Глава 2. APXИTEКTУPA CИCTEM ПЕРЕДАЧИ

                                   И РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ

            Если люди не могут разговаривать друг с другом непосредственно, применяются вспомогательные средства для передачи сообщений. Одним из таких средств является система почтовой связи. В ее составе можно выделить определенные функциональные уровни, например уровень сбора и доставки писем из почтовых ящиков на ближайшие почтовые узлы связи и в обратном направлении, уровень сортировки писем на транзитных узлах и т. д. Принятые в почтовой связи всевозможные стандарты на размеры конвертов, порядок оформления адресов и тому подобное позволяют отправлять и получать корреспонденцию практически из любой точки Земного шара.

            Похожая картина наблюдается и в области телекоммуникаций, где рынок средств связи, компьютеров, коммутационного оборудования информационных систем и сетей необычайно широк и разнообразен. По этой причине создание современных информационных систем и сетей связи стало невозможным без использования общих подходов при их разработке, унификации характеристик и параметров их составных компонентов.

            Теоретическую основу современных сетей и систем связи определяет многоуровневая архитектура связи.

            Под архитектурой понимается концепция, определяющая модель, структуру, выполняемые функции и взаимосвязь компонентов сложного объекта [1]. Объектом может быть система или сеть, база данных, прикладной процессор или многокомпонентное образование. Архитектура охватывает логическую, физическую и программную структуры, а также принципы функционирования объекта.

В настоящее время существуют различные архитектуры, ставшие международными стандартами:

— семиуровневая архитектура базовой эталонной модели взаимосвязи открытых систем — Международный стандарт на единую архитектуру построения телекоммуникационной сети;

— архитектура сетей ARPA и Internet;

— системная сетевая архитектура (SMA) и системная прикладная архитектура (SAA), которые были разработаны корпорацией IBM;

— архитектура широкополосной сети (BNA) и др. Рассмотрим построение и функции эталонной модели взаимодействия открытых систем, так как она по своей сути обобщает все существующие сетевые модели.

2.1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ЭТАЛОННОЙ МОДЕЛИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ                                                 ОТКРЫТЫХ СИСТЕМ

            В соответствии с концепцией многоуровневой архитектуры связи в 1984 г. Международная организация по стандартизации (International Standards Organization — ISO) разработала эталонную модель взаимосвязи открытых систем (ЭМВОС), которая принята в качестве Международного стандарта ISO 7498 [2].

Эталонная модель взаимосвязи открытых систем — модель, описывающая общие принципы взаимосвязи открытых систем и используемая в качестве основы для разработки стандартов Международной организации по стандартизации.

Целями модели являются стандартизация обмена сообщениями между системами и сетями, устранение любых технических препятствий для связи систем, устранение трудностей «внутреннего» описания функционирования отдельной системы, обеспечение разумного отхода от стандартов в случае, если они не удовлетворяют всем требованиям.

            Основным объектом исследования в этой модели является система, под которой понимают иерархическую совокупность функций, реализуемых одним или несколькими средствами связи (автоматизации) и предназначенных для выполнения предписанных им задач. Каждая из систем модели является открытой.

            Открытыми называются системы, которые независимо от особенностей аппаратной и программной реализаций могут взаимодействовать между собой.

            Эталонная модель взаимосвязи открытых систем имеет семь уровней (рис. 2.1): первый — физический, второй — канальный (звена данных),третий сетевой, четвертый -транспортный, пятый сеансовый, шестой — представительский (представления данных), седьмой — прикладной. Под уровнем будем понимать компонент, слой либо границу иерархической структуры [1].

            При определении оптимального количества уровней МСЭ-Т руководствовался следующими принципами:

— количество уровней должно быть такое, чтобы было четкое и детальное разделение процессов, протекающих на каждом уровне, и упрощались правила взаимодействия между уровнями одной ступени ЭМВОС разных систем;

— проводить границу между уровнями в том месте, где описание услуг является наименьшим, а число операций через границу сведено к минимуму;

— не создавать слишком много уровней, потому что это усложнит системотехническую задачу их описания;

            — родственные (аналогичные) функции сосредоточивать на одном и том же уровне.

            Под (N+ 1)-уровнем (вышестоящим уровнем) понимается следующий более высокий уровень по отношению к рассматриваемому И-му уровню. Под (N — 1)-уровнем (нижестоящим уровнем) понимается следующий, более низкий уровень относительно рассматриваемого.

            На каждом из уровней решается определенная задача, обеспечивающая функционирование вышестоящего уровня. Порождаемые этими задачами процессы, а также средства их решения объединяют понятием логические объекты». Все логические объекты (в дальнейшем просто объекты) приписаны соответствующим уровням. В общем случае на одном уровне может быть несколько объектов.

            И-й уровень одной открытой системы может вести обмен сообщениями (данными) с N-м уровнем другой открытой системы. Набор правил, определяющих взаимодействие объектов разных открытых систем, расположенных на одном уровне, называется протоколом. В зависимости от уровня ЭМВОС различают физический, канальный, сетевой, транспортный, сеансовый, представительский и прикладной протоколы. Все они стандартизированы МСЭ-Т, что позволяет осуществлять обмен сообщениями (данными) и управляющей информацией между взаимодействующими логическими объектами одного уровня.

            Необходимость наличия таких протоколов (правил взаимодействия) для обеспечения информационного обмена и их многоуровневый характер легко пояснить на примере письменного или устного общения между людьми. Для такого примера можно выделить следующие четыре уровня взаимодействия:

            1. Прагматический, или познавательный, определяемый знаниями в определенной области и взаимопониманием собеседников.

            2. Лингвистический, определяемый словарным запасом разговора, грамматической структурой (синтаксисом) и смысловым значением фраз и предложений (семантикой).

            3. Сигнальный, определяемый механизмом обмена информацией: письменное сообщение или устная речь.

            4. Физический, включающий средства передачи зрительных и слуховых образов (например букв, цифр на бумаге или звуков определенного языка).

Указанные уровни слабо зависят друг от друга, но при общении необходимо участие каждого из них. Конечно, информационный обмен между людьми не носит формальный характер и возможны отступления от указанных правил.

            В случае обмена с помощью средств телекоммуникации правила взаимодействия (протоколы) должны быть строго определены и четко регламентированы, т. е. должны быть формализованы.

            Определенная стандартами граница между взаимодействующими объектами называется стыком, или интерфейсом. Интерфейс— совокупность унифицированных связей и сигналов, посредством которых элементы системы (сети) связи соединяются друг с другом [3]. Различают межуровневые интерфейсы и интерфейсы внутри уровней (например, для физического уровня характерно наличие двух стыков: С1 — стык, учитывающий среду распространения, С2 — стык без учета среды распространения).

Необходимо отметить, что правила взаимодействия объектов разных открытых систем ЭМВОС допускают обмен сообщениями между объектами одного уровня только через объекты нижележащего уровня. При последовательном применении этого ограничения к каждому из уровней видно, что маршрут обмена сообщениями проходит через самый нижний уровень (рис 2. f). Следовательно, процедуры обмена сообщениями между различными открытыми системами включают протокольные процедуры соответствующих уровней и ряд интерфейсных межуровневых процедур.

            Каждый И-й уровень описания эталонной модели взаимодействия открытых систем представляется в виде совокупности функциональных возможностей, которые являются необходимыми для элементов системы при обработке, передаче сообщений, обнаружению и исправлению ошибок и т. д. Эти элементы относятся к (N + 1)-му уровню описания в иерархической модели. Совокупность функциональных возможностей И-го уровня и всех нижестоящих уровней, которая может быть предоставлена объектом на границе между

И-ым и (N+ 1)-ым уровнями, называется службой. Понятие «служба» будем использовать в рамках описания процесса предоставления пользователям функционально-связанного набора услуг по обмену конкретными видами информации с заданными параметрами качества для решения прикладных задач, которые могут быть решены автоматически с помощью программно-аппаратных средств открытой системы.

            Следует отметить, что понятие «служба» может иметь смысл организации, учреждения или системы. Так, например, в архитектуре единой сети электросвязи выделяют «службы электросвязи», которые представляют собой организационно-технические системы, включающие средства передачи, приема и обработки информации, органы управления, технический и административный персонал. Эти службы обеспечивают весь комплекс мероприятий по удовлетворению абонентов (пользователей) сети телекоммуникационными услугами.

            При описании телекоммуникационных систем сетей с использованием ЭМВОС службы подразделяются на две группы: службы передачи и теле службы.

            Службы передачи — службы, предназначенные для передачи сообщений по сети связи. Они описаны первыми тремя уровнями ЭМВОС.

            Теле службы — службы (кроме телефонной, телеграфной и службы передачи данных), которые организуются с целью непосредственного обмена сообщениями между оконечными устройствами абонентов через сети электросвязи (рис. 2.2). К этим службам относятся телетекст, телефакс, видеотекс и др. Таким образом, функции теле-

служб охватывают, во первых, все функции передачи (с первого уровня по третий), во-вторых, функции связи оконечных устройств.

            Функционирование объекта, описываемого (N + 1)-м уровнем, может обеспечиваться по запросу одного или совокупности объектов, имеющих N-й уровень в иерархии. Для выполнения такого взаимодействия требуется запрос объекта любого уровня к нижестоящим объектам для предоставления определенного набора услуг. Услугой называется предлагаемый объекту (пользователю) набор функций, или возможностей средств связи и автоматизации по приему, обработке, доставке и представлению информации. Очевидно, что услуга является частью службы, которая востребована объектом (пользователем). Например, услугами могут быть сокращенный набор номера для часто вызываемого абонента, извещение о поступающем вызове с индикацией, установление на ожидание при занятости канала связи и т. д.

И-я услуга характеризуется следующими параметрами качества:

            — ожидаемая задержка передачи;

            — вероятность искажения информации;

            — вероятность потери данных или их дублирования;

            — вероятность передачи по неправильному адресу;

            — защищенность от несанкционированного доступа. Совокупность всех услуг и правил их предоставления называется

сервисом. Объекты И-го и (И+ 1)-го уровней обмениваются управляющими сигналами и данными через точку доступа к N-й службе, которая определяется как точка, в которой

(N + 1)-му объекту И-ым объектом предоставляется И-я служба. Таким образом, если (N + 1)-е объекты представляют собой активные компоненты модели, то точка доступа — пассивный компонент, служащий для хранения информации, которая может быть востребована при передаче управляющих сигналов и данных между И-ым и (N+ 1)-ым объектами.

Различие уровней описания эталонной модели заключается в ориентации решаемых ими задач, содержательная направленность которых отражается в их наименовании.

            Два верхних уровня (прикладной и представительский) соответствуют прикладным процессам (рис. 2.3), под которыми понимаются процессы обработки сообщений для нужд пользователей. Остальные уровни реализуют так называемый сетевой метод доступа и описывают функции телекоммуникационной сети или ее элементов. Точка раздела двух указанных групп уровней описания открытых систем называется портом. Через порты по логическим каналам осуществляется связь различных процессов.

            Логический канал — путь, по которому сообщения передаются от одного порта к другому. Логический канал прокладывается в одном физическом канале, либо в последовательности таких каналов (каналов передачи). Логический канал, прокладываемый на сетевом уровне, называют виртуальным каналом, а на канальном уровне— каналом передачи данных (информационным).

            Каждый процесс может быть либо одно, либо много портовым. Помимо телекоммуникационной сети в рассматриваемой модели определена транспортная сеть, объединяющая четыре нижних уровня всех систем.

            При создании ЭМВОС предполагалось, что регламентированный перечень функций, выполняемых отдельными уровнями, должен быть максимальным и соответствовать международным стандартам. Однако такие стандарты на сегодняшний день в полном объеме разработаны лишь для первых трех уровней открытых систем. Это объясняется

сложностью задачи, поставленной перед учеными и инженерами связи. Совокупность таких стандартов, получившая идентификатор Х.25, определяет порядок функционирования сетей связи, основанных на принципе коммутации пакетов.

            Верхние четыре уровня оказываются инвариантными к процессам коммутации, которые определяются тремя нижними уровнями, и поэтому называются сквозными (рис. 2.3).

Несмотря на отсутствие строгой регламентации функций, системный подход позволяет охарактеризовать уровни модели архитектуры систем передачи и распределения информации с достаточной степенью детализации.

2.2. УРОВНИ МОДЕЛИ АРХИТЕКТУРЫ СИСТЕМ ПЕРЕДАЧИ И                                                         РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ

            С целью изучения и последующего применения ЭМВОС ее уровни можно разбить:

            — на группу верхних уровней, содержащую три уровня (прикладной, представительский, сеансовый), которые описывают телепатические службы и процессы установления и поддержания соединений между оконечными устройствами, а также предоставление сообщений (данных) в удобной для восприятия абонентом форме;

            — группу нижних уровней, содержащую три уровня (сетевой, канальный, физический), которые описывают процессы транспортировки, коммутации сообщений по сети от одного абонентского устройства к другому;

            — транспортный уровень (четвертый уровень) является связующим звеном между верхними и нижними уровнями (рис. 2.4).

Прикладной уровень (7-й уровень ЭМВОС)

             — уровень взаимосвязи открытых систем, обеспечивающий услуги по обмену данными между прикладными процессами пользователей (обработки данных) [2].

Прикладной уровень предназначен для обеспечения доступа прикладным процессам пользователя (абонента), находящимся над прикладным уровнем, к возможностям ЭМВОС. В общем случае все выполняемые на этом уровне процессы могут быть представлены совокупностью двух групп

             — прикладных процессов пользователей и прикладных процессов административного управления (первые относятся к рабочим и терминальным системам, вторые

            — к административной системе). Эти системы были рассмотрены в первой главе пособия.

            Административное управление служит для координации ресурсов открытой системы, расположенных на всех ее уровнях. Прикладные процессы пользователей служат для управления обработкой информации, динамического распределения ресурсов между процессами, обслуживания процедур восстановления нормальной работы сети после появления сбоев и неисправностей; обработки информации, т. е. непосредственного выполнения тех основных функций, для которых создается система.

            Прикладной уровень, взаимодействующий непосредственно с пользователем, обеспечен полным набором услуг, предлагаемых всеми нижними уровнями. Он диктует нижним уровням, какие услуги действительно должны быть вызваны. Прикладной уровень выполняет задачу обеспечения различных форм взаимодействия прикладных процессов разнообразных открытых систем.

            Для организации взаимодействия пользователей прикладной уровень имеет средства обращения к сервису, выполняемому представительским уровнем. Эти средства позволяют:

            — формировать запросы на установление соединения с одним или несколькими другими абонентами;

            — задавать форму представления сообщений, подлежащих обмену (в виде текста, таблицы, математической формулы и т. д.);

            — запрашивать справки о наличии и состоянии прикладных процессов в других системах и др.

Ключевой среди всех вышеперечисленных функций для прикладного уровня является обеспечение смыслового содержания сообщения (семантика).

Обращение к сервису осуществляется путем выполнения специальных процедур доступа, регламентированных межуровневым интерфейсом.

            Таким образом, прикладной уровень является основным в ЭМВОС, так как остальные уровни существуют только для обеспечения его работы.

Представительский уровень (уровень представления данных, шестой уровень ЭМВОС) - уровень взаимосвязи открытых систем, обеспечивающий услуги по обмену сообщениями между логическими объектами прикладного уровня, преобразование и представление сообщений в нужном формате [2].

            Представительский уровень является самым простым с точки зрения взаимосвязи. Его функцией является преобразование сообщений абонента (пользователя ПЭВМ) из формы, используемой прикладным уровнем, в форму, применяемую более низкими уровнями для передачи, т. е. осуществляется синтаксис сообщений. Если, например, используется дисплей, то информация формируется в виде страницы с заданным числом строк определенной длины на экране. Кроме того, информация может представляться на ПЭВМ с использованием различного шрифта, графических знаков, математических символов (для их представления в ПЭВМ имеется текстовый, графический и формульный редакторы). При применении факсимильного аппарата определяются форма и структура документа и др. В общем случае каждый прикладной процесс может оперировать своими формами представления сообщений, поэтому представительский уровень должен обладать избирательностью в формах их представления. Это со своей стороны требует введения в представительский уровень идентификации форматов сообщений.

            Поскольку число прикладных процессов может быть произвольным, то произвольным оказывается и число форм представления сообщений. В результате требуется предусматривать большое число процедур идентификации и преобразования. Для ограничения числа этих процедур осуществляют стандартизацию форматов сообщений и определение числа так называемых локальных форматов, которыми оперируют прикладные процессы. При этом все многообразие схем преобразования форматов сообщений ограничивается тремя вариантами (рис. 2.5).

                                    Рис. 2.5. Схемы преобразования форматов:

 СФ — стандартный формат,

 ЛФ — локальный формат

            Простейший из них соответствует случаю, когда оба взаимодействующих процесса, например взаимодействие сетей связи и абонентских устройств одинакового аналогового типа, требуют сообщения в стандартном формате (СФ). При этом функция преобразования форматов исключается, а, следовательно, исключается и основная функция представительского уровня.

            Второй вариант нужен тогда, когда только один из взаимодействующих процессов «работает» со стандартными форматами. В этом случае в состав средств представительского уровня системы, использующей сообщения в локальном формате (ЛФ), необходимо вводить преобразователь форматов (ПФ). В задачу ПФ входит преобразование стандартного формата в локальный и наоборот в зависимости от направления движения сообщения.

