Реферат сеть. 1. Сеть РФ. Единая сеть электросвязи России и актуальность информационной безопасности сетей связи Роль и место есэ

• Название: Единая сеть электросвязи России и актуальность информационной безопасности сетей связи Роль и место есэ
• Анкор: Реферат сеть
• Дата: 15.03.2022
• Размер: 137.97 Kb.
• Имя файла: 1. Сеть РФ.docx
• Тип: Глава; #397801

Введение

ГЛАВА 1. Единая сеть электросвязи России и актуальность информационной безопасности сетей связи

1.1. Роль и место ЕСЭ

1.2. Классификация сетей связи

1.3. Иерархический принцип построения ТфОП и транзитная сеть МТТ

1.4. Актуальность информационной безопасности сетей связи. Разработка учебного аппаратно-программного имитатора сети ПД категории специального назначения………………………………………………………………………………

1.5. Актуальность задачи обеспечения высоких показателей качества обслуживания в модернизированных технологических сетях энергообеспечения smart grid………………………………………………..

Контрольные вопросы гл. 1

1. ГЛАВА 1. Единая сеть электросвязи России и актуальность информационной безопасности сетей связи

   1. 1.1. Роль и место ЕСЭ

С июля 2016 года вступила в действие новая редакция Федерального закона «О связи» № 126-ФЗ. В соответствии с этим законом сетевой основой российских телекоммуникаций определена Единая сеть электросвязи (ЕСЭ), в которую входят все сети электросвязи страны. Отметим роль и место ЕСЭ.

ЕСЭ предназначена для удовлетворения потребностей населения, органов государственной власти и управления, обороны, безопасности, охраны порядка, а также хозяйствующих субъектов в услугах электросвязи. Устойчивая и качественная работа связи является важнейшим условием деятельности государства и общества. Мировой опыт показывает, что конкурентноспособность национальной экономики в целом связана с развитием информационных технологий. По данным Всемирного экономического форума, индекс конкурентноспособности экономики государств имеет высокий уровень корреляции с индексом развития в странах информационно-коммуникационных технологий.

ЕСЭ является одной из наиболее устойчивых секторов экономики России. В разные годы доля доходов за услуги связи в валовом внутреннем продукте (ВВП) России составляла порядка 3-5 процентов. ВВП отражает стоимость всех товаров и услуг, произведенных в стране за один год. ЕСЭ является катализатором для успешного развития других секторов экономики.

Для ЕСЭ России характерны следующие отличия по сравнению со многими развитыми странами мира:

• 
  меньший уровень развития современных технологий сетей связи;
  
• 
  большое количество устаревшей аналоговой техники на сетях;
  
• 
  большая территория России, значительные расстояния, большая неравномерность плотности населения, развития связи и Интернета по регионам России;
  
• 
  ограниченность ресурсов радиочастотного спектра. В свое время в СССР основное внимание уделялось обороне и безопасности, что привело сегодня к необходимости решения сложных проблем конверсии спектра. В России освобождение спектра частот стоит дорого;
  
• 
  различия в состоянии экономики и в уровне благосостояния населения.
  

Развитие ЕСЭ должно проходить в следующем направлении:

1. 
   дальнейшая либерализация рынка услуг электросвязи и расширение на нём справедливой конкуренции операторов связи;
   
2. 
   дальнейшее развитие служб и спроса на них, особенно в части подвижной связи, передачи данных, широкополосного доступа в Интернет;
   
3. 
   повышение требований к номенклатуре услуг электросвязи и к их качеству;
   
4. 
   дальнейшее совершенствование телекоммуникационных и информационных технологий, их конвергенция;
   
5. 
   усиление роли государственного регулирования в области связи в части взаимодействия сетей, осуществления надзора за деятельностью в области связи и др.
   

2. 1.2. Классификация сетей связи

ЕСЭ Российской Федерации в соответствии со ст. 12 Федерального закона «О связи» состоит из следующих категорий:

• 
  сеть связи общего пользования (ССОП);
  
• 
  выделенные сети связи;
  
• 
  технологические сети связи;
  
• 
  сети связи специального назначения.
  

Сеть связи общего пользования предназначена для возмездного оказания услуг электросвязи любому пользователю услугами связи на территории Российской Федерации. ССОП Российской Федерации имеют присоединение к ССОП иностранных государств.

Примерами такой сети является телефонная сеть связи общего пользования ТфОП (PSTN, Public Switched Telephone Network). В России операторами междугородной и международной связи ТфОП являются ОАО «Ростелеком» и ОАО «МТТ» (Межрегиональный Транзит Телеком).

