перспективные технологии передачи данных служебных систем передачи извещений
В настоящее время имеется класс задач по обеспечению безопасной и высокоскоростной передачи данных в служебных системах передачи извещений. Служебные системы передачи извещений организуются в рамках закрытых коммуникационных сетей МВД, МЧС и других силовых структур для передачи закрытой служебной информации.
Типовая структура закрытых систем передачи извещений представляет собой удаленные узлы сбора информации, которые в рамках выделенных каналов связи коммутируются в единый центр контроля и сбора информации.
В настоящий момент перед отечественными разработчиками средств защиты информации стоят две противоречивые задачи:
- реализовать довольно высокие по мировым меркам требования безопасности, предъявляемые отечественными пользователями к системам обработки закрытой информации;
- сохранить в полном объеме совместимость с используемыми повсеместно незащищенными прикладными импортными средствами.
стандартизация
В области телекоммуникаций ведущей международной организацией по стандартизации является Сектор стандартизации телекоммуникаций Международного союза электросвязи (ITU–T). Он несет основную ответственность за разработку, согласование и утверждение международных телекоммуникационных стандартов.
Ведущими национальными организациями по разработке и внедрению телекоммуникационных стандартов в мире являются Американский национальный институт стандартов ANSI и Европейский институт телекоммуникационных стандартов ETSI.
Одной из организаций, участвующих в разработке стандартов, является Институт инженеров электротехники и электроники (IEEE). IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) - международная некоммерческая ассоциация специалистов в области техники, мировой лидер в области разработки стандартов по радиоэлектронике и электротехнике.
Применение стандартных технологий передачи данных позволит избежать проблем с совместимостью оборудования, упростит поиск необходимой аппаратуры передачи данных и не вызовет проблем при замене в случае выхода ее из строя.
технологии
Для систем передачи извещений требуются надежные и высокоскоростные линии связи. В качестве среды передачи могут быть использованы следующие среды и технологии:
- выделенные медные линии (xDSL);
- выделенные волоконно-оптические линии (Ethernet);
- радиоканал (WiMAX).
xDSL
Наиболее перспективными технологиями передачи данных по выделенным медным линиям являются стандарты xDSL:
ADSL. Технология обеспечивает скорость нисходящего потока данных в пределах от 1,5 Мбит/с до 8 Мбит/с и скорость восходящего потока данных от 640 Кбит/с до 1,5 Мбит/с (реальная скорость передачи зависит от качества линии связи и ее протяженности).
ADSL2, ADSL2+. Длина служебного поля может задаваться программно, что разрешает регулировать непроизводительные расходы от 4 до 32 Кбит/с. В итоге на линиях высокого качества пропускная способность достигает 12 Мбит/с в нисходящем и 1 Мбит/с в восходящем потоках.
HDSL. Позволяет использовать существующий электрический (чаще всего с медными жилами) кабель связи для симметричной дуплексной безрегенераторной передачи цифровых потоков со скоростью 2 Мбит/с на большие расстояния. Технология HDSL предусматривает использование двух технологий линейного кодирования - 2B1Q (2 binary, 1 quaternary) и CAP (Carrierless Amplitude and Phase Modulation).
SHDSL. Спектральная плотность сигнала SHDSL имеет такую форму, что он оказывается почти идеально спектрально совместимым с сигналами ADSL. Результат – по сравнению с однопарным вариантом 2B1Q HDSL, SHDSL позволяет повысить на 35-45% скорость передачи при той же дальности или увеличить дальность на 15-20% при той же скорости.
Рекомендации МСЭ (ITU–T), касающиеся технологий xDSL, входят в раздел рекомендаций серии G.
Главными факторами, влияющими на качество работы оборудования хDSL, являются параметры линии связи:
- ослабление сигнала;
- нелинейность АЧХ;
- перекрестные наводки на ближнем и дальнем окончаниях (NEXT, FEXT);
- радиочастотная интерференция;
- групповое время задержки.