            Третий вариант требуется, когда оба процесса ведут обмен сообщениями в различных локальных форматах. Здесь необходимо использование преобразователей форматов в каждой из двух систем с теми же функциями, что и в предыдущем случае.

            Представительский уровень описания систем характеризуется не только возможностью идентификации и преобразования форматов. К функциям представительского уровня также относятся:

            — адресация прикладных процессов и их портов;

            — сжатие и расширение сообщений;

            — шифровка и расшифровка сообщений, если они реализуются программными методами, а не аппаратурой.

            Взаимодействие логических объектов (процессов) представительского уровня, подобно прикладному, организуется с помощью нижестоящего, сеансового уровня.

            Таким образом, выше представительского уровня сообщение имеет явную смысловую форму, а ниже оно рассматривается только с точки зрения его приведения к форме, удобной для передачи по элементам открытой системы модели, и его смысловое значение не влияет на обработку.

            Сеансовый уровень (5-й уровень ЭМВОС) — уровень взаимосвязи открытых систем, обеспечивающий услуги по организации и синхронизации взаимодействия между логическими объектами уровня представления данных (представительского уровня) [2].

            Главной задачей сеансового уровня является организация диалога между абонентскими устройствами (терминалами), т.е. организация сеансов связи и управление обменом сообщениями по логическим каналам, которые существуют только на время сеанса связи.

            Сеансы связи по логическим каналам могут быть однолико двусторонними. В этом смысле можно говорить о симплексной, полудуплексной и дуплексной связи соответственно. Симплексная связь— двусторонняя связь между двумя пользователями, при которой передача и прием ведутся поочередно. Полудуплексная связь

             — двусторонняя связь, в которой обмен сообщениями между двумя пользователями осуществляется по очереди с возможностью изменения направления в процессе передачи. Дуплексная связь

             — двусторонняя связь, при которой передача осуществляется одновременно с приемом.

Организация логических каналов в общем случае требует:

            — идентификации сеанса связи;

            — инициализации сеанса связи;

            — идентификации границ передаваемых сообщений;

            — прерывания и восстановления сеанса в случае возникновения сбойных ситуаций;

            — завершения сеанса связи.

Транспортный уровень (4-й уровень ЭМВОС) — уровень взаимосвязи открытых систем, обеспечивающий услуги по кодонезависимому и надежному обмену сообщениями между логическим и объектами сеансового уровня при эффективном использовании ресурсов нижерасположенных уровней [2].

На транспортный уровень возлагается задача подготовки сообщений к виду, пригодному для передачи по сети связи, т. е. транспортный уровень освобождает верхние уровни от учета особенностей сетей связи. При передаче дискретных сообщений (например в сети передачи данных или сети ISDN) методом коммутации пакетов в соответствии со стандартом Х.25 на передающей стороне производится деление длинных сообщений, поступающих от верхнего (сеансового) уровня, на пакеты. Каждый пакет снабжается заголовком (3), концевиком (К) и передается через нижестоящие уровни в сеть связи (процесс деления сообщения на части формализованной длины называется сегментацией) (рис. 2.6). Деление необходимо потому, что в сетях с пакетной коммутацией передача сообщений осуществляется пакетами ограниченной длины, как правило, 128 байт, и, возможно, что для передачи сообщения потребуется несколько пакетов.

Пакет — это блок данных, передаваемый между абонентскими устройствами на сетевом уровне [1).

            На приемной стороне открытой системы с помощью транспортного уровня модели описываются процессы сбора сообщения из принятого набора пакетов, полученных через канальный и сетевой уровни. Кроме того, транспортный уровень должен исключить потерю пакетов или их смещение. Таким образом, на транспортный уровень кроме подготовки сообщений для передачи в сетевой уровень возлагаются функция повышения достоверности, а также ряд других вспомогательных процедур:

            — предоставление приоритетов при передаче блоков сообщений (нормальные, срочные);

            — передача подтверждений о переданных блоках сообщений;

            — ликвидация блоков при тупиковых ситуациях в сети;

            — контроль качества обслуживания по различным параметрам (среднему времени прохождения сообщения от отправителя до адресата, производительности сети, вероятности ошибок и ряду других параметров).

            Транспортный уровень является границей, ниже которой пакет данных становится неделимой единицей информации, управляемой сетью. Выше транспортного уровня в качестве единицы информации рассматривается только сообщение. Необходимо подчеркнуть, что протоколы транспортного уровня относятся к классу меж концевых протоколов. Термин «меж концевой» подчеркивает тот факт, что транспортные протоколы обеспечивают обмен информацией между абонентами сети, тогда как протоколы нижних уровней отвечают только за доставку сообщений на отдельных участках сети.

            Примером протокола транспортного уровня для конкретного применения является протокол, описанный в рекомендации Т.70, определяющий транспортные процедуры передачи сообщений в новой информационной службе Телетекст [4].

К нижним уровням ЭМВОС относятся сетевой, канальный и физический. Они регламентированы МСЭ-Т в рекомендацияхХ.25 и Х.75. Протокол Х.25 определяет взаимодействие между абонентскими устройствами сетей передачи данных с коммутацией пакетов, входящих в состав ЕСЭ России (например сеть Атлас). Протокол Х.75 определяет процедуры взаимодействия между различными сетями с пакетной коммутацией. Часто данный протокол называют шлюзом. Пример взаимодействия сетей с пакетной коммутацией Ропак, Инфотел и Атлас показан на рис. 2.7.

Сетевой уровень — уровень, обеспечивающий образование каналов, соединяющих абонентские устройства через телекоммуникационную сеть [1].

            Сетевой уровень предназначен для выбора маршрута передачи сообщения по сети, коммутации в узлах сети, создания условий, исключающих перегрузку сети, которая может явиться следствием реализации недостаточно эффективной процедуры маршрутизации, передачи номера вызываемого абонента, установления и разъединения коммутируемого соединения. Другими словами, сетевой уровень «прокладывает» путь между системой отправителем информации и системой-адресатом через всю телекоммуникационную сеть, т. е. обеспечивает маршрутизацию сообщения. Маршрутизацией называют процесс определения в телекоммуникационной сети пути, по которому вызов либо сообщение может достигнуть адресата.

            Маршрутизация является распределенным процессом и выполняется всеми узлами коммутации сети связи. Для этого каждый узел определяет виртуальный канал, или канал передачи, по которому необходимо направить вызов или сообщение от абонента к корреспонденту, тем самым создавая путь на сети связи. Например, при необходимости доставки сообщений от пользователя А к пользователю Б (рис. 2.8) возможна их передача по каналам 1, 2, ..., в, ..., h, где h — общее число каналов передачи, смежных с U_s, и соединяющих его с И другими узлами сети. Выбор конкретного исходящего от узла % канала осуществляется в соответствии с критерием (гл. 1) наилучшего значения показателя эффективности Q, (е = 1, 2, ..., И).

В качестве О, могут выбираться такие показатели, как время доставки сообщения, вероятность своевременной доставки сообщения и т.д. При известных значениях О, могут быть использованы детерминированная или вероятностная процедуры выбора исходящих каналов.

            При детерминированной процедуре используются маршрутные таблицы, в которых указываются адреса и соответствующие им номера исходящих каналов, выбранных по значениям показателей Q, (табл. 2.1).

При применении вероятностной процедуры выбора маршрутов в маршрутной таблице (табл. 2.2) задается распределение вероятностей

Детерминированная процедура является частным случаем вероятностной, когда одна из вероятностей равна 1, а все остальные— нулю. Выбор вероятности Р,(f) производят по значениям показателей эффективности О,, причем большие вероятности приписываются лучшим маршрутам. Применение вероятностной процедуры дает более равномерное распределение сообщений по элементам сети.

            Совокупность маршрутных таблицузлов связи реализует определенный план распределения сообщений в сети связи, обеспечивающий оптимизацию ее пропускной способности.

            При коммутации каналов прокладка маршрута через телекоммуникационную сеть осуществляется только в момент начала сеанса взаимодействия абонентских систем. Для этой цели пользователь— инициатор установления связи — передает через сеть вызов. Он про- ходит через узлы коммутации, каждый из которых влияет на процесс маршрутизации. В результате создается последовательность каналов, соединяющих двух взаимодействующих на время передачи сообщений пользователей. При этом передача сообщений осуществляется таким образом, что отправитель и получатель «не видят» узлы коммутации, через которые проходят сообщения.

            Необходимо отметить, что в сети связи с коммутацией пакетов сообщение, состоящее из нескольких пакетов, как правило, идет по нескольким путям. Для этого сетевой уровень добавляет в пакеты соответствующую служебную информацию, необходимую для про- движения пакетов по узлам коммутации и линиям связи сети связи (например общее число пакетов в сообщении и порядковый номер каждого из них). Адрес сетевого уровня в чем-то похож на почтовый адрес, который определяет место нахождения корреспондента, указывая страну, область, почтовый индекс, город, улицу, дом, квартиру и имя адресата. Следует заметить, что иерархические адреса делают сортировку и повторный вызов более легкими путем исключения крупных блоков логически идентичных адресов в процессе операции сравнения. Например, можно исключить все адресные данные других государств, если в адресе указано государство Беларусь.

            При передаче пакетов сообщения по сети связи возникает проблема: такие характеристики, как длина поля адреса, размер пакета и даже промежуток времени, в течение которого пакету разрешается перемещаться по сети и по истечении которого пакет считается потерянным и выдается запрос на пакет дубликат, в каждой сети различны. По этой причине управляющая информация, включаемая в пакеты на сетевом уровне, должна быть достаточной для предотвращения возможных недоразумений и обеспечения успешной доставки и сборки пакетов.

            Очевидно, что транспортный и сетевой уровни в значительной степени дублируют друг друга, особенно в плане функций управления потоком сообщений (пакетов) и контроля ошибок. Главная причина такого дублирования заключается в том, что существует два варианта связи с коммутацией пакетов (сообщений) — с установлением соединения и без установления соединения. Эти варианты базируются на разных предположениях надежности сети.

            Связь с установлением соединения (как и при коммутации каналов) предусматривает первоначальное установление сквозного соединения (канала связи) от потребителя до потребителя, после чего происходит обмен информацией между абонентами. В этом случае абоненты не обязаны завершать обмен информацией своим именем, именем вызываемого корреспондента и его адресом, поскольку предполагается, что связь надежна и противоположная сторона получает сообщение без искажений. Адрес пункта назначения в такой сети необходим лишь при установлении соединения, в самих сообщениях он не нужен. В такой сети сетевой уровень выполняет функцию по контролю ошибок и управлению потоком сообщений. Кроме того, в сети связи с коммутацией пакетов в его функции входит сборка пакетов.

Связь без установления соединения (дейтаграммный способ) предполагает, что контроль ошибок и управление потоком сообщений (пакетов) осуществляются на транспортном уровне. Адрес пункта назначения необходимо указывать в каждом пакете, соблюдение очередности пакетов не гарантируется. Основная идея такой связи состоит в том, что пакеты передаются по разным, заранее не коммутированным маршрутам сети связи. В результате этого в узлах коммутации могут образовываться очереди на передачу пакетов. Важнейшим показателем таких сетей является скорость передачи. Потребители должны полагаться на собственные программы контроля ошибок и управления потоком сообщений (пакетов), а не на встроенные стандартные средства ЭМВОС. При разработке ЭМВОС возможности связи с соединением и связи без соединения описаны в обоих уровнях — сетевом и транспортном. Конечный потребитель может выбрать соответствующие стандартные значения для управляющих полей этих уровней и использовать тот метод, который, на его взгляд, лучше. Недостаток здесь состоит в излишней избыточности, предусмотренной в обоих уровнях, что означает дополнительное количество служебной информации. При передаче информации в таком формате по линиям дальней связи это приводит к дополнительным накладным расходам, поскольку процесс передачи занимает больше времени.

Канальный уровень — уровень взаимосвязи открытых систем, осуществляющий управление передачей информации по каналу. С помощью канального уровня рассматриваются (описываются) процессы передачи стартового сигнала и организации начала передачи информации, самой передачи информации по каналу, проверки получаемой информации и исправления ошибок, отключения канала при его неисправности и восстановления передачи после ремонта техники, генерации сигнала окончания передачи и перевода канала в пассивное состояние.

На канальном уровне происходит обработка пакетов и передача их в соответствии с заданным на сетевом уровне маршрутом передачи. Для этого пакеты преобразуются в кадры соответствующего размера (рис. 2.9). Кадр — блок данных, передаваемый на канальном уровне.

Рис. 2.9. Схема передачи пакетов по объектам, описываемым нижними уровнями ЭМВОС:

К — кадр, Ф — флаг

            Реализация соответствующих услуг канального уровня осуществляется с помощью набора служебных сообщений (в литературе они имеют названия «примитивы», «транзакции» или «интерфейсные блоки данных»; мы в дальнейшем будем называть их примитивами), которые в ЭМВОС делятся на три группы: запроса, индикации, ответа (подтверждения). Эти примитивы удобно рассматривать как управляющую информацию, присущую определенным фазам работы канала: организация канала, передача по нему сообщений, завершение работы канала.

Фаза организации канала. За время этой фазы возможно использование пяти типов примитивов:

1. Запрос соединения, используемый сетевым уровнем в качестве требования на организацию логического канала (табл. 2.3). При выполнении этого запроса канальный уровень отвечает примитивом подтверждения соединения. При поступлении запроса на соединение от удаленного абонента он передается канальным уровнем к сетевому уровню в виде примитива «индикация запроса на соединение».

2. Запрос активизации, используемый при управлении канальным уровнем с целью перевода в активное состояние компонентов этого уровня. В ответ на этот запрос передается примитив «подтверждение активизации».          

3. Запрос выбора конкретного физического соединения из группы возможных соединений. В ответ выдается примитив «подтверждение выбора».

            4. Запрос индикации оконечных точек соединения, с помощью которых осуществляется обмен сообщениями с другим сетевым компонентом.

            5. Запрос согласования параметров, определяющих качество предоставляемых услуг.

Фаза передачи сообщений по каналу. Возможно использование шести типов примитивов:

            1. Запрос передачи блока данных к удаленному сетевому компоненту. Подтверждение сообщается канальным уровнем примитивом «подтверждение передачи данных». Блок данных, поступивший от удаленной станции, передается сетевому уровню с помощью примитива индикации поступления данных, а ответом на этот примитив служит примитив ответа на поступление данных.

            2. Запрос срочной передачи блока данных используется для ускоренной (срочной) передачи блока данных.

            3. Запрос управления потоком, передаваемый от сетевого уровня к канальному. Для сообщения о поступлении аналогичного запроса от удаленного абонента канальный уровень использует примитив индикации запроса управления потоком.

            4. Запрос перехода к начальным условиям, при котором осуществляется сброс имеющихся в канальном уровне блоков данных и установка начальной нумерации.

            5. Запрос текущего состояния канального уровня. 6. Запрос прерывания процесса передачи блока данных.

Фаза завершения соединения в канале. На этой фазе применяются два примитива:

            1. Запрос разъединения логического канала, передаваемый от сетевого уровня канальному.

            2. Запрос о выключении компонента канального уровня. Необходимость обнаружения и исправления ошибок во время передачи сообщений по каналам связи вызвана сравнительно низким их качеством, а также наличием различного рода помех (случайных или специально организованных — преднамеренных).

Для выполнения функции по обнаружению ошибок на канальном уровне применяется метод автоматического запроса повторной передачи, который предусматривает, что если выявлена ошибка, то принимающая открытая система передает код «не подтверждения приема», а передающая система повторяет передачу.

Рассмотренные фазы работы канала связи повторяются по мере возникновения необходимости в передаче сообщений.

В качестве стандарта для протоколов канального уровня организацией ISO рекомендуется протокол HDLC (High Level Data Link Control— протокол управления каналом передачи данных) [5].

Физический уровень — уровень, определяющий механические, оптические, электрические, процедурные средства передачи сигналов через физические средства соединения [1].

физический уровень предназначен для переноса сообщения (последовательности бит) в виде, пригодном для передачи по конкретной используемой физической среде. В качестве такой физической среды передачи могут использоваться, как правило, сеть связи или совокупность отдельных выделенных каналов передачи, соедини- тельная проводная линия, радиоканал и т. д.

            Физический уровень выполняет три функции: установление и разъединение физических соединений между коммутационными устройствами; преобразование сигналов к виду, пригодному для передачи по физической среде; реализация интерфейса (стыка).

            Установление и разъединение соединения. При использовании коммутируемых каналов на физическом уровне необходимо осуществлять предварительное соединение взаимодействующих абонентских устройств и их последующее разъединение. При использовании выделенных (арендуемых) каналов такая процедура упрощается, так как каналы постоянно закреплены за соответствующими направлениями связи. Обмен сообщениями между абонентскими устройствами, не имеющими прямых связей, организуется с помощью коммутации потоков, сообщений, пакетов или каналов связи через промежуточные узлы коммутации. Однако функции такой коммутации выполняются уже на более высоком уровне и к физическому уровню отношения не имеют. Кроме физического подключения на физическом уровне согласуются режимы работы средств связи, способы модуляции, скорости передачи, режимы исправления ошибок и т. д. После установления соединения управление передается более высокому канальному уровню.