Сеть связи общего пользования, к которой может быть присоединено оборудование разных производителей, требует наличие стандартов. В следующем ниже списке указаны несколько организаций, занимающихся разработкой важных стандартов, и их местоположение в Интернете. Эти стандарты, как правило, не включают детальное описание всех алгоритмов технологий сетей связи.

• 
  Международный союз электросвязи, телекоммуникационный сектор стандартизации МСЭ-Т (ITU-T, International Telecommunications Union-Telecommunication Standardizing Sector). МСЭ-Т :финансируется Организацией Объединенных Наций.
  
• 
  Европейский институт стандартов по телекоммуникациям (ETSI, European Telecommunications Standards Institute).
  
• 
  Совет по архитектуре Интернета (IAB, Internet Architecture Board). Стандарты оформляются в виде технических отчётов RFC (Request for Comments) инженерной группой IETF (Internet Engeneering Task Force), входящей в IAB. RFC издаются в целях стандартизации и развития протоколов Интернет.
  
• 
  Институт инженеров по электротехнике и электронике (IEEE, Institute of Electrical and Electronics Engineers).
  
• 
  Международная организация по стандартизации (ISO, International Organization for Standardization).
  
• 
  Альянс сотрудничества по сетям мобильной беспроводной сети третьего поколения 3GPP (3^rd Generation Partnership Project).
  

Выделенные, технологические, а также сети связи специального назначения образуют группу сетей ограниченных пользователей (ОгП), так как контингент их пользователей ограничен корпоративными клиентами.

Выделенные сети связи – это сети, предназначенные для предоставления услуг ограниченному кругу пользователей. Такие сети могут взаимодействовать между собой. Примерами операторов таких сетей являются ОАО "АСВТ", ЗАО «Караван Телеком» и др.

Сети связи специального назначения предназначены для обеспечения нужд государственного управления, обороны страны, безопасности государства и обеспечения правопорядка.

Технологические сети связи предназначены для обеспечения производственной деятельности организаций, управления технологическими процессами. Примерами операторов таких статей являются сети связи железнодорожного транспорта «Транстелеком ТТК», сеть «Газпром связь». Примером технологической сети связи может быть, например, так называемая умная сеть” УС энергоснабжения (smart grid) [2-4]. Анализ показывает, что порядка 40% от общего потребления энергии и 36% от общего объема выбросов углекислого газа в Европейском союзе связано с потреблением в домашних и промышленных зданиях. В настоящее время в научно-исследовательском плане и практической направленности в мире ведутся работы по модернизации энергосистемы в отношении экономичности. В России так же, как и в других странах, повышению энергоэффективности уделяется большое внимание. Правительство РФ утвердило государственную программу до 2020 года, рассчитанную на снижение энергоемкости не менее чем на 13,5% к 2020 г. УС состоит из двух сетей – сети потока электроэнергии и сети связи. При этом сообщения в сетях связи разделяются на команды управления и опрос (счетчиков, стоимости и др.). УС предусматривает возможность использования различных технологий сетей связи. Ко многим сетям связи ОгП по сравнению с ССОП предъявляют более высокие требования к информационной безопасности, надежности, задержке и другим показателям.

По функциональному признаку сети разделяются на сети доступа и транспортные сети.

Транспортной (транзитной) является та часть сети связи, которая выполняет функции переноса (транспортирования) потоков сообщений от их источников из одной сети доступа к получателям сообщений другой сети доступа путём распределения этих потоков между сетями доступа.

Сетью доступа является та её часть, которая связывает источник (приёмник) сообщений с узлом доступа, являющимся и транспортной сетью.

По типу присоединяемых абонентских терминалов сети ЕСЭ разделяются на:

• 
  сети фиксированной (проводной) связи, обеспечивающие присоединение стационарных абонентских терминалов;
  
• 
  сети подвижной связи, обеспечивающие присоединение подвижных абонентских терминалов.
  

Примером сети доступа к транспортной сети Интернет являются сети радиодоступа Wi-Fi, а так же радиодоступ к базовой станции и соответствующая базовая часть (коммутатор и др. устройства) сотовой сети. Примером сети доступа к ТфОП являются сотовые сети связи GSM и третьего поколения 3G. Подключение к ТфОП производится через шлюз в сотовой сети связи к АМТС;

• 
  беспроводные самоорганизующиеся сети связи. Отличительной особенностью самоорганизующихся сетей SON (self-organization) — это случайное во времени число узлов в ней. Взаимосвязи между узлами в SON создаются для достижения какой-либо цели или для передачи информации в сеть связи общего пользования или другие сети.
  

