Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Многоуровневые мультисервисные системы связи и методы предоставления интегрированных информационных услуг 8
1.1. Общие принципы построения мультисервисных систем 8
1.2. Нормирование качества услуг телекоммуникационных систем 10
1.2.1. Параметры качества функционирования системы 11
1.2.2. Параметры качества обслуживания или предоставления услуги 13
1.3. Подходы к оценке и прогнозированию эффективности и надежности мультисервисных систем связи 15
1.4. Выводы 24
Глава 2 Разработка методов оценки и прогнозирования структурной надежности мультисервисных систем связи 26
2.1. Характеристика мультисервисных систем (сетей связи) как объекта исследования их надежности 26
2.1.1. Основные термины и понятия 26
2.1.2. Надежность и качество функционирования МСС 27
2.1.3. Количественные показатели надежности 32
2.1.4. Факторы, влияющие на надежность МСС 37
2.1.5. Особенности оценки и прогнозирования надежности МСС 47
2.2. Методы оценки и прогнозирования надежности мультисервисных систем (сетей связи)49
2.2.1. Определение понятия отказа МСС 49
2.2.2. Расчет надежности системы при последовательном и параллельном соединениях ее элементов 53
2.2.3. Метод структурных преобразований 56
2.2.4. Метод расчета структурной надежности с использованием математической логики (булевой алгебры) 62
2.2.5. Графовый полумарковский метод моментов 69
2.2.6. Графовый полумарковский метод операторных преобразований 72
2.2.7. Приближенный графовый полумарковский метод 73
2.2.8. Алгоритм расчета показателей надежности систем графовыми методами 74
2.3. Методы расчета структурной надежности по совокупности путей и сечений 78
2.3.1. Точные методы расчета по совокупности путей или сечений 78
2.3.2. Приближенный метод двусторонней оценки структурной надежности 84
2.3.3. Некоторые способы повышения структурной надежности 88
Глава 3. Системный аспекты построения системы теле- видеоконференцсвязи 90
3.1. Технологии телеконференций 100
3.2. Архитектуры аудио- и видеоконференций 113
3.3. Выводы 121
Глава 4. Прикладные аспекты создания системы телеконференцсвязи с использованием мультисервисной сети связи (на примере Московского филиала ОАО «ЦептрТелеком») .122
4.1. Принципы построения региональной мультисервисной сети связи Московского филиала ОАО «ЦептрТелеком» 123
4.2. Инфокоммуникационные услуги, предоставляемые в рамках МСС 124
4.3. Реализация телеконференцсвязи 126
4.4. Выводы 128
Заключение 129
Список используемой литературы и источников 131
- Общие принципы построения мультисервисных систем
- Характеристика мультисервисных систем (сетей связи) как объекта исследования их надежности
- Технологии телеконференций
- Принципы построения региональной мультисервисной сети связи Московского филиала ОАО «ЦептрТелеком»
Введение к работе
Актуальность темы исследования. Состояние современного мирового сообщества можно определить как стадию перехода от индустриальной фазы экономики к информационной постиндустриальной фазе, для которой характерны процессы экономической и информационной интеграции. Эти процессы стимулируют бурное развитие и внедрение информационных технологий во все сферы человеческой деятельности. В настоящее время общепринятым фактором является то, что электросвязь во всем мире находится на этапе интенсивного развития, одним из глобальных процессов стала эволюция мультисервисных систем связи и сетей, служб и терминального оборудования в направлении конвергенции, созданием мультисервисных систем. Процессы конвергенции и интеграции сетей пакетной коммутации и традиционных сетей коммутации телекоммуникационных каналов определяют тенденцию их объединения в качественно новую структуру -многоуровневые мультисервисные систем связи с интеграцией услуг (МСС). Развитие МСС идет в двух направлениях. С одной стороны, расширяется спектр услуг и совершенствуются технологии их предоставления, с другой стороны, происходит эволюция к сетям интегрального обслуживания. Развитие средств передачи и распределения информации определяет необходимость совершенствования и развития методов построения МСС, учитывающих взаимосвязь между используемыми технологическими решениями и пропускной способностью сетевых структур при соблюдении требований высокой надежности их функционирования. [7-13]
Вместе с тем требование постоянного расширения спектра и повышение качества предоставляемых потребителю телекоммуникационных услуг приводят к необходимости системного исследования проблемы создания МСС на региональном уровне, что позволит реализовать управление ими, адекватное характеру деятельности региональных телекоммуникационных компаний. [32-33]
Очевидно, что для каждого региона эта проблема имеет специфические особенности, которые требуют индивидуального подхода. Сюда следует отнести: создание топологии МСС, адекватной инфраструктуре региона и, прежде всего распределению потребителей телекоммуникационных услуг; приоритеты пользователей - юридических лиц; пропускную способность и надёжность функционирования телекоммуникационных систем; принципы и технологии взаимодействия с общим информационным пространством России и некоторые другие аспекты. Степень обоснованности принимаемых решений будет существенным образом влиять на эффективность управления МСС и качество предоставления телекоммуникационных услуг, в том числе теле- видеоконференцсвязи. [43]
Таким образом, является актуальным проведение исследований методов оценки и прогнозирования структурной надежности мультисервисных систем при реализации информационных услуг теле- видеоконференцсвязи.
