CC BY
20
4. Выполнить процедуру 2-21 Алгоритма 1 [2].
5. Выполнить процедуру 2-9 Алгоритма 2 [2].
6. Если 7,(s-i(ii,iii,s))<7'1, идти к8.
7. Запомнить s и T(sA(n,m,s)) .
8. Положить s = Ô.
9. Сформировать множество S' (га).
10. Если S," (ш)=0, идти к 13.
11. Вычислить j, для которого
Т (sA (п, m, s' ))= шах Т (sA (a, m, s)) seS*(ni)-
12. Идтик 15.
13. Положить ш = ш + 1.
14. Идти к 3.
15. Конец (ши s' - искомыевеличины).
Приведенные алгоритмы, дающие численное решение задачи 1 и задачи 2, решают поставленную проблему о минимальной избыточности, гарантирующей требуемую надежность «стареющей» искусственной нейронной сети.
Литература
1. БарлоуР., ПрошанФ. Математическая теория надежности. — М.: Сов. радио, 1969.-488с.
2. Потапов В.И., Потапов И.В. Решение задачи оптимального резервирования «стареющей» адаптивной искусственной нейронной сети//Доклады СО АН ВШ. -2003. - № 1(7). - С.28-36.
ПОТАПОВ Виктор Ильич, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой информатикии вычислительной техники.
ПОТАПОВ Илья Викторович, аспирант кафедры информатики и вычислительной техники.
удк 002:681.5.01 Е.Н.БАЕВА
Омский государственный университет путей сообщения
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ПОЛЬЗОВАТЕЛЕЙ УСЛУГ СВЯЗИ С УЧЕТОМ ИХ ДОСТУПА К ИЕРАРХИЧЕСКИМ СЕТЯМ
В статье представлены сведения о возможностях взаимодействия пользователей информационных систем между собой и с ресурсами на современном этапе. Рассмотрены варианты взаимодействия, оценены их возможности и даны рекомендации по повышению эффективности.
В настоящее время происходит стремительное развитие сетей, базирующихся натехнологии 1Р, рост сетей мобильной связи и желание пользователей получить доступ к широкому набору услуг, не зависящих от типа сети. Одной из основных технических проблем является предоставление абонентам широкополосного доступа к сетям связи.
Обобщенная структура сети связи включает в себя три основных элемента: сеть доступа [ 1 ], узлы доступа и магистральную сеть, состоящую из транспортного сегмента и сетевых узлов, выполняющих функции коммутации или (и) маршрутизации. Обобщенная структура сети показана на рис. 1.
Структура сети связи [2], характерная для Омской области, показана на рис. 2. Магистральная сеть представлена здесь в виде комбинации простейших топологий, при этом на каждом иерархическом уровне может преобладать та или иная топология. Данная магистральная сеть служит для передачи данных между оконечными станциями через волоконно-оптическую линию связи (ВОЛС) со скоростью 622 Мбит/с (поток БТМ-4). Каждая промежуточная узловая станция является транзитным узлом и может выступать в Роли глобального провайдера. Глобальный провайдер предоставляет информационные ресурсы своим клиентам через мультиплексор, обеспечивающий сопря-
жение выходных каналов связи с высокоскоростным входным, подключенным к магистрали.
В качестве клиентов могут выступать городские провайдеры, банковские структуры, административные и учебные учреждения и другие. Каждая из этих структур и глобальный провайдер обеспечивают распределение информационных ресурсов между своим персоналом через локальные вычислительные сети (ЛВС), с использованием технологии Ethernet. Обмен информацией между клиентами и глобальным провайдером осуществляется по дуплексным каналам Е1 со скоростью2048 кбит/с. В качестве транспортного протокола обмена информацией между транзитным узлом и его клиентами используется протокол TCP/IP.
Существуют пользователи услуг связи на уровне местных сетей, корпоративных сетей и магистральных сетей связи, при этом имеются различия в их топологиях, режимах работы, используемых протоколах и методах абонентского доступа. Сеть абонентского доступа — это участок сети связи между абонентской розеткой или сетевым окончанием и интерфейсом к узлу доступа или к местной телефонной станции. Связь между оборудованием пользователя и местной станцией осуществляется через абонентскую линию или абонентский шлейф. В сети доступа широко применяются механизмы мультиплексирования
ö сч
s
БС
Рис. 1. Обобщенная структура сети связи: ЛС - локальная сеть; СД - сеть доступа; КАФС - квартирный абонент фиксированной сети; БАФС - бизнес-абонент фиксированной сети; АБД - абонент беспроводного доступа (сотовая сеть/беспроводной абонентский доступ); БС - базовая станция; ГВК - гибридная система волокно/коаксиал; МК - медный кабель; ВОК - волоконно-оптический кабель; УМС (К/М) - узлы магистральной сети (коммутаторы/маршрутизаторы).
Рис. 2. Структурная схема магистральной сети.