Соединение организуется на длинные расстояния с помощью специализированных протоколов маршрутизации в промежуточных узлах-маршрутизаторах. Такое соединение называется «многоэтапным или многошаговым» (multihop). Временная сеть SON может быть развернута, когда создание инфраструктуры невозможно или неэффективно. Например, такая сеть может использоваться, как временное решение на конференциях, а также в незаселенных местах, на которых очень сложно создать инфраструктуру. Небольшое время на развертку SON делает их незаменимыми при спасательных операциях после катастроф или стихийных бедствий. Во многих зарубежных работах отмечается возможность практического использования SON в гражданской и военной областях.

По числу служб электросвязи сети бывают:

• 
  моносервисные, предназначенные для организации одной службы электросвязи (например, телефония в ТфОП);
  
• 
  мультисервисные (мультимедийные), предназначенные для организации нескольких служб (телефония, видео, передача данных).
  

Сети традиционно разделяются на первичные и вторичные.

Первичные сети представляют собой совокупность каналов и трактов передачи, образованных оборудованием узлов и линий передачи, соединяющих эти узлы. Первичные сети предоставляют каналы передачи во вторичные сети для образования каналов связи.

Вторичные сети представляют собой совокупность каналов связи, образуемых на базе первичной сети путём их коммутации (маршрутизации) в узлах коммутации и организации связи между абонентскими устройствами пользователей.

Важной ролью в ЕСЭ Российской Федерации является развитие универсальной услуги. Универсальные услуги связи - услуги связи, оказание которых любому пользователю услугами связи на всей территории Российской Федерации в заданный срок, с установленным качеством и по доступной цене. В настоящий момент к универсальным услугам относятся:

• 
  услуги телефонной связи с использованием таксофонов;
  
• 
  услуги по передаче данных и предоставлению доступа к сети Интернет с использованием пунктов коллективного доступа.
  

Внедрение механизма универсальных услуг связи учитывает интересы всех слоев населения, но, прежде всего, направлено на обеспечение доступности услуг связи для людей, проживающих в сельской местности и прежде всего в удаленных и труднодоступных районах.

При развитии инфокоммуникационных служб ЕСЭ предусматривается необходимость развития универсальной услуги в части расширения со временем её состава, а также координирование с её развитием в Европе.

1.3. Иерархический принцип построения ТфОП и транзитная сеть МТТ

По территориальному делению ССОП России разделяются на несколько иерархический уровней. На рис. 1.1 приведена структура ТфОП России из четырёх уровней:





Рис. 1.1. Структура ТфОП Российской Федерации

1. 
   местные сети, образуемые в пределах административной территории. Местные сети подразделяются на городские и сельские;
   
2. 
   зоновые (региональные) сети, образуемые в пределах территории субъекта Федерации (регионов). Всего в стране 85 зон, каждая из которых включает АМТС. Установление соединения с абонентом сотовой мобильной сети для передачи речи производится через зоновую АМТС;
   
3. 
   магистральная (междугородная) сеть связывает между собой узлы субъектов Российской Федерации и узлы центра Российской Федерации. Магистральная сеть обеспечивает транзит потоков сообщений между зоновыми сетями с помощью узлов автоматической коммутации (УАК), связанных между собой по схеме «каждый с каждым» (полносвязная схема). В ТфОП Российской Федерации действует восемь УАК, расположенных в городах Екатеринбург, Иркутск, Москва, Новосибирск, Ростов-на-Дону, Самара, Санкт-Петербург, Хабаровск. Шлюз между зоновыми сетями и магистральной сетью является автоматическая междугородная телефонная станция (АМТС). Каждая такая АМТС для надёжности связи соединена не менее, чем с двумя УАК, а также прямыми пучками каналов с АМТС других географических зон при соответствующем взаимном тяготении.
   
4. 
   международная сеть общего пользования присоединена к сетям связи иностранных государств через международные центры коммутации (МЦК).
   

Все уровни сети, кроме местной сети, выполняют функции транзитной сети для установления междугородного и международного соединении для стационарных и мобильных терминалов, а так же обеспечивает национальный и международный роуминг сотовых сетей связи. Установление соединений пользователей сотовых сетей GSM и 3G производится через АМТС.