Степень разработанности проблемы. Проблемам по принципам и методам построения и эксплуатации мультисервисных систем связи посвящено значительное число научных публикаций. [12,20,27,32,50,51,55,60,74-78] Это связано с широким внедрением новых информационных технологий в деятельность общества и, как следствие, становится одним из решающих факторов экономического развития отрасли. Исследования, направленные на рассмотрение сущности мультисервисных методов предоставления информации, нашли отражения в работах отечественных и зарубежных ученых. Вместе с тем следует отметить необходимость разработки научных направлений, связанных с разработкой новых методов прогнозирования и оценки структурной надежности мультисервисных систем при реализации инфокоммуникациоиных услуг. Существующие подходы к решению этой проблемы нуждаются в дальнейшем развитии, углублении, систематизации и практической направленности с учетом интересов регионального оператора электросвязи как поставщика услуг.
Цель диссертационного исследования состоит в разработке методов прогнозирования и оценки структурной надежности мультисервисных систем связи при реализации информационных услуг в виде телеконференцсвязи на региональном уровне.
Для достижения цели были сформулированы и решены следующие задачи:
систематизированы развитие региональных мультисервисных систем при внедрении инфокоммуникациоиных услуг теле- видеоконференцсвязи;
уточнены и разработаны подходы по оценке надежности мультисервисных систем связи;
разработаны методы структурной надежности мультисервисных систем связи
предложены научно-практические предложения по созданию региональной мультисервисной системы при реализации инфокоммуникациоиных услуг.
Объектом исследования является комплекс процессов управления и принятия решений в информационных и телекоммуникационных системах регионального оператора электросвязи в интересах повышения их конкурентоспособности и развития за счет внедрения информационной услуги видеоконференцсвязи с использованием высоконадежных мультисервисных систем связи.
Предметом исследований выступает совокупность системных, информационных отношений, возникающих в процессе деятельности регионального оператора электросвязи при реализации информационных услуг с использованием мультисервисных систем связи.
Методы исследования. Для решения указанных задач использованы методы системного анализа, теория множеств, теория графов, теория массового обслуживания, теория вероятностей.
Достоверность и обоснованность полученных результатов обеспечивается адекватным и корректным использованием аппарата теории принятия решений, системного анализа, теории множеств, полнотой и корректностью исходных предпосылок, математической строгостью доказанных утверждений и преобразований при получении аналитических зависимостей, а также результатами практической реализации.
Научная новизна полученных результатов, заключается в разработке и обоснованию нового подхода к методам прогнозирования и оценки структурной надежности МСС при реализации информационных услуг теле- видеоконференцсвязи на региональном уровне. Важнейшие результаты состоят в следующем:
в конкретизированном содержание понятий мультисервисные системы связи, принципов построения таких систем с учетом того, что для регионального оператора МСС является информационным инструментом реализации непосредственно потребителю информационных услуг, в том числе в виде теле- и видеоконференцсвязи;
в раскрытие и конкретизированние подходов к методам оценки и прогнозированию структурной надежности МСС на региональном уровне;
в разработке методов оценки и прогнозирования структурной надежности на основе использования математических моделей и аналитических расчетов, что позволяет получить гарантируемое в практике степень оценки надежности структуры МСС;
в разработке методических подходов по реализации через МСС информационной услуги в виде системы теле- видеоконференцсвязи для повышения оперативности управления в регионе;
в предложение методических рекомендаций по прикладным аспектам создания системы теле- видеоконференцсвязи с использованием МСС на примере Московского филиала ОАО «ЦентрТелеком».
Теоретическая и практическая значимость исследования. Теоретические выводы и обобщения, содержащие в диссертации, направлены на дальнейшее развития принципов и методов построения мультисервисных систем связи, а также на создание теоретической базы для решения вопросов, возникающих в процессах проектирования и эксплуатации МСС при реализации сложных информационных услуг и совершенствованием структуры региональной МСС с прогнозированием и оценкой эксплуатационной надежности. Практическая значимость работы заключается в разработке конкретных рекомендаций и методических положений, направленных на поиск и планомерную реализацию резервов МСС при реализации информационной услуги теле- видеоконференцсвязи на региональном
уровне, что способствует созданию в рамках региона возможностей по информационному обеспечению корпоративных пользователей и населения для решения федеральных и региональных задач повышения экономики региона. Развитие информатизации и расширение спектра инфокоммуникационных услуг является ключевым элементом повышения эффективности работы государственных органов власти и органов местного самоуправления региона.
