
- •ВВЕДЕНИЕ
- •1. ЭВОЛЮЦИЯ ПРИНЦИПОВ ПОСТРОЕНИЯ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ СИСТЕМ И СЕТЕЙ
- •1.1. Обобщенная структурная схема электрической связи
- •1.2. Коммутация и сигнализация
- •1.3. Многоканальность и многостанционный доступ
- •1.4. Преемственность в принципах построения линий связи
- •1.5. Модель телекоммуникационной системы
- •2. ЭВОЛЮЦИЯ ПРИНЦИПОВ ПОСТРОЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ И СЕТЕЙ
- •2.1. Информационные сети как результат эволюции телекоммуникаций и вычислительной техники
- •2.2. Информационные системы и сети — основные понятия
- •2.3. Многоуровневый подход к построению сети
- •2.4. Эталонная модель взаимосвязи открытых систем ISO/OSI
- •2.5. Эволюция многослойной модели доступа к информационным ресурсам
- •2.6. Топологии физических связей
- •2.7. Основные компоненты локальных и составных информационных сетей
- •2.8. Архитектура сети Интернет
- •3. ИНФОКОММУНИКАЦИОННЫЕ СЕТИ
- •3.1. Инфокоммуникационные сети как результат конвергенции телекоммуникационных и информационных сетей
- •3.2. Архитектура сетей последующих поколений NGN
- •3.3. Будущие сети (FN)
- •3.4. Облачные вычисления (Cloud Computing)
- •3.5. Туманные вычисления (Fog Computing)
- •3.6. Программно конфигурируемые сети (SDN)
- •3.7. Виртуализация сетевых функций (NFV)
- •3.8. Пятое поколение мобильной связи (5G)
- •3.9. Интернет вещей (IoT)
- •3.10. Индустриальный интернет (IIoT)
- •3.11. Умные повсеместно распространенные сети (SUN)
- •СПИСОК РЕКОМЕНДОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
- •СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ (РУССКОЯЗЫЧНЫХ)
- •СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ (АНГЛОЯЗЫЧНЫХ)

9.Что такоеWPAN?
10.Что такоеTAN?
11.Что такоеWSN?
12.Чем беспроводные сенсорные сети отличаются от обычных беспроводных сетей?
3.10.Индустриальный интернет (IIoT)
Индустриальный интернет, промышленный интернет (англ. Industrial Internet of Things, IIoT) — концепция построения инфокоммуникационных инфраструктур, подразумевающая подключение к сети Интернет любых небытовых устройств, оборудования, датчиков, сенсоров, автоматизированной системы управления технологическим процессом (АСУ ТП), а также интеграцию данных элементов между собой, что приводит к формированию новых бизнес-моделей при создании товаров и услуг, а также при их доставке потребителям.
Индустриальный интернет и интернет вещей — сходные по принципу работы и названию технологии, но созданные для решения различных задач. Они развиваются параллельно.
Архитектура Индустриального интернета (рис.82) на высоком уровне абстракции совпадает с эталонной моделью Интернета вещей, предложенной МСЭ (рис.77).
Рис. 82. Архитектура IIoT
109
Технические решения Индустриального интернета имеют ярко выраженную промышленную принадлежность и представляют собой закрытые системы, часто реализуемые на специальном оборудовании со встроенным программным обеспечением. Перенос идей IIoT на промышленное предприятие означает их согласование и интеграцию с существующими системами автоматизации.
Индустриальный интернет представляет собой организационно-техноло- гическую трансформацию производства, базирующуюся на принципах «цифровой экономики», позволяющую на уровне управления объединять реальные производственные, транспортные, человеческие, инженерные и иные ресурсы в практически неограниченно масштабируемые программно-управляемые виртуальные пулы ресурсов (shared economy). За счет реализации сквозных производственных и бизнес-процессов (сквозного инжиниринга) пользователю предоставляются не сами устройства, а результаты их использования (функции устройств).