Крупные городские сети с ёмкостью до 8 млн номеров образуют ещё один иерархический уровень с узлами входящего и исходящего сообщений (УИВС). УИВС каждого района города соединён со всеми остальными узлами УИВС города. На такой сети размещается как минимум одна АМТС.

Такой принцип иерархического построения ТфОП позволяет избежать установления каналов связи между всеми узлами коммутации нижнего уровня, равного числу сочетаний по два числа этих узлов. Для ТфОП Российской Федерации отсутствие транзитного уровня магистральной сети (УАК) при числе зоновых АМТС n=85 потребовало бы 3570 каналов связи между зоновыми АМТС, что не реально для РФ. При использовании магистральной сети потребовалось 28 каналов между всеми восьми УАКами и 178 каналов между АМТС и УАКами.

Транзитная сеть «Межрегиональный Транзит Телеком» МТТ осуществляет межсетевое взаимодействие между собой сотовых сетей субъектов федерации, взаимодействие с сетями фиксированной связи, с сетями связи зарубежных стран, национальный и международный роуминг сотовых сетей связи.

С
еть МТТ также построена по иерархическому принципу (рис. 1.2).

Рис. 1.2. Структура сети МТТ

Нижний уровень представляет сети отдельных операторов (одного или нескольких регионов страны) и верхний транзитный уровень, представляющий 8 транзитных центров коммутации (ТЦК), соединённых по схеме «каждый с каждым». Место размещения ТЦК совпадает с расположением УАКов. Основное назначение транзитной сети – объединение сетей отдельных операторов в федеральную сеть GSM. В составе транзитной сети могут создаваться локальные центры коммутации (ЛЦК), размещённые в некоторых субъектах Федерации. ЛЦК представляют узлы доступа к транзитной сети от узлов субъекта Федерации, а также обеспечивают операторам подвижной и фиксированной связи межсетевое взаимодействие на местном уровне.

Каждая из ССОП (ТфОП и сеть МТТ) состоит из двух систем – передачи данных и передачи речи. Система передачи данных выполняет функцию установления соединения (местного, междугородного, международного) между абонентами (стационарными и мобильными терминалами), обеспечивает национальный и международный роуминг, производит обмен служебными сообщениями при эксплуатации для поддержания работоспособности (при отказах каналов связи, перегрузках и других случаях). Действия злоумышленника в нарушение легитимного выполнения некоторых из этих функций могут приводить к большому ущербу при реализации угроз безопасности в отношении нарушения работы сети по установлению соединений между абонентами. В большей степени это относится к верхним уровням – международному и междугородному в ТфОП и уровню транзитной сети в МТТ.

Сети связи по типам коммутации подразделяются на коммутацию каналов КК и коммутацию пакетов КП (пакетную коммутацию ПК). Сети ТфОП или глобальная система связи с мобильными объектами GSM (Global System for Mobile communication), сотовые сети связи третьего поколения являются примерами сети КК. При КК под соединение двух оконечных пользователей занимается физический канал, который не может использоваться для других соединений в сети в течение сеанса связи независимо от того, ведётся передача в данный момент или нет. Недостаток КК - не полное использование пропускной способности канала связи (низкая пропускная способность канала связи). Во время отсутствия передачи или приема сообщений канал связи остается занятым под установленное соединение.

На рисунке 1.3. приведена диаграмма установления соединения и передачи информации в режиме коммутации каналов.



Рис. 1.3. Установление соединения и передача данных в сети КК

Абонент а_i инициирует установление связи с абонентом а_j. Узел (коммутатор) связи А, используя адрес абонента а_j, выбирает физический канал с промежуточным узлом коммутации узлом B. Процедура повторяется с промежуточным узлом коммутации C и оконечным узлом коммутации D. После получения ответа с узла D устанавливается физическое соединение между абонентами а_i и а_j, а затем начинается передача данных.

Принцип коммутации пакетов приводится ниже при описании соответствующих технологий сетей связи.

1.4. Актуальность информационной безопасности сетей связи и разработка учебного имитатора сети ПД категории специального назначения

Актуальность информационной безопасности сетей связи
В документе Правительства РФ о Стратегии развития отрасли информационных технологий на 2014-2020 и на перспективу до 2025 года одной из основных задач является “обеспечение высокого уровня информационной безопасности государства, индустрии и граждан”. Это относится как к гражданской, так и к военной областям применения сетей связи.

