3230

Современные БСС должны предоставить всем пользователям возможность обмена формализованной и неформализованной информациями по принципу иерархии управления и обеспечить потребности информатизации и автоматизации повседневной деятельности органов управления, обмена данными в создаваемых и имеющихся автоматизированных и информационных контурах (подсистемах) управления, в том числе в определённых ситуациях – в реальном масштабе времени.

Таким образом, современные БСС представляют собой сложные технические системы, поэтому их создание сопряжено с огромными организационными и материальными затратами. Это обуславливает необходимость и важность применения методологии автоматизированного проектирования таких систем.

В рамках данной методологии работы по проектированию, планированию, эксплуатации и модернизации БСС не могут выполняться без разработки и применения программноматематических средств моделирования, обеспечивающих расчёт основных ВВХ БСС и выбор эффективных вариантов построения систем. В связи с этим большое теоретическое и прикладное значение приобретает разработка комплекса математических моделей для оценки основных оперативнотехнических показателей БСС, обеспечивающих обмен данными. Вместе с тем, в настоящее время роль использования методов математического моделирования в проведении работ по созданию БСС несколько снизилась. Это объясняется несколькими причинами. Основная из причин – наличие множества стандартных технологий и использование уже готового, как правило, импортного телекоммуникационного оборудования с известными характеристиками.

Однако применение высокоэффективного методического обеспечения процессов создания БСС на основе методов математического моделирования обусловлено целым рядом факторов:

51

–интенсивными процессами развития уже известных, а также разработки и внедрения новых информационных и телекоммуникационных технологий;

–необходимостью постоянного анализа существующих систем и сетей связи;

–необходимостью обоснования требований к созданию перспективных систем и сетей связи для их использования в различных устройствах;

–необходимостью проведения объективной научно обоснованной экспертизы системотехнических решений в части их соответствия заданным требованиям на различных этапах создания и проектирования, в том числе на этапе сдачи системы в эксплуатацию.

Особую значимость при проектировании БСС приобретает системный подход, который предполагает изучение системы и ее поведения как единого объекта, выполняющего определенные функции в конкретных условиях, с учетом взаимодействия и взаимного влияния отдельных частей, оказывающих наиболее существенное влияние на достижение конечных целей. Системный подход может применяться на различных этапах проектирования, однако наибольший эффект достигается на этапе предварительного проектирования, когда формируется общий замысел построения системы и оцениваются ее основные параметры.

При проектировании БСС можно выделить ряд этапов:

–обоснование системотехнических решений для построения БСС;

–выбор технологии (технологий) для построения БСС;

–выбор технических средств, на основе которых создается БСС.

При проектировании БСС должна учитываться вся совокупность факторов нормативно-правового, технического и экономического характера (рис. 1.20).

52

Проектирование осуществляется на основе следующих исходных предпосылок и данных:

•требований к БСС, предъявляемых со стороны автоматизированных и информационных систем, где планируется их внедрение;

•технико-экономических условий;

•существующей нормативно-правовой базы;

•исходных условий по организации информационного взаимодействия и связи между конкретными объектами.

Рассмотрим эти исходные данные более подробно. Требования к БСС, предъявляемые со стороны пользо-

вателей (автоматизированных и информационных систем), существенным образом зависят от назначения и статуса систе-

53

мы. В настоящее время наиболее часто излагается следующий перечень требований к БСС общего пользования:

•производительность, под которой подразумевается скорость передачи и обработки информации в системе;

•надежность – свойство системы сохранять во времени

вустановленных пределах значения определенных параметров, характеризующих способность системы выполнять требуемые функции в заданных условиях применения и технического обслуживания;

•управляемость – способность системы изменять свое состояние в заданных пределах при воздействиях органов управления в соответствии с изменением обстановки;

•масштабируемость – под которой понимается возможность изменения числа пользователей и пользовательских приложений;

•защищенность, под которой понимается способность системы противостоять несанкционированному доступу к ее ресурсам, а также их искажению и разрушению.

Кроме того, к мультисервисным беспроводным системам и сетям связи предъявляются дополнительные требования:

•мультисервисность, под которой понимается независимость технологий предоставления услуг от транспортных технологий;

•широкополосность, под которой понимается возможность гибкого и динамичного изменения скорости передачи информации в широком диапазоне в зависимости от текущих потребностей пользователя;

•мультимедийность, под которой понимается способность БСС передавать многокомпонентную информацию (речь, данные видео, аудио) с необходимой синхронизацией этих компонент в реальном времени и использованием сложных конфигураций соединений;

•интеллектуальность, под которой понимается возможность управления услугой, вызовом и соединением со стороны пользователя или поставщика услуг;

54

•инвариантность доступа, под которой понимается возможность организации доступа к услугам независимо от используемой технологии;

•многооператорность, под которой понимается возможность участия нескольких операторов в процессе предоставления услуги и разделение их ответственности в соответствии с их областью деятельности.