Условия применения DSL-оборудования в СНГ мало отличаются от условий его применения в других странах. Худшее состояние кабельных линий, приводящее к усложнению требований к линейной части оборудования DSL, компенсируется «щадящей» электромагнитной обстановкой, вызванной низким распространением ISDN и других DSL-решений. В оборудовании российского производства без каких-либо изменений используются стандартные комплексы БИС, разработанные изначально для европейского или американского рынков. Также появились решения, специально адаптированные с учетом состояния отечественных кабельных линий.
оптоволоконные линии
Оптическое волокно (волоконно-оптические линии связи, ВОЛС) считается совершенной физической средой для передачи больших потоков информации на значительные расстояния.
Основные преимущества ВОЛС:
- широкополосность оптических сигналов;
- малое затухание светового сигнала;
- устойчивость ВОЛС к электромагнитным помехам со стороны окружающих медных кабельных систем, электрического оборудования (линии
электропередачи, электродвигательные установки и т.д.) и погодных условий;
- защита ВОЛС от несанкционированного доступа;
- невысокая стоимость.
Многомодовые волокна более удобны при монтаже, так как в них размер световодной жилы в несколько раз больше, чем в одномодовых волокнах. Многомодовый кабель проще оконцевать оптическими разъемами с малыми потерями (до 0,3 dB) в стыке. На многомодовое волокно рассчитаны излучатели на длину волны 0,85 мкм - самые доступные и дешевые излучатели, выпускаемые в очень широком ассортименте. Но затухание на этой длине волны у многомодовых волокон находится в пределах 3-4 dB/км.
Ethernet
Самый распространенный на сегодняшний день стандарт организации локальных сетей - Ethernet.
В сетях Ethernet используется метод доступа к среде передачи данных, называемый методом коллективного доступа с опознаванием несущей и обнаружением коллизий (carrier-sense-multiply-access with collision detection, CSMA/CD).
В то время как Ethernet со скоростью передачи 10 Мбит/с использует манчестерское кодирование для представления данных при передаче по кабелю, в стандарте Fast Ethernet определен другой метод кодирования - 4В/5В. Этот метод уже показал свою эффективность в стандарте FDDI и без изменений перенесен в спецификацию 100Base-FX/TX.
При использовании в качестве среды передачи данных ВОЛС дальность передачи может достигать нескольких километров. Оптоволоконные стандарты в качестве основного типа кабеля рекомендуют достаточно дешевое многомодовое оптическое волокно, обладающее полосой пропускания 500-800 МГц при длине кабеля 1 км. Допустимо и более дорогое одномодовое оптическое волокно с полосой пропускания в несколько гигагерц, но при этом нужно применять специальный тип трансивера.
WiMAX
Из беспроводных технологий передачи данных наибольший интерес вызывает стандарт IEEE 802.16 (WiMAX).
WiMAX (IEEE 802.16) использует широкий диапазон частот и канал, в результате скорость передачи данных может достигать 70 Мбит/с.
Кроме того, WiMAX характеризуется дальнобойностью - расстояние между устройствами может составлять 50 км - причем нет необходимости располагать их в зоне прямой видимости.
WiMAX поддерживает следующие виды доступа:
- фиксированный доступ;
- сеансовый доступ;
- доступ в режиме транспортировки;
- простой мобильный доступ;
- полнофункциональный мобильный доступ.
Первые два типа подразумевают, что пользовательское устройство находится по отношению к оборудованию и сети оператора в одном и том же месте либо всегда, либо в течение одной сессии. Доступ в режиме транспортировки допускает перемещение устройства с небольшой скоростью в ограниченной зоне действия с сохранением сеанса связи. Упрощенный и полноценный мобильные доступы предполагают поддержку непрерывного сеанса связи при движении с высокой скоростью в зоне покрытия беспроводной сети.
Оборудование сетей WiMAX функционирует в нескольких частотных каналах диапазона 2 ГГц - 11 ГГц. Столь широкий разброс диапазонов выбран для учета специфики большинства стран мира.
Спецификация IEEE 802.16 предполагает поддержку шифрования по алгоритмам Triple DES (длина ключа 128 бит) и RSA (длина ключа 1024 бит).
