CC BY
91
УДК 681.32
I РАЗРАБОТКА СТРУКТУРЫ И ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ I ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ
Белянина Наталья Васильевна, кандидат технических наук, доцент, [email protected], Корнеева Елена Викторовна, старший преподаватель, [email protected],
ФГОУВПО «Российский государственный университет туризма и сервиса», г. Москва
The article gives a notion of a structural and technological scheme developed by the telecommunication system. The authors describe the main functions of the subsystems that make up this telecommunication system, analyze the process of sharing information, problems of effectiveness, examples of indicators of trust, functional and cost-effectiveness, as well as the formula for calculating the relevant indicators of efficiency.
Представлены структурная и технологическая схемы разработанной телекоммуникационной системы. Приводится описание основных функций подсистем, входящих в состав данной телекоммуникационной системы, анализируется процесс обмена информацией, рассматриваются вопросы эффективности, примеры показателей целевой, функциональной и экономической эффективности, а также формулы расчета соответствующих показателей эффективности.
Key words: telecommunication system, efficiency of telecommunication systems performance, indicators of efficiency
Ключевые слова: телекоммуникационная система, эффективность телекоммуникационной системы, показатели эффективности
Основная функция телекоммуникационных систем (ТКС) заключается в организации оперативного и надежного обмена информацией между абонентами, а также сокращении затрат на передачу данных [1].
К наиболее распространенным услугам, предоставляемым современными ТКС, относятся:
• телекоммуникационные услуги: обмен сообщениями в режиме «электронная почта»; обмен сообщениями между участниками телеконференции; организация диалога и обмен сообщениями двух абонентов в режиме «запрос-ответ»; передача больших массивов-файлов; приоритетное обслуживание сообщений согласно категориям срочности; организация замкнутых групп абонентов (подсетей) для взаимного обмена информацией только в рамках группы и др.;
• информационные услуги: поиск информации по вопросам, интересующим абонентов;
• консультационные услуги: по информационному и программному обеспечению сети; по технологии использования общесетевых ресурсов; обучение навыкам рабо-
ты с компьютером и другими техническими средствами и т. п.;
• технические услуги: установка про-
граммного обеспечения, установка и тестирование аппаратного обеспечения и др.
ТКС должна соответствовать следующим требованиям:
• обеспечивать постоянный доступ ко всем сервисам;
• эффективно защищать информацию в сети и обеспечивать идентификацию пользователей;
• обеспечивать возможность необходимого географического и функционального расширения;
• предоставлять необходимый и достаточный набор функций для обработки текстовой, графической и другой информации;
• объединять удаленные пункты в единое информационное пространство.
Предложена и разработана структура ТКС, в состав которой входят следующие подсистемы (рис. 1):
• формирования запросов;
• обработки запросов;
• координационно-технического центра.
75
ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ В СЕРВИСЕ
Рис. 1. Структурная схема ТКС
Технологическая схема ТКС представлена на рис. 2:
Подсистема формирования запросов должна обеспечивать выполнение следующих функций:
• подготовку запросов, которые включают в себя необходимую текстовую, графическую и другую информацию;
• отправку запросов в подсистему обработки запросов через координационно-технический центр;
• получение ответов на отправленные запросы;
• получение информации о прохождении запроса;
• ведение архива запросов.
Подсистема обработки запросов должна предусматривать выполнение следующих функций:
• прием запросов от удаленных пунктов;
• отображение и вывод на печать данных запроса;
• подготовку ответов на запрос;
• отправку ответов на запрос через координационно-технический центр в удаленные пункты, приславшие запросы;
• ведение архива запросов.
Подсистема координационно-технического центра должна обеспечивать управление прохождением запросов и контроль за ними. Ее сервер предназначен для обеспечения связи с удаленными пунктами, приема и передачи запросов, приема и передачи ответов.
ТКС имеет структуру «клиент — сервер» и состоит из двух независимых частей — «клиента» и «сервера». В роли клиента выступают подсистема формирования запросов и подсистема обработки запросов. В роли сервера выступает подсистема координационно-технического центра. Приложение «сервер» инициализируется при запуске и далее ожидает поступления запросов от клиентов.