            Преобразование сигналов. Для согласования передаваемого с абонентского устройства низкочастотного сигнала с параметрами канала связи осуществляется его преобразование (одного или нескольких его параметров) в высокочастотный сигнал с помощью несущего колебания. Такое преобразование аналогового сигнала называется модуляцией, а устройство — модулятором. Обратное преобразование — демодуляцией, а устройство — демодулятором. Устройство, в котором реализованы обе функции, называется модемом.

            Реализация стыка (интерфейса). На физическом уровне различают стыки, взаимодействующие со средой распространения, и стыки, не взаимодействующие с ней. Стык, взаимодействующий со средой распространения сигналов, обеспечивает функционирование модема по физическим (аналоговым или цифровым) каналам связи. Он соответствует одному из гостированных канальных стыков С1 (рис. 2.10).

Примерами таких стыков С1 являются: — С1-ТФ (ГОСТ 23504-79, 25007 — 81, 26557-85) — для каналов телефонной сети связи общего пользования;

— С1-ТЧ (ГОСТ 23475 — 79, 23504 — 79, 23578 — 79, 25007 — 81, 26557-В;= 85) — для выделенных каналов тональной частоты;

— С1-ТГ (ГОСТ 22937-78) — для телеграфных каналов связи; — С1-ШП (ГОСТ 24174-80, 25007 — 81, 26557 — 85) — для первичных широкополосных каналов;

— С1-ФЛ (ГОСТ 24174 — 80, 26532 — 85) — для физических линий связи и др.

Стыки, не взаимодействующие со средой распространения сигналов, обеспечивают взаимодействие оконечного устройства пользователя (терминала) и модема. Они определяются ГОСТами как преобразовательные стыки С2. Стандарты и рекомендации (K24, RS-232, RS-449, К35 и др.) по С2 определяют общие характеристики (скорость и последовательность передачи), функциональные и структурные характеристики (номенклатура, категория цепей интерфейса, правила их взаимодействия); электрические (величины напряжений, токов и сопротивлений) и механические характеристики (габариты, распределение контактов по цепям и др.).

На физическом уровне происходит диагностика определенного класса неисправностей, например, таких как обрыв провода, пропадание питания, потеря механического контакта и т. д.

            Таким образом, физический уровень обеспечивает передачу сигналов без группировки передаваемой последовательности в более крупные информационные единицы, а также без анализа смыслового содержания как информационной, так и служебной составляющих сообщения. Реализация интерфейса физического и канального уровней осуществляется посредством модемов в соответствии с рекомендациями МСЭ-Т.

2.3. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ЭЛЕМЕНТОВ ОТКРЫТЫХ СИСТЕМ

            Прежде чем приступить к рассмотрению вопросов взаимодействия элементов открытых систем необходимо дать определения понятиям «взаимосвязь» и «взаимодействие».

            Часто в переводах встречается расшифровка аббревиатуры ЭМВОС как эталонной модели взаимодействия открытых систем. Это не удивительно, так как операторы сетей и производители средств связи зачастую не зависят друг от друга, и, следовательно, не имеют системы управления, которая могла бы целенаправленно воздействовать на них одновременно. Выходом из такой ситуации явилась концепция, основанная на взаимодействии, т. е. согласованном функционировании элементов с единой целью — предлагать услуги и средства связи. Такое взаимодействие осуществляется на основе документов, несущих рекомендательный и открытый для дополнений характер, которые дают возможность производителям и операторам ориентироваться на эталоны и безболезненно внедрять новые системы и услуги связи. Понятие «взаимодействие» с точки зрения теории систем полностью отвечает замыслу создания ЭМВОС.

Однако в руководящем документе «Основные положения развития ВСС РФ на перспективу до 2005 года» четко прослеживается, что взаимодействие определяет порядок целевого функционирования различных сетей связи, а взаимосвязь включает еще и службы электросвязи [6].

            Учитывая, что ЭМВОС описывает не только системы, сети и службы электросвязи и является не единственной концепцией в мире, а также исходя из системных позиций, под взаимодействием элементов открытых систем будем понимать их согласованное функционирование с целью выполнения общих задач по обеспечению услугами электросвязи абонентов этих систем.

            Взаимодействие элементов открытых систем может быть организационно-техническим, экономическим, правовым. В пособии более подробно описано организационно-техническое взаимодействие. Под организационно-техническим взаимодействием понимается взаимодействие технических средств и обслуживающего персонала элементов открытых систем.

            Взаимодействие между элементами открытых систем должно обеспечить:

            1. Повышение эффективности функционирования открытых систем.

            2. Комплексное использование ресурсов открытых систем. 3. Возможность связи между абонентами открытых систем и др. Опираясь на вышерассмотренные функции уровней ЭМВОС, можно утверждать, что протоколы трех нижних уровней позволяют установить соединение по сети связи, передать как речевые, так и неречевые сообщения и разъединить соединение, т. е. осуществить функции передачи. Протоколы верхних уровней дают возможность организовать различные теле службы при использовании одной и той же сети связи, т. е. осуществить функции связи между абонентскими устройствами. Верхние уровни в основном используются для передачи неречевых сообщений при подключении абонентских устройств в виде ЭВМ, факсимильных аппаратов и т. д. Таким образом, при взаимодействии элементов ЭМВОС выделяют два типа функций взаимодействия (ФВ):

            1. ФВ, относящиеся к функциям передачи, которые принадлежат нижним трем уровням (рис. 2.11);

            2. ФВ, относящиеся к функциям связи, которые реализуются (описываются) всеми уровнями (рис. 2.12).

            Требования к функции взаимодействия определяются путем сравнения процессов взаимодействия сетей (например для вторичной

сети — установление соединения и отбой, кодирование сигналов, маршрутизация, контроль качества обслуживания и др.) и теле служб (например установление и разъединение соединения абонентских устройств, кодирование информации пользователя, организация сеансов связи и передача отдельного сообщения, обеспечение безопасности информации и др.).

            Совпадающие функции взаимодействия не требуют преобразований на ФВ (например в сетях связи, где коммутируются только аналоговые телефонные каналы). Несовпадающие функции требуют соответствующего преобразования на ФВ (например, в одной сети коммутируются аналоговые телефонные каналы, а в другой — дискретные каналы).

            При передаче неречевых сообщений от одного абонента к другому по элементам открытых систем дополнительно должны предусматриваться функции преобразования: упаковки и сегментации. Так для сетей, в которых передаются данные (сети передачи данных, ISDN), упаковка предусматривает передачу информации в блоках, состоящих из трех полей (заголовка, поля данных и концевика) (рис. 2.13).

Структура служебной информации в общем случае может быть произвольной. Однако на практике применение нашли два типа структур, выбор которых определяется способом идентификации (опознавания) границ передаваемых сообщений.

            При использовании асинхронного способа передачи служебная часть информации представляется совокупностью двух блоков — заголовка (3) и концевика (К), размещенных соответственно в начале и конце сообщения, которые сформированы смежным старшим уровнем. Служебные блоки снабжаются специальными признаками, позволяющими выделить их среди других блоков.

            При синхронной передаче идентификация границ более проста, так как служебная информация представлена одним блоком, например, только заголовком. Для опознания конца сообщения на приемной стороне в заголовке указывается длина сообщения. Схема упаковки сообщения остается той же, что и при асинхронной передаче, за исключением того, что по мере продвижения сообщения от верхних уровней к нижним осуществляется накопление лишь заголовков.

            Представительский уровень добавляет к полученной части сообщения заголовок процесса, который включает адреса получателя и отправителя, тип сообщения, номер блока в исходном сообщении.

            В таком виде сообщения передаются сеансовому уровню, добавляющему к ним концевик процесса. Основной информацией, содержащейся в концевике, являются проверочные символы, позволяющие выявлять ошибки на приемном конце.

Полученная совокупность сообщения пользователя, заголовка и концевика процесса получила наименование блока данных.

            На приемном конце выполняются процедуры, сводящиеся к объединению блоков данных в единое сообщение и предоставление его пользователю-адресату.

Рассмотренный состав служебной информации блока данных достаточен только тогда, когда обмен между пользователями идет внутри одной системы и не задействована телекоммуникационная сеть. Взаимодействие различных открытых систем, основывающихся на телекоммуникационной сети, требует участия всех уровней ЭМВОС. В этом случае блоки данных, поступающие на транспортный уровень, подвергаются дальнейшему преобразованию, к каждому блоку данных здесь добавляется дополнительная служебная информация в виде заголовка передачи, где указываются тип сообщения, адреса взаимодействующих сеансовых объектов, идентификатор фрагмента. В результате получается фрагмент данных.

            На сетевом уровне для выполнения процедуры маршрутизации к фрагменту данных добавляется заголовок пакета, что и приводит к образованию пакета данных.

Пакет данных после передачи его на канальный уровень обрамляется заголовком и концевиком канала. Этим завершается формирование основной единицы данных, подлежащей передаче по физическому каналу (каналу передачи) — информационного кадра (рис. 2.14).

            Служебная информация физического канала формируется в виде флага, представляющего собой байт данных определенной конфигурации. Флаги поочередно передаются с информационными кадрами, идентифицируя тем самым их границы (рис. 2.9).

Таким образом, процедура получения кадра сводится к упаковке данных на каждом уровне в свой конверт, подписанию на нем адреса и передачу его нижестоящему уровню.

Сообщения, формируемые прикладным процессом (потребителем), могут иметь произвольный объем. Однако передать такое сообщение по сети связи сложно (особенно по виртуальным каналам, так как они создаются на время передачи сообщения и существовать продолжительное время не могут), поэтому на представительском уровне сообщения подвергаются сегментации, т. е. делению произвольного сообщения на пакеты фиксированной длины. Далее сообщение, представленное на рис. 2.9, через физические каналы, узлы коммутации (сеть связи) поступает от абонента-отправителя абоненту-адресату.

Необходимо отметить, что на начальных этапах перехода от аналоговых сетей к цифровым, а в последующем — к единой сети ISDN передача речевых и неречевых сообщений осуществлялась на базе существующих цифровых телефонных сетей и сетей передачи данных (ПД) с коммутацией пакетов. Взаимодействие реализовывалось по протоколу Х.25 (в самой сети связи участвуют только три нижних уровня ЭМВОС), что требовало введения при необходимости в состав узлов телефонной связи соответствующих шлюзов.

Шлюз — устройство, посредством которого соединяются сети разных архитектур.

Для подключения к сети цифровых абонентов используется базовый доступ (2B+ D), а для межузлового взаимодействия — первичный доступ (30B+ О).

С точки зрения ВОС способ реализации функций уровня — аппаратный или программный не имеет значения, лишь бы эти функции выполнялись. Очевидно, что физический уровень реализуется аппаратно. В целях повышения эффективности канальный и отчасти сетевой уровень можно реализовать аппаратно. Более высокие уровни реализуются, как правило, программно как процессы, протекающие в рамках операционной среды (например в сетях ПД или ISDN, информационных системах).

2.4. ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ СТАНДАРТЫ И ПРОФИЛИ ВЗАИМОСВЯЗИ                                                                  ОТКРЫТЫХ СИСТЕМ

Стандарт — нормативно-технический документ, устанавливающий единицы величин, термины и их определения, требования к средствам связи (автоматизации) и процессу передачи по ним сообщений.

            Базовый стандарт — утвержденный Государственный стандарт, Международный стандарт, Технический отчет или Рекомендация МСЭ-Т. Базовые стандарты могут объединяться в группы, образуя профиль.

            Профили определяют комбинации базовых стандартов с целью идентификации базовых стандартов и соответствующих протокольных классов, необходимых для обеспечения в системной документации указаний на различные использования базовых стандартов, имеющих значение как для абонентов, так и для поставщиков.

            Как было сказано выше, ЭМВОС предназначена служить эталоном для структуры системы (сети) связи, которым можно обосновать роль стандартов для каждого уровня. Более того, не предполагается, что с каждым уровнем должен ассоциироваться один единственный протокол. Наоборот, каждому уровню соответствует набор стандартов, регламентирующих отдельному уровню различные функции. В силу этого для каждой конкретной среды взаимодействия открытых систем может быть определен конкретный комплект стандартов.

            Тремя главными международными органами, активно разрабатывающими стандарты на взаимодействие систем и сетей связи, являются Международная организация по стандартам (МОС (/SO)), Американский институт инженеров по электротехнике и электронике (АИИЭЭ), Международный союз электросвязи (МСЭ). При этом МОС и АИИЭЭ разрабатывают в основном стандарты, рассчитанные на производителей, а МСЭ — стандарты для подключения абонентских устройств к национальным и международным сетям различных типов. Общее количество существующих базовых стандартов составляет более 450. Все они ориентированы на протоколы услуг и интерфейсы среды взаимодействия применительно к семиуровневой архитектуре ЭМВОС и подразделяются на четыре большие группы:

            1. Обще архитектурные стандарты — для рассмотрения общих принципов взаимосвязи открытых систем.

            2. Стандарты по прикладным функциям используемые при рассмотрении принципов построения, услуг, протоколов, функций прикладного, представительского, сеансового уровней. Они включают следующие подгруппы стандартов для структуры прикладного уровня, общих сервисных элементов прикладного уровня, кодирования информации и др.

            3. Стандарты по коммуникационным функциям объединяют стандарты на протоколы и услуги нижних уровней ЭМВОС;

            4. Стандарты по сетевым технологиям используются при рассмотрении различных классов построения телекоммуникационных сетей и включают следующие две подгруппы стандартов:

            — для сети связи и передачи данных общего пользования (телефонной сети общего пользования, сети передачи данных, ЦСИО и др.);

            — для локальных вычислительных сетей. В табл. 2.4 представлены основные существующие и разрабатываемые стандарты для семи уровней ЭМВОС. Кратко рассмотрим некоторые из этих стандартов.

            Стандарт Х.400 используется при рассмотрении порядка обмена сообщениями в цифровых сетях связи в режиме электронной почты. Первый вариант этого стандарта был опубликован в 1984 г., второй- в 1988 г. Система обработки сообщений на основе Х.400 предоставляет два вида услуг:

            1. Передача сообщений. Здесь обеспечиваются надежность и промежуточное хранение.

2. Отправка и вручение сообщений. В этом случае обеспечиваются единый формат для сообщений с компонентами разных типов и при необходимости преобразование сообщений одного типа в другой, например, преобразование факсимильного сообщения в текстовой или растровый вид. Кроме того, осуществляется взаимодействие с некомпьютерными средствами, такими как факс и телекс.

На рис. 2.15 показана система обработки сообщений, соответствующая Х.400. Абонент передает сообщение в устройство пользователя (УП), которое упаковывает его в «конверт» и помещает в поле заголовка адресную информацию. По заложенной служебной информации отыскиваются необходимые адреса и при необходимости создаются списки рассылки. Затем устройство пользователя передает конверт с заголовками и сообщением в ближайший узел коммутации (УК) сети связи, откуда конверт пересылается от одного УК к другому, пока не дойдет до УК получателя.

Комплект спецификаций Х.400 включает протокол Р.1, который описывает конверт. Конверт Х.400 имеет заголовок, содержащий сведения об отправителе, получателе, предмете сообщения и списки адресов рассылки копий. Устройства пользователя взаимодействуют с узлами коммутации посредством протокола Р.2, который регламентирует структуру сообщения и порядок доставки.

            Стандарт Х.75 применяется при рассмотрении процесса обмена информацией в международных сетях связи с коммутацией пакетов или взаимодействия сетей ПД разных конфигураций как шлюз.

            Стандарт Х.25 используется при рассмотрении управления потоком сообщений и контроля ошибок в сетях ПД. Он определяет правила взаимодействия между абонентским устройством пользователя и аппаратурой образования канала, с одной стороны, и узлами коммутации пакетов сети связи — с другой.

            Х.25 реализуется за счет трех нижних уровней ЭМВОС. Например, на канальном уровне протоколом HDLC (High Level Data Link Control— высокоуровневая процедура управления линией), предназначенным для регламентирования процедуры управления линией, а на физическом уровне Х.21. Стандарты Х.400 и Х.25 реализуются в сети передачи данных специального назначения. Для взаимодействия сетей, построенных по стандарту Х.25, применяется стандарт Х.75.

            Стандарт RS-232 для сетей ПД определяет состав и назначение цепей (линий), используемых при последовательном вводе (выводе) сообщений между аппаратурой передачи данных (АПД) и оконечном оборудовании данных (ООД), а также технические требования к ним в соответствии с международными стандартами К24, К28.

RS-232 применяется для синхронной или асинхронной передачи данных по некоммутируемым (при двухточечном или многоточечном соединении), а также по коммутируемым (при ручном или автоматическом установлении соединения) каналам связи.

            Таким образом, при описании сети связи необходимо знание различных стандартов, регламентирующих правила взаимодействия отдельных элементов этой сети.

Применение ЭМВОС при построении систем и сетей приносит значительные выгоды:

            — обеспечивает экономию затрат и предоставляет более широкие возможности обмена сообщениями;

            — минимизирует затраты при изменении структуры системы (сети) связи;

            — создает возможность взаимодействия средств связи (вычислительной техники), предоставляемых различными поставщиками;

            — обеспечивает расширенный набор услуг, стандартизированных МСЭ и др.

