5. Структура производственных систем в отрасли

Связь как часть инфраструктуры страны

Связь является одной из отраслей общественного производства. Функции связи состоят в оказании потребителям услуг по передаче различного рода сообщений: писем, телеграмм, телефонных разговоров, данных и других видов информации. Предоставляя услуги по сбору, обработке и передаче информации различным хозяйствующим субъектам и населению, связь обладает всеми характерными чертами материального производства (в отрасли связи создается потребительная стоимость и стоимость). Потребительная стоимость - это полезный эффект процесса передачи сообщений, который потребляется в производственной и непроизводственной сферах, общественной и личной жизни людей. Создаваемая в отрасли связи стоимость в части обслуживания производственной сферы включается в валовой внутренний продукт, а также в ту часть этого продукта, стоимость которого создается необходимым и прибавочным трудом и образует национальный доход. Экономическим признаком связи как отрасли материального производства является также и то, что в создании услуг связи аналогично промышленности и другим отраслям производства участвуют средства труда, предметы труда и труд работников связи. Связь относится к сфере материального производства. экономические границы отрасли и факторы, их определяющие.

Вместе с тем экономической природе связи присущи специфические черты, вытекающие из ее отраслевых особенностей. Первая особенность определяется спецификой создаваемого продукта, который не является новым вещественным продуктом, а представляет собой конечный полезный эффект процесса передачи информации, выступающий в форме услуги. Вторая особенность связи характеризуется неотделимостью во времени процесса потребления услуг связи от процесса их производства. Из этой особенности вытекают требования максимального приближения средств связи к потребителям, повышения плотности сети пунктов связи коллективного (отделений связи, переговорных пунктов) и индивидуального (абонентских пунктов) пользования. Третья особенность отрасли связи состоит в том, что в производственном процессе информация как предмет труда должна подвергаться только пространственному перемещению. В связи с этим особое значение имеют достоверность передачи информации, точность ее воспроизведения и обеспечение в процессе передачи всех качественных и количественных параметров, характеризующих ее потребительные свойства. Четвертая особенность связи заключается в том, что процесс передачи информации всегда является двусторонним, т. е. происходит между отправителем и получателем информации. Участие в производственном процессе связи нескольких операторов предъявляет единые требования к организации и правилам технической эксплуатации средств связи на территории всей страны, а также приводит к необходимости введения системы взаиморасчетов между организации связи за взаимно оказываемые услуги в целях обеспечения их хозрасчетных интересов в условиях рыночной экономики. Рассматривая особенности связи, следует также отметить ее инфраструктурный характер. Слово "инфраструктура" означает подструктуру. Связь оказывает влияние на совершенствование системы управления на всех уровнях и во всех сферах общественного производства, способствует оперативной подготовке и своевременному принятию оптимальных решений. Средства телекоммуникаций не только обслуживают производство, но и являются элементом систем регулирования, автоматизированных технологических процессов. Средства связи обеспечивают определение наиболее эффективной структуры построения технологии производства и организационно-производственной деятельности, способствуя сбережению всех видов ресурсов, улучшению условий труда.  В то же время из-за недостаточного развития связи общество несет огромные материальные потери, выражающиеся в первую очередь в замедлении темпов экономического развития.  В условиях рынка, с его динамизмом и конкуренцией, роль связи, а особенно электросвязи, будет возрастать, так как высококачественная связь является важнейшей составляющей инфраструктуры и мощным катализатором рыночных отношений, залогом коммерческого успеха. Проблема ускоренного развития как традиционных, так и новых видов связи приобретает значение важнейшего фактора повышения эффективности общественного производства и решения социальных задач. Реализация Концепции Программы Российской Федерации в области связи до 2010 г. должна послужить успешному выполнению возложенных на отрасль связи функций по наиболее полному удовлетворению потребностей в услугах телекоммуникаций, созданию инфраструктуры рынка и информатизации общества.

