи. В транзисторных телевизионных (ТВ) передатчиках дециметровых диапазонов широкое применение находят моноблочные цепочечные суммирующие устройства [1]. Наибольшее распространение получили сумматоры 5х1, обеспечивающие сложение (практически без потерь) мощностей пяти блоков усиления мощности (БУМ). Сегодня такие сумматоры используются в передатчиках АЦТП-20/5 кВт, «Онега-2(1)Ц» и др.

Постановка задачи. При рассмотрении вариантов построения распределительных сетей ТВ программ в рамках реализации ФЦП «Развитие телерадиовещания в Российской Федерации на 2009 - 2015 годы» особое значение предавалось экономному использованию спутникового ресурса, как наиболее дорогостоящего и дефицитного [1]. Проблема эффективного использования спутниковой емкости ещё более обострилась после известной неудачи с выводом на орбиту спутника «Экспресс» нового поколения.

Под планированием радиосвязи понимается назначение частот, а также времени начала и окончания связи. В зависимости от назначения связь может осуществляться на одной или нескольких частотах круглосуточно или по сеансам в определенное частотным расписанием время. Частоты и время работы должны быть подобраны таким образом, чтобы было обеспечено приемлемое качество связи с учетом технических средств обеспечения радиосвязи: передатчиков и приемников, их параметров, характеристик передающих и приемных антенн.

Единая система спутниковой связи (ЕССС) в России, разработанная к концу 1980-х годов, обладала высокой пропускной способностью, помехозащищенностью и помехоустойчивостью. Все это было достигнуто за счет введения многостанционного доступа с кодовым разделением сигналов при многократном увеличении базы сигнала, использования псевдослучайной перестройки рабочих частот (ППРЧ) в высокочастотном диапазоне (40/20 ГГц) при пространственной селекции сигналов с применением бортовых антенн спутников. Центральный узел спутниковой связи (ЦУСС) разрабатывался в НИИ-129 (ныне ОАО «МНИРТИ») [1] и предназначался для координации и управления разветвленной сетью стационарных и подвижных земных спутниковых станций различного назначения.

Постановка задачи. В первой части статьи [1] были приведены два соотношения для оценки среднего времени задержки IP-пакетов в узле коммутации сети NGN. Cоотношения основаны на приближенных формулах, полученных для однолинейной системы массового обслуживания (СМО) при большой нагрузке [2, 3].

В последнее время в деятельности регуляторных органов всех уровней отчетливо прослеживаются намерения реформировать систему регулирования использования и лицензирования радиочастотного спектра (РЧС). Особого внимания заслуживают последние предложения Рабочей группы по формированию в Российской Федерации системы «Открытое правительство», разработанные в мае 2012 г. Наряду с анализом этих предложений, в статье также представлено экспертное мнение по вопросу целесообразности и возможных вариантов практической реализации предложенных механизмов.

Динамика строительства сетей IMT в мире (сети UMTS/HSPA, HSPA+, LTE). Актуальность темы о соотношении технологий сотовой связи на мировом рынке обусловлена тем, что сегодня в условиях их стремительного развития операторы порой не могут четко определиться с выбором технологии и переносят акценты с одной технологии на другую. Это объясняется тем, что при наличии существенных отставаний во внедрении перспективны технологий происходит временное рассогласование, при котором одна технология не успевает еще полностью «прижиться», как на рынке появляется уже другая новая технология. Такая ситуация характерна и для России, когда речь идет о внедрении 3G/UMTS или LTE.

Перегруженность доступного радиочастотного спектра, необходимость обеспечения им новых, перспективных радиотехнологий – все это требует не только «экстенсивного» подхода к выделению новых полос радиочастот или внедрению новых радиотехнологий взамен устаревших, но и поиска «интенсивных» подходов к использованию имеющегося радиочастотного спектра.

В ноябре 2004 года рабочей группой IEEE 802.22 (802.22 WG) была предпринята попытка формирования первого в мире стандарта нового беспроводного воздушного интерфейса, основанного на концепции когнитивного радио (Cognitive Radio) [2]. Стандарт получил название WRAN – Wireless Regional Area Network. Стандарт 802.22 предназначен для работы на частотах, отведенных для ТВ-диапазона. В международном масштабе этот диапазон включает полосу частот от 47 до 910 МГц. Таким образом, устройства WRAN функционируют в свободных частотных каналах, являясь, соответственно, нелицензированными абонентами для данного спектра. Подробное описание стандарта можно найти в работах [3, 4].