Реализация и внедрения работы. Полученные результаты исследованы, апробированы и внедрены для производственной эксплуатации в Московском филиале ОАО "ЦентрТелеком" и рекомендованы для использования в других регионах.
На защиту выносятся результаты системного анализа и синтеза методов прогнозирования и оценки структурной надежности МСС в условиях реализации новых информационных услуг в виде теле- видеоконференцсвязи, в том числе:
метод системного анализа по выбору принципов построения многоуровневой МСС регионального масштаба;
методы прогнозирования и оценки структурной надежности МСС:
метод структурного анализа и структурных преобразований,
метод расчета последовательно-параллельных структур,
метод с использованием математической логики (булевой алгебры),
методы расчета структурной надежности МСС по совокупности путей и сечений МСС.
подход к использованию того или иного метода исходя из характера структуры рассматриваемой МСС регионального масштаба;
прикладные аспекты создания системы теле- видеоконференцсвязи с использованием МСС на примере Московского филиала ОАО «ЦентрТелеком».
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на:
на восьмой международной научно-практической конференция «Информационная безопасность-2006», г. Таганрог, 2006 г.
на международной конференции "Информационные технологии как необходимый инструмент поддержки и развития бизнеса предприятий энергетической отрасли" (г. Москва, 1 марта 2006 года),
на международной научно-технической конференции «Искусственный интеллект». Интеллектуальные и многопроцессорные системы ИИ - ИМС'2006, 25 сентября - 30 сентября 2006 г. пос. Кацивели, АР Крым, Украина.
на научно-практических семинарах компании ОАО "ЦентрТелеком" и ее Московского филиала.
Публикации. Основные научные результаты диссертации опубликованы в 12 научных работах, из которых: 8 статей, 4 тезиса докладов. Общим объемом 2,9 п.л.
Общие принципы построения мультисервисных систем
Создание высокоэффективной телекоммуникационной среды является одной из приоритетных задач современного общества. Без решения этой задачи невозможно внедрение в сферы производства, бизнеса, науки, образования, медицины, культуры и развлечений новейших информационных технологий. [1-6]
Решение этой задачи виделось мировым информационным сообществом в создании широкополосных цифровых сетей интегрального обслуживания (ШЦСИО), способных предоставлять широкий набор служб и услуг (Рек. МСЭ-Т 1.211), а именно: интерактивные службы, состоящие в свою очередь из: ? диалоговых служб, т.е. служб обеспечивающих двухстороннюю связь с передачей информации из конца в конец в реальном времени без ее хранения и последующей передачей от пользователя к пользователю или между пользователем и хост-узлом. Информация генерируется пользователем на передающей стороне и предназначается для одного или нескольких пользователей на принимающей стороне соединения; ? службы сообщений, т.е. службы обеспечивающей связь пользователь-пользователь через блоки информации с хранением и последующей передачей; ? службы с обращением к банку данных, т.е. службы обеспечивающей запрос и получение информации, хранящихся в информационных центрах, предназначенных для общего пользования; распределительные службы, состоящие в свою очередь из: ? распределительных служб, без предоставления пользователю возможности индивидуального управления, т.е. служб обеспечивающих непрерывный поток информации, распределяемый от центрального источника к неограниченному количеству точек приема, имеющих доступ к сети, ? распределительных служб, с предоставлением пользователю возможности индивидуального управления, т.е. служб обеспечивающих пользователю возможность индивидуального доступа к периодически передаваемой информации и контроля начала и порядка предоставления информации.
Попытки реализации этих принципов привели к большому разнообразию видов конкретной реализации таких сетей, таких как ATM/Frame Relay, IP-сети, Ethernet и т.д.
Следует заметить что, не смотря на то, что при появлении той или иной сетевой технологии провозглашается принцип «универсальности», ни одна из существующих идеологий построения сетей, не реализует в полной мере указанный выше набор служб и услуг.
Стремление мирового сообщества решить проблему «универсального» доступа к информационным ресурсам, нашло отражение в концепции сетей связи следующего поколения - NGN (Next Generation Network).
МСЭ-Т дает следующее определение понятия NGN: «Сети связи следующего поколения - это всеохватывающее понятие для инфраструктуры, реализующей перспективные услуги, которые в будущем должны быть предложены операторами мобильных и фиксированных сетей, одновременно с продолжением поддержки всех существующих на сегодняшний день услуг». В «Концептуальных положениях по построению мультисервисных сетей на ВСС России», утвержденных Минсвязи РФ в 2001 г., NGN определяется как «концепция построения сетей связи, которые должны обеспечивать предоставление неограниченного набора услуг с гибкими возможностями по их управлению, персонализации и созданию новых услуг за счет унификации сетевых решений, предполагающая реализацию универсальной транспортной сети с распределенной коммутацией, вынесение функций предоставления услуг в оконечные узлы и интеграцию с традиционными сетями связи».
