Введение к работе
Актуальность проблемы. В настоящее время эволюция в области информатизации идет по пути создания национальных информационных супермагистралей - многофункциональных, интегрированных информационных инфраструктур.
Развитые страны (США, Япония, страны ЕС, Канада и др.) ускоренными темпами создают собственные так называемые национальные информационные инфраструктуры, на повестке дня практическое создание глобальной (всемирной) информационной инфраструктуры. В плоскость практической реализации перешла задача политической поддержки данного стратегического направления. Можно отметить ряд международных мероприятий по созданию глобальной и национальных инфраструктур: февраль 1995 г. - решение руководителей "большой семерки" о создании глобальной информационной инфраструктуры и снятии ограничений на развитие средств связи; 1996 г. - Акт президента США о телекоммуникациях; создание и введение в действие в 1995-97г.г. таких программ, как EITO - European Information Technology Observatory - широкомасштабная европейская инициатива, задача которой состоит в выработке всеобъемлющего взгляда на европейский рынок информационных технологий и оказания услуг; RACE - R&D in Advanced Communications Technologies in Europe -общеевропейская исследовательская программа по созданию развитых коммуникационных технологий. Ряд программ имеется и в нашей стране: программа "Информатизация России"; программа ИТКС; программа развития средств связи и информатики Министерства связи РФ; Межведомственная программа РАН, Министерства науки, Госкомвуза и РФФИ "Создание национальной сети компьютерных телекоммуникаций для науки и высшей школы".
В целом, проблематику информационных инфраструктур можно рассматривать с точки зрения двух основных составляющих: информационной и телекоммуникационной (телекоммуникационные системы). Не умаляя важности и значимости первой составляющей, отметим, на наш взгляд, решающую роль телекоммуникаций. Подтверждением служит тот факт, что сегодняшние страны-лидеры всесторонней информатизации - США, Франция, Германия, Япония - имеют и самые совершенные и разветвленные телекоммуникации, которые развиваются с упреждением по отношению к процессам информатизации. Следует особо ак-
центировать внимание на одном, весьма существенном аспекте развития телекоммуникаций в названных странах: развитие телекоммуникаций с какого-то момента (для Германии и Японии - с послевоенного времени, для Франции с 60-х годов, для США - с середины 80-х годов) приобретало общенациональный характер, становилось осознанным, государственным приоритетом. Развитие с этого момента базировалось на неизменной поддержке и регулировании со стороны государства, на государственных инвестициях. Именно благодаря прямой, весьма значительной государственной поддержке и регулированию телекоммуникации превратились в существенный компонент технического базиса промышленно развитых стран. Для государств, находящихся на начальной стадии создания современных телекоммуникаций, безусловно необходимо учитывать накопленный опыт. Логика развития такова, что государства, которые в самые ближайшие годы не смогут включиться в процессы всеобъемлющей информатизации на основе развитых телекоммуникаций современного уровня окажутся оттесненными на обочину научно-технического прогресса и будут не способны создать эффективную экономику.
Сказанное определяет актуальность задачи выделения класса телекоммуникационных систем, которые могли бы рассматриваться как базовые при разработке телекоммуникационных составляющих национальных информационных инфраструктур, разработки и научного обоснования общих системных принципов построения таких систем и системотехнических решений, инвариантных относительно конкретных условий применения. Решение поставленной задачи может внести значительный вклад в ускорение научно-технического прогресса в направлении создания глобальной информационной инфраструктуры.
Важным, на наш взгляд, исходным положением при определении политики в области телекоммуникаций является специфика требований к телекоммуникационным системам со стороны органов государственного управления. Это, в первую очередь, такие требования, как
охват всей территории государства;
функционирование в периоды чрезвычайных ситуаций и военного времени;
обработка информации, составляющей государственную тайну;
обеспечение процессов оперативного управления;
повышенные требования к надежности системы;
функционирование в условиях ведения информационной войны;
централизованное управление системой;
некоммерческое использование.
Учет этих требований приводит к необходимости создавать либо отдельно телекоммуникационные системы для органов государственного управления и системы общего пользования, либо телекоммуникационные системы двойного, в указанном смысле, применения. Конечно, ни тот, ни другой подход в отдельности не является абсолютным и единственным. Системы общего пользования за счет массовости и высокой степени коммерциализации действуют и будут активно развиваться. Точно также для органов государственного управления существует потребность иметь уникальные телекоммуникационные системы, которые по своей природе должны функционировать независимо и самодостаточно. Но это все же крайние случаи.
С точки зрения государственных интересов, консолидации и минимизации вложений, объединения ресурсов различных отраслей при создании современных телекоммуникаций предпочтительным является планирование и построение общенациональных телекоммуникационных систем двойного применения, ориентированных как на обеспечение информационного обмена в интересах всех областей государственного управления, так и на предоставление телекоммуникационных услуг и ресурсов различным негосударственным структурам и гражданам.