краткое резюме
Организация канала и выбор технологии передачи данных служебных систем передачи извещений может быть различной и определяется уровнем решаемых задач.
Владимир Маликов
Типовая структура закрытых систем передачи извещений представляет собой удаленные узлы сбора информации, которые в рамках выделенных каналов связи коммутируются в единый центр контроля и сбора информации.
В настоящий момент перед отечественными разработчиками средств защиты информации стоят две противоречивые задачи:
- реализовать довольно высокие по мировым меркам требования безопасности, предъявляемые отечественными пользователями к системам обработки закрытой информации;
- сохранить в полном объеме совместимость с используемыми повсеместно незащищенными прикладными импортными средствами.
стандартизация
В области телекоммуникаций ведущей международной организацией по стандартизации является Сектор стандартизации телекоммуникаций Международного союза электросвязи (ITU–T). Он несет основную ответственность за разработку, согласование и утверждение международных телекоммуникационных стандартов.
Ведущими национальными организациями по разработке и внедрению телекоммуникационных стандартов в мире являются Американский национальный институт стандартов ANSI и Европейский институт телекоммуникационных стандартов ETSI.
Одной из организаций, участвующих в разработке стандартов, является Институт инженеров электротехники и электроники (IEEE). IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) - международная некоммерческая ассоциация специалистов в области техники, мировой лидер в области разработки стандартов по радиоэлектронике и электротехнике.
Применение стандартных технологий передачи данных позволит избежать проблем с совместимостью оборудования, упростит поиск необходимой аппаратуры передачи данных и не вызовет проблем при замене в случае выхода ее из строя.
технологии
Для систем передачи извещений требуются надежные и высокоскоростные линии связи. В качестве среды передачи могут быть использованы следующие среды и технологии:
- выделенные медные линии (xDSL);
- выделенные волоконно-оптические линии (Ethernet);
- радиоканал (WiMAX).
xDSL
Наиболее перспективными технологиями передачи данных по выделенным медным линиям являются стандарты xDSL:
ADSL. Технология обеспечивает скорость нисходящего потока данных в пределах от 1,5 Мбит/с до 8 Мбит/с и скорость восходящего потока данных от 640 Кбит/с до 1,5 Мбит/с (реальная скорость передачи зависит от качества линии связи и ее протяженности).
ADSL2, ADSL2+. Длина служебного поля может задаваться программно, что разрешает регулировать непроизводительные расходы от 4 до 32 Кбит/с. В итоге на линиях высокого качества пропускная способность достигает 12 Мбит/с в нисходящем и 1 Мбит/с в восходящем потоках.
HDSL. Позволяет использовать существующий электрический (чаще всего с медными жилами) кабель связи для симметричной дуплексной безрегенераторной передачи цифровых потоков со скоростью 2 Мбит/с на большие расстояния. Технология HDSL предусматривает использование двух технологий линейного кодирования - 2B1Q (2 binary, 1 quaternary) и CAP (Carrierless Amplitude and Phase Modulation).
SHDSL. Спектральная плотность сигнала SHDSL имеет такую форму, что он оказывается почти идеально спектрально совместимым с сигналами ADSL. Результат – по сравнению с однопарным вариантом 2B1Q HDSL, SHDSL позволяет повысить на 35-45% скорость передачи при той же дальности или увеличить дальность на 15-20% при той же скорости.
Рекомендации МСЭ (ITU–T), касающиеся технологий xDSL, входят в раздел рекомендаций серии G.
Главными факторами, влияющими на качество работы оборудования хDSL, являются параметры линии связи:
- ослабление сигнала;
- нелинейность АЧХ;
- перекрестные наводки на ближнем и дальнем окончаниях (NEXT, FEXT);
- радиочастотная интерференция;
- групповое время задержки.
Условия применения DSL-оборудования в СНГ мало отличаются от условий его применения в других странах. Худшее состояние кабельных линий, приводящее к усложнению требований к линейной части оборудования DSL, компенсируется «щадящей» электромагнитной обстановкой, вызванной низким распространением ISDN и других DSL-решений. В оборудовании российского производства без каких-либо изменений используются стандартные комплексы БИС, разработанные изначально для европейского или американского рынков. Также появились решения, специально адаптированные с учетом состояния отечественных кабельных линий.
