CC BY
4
УДК 621.391
DOI: 10.24412/2071-6168-2023-3-429-436
СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ДОСТУПНОСТИ ТРАНСПОРТНЫХ РЕСУРСОВ ИНФОРМАЦИОННО-ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ МОБИЛЬНЫМ ЭЛЕМЕНТАМ КОРПОРАТИВНОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПУТЕМ ТРАНСФОРМАЦИИ
ЕЕ ФИЗИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ
Ю.И. Стародубцев, И.Ю. Смирнов, А.А. Комов
В статье предложен способ повышения доступности транспортных ресурсов информационно-телекоммуникационной системы мобильным элементам корпоративной системы управления. Предлагаемый способ позволяет создать информационно-телекоммуникационную систему корпоративной системы управления, которая в условиях прогнозируемых воздействий обеспечивает получение органами управления информационных услуг за требуемое время заданного качества за счет изменения логических маршрутов информационных направлений. Повышение доступности транспортных ресурсов мобильным элементам корпоративной системы управления достигается путем создания целенаправленной избыточности в исходной физической структуре за счет развертывания дополнительных инфотеле-коммуникационных элементов в обоснованном месте.
Ключевые слова: корпоративная система управления, информационно-телекоммуникационная система, неоднородная система, доступность, информационный обмен.
Для обеспечения эффективного функционирования корпоративной системы управления (КСУ) при решения специальных задач между всеми ее стационарными и мобильными элементами необходим своевременный обмен информацией. Задачу переноса информации между элементами системы управления решает ее информационно-телекоммуникационная сеть (ИТКС) [1]. В настоящее время ИТКС, функционирующая в интересах корпоративной системы управления, является неоднородной системой, использующей для транспортировки информационных потоков ресурс как минимум двух структур, спроектированных и построенных в разное время и на разной технологической и технической основе, под свои задачи, в том числе, и для предоставления в аренду инфокоммуникационных ресурсов [2]. Такое положение дел отрицательно влияет на обеспечение связанности, как физической, так и логической такой системы из-за возникающих проблем при взаимоувязывании на уровнях доступа составных частей. В таком случае, невозможно говорить о выполнении требований по своевременности представления информационных ресурсов органам управления (ОУ) КСУ, тем более, в условиях динамики изменения состояния одной из составных частей ИТКС КСУ, не рассмотрев вопросы доступности и синтеза маршрута из неоднородных элементов [3, 4].
Анализ источников [5-7] показал, что методический аппарат, применяемый авторами по обеспечению (повышению) доступности телекоммуникационных ресурсов, направлен на решение задачи для технологически и технически однородных систем и сетей связи, что не соответствует современным условиям построения и функционирования ИТКС корпоративной системы управления, являющейся совокупностью неоднородных систем и сетей связи различного назначения, порядок взаимодействия которых описывается ЭМ ВОС и сетевой моделью передачи данных TCP/IP, что нельзя не учитывать в процессе интеграции транспортных ресурсов ИТКС КСУ и сетей связи общего пользования (ССОП) в условиях динамического изменения состояния КСУ.
Таким образом, задача повышения доступности инфокоммуникационных ресурсов ССОП мобильным элементам КСУ в процессе интеграции их транспортных сетей связи для переноса информационных потоков между ОУ КСУ является актуальной. Решение данной задачи предлагается в разработанном способе повышения доступности транспортных ресурсов ИТКС мобильным элементам КСУ путем трансформации ее физической структуры. Обобщенная структурно-логическая последовательность действий предлагаемого способа представлена на рис.1, 2.
На первоначальном этапе формируют исходные данные, получаемые на основе данных мониторинга и паспортизации функционирующей инфраструктуры в зоне выполнения КСУ специальных задач [8, 9].
В качестве исходных данных задают:
1. Площадь реального географического фрагмента территории, на котором планируется размещение КСУ.
2. Координатную сетку географического фрагмента территории, необходимую для определения в дальнейшем координат любого элемента ИТКС и КСУ. Координатную сетку можно задать с помощью различных известных геоинформационных систем.
