ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ
В.Попков, доктор
физико-математических наук.
В сентябре 1990 года газета "Наука в Сибири" опубликовала хорошо
иллюстрированную В.Новиковым статью о новом поколении систем
моделирования, разрабатываемых в отделе моделирования систем
информатики (заведующий отделом доктор физико-математических наук
М.Нечепуренко). В статье говорилось о проектах создания
лабораторных вычислительных комплексов, предназначенных для
моделирования различных технических систем. Некоторые проекты за
эти годы были реализованы, но в большинстве случаев финансовые
проблемы не позволяли довести до завершения практически каждый
второй проект.
Бурный рост телекоммуникационных услуг (на фоне всеобщего
промышленного спада) определил необходимость разделения отдела на
два с одновременным усилением направлений, связанных с
моделированием систем информатики. Таким образом, новый отдел
телекоммуникационных систем был основан с целью разработки новых
технологий в области информационных телекоммуникационных систем и
доведения этих технологий до реального пользователя.
В связи с этим перед отделом были поставлены следующие задачи:
-- разработка математических и имитационных моделей и методов
анализа и синтеза информационных сетей, удовлетворяющих заданным
требованиям. Например, живучестью, надежностью или качеством
функционирования;
-- разработка ГИС-технологий проектирования и эксплуатации сетей
электросвязи различного назначения;
-- разработка новых информационных технологий и систем для
предоставления принципиально новых услуг для населения и
организаций.
Работы по первым двум направлениям ведутся почти с самого
основания института. Здесь получены практически важные и
интересные результаты. Так, например, разработка нового
математического объекта "гиперсети" и соответствующей теории
позволили провести еще в 1981 году системный анализ живучести
правительственных сетей связи СССР, который показал их высокую
уязвимость. Было показано, что при проектировании этих сетей не
учитывались специальные требования к трассировке арендных каналов
на магистральных сетях связи страны.
Новая математическая модель и разработанные в связи с данной
задачей методы позволили не только анализировать живучесть любых
сетей, но и решать задачи синтеза коммуникационных и транспортных
сетей с заданными структурными требованиями и ограничениями. В
настоящее время эти методы могут использоваться при создании
современных цифровых сетей связи.
Методы автоматизации проектирования сетей электросвязи,
разработанные в те же годы, нашли свое продолжение в технологии
паспортизации сетей электросвязи г.Бердска и Искитимского района
с помощью геоинформационной системы, созданной нашими коллегами,
сотрудниками фирмы "СОТО".
В настоящее время эти работы интегрируются в единую систему
моделирования и оптимизации транспортных и коммуникационных сетей
различного назначения (связь, дороги, трубопроводы, ж.д.
транспорт и т.д.). Система используется не только в науке и
учебном процессе, но и в различных отраслях. В этой системе будут
заложены ранее полученные результаты по оптимальному построению
систем дискретного имитационного моделирования и их
интеллектуализации -- работы велись еще в отделе моделирования
систем информатики. В последние два года они получили развитие
уже в рамках отдела телекоммуникационных систем.
К сожалению, по третьему направлению прошла черная полоса. Что
касается научных и технологических результатов, то здесь все в
порядке, а вот их практического воплощения, несмотря на принятые
колоссальные усилия, не получилось. Например, разработанные нами
еще в 1992 году программно-аппаратные средства для предоставления
услуг "речевой почты" и организации автоматических справочных
служб для населения не нашли своего заказчика. Работа выполнялась
в рамках программы "Информатизация России". В те годы таких услуг
не было не только у нас, но и за рубежом. Впрочем, и сейчас
населению недоступны автоматические телефонные справочные,
управляемые абонентом.
Новые технологии можно было бы использовать для создания
автоматических аудио-библиотек для слепых (да и не только для
них): заказываешь по телефону нужную литературу и тут же
прослушиваешь (данный проект финансировался РФФИ).
Еще более интересен и достаточно хорошо проработан проект
создания городской системы приема-передачи сигнальной информации
для принципиально новых услуг, а также -- существующих, но по
более низким расценкам.
