Мировые тенденции в развитии информационно-телекоммуникационных систем
Назаров А.Н.

1. НОВЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Информационная технология (ИТ) - это прежде всего совокупность знаний, электронно-вычислительной техники (ЭВТ) и систем связи, предназначенных для накопления, обработки, поиска и эффективного внедрения знаний в производство, управление и другие сферы жизни общества. Бурное развитие информационных технологий за последнее десятилетие нашло свое отражение в переоценке роли и месте информации в системе ценностей общечеловеческого масштаба. ЭВТ и системы связи позволяют резко повысить темпы роста знаний, Эффективность управления и обучения, качество научных исследований и разработок, перейти на информационно-емкие процессы промышленного производства, обеспечить взаимосвязанное совершенствование всех областей общественного производства и распределения. Однако для этого требуется коренное преобразование традиционно используемых в них методов и приемов сбора, хранения,обработки,анализа, распределения и использования знаний (информации). Для обозначения процессов, сопровождающих качественно новые изменения в организации получения знаний, производственной, управленческой и социальной деятельности человека в результате использования ЭВТ применяется словосочетание "внедрение информационной технологии".

Понятие ИТ стало широко применяться в начале 80-х годов, однако до настоящего времени не выработано его строгое и общепринятое определение. В документах, где оно используйся, в него вкладывают различный смысл. Так, в частности, под ИТ иногда понимают только новые разработки в области аппаратного и программного обеспечения ЭВМ и связи. В более широком смысле употребляют этот термин для обозначения совокупности приемов, методов и процедур получения, сбора, хранения, обработки, передачи и представления информации. Наконец, этот же термин применяют для обозначения всей совокупности процессов, сопровождающих внедрение ЭВМ в повседневную деятельность человека.

Термин новые информационные технологии (НИТ) относительно систем управления военного назначения стал применяться уже во второй половине 80-х годов. Данный факт может быть объяснен тем, что НИТ в уп-равленческую деятельность вооруженных сил стали внедрятся значительно раньше чем в промышленности, то есть тогда, когда средства поддержки (ЭВМ, сети передачи данных, и т. д.) могли обеспечить лишь элементы ИТ. Система оружия может успешно функционировать лишь в том случае, если обеспечены своевременный и полный сбор, анализ и передача информации, требуемой для эффективного боевого применения. В то же вре-. мя очевидно, что современные возможности средств под-держки ИТ открывают пути совершенствования оружия, военной техники, и, в первую очередь, повышения эффективности системы управления. Вместо средства решения отдельных задач, ЭВМ становится средством поддержки основной деятельности ДЛ, своего рода интеллектуальным инструментом информационного взаимодействия должностного лица (ДЛ) органа управления. Все это и явилось главной причиной опережающего внедрения понятия НИТ в ВС.

Исходя из выше сказанного, правомочно определить понятие НИТ, как совокупность средств, методов и процедур сбора, накопления, обработки, распределения й представления (в форме удобной для последующего использования) информации, базирующихся на новых технических достижениях в области ЭВТ и систем связи, которые, в свою очередь, являются результатом материализации знаний, полученных на основе информации. К таким областям в первую очередь относятся: современная микроэлектроника, волоконно-оптические линии связи, новые архитектуры ЭВМ (в первую очередь ПЭВМ), новые архитектуры локальных вычислительных сетей (ЛВС), искусственный интеллект и программное обеспечение с использованием языков высокого уровня.

Эффект от внедрения НИТ может быть оценен по тому на сколько (в какой степени) улучшается интеллек-туальная поддержка (обеспечения) ДЛ, принимающего решения, на сколько повышается оперативность, досто-верность, обоснованность и скрытность его управленческой деятельности. Для улучшения названных показателей необходимо, чтобы:

- информационной технологии был придан статус одного из основных факторов, определяющих облик ИТС;

- принятые информационные технологии соответствовали степени сложности и масштабу времени реша-емых органами управления задач; информационные технологии обеспечивали требуемую эффективность управления в условиях частичных нарушений технического функционирования.

Информационные технологии реализуются посредством предоставления должностному лицу соответствующих информационных и других услуг, которые реализуются соответствующими службами, а последние - системами, подсистемами, сетями и средствами связи и автоматизации.