Изложенные требования носят достаточно общий («концептуальный») характер, и использовать их при реальном проектировании беспроводных систем и сетей связи весьма сложно в связи с тем, что большинство из них невозможно выразить количественными показателями.

Кроме того, необходимо учитывать, что для БСС специального назначения характерны более жесткие требования к устойчивости, ВВХ доставки информации, а также к безопасности информации.

Устойчивость – свойство системы сохранять свои характеристики в пределах установленных норм при всех воздействующих факторах. Устойчивость является комплексной характеристикой, включающей живучесть, техническую надежность и помехоустойчивость.

В настоящее время в ряде случаев применительно к БСС используются такие требования, как катастрофоустойчивость и высокая доступность [6]. Катастрофоустойчивость определяется как способность системы сохранять критически важные информационные и программные ресурсы и продолжать выполнение своих функций в условиях деградации архитектуры системы в результате стихийных бедствий, техногенных аварий и катастроф, целенаправленного воздействия людей. Высокая доступность как общесистемное свойство означает, что любой пользователь может обратиться к системе и получить доступ к необходимым ему информационным ресурсам и услугам за приемлемое для него (пользователя) время.

Исходя из вышеизложенного следует вывод, что в число основных требований к современным БСС специального назначения, на основе которых формируются системотехниче-

55

ские решения и осуществляется их проектирование, могут быть включены:

•устойчивость;

•пропускная способность;

•ВВХ доставки информации;

•достоверность доставки информации;

•безопасность;

•перечень предоставляемых услуг;

•качество обслуживания.

При этом требования к ВВХ, достоверности доставки информации и качеству обслуживания применительно к различным видам услуг дифференцируются.

Предоставляемые услуги классифицируются по виду передаваемой информации (речевая информация, передача данных, видеоинформация и пр.).

Показатели качества обслуживания делятся на две кате-

гории:

•общие, не зависящие от услуг и/или технологий;

•специальные, зависящие от услуг и/или технологий. В качестве общих показателей обычно используется по-

казатели надежности (коэффициент готовности). Специальные показатели устанавливаются рекомендациями МСЭ-Т и других международных организаций.

Функциональные требования определяют необходимые для реализации в технических средствах систем связи функции безопасности и их характеристики.

Архитектурные требования определяют механизмы безопасности, которые должны быть спроектированы в соответствии со структурой сети.

Требования управления определяют механизмы управления и процессы их разработки для эффективного контроля и управления службами безопасности.

От корректного задания требований к БСС в значительной степени зависят как системотехнические решения по ее построению, так и стоимость ее создания.

К технико-экономическим условиям относят:

56

•прогнозы развития экономики. Существует тесная взаимосвязь между развитием экономики и инфокоммуникацией. Создание БСС сопряжено с огромными материальными затратами, поэтому темпы их создания и технический уровень существенно зависят от развития экономики страны;

•тенденции развития беспроводных технологий и услуг. Учет указанных тенденций позволяет правильно выбрать технологию и спроектировать сеть, обеспечивающую растущие информационные потребности пользователей;

•тенденции технического и технологического развития средств связи. Например, широкое использование технологий высокоскоростных транспортных сетей – SDH, WDM/DWDM, развитие мультисервисных сетей, т. е. сетей, способных передавать любой тип трафика с заданными параметрами, реализация архитектуры сети в соответствии с концепцией «сетей следующего поколения» – Next Generations Network (NGN);

•научно-технические и технологические возможности промышленности. Данный фактор особенно актуален для нашей страны в связи с относительной отсталостью отечественной электронной промышленности и промышленности средств связи. Это обуславливает необходимость выбора (в соответствии с действующими нормативными актами) и применения импортного оборудования с проведением его сертификации;

•объемы финансирования отрасли и создания конкретных беспроводных систем и сетей связи;

•стоимостные показатели средств (комплексов). Рассмотрим основные этапы и стадии проектирования

БСС. Аналогично автоматизированным системам (АС) стадии и этапы работ определяются требованиями ГОСТ 34.601–90

[7]и включают:

•формирование требований к системе и разработку концепции ее создания;

•разработку технического задания;

•разработку эскизного проекта, в том числе предварительных проектных решений по системе и ее частям;

57

•разработку технического проекта (проектных решений по системе и ее частям);

•разработку рабочей документации;

•ввод системы в действие, а именно:

-подготовку персонала и комплектацию программными

итехническими средствами;

-строительно-монтажные работы;

-пусконаладочные работы;

-проведение опытной эксплуатации и приемочных испытаний;

• сопровождение БСС, выполнение работ в соответствии с гарантийными обязательствами и послегарантийное обслуживание.

