РАН и проблемы передачи информации по оптоволоконным сетям

Теорию и методы разработки мобильных беспроводных самоорганизующихся сетей (mesh-сетей) обсудили на состоявшемся на прошлой неделе очередном заседании Президиума Российской академии наук.

Как сообщает пресс-служба РАН, участники заседания заслушали научное сообщение, подготовленное группой учёных Института проблем передачи информации им. А.А. Харкевича РАН: членом-корреспондентом РАН Александром Кулешовым, кандидатом физико-математических наук Павлом Бойко, доктором технических наук Виктором Зябловым, кандидатом технических наук Дмитрием Лаконцевым, доктором физико-математических наук Александром Рыбко, кандидатом технических наук Александром Сафоновым.

В настоящий момент целый ряд организаций, как в России, так и за рубежом, по специфике своей деятельности осуществляют оперативные работы на местности с привлечением большого числа транспортных средств, а также человеческих ресурсов. Работы могут проводиться как на пересеченной местности, так и в условиях городской застройки. Одной из важнейших задач, встающих перед этими организациями, является задача оперативного управления привлечёнными силами и средствами, вне зависимости от обстановки и условий проведения работ. Технически эта задача сводится к быстрой организации единой зоны информационного покрытия, включающей в себя системы связи, позиционирования и управления, в которую должны быть интегрированы подвижные объекты.

Одним из наиболее перспективных решений такой задачи в части организации связи является применение мобильных, многошаговых, самоорганизующихся и самовосстанавливающихся ячеистых сетей (mesh-сетей). При создании подобных сетей, прежде всего, возникают следующие проблемы: высокая мобильность узлов сети, высокие требования к масштабируемости сети и надёжности доставки информации к получателям.

Одной из главных задач в области mesh-сетей является задача разработки методов динамической маршрутизации трафика абонентов сети. Математически эта задача сводится к задачам нахождения кратчайших путей на графе, которые сами по себе не новы, однако в данном случае возникает ряд условий, существенно осложняющих решение этих задач.

Прежде всего, топология графа непрерывно меняется во времени и не известна в каждый отдельно взятый момент времени ни одному из узлов сети. Кроме того, рёбра графа направлены, и их вес непрерывно меняется. Поэтому, разрабатываемые алгоритмы маршрутизации должны быть распределёнными, использовать нетривиальные метрики и создавать минимум служебного трафика. Большой размер и сложность подобных сетей, а также необходимость учёта множества внешних параметров, обусловливает широкое применение имитационного моделирования.

ИППИ РАН активно участвует в разработке среды моделирования сетей NS-3, и занимает ведущие позиции в разработке части, посвящённой моделированию mesh-сетей.

Выступивший в обсуждении научного сообщения директор Научно-исследовательского института системных исследований РАН, руководитель Совета по координации научных исследований по направлению «стратегические информационные технологии, включая вопросы создания суперкомпьютеров и разработки программного обеспечения» академик Владимир Бетелин отметил, что данные разработки создают возможность создания альтернативы спутниковой связи. «Компьютеры перейдут на минисети, что даст возможность вернуться к централизованной обработке данных. Выгоднее хранить данные на коммуникаторах. Это – ближайшее будущее. Это направление очень перспективно».

Директор Научного центра волоконной оптики РАН академик Евгений Дианов отметил, что работа выполнена на мировом уровне. Однако, к сожалению, в РАН не занимаются проблемами передачи информации по оптоволоконным сетям.