В целях обеспечения обмена информацией для нужд органов государственной власти, нужд обороны страны, безопасности государства и обеспечения правопорядка используются система связи специального назначения [1]. Сеть документального обмена как элемент системы связи специального назначения предназначена для передачи документальных сообщений и включает в себя службы передачи телеграмм, факсимильной связи, передачи данных, электронной почты, а также телематические службы, с помощью которых абоненты получают доступ к различным информационным ресурсам [2].
Структурная модель сети документального обмена показана на рисунке 1.
Рис. 1. Структурная модель сети документального обмена
В ее состав входят М пунктов передачи, Q пунктов приема, N пунктов ретрансляции, соединенных между собой разнородными каналами. Каждый из Q пунктов приема имеет возможность принимать документальные сообщения разнородным каналам связи. При этом один пункт приема может принимать не более чем в h каналах одновременно.
Сложность и значимость вопроса оценки и обеспечения устойчивости функционирования сети документальной связи определяется следующим:
во-первых, в особой роли и влиянии сущности и содержания деятельности органов управления, задач, решаемых для обеспечения обороны страны, безопасности государства и обеспечения правопорядка;
во-вторых, в назревшей потребности научного переосмысления содержания, роли и места процесса обмена документированной информацией для обеспечения деятельности органов управления в современных условиях, вследствие кардинальных изменений, произошедших в характере и содержании современного этапа эволюции военно-организационных систем, развития форм и методов противоборства.
Устойчивость сети связи представляет собой интегральную функцию по всем направлениям связи, при которой в качестве устойчивости выбирается произведение значений показателей, характеризующих способность выполнять поставленные задачи при дестабилизирующих воздействиях. Внутренние дестабилизирующие воздействия отражены в показателях надежности, внешние –в показателях живучести сети. [3]
Необходимо отметить, что обычно обобщенные (интегральные) показатели эффективности произвольной сети, в целом, представляют как среднеарифметическое или среднегеометрическое частных показателей. Недостаток такой оценки заключается в том, что такие оценки не имеют определенного физического смысла. Это затрудняет их использование на практике, особенно когда перемножаются нормированные и ненормированные частные показатели. Последнее существенно осложняет сравнительную оценку исследуемых сетей.
Поэтому в качестве интегрального показателя целесообразно выбрать такую обобщенную характеристику сети, которая, с одной стороны имела бы ясный физический смысл, а с другой стороны, по возможности была бы функционально связана с наиболее важными частными показателями, характеризующими сеть в целом. [4]
Эффективность функционирования СДО может оцениваться, как и любой другой сети, некоторым множеством частных показателей эффективности К. Как правило, в таких случаях, множество разбивается на две группы: целевого использования — Кц и технико-экономической целесообразности — КТ.
Для отдельно взятого корреспондента СДО частным показателем может служить вероятность доведения документального сообщения на заданной структуре. Очевидно, что для каждого корреспондента будет своя вероятность.
Таким образом, целевой показатель может представлять собой множество наборов вероятностных характеристик, определяемых от каждого (из М) источников документальных сообщении до каждого (из Q) получателя (корреспондента) СДО на анализируемой структуре СДО.
(1)
……………………………
,
где 
— вероятность доведения документального сообщения от источника m к получателю q.
С целью сокращения числа рассматриваемых вариантов, можно ограничиться числом N узлов коммутации СДО, предположив, что если принимает узел коммутации СДО, то его принимают и корреспонденты, связанные с данным узлом коммутации.
Вывод о том, что анализируемая структура СДО удовлетворяет предъявленным требованиям (т. е. представляет собой достаточно устойчивый вариант), осуществляется экспертным путем. Для этого требуется сравнивать значения 
для различных структур. Сами же оценки будут получены с помощью разрабатываемого алгоритма.
В результате учета воздействий на СДО средств огневого поражения и РЭП некоторые вероятности могут быть равны нулю. При этом, становится очевидным то, что вывод будет сделать не просто, поскольку уменьшение допустимой вероятности (вплоть до нуля) для одного корреспондента не может быть скомпенсировано превышением для другого. Поэтому, в общем случае, критерием выбора, более устойчивой структурой может служить минимальное число “потерянных” корреспондентов.
Вторая группа показателей, характеризующая технико-экономическую целесообразность, при разработке алгоритма не рассматривается, поскольку СДО создается исключительно на минимально необходимых средствах, обеспечивающих требуемые ВВХ.
Принятые допущения. Расчет одного показателя из требуемого множества (1), выполняется на анализируемой структуре СДО, представляющей собой подструктуру СДО мирного времени. Анализируемая структура СДО представляется “выжившими” после нанесения огневого удара по узлам и каналами связи, неподавленными средствами РЭП.
Для определенности будем полагать, что эта анализируемая структура СДО в течение очередной передачи документального сообщения не изменяется. Такое предположение основывается на том, что сообщение передается за достаточно короткий период времени. При таком предположении расчет требуемых вероятностных характеристик может быть выполнен с использованием методов, определяющих количественные характеристики структурной надежности произвольной сети. Положив равными полученные показатели надежности и искомые вероятности (учитывая принятые допущения) можно сформировать искомое множество (1) наборов вероятностных характеристик.