Глава 3. ЕДИНАЯ СЕТЬ ЭЛЕКТРОСВЯЗИ РОССИЙСКОЙ

ФЕДЕРАЦИИ

            В настоящее время связь РФ стала непосредственной производительной силой, создающей условия для подъема и роста экономики страны. Сети связи являются основой (транспортной средой) информационных систем, которые охватывают не только производственные, но и экономические, социально-политические сферы жизнедеятельности государства. Это свидетельствует о расширении роли и значимости связи РФ как части инфраструктуры страны.

            Исторически сложилось так, что связь как отрасль развивалась исходя из условий укрепления оборонного потенциала страны. В первую очередь связью обеспечивались органы государственного управления, армия, органы охраны правопорядка, предприятия военно-промышленного комплекса. Для остальных отраслей народного хозяйства и населения страны связь развивалась по принципу «остаточного» финансирования. При этом не всегда учитывались международные соглашения и стандарты в том числе рекомендации Международного союза электросвязи (МСЭ).

            В настоящее время произошел сдвиг в сторону предоставления услуг связи населению, хозяйствующим субъектам страны. В результате по такому важному параметру, как телефонная плотность (ТП), страна вышла на степень развития, соответствующую ее экономическому уровню. Телефонная плотность как показатель развития связи РФ представляет собой отношение количества введенных в работу основных телефонных аппаратов (ОТА) к числу жителей, населяющих страну.

По данным МСЭ Россия занимает шестое место в мире по числу телефонов. В табл. 3.1 приведены цифры по количеству основных телефонных аппаратов и телефонной плотности для одиннадцати ведущих стран мира.

            Следует отметить, что Международный валютный фонд относит телефонную плотность к ключевым экономическим показателям страны. Согласно данным статистики, Россия по телефонной плотности существенно отстает от промышленно развитых стран и за- мыкает четвертый десяток в мире.

            Такое состояние связи РФ объясняется рядом причин: 1. Став правопреемницей СССР, Россия унаследовала большую часть линейных и узловых средств связи. Однако претендовать на роль равноправного партнера ведущих стран мира, безусловно, не

могла, так как сети связи в основном оснащены устаревшим оборудованием.

            2. Начиная с 1989 г., Россия находилась в глубоком экономическом кризисе, и, следовательно, вопрос с инвестициями в связь обстоял крайне сложно.

На рис. 3.1 показан удельный вес инвестиций в связь РФ, взятый в процентах по отношению к валовому внутреннему продукту [1].

            Эта и многие другие причины поставили в 1992 г. Министерство РФ по связи и информатизации перед необходимостью разработки концепции развития связи. 20 января 1995 г. был принят Федеральный закон «О связи». В результате четырехгодичной работы ведущих НИИ связи была создана и опубликована в 1996 г. концепция развития связи РФ. Это сконцентрированное изложение взглядов и положений о поэтапном развитии связи на период 1995 — 2015 гг. Основное внимание в ней уделяется периоду до 2005 г. Руководящим документом этого времени являются Основные положения развития ВСС РФ на перспективу до 2005 года», который был признан нормативно-техническим документом, определяющим единую стратегию научно технического, производственно-технологического и экономического развития Федеральной электросвязи в условиях меняющихся политического и экономического положений РФ. В соответствии с тенденциями перемен уже в 2003 г. президентом РФ был подписан новый закон о связи, вступивший в силу с 1.01.2004.

На основании указанных документов в России происходит обще единение (интеграция) различных сетей для передачи сообщений,

отличающихся друг от друга структурно и функционально, в единое телекоммуникационное пространство с максимальным использованием общих систем распределения и передачи информации. При этом вырабатываются планы по организации централизованного управления данным телекоммуникационным пространством с учетом его возможного развития. Эта тенденция наблюдается во всем мире [2].

            Таким образом, интеграция сетей связи является объективным процессом, обусловленным дальнейшим развитием связи РФ в целом, который и явился причиной создания единой сети электросвязи Российской Федерации (ЕСЭ России).

3.1. НАЗНАЧЕНИЕ, СОСТАВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ЕДИНОЙ СЕТИ ЭЛЕКТРОСВЯЗИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ И ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К НЕЙ

3.1.1. НАЗНАЧЕНИЕ, СОСТАВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ЕДИНОЙ СЕТИ ЭЛЕКТРОСВЯЗИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ И ПРИНЦИПЫ ЕЕ ПОСТРОЕНИЯ

            Связь Российской Федерации представляет собой отрасль, объединяющую совокупность сетей, служб и оборудования связи, расположенных и функционирующих на территории Российской Федерации [3]. Она предназначена для удовлетворения потребностей населения, органов государственной связи и управления, обороны, безопасности, охраны правопорядка, а также хозяйствующих субъектов в услугах электрической и почтовой связи. Совместно со средствами вычислительной техники связь РФ составляет технологическую основу информатизации общества и основывается на федеральной связи, внутрипроизводственной связи и технологической связи [3]. Основу связи РФ как отрасли составляет федеральная связь, включающая в себя федеральную почтовую связь, государственную фельдъегерскую связь и федеральную электросвязь.

федеральная почтовая связь охватывает деятельность операторов связи, направленную на перевозку и доставку письменных отправлений, материальных ценностей, а также перевод денежных средств.

Государственная фельдъегерская связь — это часть отрасли связи, в ведении которой организуется деятельность операторов связи по приему, обработке и доставке документов, всех видов секретных и почтовых отправлений для предприятий, учреждений, различных организаций и других органов, приписанных к обменным пунктам (узлам, станциям) фельдъегерской связи.

Федеральная электросвязь — основная часть отрасли связи, в ведении которой находится деятельность операторов связи по передаче и приему знаков, сигналов, письменного текста, изображений и звуков по проводной, радио, оптической и другим электромагнитным системам [3]. Материально-техническую основу федеральной связи составляют:

— единая сеть электросвязи Российской Федерации; — сеть почтовой связи Российской Федерации;

— сеть государственной фельдъегерской связи (рис. 3.2).

Внутрипроизводственную и технологическую связь не относят к федеральной связи. Их основой являются сети электросвязи предприятий, учреждений и организаций, которые создаются и функционируют с целью управления внутрипроизводственной деятельностью и технологическими процессами и не имеют выхода или присоединения в сеть электросвязи общего пользования единой сети электросвязи.

            Единая сеть электросвязи Российской Федерации представляет собой совокупность технологически сопряженных сетей электросвязи общего пользования, выделенных сетей, технологических сетей связи, присоединенных к ЕСЭ России, сетей связи специального назначения и других сетей электросвязи для передачи информации при помощи электромагнитных систем (рис. 3.3). Она предназначена для удовлетворения потребностей предприятий, организаций, учреждений и населения страны в электросвязи.

Сеть связи общего пользования (ОП) представляет собой комплекс взаимодействующих сетей электросвязи, в том числе сетей связи для распространения программ телевизионного и радиовещания. Она предназначена для возмездного оказания услуг электросвязи любому пользователю услугами связи на территории Российской Федерации и включает в себя сети электросвязи, определяемые географически в пределах обслуживаемой территории и ресурса нумерации и не определяемые географически в пределах территории

            Российской Федерации и ресурса нумерации, а также сети связи, определяемые по технологии реализации оказания услуг связи. Это составная часть ЕСЭ России, открытая для пользования всем физическим и юридическим лицам, в услугах которой этим лицам не может быть отказано. ЕСЭ России является частью общего сетевого пространства, образуемого национальными сетями стран, которые входят в Региональное Содружество по связи (РСС), охватывает всю территорию РФ и обслуживает основной контингент населения, opгaны управления народным хозяйством, обороной, а также других потребителей без каких-либо ограничений. По своей значимости с точки зрения обеспечения интегральных потребностей страны сеть связи общего пользования соответствует статусу национальной сети. Каждой стране для организации взаимосвязи ее коммутируемой сети ОП с международными сетями мирового сообщества Международный союз по электросвязи присваивает международный код и определяет стыковые параметры.

            Наряду с сетями ОП существуют так называемые частные сети» (Private Nets), или сети ограниченного пользования (с ограничениями на предоставление услуг абонентам). К ним относятся выделенные сети связи, которые представляют собой сети электросвязи, предназначенные для возмездного оказания услуг электросвязи отграниченному кругу пользователей или группам таких пользователей. Выделенные сети связи могут взаимодействовать между собой. Они не присоединены к сети связи общего пользования, а также к сетям связи общего пользования иностранных государств. Технологии и средства связи, применяемые для ощанизации выделенных сетей связи, а также принципы их построения устанавливаются владельцами этих сетей.

            Технологические сети связи предназначены для обеспечения производственной деятельности организаций, управления технологическими процессами в производстве. При наличии свободных ресурсов технологической сети связи часть этой сети может быть присоединена к сети связи общего пользования с переводом в категорию сети связи общего пользования для возмездного оказания услуг связи любому пользователю на основании соответствующей лицензии. Такое присоединение допускается, если:

            1) часть технологической сети связи, предназначаемая для присоединения к сети связи общего пользования, может быть программно, технически или физически отделена собственником от технологической сети связи;

            2) присоединяемая к сети связи общего пользования часть технологической сети связи соответствует требованиям функционирования сети связи общего пользования.

Части абонентов технологической сети связи, присоединенной к сети связи общего пользования, выделяется ресурс нумерации из ресурса нумерации сети связи общего пользования в порядке, установленном федеральным органом исполнительной власти в области связи.

            Технологические сети связи могут быть присоединены к технологическим сетям связи иностранных организаций только для обеспечения единого технологического цикла.

Сети связи специального назначения предназначены для нужд государственного управления, обороны страны, безопасности гocyдарства и обеспечения правопорядка. Эти сети не могут использоваться для возмездного оказания услуг связи, если это не предусмотрено законодательством Российской Федерации. Доступ к таким сетям возможен только для определенного контингента абонентов. Связь для нужд государственного управления, в том числе президентская связь, правительственная связь, связь для нужд обороны страны, безопасности государства и обеспечения правопорядка осуществляется в порядке, определенном законодательством Российской Федерации. Расходы на финансирование обеспечения связи для нужд государственного управления, обороны страны, безопасности государства и обеспечения правопорядка предусматриваются федеральным законом о федеральном бюджете на соответствующий год в составе соответствующих расходов. Подготовка и использование ресурсов единой сети электросвязи Российской Федерации для обеспечения функционирования сетей связи специального назначения осуществляются в порядке, установленном Правительством Российской Федерации. Центры управления сетями связи специального назначения обеспечивают их взаимодействие с другими сетями единой сети электросвязи Российской Федерации в порядке, установленном федеральным органом исполнительной власти в области связи.

            В разделе 1.3 дана детальная классификация сетей, входящих в состав ЕСЭ России. В дополнение к ней можно отметить, что помимо общепринятого подразделения сетей ЕСЭ России на первичную и вторичные сети возможен другой подход, разделяющий сети электросвязи на транспортные сети и сети доступа.

            Транспортные сети состоят из междугородных и внутризоновых сетей связи. Они предназначены для образования и передачи высокоскоростных (широкополосных) потоков сообщений.

            Сети доступа состоят из абонентских линий с подключенными к ним оконечными устройствами и местных станций коммутации, соединенных линиями привязки с узлами транспортных сетей.

            В основу построения ЕСЭ России положены общие принципы построения системы связи. Их можно кратко представить в следующем виде:

            1. Теоретически и практически система связи является подсистемой системы управления даже в современных условиях развития отрасли, о которых говорилось раньше. Как система она подчиняется принципу ее соответствия вышестоящей системе, причем соответствие определяется по задачам, составу, построению и возможностям вышестоящей системы. Формы установления и поддержания данного соответствия могут быть различными (административно- командными, экономическими и др.).

            2. Еще один принцип, который оказывает существенное влияние на развитие ЕСЭ России как системы — единство. Этот принцип явился первопричиной создания концепции ЕСЭ России и обеспечивает соответствие стыков и протоколов используемой аппаратуры принятым стандартам. Без его выполнения нельзя говорить о взаимодействии и взаимосвязи различных сетей связи.

3. Третий принцип — резервируемость. Этот принцип определяет возможность системы решать задачи обеспечения устойчивого функционирования в различных условиях. В ЕСЭ России предусмотрена мобилизационная работа, направленная на создание распределенного и сосредоточенного резерва сил и средств связи. К распределенному резерву относятся зарезервированные элементы сети электросвязи, которые находятся во включенном состоянии, но не задействованы в процессе функционирования сети. Сосредоточенный резерв включает средства, находящиеся на складах, базах хранения, а также часть полевых сил и средств, зарезервированных для ЕСЭ России.

В руководящем документе [3] эти принципы конкретизированы с учетом особенностей построения ЕСЭ России (рис. 3.4):

организационно-техническое единство; — территориально зондовое построение сетей связи;    — поэтапное развитие сетей связи;

            — автоматизация всех процессов организации, установления, обеспечения и управления связью;

            — сопряжение сетей связи, входящих в ЕСЭ России; — комплексное применение средств и сетей различных видов связи. Организационно-техническое единство — это принцип построения ЕСЭ России, определяющий порядок управления, взаимодействия и использования протоколов сопряжения сетей, входящих в нее. Организационно техническое единство определяется:

            — строительством ЕСЭ России по плану, учитывающему интересы всех потребителей, обеспечивающему комплексное развитие

сетей связи общего пользования, ведомственных сетей и наиболее экономичное решение задачи очередного этапа развития ЕСЭ России;

            — единой технической политикой, обеспечивающей построение ЕСЭ России в направлении пропорционального развития средств связи с учетом перехода в будущем к цифровой системе с интеграцией обслуживания;

            — применением единого комплекса максимально унифицированных технических средств, отвечающих общим техническим требованиям;

            — единой номенклатурой типовых каналов и сетевых трактов с нормализованными стыками в соответствии с нормами ЕСЭ России;

            — построением единой для первичной и вторичных сетей связи системы управления;

            — едиными подходами к оперативно-техническому обслуживанию первичной сети ЕСЭ России.

            Территориально озоновое построение сетей связи — принцип, определяющий состав, размещение и отношение элементов сетей связи. Он характеризуется зависимостью структуры первичной сети от степени развития субъекта РФ в отношении связи. Например, первичная сеть ЕСЭ России подразделяется на три уровня: магистральную сеть, внутризоновые сети (в России 76 зон), местные сети (местные городские сети охватывают более 1000 городов, сельские сети — свыше 2100 сельских районов).

Поэтапное развитие сетей связи характеризуется интеграцией услуг на основе применения новых технологий. В соответствии с программой развития сетей связи страны предусматривается три этапа:

            1. Создание новой системы административного и технологического управления всем комплексом существующих, вновь создаваемых и приватизированных предприятий и сетей связи, а также совершенствование сетей путем обеспечения цифровой передачи и коммутации сигналов. В настоящее время существует три подхода к внедрению цифровых систем передачи (ЦСП) в ЕСЭ России:

            — метод замещения, предусматривающий постепенную замену элементов аналоговых систем передачи (АСП) на ЦСП (при выработке ресурса или моральном устаревании, когда характеристики каналов не соответствуют современным требованиям);

            — метод наложения, предусматривающий использование незадействованных пар для ЦСП в действующих линейных трактах;

            — метод образования цифровых островов, или построения цифровых зон, с последующим их наращиванием.

            2. Дальнейшая интеграция сетей связи и образование сети с интеграцией служб (СИС), которая должна базироваться на принципах цифровой сети с интеграцией обслуживания (ЦСИО), описываемой стандартами МСЭ.

            3. Создание широкополосных сетей с интеграцией обслуживания, позволяющих предоставлять расширенный перечень телекоммуникационных услуг пользователям.

Работы в области создания цифровой сети связи общего пользования (ЦСС ОП) ведутся в рамках так называемого проекта «50 на 50». За 10 лет (данные за 1995 г.) в России предполагается развернуть наложенную национальную сеть емкостью около 20 млн. абонентов на самых современных принципах. Она будет работать параллельно с существующей сетью, взаимодействуя с ней и дополняя. До 2005 г. планируется создать цифровую междугородную телефонную сеть связи России на основе примерно 50 тыс. км цифровых линий дальней связи, 50 АМТС, что и образует формулу «50 на 50», и 7 международных телефонных станций.

            В целях выполнения принципа автоматизации в ЕСЭ России интенсивно ведутся работы по формированию аппаратного и программного обеспечения для системы управления телекоммуникационных сетей. Для автоматического обслуживания циркулирующих потоков сообщений в сетях связи разрабатываются и внедряются средства автоматизации. Данный принцип предполагает:

            — использование автоматических систем коммутации каналов, пакетов и сообщений во вторичных сетях ЕСЭ России;

            — внедрение как необслуживаемых, так и частично обслуживаемых элементов связи;

            — автоматизацию системы управления первичной и вторичными сетями и их технического обслуживания;

автоматизацию процессов ввода и приема сообщений. Сопряжение сетей связи, входящих в состав ЕСЭ России, заключается в проведении ряда организационно-технических мероприятий на этапах проектирования, строительства и эксплуатации линий и узлов связи ЕСЭ России. Оно осуществляется с целью повышения экономического эффекта, обеспечения взаимозаменяемости линий и каналов, а также для получения достаточного количества обходных направлений связи.