Новые информационные технологии включают в себя следующие виновные компоненты:

- новую технологию распределенного преобразования информации (РПИ) на основе применения инфор-мационных сетей и технологии открытых сетей (ТОС);

- новую технологию выработки управленческих решений (НТВУР), в том числе и на основе методов искус-ственного интеллекта (ИИ) - ядро НИТ;

- новую безбумажную технологию обработки информации (БТ).

Каждая из них обладает определенными свойствами обеспечивающих эффективную реализацию тех или иных составляющих информационного процесса, тех или иных характеристик преобразования информации. Будучи объединенные в рамках ИТС в целостную систему, бранные технологии потенциально позволяют в оп-ределенной степени решить проблему повышения эффективности управления.

НИТ отличают от ранних ИТ следующие основные особенности:

- с помощью специальных формализмов (моделей представления и манипулирования знаниями) знания представляются в "электронной" форме, а решения задач с помощью ЭВМ происходит более эффективно;

- распределенное преобразование информации, расширяет возможности повышения качества ее обработки и сокращает цикл управления;

- переход в основном к семантическому представлению и преобразованию информации (в отличие от "син-таксического"), что обеспечивает непосредственную, без посредников, работу на средствах автоматизации ДЛ в диалоговом режиме на ограниченном естественном (профессиональном) языке.

Технологической основой реализации РПИ технологии служат информационные вычислительные сети (ВчС) - глобальные, региональные, локальные.

Применение технологии информационных сетей (ТИС) является результатом концепции согласованного развития систем автоматизации управления и связи. С технической точки зрения реализация ТИС позволяет объединить информационно-вычислительные ресурсы различных органов управления как в стратегическом, так и оперативно-тактическом звеньях управления в единую распределенную систему с высокой ус-тойчивостью. При этом система будет иметь гибкую структуру с распределенными функциональными воз-можностями, обеспечивающую внедрение новых видов информационного обслуживания в соответствии с тре-бованиями развития АСУВ. В настоящее время основным направлением развития ТИС является реализация концепции ТОС. ТОС является основой при реализации концепции единой информационно-технической систе-мы (ЕИТС).

Обеспечение возможности территориального рассредоточения средств ВТ, ВчС, строго говоря, еще не обес-печивает распределение вычислительных ресурсов (ВР). Проблема "распределения" может быть решена на ос-нове распределения (перераспределения) ВР входящих в нее ЭВМ, в зависимости от требуемого количества того или иного ресурса в ее узлах. Подобную сеть называют распределенной вычислительной сетью (РВС).

Технология РПИ предполагает ряд подходов к организации хранения информации (иерархия зависимых и независимых данных, гетерогенные, гомогенные и реп-лицированные данные), каждый из которых имеет свои достоинства и недостатки. Предпочтения отдаются исходя из потребностей оптимизации всех составляющих информационного процесса, требующих, чтобы была обеспечена сквозная информационная поддержка пользователей, задач и процессов на основе интегрированной базы данных.

Одним из наиболее перспективных форм организации данных в РВС являются распределенные банки дан-ных (РБД), которые представляют собой систему логически интегрированных, распределенных по одному из принципов между элементами РВС баз данных, языковых, программных, технических и организационных средств, предназначенных для создания, ведения и обработки распределенной информации.

Внедрение НТВУР обеспечит поддержку принятия решений и доведение их до подчиненных в условиях ди-намичной и неопределенной среды. В качестве перспективного направления внедрения ВТВУР можно приве-сти технологию планирования и оперативного управления первичной сетью связи и сети связи общего пользования на основе цифровой карты местности (ЦКМ). Высокое качество и оперативность решения задач планирования достигается за счет комплексирова-ния задач решаемых в АСУ на основе ЦКМ и единой базы данных.

Особыми частями НТВУР являются разработка и формирования документов планирования и управления, организация взаимодействия систем автоматизации и др., основанных на различных принципах, обеспечение безопасности информации и др.

Возможность реализации процесса накопления интеллектуального потенциала в ИТС и использование его ДЛ в интересах повышения эффективности управления обусловлена как развитием средств автоматизации и связи, так и достижениями в теории и практике ИИ.