Вопросы для самопроверки к подразделу 3.10
1.Назовите разновидности «вещей», которые подключаются к сети Индустриального интернета.
2.В чем сходство Интернета вещей с индустриальным Интернетом?
3.Назовите отличия между Интернетом вещей и индустриальным Интернетом.
4.НаоснованиисравненияархитектурыIIoT(рис.77)иэталонноймодели IoT (рис.82) сформулируйте основные принципы построения Индустриального Интернета.
5.Опишите нижний уровень архитектуры IIoT.
6.Опишите верхний уровень архитектуры IIoT.
7.Какие факторы являются движущими силами развития Индустриального интернета?
3.11.Умные повсеместно распространенные сети (SUN)
Сначала появился термин «повсеместно распространенные сети»
(ubiquitous networking, UN). Он был введен в 2012 г. в рекомендации МСЭ
[ITU-T Y.2002]; обозначает сетевые возможности, используемые для поддержки различных классов приложений и услуг, которые требуют действия «каких-либо услуг в любое время, в любом месте и для любых объектов», используя возможности сетей последующих поколений (СПП). Повсеместно распространенные сети предназназначены для организаци следующих связей: «человек-человек», «человек-объект» (например, устройство и/или автомат) и связи между объектами.
110

На рис.83 показана общая конфигурация сети для повсеместно распространенных сетей. Окружающие объекты подключены к сети и общаются посредством установления соединения между ними из конца в конец. Объекты, которые не перемещаются, называются стационарными объектами. Объекты, которые перемещаются из одного места в другое, называются подвижными объектами.
Логическиеобъекты(например,контентвсервере,ресурсыит.д.)рассматриваются как объекты, которые должны быть соединены. Эти объекты подключены к сети СПП с помощью проводных или беспроводных интерфейсов в неподвижной среде (например, дома, в здании и т. п.) или в мобильной среде (например, транспортные средства).
На рис.84 показана концептуальная схема для подключения любых объектов к СПП. В качестве объектов выступают: персональные устройства, информационныересурсы,RFIDилидатчики,контент,бытовыеприборы,транспортные средства. Перечисленные объекты могут быть классифицированы на несколько типов следующим образом:
Рис.83. Общая конфигурация сети для повсеместно распространенных сетей
•физический объект или логический объект (к логическим объектам, например, относится контент и информационные ресурсы);
•мобильность: фиксированный объект или подвижный объект;
111

•метка: Активный RFID или Пассивный RFID;
•размер: общераспространенные (обычные) устройства или миниатюрное (малое) устройство;
•мощность(электроэнергия):электропитаниеотсетиилиограничение по электропитанию (для аварийных ситуаций);
•управляемость: управление человеком или управление устройством, управляемым без человеческого вмешательства или нет;
•различные сетевые возможности: IPили не IP.
К СПП объекты подключаются через интерфейс, обозначаемый в общем случае как «пользователь-сеть» (UNI), а в частности используются разнообразные технологии (протоколы) доступа для проводной и беспроводной сре-
ды, такие как xDSL, Optical LAN, WLAN, WiMax, LTE и другие технологии беспроводной связи.
Для поддержки возможности соединения с любым объектом в СПП могут быть использованы различные типы шлюзов и/или специальные сети, например, сенсорные.
Рис.84. Концептуальная схема для подключения любых объектов к СПП
Сети будущих поколений (FN) должны быть не только повсеместно рас-
пространенными (UN), но и «умными» (smart ubiquitous networks, SUN), т.е.
обладать интеллектуальными способностями [Рек. ITU-T Y.3041]. Сеть является «умной» в том смысле, что она располагает информацией, осведомлена
112

о контексте, является адаптивной, автономной и программируемой, а также может эффективно и безопасно предоставлять услуги.
Согласноопределению,данномувРек.ITU-TY.3041,«умные»повсемест- но распространенные сети (SUN)— это сети пакетной передачи на основе IP, которые могут предоставлять функции транспортирования и доставки широкого спектра существующих и появляющихся услуг для людей и вещей.