            Одним из условий достижения высокого качества обслуживания абонентов является комплексное применение средств и сетей различных видов связи. При этом предполагается также использование

на одном информационном направлении разнородных линий связи (радиорелейных, оптоволоконных, спутниковых и т. д.), пространственно разнесенных друг от друга; тесное взаимодействие всех сетей, входящих в ЕСЭ России; организацию комбинированных линий и каналов связи.

3.1.2. СИСТЕМНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К ЕСЭ РОССИИ

            Под системными требованиями понимают условия, положения, предписания, отражающие закономерности, порядок, соотношение характеристик свойств объектов, обязательных для выполнения исследуемой системой [5].

            Прежде чем говорить о системных требованиях, необходимо отметить, что ЕСЭ России может рассматриваться как система, так как ей присущи следующие особенности: она управляема, иерархична, включает в себя взаимосвязанные друг с другом элементы, имеет возможность развития и определенную цель.

Задачами поэтапного развития ЕСЭ России на рассматриваемый период (до 2005 г.) следует считать:

            1. Создание технической базы информатизации общества. 2. Обеспечение органов управления народным хозяйством, обороны страны, предприятий, различных организаций и населения средствами и услугами связи на соответствующем развитию страны уровне.

Решение этих задач возможно путем создания высокоорганизованной, интеллектуальной, автоматизированной системы (сети), обеспечивающей передачу (обработку, хранение) разнообразных видов сообщений между различными оконечными устройствами пользователей и предоставление абонентам комплекса определенных услуг с требуемым качеством и надежностью. Именно такой системой должна стать единая сеть электросвязи Российской Федерации в конце намеченного периода. В соответствии с этим можно определить и общие направления развития ЕСЭ России:

            • Совершенствование первичной сети, вторичных сетей, служб электросвязи должны рассматриваться как единая задача, целью которой является пропорциональное развитие элементов единой сети электросвязи Российской Федерации.

            • Капитальные вложения на развитие всех сетей с учетом максимального использования уже имеющихся средств в том числе и сооружений связи должны быть минимальными.

            • Все предлагаемые решения не должны противоречить мировым тенденциям развития сетей связи, а именно переходу к сетям с интеграцией служб, созданию интеллектуальной сети, сетей подвижной связи и универсальной персональной связи, введению услуг мультимедиа.

            Системные требования, предъявляемые к ЕСЭ России, вытекают из принципов построения и особенностей этапов эволюционного развития образующих ее сетей связи. Развитие сетей ЕСЭ России, как и других систем и сетей, характеризуется тремя этапами:

— построение или синтез;

— целевое функционирование;

— деградация или разрушение.

            Исходя из этого, системные требования, предъявляемые к сетям связи, образующим ЕСЭ России, можно сгруппировать в соответствии с принципами построения и учетом динамики ее развития (табл. 3.2).

            При рассмотрении требований, предъявляемых к сетям связи, входящим в состав ЕСЭ России, нетрудно заметить, что все они могут быть разделены на три группы в соответствии с вышерассмотренными принципами. Например, требования, предъявляемые к первичным сетям [3]:

            1. Требования, характеризующие выполнение принципа соответствия ЕСЭ России системе управления:

            1.1. Сеть связи ОП должна подразделяться по территориальному признаку на магистральные (междугородные — для вторичных сетей),

внутризоновые и местные сети. В дальнейшем число территориальных уровней может быть уменьшено, например, за счет объединения магистральной и внутризоновых сетей. Сети связи специального назначения могут иметь иное территориальное деление.

            1.2. Сети связи должны иметь свои системы управления, взаимодействующие между собой при функционировании. Системы управления сетями должны быть частью интегрированной системы управления ЕСЭ России.

            1.3. В сетях связи должны выполняться требования по обеспечению функций службы оперативно-розыскных мероприятий (СОРМ) в порядке, определяемом законодательством РФ, и в объеме, соответствующем действующим нормативно-техническим документам.

            1.4. Сети связи, входящие в ЕСЭ России, в процессе их функционирования должны взаимодействовать друг с другом, обеспечивая повышение эффективности, устойчивости и безопасности функционирования ЕСЭ России в целом.

            Устойчивость — это способность сети сохранять работоспособность при влиянии на нее воздействующих дестабилизирующих факторов. В сети связи ОП устойчивость определяется живучестью и надежностью. Для сетей связи специального назначения, применяемых для нужд обороны страны, безопасности государства, обеспечения правопорядка, устойчивость кроме вышеперечисленных свойств определяется помехоустойчивостью.

            Под живучестью понимают способность сети устойчиво функционировать при воздействии на нее дестабилизирующих факторов, существующих вне сети и приводящих к разрушениям или значительным повреждениям ее элементов.

Надежность — это способность сети функционировать, сохраняя во времени значения эксплуатационных показателей в заданных пределах, соответствующих установленным режимам и условиям использования, технического обслуживания, восстановления и ремонта. Надежность первичной сети ОП характеризуется надежностью передачи сообщений между любой заданной парой сетевых узлов или станций, т. е. совокупности каналов передачи, сетевых трактов, узлов и станций первичной сети. Каналы и тракты систем передачи первичной сети характеризуются состояниями готовности и неготовности.

Готовность — это состояние, при котором сохраняется способность к передаче сообщений между потребителями.

            Состояние неготовности в свою очередь подразделяется на состояния сбоя и отказа. Под сбоем или отказом понимают нарушение готовности объекта, при котором происходит перерыв в передаче сообщений длительностью более заданной.

Показатели надежности: К— коэффициент готовности по сбоям, К, — коэффициент готовности по отказам, Т — среднее время между сбоями Т, — среднее время между отказами, Т— среднее время восстановления по сбоям, Т, — среднее время восстановления по отказам.

            Коэффициент готовности К, имеет вероятностный смысл и показывает, насколько объект окажется в работоспособном состоянии в произвольный момент времени кроме планируемых периодов, в течение которых применение объекта по назначению не предусмотрено.

Данный коэффициент вычисляется по формуле

где ZTД — суммарное время исправного функционирования, Т — общее время функционирования объекта или системы.

Работоспособность — это состояние объекта (системы), при котором значения всех параметров, характеризующих способность выполнять заданные функции, соответствуют требованиям.

            Среднее время восстановления по сбоям или отказам представляет собой математическое ожидание случайного времени восстановления объекта по сбоям и отказам.

В качестве критерия сбоя в канале тональной частоты (ТЧ) независимо от типа системы передачи, в которой он образован, считается перерыв в передаче сообщений длительностью более 0,3 с [3].

            В качестве критерия отказа канала ТЧ используется перерыв в передаче сообщений продолжительностью более 10 с, причем под перерывом понимается снижение уровня сигнала на 18 дБ и более.

            Для радиорелейных, тропосферных и спутниковых трактов перерыв связи фиксируется при повышении шумов связи свыше 106 ПКВТО (при времени интеграции 5 мс) [3].

Критерием отказа основного цифрового канала (ОЦК) (64 кбит/с) является повышение коэффициента ошибок до 10 и более в секунду в течение десяти последовательных секунд, учитываемых во времени неготовности.

За критерий восстановления ОЦК принимается снижение коэффициента ошибок до величины менее 10  в секунду в течение десяти последовательных секунд, учитываемых во времени готовности. В канале ТЧ или ОЦК протяженностью 13 900 км независимо от используемых типов систем передачи (СП) на существующей первичной сети должны обеспечиваться следующие показатели надежности:

— по отказам:

Эти нормы относятся к стандартному каналу передачи эталонной длины. В концепции создания и развития ВСС России существуют также нормы по надежности линий передачи, сетевых трактов и каналов передачи магистральной, внутризоновой и местной первичных сетей [3].

            2. Требования, предъявляемые к первичной сети, определяющие возможность ее сопряжения, что соответствует второму принципу построения ЕСЭ России:

            2.1. На сетях связи должна быть организована техническая эксплуатация в соответствии с действующими правилами, нормативными документами Министерства транспорта и связи Российской федерации; кроме того, должны соблюдаться номенклатура каналов передачи и сетевых трактов, нормы на каналы передачи и сетевые тракты, в том числе на нормированные стыки.

            2.2. На сетях связи должна работать только аппаратура связи общего применения, имеющая сертификаты соответствия, выданные Государственным комитетом по связи России.

            2.3. На ЕСЭ России должна обеспечиваться взаимосвязь с сетями администраций связи, входящими в Региональное содружество в области связи (РСС), и с сетями других стран мирового сообщества.

            2.4. Присоединение сетей ограниченного пользования к сетям общего пользования должно осуществляться в соответствии с Положением о порядке присоединения сетей электросвязи к сетям общего пользования и порядке регулирования пропуска телефонного трафика по сетям электросвязи общего пользования Российской Федерации.

            2.5. Взаимодействие двух сетей должно быть технологическим, экономическим и правовым.

            3. Третий принцип построения ЕСЭ России — резервируемость, представлен требованиями, предъявляемыми к первичной сети:

            3.1. Сеть должна иметь систему восстановления, обеспечивающую работу сети как в нормальных условиях, так и в чрезвычайных ситуациях.

            3.2. Сеть должна иметь систему резервирования.

Необходимо отметить, что для решения задач рассредоточенного резерва в ЕСЭ России создана система резервирования (совокупность автоматизированных устройств контроля и переключения, резервируемых и резервных трактов и каналов, взаимодействующих с системой управления первичной сетью). Резервирование осуществляется путем предоставления обходных путей или за счет возможностей по перестройке магистральной первичной сети, включая использование по согласованию трактов и каналов передачи первичных сетей других владельцев (ведомств, юридических и физических лиц).

            При создании системы резервирования в качестве показателей надежности соединений используется коэффициент готовности и время предоставления резерва, которое при автоматическом способе резервирования составляет 10 — 30 с.

            Для обеспечения надежности соединений предусматриваются два плана резервирования: автономное (трактами, каналами первого резерва, заранее подготовленными между двумя узлами) и сетевое (трактами, каналами второго резерва, составляемыми в процессе резервирования по транзитным участкам).

            Для создания сосредоточенного резерва в ЕСЭ России существует система восстановления первичной сети ОП, которая предназначена для оперативного создания работоспособных в экстремальных условиях эквивалентов, временно заменяющих неработоспособные

стационарные средства связи, и последующего восстановления этих разрушенных средств связи. Она позволяет восстанавливать сетевые узлы в течение 3 суток, линию передачи — в течение 15 часов, включая время транспортировки технических средств. Выбор пункта хранения сосредоточенного резерва должен осуществляться с учетом требований к допустимым срокам доставки (не более 10 часов) к месту возможного применения.

Вышеперечисленные требования в руководящем документе [3] отражаются не системно. Однако все они соответствуют основным принципам, присущим развитию любой системы, являясь системны- ми требованиями, предъявляемыми к ЕСЭ России, так как их выполнение достаточно для целевого функционирования ее как системы в целом.

3.2. АРХИТЕКТУРА ЕДИНОЙ СЕТИ ЭЛЕКТРОСВЯЗИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

3.2.1. ХАРАКТЕРИСТИКА ЭЛЕМЕНТОВ АРХИТЕКТУРЫ ЕСЭ РОССИИ

Для наиболее полного описания построения ЕСЭ России воспользуемся понятием «архитектура», так как структура не в полной мере соответствует решению данной задачи. Необходимо отметить, что понятия «структура» и «архитектура» близки, однако существует важное отличие, требующее детального рассмотрения.

С точки зрения системного анализа структура отражает наиболее существенные взаимоотношения между элементами и их группами (компонентами, подсистемами), которые мало изменяются в системе и обеспечивают существование системы и ее основных свойств, т. е. это совокупность составляющих систему элементов и связей между ними.

Архитектура системы связи — это концепция построения подсистем и сетей связи, обеспечивающая возможность объединения в сеть произвольного числа разнородных элементов [6]. Такая возможность обеспечивается представлением каждого элемента в иерархической системе с определенным набором заданных процедур, протоколов и интерфейсов взаимодействия.

Таким образом, в отличие от структуры архитектура предполагает описание развития системы связи на базе строгой иерархии, что позволяет гибко реагировать на все изменения и дополнения в системе связи.

Единая сеть электросвязи РФ является иерархической системой, которая может быть представлена в виде пространственной конструкции, отражающей ее архитектуру.

Архитектура ЕСЭ России имеет несколько уровней: первичная сеть, вторичные сети, система электросвязи, службы электросвязи.

            Основой ЕСЭ России (первым уровнем архитектуры) является первичная сеть, которая представляет собой совокупность сетевых узлов, сетевых станций и линий передачи, образующих сеть типовых каналов передачи и типовых групповых трактов, соединяющихся аппаратурой многоканальных систем передачи. Первичная сеть охватывает территорию всей страны и имеет трехступенчатую структуру, объединяя магистральную, внутризоновые и местные первичные сети (рис. 3.6).

            Магистральная первичная сеть располагается на территории всей страны и соединяет между собой типовые каналы и групповые тракты разных внутризоновых первичных сетей в единую сеть. Она образуется радиорелейными и кабельными линиями передачи протяженностью 12 500 км, а при связи между континентами — 25 000 км.

            Внутризоновая первичная сеть располагается в пределах одной зоны, территория которой, как правило, совпадает с административными границами области, края или республики. Каждая внутризоновая первичная сеть обеспечивает соединение между собой типовых каналов и трактов местных сетей этой зоны. Она базируется на радиорелейных и кабельных линиях передачи, максимальная протяженность которых составляет 600 км.

            Местная первичная сеть создается на территории города или сельского района при развертывании воздушных и кабельных линий передачи протяженностью до 100 км.

Совокупность внутризоновой и местных первичных сетей на территории, совпадающей с зоной нумерации, образует зондовую первичную сеть.

            Основными элементами любой первичной сети являются сетевые узлы, сетевые станции, линии передачи, системы управления, резервирования, электропитания, тактовой синхронизации (для цифровых сетей), а также восстановления элементов сети.

Сетевые узлы и станции наряду с выполнением общих функций по организации типовых групповых трактов и каналов и их предоставлению соответствующим вторичным сетям имеют некоторые отличительные особенности.

Сетевой узел представляет собой комплекс технических средств, обеспечивающий образование, перераспределение и техническую эксплуатацию сетевых трактов, типовых каналов передачи и типовых физических цепей первичной сети, а также предоставление их вторичным сетям и другим потребителям. Эти узлы обычно размещаются на пересечении нескольких линий передачи. В зависимости от типа первичной сети, к которой принадлежит сетевой узел, ему присваивается название «магистральный», «внутризоновый», или «местный». Кроме того, внутри каждого класса сетевых узлов существует их разделение по назначению. На магистральной первичной сети чаще встречаются сетевые узлы трех типов (рис. 3.7):

            1. Сетевой узел (СУ) на пересечении магистральных линий, обеспечивающий соответствующие переключения трактов и каналов, который может выполнять функции оконечной станции первичной магистральной сети (ОМС) по предоставлению каналов передачи во вторичные сети.

            2. Сетевой узел выделения групп каналов передачи (СУВ), представляющий собой обслуживаемый усилительный пункт на магистральной линии, на котором установлена аппаратура выделения групповых трактов.

            3. Сетевой узел переключения (СУП), представляющий собой обслуживаемый усилительный пункт на пересечении магистральных линий, на котором установлена аппаратура выделения и коммутации типовых каналов и трактов.

            Сетевые узлы переключения и выделения также могут выполнять функции сетевых станций по отношению к низшей по уровню иерархии первичной сети. Например, магистральный сетевой узел переключения (МСУП) в выделенном на рис. 3.7 субъекте РФ выполняет функции внутризоновой сетевой станции первичной сети.

На внутризоновых сетях совместно с СУ, СУП и СУВ создаются межрайонные сетевые узлы (МРСУ), которые функционируют на разветвлении внутриобластных линий между районными узлами электросвязи (РУЭС) и обеспечивают переключения трактов, каналов на сетевые станции местные (ССМ) райцентров. Наиболее крупные СУ называют территориальными сетевыми узлами (ТСУ), так как они располагаются на пересечении нескольких достаточно мощных кабельных и радиорелейных магистралей и имеют свою зону ответственности в пределах установленной территории. В ТСУ все линии передачи, как правило, заканчиваются оконечной

аппаратурой системы передачи (СП). СУП в отличие от ТСУ располагается на пересечении линий передачи меньшей мощности. В СУП отдельные линии передачи могут заканчиваться оконечной аппаратурой СП, а для других линий могут быть организованы обслуживаемые усилительные пункты. Через СУВ обычно проходит одна линия передачи и организуется выделение сетевых трактов или каналов с целью предоставления их вторичным сетям и потребителям.

            Сетевая станция представляет собой комплекс технических средств, обеспечивающий образование и предоставление вторичным сетям типовых физических цепей, типовых каналов передачи и сетевых трактов, а также их транзит. Сетевые станции в отличие от сетевых узлов являются оконечными точками соответствующих частей первичных сетей (магистральных, внутризоновых и местных). Их основное предназначение        — предоставление каналов передачи и групповых трактов потребителям (вторичным сетям). Они могут размещаться либо совместно с сетевыми узлами, либо на удалении от них. Следует заметить, что соединительные линии между оконечными магистральными станциями (ОМС) первичной сети и оконечными станциями вторичных сетей связи в состав линий первичной сети не входят.

УИВС — телефонный узел ГТС, предназначенный для объединения и распределения входящих и исходящих потоков.

