Файл: Учебное пособие СанктПетербург 2014.pdf

33
К современным системам связи предъявляются следующие основные требования, взаимосвязь между которыми показана на рис. 1.10 [5, 15].
Рис. 1.10. Взаимосвязь между показателями качества систем связи [5, 15]
Своевременность (оперативность) связи – способность обеспечи-
вать передачу или доставку сообщений или ведение переговоров в за-
данные сроки. Оценивается вероятностью того, что сообщение будет пол-
ностью доставлено требуемому адресату в течение заданного времени.
Пропускная способность системы связи – способность системы свя-
зи, определяющая объем сообщений, передаваемых и обрабатываемых сис-
темой связи за единицу времени.
Достоверность связи характеризует способность системы связи
обеспечить воспроизведение переданных сообщений в пунктах приема с за-
данной точностью. Достоверность передачи цифровых сообщений опреде- ляется вероятностью правильного приема кодовых комбинаций первичного кода, соответствующих переданным символам. Требования к системам связи по достоверности представлены в таблице 1.1.
Безопасность связи – способность обеспечивать сохранение в тайне
содержания передаваемых сообщений и факта их передачи.
Скрытность связи – способность системы противостоять раскры-
тию противником содержания передаваемой информации и мест располо-
жения пунктов управления и узлов связи. Скрытность осуществляется за счет минимальной мощности ПРД, направленности антенны, уменьшения време- ни передачи, увеличения времени между сеансами связи, радиомаскировки и соблюдения правил радиообмена, а также применения специальной аппа- ратуры и документов связи.

34
Таблица 1.1. Требования к системам связи по достоверности [5]
Проводные
Радиорелейные
Радио
Полевые: 10
–4
Коаксиальные: 10
–7
ВОЛС: 10
–12 10
–4
…
10
–5
КВ диапазона: 10
–2
УКВ диапазона: 10
–3
…10
–4
Устойчивость – способность обеспечивать управление войсками,
силами и оружием при воздействующих факторах. Системы военной связи являются сложными, интегральными структурами, как правило, представляющими собой основу системы управления (рис. 1.11) [6, 16, 17], на которые воздействует целый комплекс деструктивно разрушающих факторов (рис. 1.12) [16, 17].
Рис. 1.11. Элементы интегральной системы связи военного назначения
Основными видами преднамеренного (искусственного) воздействия на систему связи при ведении боевых действий являются применение обычного

35 и высокоточного оружия по элементам интегральной сети связи (узлам, центрам ретрансляции и т. д.), а также применение средств РЭП для подавления линий радиосвязи противника с целью дезорганизации его системы управления и информационного обеспечения [16].
Воздействие помех исскуственного и естественного происхождения является основным деструктивным воздействием, поражающим радиоканалы связи. Классификация помеховых воздействий приведена на рис. 1.13, а для оценки данных воздействий используются отдельные показатели качества – помехоустойчивость, помехозащищенность и электромагнитная совмести- мость (ЭМС).
Деструктивные воздействия
Непреднамеренные
Искусственного происхождения
Естественного происхождения
Влияющие
Информационные
Химическое и бактериологическое заражение объектов
Физические
Грозовые разряды, пожар, эл.магнитная буря, наводнение, ураган, землетрясение и др.
Преднамеренные
Радиопомехи
Нарушение конфиденциаль- ности информации
Пожар
Нарушение целостности информации
Отказ в обслуживании
Затопление
Хим. заражение
Взрыв
Влияющие
Информационные
Физические
Нарушение конфиденциальности информации
Действия диверсионно- разведывательных групп
Нарушение целостности информации
Отказ в обслуживании
Оружие массового поражения
Высокоточное оружие
Оружие на основе новых физических принципов
Несанкционирован- ное использование ресурсов
Ударная волна
Световое излучение
Проникающая радиация
Радиоактивное заражение
Электромагнитный импульс
Радиоэлектронное поражение
Средства функционального поражения
Радиоэлектронное подавление
Самонаводящиеся на источники излучение оркужие
Радиоэлектронная борьба
Функциональное поражение электромагнитным излучением
Функциональное поражение специальными программными средствами
Функциональное поражение информационно- техническими воздействиями
Кинетическое
Тепловое
Акустическое
Электро- магнитное
Тепловое
Ядерное оружие
Химическое и бактериологическое оружие
Рис. 1.12. Классификация деструктивно-разрушающих воздействий на системы связи военного назначения [16, 17]
Помехоустойчивость связи – способность системы выполнять при-
ем/передачу сообщений в условиях действия помех (как преднамеренных, так
и естественных) [16]. Как правило, для количественной оценки помехо- устойчивости используют критерий достоверности передачи сообщений.
Помехозащищенность связи – способность обеспечивать управление
войсками, силами и оружием в условиях воздействия преднамеренных помех
противника [16].