Очень выпукло данное положение может быть проиллюстрировано на примере Российской Федерации. В настоящее время в стране реализуются программы создания ряда общенациональных, предназначенных для использования органами государственного управления систем по линии МО, ФАПСИ, МЧС, других государственных структур; создаются ведомственно-ориентированные системы, такие как сети ЦБ, РАО Газпром, РАО ЕЭС, МПС; активно развиваются телекоммуникационные системы регионов - субъектов РФ, среди которых в качестве наиболее успешного примера реализации можно отметить интегрированную систему Псковской области; с начала 90-х годов активно развиваются сети общего пользования, ориентированные исключительно на коммерческое применение. Научно обоснованная интеграция указанных работ под государственным патронажем в направлении создания систем двойного применения имеет, на наш взгляд, важное народнохозяйственное значение, так как позволит, с одной стороны, рационально использовать наиболее дорогостоящий в условиях России
ресурс первичных каналов связи, объединить высокий научно-технический потенциал и накопленный опыт отечественных специалистов и, с другой стороны, соблюсти государственный интерес в стратегически важной области телекоммуникаций.
Конечно, каждое государство имеет целый ряд особенностей, в том числе специфических, которые необходимо учитывать при построении крупномасштабных телекоммуникационных систем двойного применения, однако, основы построения таких систем имеют много общего для различных государств с примерно одинаковым уровнем развития телекоммуникаций.
Целью диссертации является разработка и научное обоснование общих системных принципов построения и основных системотехнических решений по созданию крупномасштабных телекоммуникационных систем двойного применения как телекоммуникационной основы национальных информационных инфраструктур.
Научная новизна. В работе получены теоретические результаты, среди которых к основным относятся следующие.
-
В качестве объекта исследования впервые определен класс крупномасштабных телекоммуникационных систем двойного применения как полносвязных, территориально-структурированных, мультисетевых систем общенационального масштаба, совмещающих функции специальных систем и систем общего пользования. Для данного класса впервые сформулированы, синтезированы и научно обоснованы общие системные принципы построения, определяющие унифицированные системотехнические решения по архитектуре систем, телекоммуникационным технологиям и протоколам, аппаратному обеспечению, подсистемам административного управления и обеспечения безопасности.
-
Для систем рассматриваемого класса обоснована целесообразность выделения базисных системообразующих элементов, интегрирующих функции коммутации, мультиплексирования и шлюзования. Для таких элементов, названных в работе Центрами телекоммуникационного обмена, разработаны общие принципы построения, унифицированная архитектура и основные системотехнические решения по их реализации.
-
Развиты теоретические основы прикладных математических методов расчета характеристик сетей передачи данных, использующих перспективные технологии - Frame Relay, совместную технологию Х.25 и Frame Relay, а также
технологию ATM, - рекомендуемые для применения в крупномасштабных телекоммуникационных системах двойного применения.
Практическую ценность определяют следующие результаты:
1) В ходе проведения ОКР по модернизации одной из автоматизированных
систем органов государственного управления РФ отработаны и реализованы
основанные на результатах для крупномасштабных телекоммуникационных сис
тем двойного применения основные общесистемные принципы построения и
технические решения в части телекоммуникаций, подсистем административного
управления и обеспечения безопасности. Разработанный комплекс телекомму
никаций и локальных вычислительных сетей может служить прототипом пер
спективного Центра телекоммуникационного обмена.
2) В НИР по проблематике Единой интегрированной системы обмена
данными ВС РФ подтверждена применимость основных системных принципов и
решений по крупномасштабным телекоммуникационным системам двойного
применения.
-
В ходе ряда НИОКР совместно с МЧС России по созданию Единой государственной системы предупреждения и ликвидации последствий ЧС (АИУС РСЧС) отработаны и реализованы основанные на результатах для крупномасштабных телекоммуникационных систем двойного применения основные системные принципы построения и технические решения, во-первых, по созданию магистральной сети передачи данных МЧС и, во-вторых, Объединенной территориальной системы связи и передачи данных для типового территориального звена АИУС РСЧС.
-
В ходе работ по созданию Автоматизированной системы Единой системы оперативно-диспетчерского управления при ЧС (АС ЕСОДУ) г. Москвы отработаны и реализованы основанные на результатах диссертации основные системные принципы построения и технические решения по интегрированной системе связи и передачи данных применительно к крупным городам России.
-
Показано, что опыт разработки государственных и ведомственных телекоммуникационных систем, накопленный МО, ФАПСИ, РАН, МЧС и другими государственными и коммерческими организациями, позволяет уже сейчас переходить к непосредственной, детальной разработке системы рассматриваемого класса для РФ.
Методы исследований. В работе используются методы системного анализа и исследования операций, прикладной теории вероятностей и математической статистики, а также методы аналитического моделирования.
Апробация работы. Результаты работы докладывались на сессиях ОИВТА РАН, на научно-технических Советах и Советах Главных Конструкторов МО, ФАПСИ, МВД, МЧС, а также на международных конференциях по информационным сетям, системам и технологиям, на международной выставке «Связь-Экспоком», на сессиях и семинарах НТОРЭС им. А.С. Попова.
Публикации. Основные результаты опубликованы в более чем 70 научно-технических отчетах и статьях. Список основных публикаций приведен в конце автореферата.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из Введения, 5 разделов, Заключения. Объем основного текста составляет 320 машинописных страниц. В основной текст включены 13 таблиц и 42 рисунка. Библиография содержит 167 названий.