Виды и подотрасли связи. Их особенности и характеристика

Связь Российской Федерации не является однородным хозяйством, а включает совокупность сетей, хозяйствующих субъектов и подотраслей, различающихся между собой назначением и выполняемыми функциями, организационно-правовыми формами, формами собственности и другими признаками.  В структуре связи страны следует выделить две главные составляющие: электросвязь и почтовую связь. С помощью средств электросвязи осуществляется прием и передача речевых сигналов, документальных изображений, звуков по проводным, радио, оптическим и другим электромагнитным системам. Основной функцией почтовой связи является прием и доставка почтовых отправлений, материальных ценностей и денежных средств. Электросвязь объединяет в себя комплекс сетей (технологических систем), используемых для передачи различных видов информации. Совокупность технологически сопряженных сетей электросвязи на территории Российской Федерации, объединенных общим централизованным управлением, составляет Взаимоувязанную сеть связи (ВСС) России. Основой ВСС России является сеть связи общего пользования (СОП), предназначенная для предоставления услуг связи всем физическим и юридическим лицам на территории страны. Эта сеть объединяет в себя все сети электрической и почтовой связи, находящиеся под юрисдикцией Российской Федерации, кроме выделенных и ведомственных сетей, независимо от их принадлежности и форм собственности. Ответственность за функционирование и развитие сети связи общего пользования возложена на федеральные органы исполнительной власти в области связи. СОП является открытой системой, в услугах которой не может быть отказано пользователям. Наряду с сетью связи общего пользования в состав ВСС входят также сети связи ограниченного пользования, которые предназначаются либо для удовлетворения нужд отдельных министерств и ведомств, либо как средство оперативного управления производством. Структурно они объединены в:

ведомственные сети связи - сети электросвязи, принадлежащие отдельным министерствам и иным федеральным органам исполнительной власти, создаваемые для выполнения производственных и специальных нужд. Эти сети, как правило, имеют выход на сеть общего пользования;

внутрипроизводственные и технологические сети связи-сети электрической связи федеральных органов исполнительной власти, а также предприятий, учреждений и организаций, предназначенные для управления внутрипроизводственной деятельностью и технологическими процессами. Эта группа сетей не имеет выхода на сеть общего пользования;

выделенные сети - сети электросвязи физических и юридических лиц.

В зависимости от вида связи (почтовая, телеграфная, телефонная, звуковое вещание, телевидение), средств и способов передачи информации, технологии производства и профессионального состава кадров отрасль связи делится на две подотрасли основной деятельности: почтовую и электрическую связь. Подотрасль почтовой связи обеспечивает обработку, пересылку и доставку разного рода почтовых отправлений (писем, бандеролей, посылок, денежных переводов и др.) и периодических изданий между абонентами внутри страны и за ее пределами. Почтовая связь предоставляет потребителям наиболее массовые и доступные услуги, имеет достаточно разветвленную сеть предприятий и пунктов, соединенных между собой почтовыми маршрутами. Подотрасль электрической связи объединяет в своем составе телеграфную связь, междугородную телефонную связь, местную (городскую и сельскую) телефонную связь и звуковую проводную связь. Функциями телеграфной связи являются быстрая и точная передача телеграмм, фототелеграмм, газетных полос, передача данных по коммутируемым и некоммутируемым сетям связи, организация переговоров между абонентами по абонентскому телеграфу (AT), предоставление каналов телеграфной связи другим организациям и учреждениям на условиях аренды. Междугородная телефонная связь реализует передачу звуковой информации (разговоров) между абонентами, расположенными в различных населенных пунктах, осуществляет сдачу каналов в аренду другим организациям и учреждениям. Местная телефонная связь обеспечивают ведение телефонных переговоров между абонентами, находящимися на территории одного населенного пункта (городская телефонная связь) либо одного административного района (сельская телефонная связь). Местная телефонная связь обслуживает пункты коллективного пользования — таксофоны, а также предоставляет в аренду линии и каналы местной связи потребителям для передачи различного рода информации. На базе местной телефонной связи организуется связь с подвижными объектами на базе радиотелефонной, сотовой и транковой связи. Организации звуковой проводной связи обеспечивают прием, усиление и передачу программ вещания к абонентским пунктам — трансляционным радиоточкам — и реализуют их обслуживание. В последние годы на базе сети электросвязи создан новый вид связи — электронная почта, которая относится к комплексу так называемых телематических служб.  Организации радиосвязи, радиовещания, телевидения и спутниковой связи организует радиоканалы для передачи сообщений, передачи данных, предоставляют радиоканалы в аренду другим министерствам и ведомствам, обеспечивают организацию широкополосных каналов для передачи телевизионных и радиовещательных программ. Кроме рассмотренных отраслей связи основной деятельности в системе связи имеются организации неосновной деятельности, функцией которых является обслуживание нужд эксплуатационных организаций связи в области строительства, транспорта, выпуска специального оборудования связи подготовки кадров.

