CC BY
107
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №3/2016 ISSN 2410-6070_
ФИЗИКО- МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ
УДК 681.068.03
С.А.Алымкулов, И.В.Зимин, К.М.Жумалиев
1.Институт физико-технических проблем и материаловедения им. Акад. Ж. Жеенбаева
Национальной академии наук Кыргызской Республики 2.КГТУ им. И. Раззакова Кыргызской Республики
ОЦЕНКА РАЗВИТИЯ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКОЙ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННОЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ КЫРГЫЗСКОЙ РЕСПУБЛИКИ
Аннотация
В статье приводится анализ и оценка телекоммуникационной инфраструктуры для получения объективных данных о состоянии волоконно-оптической инфраструктуры Кыргызской Республики с позиции готовности к оказанию услуг населению с применением информационно-коммуникационных оптических технологий.
Ключевые слова
Оптическое волокно, мультиплексирование, трафик, пропускная способность, комплексное исследование, результат, спецификация.
ANALYSIS OF FIBER TELECOMMUNICATIONS INFRASTRUCTURE KYRGYZ REPUBLIC
Alymkulov S.A., Zimin I., Zhumaliev K.M.
LInstitute of Physical and Technical Problems and Materials, Acad. J. Jeenbaeva the National Academy of
Sciences of the Kyrgyz Republic 2.KSTU I. Razzakova, Kyrgyz Republic
The article analyzes the telecommunications infrastructure to obtain objective data on the status of the fiberoptic infrastructure in the Kyrgyz Republic in standby to provide services to the public with the use of information and communication optical technologies.
Keywords
Optical fiber, multiplexing, bandwidth, throughput, comprehensive study, the result specification.
Введение. В современном мире происходит стремительный рост информатизации общества. Это более всего проявляется в росте пропускной способности и гибкости информационных сетей. Полоса пропускания на одного пользователя увеличивается вследствие нескольких факторов. Во-первых, происходит взрыв в развитии информационных технологиях, в особенности Интернета. Во-вторых, новые сетевые приложения становятся все более объемными в отношении полосы пропускания - входят в практику разнообразные приложения Интернет, ориентированные на мультимедиа и видеоконференцсвязь [2]. В результате этого наблюдается резкий скачок в потреблении ресурсов Интернета. По оценкам средний объем потока информации на одного пользователя в мире увеличивается в 8 раз в год.
Справиться с ростом объемов передаваемой информации на уровне сетевых магистралей можно только привлекая оптическое волокно. И поставщики средств связи при построении современных информационных сетей используют волоконно-оптические кабельные системы наиболее часто. Это касается как построения протяженных телекоммуникационных магистралей, так и зоновых и местных сетей.
Широкое использование волоконно-оптических линий связи (ВОЛС) в Кыргызской Республике началось примерно 15 лет назад, когда прогресс в технологии изготовления волокна позволил в горных условиях строить линии большой протяженности при относительно низкой себестоимости. Операторы связи Кыргызской Республики ведут интенсивные исследования в области волоконно-оптических технологий. К
числу наиболее прогрессивных можно отнести технологию плотного волнового мультиплексирования DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing), позволяющую значительно увеличить пропускную способность существующих волоконно-оптических магистралей, и крупномасштабные инсталляции волокна с ненулевой смещенной дисперсией TrueWave (Lucent Technologies) или SMF-LS (Corning), специально предназначенного для передачи DWDM сигнала.
Стремительное внедрение в информационные сети оптических линий связи является следствием преимуществ, вытекающих из особенностей распространения сигнала в оптическом волокне.
Динамика развития волоконно-оптических сетей и технологий в Кыргызской Республике. Строительство волоконно-оптических линий связи ведется в Кыргызской Республики высокими темпами. Как показывает опыт, наибольший интерес вызывают вопросы, связанные с проведением оптических измерений. Динамика развития волоконно-оптических сетей и технологий операторами в Кыргызской Республике приведена в таблице 1 и 2.