Для NGN характерны следующие ключевые особенности: ? приоритет услуг, а не технологий, ? предоставление услуг голоса, передачи данных и видео на основе единой пакетной инфраструктуры передачи данных, ? упрощение сетевой инфраструктуры, минимизация уровней коммутации (Switching Layers), открытая архитектура с высоким уровнем маштабируемости, ? единство механизмов создания, управления и предоставления услуг при их иерархическом разделении и модульном построении, ? быстрое внедрение новых видов предоставляемых услуг, ? унификация сетевых решений, ? гибкая сетевая инфраструктура с высокой производительностью, гарантированное качество предоставляемых услуг (Quality of Service, QoS), ? географически независимая организация сетевой инфраструктуры, ? эволюционный переход к сетям нового поколения. Базовым принципом концепции NGN является отделение друг от друга функций переноса и коммутации, функций управления вызовом и функцией управления услугами. Функциональная модель сетей NGN, в общем случае, может быть представлена тремя уровнями: ? транспортный уровень, ? уровень управления коммутацией и передачей информации, ? уровень управления услугами. На транспортном уровне осуществляется коммутация и прозрачная передача информации пользователя. На уровне управления коммутацией и передачей информации производится обработка информации сигнализации, маршрутизация вызовов и управление потоками.
На уровне управления услугами осуществляется собственно управление логикой услуг и приложений. Данный уровень представляет собой распределенную вычислительную среду, обеспечивающую предоставление инфокоммуникационных услуг, управление услугами, создание и внедрение новых услуг, взаимодействие различных услуг.
В том же документе Минсвязи РФ дается и определение мульти сервисной сети (МСС), как сети связи, построенной в соответствии с концепцией сети связи следующего поколения и обеспечивающей предоставление неограниченного набора услуг.
К сожалению, в современной технической литературе термин мультисервисная сеть имеет несколько иное значение, а это приводит к определенной путанице и подмене понятий. Постараемся внести ясность в этот вопрос.
В сложившийся на сегодняшний день терминологии, под мультисервисными сетями понимаются сети, в которых передача разнородной информации - голоса, данных, видео -осуществляется с использованием единой телекоммуникационной инфраструктуры. В ее состав входят разнообразные мультисервисные абонентские устройства, пограничные коммутаторы, а также цифровая опорная транспортная сеть (например сеть, построенная по технологии ATM). Безусловно, с этой точки зрения, такие сети в определенной мере отвечают концепции NGN. Но эти сети реализовывались, в первую очередь, как транспортные, порой без детальной проработки комплекса услуг, которые они могут предоставлять.
По мере формирования идеологии NGN стало понятно, что сети, которые по привычке называю мультисервисными, в полной мере не являются таковыми с точки зрения терминов и определений изложенных в (1). Поэтому появился термин - конвергентные сети, т.е. сети следующего поколения, которые в полной мере должны отвечать концепции NGN. В дальнейшем изложении будем придерживаться исторически сложившейся терминологии. 1.2. Нормирование качества услуг телекоммуникационных систем
Характеристика мультисервисных систем (сетей связи) как объекта исследования их надежности
В теории надежности существует обширный перечень терминов, позволяющий присвоить исследуемому предмету название в соответствии с признаками предмета. Основными документами, определяющими такие термины, являются документы единой системы конструкторской документации (ЕСКД) и отраслевые нормативно-технические документы. Этими документами введены следующие термины. [55,61-64,91,92,94]
Промышленное изделие - любой предмет или набор предметов производства, подлежащих изготовлению на предприятии. Изделиями могут быть детали, сборочные единицы, комплексы и комплекты. Сборочная единица - изделие, составные части которого подлежат соединению между собой с помощью сборочных операций. Сборочными единицами могут быть узлы, субблоки, блоки, приборы, машины, устройства. Техническая система - изделие, состоящее из комплектующих частей, соединенных и не соединенных сборочными операциями, и предназначенное для выполнения определенных функций. Комплектующие части, входящие в состав системы, называются элементами системы. Объект исследования (объект) - предмет, подлежащий исследованию. Объектом могут быть промышленное изделие и группа изделий, система и части системы, сборочные единицы и комплексы, технические сооружения, оснащенные разнообразными техническими средствами и укомплектованные обслуживающим персоналом. Часто под объектом понимается только крупное техническое сооружение. По количеству комплектующих частей, числу и характеру связей между ними, числу возможных перестроений структуры в процессе эксплуатации система может быть различной степени сложности.