Единая транспортная сеть

Транспортная сеть– часть сети связи, охватывающая магистральные узлы, междугородние станции, а также соединяющие их каналы и узлы (национальные, междугородные)

Первичные сети, являющиеся базовыми транспортными или магистральными сетями, служат основой для построения всего многообразия современных мультисервисных сетей связи. Таким образом, первичной сетью называется совокупность типовых физических цепей, типовых каналов передачи и сетевых трактов системы электросвязи, образованная на базе сетевых узлов, сетевых станций, оконечных устройств первичной сети и соединяющих их линий передачи системы электросвязи 

Главным требованием, предъявляемым к транспортным сетям, является выполнение сетью основной функции – обеспечения пользователям возможности доступа ко всем разделяемым ресурсам сети. Основные информационно-технические характеристики цифровой первичной сети (ЦПС), которые существенно определяют ее возможности по предоставлению гарантированного качества обслуживания пользователей сети и возможности сети в целом, следующие: пропускная способность транспортных магистралей или базовые скорости передачи, определяемые уровнем транспортных модулей (STM-N, N=1, 4, 16,…); объем входящего и исходящего трафика в узлах сети; суммарный трафик в трактах и магистралях сети; надежность или коэффициент готовности сети в целом

Создание интерфейсов с существующими телефонными сетями.

Каждая из сетей общего пользования обычно предоставляет абонентам дополнительныеуслуги. Разработку подобных услуг существенно осложняет то обстоятельство, что каждая из существующих сетей имеет свои собственные протоколы: телефонная сеть общего пользования (SSP, точка коммутации служб) использует протокол INAP, мобильные сети используют протокол САР, по нему же работает центр коммутации MSC (Mobile Switching Center) и узел услуг SGSN (Serving GPRS Support Node) в сетях GPRS, мобильные сети третьего поколения строятся с использованием узла S-CSCF (Serving Call Session Control Function), который работает по протоколу SIP.

Коммутация каналов

Сегодня для построения глобальных связей в корпоративной сети доступны сети с коммутацией каналов двух типов - традиционные аналоговые телефонные сети и цифровые сети с интеграцией услуг ISDN. Достоинством сетей с коммутацией каналов является их распространенность, что характерно особенно для аналоговых телефонных сетей. В последнее время сети ISDN во многих странах также стали вполне доступны корпоративному пользователю, а в России это утверждение относится пока только к крупным городам.

Известным недостатком аналоговых телефонных сетей является низкое качество составного канала, которое объясняется использованием телефонных коммутаторов устаревших моделей, работающих по принципу частотного уплотнения каналов (FDM-технологии). На такие коммутаторы сильно воздействуют внешние помехи (например, грозовые разряды или работающие электродвигатели), которые трудно отличить от полезного сигнала. Правда, в аналоговых телефонных сетях все чаще используются цифровые АТС, которые между собой передают голос в цифровой форме. Аналоговым в таких сетях остается только абонентское окончание. Чем больше цифровых АТС в телефонной сети, тем выше качество канала, однако до полного вытеснения АТС, работающих по принципу FDM-коммутации, в нашей стране еще далеко. Кроме качества каналов, аналоговые телефонные сети также обладают таким недостатком, как большое время установления соединения, особенно при импульсном способе набора номера, характерного для нашей страны.

Телефонные сети, полностью построенные на цифровых коммутаторах, и сети ISDN свободны от многих недостатков традиционных аналоговых телефонных сетей. Они предоставляют пользователям высококачественные линии связи, а время установления соединения в сетях ISDN существенно сокращено.

Однако даже при качественных каналах связи, которые могут обеспечить сети с коммутацией каналов, для построения корпоративных глобальных связей эти сети могут оказаться экономически неэффективными. Так как в таких сетях пользователи платят не за объем переданного трафика, а за время соединения, то при трафике с большими пульсациями и, соответственно, большими паузами между пакетами оплата идет во многом не за передачу, а за ее отсутствие. Это прямое следствие плохой приспособленности метода коммутации каналов для соединения компьютеров.

Тем не менее при подключении массовых абонентов к корпоративной сети, например сотрудников предприятия, работающих дома, телефонная сеть оказывается единственным подходящим видом глобальной службы из соображений доступности и стоимости (при небольшом времени связи удаленного сотрудника с корпоративной сетью).

Устройства доступа

Для локальных вычислительных сетей, использующих для передачи информации моноканал (monochannel — канал связи, одновременно используемый несколькими абонентами, например в сетях с шинной и петлевой топологиями и с радиальной топологией с пассивным центром), весьма актуальным является вопрос доступа клиентов к этому каналу. Чтобы сделать доступ эффективным, необходимы специальные механизмы — методы доступа. Методы доступа обеспечиваются протоколами на нижних уровнях модели OSI.

Для организации эффективного доступа к моноканалу используются принципы частотной или временной модуляции. Наибольшее применение в простых сетях получили принципы временной модуляции, то есть временного разделения сообщений, передаваемых по моноканалу.

Существуют несколько групп методов доступа, основанных на временном разделении:

● централизованные и децентрализованные;

● детерминированные и случайные.

Централизованный доступ управляется из центра управления сетью, например от сервера. Децентрализованные методы доступа функционируют на основе протоколов, принятых к исполнению всеми рабочими станциями сети, без каких- либо управляющих воздействий со стороны центра.