оптоволоконные линии
Оптическое волокно (волоконно-оптические линии связи, ВОЛС) считается совершенной физической средой для передачи больших потоков информации на значительные расстояния.
Основные преимущества ВОЛС:
- широкополосность оптических сигналов;
- малое затухание светового сигнала;
- устойчивость ВОЛС к электромагнитным помехам со стороны окружающих медных кабельных систем, электрического оборудования (линии
электропередачи, электродвигательные установки и т.д.) и погодных условий;
- защита ВОЛС от несанкционированного доступа;
- невысокая стоимость.
Многомодовые волокна более удобны при монтаже, так как в них размер световодной жилы в несколько раз больше, чем в одномодовых волокнах. Многомодовый кабель проще оконцевать оптическими разъемами с малыми потерями (до 0,3 dB) в стыке. На многомодовое волокно рассчитаны излучатели на длину волны 0,85 мкм - самые доступные и дешевые излучатели, выпускаемые в очень широком ассортименте. Но затухание на этой длине волны у многомодовых волокон находится в пределах 3-4 dB/км.
Ethernet
Самый распространенный на сегодняшний день стандарт организации локальных сетей - Ethernet.
В сетях Ethernet используется метод доступа к среде передачи данных, называемый методом коллективного доступа с опознаванием несущей и обнаружением коллизий (carrier-sense-multiply-access with collision detection, CSMA/CD).
В то время как Ethernet со скоростью передачи 10 Мбит/с использует манчестерское кодирование для представления данных при передаче по кабелю, в стандарте Fast Ethernet определен другой метод кодирования - 4В/5В. Этот метод уже показал свою эффективность в стандарте FDDI и без изменений перенесен в спецификацию 100Base-FX/TX.
При использовании в качестве среды передачи данных ВОЛС дальность передачи может достигать нескольких километров. Оптоволоконные стандарты в качестве основного типа кабеля рекомендуют достаточно дешевое многомодовое оптическое волокно, обладающее полосой пропускания 500-800 МГц при длине кабеля 1 км. Допустимо и более дорогое одномодовое оптическое волокно с полосой пропускания в несколько гигагерц, но при этом нужно применять специальный тип трансивера.
WiMAX
Из беспроводных технологий передачи данных наибольший интерес вызывает стандарт IEEE 802.16 (WiMAX).
WiMAX (IEEE 802.16) использует широкий диапазон частот и канал, в результате скорость передачи данных может достигать 70 Мбит/с.
Кроме того, WiMAX характеризуется дальнобойностью - расстояние между устройствами может составлять 50 км - причем нет необходимости располагать их в зоне прямой видимости.
WiMAX поддерживает следующие виды доступа:
- фиксированный доступ;
- сеансовый доступ;
- доступ в режиме транспортировки;
- простой мобильный доступ;
- полнофункциональный мобильный доступ.
Первые два типа подразумевают, что пользовательское устройство находится по отношению к оборудованию и сети оператора в одном и том же месте либо всегда, либо в течение одной сессии. Доступ в режиме транспортировки допускает перемещение устройства с небольшой скоростью в ограниченной зоне действия с сохранением сеанса связи. Упрощенный и полноценный мобильные доступы предполагают поддержку непрерывного сеанса связи при движении с высокой скоростью в зоне покрытия беспроводной сети.
Оборудование сетей WiMAX функционирует в нескольких частотных каналах диапазона 2 ГГц - 11 ГГц. Столь широкий разброс диапазонов выбран для учета специфики большинства стран мира.
Спецификация IEEE 802.16 предполагает поддержку шифрования по алгоритмам Triple DES (длина ключа 128 бит) и RSA (длина ключа 1024 бит).
краткое резюме
Организация канала и выбор технологии передачи данных служебных систем передачи извещений может быть различной и определяется уровнем решаемых задач.
Владимир Маликов
Сетевые решения. Статья была опубликована в номере 11 за 2006 год в рубрике технологии
