Связь. Радио. Филателия

Сегодня направленная передача сигналов на базе технологии «интеллектуальных» или «адаптивных» антенн все шире применяется в распределенных радиосистемах передачи информации (РРСПИ) с динамической сетевой топологией, известных в англоязычной литературе как wireless mobile ad hoc networks [1]. Хотя применение направленной передачи сигналов потенциально позволяет повысить дальность, скрытность, помехозащищенность, пропускную способность и ЭМС системы, оно так же может вызывать и новые проблемы.

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.

Понимание природы трафика данных обеспечивает возможность передачи TDM-трафика посредством пакетного радиорелейного (РРЛ) оборудования с таким же качеством, как и в традиционных TDM-системах.

При возникновении чрезвычайной ситуации (ЧС) в сети связи происходят процессы, заметно изменяющие характер поступающего трафика [1]. Некоторые ЧС приводят не только к изменению характера обслуживаемого трафика, но и к отказам части оборудования сети. Это существенно осложняет задачи, которые должен решать оператор связи.

Настоящая работа посвящена анализу уязвимостей сети передачи голоса по IP-сетям (Voice over IP, VoIP) [1], построенной на основе архитектуры сети связи следующего поколения (New Generation Network, NGN), широко применяемой операторами связи. Ряд особенностей NGN создают предпосылки для реализации угроз безопасности. Это, во-первых, использование нескольких типов протоколов, таких как протоколы управления соединением (Session Initiation Protocol (SIP), а также протоколы группы SIGTRAN), протоколы управления медиашлюзами (MGCP, MEGACO/H.248), передачи медиаданных и управления медиапотоками (RTP/RTCP). Другой особенностью NGN является распределенная архитектура сети, когда ее отдельные компоненты могут находиться в разных IP-сетях и разных административных доменах сети.

Основным направлением развития рынка телекоммуникационных услуг в последние десять лет стало удовлетворение бурно растущего спроса на услуги ШПД с использованием средств мобильной связи (Mobile Broadband, МВВ). Доля этих услуг увеличилась с 2% в 2000 г. до почти 60% в 2011 г., а число пользователей услугами МВВ уже приближается к одному миллиарду [1].

В условиях повышения интенсивности природных катаклизмов и техногенных катастроф возникает острая необходимость создания соответствующих инфокоммуникационных систем, способных как контролировать возникновение чрезвычайных ситуаций (ЧС), так и обеспечивать функционирование сети связи общего пользования (ССОП) при возникновении ЧС. Как показывает мировой опыт, решить эту проблему можно путем создания системы централизованного управления (СЦУ) ССОП.

Стремительное развитие высокоскоростных цифровых сетей связи (ЦСС) приводит к необходимости использования высокостабильных, прецизионных тактовых генераторов, способных непрерывно работать несколько десятков лет. Опыт показывает, что такую функцию могут выполнять водородные квантовые стандарты пассивного типа.

Для поддержания качества услуг электросвязи на стабильно высоком уровне одним из существенных факторов является обеспечение цифровых сетей электросвязи сигналом синхронизации (СС) с заданной стандартами нестабильностью фазы. Наиболее сложный для контроля вид фазовой нестабильности – дрейф фазы, или вандер, к которому условно отнесены флуктуации фазы с частотой ниже 10 Гц. Чаще всего под контролем качества СС подразумевают именно контроль уровня вандера.

Известно [1–4], что сети синхронизации цифровых телекоммуникационных сетей представляют собой сети распределения сигналов эталонной частоты, если речь идет о сетях тактовой сетевой синхронизации (ТСС), и/или сети распределения сигналов времени применительно к сетям единого точного времени (ЕТВ). Сети ТСС осуществляют необходимую поддержку цифровых сетей, обеспечивая доставку сигналов эталонной тактовой частоты к аппаратуре этих сетей. Сети ЕТВ развертываются для согласования местных шкал времени генераторов-часов в аппаратуре и оборудовании цифровых сетей со шкалой единого координированного времени. Вместе системы и сети ТСС и ЕТВ часто рассматриваются как соответствующие подсистемы и подсети общей системы, известной как система частотно-временного обеспечения (ЧВО) телекоммуникаций [4].

Поддержка высоких стандартов качества обслуживания абонентов уровня «операторского класса» ставит перед разработчиками сетей связи нового поколения задачи частотно-временного обеспечения (ЧВО) [1, 2]. Высокое качество частотной и временной синхронизации необходимо для многих важных приложений пакетной сети операторского класса, в частности, для работы систем мобильной связи стандарта LTE, Wi-Max, W-CDMA [3].

Исследование процессов обмена IP-пакетами в сети следующего поколения (NGN) связано с изучением распределения заявок в сети массового обслуживания (СеМО). Характер распределения потока заявок (IP-пакетов), определяемый матрицей коэффициентов тяготения между узлами коммутации (УК), обычно стабилен [1], но может существенно меняться при возникновении внешних воздействий, типичным примером которых служат чрезвычайные ситуации (ЧС).

Задержка передачи информации по сети связи – один из ключевых показателей, по которому можно делать выводы о качестве функционирования сети и предоставляемых услуг. Для операторов конвергентных сетей, предоставляющих услуги телефонной связи, вопрос обеспечения приемлемых задержек наиболее критичен. В отличие от трафика Интернета, пользовательский и сигнальный трафики в сетях операторов должены соответствовать нормам на ряд показателей, несоблюдение которых приводит как к искажению передаваемой аудио и/или видеоинформации, так и к снижению уровня качества, воспринимаемого пользователями (Quality of experience – QoE) услуг [1].