Анализ надежности системы сопровождается расчленением ее на составные части. Отнесение объекта при этом к категории «система» или «часть системы» носит условный характер. Система обычно делится на такие части, влияние которых на ее надежность можно представить с помощью либо структурной схемы расчета, либо алгоритмом моделирования надежности. Поэтому одно и то же изделие может быть и системой и частью системы.
Система может представлять собой не только совокупность комплектующих технических средств, но включать в себя и нетехнические средства, например программное обеспечение, человека-оператора и т.п.
Мультисервисные системы (сети связи) (МСС) принадлежат к категории сложных систем. Рассмотрим их характерные особенности. [74-78] 1.МСС состоят из большого числа подсистем и технических комплексов, т.е. по своему составу весьма сложны - число комплектующих элементов в МСС составляет сотни тысяч. Вместе с тем МСС представляет единую систему, состоящую из технических средств, математического (программного) обеспечения, информационного обеспечения и людей, обслуживающих систему в момент ее использования по назначению. Поэтому обобщенная характеристика надежности МСС требует учета состояния технических средств и программ, организации вычислительного процесса и потоков информации, а также влияния «человеческого фактора» и стратегии обслуживания. 2.Технические средства, входящие в состав МСС, построены на разнообразных элементах (механических, оптических, электрических, электронных). З.МСС решают комплекс разнообразных функциональных задач. Они построены с использованием сложнейших современных информационно-коммутационных технологий. 4.МСС обладают сложной архитектурой сети передачи информации. 5.Система подчиненности звеньев МСС как правило, иерархическая, т.е. в системе существуют верхние, нижние и промежуточные звенья. 6.МСС в целом и ее составные части всегда проектируются так, чтобы отказ отдельных технических средств (приборов, блоков, комплектующих элементов) не вызывал отказа в работе системы, подсистемы и технического комплекса. Отказ одного и даже нескольких узлов коммутации информационной сети, не приводит к полному отказу этой сети, а создает частичный ее отказ. Рассмотренные особенности МСС вызывают необходимость особого подхода при исследовании их надежности.
Надежность - свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортирования. [26-31]
Надежность является одной из важнейших характеристик качества объекта -совокупности свойств, определяющих пригодность использования его по назначению. В отличие от других характеристик качества надежность обладает следующей специфической особенностью. Обычные характеристики качества объекта, такие, как быстродействие, производительность, емкость памяти, мощность потребления, масса и др., измеряются для некоторого момента времени («точечные» характеристики качества). Надежность характеризует зависимость «точечных» характеристик качества либо от времени использования, либо от наработки объекта. Надежность - характеристика временная. Она может быть ориентирована либо на прошедшее время (в этом случае говорят: изделия до данного момента проработали такое-то количество часов, поэтому они обладали таким-то показателем надежности), либо в будущее время (в этом случае говорят: данные изделия, если они будут использоваться в предписанных условиях, будут обладать такой-то надежностью).
Надежность нельзя смешивать с другими характеристиками качества, игнорируя ее особенности, и противопоставлять им, так как в результате противопоставления возникают нелепые формулировки, вреде такой: «изделие высокого качества, но низкой надежности». Вывод о качестве объекта может быть сделан только тогда, когда учитываются и «точечные» характеристики качества и сохранение их в течение заданного интервала времени, или заданной наработки. Нельзя, например, говорить о качестве вычислительного комплекса по информации о его быстродействии и емкости памяти, если ничего не известно о его надежности. Точно так же нельзя говорить о качестве комплекса, если известно только то, что он обладает высокой надежностью.
Надежность - сложное свойство. Оно включает в себя более простые свойства (одно или несколько частных свойств). Эти частные свойства объекта называют также сторонами надежности (составными частями надежности).
Стороны надежности. К частным свойствам объекта, являющимся отдельными сторонами его надежности, относятся:
1. Безотказность - свойство объекта непрерывно сохранять работоспособность в течение некоторого времени, или некоторой наработки.
2.Ремонтопригодность - свойство объекта, заключающееся в приспособленности его к предупреждению и обнаружению отказов и восстановлению работоспособности объекта либо путем проведения ремонта, либо путем замены отказавших комплектующих элементов.
Поэтому возникают две самостоятельные характеристики ремонтопригодности: приспособленность к проведению ремонта (ремонтопригодность в узком смысле) и приспособленность к замене в процессе эксплуатации (восстанавливаемость или заменяемость).
3.Долговечность - свойство объекта сохранять работоспособность до наступления предельного состояния, т.е. наступления такого состояния, когда оно должно быть направлено либо в ремонт (средний или капитальный), либо изъято из эксплуатации.