Общими целями применения ИИ являются:

- обеспечение общения (взаимодействия) ДЛ с ЭВМ на едином ограниченном естественном языке как при зрительном, так и слуховом восприятии информации;

- решение ряда актуальных задач управления деятельности, не реализуемых классическими (оптимиза-ционными) алгоритмами;

- оказание помощи слабо подготовленным ДЛ;

- выполнение управления в особых условиях;

- сокращение личного состава.

Внедрение средств и методов ИИ приведет к трансформации РБД в такую форму организации хранения информации, как распределенный банк знаний (РБЗ).

Достижение целей внедрения НИТ в первую очередь зависит от:

- качества разрабатываемого программного обеспечения (ПО); эффективности использования ресурса ЭВТ (ВчС);

- рациональности организации РБД (РБЗ);

- способности ДЛ эффективно использовать имеющиеся возможности в повседневной деятельности.

2. НОВЫЕ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Современные телекоммуникационные системы и сети явились синтезом развития двух исходно независимых сетей - сетей связи и вычислительных сетей. Логика развития систем связи требовала применения дискретных (цифровых) систем передачи и применения вычислительных средств для решения задач маршрутизации, а логика развития вычислительной техники требовала все большего применения средств связи между пе-риферийными устройствами и отдельными компьютерами.

Существующие системы (сети) связи характеризуются узкой специализацией. Для каждого вида связи су-ществует по меньшей мере одна сеть, которая транспортирует информацию этой службы. Основным следстви-ем такой узкой специализации является наличие большого количества обособленных сетей, требующих соб-ственного этапа разработки, производства и эксплуатации. При этом свободные ресурсы одной саги не могут использоваться другой сетью даже в том случае, если сети полностью удовлетворяют условиям эталонной мо-дели взаимодействия открытых систем. Все это позволяет сделать вывод, что существующие в настоящее время системы (сети) связи страдают рядом недостатков, важнейшими из которых являются:

- зависимость от вида информации, которую они транспортируют;

- отсутствие гибкости, так как современные телекоммуникационные системы практически не адаптируются к изменениям в уровне требований со стороны систем управления к объемам передаваемой информации, к ско-рости передачи, времени доставки и достоверности;

- низкая эффективность использования ресурсов.

В этой связи в последнее десятилетие основным направлением в области построения телекоммуникационных сетей явилось создание цифровых сетей интегрального обслуживания (ЦСИО) на основе рекомендаций МКККТ и МОС. Решением этой проблемы в настоящее время интенсивно занимаются во всех индустриально развитых странах. Построение сетей ЦСИО распадается на два этапа; на первом этапе осуществляется интеграция низко- и среднескоростных служб,

- построение так называемой узкополосной (y-nCJlO)-(ISDN), которая создаются на базе существующих аналого-цифровых и цифровых сетей. На втором этапе - создание широкополосной (Ш-ЦСИО)-(B-ISDN), которая является полностью цифровой сетью связи.

В настоящее время все сети проектируются таким образом, чтобы предоставление сложных и разнообразных услуг связи малому количеству пользователей не привело бы ни к ухудшению качества обслуживания, ни к увеличению затрат других пользователей. Предполагается, что к началу 2000 г. будут предоставляться следующие виды услуг:

телеграф; телекс; высокоскоростная передача данных; цифровая телефонная связь; связь на основе па-кетной коммутации; связь на основе коммутации каналов; связь на основе коммутации сообщений; передача телеметрической информации; передача текстовых сообщений; текстовое факсимиле; факсимиле; цветное факсимиле; электронная почта; передача телегазет; видеотекст; речевое факсимиле; телефонная конференция; видеоконференция; видеотелефония; передача стереопрограмм; передача квадрофонических программ; цветное телевидение; объемное телевидение; телевидение с высокой разрешающей способностью; передача данных между подвижными объектами; передача неподвижных изображений между подвижными объектами; поиск информации на основе интерактивного обмена.

В этот список не входят виды обслуживания, предоставляемые уже в настоящее время электронными цифровыми телефонными станциями, так называемые дополнительные виды обслуживания.

Связь с подвижными объектами (сотовая радиосвязь) может рассматриваться как одна из специфических служб интеллектуального типа.