В [1] был предложен ряд типовых имитационных моделей (ИМ) для исследования характеристик сети следующего поколения (NGN) при резком росте обслуживаемого трафика. Модели такого рода необходимы для получения результатов, позволяющих выбрать способ обслуживания трафика, вводимый, например, на время ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций (ЧС). Применение ИМ обусловлено тем, что получить аналитические соотношения, необходимые для анализа, не представляется возможным.

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.

Актуальность задачи создания пожаробезопасных и огнестойких оптических кабелей (ОК) не вызывает сомнений. В предыдущие годы к кабелям предъявлялись требования по нераспространению горения одиночным образцом кабеля по ГОСТ 12176-76. Это требование легко реализовывалось путем применения в качестве материала оболочки полимерных композиций, не распространяющих горение, с индексом «нг». В 90-х годах со стороны проектировщиков атомных электростанций (АЭС) и судостроителей стали предъявляться более жесткие требования к безопасности ОК, соответствующие международным стандартам: нераспространение горения в пучке, низкая оптическая плотность дыма и низкая коррозионная активность выделяемых при горении кабелей веществ, нетоксичность продуктов горения.

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.

В современных публикациях часто применяется термин «конвергенция» по отношению к технологиям, услугам, сетям, устройствам как нечто новое и перспективное. В этой связи можно напомнить, что конвергенция стала стратегическим направлением в телекоммуникациях сразу после изобретения телеграфа в XIX веке. Сегодня термин «конвергенция» зачастую используется в рекламных целях, в том числе и по отношению к системам VSAT. Подразумевается, что некая технология VSAT универсальна не только по отношению ко всем другим технологиям VSAT, но и к любым сервисам.

Услуги определения местоположения подвижных объектов становятся все более востребованными. Для их реализации широко используются спутниковые системы навигации, в том числе GPS и ГЛОНАСС. Однако в областях пространства, где электромагнитные волны подвержены искажениям или просто отсутствует прямая видимость (к таким объектам можно отнести туннели, помещения, лесистую местность), спутниковые технологии и системы позиционирования на основе мобильных радиосистем перестают отвечать заданным критериям точности и надежности позиционирования. Это особенно ощутимо внутри помещений, где явления поглощения и многолучевого распространения электромагнитных волн проявляются гораздо сильнее, чем при распространении в открытом пространстве.

Проблема организации и хранения абонентских данных в телекоммуникационных сетях конвергентного типа. Дальнейшее развитие высоких технологий в области инфокоммуникаций и повышение требований пользователей к качеству услуг предопределяют необходимость улучшения информационного обеспечения современных операторских компаний. Примеры различных подходов к совершенствованию технологических решений в области совмещения различных форм представления профилей и особенностей абонентских баз данных (БД) уже есть. Вместе с тем остаются открытыми вопросы типизации и масштабирования упомянутых решений, особенно в условиях устойчивого тренда All-IP и конвергенции фиксированных и мобильных сетей. Существование нескольких доменов в рамках одной конвергентной сети, например доменов с коммутацией каналов CS, с коммутацией пакетов PS, подсистемы IMS, наряду с различными технологиями доступа, такими как GERAN, UTRAN и WLAN, предполагает наличие нескольких БД, в которых содержится информация об абонентах сети.

Сегодня широкий круг задач, связанных с военной, промышленной и коммерческой техникой, решается с помощью сигналов с линейной частотной модуляцией (ЛЧМ). К таким задачам можно отнести: обнаружение и оценку параметров движения объектов, распознавание космических тел, физические измерения. ЛЧМ-сигналы (ЛЧМС) применяются также в измерительной технике и системах передачи информации.

В последнее время широкое развитие получили цифровые системы обработки информации. Прием цифрового сигнала невозможен без процедуры тактовой и фазовой синхронизации [1-3]. Суть синхронизации состоит в приведении наблюдаемого в шумах сигнала и опорного колебания к параллельности изменений во времени. Это позволяет организовать когерентный прием [4, 2] и тем самым повысить помехоустойчивость.

Функционирование современных цифровых телекоммуникаций в значительной степени зависит от качественных характеристик синхроинформации, передаваемой по сети. Синхронизация территориально распределенных объектов цифровых телекоммуникаций обеспечивается сетью тактовой синхронизации. Для формирования и распределения тактового синхросигнала по сети используются первичный эталонный генератор и ведомые устройства синхронизации (ВУС). Устройства прецизионного контроля (УПК) выполняют функции мониторинга синхроинформации.

Формирование понятийного аппарата инфокоммуникационного сектора национальной экономики основано на установлении факторов экономических границ отрасли и продуктового рынка, выявлении особенностей рынков с сетевыми эффектами, производства и реализации услуг инфокоммуникаций. Для экономической характеристики комплексной отрасли инфокоммуникаций и ее компонентов произведена оценка сущности и значения отрасли как составляющей производственной и социальной инфраструктуры и использованы принятые в Российской Федерации и международной деятельности классификации видов экономической деятельности.