3. Структура КСУ, определяющая порядок подключения мобильных элементов КСУ к узлам ИТКС и правила взаимодействия органов управления. Графическое представление варианта структуры КСУ и ИТКС на фрагменте территории представлен на рис. 3, где V31... V321 - совокупность элементов ССОП (узлы связи) и линий связи между ними (сплошные линии), Vn...Vno - мобильные элементы КСУ (узлы связи (УС) мобильных пунктов управления), V21, V22 - вспомогательные инфокоммуникационные элементы КСУ (мобильные узлы связи).
НАЧАЛО
гШ-5-
Задают:
площадь реального географического фрагмента территории;
координатную сетку географического фрагмента территории;
количество органов и структура КСУ;
- структура ИН КСУ;
- количество и параметры дополнительных линий связи Мп'ь;
- количество и характеристики вспомогательных УС КСУ-Г-,;
- состав и структуру исходной сети связи:
- типы, характеристики и очередность задействования линий привязки УС КСУ;
- шаг изменения длины линии /II, для каждого типа линий привязки УС КСУ;
- требования по размещению УС КСУ- V,„
требования к
информационным направлениям КСУ по количеству и степени независимости ВМ.
точность £ выделения плотности УС на заданной территории.
гШ
Подключают
" [ижайшим узлам исходной сети связи
Г^-1-
Генерируют варианты маршрутизации между узлами сети связи в необходимых ИН
г{Т]---±-
Формируют множество маршрутов между
информационно взаимосвязанными абонентами КСУ с учетом заданной структур 1.1 ИН
гШ
Запоминают данные о сформированных маршрутах
Моделируют исходную сеть связи
11рисваивагот всем элементам идентификатор!»]
гШ
Строят вариационный ряд 1¥1 из УС исходной сети СВЯЗИ / : ПО степе! [н связа! гности
гШ-г:-1-
1—1 Моделируют размещение' V/, па |ео] рафичееком фрапиенте территории с учетом заданных требований
1-ГкП-
Определяют, области неоднородностсй, из Г„ и с радиусом поиска Л, начиная последовательно с типов линий привязки УС КСУ с максимальным значением длины
Строят вариационный ряд И с из !"-■, неоднородности по удалению 01 центру т яжести
да
Проверяют наличие УС и центре тяжести неоднородности
] [роверяют является ли узел и центре тяжести неоднородности узлом связи КСУ Г-
гСЖЬ
1
Моделируют
размещение в центре тяжести неоднородности
Моделируют привязку УС КСУ, размещенного в центре тяжести неоднородности, к УС являющимся младшим членом
вариационный ряд Н , со степенью связанности, после привязки, пе превышающей степень связанности старшего члена вариационного ряда ]¥1
г
Моделируют привязку IК УС размещенном)' в центре тяжести неоднородности
Уменьшают радиус поиска неоднородностей Я. на шаг I.''.
-1 Строят
вариационный ряд И'2 из УС
размещенных в центре тяжести неоднородности по степени связанности
Формируют множество виртуальных маршрутов
Запоминают данные о сформированных маршрутах во вспомогательную матрицу М1
т
в
Рис. 1. Обобщенная структурно-логическая последовательность действий способа (начало)
Структура информационных направлений (ИН) задается в виде матрицы Мин, исходя из заданного количества органов и структуры КСУ. Матрица из М информационных направлений является квадратной матрицей размером ш*ш, где т - количество абонентов системы управления. Элементы матрицы определяются:
[1, если (Уг, у) е тк; т =< '
н [0, если (у ,у) е тк.
где mk, - k-е информационное направление.
1. Количество и параметры дополнительных линий связи 1доп j. Основными параметрами являются: максимальная длина, пропускная способность, используемый диапазон частот. Параметры линий связи зависят от применяемого типа средств связи - волоконно-оптический (ВОЛС), электропроводный (ЭПЛС), радиорелейный (РРЛС), спутниковый (СЛС), тропосферный (ТРЛС).
2. Количество и характеристики вспомогательных инфокоммуникационных элементов КСУ (мобильные узлы связи) V21, V22. Характеристики элементов делятся на характеристики физического и логического уровней доступа. К первому типу относятся применяемые на УС виды разъёмов, соединительных муфт. Например, волоконно-оптические соединители FC/PC или SC/APC. Ко второму - применяемые технологии, протоколы, интерфейсы (например, Ethernet или ATM или Frame Relay) [10].