и концентрации. При подключении к местной станции используются либо фирменные интерфейсы, определяемые производителями оборудования, либо открытые интерфейсы, например, V5.X (семейство узкополосных интерфейсов) и VB5.X (семейство широкополосных интерфейсов. Традиционные интерфейсы могут быть дополнены интерфейсами типа IP (Internet Protocol — основной протокол сетевого уровня), SDH (Synchronous Digital Hierarchy - синхронная цифровая иерархия), ATM (Asynchronous Transfer Mode — асинхронный режим передачи) [3] и др.
Существенным недостатком является высокая стоимость сетей абонентского доступа, составляющая до 50-70 % стоимости местных телефонных сетей. Другой фактор, влияющий на развитие сетей доступа, — это требования абонентов к увеличению пропускной способности сетей доступа и обеспечению широкого класса новых услуг, включая передачу речи, данных и видеоинформации в интерактивном и вещательном режимах.
Предоставление широкополосного доступа является сегодня ключевым вопросом для большинства телекоммуникационных операторов. Решение проблемы широкополосного доступа позволит удовлетворить требования пользователей и получить наибольший доход от введения новых услуг. Сегодня развитие сетей доступа идет по следующим основным направлениям:
1) развитие широкополосного, высокоскоростного доступа, обеспечивающего передачу речи, данных и видео;
2) уменьшение доли медных кабелей при организации местных сетей.
Выбор наиболее подходящей технологии построения сетей доступа становится определяющим с позиций эффективных затрат на строительство и эксплуатацию сетей и возможностей расширения списка предоставляемых услуг. Основные системы доступа, применяемые в абонентских сетях в настоящее время и планируемые к применению в ближайшем будущем:
1) системы, основанные на технологиях семейства xDSL (Digital Subscriber Line — цифровая абонентская линия);
2) системы доступа с использованием специальных модемов в сетях КТВ (кабельное телевидение);
3) комбинированные системы «волокно/коаксиал»;
4) оптоволоконные системы доступа;
5) системы радиодоступа;
6) спутниковые системы;
7) выделенные линии с использованием систем Е1/Т1 (El — цифровой сигнал первого уровня плезио-хронной цифровой иерархии в Европе и Австралии со скоростью 2,048 Мбит/с; Т1 — первая ступень мультиплексирования в телефонной системе Северной Америки со скоростью 1,544 Мбит/с).
Технологии доступа xDSL, обеспечивающие на участке доступа скорости передачи до нескольких Мбит/с по витой паре без применения регенераторов, развиваются традиционными операторами — владельцами местных телефонных сетей, построенных на базе стандартных медных телефонных кабелей.
Использование сетей кабельного телевидения (КТВ) обеспечивает интерактивные широкополосные услуги. Эти сети наиболее широко применяют альтернативные операторы, использующие собственные се-
Таблица 1
Применимость различных технологий широкополосного доступа с точки зрения квартирных пользователей и малых предприятий
Инфраструктура Технология Службы Применимость
Стандартный телефонный кабель (витая пара) xDSL Данные/телефония Высокая
Коаксиальный кабель Кабельные модемы ТВ/данн ые/телефония Высокая
Беспроводная широкополосная технология интерактивного ТВ для местной сети/точка -многоточка Модемы ТВ/данн ые/r еле фония Средняя
Беспроводной абонентский доступ(мнокественный доступ с кодовым разделением каналов, европейский стандарт для бесшнуровых телефонных систем) Беспроводная абонентская линия Данные/телефония Низкая
Волоконно-оптический кабель Доведение волоконно-оптического кабеля до жилого дома ТВ/ данные/телефония Низкая
Спутник Трансивер Данные/телефония Низкая
Электросеть Модем Данные Низкая
Таблица 2
Операторская точка зрения на сеть доступа
Операторы Технологии Пользователи Применимость
Традиционные операторы Универсальная асимметричная цифровая абонентская линия/ асимметричная цифровая абонентская линия/ цифровая абонентская линия с очень высокой скоростью передачи речи Кв артирные/небо льшие предприятия Высокая
Операторы КАТВ Кабельные модемы. Переход к архитектуре с комбинацией в олоконноопт ический кабель/коаксиальный кабель Квартирные Высокая
Нов ые операторы божественный доступ с кодовым разделением каналов, европейский стандарт для бесшнуровых телефонных систем, беспроводная широкополосная технология интерактивного ТВ для местной сети, точка -многоточка Кв артирные/небо льшие предприятия Средняя
Спутников ые операторы Низкоорбитальные системы широкополосного доступа Бизнес/квартирные Низкая
Вла дель цы электросетей Модемы Узкая группа пользователей и ограниченный набор служб Низкая
ти КТВ. Широкополосный доступ к Интернет - ресурсам обеспечивается путем применения кабельных модемов. В сетях КТВ на участке доступа применяются гибридные кабельные системы, в которых используются как коаксиальные, так и волоконно — оптические кабели. Операторы КТВ рассматривают сети, построенные на базе комбинации коаксиальных и волоконно-оптических кабелей, как эффективное решение проблемы доступа. Эти сети используются для предоставления широкого спектра услуг, включая ТВ вещание, высокоскоростной доступ в Интернет, телефонию.
