125 Кібербезпека / 4 Курс / 4.2_Управління інформаційною безпекою / Лiтература / V_P_Babak_A_A_Kliuchnykov-Teoreticheskye_osnovy_zashchity_informat

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЗАЩИТЫ ИНФОРМАЦИИ

прыжка частоту. Будем считать, что используется М-я частотная манипуля-

ция (M frequency shift keying - MFSK). В случае обычной системы MSFK дан-

ные модулируют несущую волну с фиксированной частотой. В случае MFSK с перестройкой частоты (FH-MFSK) частота несущей смещается по всему диапазону частот передачи. FH-модуляцию (см. рис. 6.45) можно представить как процесс, который состоит из модуляции данных и модуляции перестройки частоты. Отмеченные действия можно совместить. Тогда модулятор на основе псевдошумового кода и собственно данных будет генерировать тона передачи.

Конфиденциальность передачи информационных потоков данных в случае использования смешанного метода CDMA является основным и уникальным преимуществом этого метода множественного доступа.

Если код группы пользователей известен лишь разрешенным членам этой группы, CDMA обеспечивает конфиденциальность связи, поскольку несанкционированные лица, которые не имеют кода, не могут получить доступ к переданной информации.

Каналы с замираниями. Для определенной части используемого спектра характерны замирания, сигналы в этой части диапазона будут ослабленными. В случае применения схемы FDMA пользователь части спектра может испытывать постоянные трудности со связью. Согласно схеме FH-CDMA пользователь будет испытывать аналогичные трудности только при смещении частоты в соответствующую часть спектра. Таким образом, возможные проблемы со связью равномерно распределяются между всеми пользователями.

Информационный поток в системах множественного доступа. На рис.

6.46 представлена блок-схема потока данных относительно реализации алгоритма множественного доступа (multiple access algorithm - МАА), между контролером и наземной станцией связи.

Рис. 6.46. Архитектура спутниковой системы множественного доступа:

а- управление осуществляет одна базовая наземная станция;

б- управление распределено между всеми наземными станциями;

в- управление осуществляет спутник

470

Глава 6. Сети передачи информации

Направлять и руководить информационными потоками может непосредственно спутник или одна наземная базовая станция. Управление может быть распределено также между всеми наземными станциями. Порядок передачи данных приведен на рис. 6.47.

Рис. 6.47 Информационный поток в системах количественного доступа

Деление информационного потока по каналам - деление информаци-

онных ресурсов и данных, осуществляемое при обмене информацией между спутником и пользователем (например, каналы N могут быть предоставлены пользователю Õ, а каналы (N l) M - пользователю Y ).

Эта информация изменяется редко и может распространяться между наземными станциями без использования системы связи, например с помощью информационного бюллетеня деления.

Состояние сети (network state - NS) - это состояние ресурса связи, то есть время и ширина полосы частот, доступных для передачи информационного сигнала в определенную информационно-коммуникационную систему.

Наземная станция получает указания относительно доступности ресурса связи, а также о том, как стоит использовать время, частоту, кодовые позиции ресурса для передачи запроса на обслуживание.

Запросом на обслуживание называется переданное станцией кодовое сообщение (запрос) на выделение ресурса связи для передачи т сегментов информационного сигнала.

После получения запроса (запросов) на обслуживание контроллер передает станции расписание, в соответствии с которым данные должны распределяться в ресурсе связи.

Станция передает данные в соответствии с отмеченным расписанием.

Множественный доступ с предоставлением каналов по требованию.

Спутниковыми системами с фиксированным делением называются системы множественного доступа, которые дают возможность передаточ-

471

Глава 6. Сети передачи информации

мационными потоками и данными (с временным разделением доступа к информационным ресурсам) с зонами перекрытия диаграмм направленности лучей разных спутников.

Основой системы является размещенная на спутнике микроволновая матрица коммутации, программируемая с помощью наземного управления на циклическую смену состояний. Таким образом, в каждый момент коммутации связываются раздельные лучи каналов Земля - спутник. Наземная станция может связаться со станциями, которые используют другой луч, посылая пакеты TDMA во время соответствующих выделенных интервалов времени. Схема коммутации состояний выбирается так, чтобы максимально увеличить пропускную способность системы с учетом имеющихся ограничений на обмен данными. Для достижения полной взаимосвязи N лучей нужно N! разных состояний, или режимов, спутника. Шесть режимов, необходимых для полной взаимосвязи трехлучевой системы, приведены в табл. 6.3.

Таблица 6.3

В режиме 1 приемники спутника на лучах А, В и С соединены с передатчиками для лучей А, В и С. Наземная станция, которая использует один из этих лучей, может связаться с другой станцией, которая использует тот же луч. Та-

кой луч называют самоориентированным.