4.Сохраняемость - свойство объекта сохранять работоспособность в течение (и после) его хранения и (или) транспортирования. В данном случае частное свойство объекта -сохраняемость - также расчленяется на еще более простые свойства: сохраняемость в процессе (и после) хранения в специально приспособленном помещении, сохраняемость в процессе (и после) хранения в полевых условиях, сохраняемость в процессе (и после) транспортирования по железной дороге и т.д.
Работоспособность - такое состояние объекта, при котором он способен выполнять заданные функции, удовлетворяя требованиям нормативно-технической документации. Работоспособность - характеристика состояния объекта в некоторый момент времени.
Надежность - свойство сохранять работоспособность на некотором отрезке времени или при выполнении некоторого объема работы.
Таким образом, надежность - сложное комплексное свойство объекта - может расчленяться на все простые (частные) свойства.
Перечисленные выше свойства объектов - частные свойства (стороны надежности) -являются общепризнанными и рекомендуются для широкого класса изделий. Однако для МСС и других информационных сетей оказалось, что этих свойств для характеристики надежности недостаточно. В практике создания и использования МСС находят применение дополнительные частные свойства, без учета которых нельзя в полной мере представить комплексное понятие «надежность». Рассмотри эти свойства.
1.Живучесть - свойство объекта сохранять работоспособность (полностью или частично) в условиях неблагоприятных воздействий, не предусмотренных нормальными условиями эксплуатации.
При задании требований к надежности объекта обычно указываются нормальные условия его эксплуатации. Но к ряду объектов ответственного назначения могут предъявляться требования выполнить некоторые функции в условиях, существенно отличающихся от нормальных (даже катастрофически разрушающих). В этом случае возникает требование к живучести объекта. Оно может быть сформулировано, например, таким образом: «выполнять заданные функции на заданном интервале времени после разрушающего воздействия», «сохранять частичную работоспособность после разрушающего воздействия» и т.д. Главный смысл требования к живучести объекта состоит не только в том, чтобы он длительное время работал непрерывно без отказа в нормальных условиях эксплуатации и чтобы его можно было быстро отремонтировать, но также и в том, чтобы он в ненормальных условиях эксплуатации сохранял работоспособность, хотя бы и ограниченную.
Технологии телеконференций
Понятие телеконференций объединяет различные способы коллективного общения людей с применением телекоммуникационных технологий. [38]
Ключевым отличием телеконференций от других видов межперсональных коммуникаций является ориентация телеконференций на коллектив участников и поддержку коллективного обсуждения тем. При этом информация, поставляемая каждым участником телеконференции, является доступной для всех остальных участников этой конференции. Таким образом, телеконференции предоставляют пользователям телекоммуникационных сетей услугу «общего эфира» в котором пользователи могут вести коллективную полемику со многими участниками, то есть вполне определенную разновидность человеческого общения, которая не может быть достигнута при использовании других средств межперсонального информационного обмена.
По этим причинам технологии телеконференций остаются востребованными на протяжении долгого времени. При этом техническая эволюция привела к появлению множества различных технологий телеконференцсвязи, существенно отличающихся как по архитектуре, так и по набору предоставляемых услуг.
В зависимости от вида, в котором представляется передаваемая информация, телеконференции можно разделить на конференции текстовые и мультимедийные. Текстовые конференции часто именуются компьютерными конференциями или форумами, поскольку фактически они не ограничены исключительно текстовым представлением информации и допускают общение как в режиме "on-line", так и отложенном режиме "offline". Мультимедийные конференции в свою очередь подразделяются на аудиоконференции и видеоконференции и предполагают взаимодействие в режиме "on-line".
Кроме того, существуют комбинированные варианты: телеконференцсвязь с односторонней видео и двусторонней аудиосвязью, аудиографические конференции (наряду с обменом аудиоинформацией происходит обмен компьютерной графикой и фотографиями, полученными с помощью видеокамер).
Телеконференции в реальном времени с использованием средств мультимедиа являются наиболее сложными и дорогими, они позволяют вести обмен изображениями между участниками конференции и осуществлять диалог в реальном времени. Такой режим ведения конференции наиболее приближен к прямому общению, но является самым дорогостоящим, поскольку требуется широкая полоса пропускания канала и соответствующая аппаратура для реализации такого режима. Текстовые (компьютерные) конференции Телеконференции для обмена текстами используют в качестве пользовательских терминалов персональные компьютеры, оснащенные аппаратно-программными средствами, обеспечивающими: соединение пользовательских терминалов между собой или с сервером телеконференций; передачу и размещение информации в общий доступ для участников конференции; прием и отображение информации на пользовательском терминале. Существуют несколько способов организации таких конференций: почтовые группы (или списки рассылки, mailing lists); группы новостей (newsgroup) системы рассылки новостей, доски объявлений; веб-форумы; дискуссионные группы (чаты, chat). Аудиоконференции Системы аудио телеконференций совмещают в себе простоту и гибкость, присущие аудио средствам, и в то же время дают интерактивность, позволяющую вести оперативное общение в группе людей. Кроме того, они являются сравнительно экономными для регулярного широкого использования. Реализация аудиоконференцсвязи в пакетных IP сетях требует предоставления сетью услуги гарантированного качества обслуживания. Реализация такой услуги подразумевает обеспечение сравнительно широкой полосы пропускания, ограниченной интенсивности потери пакетов, ограниченной задержки пакетов и механизма резервирования ресурсов на маршрутизаторах. Причем, наличие избыточной полосы пропускания зачастую может компенсировать ненормированность задержек и потерь пакетов данных.