Анализ развития волоконно-оптической телекоммуникационной инфраструктуры ставит своей целью исследование в целом оптических телекоммуникационных сетей, обзор характеристик и типов оптоволокна, принципы построения волоконно-оптических систем передачи, расчет и изучение параметров в оптическом волокне, в особенности, таких как пропускная способность и дисперсия. Ставится вопрос о том, каким образом дисперсия влияет на пропускную способность в оптических сетях [3]. При переходе к государственным и муниципальным услугам в электронной форме одним из основных требований к телекоммуникационной инфраструктуре является надежность функционирования, которая определяется множеством факторов, зависящих как от качества передаваемой информации, так и от условий ее эксплуатации. Комплексное исследование телекоммуникационной инфраструктуры, обеспечивающей применение информационно-коммуникационных технологий (ИКТ), является шагом, предназначенным обеспечить плановый и управляемый переход к предоставлению государственных и муниципальных услуг в электронной форме. Результаты анализа помогут дать оценку готовности к развертыванию работ в данном направлении и стать основой для разработки проекта по созданию и развитию программно-технического и организационного комплекса, государственных Дата центров в соответствии с международными стандартами для обеспечения совместимости и взаимодействия. В пределах проделанной работы под ИТ -инфраструктурой рассматривались объекты, предназначенные для информатизации процессов обеспечения жизнедеятельности населения на конкретных территориях. В том числе: телекоммуникационные сети (ТКС) и информационные ресурсы (ИР) [3].
Целью проведения анализа телекоммуникационной инфраструктуры является получение объективных данных о состоянии ИТ - инфраструктуры с позиции готовности к оказанию услуг населению и организациям с применением информационно-коммуникационных оптических технологий. В рамках указанного анализа также оценивается уровень обеспечения доступа к информации.
Таблица 1
Динамика развития волоконно-оптических сетей и технологий в Кыргызской Республике по областям.
Области 2011 год 2012 год 2013 год 2014 год 2015 год
Чуйская область 48 % 52% 68% 77% 86,9%
Ошская область 34 % 36% 38% 45% 56,9%
Жалал-Абадская область 26% 31% 35% 42% 57,8%
Баткенская область 12% 14% 19% 28% 41,0%
Таласская область 15% 19% 22% 41% 56,2%
Иссык-Кульская область 32% 41% 52% 65% 78,3%
Нарынская область 17% 19% 23% 28% 44,2%
Таблица 2
Динамика развития волоконно-оптических сетей и технологий операторами в Кыргызской Республике по операторам.
Операторы 2011год 2012год 2013год 2014год 2015 год
ОАО «Кыргызтелеком» 45,6% 48,9% 59,3% 78,6% 83,6%
ЗАО «Сайма Телеком» 38,2% 44,6% 48,6% 51,3% 71,7%
Продолжение таблицы 2
ОсОО «Элкат» 39,4% 45,6% 55,8% 68,2% 68,2%
ОсОО «МегаЛайн» 39,5% 45,8% 58,6% 71,2% 83,2%
ОсОО «АзияИнфо» 41,2% 45,2% 49,6% 78,6% 88,9%
ОсОО «Extra line» 28,6% 33,2% 36,5% 39,4% 49,4%
ОсОО «Акнет» 42,3% 56,3% 76,1% 91,1% 96,4%
ОсОО «Home Line» 29,3% 33,4% 47,1% 64,4% 84,1%
ОсОО «City Net» 29% 33% 42,2% 48,9% 59,3%
Анализ телекоммуникационных сетей проводились по показателям: доступа в сеть «Интернет», применяемых топологий и технологий, средней скоростью по передаче данных, пропускной способностью, технической поддержкой, данных по покрытию сетью населенных пунктов по областям, по не телефонизированным населенным пунктам КР.
В рамках поставленной задачи проанализирована телекоммуникационная инфраструктура Кыргызской Республики существующих, строящихся и проектируемых ВОЛС. При исследовании телекоммуникационных сетей операторов связи анализ выполнялся по следующим направлениям: сети (магистральные, зоновые, «последней мили»); экономическая доступность услуг; технические характеристики предоставляемых услуг; оценка возможностей операторов связи для решения задач по пропускной способности и увеличения скорости по передаче данных 2 Мбит/с и выше на одного пользователя.
По магистральным линиям осуществляется обмен данными между столицей и областями, между областями, а также с пользователями, находящимися вне территории Кыргызской Республики.