3. Состав и структура исходной сети связи (ССОП). Структура исходной сети может быть представлена в виде неориентированного графа G(V,E) (рис. 4.) и матрицы связанности Mc, представляющую собой квадратную матрицу N х N, где N — количество элементов исходной сети. Элементы матрицы, определяются по правилу:
il, если V и Vj связаны между собой, =< , (2)
cij
0, если Vt и Vj не связаны между собой.
Проверяют HI I на соответствие заданным требованиям но количеств ВМ
гСЖ3—-
Дооавляют линию привязки УС, размещенного в центре тяжести неоднородности, к узлу являющимся следующим членом вариационно™ ряда li t., си степенью связанности, носле привязки, не превышающей степень связанности старшего члена W1
гСШ
Выбирают /догт;,, соответствующие
младшим членам вариационного ряда W3
X
i-DD-
Добавляют в структуру сети /дощ до тех пор пока ВМ ИН не будут соответствовать заданным требованиям по степени их независимости
гШИ—¡Г
Реализуют ■1 расформированный вариант конфигурации сети связи
^ КОНЕЦ ^
гСШ
Определяют на основе даштых из Ml совпадающие по идентификатору УС виртуальных маршрутов и VC, непосредственно связанные с ними узлами
OD R *
Вычисляют расстояние /доп„ между УС. непосредственно связанными с совпадающими по идентификатору УС ПМ
Рис. 2. Обобщенная структурно-логическая последовательность действий способа (окончание)
431
ф - узлы связи мобильных пунктов управления КСУ (¥1г)
- мобильные узлы СВЯЗИ КС'У {¡/2,)
□ - узлы связи ССОП (У3,)
□ - узлы связи ССОП (с максимальной связанностью
области поиска неоднородностей
- лилия связи привязки узлов связи ИХ."У
- дополнительные линии связи
Рис. 3. Графическое представление варианта структуры КСУ и ИТКС на фрагменте территории
4. Типы, характеристики и очередность задействования линий связи привязки УС КСУ. Характеристики линий определяются характеристиками среды передачи, состоянием средств связи, погодными условиями, состоянием атмосферы, физико-географическими условиями и т.д. Зависимость характеристик от внешних условий определяет устойчивость развертываемых на их основе линий связи и, соответственно, условия применения средств связи. Очередность задействования линий связи привязки определяется приоритетностью применения средств связи входящих в состав УС КСУ, совокупностью их условий применения, показателей качества и количества услуг связи, предоставляемых посредством развернутых на их основе линий связи (например ВОЛС имеют лучшие показатели по пропускной способности, коэффициенту ошибки, устойчивости к внешним воздействиям по сравнению с РРЛС, однако уступают им по времени развертывания и условиям размещения среды передачи).
5. Шаг изменения длины линии А^ для каждого типа линий связи привязки УС КСУ.
6. Требования по размещению УС КСУ V\j на географическом фрагменте территории - условия выбора места размещения VI,- (например, максимальное - минимальное удаление УС КСУ относительно друг друга).
7. Требования к ИН по количеству и степени независимости виртуальных маршрутов (ВМ) -4. Величина степени независимости ВМ определяется количеством совпадающих физических элементов
сети связи, УС и линии связи, через которые проходят ВМ ИН. Критерий степени независимости ВМ определяется для каждого информационное направление, исходя из категории важности участвующих в информационном обмене ОУ.
8. Точность е выделения плотности узлов связи на заданной территории - минимальное отклонение совпадения центра тяжести территориальных неоднородностей распределения УС ССОП и КСУ на текущем шаге и и предшествующем шаге ti-1 поиска неоднородностей. Оценка точности осуществляется при помощи описанных в [11] подходов.
Перечисленные исходные данные могут быть заданы путем ввода данных в память ЭВМ.