Видеоконференции Видеоконференции представляют собой интерактивный обмен видеоизображениями и звуком между несколькими географически разнесенными объектами, обеспечивая участникам виртуальное присутствие в одном месте. Телеконференции с многосторонним видео диалогом являются наиболее сложными, они позволяют наряду с аудио диалогом многосторонний обмен изображениями между участниками. Это наиболее приближено к прямому личному общению. Передача видеоинформации в реальном времени является наиболее дорогостоящей среди систем телеконференцсвязи, т.к. требует наиболее широкой полосы пропускания.
Возможности современных систем видеоконференций весьма широки. Источниками видеосигнала могут быть различные устройства, что позволяет передавать как изображения участников и окружающего пространства, так и изображения различных документов (в т. ч. с высокой разрешающей способностью, например, чертежей), а также содержимое мониторов компьютеров и других устройств. Популярность приобретают видеоконференции с использованием функции "белой доски", которая позволяет организовывать совместный доступ к приложениям, исполняемым на компьютерах участников для коллективной работы над документами.
Оконечными устройствами (абонентскими терминалами) видеоконференции являются средства, объединяющие различные видеокамеры, микрофоны, средства кодирования и декодирования мультимедийной информации, а также средства вывода аудио- и видеопотока. Данные, полученные от устройств ввода, преобразуются в цифровую форму, кодируются и передаются через глобальную и/или локальную сеть. Принимающая аппаратура выполняет обратные преобразования и отображает оригинальный сигнал на видеотерминалах и звуковоспроизводящих устройствах в удаленных конечных точках.
Системный анализ архитектуры системы видеоконференцсвязи [14,39,60] Архитектура региональной системы видеоконференцсвязи с учетом особенностей региона можно концептуально оценить, используя технические решения системы видеоконференцсвязи (СВКС) в составе системного проекта «корпоративные сети передачи данных компании Группы «Связьинвест» и действующих международных стандартов по этой проблеме, определенных Международным Союзом в части услуг видеоконференцсвязи для различных областей применения (телеконференции, система видео наблюдения и охрана): [1] ITU Н.221: Frame structure for a 64 to 1920 kbit/s channel in audiovisual teleservices (Структура кадра для канала 64...1920 кбит/с в аудио-визуальных телекоммуникационных службах). [2] ITU Н.224: A real time control protocol for simplex applications using the H.221 LSD/HSD/MLP channels (Протокол управления в реальном времени для симплексных приложений с использованием каналов Н.221 LSD/HSD/MLP). [3] ITU Н.225: Call signaling protocols and media stream packetization for packet-based multimedia communication systems (Протоколы вызывной сигнализации и пакетирование медийных потоков для мультимедийных коммуникационных систем на пакетной основе [4] ITU Н.230: Frame-synchronous control and indication signals C&l for audiovisual systems (Сигналы управления и индикации C&l с цикловой синхронизацией для аудио-визуальных систем) [5] ITU Н.231: Multipoint control units for audiovisual systems using digital channels up to 2Mbit/s (Усторйства многоточечного управления для аудио-визуальных систем с использованием цифровых каналов на скоростях до 2 Мбит/) [6] ITU H.242: system for establishing communication between audiovisual terminals by using digital channels up to 2Mbit/s (система для установления связи между аудиовизуальными терминалами с использованием цифровых каналов на скоростях до 2 Мбит/с) [7] ITU Н.243: Procedures for establishing communication between three or more audiovisual terminals using digital channels up to 2Mbit/s (Процедуры для установления связи между тремя и более аудио-визуальными терминалами с использованием цифровых каналов на скоростях до 2 Мбит/с) [8] ITU Н.245: Control protocol for multimedia communication (Протокол управления для мультимедийной связи).