36
Электромагнитная совместимость связи – способность функциони-
ровать с заданным качеством в условиях воздействия непреднамеренных
электромагнитных помех и не создавать недопустимых электромагнитных
помех другим системам связи.
Рис 1.13. Общая классификация помех [16]
Живучесть системы связи – способность обеспечивать управление
войсками, силами и оружием в условиях воздействия обычного и ядерного
оружия противника.
Криптографическая живучесть – способность обеспечивать безо-
пасность засекреченных сообщений в условиях компрометации шифроклю-
чей.
Криптостойкость системы связи – способность системы военной
связи обеспечивать заданный уровень криптографической защиты и проти-
востоять раскрытию противником смыслового содержания передаваемой
информации.
Разведзащищенность – способность системы связи противостоять
разведке противника.

37
Имитостойкость – способность системы связи противостоять вво-
ду в нее ложной, в том числе и ранее переданной, информации и навязыва-
нию ей ложных режимов работы.
Надежность связи – свойство системы связи выполнять передачу со-
общений, сохраняя при этом в течение заданного промежутка времени зна-
чение эксплуатационных показателей в пределах, соответствующих услови-
ям войсковой эксплуатации, технического обслуживания, восстановления
и ремонта. Количественные характеристики надежности: вероятность отказа в заданном интервале времени, время наработки на отказ.
Готовность (к работе) элемента системы связи – состояние эле-
мента системы связи, характеризующее степень его готовности к выпол-
нению своих функций по обеспечению заданных связей.
Функциональная совместимость системы связи – способность
обеспечивать совместную работу между собой или с другими системами по
обмену информацией без дополнительных сопрягающих устройств.
Материал главы 1 подготовлен на основе работ [5, 6, 15, 16, 17].

38
2 ПОСТРОЕНИЕ СЕТЕЙ И ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ СИСТЕМ
В СООТВЕТСТВИИ С МОДЕЛЬЮ OSI
2.1 Модель OSI как основа описания взаимодействия абонентов
сетей и телекоммуникационных систем
На рис. 2.1 показана модель взаимодействия двух узлов телекоммуни- кационной сети. Процедура взаимодействия узлов может быть описана в ви- де набора правил взаимодействия каждой пары соответствующих уровней обеих участвующих сторон.
Формализованные правила, определяющие последовательность и фор-
мат сообщений, которыми обмениваются сетевые компоненты, лежащие
на одном уровне, но в разных узлах, называются протоколом [2, 6].
Рис. 2.1. Взаимодействие двух узлов
Модули, реализующие протоколы соседних уровней и находящиеся в
одном узле, также взаимодействуют друг с другом в соответствии с четко
определенными правилами и с помощью стандартизованных форматов со-
общений. Эти правила принято называть интерфейсом [6, 7].
Иерархически организованный набор протоколов, достаточный для
организации взаимодействия узлов в сети, называется стеком коммуника-
ционных протоколов [6, 7].
В начале 1980-х годов ряд международных организаций по стандарти- зации – ISO, ITU-T и некоторые другие – разработали модель, которая сыг- рала значительную роль в развитии сетей. Эта модель называется моделью
взаимодействия открытых систем (Open System Interconnection – OSI) или моделью OSI [6, 7]. В модели OSI средства взаимодействия делятся на семь уровней – рис. 2.2. При этом каждый уровень имеет дело с одним опре- деленным аспектом взаимодействия сетевых устройств.
Модель OSI описывает только системные средства взаимодействия, реализуемые операционной системой, системными утилитами, системными аппаратными средствами. Однако при этом модель не включает средства взаимодействия приложений конечных пользователей.