            УС — узловая телефонная станция сельской сети, обеспечивающая телефонной связью абонентов сельского населенного пункта между собой и с абонентами оконечных телефонных станций, включенных в эту станцию, их транзитные соединения, а также выход этих абонентов на центральную станцию данного административного района.

            ЦС — центральная станция сельской телефонной сети, обеспечивающая телефонной связью абонентов данного райцентра между собой и с абонентами различных сельских телефонных станций района, транзитные соединения абонентов оконечных и узловых станций, а также выход абонентов района на внутризоновую и междугородную телефонные сети.

            ОС — оконечная станция сельской телефонной сети, обеспечивающая телефонной связью абонентов сельского населенного пункта, а также их выход на ЦС или УС.

            ТУ — транзитный узел, обеспечивающий установление транзитных соединений между телефонными станциями.

            Узлы и станции вторичных сетей размещаются, как правило, совместно (в одном населенном пункте или в здании) с соответствующими узлами и станциями первичных сетей, которые предоставляют необходимое число сетевых трактов и каналов передачи. Таким

            УИВС — телефонный узел ГТС, предназначенный для объединения и распределения входящих и исходящих потоков.

            УС — узловая телефонная станция сельской сети, обеспечивающая телефонной связью абонентов сельского населенного пункта между собой и с абонентами оконечных телефонных станций, включенных в эту станцию, их транзитные соединения, а также выход этих абонентов на центральную станцию данного административного района.

            ЦС — центральная станция сельской телефонной сети, обеспечивающая телефонной связью абонентов данного райцентра между собой и с абонентами различных сельских телефонных станций района, транзитные соединения абонентов оконечных и узловых станций, а также выход абонентов района на внутризоновую и междугородную телефонные сети.

            ОС — оконечная станция сельской телефонной сети, обеспечивающая телефонной связью абонентов сельского населенного пункта, а также их выход на ЦС или УС.

            ТУ — транзитный узел, обеспечивающий установление транзитных соединений между телефонными станциями.

            Узлы и станции вторичных сетей размещаются, как правило, совместно (в одном населенном пункте или в здании) с соответствующими узлами и станциями первичных сетей, которые предоставляют необходимое число сетевых трактов и каналов передачи. Таким

образом образуются различные предприятия связи: территориальные автоматизированные узлы управления и коммутации (ТАУК), эксплуатационно-технические узлы связи (ЭТУС), междугородные телефонные станции (МТС), районные узлы электросвязи и др.

            На базе вторичных сетей организуются общегосударственные системы электросвязи, включающие соответствующую вторичную сеть, подсистемы нумерации, сигнализации, тарификации, технического обслуживания и управления и являющиеся третьим уровнем ЕСЭ России, например системы электросвязи общего пользования: телефонной связи, телеграфной связи, передачи данных, распределения программ телевизионного вещания, распределения программ звукового вещания, передачи газет, факсимильной связи и другие.

Система электросвязи может включать в себя одну или несколько служб электросвязи. Служба электросвязи представляет собой организационно-техническую структуру на базе сети связи (или совокупности сетей связи), обеспечивающую обслуживание связью пользователей с целью удовлетворения их потребностей в определенном наборе услуг электросвязи. Различают два вида служб электросвязи: службы передачи и теле службы (службы предоставления связи).

            Служба передачи — это служба электросвязи, обеспечивающая только возможность передачи сигналов по сети связи между стыками сети с абонентскими оконечными устройствами (например служба передачи данных). Такие службы регламентируются МСЭ тремя нижними уровнями ЭМВОС. Оконечные устройства в службу передачи не входят.

Теле служба — служба электросвязи, которая организуется с целью непосредственного обмена сообщениями между оконечными устройствами пользователей через сети электросвязи (1-7 уровни ЭМВОС). Теле служба организуется на базе систем передачи и оконечных устройств. Примерами являются службы телефонной связи, телекса, бюрофакса и др.

            Службы электросвязи классифицируются по следующим признакам: виду передаваемых сообщений, наличию оконечных устройств пользователей, степени доступности для пользователей, характеру обмена сообщениями, методу обслуживания пользователей, используемой среде распространения сигналов электросвязи. Классификация служб электросвязи представлена на рис. 3.9.

            Вид электросвязи является классификационным признаком, определяющим характер услуг, предоставляемых пользователю,

например, телефонная связь — передача речевых сообщений между пара- ми пользователей; факсимильная связь — передача неподвижных сообщений; видеоконференцсвязь — передача речевых, документальных сообщений, неподвижных и подвижных изображений между двумя и большим числом пользователей и т. д.

            По характеру обмена сообщениями службы подразделяются на двусторонние (диалоговые или не диалоговые) и односторонние.

            Двусторонние диалоговые службы ориентированы на взаимодействие потребителей и представлены службами телефонной связи, абонентского телеграфа, телекса, передачи данных, видеотекса и др.

            Двусторонние не диалоговые — это службы, не требующие взаимодействия потребителей; они представлены службами передачи телеграмм, бюрофакса, обработки сообщений и др.

            Односторонние службы обеспечивают одностороннюю передачу и представлены службами распределения программ звукового вещания (ЗВ) и телевидения (ТВ), передачи газетных полос, персонального радиовызова.

По методу обслуживания пользователей службы электросвязи классифицируются на абонентские и клиентские.

Абонентские службы предоставляют услуги пользователям в помещениях абонентов с помощью оконечных устройств, находящихся в распоряжении пользователей.

            Клиентские службы предоставляют услуги пользователям с помощью оконечных устройств, устанавливаемых в пунктах коллективного пользования (приема телеграмм, телефонных переговорных, расположения таксофонов, службы бюрофакса и т. д.).

            Следует заметить, что родственные (по виду передаваемых сообщений) абонентские и клиентские службы должны быть взаимосвязаны. Например, телеграмма, поданная в отделении связи (от клиента), должна быть доставлена на учрежденческий телексный аппарат(абонентский).

            По используемой среде распространения сигналов электросвязи службы электросвязи можно подразделить на работающие по проводным каналам и радиоканалам. Так, выделяют службы проводного ЗВ и кабельного ТВ, отделяя их от соответствующих служб эфирного вещания, не входящих в состав ЕСЭ России.

            Для обеспечения обслуживания пользователей службы электросвязи могут задействовать каналы связи, организуемые во вторичной сети (сетях), и на их основе предоставлять каналы электросвязи пользователям.

            Таким образом, формирование канала электросвязи ЕСЭ России осуществляется на базе каналов передачи, организуемых в первичной сети, коммутируемых с помощью станций и узлов коммутации вторичной сети, на которых выполняются операции, обеспечивающие вызов и соединение, а также обслуживание пользователей согласно перечню востребованных услуг.

3.2.2. КЛАССИФИКАЦИЯ ТИПОВЫХ КАНАЛОВ И ТРАКТОВ ЕСЭ РОССИИ

            Экономически выгодно в первичных сетях ЕСЭ России иметь определенный набор унифицированных каналов, на базе которых образуются каналы для передачи сигналов всех видов связи. Такие каналы называются типовыми. Типовые каналы передачи ЕСЭ России создаются с помощью аналоговых систем передачи (АСП), образующих аналоговые каналы, и цифровых систем передачи (ЦСП), образующих цифровые каналы (ЦК).

Канал передачи — это комплекс технических средств и среды распространения, обеспечивающий передачу сигнала электросвязи в

полосе частот или со скоростью передачи, характерных для данного канала передачи, между сетевыми станциями, сетевыми узлами или между СС и СУ, а также между СС или СУ и оконечным устройством первичной сети. Различают каналы передачи:

            — аналоговые;

            — цифровые;

            — смешанные, или аналого-цифровые каналы передачи, в которых на разных участках используются аналоговые и цифровые системы передачи.

В аналоговой системе передачи (рис. 3.10) основным типовым каналом передачи является канал тональной частоты (ТЧ), имеющий полосу частот от 0,3 до 3,4 кГц, соответствующую основной ширине спектра телефонного сигнала (ее еще называют эффективно передаваемой полосой частот (ЭППЧ)). В пределах ЭППЧ при максимальной протяженности канала остаточное затухание может превышать заданное значение на частоте 800 Гц не более чем на 1 Н п. (8,7 дБ).

            Канал ТЧ используется для организации телефонных, телеграфных и факсимильных каналов связи, а также каналов передачи данных в соответствующих вторичных сетях. Современные системы передачи с частотным разделением (ЧРК) строятся путем объединения каналов ТЧ в группы:

            — пред группу (в диапазоне частот 12,3...23,4 кГц) — объединение трех каналов ТЧ;

            — первичную (в диапазоне частот 60...108 кГц) — объединение двенадцати каналов ТЧ;

            — вторичную (в диапазоне частот 312...552 кГц) — объединение пяти первичных групп (60 каналов ТЧ);

            — третичную (в диапазоне частот 812...2044 кГц) — объединение пяти вторичных групп (300 каналов ТЧ);

            — четверичную (в диапазоне частот 8516...12388 кГц) — объединение трех третичных групп (900 каналов ТЧ) (рис. 3. 10).

            Используя эти группы в сетевых узлах (станциях) первичной сети, можно составить транзитные соединения типовых каналов (каналов ТЧ), первичных, вторичных, третичных, четверичных групп. Транзит это соединение однотипных групп или каналов передачи.

            Кроме обеспечения организации каналов ТЧ типовые группы могут применяться и для других целей, например, первичная группа может использоваться для организации широкого канала с целью высокоскоростной передачи данных, вторичная группа является основным широким каналом связи для передачи газетных полос и т. д.

Максимальное количество каналов ТЧ, которые организуются в группы и передаются через общие линейные тракты кабельных линий или стволы радиорелейных линий, определяет название системы передачи (например, К-1920 — кабельная система передачи 1 920 каналов ТЧ).

            В цифровой системе передачи (рис. 3.11) в зависимости от скорости передачи сигналов электросвязи цифровому каналу, или потоку, присваивают название основной, первичный, вторичный, третичный, четверичный:

            — основной цифровой канал (ОЦК) со скоростью передачи 64 кбит/с; — первичный цифровой поток (канал Е 1) 2 048 кбит/с; — вторичный цифровой поток (канал Е 2) 8 448 кбит/с; — третичный цифровой поток (канал Е 3) 34 368 кбит/с; — четверичный цифровой поток (канал Е 4) 139 264 кбит/с. Кроме того, при использовании различной аппаратуры на базе ОЦК могут организовываться цифровые каналы: 9,6; 4,8; 2,4; 1,2 кбит/с (в зависимости от используемого устройства преобразования сигнала).

            Групповой тракт — это тракт, созданный на базе типового оборудования первичных, вторичных, третичных групп и групп более высокого порядка, а также оборудования сопряжения.

            Линейным трактом называется совокупность технических средств, обеспечивающих передачу сигналов электросвязи в пределах одной

системы передачи в полосе частот, определенной числом каналов одной системы. Следует отметить, что линия передачи может включать в себя несколько линейных трактов одновременно, например по одной паре медных проводов кабеля могут передаваться групповые сигналы одной системы передачи, другие пары задействуются для организации второго линейного тракта. При наличии в этом же кабеле оптических волокон имеется возможность организовать высокоскоростную передачу цифровых потоков. Следовательно, линейные тракты, образованные различными системами передачи, могут функционировать в пределах одного кабеля и отличаться друг от друга как типовыми физическими цепями передачи сигналов, так и средой их распространения.

            Для вторичных сетей также, как и для первичных, существуют стандарты на каналы связи. Для организации звукового вещания, звукового сопровождения телевизионных программ используются каналы:

1-го класса (образуются на базе трех каналов ТЧ); 2-го класса (образуются на базе двух каналов ТЧ). Для организации телевизионного вещания используется телевизионный канал с ЭППЧ 50 Гц...6 МГц. Как правило, сигналы вещания передаются в радиорелейных системах передачи, например, в системе «Восход» (4 дуплексных ствола со 100 %-ним резервированием, каждый из которых имеет возможность передачи 1920 каналов ТЧ или одного телевизионного канала совместно с четырьмя программами звукового сопровождения и двумя или тремя программами звукового вещания 1-ro и 2-го классов).

Телеграфные каналы связи работают на скоростях передачи 50, 100, 200 бит/с и могут организовываться как на основе АСП, так и ЦСП.

Скорость передачи данных обычно составляет 200, 600, 1 200 бит/с, на линиях АСП она может достигать 33 кбит/с, а на линиях, образованных ЦСП, — до 56 кбит/с.

Необходимо отметить, что цифровые и аналоговые каналы будут еще в течение довольно длительного времени работать совместно на первичной сети ЕСЭ России. Поэтому существуют и разрабатываются устройства, обеспечивающие их совместную работу с учетом вышерассмотренных характеристик.

3.3. ФУНКЦИИ ОСНОВНЫХ СЕТЕЙ ЕСЭ РОССИИ И СРЕДСТВА ИХ                                                 ОБЕСПЕЧЕНИЯ

3.3.1. ФУНКЦИИ ОСНОВНЫХ СЕТЕЙ ЕСЭ РОССИИ

            Под функцией сети будем понимать проявление свойств, качеств сети во взаимодействии с другими сетями, входящими и не входящими в ЕСЭ России [7]. Она может быть выражена как качественными показателями, так и количественными характеристиками (скоростью передачи информации, длительностью ее хранения и т. д.).

Единая сеть электросвязи РФ предназначена для удовлетворения потребностей населения, органов государственной власти и управления, обороны, безопасности, правопорядка, а также хозяйственных субъектов в передаче телефонных, телеграфных и факсимильных сообщений, газет, телевизионного и звукового вещания и других сообщений между любыми пунктами страны.

Все функции, реализуемые ЕСЭ России, могут быть условно разделены на три группы: — целевая функция; — основные функции; — дополнительные функции. Целевая функция ЕСЭ России соответствует основному функциональному предназначению данной сети, которое описано выше.

Основные функции отражают особенности ЕСЭ России и представляют собой совокупность реализуемых макрофункций:

            1. Транспортные функции, обеспечивающие обмен информацией между источниками информации и получателями. Они регламентированы четырьмя первыми уровнями ЭМВОС. Передача информации осуществляется по типовым каналам и групповым трактам, которые создаются аппаратурой многоканальных систем передачи и элементами сети ЕСЭ России.

            2. Функции коммутации, реализуемые системами коммутации.

            3. Функции хранения, отображения информации. С применением ЭВМ в сетях связи появилась возможность промежуточного накопления информации на каких-либо носителях (магнитных дисках, лентах и т. д.) с последующим предоставлением ее пользователю на экран дисплея или другого оконечного устройства.

            4. Функции обеспечения безопасности, контроля доступа к информации.

            5. Функции обработки информации. Указанные функции в основном стандартизируются международными организациями, сравнительно мало меняются на различных этапах жизненного цикла сетей и закладываются в сеть еще при проектировании ее технических и программных решений.

Анализ международных рекомендаций [8) и опыт создания сетей позволяет выделить дополнительные функции сетей связи, которые обеспечиваются с заданными показателями качества при различных внешних и внутренних возмущающих воздействиях определенными подсистемами сетей. К таким функциям относятся:

            6. Управление сетью и ее элементами с целью поддержания заданных режимов и показателей функционирования. Здесь имеются в виду процедуры принятия решений по управлению сетью и ее элементами на различных уровнях.

            7. Измерение, регистрация, сбор и обработка статистической информации о функционировании сети при передаче рабочей или специальной испытательной информации.

            8. Восстановление сети и ее элементов, состоящее в установлении места, причин дефекта или снижения качества функционирования (техническая диагностика), выработке решения по устранению дефекта (снижения качества), настройке средств связи после восстановления, а также в доведении заданных показателей до установленных норм.

            9. Контроль состояния сети и ее элементов как в отношении работоспособности средств связи, так и качества функционирования.

            10. Предоставление услуг абонентам (местный и междугородный обмен сообщениями, пользование радиоточкой, передача обыкновенных телеграмм и т. д.).

Такая классификация функций сети позволяет упрощать анализ процессов, происходящих в ЕСЭ России, выявляет ее составные элементы, цель и задачи функционирования, а также направления возможного развития.

3.3.2. КЛАССИФИКАЦИЯ И СОСТАВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ,            ОБЕСПЕЧИВАЮЩИЕ ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ ЕСЭ РОССИИ

            В состав ЕСЭ России входят следующие системы обеспечения функционирования:

            — технической эксплуатации;

            — синхронизации;

            — электропитания;

            — сертификации;

            — частотных присвоений.

            1. Система технической эксплуатации (СТЭ) является наиболее важной и требует детального рассмотрения. Эта система предназначена для технического обслуживания ЕСЭ России с целью обеспечения ее эффективного функционирования.

Основные задачи системы технической эксплуатации ЕСЭ России:

            — обеспечение работоспособности сетей при заданных качестве

и эксплуатационной надежности;

            — эффективное использование ресурсов в интересах потребителей при любых изменениях сети;

            — программное обеспечение СТЭ; -оперативно техническое управление технической эксплуатацией ЕСЭ России;

            — административное управление;

            — метрологическое, материально-техническое и финансовое обеспечение СТЭ;

            — развитие ЕСЭ России для удовлетворения потребностей хозяйственных структур и населения;

            — совершенствование ЕСЭ России, методов технической эксплуатации, улучшение эксплутационных характеристик аппаратуры, оборудования, трактов и каналов передачи.