Принципы построения региональной мультисервисной сети связи Московского филиала ОАО «ЦептрТелеком»
Стремительный рост использования информационных и телекоммуникационных технологий и потребности в новых сетевых услугах обусловил следующие общие требования, предъявляемые к перспективным телекоммуникационным сетям связи: [14,38-40,43] «мультисервисность» - независимость технологий предоставления услуг от транспортных технологий; «широкополосность» - возможность гибкого и динамического изменения скорости передачи информации в широком диапазоне в зависимости от текущих потребностей пользователя; «мультимедийность» - способность сети передавать многокомпонентную информацию (речь, данные, видео, аудио) с необходимой синхронизацией этих компонентов в реальном времени и использованием сложных конфигураций соединений; «интеллектуальность» - возможность управления услугой, вызовом и соединением со стороны пользователя или поставщика услуг; «инвариантность доступа» - возможность организации доступа к услугам независимо от используемой технологии; «многооператорность» - возможность участия нескольких операторов в процессе предоставления услуги и разделение их ответственности в соответствии с их областью деятельности. Базовым принципом построения мультисервисной сети является отделение друг от друга функций переноса и коммутации, функций управления вызовом и функций управления услугами.
К основным особенностям, отличающим инфокоммуникационные услуги от услуг электросвязи, относятся: - инфокоммуникационные услуги включают услуги всех уровней модели взаимосвязи открытых систем, в то время как услуги электросвязи предоставляются на сетевом уровне; - большинство инфокоммуникационных услуг функционирует по принципу «клиент-сервер», клиентская часть реализуется в оборудовании пользователя, а сервер - в специальном сетевом узле, называемым узлом служб; - инфокоммуникационные услуги предполагают передачу мультимедиа информации, при этом создаваемая ими нагрузка характеризуется высокими требованиями к скорости передачи и несимметричностью объемов входящего и исходящего информационных потоков; - инфокоммуникационные услуги предполагают преобразование информации из одного вида в другой, например, факс-текст, голос-текст и т.п.; - для эффективного предоставления инфокоммуникационных услуг могут требоваться сложные многоточечные конфигурации соединений; - для инфокоммуникационных услуг характерно широкое разнообразие прикладных протоколов и возможности по управлению услугами со стороны пользователя; - при предоставлении инфокоммуникационных услуг требуется преобразование логического номера, присваиваемого абоненту МСС, в физический номер для маршрутизации вызова по многопротокольной транспортной сети; - при доступе к инфокоммуникационным услугам должна осуществляться аутентификация пользователя.
К инфокоммуникационным услугам, прежде всего, следует отнести услуги мультимедиа, характерным примером которых является видеоконференцсвязь. Фактически это должна быть постоянно действующая телекоммуникационная среда, предназначенная как для решения вопросов городского управления, так и для обеспечения функционирования органов управления города и его общественных, ученых, медицинских и производственных организаций.
Основной целью информатизации сообщества муниципальных систем и организаций является повышение эффективности работы государственных органов власти и органов местного самоуправления. Использование телекоммуникационных технологий в деятельности органов государственной власти должно осуществляться по направлению создания распределенной системы связи (мультисерсивсной сети) для нужд органов власти и местного самоуправления.
Районная транспортная сеть, реализованная по технологиям xDSL и радиодоступа, обеспечивает возможность проведения конференцсвязи с доступом к районным информационным ресурсам.
Далее, через маршрутизатор и шлюз районная сеть имеет доступ к областной опорной транспортной сети, что обеспечивает возможность проведения конференций из областного центра.
Наличие во всех областных центрах магистральных каналов связи, делает возможным проведение конференций из министерств и центральных НИИ и т.п., где должно быть установлено соответствующее оборудование.
На базе реально действующей сети передачи данных проведены экспериментальные исследования разработанных методов, подтвердившие их эффективность и возможность использования в интеллектуальных телекоммуникационных системах. Учитывая, что процессы проведения видеоконференции чувствительны к пропускной способности каналов связи, требующих полосы пропускания от 128 до 512 кбит/с для ISDN видеоконференций, предложена методика измерения пропускной способности и надежности предложенной схемы. На основе данных, снятых измерительным комплексом, о реальных характеристиках каналов была произведена оценка надежности отдельных каналов, и на базе разработанной методики - оценка структурной надежности всей сети в целом. Выборочные измерения показали, что показатели качества соответствуют требованиям руководящего документа РД.45.128-2000. 1. Развитие информатизации и расширение спектра инфокоммуникационных услуг является ключевым элементом повышения эффективности работы государственных органов власти и органов местного самоуправления. 2. Физической основой для предоставления услуг данного класса является создание мультисервисных сетей различного уровня с повышенными требованиями к структурной надежности и качеству предоставляемых сервисов. 3. МСС Московского филиала в полной мере отвечает этим требованиям и предоставляет весь спектр современных инфокоммуникационных услуг, в том числе организацию видеоконференцсвязи.