Основная база данных ТКС находится на сервере. В базе данных (БД) хранятся запросы, полученные от удаленных пунктов,
76 научный журнал ВЕСТНИК АССОЦИАЦИИ ВУЗОВ ТУРИЗМА И СЕРВИСА 2010 / № 4
Разработка структуры и оценка эффективности функционирования...
ответы на запросы, полученные от подсистем обработки запросов, информация о пользователях системы. Удаленные пункты имеют локальные БД.
Процесс обмена информацией происходит следующим образом: подсистема формирования запросов посылает запрос на консультацию в координационно-технический центр. Подсистемы обработки запросов получают запрос с сервера, готовят и посылают на сервер свои ответы. Ответов по каждому запросу может быть несколько, от нескольких подсистем обработки запросов. Оператор координационно-технического центра контролирует и координирует прохождение запросов.
В качестве протокола обмена данными в системе используется TCP/IP, являющийся стандартным протоколом для обмена данными в сетях типа Интернет и интранет. В сетях на базе TCP/IP в настоящее время наиболее широко используется интерфейс, основанный на сокетах [2].
Сокет рассматривается как конечный пункт передачи данных по сети. Сетевое соединение — это процесс передачи данных по сети между двумя компьютерами или процессами. Другими словами, когда программы используют сокет, для них он является абстракцией, представляющей одно из окончаний сетевого соединения. Для установления соединения в абстрактной модели сокетов необходимо, чтобы каждая из сетевых программ имела собственный сокет. Связь между двумя сокетами может быть ориентирована на соединение, а может быть и нет. В ориентированных на соединение протоколах данные перемещаются как единый, последовательный поток байтов без какого-либо деления на блоки. В неориентированных на соединение протоколах сетевые данные перемещаются в виде отдельных пакетов (дейтаграмм).
Для того чтобы использовать интерфейс сокетов в сетевом соединении, необходимо выполнить следующие действия (рис. 3).
1. Создать сокет. При создании сокета следует указать три параметра. Первый параметр задает группу или семейство, к которой принадлежит протокол. Второй параметр, тип сокета, задает режим соединения. Третий параметр определяет протокол, с которым будет работать сокет.
2. Настроить сокет на определенный режим работы. Настройка сокета зависит от типа
сетевого взаимодействия (ориентированное или неориентированное на соединение) и от функций, выполняемых программой (клиент или сервер). Каждый сокет должен обладать следующей информацией: IP-адресами локального и удаленного компьютеров, порты протоколов локального и удаленного компьютеров и тип сетевого протокола.
3. Программа передает и принимает данные через сокет.
4. По окончании работы сокет закрывается.
Рис. 3. Работа с сокетом
Пользователю системы для осуществления соединения достаточно указать IP-адрес сервера и установить с ним соединение.
Для хранения и передачи информации в системе используется распределенная БД. При этом клиент и сервер имеют независимые БД, информация в которых может дублироваться с целью сокращения трафика и повышения эффективности работы системы. Взаимодействие между приложениями-клиентами и сервером осуществляется с помощью достаточно эффективного и простого механизма сообщений.
Связь организуется по выделенным каналам связи или через Интернет. С экономической точки зрения наиболее выгодным является использование сети Интернет при условии, что провайдер обеспечит гарантированную пропускную способность, необходимую для удовлетворительной работы систем. Для удаленных комплексов, а также для стационарных комплексов в районах, не имеющих надежной проводной связи, используется спутниковая связь.
77
ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ В СЕРВИСЕ
Возможности ТКС определяются совокупностью показателей, основными из которых являются [3]:
• организационно-структурные;
• пространственные;
• временные;
• функциональные;
• информационные;
• технологические;
• качества организации управления системой;
• взаимодействия системы с другими системами;
• итогов функционирования систем;
• финансово-экономические;
• эффективности.
Эффективность ТКС — это ее способность достигать поставленную цель в заданных условиях применения и с определенным качеством. Конкретизируя это понятие, отметим, что эффективность ТКС — это характеристика, отражающая степень соответствия системы своему назначению, техническое совершенство и экономическую целесообразность. Понятие эффективности связано с получением некоторого полезного результата, эффекта использования системы, который достигается ценой затрат определенных ресурсов, поэтому эффективность системы часто рассматривается в виде соотношения между эффектом (выигрышем) и затратами.