Суть системы заключается в том, что на структуру городской
телефонной сети накладывается сеть передачи данных для обработки
сигналов, полученных от абонентов, по радиоканалу. Причем, число
приемопередатчиков на сети достаточно, для того чтобы определить
место нахождения абонента с точность до 10 метров. Компьютеры
сети вычисляют место передачи сигнала и определяют посланный код,
затем принимается решение по соответствующей услуге. Система
позволяет организовать:
- технологию наблюдений за объектами (как подвижными, так и
стационарными) с целью предупреждения чрезвычайных ситуаций;
-
комплекс услуг по охране и помощи подвижных объектов для
предприятий и граждан города;
-
поисковые службы и определения местонахождения абонента (поиск и
навигация);
-
дуплексную связь передачи данных по радиоканалам.
Очевидно, что систему можно использовать и для сотен других
полезных услуг, так как она универсальна и значительно дешевле
любой известной городской навигационной системы.
Кроме названных направлений, в отделе проводятся исследования в
области проектирования и развития интеллектуальных сетей связи.
Создаем статистические и динамические математические модели
сетевых систем и занимаемся решением оптимизационных задач на
сетях.
Результаты исследования в области математических моделей
связности и соответствующих разделов теории живучести
информационных сетей нашли применение в практике проектирования
реальных сетей связи специального назначения.
Разработанные алгоритмы решения NP-трудных задач теории графов и
гиперграфов, потоковых задач, задач составления расписания
использовались в процессе моделирования сложных иерархических
структур.
Решены задачи моделирования ремонтных и регламентных работ и
оптимизации их расписания.
Проводятся исследования и разрабатываются методы проектирования
сетей абонентского доступа на базе ГИС-технологий. Разработана
технология описания сети, позволяющая моделировать структуру сети
и ее анализ с применением цифровой карты и в трехмерном
пространстве.
Созданы программно-аппаратные средства для интеллектуальных сетей
связи и работы в области компьютерной телефонии. В частности,
разработан программный комплекс автоматизированного телефонного
сервиса, включающий в себя речевую почту, факс по телефону,
систему оповещения абонентов и автоматизированную справочную
службу.
Проводятся исследования экономических и технических предпосылок
создания автономных цифровых радиосетей для общественных
телекоммуникационных услуг. Разработана концепция автономной
цифровой радиосети быстрого развертывания с использованием
аэростатов в качестве носителей антенн и части приемо-передающего
оборудования. Данный проект финансировался институтом CNET
Francs-Telecom и получил одобрение французских специалистов.
Такие системы связи могли бы быть полезными при чрезвычайных
ситуациях или в районах, где разворачивание обычных средств связи
невозможно.
Разрабатываются математические модели, программные системы
моделирования и оптимизации цифровых информационных систем для
различных режимов их функционирования. В частности -- модели
катастрофических процессов в информационных сетях.
На базе читаемых сотрудниками отдела курсов в различных вузах
Новосибирска и полученных научных результатов ведутся работы по
созданию открытой обучающей системы моделирования и оптимизации
сетевых структур. Ставятся и решаются актуальные вопросы
разработки автоматизированных обучающих систем, методика
построения которых основана на комплексе математических моделей.
Ведется разработка диалоговой системы гибридного моделирования и
оптимизации транспортных и коммуникационных сетей.
Развернуты работы по проекту "Опорная оптоволоконная сеть
Новосибирского научного центра". Главная целью проекта --
создание высокоскоростной транспортной сети ННЦ для
интегрированной передачи аудио- и видеоинформации и данных.
Основное научное направление в этой области -- создание и
моделирование протоколов для обмена в сетях передачи данных. В
рамках проекта создается современная цифровая сеть в здании
ИВМиМГ СО РАН.
Материалы выпуска к 35-летию ВЦ СО РАН (ИВМ и МГ) подготовили
А.Щербаков, ученый секретарь Института и Г.Шпак, корреспондент
"НВС".
стр.
| 