Рассмотрим основные этапы проектирования БСС. В рамках выполнения стадий проектирования БСС (разработка концепции, эскизный проект, технический проект) необходима проработка вариантов их построения и выбор оптимального из них. Эта работа включает несколько этапов:

• формирование общего замысла построения сети на основе принципов системного подхода;

• формирование базовых вариантов построения БСС;

• выбор показателей (показателя) для сравнительной оценки базовых вариантов;

• выбор (разработка) методического аппарата для сравнительной оценки;

• сравнительная оценка вариантов;

• выбор наилучшего (не худшего) варианта;

• разработка системотехнических решений по реализации выбранного варианта с учетом финансовых и временных ограничений.

При формировании общего организационного и системного замысла определяется предполагаемая функциональная структура БСС. Разработка функциональной структуры производится с учетом финансовых возможностей организации, перспективных планов развития, числа пользователей, видов услуг и необходимого качества обслуживания.

58

При проектировании БСС необходимо учитывать общие методологические принципы системного подхода. Далее приведена их краткая характеристика.

Принципы делятся на две группы: системотехнические

иорганизационные.

Ксистемотехническим относятся принципы:

•системности (соответствия поставленным задачам);

•комплексности (взаимоувязки вопросов автоматизации различных задач, организации информационного обмена и др.);

•эффективности (все принимаемые системотехнические решения должны способствовать повышению эффективности какой-то конкретной сферы деятельности, где применяяются БСС);

•возможности новых задач (БСС должна предусматривать возможность наращивания своих функций для реализации новых задач);

•развития;

•максимального учета достижений в области информационных технологий;

•унификации и стандартизации.

При формировании базовых вариантов построения БСС разрабатываются несколько вариантов построения системы, удовлетворяющих предъявляемым к ней требованиям. При этом формальное описание каждого варианта должно включать: физическую и логическую структуру, принципы связности узлов БСС, принципы доступа абонентов, виды предоставляемых услуг, базовые технологии. Для каждого варианта производится предварительный выбор базовых аппаратных и программных средств, в том числе и средств защиты информации. Производится предварительная оценка затрат на реализацию каждого из вариантов.

Каждый из выбранных вариантов построения БСС характеризуется множеством показателей системного и технического характера (своевременность, устойчивость, надежность, пропускная способность, безопасность, стоимость и др.). При

59

этом для сравнительной оценки вариантов выбираются наиболее важные для данного типа систем показатели. Например, для территориально распределенных, функционирующих в круглосуточном режиме БСС наиболее важными являются показатели, характеризующие их устойчивость и безопасность, для некоторых БСС, предполагающих обмен большими объемами информации, пропускная способность и т. п. Для БСС, обеспечивающих передачу разнородного трафика, особое значение имеют показатели качества обслуживания.

На следующем этапе осуществляется выбор методического аппарата для сравнительной оценки либо его разработка в том случае, если по каким-либо причинам невозможно применить имеющийся аппарат.

На основе этого методического аппарата производится оценка эффективности предлагаемых вариантов. Важное место при этом занимает выбор критериев эффективности. Такие критерии должны быть достаточно ясными и позволять осуществлять однозначную количественную оценку эффективности системы, отражающую, с одной стороны, степень выполнения возлагаемых на нее задач, а с другой – финансовые расходы на создание, внедрение и развитие БСС. В качестве таких критериев, как правило, используются наиболее важные показатели системного и технического характера (например, своевременность, устойчивость, пропускная способность, безопасность и др.), которым должна удовлетворять система. Для различных типов БСС в связи с их спецификой такие показатели будут различными.

При выборе показателей наиболее часто используются экспертные методы. Подробная характеристика экспертных методов применительно к оценке эффективности построения БСС приведена в разделе 2 данного пособия.

На основе применения выбранного (разработанного) методического аппарата производится сравнительная оценка вариантов и определение наилучшего из них. При этом оценка реализуемости варианта производится с учетом имеющихся ограничений по стоимости, времени реализации, а также технических и

60