Показатель эффективности — количественная характеристика ТКС, рассматриваемая применительно к определенным условиям ее функционирования. В соответствии с конкретизацией понятия эффективности показатели делятся на три группы:
1. показатели целевой эффективности ТКС, или эффективности использования (целевого применения) — количественная мера соответствия системы своему назначению;
2. показатели функциональной эффективности ТКС — количественная мера, отражающая техническое совершенство системы;
3. показатели экономической эффективности ТКС — количественная мера экономической целесообразности системы. Приведем примеры показателей целевой
эффективности:
• точностные, надежностные и временные показатели. Например, прирост вероятности выполнения некоторого задания, сокращение времени на выполнение этого
задания, повышение точности решения некоторой задачи;
• временные показатели целевого использования сетевых структур в управлении народным хозяйством на различных его уровнях, характеризующие повышение оперативности управления;
• показатели целевой эффективности системы при решении задач планирования народного хозяйства на различных его уровнях;
• показатели, характеризующие повышение качества продукции, технология производства которой включает использование системы, и т.д.
Величина показателя целевой эффективности определяется с помощью следующего соотношения [3]:
Кц
*
PPy+P (1-Py)
P
(1),
где Ру — вероятность выработки эффективного управляющего воздействия;
Р, Р* — результаты, вычисленные при условии выработки и невыработки эффективного управляющего воздействия соответственно;
Pz — заданный результат, при котором достигается цель варианта применения системы.
Зависимость показателя целевой эффективности ТКС от фактического результата применения системы представлена на рис. 4. Цель деятельности ТКС достигается, если величина показателя целевой эффективности больше 1.
Рис. 4. Зависимость показателя целевой эффективности ТКС от фактического результата применения системы
Для оценки функциональной эффективности системы целесообразно использовать следующие показатели:
78 научный журнал ВЕСТНИК АССОЦИАЦИИ ВУЗОВ ТУРИЗМА И СЕРВИСА 2010 / № 4
Разработка структуры и оценка эффективности функционирования...
• пропускная способность сети т.е., средний поток данных, фактически передаваемых через сеть (измеряется в Мбит/с);
• задержка в сети, вносимая в передачу данных пользователя, т.е. время доставки сообщения от отправителя к получателю;
• зависимость времени задержки сообщения в сети от ее средней пропускной способности. Описание эффективности сети с помощью такой зависимости имеет большое значение, так как при увеличении загрузки сети (увеличении фактического потока данных) пользователю необходимо больше времени до начала передачи своих данных.
Величина показателя функциональной эффективности вычисляется с помощью следующего приближенного соотношения [3]:
n
где n — количество учитываемых функций;
P
y — вероятность реализации i-й функции.
Зависимость показателя функциональной эффективности ТКС от количества учитываемых функций, возлагаемых на систему, представлена на рис. 5. Близость показателя к 1 свидетельствует о том, что все функции, возложенные на систему, будут выполнены.
• коэффициент экономической эффективности капитальных вложений (или единовременных затрат, имеющих характер капитальных вложений) на создание и внедрение всей системы или отдельных ее элементов, или на совершенствование и развитие системы;
• срок окупаемости этих капитальных вложений.
Эти показатели могут быть ожидаемыми (при априорной оценке) и фактическими (при апостериорной оценке).
Величина показателя экономической эффективности определяется по формуле [3]
Кф
ЛРСр
Cc
(3),
где АР — приращение результатов (вариант применения системы за счет совершенствования системы);
С — стоимость единицы результата;
Сс — стоимость мероприятий по совершенствованию системы.
Зависимость показателя экономической эффективности ТКС от стоимости мероприятий по совершенствованию системы представлена на рис. 6. Если величина показателя экономической эффективности равна 1, экономический эффект от внедрения системы составляет 100%.