Следующим шагом является моделирование исходной сети связи (блок 6 рис. 1) на основе выполнения действий блоков 2 - 5:
подключают Уу к ближайшим У3/. Подключение может осуществляться посредством линий связи привязки с различными типами линейного тракта (ВОЛС, ЭПЛС, РРЛС и т.д.) (блок 2 рис. 1);
- генерируют варианты маршрутизации между УС сети вязи в необходимых ИН [12-14] (блок 3 рис. 1). Маршрутизация может осуществляться по алгоритмам:
алгоритм Дейкстры (находит кратчайший путь от одной из вершин графа до всех остальных во взвешенном графе. Вес ребер должен быть положительным);
алгоритм Беллмана - Форда (находит кратчайшие пути от одной вершины графа до всех остальных во взвешенном графе. Вес ребер может быть отрицательным);
алгоритм поиска А* (находит маршрут с наименьшей стоимостью от одной вершины (начальной) к другой (целевой, конечной), используя алгоритм поиска по первому наилучшему совпадению на графе);
алгоритм Флойда - Уоршелла (находит кратчайшие пути между всеми вершинами взвешенного ориентированного графа);
алгоритм Джонсона (находит кратчайшие пути между всеми парами вершин взвешенного ориентированного графа);
алгоритм Ли (волновой алгоритм, находит путь между вершинами планарного графа, содержащий минимальное количество промежуточных вершин (ребер);
- формируют множество маршрутов между информационно взаимосвязанными абонентами КСУ с учетом заданной структуры ИН и выбранного варианта маршрутизации для каждого ИН (блок 4 рис. 1);
- запоминают данные о сформированных маршрутах. Записывают значение в базу ЭВМ.
Присваивают всем элементам КСУ и ССОП идентификаторы (блок 7 рис.1.) и строят вариационный ряд Ж1 из УС исходной сети связи У3/ по степени связанности (блок 8 рис.1), причем степень связанности УС определяется количеством инцидентных ему линий связи [15].
В блоке 9 моделируют размещение УС КСУ У у на фрагменте территории, с учетом заданных требований. Моделирование размещение Уу осуществляется путем генерации координат их размещения [16].
В блоке 10 определяют области неоднородностей, из Уз/ и Уу, с радиусом поиска неоднородностей Яэ, начиная последовательно с типов линий привязки УС КСУ с максимальным значением длины линии. Определение областей неоднородности может осуществляться известными методами анализа данных [17-18], например:
Кластер по Апресяну (формируемые кластеры образуют иерархию кластеров);
Движущийся кластер (ЕОЯЕЬ) (алгоритм формирует несколько крупных кластеров и множество мелких);
Аппроксимационный кластер (метод локальной оптимизации);
Монотонный кластер (оценка связей меду объектами и множествами объектов).
На рис. 3 области неоднородности обозначены 50 и 60, где 60 - область неоднородности на текущем шаге п, 50 - предшествующем шаге п^г поиска неоднородностей.
В блоке 11 для каждой определенной области неоднородности (кластера) строят вариационный ряд Шс из Уз/ по удаленности от центра тяжести, где младшим членом является У3/ расстояние до которого от центра тяжести неоднородности минимально.
В блоке 12 проверяют наличие УС в центре тяжести неоднородности (50, 60 рис.3). Если в центре тяжести неоднородности не размещен УС, то переходят к блоку 13, если размещен - к блоку 14.
В блоке 13 моделируют размещение в центре тяжести неоднородности вспомогательного УС КСУ У2/ (У21, У22 рис.3) и переходят к блоку 15.
В блоке 14 проверяют является ли УС в центре тяжести неоднородности Уу. Если является, то переходят к блоку 15, не является - к блоку 16.
В блоке 15 моделируют привязку УС КСУ, размещенного в центре тяжести неоднородности, к УС являющимся младшим членом вариационного ряда Шс со степенью связанности, после привязки, не превышающий степень связанности старшего члена вариационного
ряда Ж1. В блоке 16 моделируют привязку Уу, относящихся к данной области неоднородности, к УС размещенному в центре тяжести этой неоднородности. На рис. 3 линии привязки УС КСУ обозначены типом штриха - точка.
В блоке 17 строят вариационный ряд W2 из УС размещенных в центре тяжести определенных неоднородностей по степени связанности. Степень связанности УС определяется количеством инцидентных ему линий связи. Сравнивают члены вариационного ряда W2 со старшим членом вариационного ряда W1 (блок 18 рис.1). Если степень связанности УС, размещенных в центре тяжести неоднородности, превышает степень связанности старшего члена вариационного ряда W1, то переходят к блоку 19, если не превышает - к блоку 20.
В блоке 19 уменьшают радиус поиска неоднородностей Rs на шаг A4. Далее повторяют действия по определению областей неоднородностей из V3j и Vy.
В блоке 20 формируют множество ВМ, в соответствии c заданным вариантом маршрутизации и структурой ИН КСУ и запоминают данные о сформированных маршрутах во вспомогательную матрицу М1. Формирование маршрутов может быть осуществлено при помощи ЭВМ.