Возможные структурные изменения, такие как восстановление элементов СДО, включение резервных элементов и т. д. могут быть учтены только на последующих итерациях, т. к. по существу, данные изменения приводят к новой структуре СДО.
Для разработки требуемого алгоритма должны быть заданы:
– исходная (анализируемая) структурная схема СДО (мирного времени);
– надежностные показатели всех ее элементов (которые указанные в постановке задачи — аijr, bk, kijr);
– сценарий воздействия на элементы СДО.
После «применения» выбранного сценария дальнейший анализ структурной схемы выполняется исключительно на “выживших” элементах схемы СДО.
Общий подход к схеме расчета. Для формального описания процессов передачи документальных сообщении по каналам СДО и определения множества искомых вероятностей (1) воспользуемся методами “минимальных путей и минимальных сечений”, а также “методом псевдоэлементов” [5].
Степень устойчивости направления СДО (для выбранной пары: узел-источник, узел-получатель) необходимо характеризовать парой оценок. Одна оценка характеризует работоспособность, а другая отказоустойчивость направления. Чем меньше разность между двумя оценками, тем устойчивее направление.
Отсюда в (1) — вероятность доведения приказа от центра m к корреспонденту q можно представить как , представляющую собой оценку устойчивости направления.
Получить одновременно обе оценки на заданной структуре сети позволяет метод “минимальных путей и минимальных сечений”, который и положен в основу разрабатываемого алгоритма.
Метод псевдоэлементов позволяет выполнять эквивалентные структурные преобразования, в результате которых в маршрутной схеме сообщения либо уменьшается число элементов, либо изменяется топология при неизменных характеристиках надежности доведения сообщения. При этом используются последовательное, параллельное и последовательно-параллельное включение элементов СДО.
Для определения вероятностных характеристик доведения сообщения достаточно чтобы разрабатываемый алгоритм позволял определять их на исследуемой структуре СДО на паре: узел-источник и узел-получатель.
Тогда многократно применяя разрабатываемый алгоритм можно получить требуемое множество наборов вероятностных характеристик, определяемых от каждого (из М) источников до каждого (из Q) получателя (корреспондента).
Методическая схема расчета. На основании принятых допущений и выбранного подхода для исследования устойчивости СДО необходимо.
- Задаться исходной (исследуемой) структурной схемой СДО (число узлов с указанными разнородными связями между ними).
В общем случае, исходная структура представляет собой схему СДО мирного времени.
- На основании таблиц живучести узлов СДО и коэффициентов готовности каналов связи определить степень деградации СДО в результате воздействия на нее средствами огневого поражения и РЭП противника (согласно выбранному сценарию).
В результате чего число узлов и каналов, связывающих их, уменьшается. Результирующая структура СДО является исходной для определения искомых вероятностей.
- Выбрать i-тый (из М) узел-источник сообщений и j-тый (из Q) узел-получатель.
- Используя методы теории графов и метод минимальных путей определить все пути от узла-источника сообщений к узлу-получателю.
- Используя методы псевдоэлементов и минимальных путей определить верхнюю оценку вероятности, с учетом технической надежности средств связи.
- Используя методы теории графов и метод минимальных сечений определить все сечения от узла-источника приказов к узлу-получателю.
- Используя методы псевдоэлементов и минимальных сечений определить нижнюю оценку вероятности с учетом технической надежности средств связи.
- Повторить пункты 3–7 для всех Q узелов-получателей и М узелов-источников сообщений.
- Сохранить результаты для экспертного анализа.
- Задать новые условия исследований (другая исходная структура СДО, другой сценарий воздействия, другие исходные данные живучести узлов и т. п.)
- Повторить пункты 2–9.
- Проанализировать полученный набор вероятностных характеристик экспертным путем. Выполнить заключение об анализируемой структуре СДО, на предмет удовлетворения предъявленным требованиям.
Разработанная методическая схема алгоритма решения задачи по определению устойчивости сети документального обмена системы связи специального назначения алгоритм позволяет выполнить расчеты основных показателей сети документального обмена (СДО) на выбранном фрагменте структуры в различных условиях функционирования и может быть положена в основу программной реализации.
Литература:
- Федеральный закон от 07 июля 2003 г. № 126-ФЗ «О связи».
- Концепция развития документальной электросвязи от 6 июля 1995 года N 13–1.
- ГОСТ Р 53111–2008 «Устойчивость функционирования сетей связи общего пользования. Требования и методы проверки в области устойчивости сетей связи»
- Мизин И. А., Уринсон Л. С.. Храмешин Г. К. Передача информации в сетях с коммутацией сообщений. Связь. М. 1973.
- Кузовлев В. И., Шкатов П. Н. Математические методы анализа производительности и надежности САПР. Высшая школа. М. 1990.