Согласно ст. 7 закона «О связи» операторы ССОП связи при эксплуатации сетей и сооружений связи обязаны обеспечить их защиту от НСД (несанкционированного доступа)». Под несанкционированным доступом согласно ГОСТ Р 52448-2005 [6] понимаются определённые критерии безопасности, в частности, нарушения конфиденциальности, целостности и доступности информации и услуг. Большое внимание вопросам ИБ в сетях связи вызвано созданием в конце прошлого века нового принципа криптографии — асимметричной криптографии. Это позволило использовать сети связи для защищенного обмена между пользователями и для защищенного документооборота. Приведем некоторые примеры, показывающие актуальность обеспечения информационной безопасности в ЕСЭ России.

В плане выполнения Федеральной Целевой Программы (ФЦП) «Электронная Россия» [7] были реализованы меры по повышению эффективности функционирования экономики, государственного управления и местного самоуправления. Многие проекты этой программы связаны с необходимостью реализации сетевой информационной безопасности.

Решение этих задач неразрывно связано с созданием в Российской Федерации межведомственной системы защищенного электронного документообмена (ЭД). Весьма существенной для такой системы является обеспечение необходимого уровня информационной безопасности. Задача по созданию в Российской Федерации межведомственной системы защищенного ЭД является центральной в рамках создания и развития информационной телекоммуникационной системы специального назначения в интересах органов государственной власти РФ.

Важности защищенного ЭД было уделено большое внимание в ФЦП «Электронная Россия» при совершенствовании взаимодействия органов государственной власти с органами местного самоуправления и хозяйствующими субъектами. При этом предусматривается:

• 
  предоставление налоговой отчётности, таможенной документации;
  
• 
  регистрация и ликвидация юридических лиц;
  
• 
  получение лицензий и сертификатов;
  
• 
  предоставление отчётной документации, предусмотренной законодательством об акционерных обществах и о рынке ценных бумаг;
  
• 
  получение охранных документов на объекты интеллектуальной собственности.
  

Комплекс мероприятий, позволяющих создать основу для успешного развития электронной торговли (ЭТ) в России является одним из главных направлений ФЦП «Электронная Россия». Информационная безопасность в сетях связи должна быть обеспечена также в таких направлениях ФЦП «Электронная Россия», как телемедицина (защита персональных данных), юридические и другие консультационные услуги (защита данных по расчетам).

Особое место занимает сетевая безопасность в электронной коммерции (ЭК). Под ЭК понимается разновидность коммерческой деятельности электронным способом с использованием сетей связи для электронных безналичных расчётов.

Компьютерная сеть в качестве посредника между продавцом, покупателем и их банками доступна как для правомерных акций, так и для злоумышленников. Поэтому обеспечение ИБ в сетях связи при совершении финансовых транзакций является необходимым условием реализации ЭК. Приведём описание некоторых областей ЭК, которые требуют обеспечения ИБ сетей связи. Системы ЭК, ориентированные на массового потребителя, стали широко используется в сети Интернет. В банковской сфере активно используются системы обмена платёжными документами, в которых заключение сделка или договора производится в бумажном виде с применением обычных (рукописных) подписей, а реализация услуги, т.е. банковское обслуживание в электронном виде. Развитием ЭК явилась мобильная коммерция (m-commerce). Сегодня существенную часть рынка мобильной коммерции занимают платёжно-расчётные и финансовые услуги. Эти услуги можно разделить на несколько секторов:

1. 
   банковские операции, включая оплату счетов, предоставление и погашение ссуд и кредитов;
   
2. 
   платёжные операции с кредитными картами;
   
3. 
   микроплатежи за услуги и товары.
   

Необходимость повышения ИБ находящихся в эксплуатации на сетях операторов связи общего пользования, покажем на примере одной угрозы фрода (fraud), т.е. мошенничество с целью получить финансовую выгоду. Международная Ассоциация по контролю за фродом (Communication Fraud Control Association, CFCA) периодически публикует отчет по сбору данных потерь довольно большого количества операторов ССОП в мире. В отчете за 2011 г. [8] из принимавших участие в сборе данных 25,9% были операторы связи из Западной Европы, стран Африки 5,2% и 1,7% из России; в отчете за 2013 г. [9] в опросе участвовали 31,9% западноевропейских операторов, а по России данных нет. В отчете за 2015 г. [10] так же отсутствуют данные по России.

Суммарные потери дохода операторов ССОП от угроз фрода в отчете 2011 года составляли 40,1 млд. долларов, в отчете 2013 года – 46,3 млд. долларов (на 15% больше), в отчете 2015 года – 38,1млд. долларов (на 18% меньше).