В блоке 22 рис. 2 проверяют ИН на соответствие заданным требованиям по количеству ВМ. Если ИН не соответствуют требованиям, то переходят к блоку 23, если соответствуют - к блоку 24.
В блоке 23 добавляют линию связи привязки узла, размещенного в центре тяжести неоднородности, к узлу, являющимся следующим членом вариационного ряда Wс со степенью связанности, после привязки, не превышающей степень связанности старшего члена вариационного ряда W1, до тех пор, пока ИН не будут соответствовать заданным требованиям по количеству ВМ.
В блоке 24 проверяют сформированные ВМ ИН на соответствие заданным требованиям по степени их независимости. Если ВМ не соответствуют требованиям - переходят к блоку 25, если соответствуют - к блоку 30.
В блоке 25 определяют на основе данных из М1 совпадающие по идентификатору УС ВМ и узлы, непосредственно связанные с этими узлами.
В блоке 26 вычисляют расстояние /доп,у межу УС, непосредственно связанными с совпадающими по идентификатору УС ВМ (V35 и V310, V39 и V315, V316 и V321 рис.3). Длина линии для проводных линий связи вычисляется в соответствии с профилем местности и возможностей прокладки кабельных трасс на ней.
В блоке 27 строят вариационный ряд W3 из расстояний 1дощ между узлами, непосредственно связанными с совпадающими по идентификатору УС ВМ, где младшим членом ряда W3 является наименьшее расстояние между УС.
В блоке 28 выбирают дополнительные линии связи /до% между узлами, непосредственно связанными с совпадающими по идентификатору УС ВМ, соответствующие младшим членам вариационного ряда W3.
В блоке 29 добавляют в структуру исходной сети выбранные дополнительные линии связи /доп j до тех пор, пока ВМ ИН не будут соответствовать заданным требованиям по степени их независимости. На рис. 3 дополнительные линий связи обозначены удвоенной линией с типом штриха -точка, тире, точка.
В блоке 30 реализуют трансформированный вариант конфигурации физической сети связи путем размещения вспомогательных УС КСУ на географическом фрагменте территории и развертывания дополнительных линий связи.
Заключение. Таким образом, за счет обоснованного выбора мест размещения дополнительных инфокоммуникационных элементов корпоративной системы управления - мобильных узлов связи с ин-фокоммуникационными характеристиками, обеспечивающих возможность сопряжения с элементами сети связи общего пользования и дополнительных линий связи, обеспечивающих формирования требуемого количества виртуальных маршрутов для информационного направления с заданной степенью пересечения составных элементов маршрута, повышается доступность инфокоммуникационных ресурсов сетей связи общего пользования мобильным элементам корпоративной системы управления в процессе интеграции их транспортных сетей связи для переноса информационных потоков между органами управления.
Список литературы
1. Лепешкин О.М., Пермяков А.С. Варианты построения инфокоммуникационных систем связи повышенной разведзащищенности // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2021. № 10. С 283-286.
2. Стародубцев Ю. И., Закалкин П. В., Иванов С. А. Концептуальные направления решения проблемы обеспечения устойчивости Единой сети электросвязи Российской Федерации в интересах органов государственной власти и военного управления // Военная мысль, 2021, № 4. С. 39-49.
3. Остроумов О.А., Синюк А.Д., Тарасов А.А. Метод оценки временной эффективности передачи информации дискретного широковещательного канала связи // Телекоммуникации. 2021. С. 10-17.
4. Смирнов И.Ю. Методика оценки доступности инфотелекоммуникационных ресурсов сетей связи общего пользования в районе применения мобильных элементов системы управления специального назначения // Вопросы оборонной техники. Серия 16: Технические средства противодействия терроризму. 2022. № 9-10 (171-172). С. 72-81.
5. Солонская О.И., Новиков С.Н. Критерий выбора ресурсов для обеспечения доступности информации в сетях связи // Проблемы информатики. 2009. №S1. С. 37-40.
434
6. Сызранцев Г.В. Доступность ресурса системы связи // Известия Российской академии ракетных и артиллерийских наук. 2012. №4 (74). С. 78-82.
7. Козориз Д.А. Исследование доступности системы связи при сетецентрическом варианте ее построения // Известия Института инженерной физики. 2021. №1 (59). С.38-41.