Пример трехлучевой (лучи А, В и С) системы SS/TDMA приведен на рис. 6.49. Микроволновая матрица коммутации для данного спутника является координатной. Такую матрицу можно представить как набор продольных и поперечных линий. При активизации линий (одной продольной и одной поперечной) возникает контакт на их пересечении. Координатный коммутатор дает возможность одновременно устанавливать связь только между двумя компонентами матрицы - одним продольным и одним поперечным. Если канал станции AU связан с каналом станции BD , ни один из этих каналов не

может быть одновременно связан с любым другим каналом. Три схемы процедуры обмена данными на протяжении интервалов времени T1 T2 и T3 при

существовании трех состояний коммутации S1 S2 и S3 изображены на рис. 6.49. На протяжении интервала T1 имеем режим S1 : лучи самоориентированы. На протяжении интервала T2 режим S2 дает возможность передавать сигналы из станций AU , BU и CU на станции BD , CD и AD . На протяжении интервала T3 (режим S3 ) каналы передачи так же связываются с каналами приема, обеспечивая доставку данных необходимому адресату.

473

Глава 6. Сети передачи информации

Такая система имеет одно из основных преимуществ - передачу больших объемов информации с высокой скоростью. Благодаря использованию спутниковых цифровых каналов она является некритической относительно дальности и достаточно помехозащищенная.

Наземные системы полного доступа (TES-система). Наземная си-

стема полного доступа (Telecommunications Earth STATION-TES) предна-

значена для обмена телекоммуникационной и цифровой информацией в информационных сетях спутниковой связи, построенных по принципу «каждый с каждым» («mesh») или в сетях с полным доступом (рис. 6.52).

Космический

сегмент

Центральный шлюз (Gateway)

1

Интернет 2

Низкочастотный

модуль

Файл-сервер программноуправляющая АТС

Рис. 6.52. Схема работы TES - системы

Эта система дает возможность устанавливать телекоммуникационную связь между любыми двумя абонентами сети. Кроме того, абонентам обеспечивается выход в международные глобальные информационно-коммуни- кационные сети общего пользования через телепорт (Gateway). В самой простой конфигурации обеспечивается связь по одному телефонному или факсимильному каналу.

Абоненту предоставляется дополнительная возможность организации передачи цифровой информации между двумя станциями, которые входят в сеть. Сеть работает по принципу, согласно которому абонент не имеет жестко закрепленного за ним спутникового канала (DAMA), а этот канал предостав-

477

Глава 6. Сети передачи информации

Основные выводы

Информационно-коммуникационная сеть - это интегрированный комплекс взаимосвязанных и согласованно функционирующих программных и аппаратных компонентов, которые обеспечивают достоверную передачу информации от источника сообщения к потребителю.

Многослойной моделью информационно-коммуникационной сети называется полный комплекс программно-аппаратных средств сети, который применяется с целью достоверной передачи информационных потоков от источника сообщения к потребителю.

Топологией информационно-коммуникационной сети называется конфигурация графа, вершинам которого соответствуют компьютеры сети (иногда и другое оборудование, например концентраторы), а ребрам - физические связи между ними.

Сетевая технология - это согласованный набор стандартных протоколов

ипрограммно-аппаратных средств, которые их реализуют (например, сетевых адаптеров, драйверов, кабелей и разъемов), достаточных для построения

ифункционирования информационно-коммуникационной сети.

Для снятия ограничений при построении больших сетей используются специальные методы структуризации сети и специальное структурнообразовывающее (сетевое) оборудование - повторители, концентраторы, мосты, коммутаторы, маршрутизаторы. Оборудование такого рода также называют коммуникационным, имея в виду, что с его помощью отдельные сегменты сети взаимодействуют между собой.

Наибольшее распространение получили три схемы адресации узлов информационных сетей: аппаратные адреса; символьные адреса, или имена; числовые составные адреса.

Концепция виртуальных информационно-коммуникационных сетей с целью ограничения размеров доменов коллизий и широковещательных доменов объединяет технологии коммутации уровня 2 и маршрутизации уровня 3 модели

OSI.

Передачей с расширенным спектром называется ряд способов передачи отдельного радиосигнала с использованием широкого сегмента радиоспектра. Используются две разные системы радиопередачи с расширенным спектром:

частотное расширение спектра; расширение спектра с прямой последовательностью.

Информационные сети беспроводной связи включают две категории сетевого оборудования: станции и точки доступа.

Станция информационной сети беспроводной связи - это компьютер или другое периферийное устройство, сетевое оборудование, подключенное к

479