По зоновым линиям осуществляется обмен данными внутри областей между районными центрами и крупными населенными пунктами. Исторически (в силу экономической эффективности) магистральные линии развивались на основе радиорелейных линий связи (РРЛ). В настоящее время увеличение пропускной способности РРЛ представляет большую трудность в силу следующего барьера: из-за географических особенностей Кыргызстана (горы), пролеты между станциями РРЛ значительно длиннее рекомендуемых по техническим стандартам (отдельные пролеты доходят до 160 км, вместо рекомендуемых 45-50 км). В силу этого по условиям распространения радиоволн на отдельных участках цифровых РРЛ можно использовать частотные диапазоны ниже 10 ГГц, а частотный ресурс в этих диапазонах уже исчерпан. Таким образом, дальнейшее наращивание пропускной способности магистралей представляет значительную трудность. Дальнейшее существенное увеличение пропускной способности магистральных линий может быть связано со строительством волоконно-оптических линий (ВОЛС), связывающих столицу с областными центрами. Такое мощное магистральное кольцо также должно иметь выходы и в соседние страны. Также целесообразно зоновые линии внутри областей связывать с магистралями ВОЛС и по возможности реализовать их на ВОЛС, а там, где это невозможно или нецелесообразно, применять широкополосные радиолинии по технологии точка-точка, точка-многоточка.
Существующие барьеры для развития ВОЛС:
-нет утвержденных стандартов по строительству и эксплуатации ВОЛС;
-при реконструкции или строительстве новых дорог (в том числе железных дорог) нет обязательных требований по закладке линий ВОЛС;
-при реконструкции или строительстве магистральных линий электропередач нет обязательных требований по закладке линий ВОЛС;
-в крупных городах при строительстве зданий и сооружений, реконструкции улиц не предусматривается строительство канализации для ВОЛС;
-имеются большие проблемы по землеотводу для строительства ВОЛС;
-имеются проблемы по прокладке ВОЛС трасса Юг-Север, проблема сложная, дорожники не дают разрешения по прокладке ВОЛС в охранной зоне;
-энергетики не пускают на свои опоры для подвески кабеля;
Все это значительно тормозит и удорожает строительство ВОЛС, а значит и телекоммуникационных услуг. Тем самым развитие экономики страны замедляется.
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №3/2016 ISSN 2410-6070_
На последней миле (доступ пользователя к сети) целесообразно ориентироваться на путь, избранный практически всеми странами:
-по возможности (в городах) организовать доступ на ВОЛС; -максимально использовать широкополосный радиодоступ (сети 3G, 4G)
Желательно иметь актуализированную сводную таблицу по доступу к передаче данных/Интернет по каждому населенному пункту.
Рекомендации по развитию телекоммуникационной инфраструктуры. Необходимо принятие Программы развития телекоммуникационной инфраструктуры, в которой акцентировалось бы: -развитие магистральных и зоновых линий преимущественно на ВОЛС;
-всемерное и ускоренное развитие широкополосного радиодоступа с учетом сельских и труднодоступных районов; Принятие мер по:
-развитию ВОЛС при строительстве и реконструкции магистральных дорог и линий электропередач; -утверждению технических норм по качеству строительства и эксплуатации ВОЛС; Трафик по передаче данных растет с геометрической прогрессией, из чего следует планировать проектирование сети с использованием ВОЛС. Для зоновых сетей (областные центры, районы) модернизировать свои сети с использованием ВОЛС, а где нет такой возможности использовать широкополосный доступ. Увеличить пропускную способность на магистральных линиях до 1 Гбит/с и выше, для зоновых сетей 100 Мбит/с и выше. В сетях последней мили обеспечить пропускную способность и скорость передачи данных на сегменте пользователь-сеть 2 Мбит/с и выше.