Сервис тестирования представляет собой набор разнотипных приложений, работающих на образовательном ресурсе и реализующих процесс учебного тестирования. При разработке сервиса тестирования необходимо изучать различные параметры проектируемого сервиса. Важной частью анализа параметров является анализ поступающего на сервис потока заявок. Заявками для сервиса служат поступающие за тестовыми заданиями запросы. В данной работе с помощью методов математической статистики исследуется входящий поток заявок на сервис тестирования.

В статье [1] были представлены исследования поведения узла коммутации NGN (сети следующего поколения) при резком росте обслуживаемого трафика. Предложенная модель позволила получить ряд полезных аналитических соотношений. В заключительной части той статьи было отмечено, что необходимо провести исследования для более общих предположений относительно характера поступающего трафика и дисциплин его обслуживания. С этой целью была создана имитационная модель, основные результаты разработки которой содержатся в данной статье. В качестве трех важнейших характеристик модели исследуются нормированные в рекомендации ITU-T Y.1541 [2] математическое ожидание времени задержки IP-пакетов между двумя интерфейсами (пользователь – сеть) – IPTD, вариация этой же случайной величины – IPDV и вероятность потери IP-пакетов – IPLR.

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].

Постановка задачи. Современная транспортная сеть – это сеть, состоящая из набора сетевых элементов, соединенных с помощью линий связи (ЛС), способная обеспечивать функции транспорта, мультиплексирования, маршрутизации, управления и контроля. Применение технологии плотного спектрального уплотнения каналов (DWDM – Dense Wavelength Division Multiplexing) позволяет в десятки раз повысить пропускную способность такой сети. При этом в качестве величины канального ресурса ЛС используется количество длин волн оптических несущих

Системы подвижной радиосвязи обладают рядом существенных особенностей, связанных с нестационарностью обслуживаемого трафика. Основными причинами, определяющими эту нестационарность, являются изменения: удельной нагрузки, вызванные различными субъективными факторами; числа абонентов на обслуживаемой территории, обусловленные их мобильностью [2].

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.

Постановка задачи. Изменение параметров пилот-сигнала при прохождении его через ступени петли обратной связи (ОС) влияет на точность установки мощности передатчика абонентской станции (АС) [1]. Анализ влияния неточности установления значения мощности на параметры системы проведен там же [1]. Синусоидальный пилот-сигнал проходит через турбулентную среду распространения электромагнитных волн и претерпевает различные искажения. Поэтому на входе схемы измерения отношения сигнал/помеха (ОСП) действует случайный процесс и определяются вероятностные характеристики этого процесса в зависимости от характеристик канала связи и ступени его прохождения.

При частотном планировании вещательных систем с большими зонами обслуживания возникают области пространства, в которых возможно повторное использование частот вещательной системы с ограниченным уровнем излучения [1]. В международной практике такие зоны называют белыми пятнами (White Spaces) или сокращенно ТВ БП. Однако возможности по использованию ТВ БП ограничиваются сложностью обеспечения электромагнитной совместимости (ЭМС) с вещательной сетью, а также тем, что параметры ТВ БП (свободная полоса частот и размер территории) нестационарны. В связи с этим мощность излучения и рабочая частота для работы сетей подвижной связи в ТВ БП должны определяться динамически. Эффективно использовать ТВ БП позволяют когнитивные системы связи [1], так как они способны автоматически подстраиваться под условия радиоэлектронной обстановки. Когнитивные системы связи, работающие в «белых пятнах» телевизионных диапазонов частот, составляют отдельный класс устройств, называемых WSD-устройствами.

Современные методы преобразования и передачи телевизионного сигнала по стандарту DVB-T/DVB-T2 обеспечивают его высокую помехоустойчивость и надежный прием в сложных условиях (работа в движении, низкий уровень сигнала в точке приема, отсутствие прямой радиовидимости между приемной и передающей антеннами, наличие отраженных сигналов и т.д.). Естественно, что эти методы находят все более широкое применение не только в наземном цифровом ТВ-вещании, но и в таких радиосистемах, как цифровые ТВ-радиолинии, используемые для беспроводной передачи/приема сигналов изображения, звука и данных [1–3].

Московский научно-исследовательский телевизионный институт совместно с компаниями «Элекард Девайсез» и Triaxes Vision разработал инновационную концепцию совместимой с имеющимися у населения аналоговыми и цифровыми телевизорами российской системы цифрового трехмерного телевидения 2D/3D DVB-T. Разработка отмечена многочисленными наградами, что свидетельствует о мировом уровне российских исследований в области цифрового телевидения.