Детерминированный доступ обеспечивает наиболее полное использование моноканала и описывается протоколами, дающими гарантию каждой рабочей станции на определенное время доступа к моноканалу. При случайном доступе обращения станций к моноканалу могут выполняться в любое время, но нет гарантий, что каждое такое обращение позволит реализовать эффективную передачу данных.

В случае централизованного доступа каждый клиент может получать доступ к моноканалу:

● по заранее составленному расписанию — статическое разделение времени канала;

● по схеме жесткой временной коммутации через определенные промежутки времени (например, через каждые 0,5 с), задаваемые электронным коммутатором — динамическое детерминированное разделение времени канала;

● на основе гибкой временной коммутации, реализуемой в процессе выполняемого из центра сети опроса рабочих станций на предмет выяснения необходимости доступа  динамическое псевдослучайное разделение канального времени;

● при получении полномочий в виде специального пакета-маркера. Первые два метода не обеспечивают эффективную загрузку канала, так как при предоставлении доступа некоторые клиенты могут быть не готовы к передаче данных, и канал в течение выделенного им отрезка времени будет простаивать.

Метод опроса используется в сетях с явно выраженным центром управления и иногда даже в сетях с раздельными абонентскими каналами связи (например,

в сетях с радиальной топологией для обеспечения доступа к ресурсам центрального сервера). Метод передачи полномочий использует пакет, называемый маркером. Маркер— служебный пакет определенного формата, в который клиенты сети могут помещать свои информационные пакеты. Последовательность передачи маркера по сети от одной рабочей станции к другой задается сервером (управляющей станцией). Рабочая станция, имеющая данные для передачи, анализирует, свободен ли маркер. Если маркер свободен, станция помещает в него пакет (пакеты) своих данных, устанавливает в нем признак занятости и передает маркер дальше по сети. Станция, которой было адресовано сообщение (в пакете обязательно есть адресная часть), принимает его, сбрасывает признак занятости и отправляет маркер дальше. При этом методе доступа легко реализуется приоритетное обслуживание привилегированных абонентов. Данный метод доступа для сетей с шинной и радиальной топологий обеспечивается распространенным протоколом ARCnet корпорации Datapoint.

К децентрализованным детерминированным методам относятся:

● метод передачи маркера;

● метод включения маркера.

Оба метода находят применение преимущественно в сетях с петлевой (кольцевой) топологией и основаны на передаче по сети специальных пакетов-маркеров, сегментов.Метод передачи маркера использует пакет, называемый маркером (сегментом). Маркер — это не имеющий адреса, свободно циркулирующий по сети пакет, определяющий стандартный временной интервал. Маркер может быть «занят» или «свободен». Если маркер свободен, станция, до которой маркер дошел, может вложить в него пакет (пакеты) своих данных, пометить маркер как занятый и передать его дальше. Можно использовать приоритетное обслуживание привилегированных абонентов. Этот метод во многом подобен методу передачи полномочий, но движением маркера из центра сети не управляют. Такой метод доступа реализуется в сетях с кольцевой и радиальной топологией широко известным протоколом Token Ring, разработанным фирмой IBM, и протоколом FDDI Американского национального института стандартизации (ANSI). Метод включения маркератакже использует свободно циркулирующий по сети маркер. Рабочая станция, получившая маркер, может передать свои данные, даже если пришедший маркер занят. В последнем случае станция приостанавливает движение поступившего маркера (времен но запоминает его в буферной памяти) и вместо него формирует новый маркер с включенным в него своим пакетом данных. Дальше по сети станция сначала посылает свой новый маркер, а затем уже ранее поступивший «чужой».

Случайные методы доступа основаны на равноправности всех станций сети и их возможности в любой момент времени обратиться к моноканалу с целью передачи данных. Поскольку возможны одновременные попытки передачи данных со стороны нескольких станций, между ними часто возникают коллизии (конфликты, столкновения) — в связи с чемслучайный метод доступа часто называют методом состязаний».

Сокращение числа конфликтных ситуации обеспечивается путем предварительного прослушивания моноканала для выявления его занятости станцией, желающей передать данные. Если канал занят, станция возобновляет свою попытку передачи данных через небольшой интервал времени. Если все же передачу данных начнут одновременно две станции, то возникает коллизия и данные в моноканале искажаются. Обе конфликтующие станции будут вынуждены передать свои данные повторно.

Метод состязаний может быть рекомендован для использования в сетях с небольшим количеством абонентов, моноканал которых загружен мало (метод не может обеспечить хорошую загрузку канала из-за часто возникающих конфликтных ситуаций). Этот метод для сетей с шинной топологией реализуется чрезвычайно популярным протоколом Ethernet фирмы Xerox.