Рис. 5. Зависимость показателя функциональной эффективности ТКС от количества учитываемых функций
В качестве показателей экономической эффективности системы принято использовать следующие величины:
• годовой экономический эффект;
• среднегодовой экономический эффект;
• полный экономический эффект за расчетный период;
системы
Рис. 6. Зависимость показателя экономической эффективности ТКС от стоимости мероприятий по совершенствованию системы
Информационные процессы в ТКС должны оцениваться комплексно и всесторонне: по всем сферам деятельности, по этапам, с использованием различных показателей. При этом нельзя ограничиваться одними экономическими показателями, хотя им принадлежит главенствующая роль.
79
ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ В СЕРВИСЕ
Предложенная структура ТКС использована в телемедицинской консультативно-диагностической системе (ТМКДС), предназначенной для дистанционного диагностирования и качественного лечения многих видов заболеваний в реальном масштабе времени непосредственно на местах без доставки заболевших (пострадавших) в специализированные медицинские центры, либо с быстрой доставкой в ближайшие медицинские учреждения для точного установления диагноза и выдачи рекомендаций ведущих врачей по лечению [4-
7]. ТМКДС позволила увеличить информативность и удобство медицинских консультаций, что особенно важно, когда нет возможности быстро доставить больных в крупные медицинские центры.
Экономический эффект от внедрения ТМКДС достигается за счет экономии на следующих статьях расходов: транспортировка больных, размещение больных в лечебных учреждениях, использование медицинского оборудования, зарплата медицинских работников.
Литература
1. Пятибратов А. П., Гудыно Л. П., Кириченко А. А. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации: Учебник для вузов / Под ред. Пятибратова А. П. М.: Финансы и статистика, 2008.
2. Глушаков С. В. Программирование на Visual C++. М.: АСТ, 2003.
3. Вдовин В. М. Теория систем и системный анализ. М.: Изд.-торг. корп. «Дашков и К», 2010.
4. Корнеева Е. В. Особенности создания телемедицинских систем // Электронное периодическое издание «Сервис в России и за рубежом». Вып. 8. 2008. Материалы IV Межвузовской научно-технической конференции «Проблемы развития электротехнических комплексов и информационных систем». Номер гос. регистрации 0420800058/0046.
5. Белянина Н. В., Корнеева Е. В. Вопросы разработки глобальных телемедицинских консультативно-диагностических систем // Научный и обществнно-информационный журнал «Информационные и телекоммуникационные технологии». 2006. № 2. С. 77—79.
6. Белянина Н. В., Корнеева Е. В. Предварительная обработка медицинской информации в задачах анализа изображений // «Наука — сервису». XI Международная научно-практическая конференция. Секция «Применение информационных технологий в электротехнических комплексах и системах»: Сборник научных статей / Под ред. д. т. н., проф. В. М. Артюшенко. М.: ГОУВПО «МГУС», 2006. С. 122—126.
7. Белянина Н. В., Корнеева Е. В. Система ввода, хранения и обработки графических изображений в телемедицинской консультативно-диагностической системе // «Наука — сервису» XI Международная научно-практическая конференция. Секция «Технические средства сервиса»: Сборник научных статей / Под ред. д. т. н., проф. В. С. Шуплякова. М.: ГОУВПО «МГУС», 2006. С. 185-193.
УДК 621.326
I ВЛИЯНИЕ МНОГОЛУЧЕВОСТИ ПРИ РАСПРОСТРАНЕНИИ РАДИОВОЛН I В МИНИСОТОВЫХ СИСТЕМАХ
I Медведев Павел Александрович, аспирант, [email protected],
I ФГОУВПО «Российский государственный университет туризма и сервиса», г. Москва
The author describes the mechanisms of propagation for different variants of placement of antennas, base stations (BS): the external deployment — BS antenna is located outside the building, the internal accommodation — BS antenna is located inside the building.
Рассмотрены механизмы распространения радиоволн для различных вариантов размещения антенн базовых станций (БС): внешнее размещение — антенна БС располагается вне здания; внутреннее размещение — антенна БС располагается внутри здания.
Key words: radio wave propagation, multipath, wireless Internet access
Ключевые слова: распространение радиоволн, многолучевость, беспроводной доступ
80 научный журнал ВЕСТНИК АССОЦИАЦИИ ВУЗОВ ТУРИЗМА И СЕРВИСА 2010 / № 4