Исходя из указанных задач, в систему технической эксплуатации ЕСЭ России входят следующие подсистемы обеспечения функционирования (рис. 3.12):

            1) управления сетью, включая подсистемы технического обслуживания и восстановления ЕСЭ России;

            2) радио и радиотехнического контроля работы радиоэлектронных средств (РЭС);

            3) материально-технического обеспечения;

            4) метрологического обеспечения;

            5) подготовки и повышения квалификации;

            6) обеспечения безопасности информации.

Подсистема управления ЕСЭ России представляет набор служб администрации сети и программно-аппаратных средств, обеспечивающих администрацию сети информацией о состоянии сети и дающих возможность влиять на ее работу. Подробнее данная подсистема будет рассмотрена далее.

Подсистема технического обслуживания представляет собой совокупность сил и средств, необходимых для установления и поддержания в заданных пределах характеристик любого элемента сети. Она является частью СТЭ и тождественна ей в рамках выполнения функций ремонта отказавшего оборудования (аппаратуры связи, кабелей, каналов связи). Основные фазы технологического процесса технического обслуживания объектов сети показаны на рис. 3.13.

Основные функции данной подсистемы: — технический контроль оборудования сети и диагностика отказов (контроль технического состояния и анализ данных измерений, обработка значений контролируемых параметров и функциональная диагностика, генерирование тестов);

            — выработка решений по восстановлению элементов сети (организация поиска неработоспособного элемента, локализация отказов и неисправностей, ремонт элементов, привлечение выездных бригад или ремонт в мастерских, настройка технических средств связи после восстановления отказов);

            — анализ и учет результатов эксплуатации (организация аварийной сигнализации, сбор статистических данных об отказах, сбоях, простоях и восстановлении, формирование контрольных и служебных сообщений в центры управления сетью и базы данных, отображение служебной информации технического обслуживания);

            — снабжение и планирование эксплуатации (планирование смен технического обслуживания и распределение персонала, документирование процесса технического обслуживания и технической эксплуатации).

            Подсистема восстановления ЕСЭ России — это совокупность специализированных технических средств, нормативной документации, также эксплуатационно-технического и ремонтно-восстановительного персонала (рис. 3.14). Она предназначена для оперативного создания работоспособных в экстремальных условиях эквивалентов, временно заменяющих неработоспособные средства связи, и по следующего их восстановления. В состав данной подсистемы входят подсистема восстановления связи, подсистема восстановления технических средств и подсистема обеспечения функционирования подсистемы восстановления ЕСЭ России. Следует заметить, что подсистема восстановления не включает подсистему резервирования ЕСЭ России, но находится во взаимодействии с ней.

Подсистема радио и радиотехнического контроля работы радио- электронных средств — совокупность сил и средств, обеспечивающих выполнение комплекса организационных и технических правил использования радиочастотного спектра.

            Подсистема материально-технического обеспечения — совокупность сил и средств, предназначенных для выполнения мероприятий по удовлетворению материальных, бытовых, транспортных и других потребностей элементов сети, а также по своевременному укомплектованию сети средствами связи и автоматизации управления, поддержанию сети в исправном состоянии и постоянной готовности к выполнению задач, проведению ремонта средств связи.

            Подсистема метрологического обеспечения — совокупность сил и средств, обеспечивающих выполнение комплекса организационных, научных, технических правил и норм, необходимых для достижения требуемой точности измерений. Деятельность метрологических служб, направлена на создание, правильный выбор средств измерений, разработку метрологических правил и норм, выполнение других метрологических работ, необходимых для достижения требуемой точности измерений.

            Подсистема обеспечения безопасности информации представляет собой совокупность правовых, организационных и технических мероприятий, средств и норм, направленных на предотвращение или существенное затруднение нанесения ущерба интересам собственника информации в телекоммуникационной сети (системе), а также других заинтересованных физических и юридических лиц и организаций. Задача подсистемы заключается в сохранении конфиденциальности информации, обеспечении ее целостности и доступности [3].

Подсистема подготовки и повышения квалификации — совокупность высших и средних государственных и коммерческих образовательных учреждений, выпускающих специалистов связи.

            2. Система синхронизации, входящая в состав ЕСЭ России, представляет собой совокупность средств, обеспечивающих правильную передачу информации от одного абонента к другому непосредственно по каналу или через сеть связи. Необходимость в общесетевой синхронизации возникает, когда цифровые системы передачи интегрируются с электронными цифровыми системами коммутации каналов в единую цифровую сеть, обеспечивающую передачу и коммутацию сигналов в цифровой форме. Система сетевой синхронизации ЕСЭ России служит для установления и поддержания определенного значения тактовой частоты цифровых сигналов, которые предназначены для цифровой коммутации, цифрового транзита и синхронного объединения с тем, чтобы временные соотношения между этими сигналами не выходили за определенные пределы. Система синхронизации должна быть единой для всех сетей, нуждающихся в ней и входящих в состав ЕСЭ России.

            3. Система электропитания — совокупность элементов электроснабжения, устройств преобразования, регулирования, стабилизации, резервирования и распределения электрической энергии, необходимой для функционирования аппаратуры связи, а также устройств контроля, диагностики и защиты.

Элементы сетей ЕСЭ России располагаются, как правило, в местах, где они могут быть обеспечены надежными и дешевыми источниками электроэнергии, которыми являются электрические сети.

            Под электрической сетью (ЭС) будем понимать совокупность подстанций и линий различных напряжений (местных, районных), откуда предприятия связи непосредственно получают электроэнергию. Элементы сетей ЕСЭ России подключаются к ЭС через линии электропередачи и соответствующие трансформаторные подстанции, преобразующие высокое напряжение (10 и 6 кВ) в напряжение 0,4 кВ трехфазного переменного тока 50 Гц. Однако надежность ЭС недостаточна, поэтому электроснабжение элементов сетей ЕСЭ России резервируется дополнительно собственными автоматизированными электростанциями и аккумуляторными батареями. Например, в состав сетевого узла (станции) обязательно включены цех электроснабжения и аккумуляторный цех (зал). Таким образом, для электроснабжения элементов сетей ЕСЭ России функционирует система электропитания, которая распределена по объектам и предприятиям связи.

            4. Сертификация средств связи для ЕСЭ России обеспечивается системой сертификации Министерства транспорта и связи Российской Федерации, федеральной службой по надзору в сфере связи с помощью уполномоченных на это испытательных центров и лабораторий, аккредитованных в установленном порядке в Госстандарте РФ.

            5. В решении общей задачи обеспечения электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств (ЭМС РЭС) важную роль играет эффективное использование радиочастотного спектра (РЧС). К РЧС в настоящее время принято относить часть спектра электромагнитных колебаний с частотами от 3 кГц до 3000 ГГц. На территории Российской Федерации РЧС рассматривается как своеобразный природный ресурс, который распределяется соответствующими организациями и службами. Основной организацией, координирующей использование РЧС в международном масштабе, является Международный союз электросвязи (МСЭ) — специализированное учреждение Организации Объединенных Наций. МСЭ распределяет спектр между различными службами, регистрирует частотные присвоения для РЭС, координирует деятельность, направленную на устранение помех между       РЭС различных стран и улучшение использования РЧС.

Координация использования РЧС в нашей стране осуществляется государственной комиссией по радиочастотам РФ (ГКРЧ РФ) и органами радиочастотной службы министерств и ведомств РФ. Использование радиочастотного спектра внутри страны ГКРЧ РФ координирует через Министерство обороны РФ, федеральную службу по надзору в сфере связи.

Перечисленные подсистемы совместно обеспечивают функционирование ЕСЭ России. От их совместной работы зависят и свойства функций сетей. Из всех подсистем наибольшую важность имеет подсистема управления. Именно об этой подсистеме пойдет речь ниже.

3.3.3 СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ЕСЭ РОССИИ

            С точки зрения теории систем управление — это изменение состояния объекта, системы или процесса, ведущее к достижению поставленной цели. При рассмотрении управления как процесса следует воспользоваться рис. 3.15.

Анализируя данный процесс, можно выделить три составляющие: среду, объект и субъект, которые участвуют в процессе управления.

Субъект ощущает на себе воздействие среды (Х) и воздействие объекта (У). Если состояние среды он не может изменить, то состоянием объекта он может манипулировать с помощью специально организованного воздействия (U). Таким образом, управление — это процесс организации такого целенаправленного воздействия (0) на некоторую часть среды, называемую объектом управления, в результате которого удовлетворяются потребности субъекта, воздействующего на этот объект.

            Исходя из вышеуказанного, управление ЕСЭ России — есть процесс осуществления информационных воздействий на объекты сети для формирования их целенаправленного поведения. Материальной основой этого процесса служит подсистема управления ЕСЭ России, состоящая из органов управления (ОУ), пунктов управления (ПУ), системы автоматизации и связи.

            Подсистема управления ЕСЭ России является составной частью системы технической эксплуатации, выполняющей функции по оперативному и административному управлению сетями ЕСЭ России на основе комплекса информационных технологий по планированию, техническому обслуживанию и эксплуатации [3]. В качестве теоретической базы для построения подсистемы управления ЕСЭ России принимается концепция сети управления электросвязью TMN (Telecommunication Management Network — сеть управления телекоммуникациями, рекомендация M.3010). Она предполагает автоматизированное управление перспективными объектами и ресурсами ЕСЭ России и подробно изложена в монографии [9].

            Вопросам управления сетями электросвязи в России постоянно уделялось большое внимание. Особенно работа активизировалась в 1980-х гг., когда было принято решение о разработке автоматизированной системы оперативно-технического управления (АСОТУ). На первом этапе ее реализации было решено автоматизировать сеть магистральную первичную (СМП). В результате многолетней работы созданы элементы такой системы в отдельных территориальных управлениях магистральной сети.

            Полная реализация АСОТУ CMll осложнилась отсутствием необходимых технических средств, выпускаемых отечественной промышленностью, включая датчики, устройства переключения, управляющие комплексы, а также большим разнообразием аппаратуры аналоговых систем передачи и коммутации. Автоматизация управления в полном объеме не осуществлена и в других странах.

            В связи с появлением цифровых систем передачи и электронных станций коммутации, где средства управления сетью были предусмотрены в процессе разработки данных систем, а также после разработки концепции TMN для сетей в России приступили к созданию современных систем у правления на основе новых принципов и решений TMN.

            На территории России действуют тысячи операторов сетей электросвязи. Основными из них являются ОАО «Ростелеком», в ведении которого находятся международная и магистральная сети общего пользования, и ОАО «Связьинвест» соответствующих областей и регионов, в ведении которых находятся внутризоновые сети общего пользования.

Управление сетями (магистральной первичной сетью, международной и междугородной телефонными сетями, телеграфными сетями) в ОАО «Ростелеком» осуществляется системой оперативно- технического управления междугородными связями (СОТУМС) во взаимодействии с автоматизированной системой оперативно-технического управления магистральной первичной сетью (АСОТУ СМП), фрагменты которой внедрены в отдельных регионах, а также системами управления сетями операторов связи ОАО «Связьинвест» регионального и местного значения. Структура СОТУМС представлена на рис. 3.16.

Организационно система управления построена по территориально-иерархическому принципу и имеет следующие элементы управления:

— главный центр управления (ГЦУ);

— администрация филиала ОАО «Ростелеком» в федеральном округе;

— территориальные центры коммутации и управления (ТЦКУ); — узловые пункты управления (УПУ);

— информационно-исполнительные пункты (ИП).

Следует заметить, что уровни управления СОТУМС, а также функции, которые были определены задолго до появления концепции TMN, совпадают с уровнями управления и функциями сети TMN.

            Главный центр управления как головное подразделение осуществляет управление различными сетями.

            Управление магистральной первичной сетью ГЦУ осуществляет через территориальные управления в составе администрации филиалов ОАО «Ростелеком», УПУ и ИП. При этом обеспечивается технологическое взаимодействие территориальных управлений с УПУ внутризоновых первичных сетей (система управления связью оператора зонового значения ОАО «Связьинвест»).

            Объектами управления в первичной сети являются элементы магистральной первичной сети: аналоговые и цифровые системы передачи.

Управление международной и междугородной телефонными сетями осуществляется через международные центры коммутации (МЦК) и территориальные центры коммутации и управления (ТЦКУ) при технологическом взаимодействии ТЦКУ с зоновыми центрами управления (ЗЦУ) и УПУ внутризоновых сетей.

            Объектами управления в телефонной сети являются МЦК, узлы автоматической коммутации (УАК), а также автоматические междугородные станции (АМТС).

Управление внутризоновыми первичными сетями (ВЗПС) осуществляется по линии УПУ — ИП. Объектами управления являются системы передачи ВЗПС. Управление телефонной сетью обеспечивает ЗЦУ через центр управления, находящийся в АМТС. Объектами управления являются элементы коммутационного оборудования АМТС и АТС.

ГЦУ управляет также телеграфными сетями (сетями документальной электросвязи) через службу оперативного управления тонального телеграфа (СОУ-ТТ). Системы управления документальной связи будут рассмотрены далее.

            Важным аспектом в создании современных систем управления является их автоматизация. Работы по созданию автоматизированной системы управления в стране были начаты еще в начале 80-х гг. В первую очередь было решено автоматизировать магистральную первичную сеть и создать АСОТУ СМП. Выли определены и сформулированы основы построения сети управления, включая:

— задачи и структуру АСОТУ СМП; . — принципы построения информационной сети передачи данных; — принципы построения программно-технических средств;

— требования к программному обеспечению, предусматривающему использование стандартных операционных систем, систем управления базами данных;

— требования к информационному обеспечению, основанному на единых принципах классификации и кодирования объектов управления и передаваемой информации;

— алгоритмы решения оперативных задач при изменении состояния объектов управления СОТУМС.

            Организационная структура АСОТУ СМП повторяет структуру СОТУМС. Информационная связь между подразделениями ИП — УПУ— территориальное управление — ГЦУ осуществляется по вертикали. Информация о состоянии СМП в подразделения верхнего иерархического уровня поступает после соответствующего обобщения в под- разделении нижнего уровня. Кроме того, между подразделениями администрации филиала ОАО «Ростелеком» (территориальными управлениями) осуществляется информационная связь по горизонтали — обмен информацией о состоянии СМП. Команды управления для улучшения функционирования СМП поступают с верхних уровней управления на нижние.

            При внедрении АСОТУ СМП частично удалось автоматизировать решение трех групп задач (оперативных, планирования, анализа качества работы СМП). В их решении участвовал оперативно-технический персонал и применялись технические средства автоматизации подразделений. Среди используемых технических средств особое место уделялось программно-техническим комплексам (ПТК). Именно их использование позволило рассматривать АСОТУ СМП как человеко-машинную систему, обеспечивающую автоматизированный сбор и обработку информации, а также принятие решений по поддержанию нормального функционирования СМП.

            Исходной информацией для решения комплекса оперативных задач является информация о состоянии контролируемых объектов (КО), вырабатываемая в ИП и передаваемая в УПУ после предварительной обработки с целью определения первопричин изменения состояния КО. Узловые пункты управления, территориальные управления и ГЦУ обеспечивают накопление информации от соответствующих нижестоящих подразделений АСОТУ (ИП, УПУ, территориальных управлений) с целью возможности ее обработки. УПУ осуществляет определение участка неисправности на линии передачи, линейном тракте и сетевом тракте в своей зоне. В том случае, если УПУ не может определить участок неисправности (когда последний находится вне его зоны или является пограничным), он сообщает об этом в территориальное управление администрации ОАО «Ростелеком» в федеральном округе и ГЦУ, которые в свою очередь определяют участок неисправности. Если участок неисправности определяется ГЦУ, то уведомляется соответствующее территориальное управление, которое вырабатывает команды на устранение неисправности (ремонт) соответствующим узловым пунктам управления и обеспечивает оповещение подразделений, сетевых узлов (станций), в зоне которых используются тракты и каналы передачи контролируемых объектов.

            Принятие решений на переключение неисправных трактов и каналов передачи (ввод в действие графиков обходов и замен) на исправные (резервные) обеспечивается ГЦУ, территориальными управлениями филиалов ОАО «Ростелеком» в федеральных округах, УПУ. При этом ГЦУ принимает решение на переключение, если в нем участвуют подразделения нескольких территориальных управлений. Должностное лицо территориального управления администрации филиала ОАО «Ростелеком» принимает решение на переключение, координируя действия подчиненных подразделений. Должностные лица УПУ принимают решение на переключение при неисправном контролируемом объекте самостоятельно только в том случае, когда в переключении участвует подчиненный персонал информационно-исполнительных пунктов, находящийся в зоне ответственности данного УПУ.

            Обратное переключение (после устранения неисправностей в KQ) осуществляется по командам территориального управления и ГЦУ. Информация для принятия решений подготавливается ПТК подразделений.