8. Стародубцев Ю. И., Смирнов И.Ю., Иванов С. А. Мониторинг и паспортизация волоконно-оптической инфраструктуры на основе измерений интерферометрическими методами // Электросвязь. 2021. № 5. С. 34-39.
9. Стародубцев Ю. И., Курило А.А., Сорокин М.А. Методика обработки результатов мониторинга с динамически изменяемым уровнем разрешающей способности базы данных // Инженерный вестник дона. 2021. №3 (75). С. 152-158.
10. Наний О.Е. Стариков П.П., Петров С.В., Плоцкий А.Ю., Слепцов М.А. Инженерно-технические решения по построению магистральной и региональной сети связи с использованием технологии OTN/DWDM // Информатизация и связь. 2019. № 1. С. 74-83.
11. Сивоголовко Е.В. Методы оценки качества четкой кластеризации // Компьютерные инструменты в образовании. 2011. № 4. С. 14-31
12. Стародубцев П.Ю., Сухорукова Е.В., Закалкин П.В. Способ управления потоками данных распределенных информационных систем // Проблемы экономики и управления в торговле и промышленности. 2015. № 3 (11). С. 73-78.
13. Васин Н.Н. Основы сетевых технологий на базе коммутаторов и маршрутизаторов. Бином. Лаборатория знаний. 2017 -270 с.
14. Патент 2690213 РФ. Способ моделирования оптимального варианта топологического размещения множества информационно взаимосвязанных абонентов на заданном фрагменте сети связи общего пользования. Вершенник А.А., Вершенник Е.В., Латушко Н.А., Стародубцев Ю.И., заявитель Латушко Н.А., Стародубцев Ю.И. Опубл. 31.05.2019.
15. Харари Ф. Теория графов: Пер. с англ. /Предисл. В.П. Козырева; Под ред. Г.П. Гаврилова. Изд.5-е, доп. М.: ЛЕНАНД, 2018. 304 с.
16. Имитационное моделирование средств и комплексов связи и автоматизации / Е.В. Иванов. СПБ: ВАС, 1992. 206 с.
17. Елкина В.Н. Загоруйко Н.Г. Количественные критерии качества таксономии и их использование в процессе принятия решений // Сб. трудов ИМ СО АН СССР «Вычислительные системы». Новосибирск, 1969. вып. 36.
18. Загоруйко Н.Г. Методы распознавания и их применение. М.: Советское радио.1972. 208 с.
Стародубцев Юрий Иванович, д-р воен. наук, профессор, starodybcev@mail.ru, Россия, Санкт-Петербург, Военная академия связи им. С.М.Буденного,
Смирнов Иван Юрьевич, адъюнкт, sensemile.nic@mail.ru, Россия, Санкт-Петербург, Военная академия связи им. С.М.Буденного,
Комов Анатолий Анатольевич, адъюнкт, komov@mail.ru, Россия, Санкт-Петербург, Военная академия связи им. С.М.Буденного
A WAY TO INCREASE THE AVAILABILITY OF TRANSPORT RESOURCES OF THE INFORMATION AND TELECOMMUNICATION SYSTEM TO THE MOBILE ELEMENTS OF THE CORPORATE MANAGEMENT SYSTEM BY TRANSFORMING ITS PHYSICAL STRUCTURE
Y.I. Starodybcev, I.Y. Smirnov, A.A. Komov
The article suggests a way to increase the availability of transport resources of the information and telecommunication system to mobile elements of the corporate management system. The proposed method makes it possible to create an information and telecommunication system of a corporate management system, which, under the conditions ofpredicted impacts, ensures that management bodies receive information services of a given quality in the required time by changing the logical routes of information directions. Increasing the availability of transport resources to mobile elements of the corporate management system is achieved by creating targeted redundancy in the initial physical structure by deploying additional infotelecommunication elements in a reasonable location.
Key words: corporate management system, information and telecommunication system, heterogeneous system, accessibility, information exchange.