Концептуальная модель У-ЦСИО МККТТ и МОС в основном была сформулирована уже к 1984 г. Было оп-ределено два типа доступа к У-ЦСИО (ISDN):

- на базовой -2B+D (В - 64 кбит/с, D - 16 кбит/с) 144 кбит/с;

- на первичной скоростях 30B+2D 2048 кбит/с для Европы и 23B+2D 1544 кбит/с для США.

Порядок доступа к ISDN стандартизирован протоколом Х.ЗГ. абоненты имеют трафик в виде пакетов, пере-даваемых по В-каналу в соответствии с протоколом Х.25, а управление доступом осуществляется по D-каналу.

Сообщения со скоростью 144 кбит/с могут передаваться от абонента к ближайшей местной АТС по суще-ствующим медным парам с ограничениями на максимальную длину, зависящими от конфигурации, элект-рических характеристик соединения и требуемого качества передачи.

Устройства коммутации местных АТС рассматриваются либо как адаптеры/концентраторы (в Европе), либо как главные структуры пакетной коммутации (в США).

В настоящее время индустриально развитые страны, межнациональные компании и фирмы, занимающиеся разработкой, проектированием и эксплуатацией средств связи проводят широкомасштабные исследования в области ЦСИО. На международном рынке уже имеется оборудование связи, позволяющее осуществлять интег-рацию служб, требующих для передачи информации скоростей, не превышающих скорости первичной группы многоканальной цифровой системы передачи, соответствующей рекомендациям МККТТ. Это оборудование составляет основу узкополосной ЦСИО.

На втором этапе построения ЦСИО предполагается полная интеграция всех сетевых ресурсов. Предполагается, что созданная узкополосная ЦСИО с базовой и первичной скоростями передачи станет подсетью широко-полосной ЦСИО (Ш-ЦСИО).

Переход к Ш-ЦСИО позволяет предоставить пользователям сети с помощью единых унифицированных средств передачи, распределения, обработки и хранения информации новые высокоскоростные (более 2 МГб/с) виды телекоммуникационного обслуживания - передачу и распределение данных, изображений, возможности интерактивных информационных служб. При этом У-ЦСИО органически включается в Ш-ЦСИО, сохраняя все свои специфические особенности. Таким образом, создание Ш-ЦСИО является дальнейшим этапом развития интеграции видов обслуживания.

Существуют принципиальные отличия Ш-ЦСИО от У-ЦСИО в отношении представления, передачи и рас-пределения информации:

1. В Ш-ЦСИО, в отличие от У-ЦСИО, имеет место полностью унифицированное представление информа-ционных сообщений, создаваемых различными разнородными источниками информации. В качестве элемен-тарной информационной единицы был принят пакет, содержащий информационное поле из 48 октетов (байт) и адресное поле из 5 октетов (байт}, и получивший название ячейки (cell). Унифицированное представление раз-нородной информации позволяет обеспечить при построении системы передачи и распределения информации предельно высокую степень информационной и аппаратной интегрированности.

2. В Ш-ЦСИО принят способ передачи информации, базирующийся на принципе асинхронного способа передачи (Asynchronous Transfer Mode - ATM) и временного разделения виртуальных каналов. Так как принят асинхронно-временной способ мультиплексирования, а все сообщения, подлежащие передаче, стандартизованы по формату, то появляется возможность статистического уплотнения линии сети.

3. На узлах коммутации Ш-ЦСИО реализуется режим быстрой коммутации пакетов (пакетно-ориентиро-ванный способ передачи в Ш-ЦСИО определяет и па-кетно-ориентированный способ коммутации пользователей сети) в то время как в У-ЦСИО реализуется режим многоканальной коммутации.

Попытка найти оптимальные решения при разработке узкополосной ISDN и широкополосной B-ISDN циф-ровых сетей интегрального обслуживания на основе цифровой техники передачи и обработки информации привела к созданию асинхронной передачи и цифровой сети связи на основе синхронной иерархии (Synchronous Digital Hierarchy -SDH).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В статье изложены основные идеологические положения, отражающие состояние информационно-телекомму-никационных составляющих мирового научно-технического развития современного информативно и индустри-ально развитого общества. Сформулированы основные понятия и положения, которые могут быть положены в концептуальную основу создания конкретных информационно-телекоммуникационных систем различного назначения. Сформулирована проблематика построения и перехода к информационно-телекоммуникационнму мировому пространству, обладающему свойствами общности и универсальности.