            Окончательное решение принимает оперативно-технический персонал подразделений. Все принятые в УПУ и территориальном управлении решения доводятся до ГЦУ. Следует заметить, что каждое подразделение АСОТУ СМП должно хранить массивы постоянной информации: в ИП — описание сетевых узлов и станций; в УПУ — базы данных зоны; в территориальных управлениях — базы данных всех УПУ и данные, влияющие на функционирование СМП в зоне; в ГЦУ — базу данных о всей СМП. В организационной структуре АСОТУ СМП предусматриваются горизонтальные связи взаимодействия, что позволяет снизить требования по производительности и объему памяти ПТК и создать распределенную систему параллельно действующих операционных вычислительных машин. В табл. 3.3 сведены основные характеристики разработанных комплексов ПТК (на основе серийно выпускаемых и специально разработанных контроллеров).

В табл. 3.4 приведены характеристики разработанных устройств контроля, необходимых для сопряжения ПТК с аппаратурой аналоговых систем передачи.

            В настоящее время элементы АСОТУ СМП уже внедрены. Анализ результатов опытной эксплуатации АСОТУ СМП подтвердил необходимость разработки единой системы управления. Опубликованные в 1988 г. Рекомендации серии М.ЗО, определившие концепцию построения сети TMN, подтвердили правильность основных направлений создания такой системы. Важно, чтобы дальнейшие работы по созданию систем управления сетями ЕСЭ России осуществлялись на основе отечественного программного обеспечения. В противном случае решение вопросов информационной безопасности и технологической независимости может существенно осложниться. Именно в этом направлении проводят работы ОАО «Ростелеком» совместно с ОАО «Телесофт Россия».

3.3.4. ОСОБЕННОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ                                                                             УПРАВЛЕНИЯ ЕСЭ РОССИИ

            Объектами управления в первую очередь являются первичная сеть (линии передачи, линейные и групповые тракты и каналы передачи, оборудование сетевых узлов (станций), линейно-кабельные сооружения) и вторичные сети общего ОП (телефонная, телеграфная, передачи данных и т. д.), которые базируются на первичной сети. Субъектом управления общегосударственными сетями выступает Министерство информационных технологий и связи РФ (рис. 3.16). Управление в ЕСЭ России осуществляется на основании сочетания территориально отраслевого и территориально-иерархического принципов.

Территориально-отраслевой принцип определяет работу министерств и ведомств по выработке политики развития ЕСЭ России, выдаче лицензий акционерным обществам, контролю за выполнением ими законодательных актов, соблюдению правил взаиморасчетов, обеспечению выполнения требований технической эксплуатации. Этот принцип отражает порядок руководства элементами ЕСЭ России, который построен на сочетании территориального и отраслевого подходов создания аппарата управления.

            Территориальный подход определяет зависимость развития элементов ЕСЭ России от расположения их в субъектах РФ. Необходимо отметить, что субъекты РФ по составу и развитию неоднородны, и это сказывается на степени оборудования их в отношении связи.

            Отраслевой подход определяет зависимость функционирования элементов ЕСЭ России от политики развития связи как отрасли.

Исторически сложилось так, что эксплуатационно-техническое обслуживание большей части линейных и станционных сооружений кабельных и радиорелейных магистралей первичной сети осуществляется структурными подразделениями ОАО «Ростелеком». Производственными подразделениями данного юридического лица являются филиалы ОАО «Ростелеком» в федеральных округах и территориальные управления, которые выступают в роли органов управления. За каждым филиалом закрепляется обслуживание линейных и относящихся к ним стационарных сооружений общей протяженностью трасс 2000...3500 км.

            На участках трассы кабельных и радиорелейных линий связи протяженностью 500...700 км создаются территориальные управления, которые находятся на самостоятельном балансе и подчиняются соответствующим филиалам ОАО «Ростелеком» в федеральных округах. Объектами управления территориальных управлений являются сетевые узлы, сетевые станции и кабельные участки.

            ОАО «Связьинвест» осуществляет управление частью первичной (внутризоновыми и местными сетями) и вторичными сетями связи, для чего в федеральных округах созданы межрегиональные компании (МРК), в зонах ответственности которых существуют органы управления:

            — в области (крае) — филиал межрегиональной компании в субъекте РФ;

            — в районах — районные и эксплуатационно-технические узлы связи (ЭТУС);

            — в городах — городские сети связи (ГТС), почтамты, телеграфы (ГГГ) и др.

            Таким образом, отраслевой принцип находит свое выражение в построении аппарата управления, осуществляющего руководство эксплуатацией и развитием элементов сетей связи. На рис. 3.17. изображена схема управления первичной сетью ЕСЭ России. Вертикальные стрелки обозначают управление, а горизонтальные — взаимодействие.

Необходимо отметить некоторые особенности управления первичной сетью ЕСЭ России:

            1. ЭТУС — самостоятельные хозрасчетные предприятия, которые подчиняются областным, краевым и республиканским филиалам межрегиональных компаний (MPK) в субъектах РФ. Они осуществляют техническую эксплуатацию средств связи и радиофикации, находящихся в пределах области и числящихся на их балансе. ЭТУС функционируют на территории области и имеют в своем составе линейно-технический цех (ЛТЦ) и кабельные участки. ЛТЦ всегда размещается в районном центре и на него возлагается руководство всеми линейными участками, находящимися на территории района. Ввиду того, что наряду с ЛТЦ в районе имеется районный узел электросвязи (РУЭС), который предоставляет услуги по всем видам связи учреждениям, предприятиям, населению и взимает за них плату, то в оперативном отношении ЛТЦ подчиняется РУЭС (по всем вопросам восстановления действия связей и по текущему развитию абонентских пунктов и радиоточек работы проводятся по нарядам РУЭС).

            2. Оконечные магистральные станции располагаются, как правило, в административных центрах субъектов РФ и являются составной частью магистральной первичной сети. На рис. 3.17 видно, что элементы ОМС и МТС могут размещаться в одном здании, что говорит о тесном взаимодействии первичной и вторичных сетей.

            3. Все междугородные телефонные станции подразделяются на выделенные и невыделенные. Выделенные находятся на самостоятельном балансе и непосредственно подчиняются филиалу межрегиональной компании в федеральном округе. Невыделенные станции либо входят в состав районных узлов электросвязи, либо объединяются с городским узлом связи, телеграфом или городской телефонной станцией. При этом взаимодействие оконечной магистральной станции (ОМС) и линейно-технического цеха (ЛТЦ) территориального управления с невыделенными МТС осуществляется так же, как и с выделенными.

            По территориально-иерархическому принципу в настоящее время строится система оперативно-технического управления (СОТУ).

на представляет собой совокупность технических средств и инженерно-технического персонала соответствующих уровней управления

Рис. 3.17. Структура системы управления первичной сетью ЕСЭ России:

ОАО — акционерное общество открытого типа, ГЦУ — главный центр управления, МРК — межрегиональная компания, ЭТУС — эксплуатационно-технический узел связи, ДМ — дежурный монтер, РУЭС — районный узел электросвязи, УПУ — узловой пункт управления, МТС — междугородная телефонная станция, НС — начальник смены, ЛТЦ — линейно-технический цех, КУ — кабельный участок, СТС — сельская телефонная сеть, ИП — информационно-исполнительный пункт, СОУ — секция оперативного управления, ГТС — городская телефонная сеть, СТО — секция технического управления, ГТГ — городской телеграф, РРЦ — радиорелейный цех, СУП— сетевой узел переключения, ЛАЦ — линейно-аппаратный цех, ОРС — оконечная радиорелейная станция, УРС — узловая радиорелейная станция, ПРС — промежуточная радиорелейная станция, РВБ — ремонтная восстановительная бригада, ОМС — оконечная магистральная сетевая станция

предназначенную для осуществления оперативного управления магистральной первичной сетью, а также ее обслуживания и взаимодействия со всеми вторичными сетями и другими потребителями. Основные задачи СОТУ:

            — сбор и анализ сообщений об изменениях в работе оборудования и каналов (трактов) связи;

            — координация действий инженерно-технического персонала при организации и восстановлении связи;

            — принятие решений и выдача команд станциям на обслуживание абонентов;

            — контроль за точным и своевременным выполнением указаний; — организация и поддержание взаимодействия сетей, входящих в

ЕСЭ России;

            — ведение инженерно-технической документации и информационных баз данных и др.

От работы СОТУ зависят обоснованность и оперативность принимаемых и реализуемых решений по поддержанию сетей связи в работоспособном состоянии.

СОТУ обеспечивает решение задач по управлению СМП в обусловленных границах и включает:

            — главный центр управления ГЦУ;

            — двадцать пять территориальных управлений;

            — около 160 магистральных узловых пунктов управления (УПУ) (от 4 до 10 в зоне ответственности одного территориального управления);

            — около 1000 информационно-исполнительных пунктов (ИП) и секций технического обслуживания (СТО) (от 3 до 10 к каждому УПУ).

Организационная структура СОТУ характеризуется тем, что функции управления распределены между основными и запасными пунктами управления как ГЦУ, так и сетевых узлов с учетом принципа централизации.

            ГЦУ по всем вопросам взаимодействует со всеми территориальными управлениями, каждый из которых взаимодействует друг с другом и оперативно подчиненными УПУ. В свою очередь УПУ взаимодействует с оперативно подчиненными СТО и ИП, которые создаются на всех ЛАЦ сетевых узлов, МТС, сетевых станциях и обеспечивают сбор первичной информации об изменении контролируемых объектов и исполняют команды управления от вышестоящих подразделений.

            Система эксплуатационного контроля обеспечивает оценку качества функционирования объектов контроля и обеспечивает выполнение задач всей системы технической эксплуатации средств связи. Она является элементом системы управления, которая на основе данных контроля позволяет принимать решения о необходимости воздействия на управляемую систему с целью поддержания требуемого состояния или выполнения определенного процесса.

3.3.5. НОРМАТИВНАЯ БАЗА ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ЕСЭ РОССИИ

            В соответствии со ст. 71 Конституции Российской Федерации связь находится в федеральном ведении и как отрасль производственно-хозяйственного комплекса является субъектом права РФ. Правовое пространство данного субъекта права составляют правовые вопросы деятельности организаций связи.

            Отношения, связанные с деятельностью по предоставлению услуг и выполнению работ в области связи, в осуществлении которых участвуют органы государственной власти, операторы связи, регулируются федеральным законом «О связи». Отношения в области связи, не урегулированные данным законом, регламентируются другими федеральными законами и иными правовыми актами субъектов Российской Федерации в пределах их полномочий.

            Нормативные акты и распоряжения по вопросам управления сетями связи, организационно-технического обеспечения их устойчивого функционирования, а также технической эксплуатации средств связи, издаваемые федеральными органами исполнительной власти в области связи, являются обязательными для всех физических и юридических лиц, предоставляющих услуги связи или пользующихся ими независимо от их местонахождения и форм собственности. Ответственность за общее регулирование связи в стране несут Правительство Российской Федерации и уполномоченные им федеральные органы исполнительной власти в области связи. Структура федеральных органов исполнительной власти в области связи на территории Российской Федерации представлена на рис. 3.18.

            Единую систему органов исполнительной власти в области связи на федеральном уровне в настоящее время составляет Министерство информационных технологий и связи РФ, включая Управление почтовой связи, а также состоящие при министерстве государственная комиссия по информатизации (ГКИ), государственная комиссия по радиочастотам (ГКРЧ), государственная комиссия по электросвязи (ГКЭС), главное управление государственного надзора за связью в РФ (Гас связь надзор). В субъектах Российской Федерации органы исполнительной

Рис. 3.18. Структура федеральных органов исполнительной власти в области связи

власти в области связи представлены Управлением по надзору за связью и информатизацией и Управлением почтовой связи.

К важным средствам развития связи РФ относится ее нормативное обеспечение (НО). Оно реализуется с помощью нормативных документов (НД), под которыми понимают документы, устанавливающие правила, общие принципы, характеристики, требования или методы, касающиеся определенных объектов НО и доступные широкому кругу пользователей (потребителей).

Нормативное обеспечение ЕСЭ России предназначено для создания условий:

            — защиты прав и интересов потребителей и государства в вопросах предоставления услуг связи, их качества, номенклатуры, безопасности для жизни и здоровья людей, охраны окружающей среды;

            — повышения качества предоставляемых услуг связи, расширения их номенклатуры и объемов в соответствии с потребностями населения, органов государственной власти и управления, обороны, безопасности;

            — охраны правопорядка, хозяйствующих субъектов и иных юридических лиц на уровне возможностей, которые предоставляет развитие науки и техники;

            — переоснащения ЕСЭ России перспективными техническими средствами;

            — обеспечения совместимости и взаимозаменяемости услуг связи с учетом технических возможностей и экономической целесообразности;

            — внедрения новых способов расчетов с пользователями за услуги связи;

            — повышения производительности труда в связи, содействия экономии людских и материальных ресурсов, улучшения экономических показателей предприятий связи;

            — прогнозирования и планирования развития связи в целом и ее компонентов;

            — обеспечения взаимопонимания между разработчиками, проектировщиками, изготовителями, строителями и заказчиками;

            — выполнения оптимальных требований к параметрам продукции; — обеспечения электромагнитной совместимости технических

средств электросвязи;

            — согласования и увязки показателей и характеристик технических средств, их элементов, комплектующих изделий, сырья и материалов;

            — обеспечения программной совместимости технических средств связи;

            — установления метрологических норм, методик, требований для метрологического обеспечения систем и служб электросвязи.

Объекты нормативного обеспечения ЕСЭ России можно подразделить на пять групп:

            — 1-я группа — почтовая связь, отраслевая система стандартизации, отраслевая метрологическая служба;

            — 2-я — системы и службы электросвязи, такие как система телефонной связи, система телеграфной связи и др.;

            — 3-я — сети связи, например, магистральная первичная сеть, внутризоновая первичная сеть и др.;

            -4-я — технические средства, включая аппаратуру систем передачи магистральной первичной сети и многие другие виды аппаратуры;

            — 5-я — объекты, обеспечивающие нормальное функционирование ЕСЭ России и ее составных элементов, а именно системы технической эксплуатации, системы синхронизации и др.

В систему нормативных документов связи входят руководящие документы (РД); межгосударственные (ГОСТ), государственные (ГОСТ-Р) и отраслевые (ОСТ) стандарты; технические условия (ТУ); нормы, правила, инструкции, временные строительные нормы (ВСН). Общее число ранее разработанных документов составляет около 1 200 наименований.

            Руководящие документы по связи — это основополагающие документы, характеризующие современное состояние и перспективы развития связи в целом или ее компонентов, например, руководящий документ «Основные положения развития Взаимоувязанной сети связи Российской Федерации на перспективу до 2005 года», разработанный на основе действующего законодательства РФ, отечественных и международных стандартов, рекомендаций МСЭ и других международных органов. Этот документ создан с учетом опыта

построения сетей и служб электросвязи, отечественных и зарубежных современных достижений науки, техники и технологии.

            Межгосударственные стандарты — это стандарты, принятые государствами, присоединившимися к соглашению о проведении согласованной политики в области стандартизации, метрологии и сертификации, и применяемые ими непосредственно. Межгосударственные стандарты в области связи устанавливают правила, общие принципы, требования или методы, касающиеся определенных объектов связи межгосударственного применения.

            Государственные стандарты РФ — это стандарты, утвержденные Госстандартом РФ. Государственные стандарты в области связи устанавливают правила, общие принципы, характеристики, требования или методы, касающиеся определенных объектов связи отечественного применения, например ГОСТ-Р 50861 — 96 «Система телетекст. Основные параметры. Методы измерения».

            Отраслевые стандарты утверждаются министерствами (ведомствами) РФ. Отраслевые стандарты в связи устанавливают правила, общие принципы, характеристики, требования или методы, касающиеся определенных объектов связи. Они разрабатываются в тех случаях, когда на объекты связи отсутствуют государственные стандарты РФ, или при необходимости установления требований, превышающих установленные государственными стандартами РФ. Требования ОСТ не должны противоречить обязательным требованиям государственных стандартов РФ, например ОСТ 4Г 0.005.210-85 «Микросборки. Классификация и условные обозначения».

            Технические условия и представляют собой нормативные документы на конкретную продукцию (услугу), утвержденные предприятием- разработчиком, как правило, по согласованию с пред приятием заказчиком (потребителем). Технические условия устанавливают требования к конкретным типам, маркам или артикулам продукции (оборудованию, услуге, процессу). Требования технических условий не должны противоречить обязательным требованиям ГОСТ-Р и ОСТ и могут дополнять и ужесточать установленные в них требования, например ТУ 25-2408.007 — 88Е «Датчики реле уровня РОС-101».

            Нормы также являются нормативными документами, характеризующими обязательный порядок, количественные величины какого- либо процесса, параметров и т. д.

            Правила — нормативные документы, устанавливающие порядок, соблюдение которого необходимо для выполнении я каких-либо действий.

            Инструкции определяют последовательность и технологию выполнения каких-либо работ.

В общем случае нормативные документы должны отвечать следующим основным требованиям:

            — учитывать социальную, техническую или экономическую целесообразность;

            — учитывать действующие национальные и международные стандарты с целью исключения дублирования;

            — обеспечивать взаимное согласование требований по всем стадиям жизненного цикла продукции от разработки до утилизации;

            — регламентировать в НД показатели качества материалов и комплектующих изделий с целью реализации требований, предъявляемых к конечной продукции;

            — обеспечивать стабильность требований в течение достаточного периода (наибольшей стабильностью должны обладать основополагающие и общетехнические нормативные документы);

            — учитывать новые виды техники связи (цифровые и оптоволоконные системы связи, системы подвижной связи и др.)