Возможности «умного» повсеместного распространения реализуются в сети SUN с помощью классической модели: конечный пользователь— доступ/ядро сети — услуги (элементы на рис.85, расположенные в облаке).
Рассмотрим требования, выполнение которых делает повсеместно распространенную сеть «умной».
Возможности осведомленности о контексте. Отличительной особен-
ностью сетей SUN является информированность о контексте, вынесенная на рис.86. на самый верхний уровень не случайно. Согласно определению [TU-Т Y.2002], контекст— это информация, которая может использоваться для определения характеристики среды пользователя. Возможность осведомленности о контексте означает способность обнаруживать изменения в физическом статусе устройств, характеризующих среду пользователя, с помощью систем мониторинга, использующих, например, датчики, системы определения местоположения на основе GPS и т.п. Пунктирные линии на рис.86 обозначают линии связи для сбора информации об осведомленности о контексте.
Рис.85. Требования к возможностям SUN
113
Возможности осведомленности о контенте. Согласно определению
[ITU-Т X.1161], контент— это информация, созданная частными лицами, учреждениями и технологиями в интересах пользователей в виде, понятном им. Возможность осведомленности о контенте включает идентификацию и доставку контента вне зависимости от местоположения контента и пользователей; оптимизацию доставки контента через кэширование контента на более близкомузле;поддержкураспределенныхузловвсетисцельюхраненияиизвлечения большого объема контента, распределение контента и его хранение посредством управления метаданными контента.
Возможности программирования. Сети будущего, требующие все большей пропускной способности сетей, для поддержки перехода к новым услугамдолжныбытьгибкимивотношениивзаимодействияуровняуслугиуровня транспортирования. Для сотрудничества этих двух уровней необходимо, чтобы функции услуг и транспортирования обладали достаточными возможностями для обмена информацией на уровне ресурсов и построения виртуализированных сетей. Для этого необходимо, чтобы сети SUN поддерживали открытые программируемые интерфейсы (открытыеAPI услуг/сетей); взаимосвязь среди междоменных сетей черезAPI для поддержки группирования пользователей.
Возможность интеллектуального управления ресурсами включает ин-
теллектуальный мониторинг, анализ и оптимальное распределение ресурсов (полосы пропускания, памяти, пространства для хранения и вычислительной мощности и др.). Например, большинство новых услуг, таких как «умное» телевидение, телевидение высокой четкости, 3D телевидение и потоковое видео, требуют от сети выделения широкой полосы пропускания. Но обычные IP сети были разработаны для выделения одинаковой полосы пропускания длякаждогопотокаTCP,чтоприводиткухудшениюкачествауслугиилидаже сбою в обслуживании из-за отсутствия доступных ресурсов. Интеллектуальное управление ресурсами позволит избежать этого.
Возможности автономного управления сетью включает самостоятель-
ную (без вмешательства человека) адаптацию, реорганизацию и реконфигурацию сети и базовых систем в соответствии с условиями работы сети и ее состояния, а также экономическими и социальными потребностями пользователей.
Вопросы для самопроверки к подразделу 3.11
1.Что означает термин «повсеместно распространенная сеть»?
2.Между кем устанавливаются связи с помощью «повсеместно распространенных сетей»? Приведите примеры.
3.Как классифицируются объекты, подключаемые к СПП?
4.Какие технологии доступа используются для подключения объектов к СПП?
114
5.Что означает термин «умная повсеместно распространенная сеть»?
6.В чем отличие реализации UN и SUN?
7.КаквструктуреSUNреализуетсятребование«возможностиосведомленности о контексте»?
8.В чем отличие «осведомленности о контексте» от «осведомленности о контенте»?
9.Выполнение каких требований к сети SUN гарантирует гибкость во взаимодействии уровня услуг и транспортного уровня?
10.Чтоозначаетвозможностьинтеллектуальногоуправленияресурсами?
11.Что означает возможность автономного управления сетью?
115