Starodubtsev Yuri Ivanovich, doctor of military sciences, professor, starodybcev@mail.ru, Russia, Saint-Petersburg, Military Academy of Communications named after S.M. Budyonny,
Smirnov Ivan Yrievich, adjunct, sensemile.nic@mail.ru, Russia, Saint- Petersburg, Military Academy of Communications named after S.M. Budyonny,
Komov Anatoli Anatolievich, adjunct, komov@mail.ru, Russia, Saint- Petersburg, Military Academy of Communications named after S.M. Budyonny
УДК 621.396
DOI: 10.24412/2071-6168-2023-3-436-440
ЧАСТОТНО-ВРЕМЕННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ
Д.О. Шимкив, О.В. Маслова
Рассмотрена основная аппаратура частотно-временного обеспечения средств измерений.
Ключевые слова: ГЛОНАСС, система единого времени, аппаратура потребителей, частотно-временное обеспечение.
Создание Государственной системы единого времени и эталонных частот Министерства обороны СССР стало толчком для совершенствования космических навигационных систем. Создание глобальной навигационной спутниковой системы (ГНСС) ГЛОНАСС, осуществленной в интересах обороны, промышленности, транспорта, телекоммуникаций, науки, наземной и космической навигации, сориентировало экономику России на преимущественное использование сигналов координатно-временного и навигационного обеспечения (КВНО) этой системы.
В настоящее время спутниковые радионавигационные системы являются наиболее точным средством определения местоположения и передачи точного времени в глобальном масштабе, позволяя потребителям получать координаты с погрешностью порядка нескольких метров, а время - с погрешностью порядка десятка наносекунд [1].
Для проведения временной привязки средств потребителя на каждом приемном пункте установлена аппаратура временной привязки системы единого времени (СЕВ).
СЕВ включает технические средства, формирующие и передающие сигналы или коды времени сетевым элементам. В СЕВ используются серверы времени, принимающие сигналы глобальной навигационной спутниковой системы ГЛОНАСС/GPS (Global Positioninq System), в которых передается эталонная шкала всемирно координированного времени UTC (Coordinated Universal Time), а также имеются клиенты, устройства в сети, синхронизируемые сигналами времени, поступающими от серверов времени. СЕВ строится по иерархическому принципу (рис. 1).
Аппаратура приемных пунктов создана на базе унифицированных электронных модулей (УЭМ). Номенклатура УЭМ и стандартный конструктив для их размещения и соединения позволяют производить комплектование приемных пунктов для каждого конкретного объекта в соответствии с точностными требованиями, необходимой номенклатурой и количеством выходных сигналов, заданными режимами. Степень автоматизации аппаратуры приемных пунктов позволяет реализовать режим периодического обслуживания.
Существуют, так называемые слои или уровни Stratum. Нулевым уровнем Stratum 0 определяется система ГЛОНАСС или различные эталоны времени (атомные, иридевые, кварцевые и т.д.), которые формируют и передают шкалу UTC. Уровень 1 занимают первичные серверы времени с приемниками сигналов ГЛОНАСС/GPS, оборудование уровня 2 синхронизируется с серверами времени уровня 1 и т.д. Серверы времени первого уровня, приняв шкалу UTC, формируют необходимые потребителям частотно-временные сигналы (NTP, PTP, IRIG, TOD, 10МГц, 1PPS, 2,048МГц/2,048Мбит/с). Таким образом, можно обеспечить синхронизацией сразу множество различных потребителей, в одном случае это будет временная синхронизация, а в другом случае частотная [2].
Частотно-временное обеспечение в Российской Федерации осуществляет Государственная служба времени и частоты, деятельность которой обеспечивают организации Росстандарта, Минобороны, Минкомсвязи, Российской академии наук и других ведомств под руководством Росстандарта. Научно-методическое и оперативное управление работой ГСВЧ осуществляет Главный метрологический центр (ГМЦ) ГСВЧ, являющийся подразделением Всероссийского научно-исследовательского института физико-технических и радиотехнических измерений (ВНИИФТРИ) в пос. Менделеево, Московской области. Передача времени и частоты потребителям осуществляется под контролем Росстандарта радиостанциями Минкомсвязи. Параметры передачи времени и частоты радиостанциями РФ приведены в табл. 1.
Модули привязки шкалы времени обеспечивают привязку шкалы по сигналам средств передачи Государственной системы единого времени и эталонных частот Государственной системы единого времени и эталонных частот (ГСЕВЭЧ).
В составе аппаратуры наземных средств приемных пунктов разработано устройство синхронизации персональной электронно-вычислительной машины, аппаратура синхронизации удаленного потребителя.