Требования к технологии построения магистральных сетей. Рассматривая топологию сетей можно сказать следующее: С точки зрения наличия всех компонентов SDH: кольцо ВОЛС, уровни STM-4, STM-16. На сети присутствует технология DWDM (волновое мультиплексирование) на внешних стыках с Китайской Народной Республикой и Республикой Казахстан. Передаваемый трафик прозрачный, приемлем по ценам, не чувствителен к тарифам, совместимость трафика и совместимость стыка протокола. [1,3]. Существуют барьеры в следующем:
-для транспортной сети нет специальных защищенных вариантов;
-имеются проблемы в политике безопасности к приграничным устройствам (функции приграничных маршрутизаторов), а также опасность из внешних сетей по передаваемому трафику; Выводы
-на текущий момент целесообразно применять технологию DWDM; -обеспечить резервирование волокон в кабеле; -обеспечить аппаратное резервирование Восток-Запад;
-создание обходных путей, предусмотреть по возможности резервный маршрут по ЦРРЛ;
-использовать технологию FDDI на трассе Юг-Север;
-обеспечить безопасность трафика (используя процедуру отслеживания);
Приоритетом должно являться равновесие трафика и проводиться на основе биллинга. Требования к технологии построения зоновых сетей. Управление трафиком в зоновых сетях связи осуществляются через STM-16. В целом компоненты системы сконфигурированы на базе TDM или на базе IP- технологии, VoIP. Также на сети имеет место STM-1/4. По принципу топологии - смешанная, кольцевая. Технологии при определенных условиях совместимы. Используются стандарты и рекомендации ITU по передаче трафика. Рекомендации:
-строить сети, используя технологию FDDI, или применять технологию DWDM, которые гарантируют высокую пропускную способность. Пропускная способность является объективным фактором и зависит от аппаратной части;
-использовать возможность деления пропускного ресурса между другими операторами; -в кратчайшее сроки внедрить ВОЛС Север-Юг, так как половина население проживает на юге страны; -подключение до двух вводов гарантированного питания;
Список использованной литературы: 1. Зимин И.В. Учебник: «Управление трафиком в сетях и системах телекоммуникаций» // Издательство «Алтын Принт», Бишкек 2012г.;
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №3/2016 ISSN 2410-6070_
2. Зимин И.В., Баянкина Е.В. Практическое применение задач управления сетевыми ресурсами в телекоммуникационных сетях // Журнал Проблемы автоматики и управления №2, Институт автоматики Национальной Академии наук КР, материалы международной конференции «Проблемы управления и информационных технологий», Кыргызстан Бишкек, 2010г. С. 31-35.
3. Сборник информационно-аналитических материалов группы ГЦЭУ по текущему состоянию государственных информационных ресурсов Кыргызской Республики // Кыргызстан, Бишкек, 2014г. С. 337-421.
4. Аналитический отчет по итогам исследования уровня доступа к информации, обсуждению проблем и их возможных решений в местных сообществах. // Кыргызстан, Бишкек, 2014г. С. 6-9.
References:
1. Zimin IV Textbook: "traffic management in networks and telecommunications systems" // "Altyn Print" Publishing House, Bishkek, 2012 .;
2. Zimin IV, EV Bayankin The practical application of network management tasks in telecommunication networks // Journal of Automation and Control Problems №2, Institute of Automation of the National Academy of Sciences of the Kyrgyz Republic, materials of the international conference "Problems of Management and Information Technology", Kyrgyzstan Bishkek, 2010. S. 31-35.
3. Collection of information and analytical materials group GTSEU on the current state of public information resources of the Kyrgyz Republic // Kyrgyzstan, Bishkek, 2014. Pp 337-421.
4. The analytical report of the study level of access to information, discuss problems and possible solutions in the local communities. // Kyrgyzstan, Bishkek, 2014. Pp 6-9.
© Алымкулов С.А., Зимин И.В., Жумалиев К.М., 2016
УДК 621.38
С.А.Алымкулов, К.М.Жумалиев
Институт физико-технических проблем и материаловедения НАН КР, Бишкек, Кыргызстан
СПОСОБЫ ДОСТУПА К ДАННЫМ В ГОЛОГРАФИЧЕСКИХ З АПОМИНАЮЩИХ УСТРОЙСТВАХ
Аннотация
В статье рассматривается способ доступа к данным в голографических запоминающих устройствах. Для увеличения скорость доступа к информации на голографических дисковых запоминающих устройствах предлагается размещать на голографическом диске микроголограммы файла вдоль радиуса диска. Освещение массива голограмм осуществляется одновременным переключением лазерного луча на все голограммы, размещенные по радиусу диска, и за время считывания обеспечивается доступ к нескольким микроголограммам.
S.A. Alymkulov, K.M.Zhumaliev
Institute of Physical and Technical Problems and Materials Science NAS KR,
Bishkek, Kyrgyzstan
ACCESS TECHNIQUE TO DATA IN HOLOGRAPHIC MEMORY DEVICES
Access technique to data in holographic memory devices is considered in this article. To increase the velocity of access to information on holographic disk memory devices the microholograms of the file are proposed to be arranged on a holographic disk along the disk radius. Holograms array lighting is realized by simultaneous switching of laser ray to all holograms placed along radius of the disk, and during time of reading, the access is ensured to several micro holograms.
При традиционном способе доступа к данным в оптической массовой памяти на дисках (оптический и голографический) массивы данных (информационная единица), будь это оптический бит или