В отчетах CFCA приводятся угрозы фрода, приводящие к наибольшим потерям доходов операторов ССОП. Приведем некоторые из таких угроз.

• 
  Мошенничество с подпиской (Subscription fraud). Эта форма заключается в том, что злоумышленник подписывается на услугу легальным способом (как правило, не от своего имени). При этом он может поступить следующим образом: а) использует сервис в личных целях, как правило с намерением минимизировать свои затраты или вовсе избежать оплаты; б) предпринимает действия, направленные на извлечение прибыли, например, перепродает услуги. В последнем случае ассоциация CFCA выделяет фрод в отдельный вид – фрод дилера (dealer fraud).
  
• 
  Перехват или кража подписки (Identity take over). Реализуя эту форму фрода, мошенник получает возможность пользоваться услугами от имени легитимного пользователя.
  
• 
  Мошеннический обход (bypass fraud). Выбор неавторизованных маршрутов прохождения сигнализации и/или трафика. Например, операторы связи, стремясь сократить свои расходы по пропуску международного/междугородного трафика через сети транзитных операторов, используют технологию VoIP для незаконной организации прямых IP каналов к операторам-получателям данного трафика, в обход зоновых/междугородных/международных транзитных узлов связи.
  
• 
  Фрод распределения дохода между операторами страны DRSF (Domestic Revenue Share Fraud). Этот вид фрода подлежит контролю ассоциацией CFCA и предусматривает злонамеренные действия недобросовестного оператора, направленные на получение незаконной прибыли при взаимодействии со смежными операторами той же страны. Примером таких действий может служить генерация фиктивного большого объема трафика от сети оператора-жертвы на сеть оператора-мошенника.
  
• 
  Фрод распределения дохода между операторами разных стран IRSF (International Revenue Share Fraud). Этот фрод аналогичен DRSF, но предусматривает злонамеренные действия недобросовестного оператора в отношении иностранного оператора-жертвы.
  

Важное значение обеспечению ИБ в ССОП уделяется Федеральной Целевой Программой "О системе обеспечения вызова экстренных служб по единому номеру 112". Система-112 обеспечивает информационное взаимодействие органов повседневного управления единой государственной системы предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций, перечень которых определяется Постановлением Правительства [11,12]:

а) службы пожарной охраны;

б) службы реагирования в чрезвычайных ситуациях;

в) службы полиции;

г) службы скорой медицинской помощи;

д) аварийной службы газовой сети;

е) службы "Антитеррор".

Согласно п.20 этого постановления Министерство связи и массовых коммуникаций Российской Федерации:

а) осуществляет координацию действий операторов связи по подготовке инфраструктуры сети связи общего пользования для обеспечения работы единого номера вызова экстренных оперативных служб "112" во всех субъектах Российской Федерации;

б) организует взаимодействие сети связи общего пользования в составе системы-112 в целях обеспечения вызова пользователями услуг связи экстренных оперативных служб по единому номеру "112";

Как будет показано ниже в настоящей работе при использовании некоторых сетей связи для реализации этого Постановления Правительства требуется принятия мер по повышению ИБ сетей связи общего пользования.

Разработка учебного аппаратно-программного имитатора сети ПД категории специального назначения

На кафедре «Информационная безопасность» МГТУ им. Н.Э. Баумана совместно с Научно-исследовательским испытательным центром ЦНИИ ВКС МО РФ с 2016 года проводится работа по созданию программно-аппаратного учебного имитатора сети передачи данных категории специального назначения. Согласно классификации ФЗ “О связи” (ст. 12) к ним относятся сети “для нужд органов государственной власти, нужд обороны страны, безопасности государства и обеспечения правопорядка”.

Актуальность по­строения действующих таких отечественных сетей подчеркивается в резолюции IV конференции «Информационные техно­логии на службе оборонно-промышленного комплекса России-2015» (Connect. – 2015. – № 9. – С. 78-88).

В этом документе отмечается недоста­точная популяризация отечественных разработок в об­ласти телекоммуникационного оборудования, слабая поддержка российских производителей со стороны государства, отсутствие единой современной системы объединенных коммуникаций в сфере ОПК.