39
Ф
у н
кц и
и р
а зл и
ч н
ы х
у с
тр о
й с
тв в
ы ч
и с
л и
те л
ь н
о й
с и
с те м
ы
Рис. 2.2. Функции уровней модели OSI, представление данных на различных уровнях,а также соответсвие им функций различных устройств вычислительной системы
Рассмотрим п р и м е р . Пусть приложение обращается с запросом к при- кладному уровню, например к файловой службе. На основании этого запроса программное обеспечение прикладного уровня формирует сообщение стан- дартного формата.
Обычное сообщение состоит из заголовка и поля данных. Заголовок со- держит служебную информацию, которую необходимо передать через сеть прикладному уровню машины-адресата, чтобы сообщить ему, какую работу надо выполнить. Поле данных сообщения может быть пустым или содержать какие-либо данные, например те, которые необходимо записать в удаленный файл.
После формирования сообщения прикладной уровень направляет его вниз по стеку представительному уровню. Протокол представительного уровня на основании информации, полученной из заголовка прикладного уровня, выполняет требуемые действия и добавляет к сообщению собствен- ную служебную информацию – заголовок представительного уровня, в кото- ром содержатся указания для протокола представительного уровня машины- адресата. Полученное в результате сообщение передается вниз сеансовому
уровню, который в свою очередь добавляет свой заголовок, и т. д. Наконец, сообщение достигает нижнего, физического уровня, который собственно и передает его по линиям связи машине-адресату. К этому моменту сообщение
«обрастает» заголовками всех уровней (рис. 2.3).
Когда сообщение по сети поступает на машину-адресат, оно принимает- ся ее физическим уровнем и последовательно перемещается вверх с уровня на уровень.

40
ПРИК ЛАДНОЙ
ПРЕДСТАВИТЕЛЬНЫЙ
СЕАНСОВЫЙ
ТРАНСПОРТНЫЙ
СЕТЕВОЙ
КАНАЛЬНЫЙ
ФИЗИЧЕСКИЙ
Среда передачи
ПРИК ЛАДНОЙ
ПРЕДСТАВИТЕЛЬНЫЙ
СЕАНСОВЫЙ
ТРАНСПОРТНЫЙ
СЕТЕВОЙ
КАНАЛЬНЫЙ

41
Физический уровень имеет дело с передачей битов по физическим ка-
налам связи, таким, например, как коаксиальный кабель, витая пара, оптово- локонный кабель или цифровой территориальный канал. К этому уровню
имеют отношение характеристики физических сред передачи данных, такие как полоса пропускания, помехозащищенность, волновое сопротивление и другие. На этом же уровне определяются характеристики электрических
сигналов, передающих дискретную информацию, например, крутизна фрон- тов импульсов, уровни напряжения или тока передаваемого сигнала, тип ко- дирования, скорость передачи сигналов. Кроме этого, здесь стандартизуются типы разъемов и назначение каждого контакта [6, 7].
Функции физического уровня реализуются во всех устройствах, под- ключенных к сети. Со стороны компьютера функции физического уровня выполняются сетевым адаптером или последовательным портом.
Канальный уровень. Одной из задач канального уровня является про-
верка доступности среды передачи. Другой задачей канального уровня явля-
ется реализация механизмов обнаружения и коррекции ошибок. Для этого на канальном уровне биты группируются в наборы, называемые кадрами
(frames). Канальный уровень обеспечивает корректность передачи каждого кадра, добавляя контрольную сумму к кадру. Канальный уровень может не только обнаруживать ошибки, но и исправлять их за счет повторной переда- чи поврежденных кадров [6, 7].
В протоколах канального уровня, используемых в локальных сетях, за- ложена определенная структура связей между компьютерами и способы их адресации. Хотя канальный уровень и обеспечивает доставку кадра между любыми двумя узлами локальной сети, он это делает только в сети с совер- шенно определенной топологией связей, именно той топологией, для которой он был разработан
В глобальных сетях, которые редко обладают регулярной топологией, канальный уровень часто обеспечивает обмен сообщениями только между двумя соседними компьютерами, соединенными индивидуальной линией связи.
Сетевой уровень служит для образования единой транспортной сис-
темы, объединяющей несколько сетей, причем эти сети могут использо-
вать совершенно различные принципы передачи сообщений между конечны-
ми узлами и обладать произвольной структурой связей [6, 7].
Протоколы канального уровня локальных сетей обеспечивают доставку данных между любыми узлами только в сети с соответствующей типовой то- пологией, например топологией иерархической звезды. Это очень жесткое ограничение, которое не позволяет строить сети с развитой структурой, на- пример, сети, объединяющие несколько сетей предприятия в единую сеть, или высоконадежные сети, в которых существуют избыточные связи между узлами. Можно было бы усложнять протоколы канального уровня для под- держания петлевидных избыточных связей, но принцип разделения обязан- ностей между уровнями приводит к другому решению. Чтобы с одной сторо- ны сохранить простоту процедур передачи данных для типовых топологий, а