Информационное сообщение о Международной научной конференции «Колебания и волны в механических системах», прошедшей в Москве в ноябре 2012 года.

Скважинные электрические центробежные насосы (ЭЦН) по своей конструкции являются многосекционными и многоступенчатыми машинами, что влечет за собой их существенную вибрационную активность. Уровень вибраций насосов представляет собой один из основных факторов, определяющих их надежность и ресурс. Основным видом колебаний в системе являются вынужденные колебания под воздействием сил от неуравновешенности рабочих колес. В данной работе предложена методика снижения уровня вибрации ЭЦН от неуравновешенных вращающихся деталей насоса, базирующаяся на принципе определения последовательности расположения рабочих колес на оси вала, возможно более близкой к оптимальной с точки зрения динамики конструкции.

В работе на основе теории сетей и сигнальных графов предложены методы прямого описания сложных технологических комплексов.

В работе рассмотрены вопросы топологического описания технологических комплексов на базе их сетевого представления и сигнальных графов.

Приведены результаты экспериментальных исследований по активации эмульсионного поливинилхлорида способом высокоскоростного нагружения в дезинтеграторе. Показано, что при обработке поливинилхлорида в дезинтеграторе имеют место физико-химические процессы, ведущие как к повышению, так и к снижению вязкости растворов полимера в циклогексаноне. Оптимизация режимов обработки ПВХ-Е позволяет целенаправленно воздействовать на протекание этих процессов.

Рассматривается комплекс факторов, влияющих на деятельность российских и зарубежных MVNO. Для их анализа предлагается использовать метод корреляционно-регрессионного анализа (КРА). Факторы классифицированы и разбиты на две группы: а) характеризующие уровень развития рынка сотовой подвижной связи (СПС) и, частично, всего инфокоммуникационного рынка; б) отражающие макроэкономические параметры. Отмечена возможность внедрения бизнес-моделей виртуальных операторов СПС практически в каждом регионе России.

Рассмотрено влияние сверхкоротких электромагнитных импульсов на типовую структуру всепроникающей сенсорной сети. Приведено формализованное описание задачи по повышению помехоустойчивости USN на базе вычисления коэффициента сохранения эффективности сети. Предложено решение, в результате которого можно определить варианты применения методов и средств защиты в USN, обеспечивающих заданный показатель коэффициента сохранения эффективности и повышения стойкости сети. Решение представлено в виде пошагового описания четырех этапов, на основе которых выбираются методы защиты с минимальной стоимостью на разработку и внедрение в элементах USN.

Рассмотрены проблемы, связанные с реализацией мобильных беспроводных сенсорных сетей, предложен новый алгоритм кластеризации сетей подобного класса в трехмерном пространстве, проведено его моделирование и сравнение с алгоритмом LEACH-M.

Исследуются характеристики плотности и связности для беспроводных сенсорных сетей (БСС) с целью определения такой стратегии размещения сенсорных узлов, при которой возможно обеспечить, по крайней мере, 90% покрытие для двумерных (2D) и трехмерных (3D) БСС. При этом оцениваются также длительность жизненного цикла сети, период стабильности и пропускная способность сети на основе отношения между радиусом покрытия RS и радиусом дальности связи RC. Результаты статьи могут быть использованы при планировании как БСС, размещенных на плоскости, в трехмерном пространстве, так и летающих сенсорных сетей.

Сегодня средства информационного воздействия различных злоумышленников и нарушителей на телекоммуникационные сети и системы управления (СУ) достигли такого уровня, что могут нарушить нормальную работу инфокоммуникационной сети специального назначения (ИКС СН), воздействуя не только на нее, но и на СУ. Поэтому к организации управления ИКС СН предъявляются особые требования, включающие не только традиционные способы обеспечения информационной безопасности СУ, но и способы выработки управляющих воздействий. При этом обеспечение нормальной работы современных ИКС СН в условиях интенсивных воздействий (в том числе компьютерных атак) предполагает, что в самой СУ необходимо использовать специальные методы управления, позволяющие рационально организовывать работу ИКС СН. В соответствии с особенностями построения и условиями функционирования ИКС СН предлагаются различные варианты организации управления, обеспечивающие их нормальную работу при интенсивных воздействиях на сеть.

Предлагается метод взаимодействия с наземной беспроводной сенсорной сетью с использованием беспилотных летательных аппаратов (БПЛА). Предложенный метод обеспечивает оптимизацию траектории движения с целью минимизации времени доставки информации пользователю. Приводятся сравнительные оценки различных алгоритмов выбора траектории движения для сбора информации с узлов наземной беспроводной сенсорной сети.

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.

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.

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.

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.