Для сетей ПД специального назначения по сравнению с сетями связи общего пользования характерны повышенные требования по надежности, защищенности, задержке сообщений и другим показателям качества обслуживания. Для разных ведомств показатели и требования могут отличаться. Сети ПД данной категории представляют алгоритмически сложные аппаратно-программные комплексы, создаются в течение весьма длительного периода времени, в таких проектах задействованы большие научно-производственные коллективы высококвалифицированных специалистов. Научно-практическая работа преподавателей и студентов в рамках учебного лабораторного стенда (УЛС) на базе имитатора сети ПД предназначена для приобретения опыта создания таких отечественных действующих сетей ПД.

Основные научно-практические результаты по разработке имитатора сети ПД, начатые в 2016 году, изложены в статьях журналов ВАК ”Электросвязь”, “Первая миля” и других публикациях, доложены на конференциях (“Академии управления МВД России” , Международная Академия Связи и др.) .

В разрабатываемом учебном имитаторе сети предусмотрено создание объединенной сети ПД, включающей не одну, а несколько групп изолированных (частных) сетей ПД специального назначения не только для ОПК, но и для других ведомств, указанных ФЗ “О связи” в этой категории сетей. Решению подлежит так же создание возможности учебного имитатора по обеспечению информационного взаимодействия в объединенной сети ПД между определенными оконечными пунктами разных частных сетей. В отличие от изолированных частных сетей такие соединения являются смешанными.

Научно-практическая разработка учебного имитатора сети ПД проводится преподавателями и студентами. Сложность поставленной задачи требует продолжение этой разработки выполнения многих функций имитатора.


1.5. Актуальность задачи обеспечения высоких показателей качества обслуживания в модернизированных технологических сетях энергообеспечения smart grid

В соответствии с классификацией сетей связи в Федеральном законе «О связи» [1] энергетические сети относятся к технологическим сетям. При этом отмечается, что “технологические сети связи могут быть присоединены к технологическим сетям связи иностранных организаций только для обеспечения единого технологического цикла”.В последние десятилетия во многих странах активно развивается концепция модернизации существующей энергетической системы с целью снижения энергопотребления, что в свою очередь ведет к уменьшению выброса в атмосферу углекислого газа. Будем называть существующую энергосистему ЭС. Для нее характерны недостатки - высокие эксплуатационные расходы, большие потери электроэнергии, неавтоматизированное выполнение многих функций (например, считывание показаний счетчика потребления электроэнергии, определение пиковой потребности в электроэнергии, процедура подключения возобновляемых источников электроэнергии - ветряные мельницы, солнечные батареи) и др.

Замена существующей энергосети электроэнергетикой будущего, получило название “умной сети” (smart grid), что в русскоязычной интерпретации соответствует понятию «интеллектуальная электроэнергетическая система (ИЭС)». Существует различные определения ИЭС. Все они сводятся к модернизации по двум основным аспектам, которые взаимосвязаны:

• 
  силовые элементы для производства, передачи, распределения, накопления и потребления электроэнергии;
  
• 
  современные информационно-коммуникационные технологии (сети связи). Использование в ИЭС двухсторонних сетей связи позволило выполнить поставленные задачи по созданию модернизированной энергетической системы с широким использованием автоматического управления. Основной особенностью систем связи в ИЭС по сравнению с сетями связи общего пользования - более широкая номенклатура характеристик качества обслуживания QoS c высокими требованиями к их количественным показателям.
  

ИЭС позволила автоматически выполнять такие функции, как например, сбор данных потребления энергии со счетчиков (мониторинг), обработку этих данных, конфиденциальность приватных данных, предоставлять соответствующую информацию для поддержки действий по обнаружению и устранению аномалий и др. [2].

Согласно положениям утвержденного распоряжением Правительства от 3 апреля 2013 года 511-р (с изменениями на 29 ноября 2017 года) Стратегии развития электросетевого комплекса Российской Федерации [3] “в течение ближайших 10 - 15 лет России предстоит внедрять технологии, которые уже используются в сетевых комплексах развитых стран. В частности, “предстоит внедрять технологии "умных" электрических сетей, позволяющих повысить пропускную способность и стабильность энергоснабжения, сократить потери и издержки на технический и коммерческий учет у потребителя”.

В Китае, США, Европейского Союза (ЕС) и некоторых других странах существуют десятки пилотных проектов, где применение ИЭС дает существенный выигрыш потребителю в оплате услуг энергетических организаций. В работе зарубежных авторов [4] приводится обзор некоторых таких проектов и планы по развитию этого направления. В [5,6] приводятся отчеты ЕС о состоянии реализации ИЭС за 2011 и 2013 годы. Отечественными специалистами отмечается, что в России работа в этом направлении активизировалась несколько позже [4]. В 2011 году в РФ были приняты основные положения концепции ИЭС РФ [7]. В этом документе приводятся расчеты, которые показывают экономические выгоды от реализации проекта ИЭС в масштабе России.