Всепроникающие сенсорные сети (ВСС или USN от англ. Ubiquitous Sensor Networks) являются технологической основой для внедрения концепции Интернета Вещей [1]. Широкомасштабное внедрение ВСС и приоритет развития взаимодействий вещь–вещь в обозримом будущем [2] предусматривают множество таких новых приложений, как умные дома, сети автомобильного транспорта, библиотечные сети [3] и т.д. Одними из важнейших могут стать приложения по выявлению разнообразных вторжений на какие-либо территории.

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.

В ближайшем будущем в соответствии с прогнозами развития телекоммуникаций в мире [1, 2] будет насчитываться несколько триллионов беспроводных телекоммуникационных устройств. Можно предположить, что значительная часть этих устройств будет работать в беспроводных сенсорных сетях (БСС), осуществляющих мониторинг различных характеристик окружающей среды и расположенных в ней объектов. В связи с этим все большую актуальность приобретают исследования как сенсорных сетей в целом, так и трафика, генерируемого в этих сетях, в частности. В статье рассмотрены два приложения всепроникающих сенсорных сетей (USN – Ubiquitous Sensor Networks): медицинская БСС и БСС слежения за целью. Выявлено, что в обоих сценариях трафик, поступающий на шлюз сети, обладает свойством самоподобия. Для оценки степени самоподобия трафика использованы три метода вычисления параметра Хёрста: R/S-анализ, метод Хигучи и локальный метод Виттла. Кроме того, обнаружена зависимость показателя Хёрста от интервала между передачей пакетов в сценарии для медицинской сенсорной сети.

В предлагаемой ниже статье рассмотрена методика расчета компенсации хроматической (ХД) и поляризационной модовой (ПМД) дисперсии в волоконно-оптических системах передачи (ВОСП), основанная на правильном выборе исходных данных (тип оптического волокна (ОВ), методы модуляции), последовательной компенсации ХД для конкретной линии, определении среднего значения ПМД и выборе необходимого решения для ее компенсации.

Как известно, основным конструктивным элементом линейно-кабельных сооружений (ЛКС) волоконнооптических линий передачи (ВОЛП) являются оптические кабели (ОК), обладающие рядом существенных особенностей по сравнению с традиционными электрическими кабелями связи. Среди преимуществ это прежде всего высокая и все увеличивающаяся пропускная способность линейного тракта (до 40 Гбит/с и более), постоянно возрастающая длина регенерационных участков (до 600 км и более). К недостаткам следует отнести значительное время восстановления работоспособности поврежденных ОК, большую длину оптических кабельных вставок. Особенностью же технической эксплуатации ЛКС является то, что часть работ и операций технического обслуживания (ТО) ОК, связанная с надзором за сохранностью кабеля, не может быть автоматизирована.

Как известно, внедрение цифровой связи, благодаря своим преимуществам по сравнению с другими видами связи, перспективно и актуально. При планировании организации сетей цифровой связи необходимо предварительно определить такие параметры канала как скорость передачи информации R, бит/c, RS — символ/c, минимальная и максимально допустимая ширина полосы частот, занимаемая сигналом (Wmin, Wmax) и их отношение R/W, что характеризует эффективность использования полосы в бит/с/Гц.

Как определено в Рекомендациях Е.800 Международного союза электросвязи – МСЭ-Т (ITU-T Recommendation E.800), качество обслуживания (QoS – Quality of Service) представляет собой совокупность характеристик сервиса, имеющих отношение к возможности удовлетворять установленные и предполагаемые потребности пользователя [1].

При исследовании процессов обмена IP-пакетами в сети следующего поколения (NGN) приходится рассматривать математические модели, представляющие собой многофазные системы массового обслуживания (СМО). Входящим потоком IP-пакетов для большинства узлов коммутации (УК) становится поток, покидающий предшествующий УК, или совокупность нескольких подобных потоков.

Интенсивное развитие средств телекоммуникаций порождает циркулирование огромных объемов информации по каналам связи разной структуры. Развитие технических средств и возникновение новых коммуникационных технологий стимулируют рост требований, предъявляемых к качеству услуг связи, что обуславливает актуальность разработок в области помехоустойчивости систем передачи данных. Перспективным направлением в сфере сохранения целостности информации при передаче по ненадежным каналам связи является формирование сигнально-кодовых конструкций (СКК) [1], обеспечивающих хорошие дистанционные характеристики ансамблей сигналов.

Хорошо известно, что потребность в широкополосном доступе (ШПД) увеличивается с каждым днем. Для решения этой задачи на городских телефонных сетях многими операторами внедряются волоконно-оптические системы передачи, например ПОН (пассивная оптическая сеть).

В симметричных технологиях xDSL, обеспечивающих двусторонний обмен между двумя оконечными пунктами на «последней миле» (один из них, как правило, местный узел коммутации, другой – отдельный абонент или другой узел связи), используется исключительно однополосный способ передачи линейных сигналов противоположных направлений с применением дифсистем (ДС) и эхо-компенсации (ЭК) [1–3]. Однако, как показывает анализ и практика, при совместной работе по многопарным кабелям нескольких однотипных ЦСП, использующих однополосную передачу, предельная длина участка регенерации линии связи (ЛС) существенно сокращается из-за мощных переходных влияний на ближний конец (БК) [4, 5].

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.

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.