В некоторых странах на абонентском участке применяются только волоконно-оптические кабели. Однако это решение является достаточно дорогим и, вероятно, будет применяться для подключения оборудования, расположенного в офисах больших компаний.
Все более широкое применение находят системы беспроводного абонентского доступа, базирующиеся на технологиях сотовых сетей и радиорелейных системах.
В некоторых странах популярны системы доступа, основанные на использовании выделенных линий с пропускной способностью, соответствующей первичной группе (в США — тракты Т1, в Европе — тракты Е1).
Разнообразие технологий, характерное для современных сетей доступа, будет сохраняться и в будущем. Поэтому представляется важным оценить возможности той или иной технологии как с позиций пользователей, так и с точки зрения операторов. Решение пользователя о выборе сети доступа, о выборе оператора будет определяться как характеристиками предоставляемых услуг (скоростью передачи, стоимостью, предоставляемым содержанием, степенью
поддержки со стороны оператора и т. д.), так и существующей доступной инфраструктурой.
Предоставление широкополосного доступа является основной проблемой для большинства телекоммуникационных операторов и сервис-провайдеров. Решение этой проблемы позволит удовлетворить требования пользователей и получить наибольший доход от введения новых услуг. Требования к увеличению полосы пропускания в сетях доступа определяются новыми мультимедийными приложениями, порождаемыми Интернет и цифровыми вещательными системами. Службы распределения цифровых ТВ программ и службы реального времени будут определять внедрение мультимедийных систем в квартирном секторе.
В соответствии с наиболее оптимистическими прогнозами требуемые скорости передачи на абонентском участке будут находиться в диапазоне 1-10 Мбит/с, по наиболее пессимистическим прогнозам — в диапазоне 100 кбит/с — 2 Мбит/с. Такие технологии, как универсальная асимметричная цифровая абонентская линия, асимметричная цифровая абонентская линия и кабельные модемы могут обеспечить указанные скорости. Тарифы должны быть разумными. Процент пользователей, требующих широкополосные услуги, будет расти, но незначительно — в соответствии с большинством прогнозов к 2005 г. число пользователей широкополосных услуг составит не более 10 % от числа телефонных пользователей (без учета служб цифрового ТВ вещания).
Существующая инфраструктура абонентских сетей будет определять выбор оператором той или иной широкополосной технологии доступа. Технологии се-
мейства xDSL для операторов местных сетей и гибридные сети с использованием волоконно-оптического и коаксиального кабеля для операторов сетей КТВ в ближайшее время будут являться наиболее распространенными широкополосными технологиями доступа.
При организации интерактивного широкополосного доступа, особенно при внедрении систем интерактивного телевидения получат распространение системы типа беспроводная широкополосная технология интерактивного ТВ для местной сети
В будущем количество пользователей, требующих широкополосные услуги, увеличится и роль таких технологий, как универсальная система мобильной связи и сетей доступа, построенных полностью на базе волоконно-оптических кабелей, значительно возрастет.
Литература
1. Кох Р., Яновский Г.Г. Эволюция и конвергенция в электросвязи. — М.: Радио и связь, 2001.
2. Шахов В.Г., Баева E.H. Анализ и планирование процессов передачи информации в магистральных сетях связи как топологическая задача. / Омский научный вестник. — 2002. — № 18.
3. Кульгин М.И. Технологии корпоративных сетей. - СПб.: Питер, 2001.
БАЕВА Елена Николаевна, инженер ОАО «Электросвязь», аспирантка кафедры «Автоматика и системы управления».
УДК 62.501.12
А. Т. КОГУТ
Омский государственный университет путей сообщения
ОПТИМАЛЬНОЕ УПРАВЛЕНИЕ
ДЛЯ НАВИГАЦИОННОЙ
ЗАДАЧИ БЫСТРОДЕЙСТВИЯ_
Приведены алгоритмы прямого оптимального управления для навигационной задачи быстродействия Построены алгоритм классического метода с использованием только первой производной и рекуррентная процедура, основанная на разложении в ряд Тейлора и учитывающая вторые производные. Путем имитационного моделирования показало преимущество разработанных алгоритмов второго порядка.
Рассмотрим систему управления, которая описывается нелинейным разностным уравнением
х(к + 1) = (х(.к), и(к)); х(0) = х°, (1)
где х(к) - п-мерный вектор состояния на А-м шаге дис-кретизации;
и(й) — скалярное управляющее воздействие; х® — вектор начальных условий.
Предполагается, что /(х(к), и(к)) является нелинейной функцией от управления и, по крайней мере, дважды дифференцируема по и(1с).
Допустим, что для решения задачи будем применять прямое оптимальное управление [ 1 ] или метод обратных задач динамики [2]. В этом случае система (1) должна отрабатывать л-мерный вектор задающего воздействия г(х(1с), и(к)), т.е. на каждом шаге дискретизации должен выполняться критерий
1(А) = (д(А + 1)-х(к + 1))1. (2)
В работе [ 1 ] показано, чгго алгоритм искомого оптимального управления запишется в виде
и(*) = С(х(*).д(к + 0). О)