Проект Smart grid, реализуемый АО «БЭСК» в столице Башкирии, получил положительную оценку и приведен в качестве примера для других регионов России в выступлении Президента РФ Владимира Путина на пленарном заседании Международного форума «Российская энергетическая неделя» в Москве. Призывая уделить особое внимание повышению эффективности производства в электроэнергетике, использованию цифровых технологий при передаче электроэнергии, глава государства, отметив, что повсеместное внедрение «умных сетей» в мире может на четверть снизить ежегодные потери в этой сфере, сказал: «Россия активно применяет цифровые решения в электросетевом комплексе. Запущены пилотные проекты «умных сетей» в Калининграде, Уфе, Белгороде. С учётом результатов будем масштабировать этот опыт и на другие города, другие регионы Российской Федерации».

Проект модернизации электросетевого комплекса города Уфы с применением элементов Smart grid является уникальным не только с технической, но и с экономической точки зрения. Суть концепции Smart grid для Уфы заключается в оптимизации структуры электрических сетей, обеспечении наблюдаемости и их управляемости. В результате чего увеличивается пропускная способность электросетей и надежность энергоснабжения потребителей при одновременном снижении потерь электроэнергии и эксплуатационных расходов. Целесообразность применения Smart grid в Уфе говорит сама за себя, так как позволит сократить потери электрической энергии в городе-миллионнике в два раза. Помимо снижения потерь, реализация экономически эффективного проекта также позволит снизить затраты на обслуживание и ремонт реконструированного оборудования на 20%, сократить время на поиск неисправностей и переключений на 70% за счет обеспечения наблюдаемости сети и оптимизации ее структуры, а также продлить срок службы существующего оборудования на 10%.

В программе ЕС по созданию ИЭС уделяется большое внимание необходимости проведения научно-технических исследований в области использования систем связи. В последние годы зарубежными специалистами опубликовано много статей и книг по ИЭС, включая много работ по вопросам обеспечения характеристик входящих систем, использующих различные технологии сетей связи (надежность, информационную безопасность, задержка сообщений, пропускная способность и др.). Анализ этих материалов отечественными специалистами полезен не только для создания отечественной ИЭС, но и для создания отечественных сетей связи категории специального назначения. В качестве недостатка следует отметить отсутствие открытых работ отечественных специалистов в важной составляющей ИЭС - используемых в них сетях связи. Практически не уделено внимания этой области и в основных положениях концепции ИЭС РФ [7]. Настоящая работа посвящена анализу на основе зарубежных публикаций требований к системам связи в рамках ИЭС.

В последующих работах авторы этой работы планируют посвятить анализу предложений по реализации требований к характеристикам обеспечения информационной безопасности (ИБ) сетей связи при выполнении ими некоторых функций ИЭС. По сравнению с категорией сетей связи общего пользования для сетей ИЭС больше типов характеристик в сетях ИЭС и требования к их количественным показателям высокие. В частности, эти требования к информационной безопасности (ИБ) вызваны потенциально возможными большими потерями при реализации угроз безопасности. Описание требований к инфраструктуре сетей связи проводится в рамках дисциплины “Системы и сети передачи данных” на одной из основных подсистем ИЭС - усовершенствованной инфраструктуры счета (AMI).

3. Контрольные вопросы гл. 1

1. 
   Какие категории сетей связи входят в Единою сеть электросвязи России в соответствии с Федеральным законом «О связи»?
   
2. 
   Особенности сетей связи общего пользования ССОП? Примеры операторов ССОП РФ?
   
3. 
   Основные положения сетей связи специального назначения.
   

4. 
   Приведите примеры нескольких международных организаций по стандартизации в области стандартизации ССОП.
   
5. 
   Понятие первичных и вторичных сетей связи.
   
6. 
   Какие основные отличия ЕСЭ России характерны по сравнению со многими развитыми странами мира?
   
7. 
   Приведите примеры сетей доступа и транспортной сети связи.
   
8. 
   Функция узлов автоматической коммутации в иерархической структуре ТфОП.
   
9. 
   Основные положения коммутации каналов
   
10. 
    Что понимается под понятием имитатора объединенной сети передачи данных специального назначения?
    
11. 
    Что понимается под понятием смешанного соединения в имитаторе объединенной сети передачи данных специального назначения?