Управление и контроль в волоконно-оптических системах передачи информации

УПРАВЛЕНИЕ И КОНТРОЛЬ В ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ

ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ

Новиков О.П., д.т.н., профессор, ведущий научный сотрудник Российского научно-технического центра информации по стандартизации, метрологии и оценке соответствия

В статье представлена общая характеристика волоконно-оптических систем передачи информации как сложных организационно-технических систем, рассмотрены основные подходы к организации управления и контроля в рамках данных систем, обоснована необходимость разработки эффективных алгоритмов оперативного управления передачей информации и контроля топологии сети на основе системного подхода, позволяющих улучшить технико-экономические показатели сети за счет использования методов статистического учета состояния волоконно-оптических трактов и новых алгоритмов передачи информации в сети.

Ключевые слова: алгоритм, информация, система, волоконно-оптическая система, управление, сеть.

MANAGING AND CONTROLLING INFORMATION TRANSFER IN OPTICAL FIBER

NETWORKS

Novikov O., doctorate degree of technical sciences, head researcher at Russian Science and Technology Center of Information on Standardization, Metrology and Conformity Assessment

The article provides a general characteristics of information transfer optical fiber systems as complex organizational and technical systems, considers main approaches to organization of management and control within such systems, substantiates a necessity of the development of effective algorithms of rapid information transfer management and controlling the network topology based on systematic approach allowing to improve technical and economic indicators of the networks using methods of statistical analysis of the condition of optical fiber nodes and new algorithms of network information transfer.

Keywords: algorithm, information, system, optical fiber system, management, network.

Высокие темпы развития волоконно-оптических систем передачи информации (ВОСП), рост размеров сетей ВОСП, тенденция к интеграции различных типов сетей предъявляют новые требования к организации передачи информации в сетях ВОСП [6, 7]. Совершенствование систем контроля и управления сетью [1, 2, 3, 4], тесно связано с развитием аппаратуры связи с волоконно-оптическими трактами передачи информации и широким использованием цифровых вычислительных машин для выполнения функций контроля управления. Современная техника контроля и управления дает возможность резко повысить эффективность процессов в сети ВОСП. Автоматизация процессов контроля и управления сетью ВОСП позволяет также высвободить трудовые ресурсы, сократить число операторов и обслуживающего персонала систем связи.

Сети ВОСП являются сложными техническими системами. Как сложные технические системы [1-5], они характеризуются выполнением совершенно новых качественных свойств. Такие системы невозможно описать строго формально. Еще фон Нейман отмечал, что такие системы проще сделать, чем описать и, следовательно, невозможно построить строго автоматизированную систему. Однако необходимость обеспечить их работоспособность в нештатных ситуациях приводит к обязательному участию человека. Таким образом, технические системы приобретают существенные черты систем организационного типа.

Функционирование систем носит стохастический характер, следовательно, наиболее адекватно процессы в таких системах могут быть представлены как случайные процессы и для их исследования должна использоваться теория случайных процессов. Единственный путь обеспечения надежности таких систем - организация управления ими на принципах адаптации (возможно, и самоорганизации).

Для выполнения функции управления сложной организационной системой не годится ни централизованная, ни многоуровневая структура. Один из выходов в данном случае - построение децентрализованной системы контроля и управления ВОСП.

Существующие сложные технические системы [1] строятся на базе вычислительной техники. Наличие вычислительных ресурсов открывает возможности для организации управления на совершенно новых принципах.

Современные методы оптимального управления [2-4] для сетей ВОСП основаны на предположении о том, что показатель качества функционирования системы может быть рассчитан в момент принятия решения об управлении без использования аппарата статистического учета. Это подразумевает детерминистический подход к решению задачи оптимального управления сложными объектами. В детерминированной среде, где нет непредвиденного хода событий, такой подход не вызывал бы возражений.

Альтернативная стратегия основана на исходных предположениях о существовании неопределенности [4] в отношении информации о состоянии сложной системы и, одновременно, о наличии детерминированной составляющей в процессах функционирования управляемых систем. Управление основывается на качественном определении этой детерминированной составляющей методами статистического учета с последующим сведением задачи стохастического управления к задаче детерминированного управления. Такая задача представляет собой задачу контроля и управления сетью ВОСП. Учитывая сложность решения задач учета состояния волоконно-оптических трактов передачи информации и ограниченную точность существующих методов, без решения таких задач трудно осуществлять высокоэффективное управление. Таким образом, актуальной задачей в данном случае является разработка и исследование процессов управления сетью ВОСП с учетом контроля состояния волоконно-оптических трактов с использованием аппарата статистического учета и методов организации передачи сообщений, позволяющих повысить надежность передаваемой информации. Основная сложность решения подобных задач заключается в разработке эффективных алгоритмов оперативного управления передачей информации и контроля топологии сети ВОСП на основе системного подхода. Для достижения такой цели необходимо обеспечить решение следующих задач:

построение модели волоконно-оптической системы передачи информации по децентрализованному типу, пригодной для решения задач контроля и управления в процессе реальной эксплуатации;

разработка модели управлением передачей информации, исходя из общей постановки задачи контроля и управления сетью ВОСП, при учете реального состояния и управления сетью ВОСП, а также реального состояния физических элементов сети;

построение алгоритмов управления передачей информацией для виртуальных соединений, исходя из обще постановки задачи контроля и управления сетью ВОП;

определение критерия работоспособности сети ВОСП и учета состояния волоконно-оптических трактов;

разработка совокупностей математических моделей передачи информации с учетом специфики сети ВОСП;

разработка методики управления передачей информации и исследовании эффективности алгоритмов для сети ВОСП путем имитационного моделирования.

Объектом исследования в данном случае служит сеть ВОСП, представляющая собой совокупность центров коммутации, соединенных между собой волоконно-оптическими трактами передачи информации, и обеспечивающая доставку сообщений между абонентскими пунктами в соответствии с требованиями пользователей.

Для достижения указанной цели могут пользоваться методы теории информационных систем, теории прогнозирования, теории оптимального стохастического управления, теории случайных процессов, теории матриц, теории графов, теории вероятностей и математической статистики, теории множеств, а также метод имитационного моделирования на ЭВМ.

Отметим, что методы теории информационных систем, теории прогнозирования, теории оптимального стохастического управления находятся еще в стадии развития, а теория прогнозирования применялась, в основном, применительно к проблемам планирования в социально-экономической системе и в технических разработках широкого применения не получила.

Следовательно, такое направление исследований позволяет выявить новые возможности повышения эффективности работы системы управления сетью ВОСП, а, следовательно, и улучшить технико-экономические показатели сети за счет использования методов статистического учета состояния волоконно-оптических трактов и новых алгоритмов передачи информации в сети ВОСП.

Литература:

1. Теория систем и методы системного анализа в управлении и связи / В.Н. Волкова, В.А. Воронков, А.А. Денисов и др. - М.: Радио и связь, 1983.

2. Теория автоматического управления. - М.: Высшая школа, 1977.

3. Теория автоматического управления. Ч. 2: Теория нелинейных и специальных систем автоматического управления. - М.: Высшая школа, 1977.

4. Юдин Д.Б. Математические методы управления в условиях неполной информации. - М.: Советское радио, 1974.

5. Лазарев В.Г. Электронная коммутация и управление в узлах связи. - М.: Связь, 1974.

6. Гауэр Дж. Оптические системы связи / Пер. с англ. - М.: Радио и связь, 1986.

7. Мидвиндер Дж. Волоконные световоды для передачи информации / Пер. с англ. - М.: Радио и связь, 1983.

ИНТЕГРАЦИЯ РОССИИ В МИРОВЫЕ РЫНКИ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ УСЛУГ

Сухов А.В., д.т.н., профессор, ведущий научный сотрудник Российского научно-технического центра информации по стандартизации, метрологии и оценке соответствия

В статье рассмотрены проблемы создания гибкой системы внешнеэкономического регулирования, стимулирующей развитие научно-образовательного сектора и высокотехнологичных производств в целях обеспечения эффективного участия России в формировании глобального научно-технологического пространства на мировом рынке интеллектуальных услуг.

Ключевые слова: услуга, интеграция, рынок, система, стимулирование.

INTEGRATION OF RUSSIA INTO THE WORLD MARKETS OF INTELLECTUAL

SERVICES

Sukhov A., doctorate degree of technical sciences, professor, head scientist at the Russian Science and Technology Information Center on

Standartization, Metrology and Conformity Assessment (FSUE «STANDARTINFORM») Zaycev M., candidate degree of technical sciences, doctorate degree at the Military Academy of Strategic Missile Forces named after Peter

the Great

Strekha A., candidate degree of economic sciences, head of the Economic Research and Education Department at the Russian Science and Technology Information Center on Standartization, Metrology and Conformity Assessment

Here are presented the problem of creation of flexible system of the external economic regulation stimulating development of scientifically-educational sector and hi-tech manufactures with a view of maintenance of effective participation of Russia in formation of global scientifically-technological space in the world market of intellectual services.

Keywords: service, integration, market, system, stimulation.

Одним из важнейших моментов в проводимой политике руководства страны - переход российской экономики на путь инновационного развития. Преодоление научно-технологического отставания, переход на инновационный путь развития имеют ключевое значение для успешного решения стратегических проблем, стоящих перед Россией.

В современных условиях переход России на инновационный путь развития практически невозможен без включения в глобальные и региональные технологические и финансовые потоки, без последовательной интеграции в мировые рынки. В этой связи возрастает потребность в выработке долгосрочной стратегии участия в формировании глобального экономического и научно-технологического пространства. Она должна стать органической частью общенациональной стратегии социально-экономического развития, нацеленной на всемерное содействие решению предусматриваемых ею задач путем использования возможностей международного разделения труда в сферах науки и техники, производства, торговли и финансов. Это предполагает продуманное определение перспективных направлений международной специализации России с учетом ее (имеющихся и потенциальных) конкурентных преимуществ, а также изменений, происходящих в мировой экономике и на международных рынках.

Такая стратегия позволила бы российским компаниям получить исходные ориентиры для формирования рассчитанных на перспек-

тиву бизнес-планов по выходу на внешние рынки, приобретению зарубежных активов, развитию кооперации с партнерами из других стран и т.п. Учитывая ожесточающуюся конкурентную борьбу в глобальных масштабах, в стратегии важно уделить особое внимание вопросам защиты и поддержки внешнеэкономической деятельности отечественных научно- технических и предпринимательских структур, преодоления нередко воздвигаемых перед ними дискриминационных ограничений.

Одной из главных стратегических задач России представляется постепенное изменение профиля ее международной специализации и диверсификация экспортного потенциала за счет ускоренного развития новой ресурсной базы в виде продуктов научно-технической деятельности, наукоемких изделий и услуг.

Задачи повышения конкурентоспособности, и, следовательно, эффективности экономической деятельности, приобретает для России на современном этапе универсальный характер. Они касаются, по сути дела, всех отраслей и предприятий страны, всех уровней управления, но до сих пор в основном решены только в отношении топливно-сырьевых ресурсов, которые завоевали прочные позиции и на внутреннем, и на внешнем рынке. Значительно сложнее положение на предприятиях других отраслей экономики, продукция большинства которых находит спрос, главным образом, внутри страны, но и здесь с трудом выдерживает конкуренцию со стороны импортных товаров. Это объясняется не только недостаточными ин-