В рубрику "Системы" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
Развитие сетей телекоммуникаций является элементом общего процесса развития общества и тесно взаимосвязано практически со всеми процессами, происходящими в общественных отношениях, науке и технике, промышленности и других областях деятельности человека. Рост потребности в информационном обмене и его значимости в жизни обеспечивает благоприятные условия для развития и внедрения новейших технологий в сетях телекоммуникаций. Последние, в свою очередь, также оказывают влияние на процессы, происходящие в жизни и деятельности человека. В ходе эволюционного развития изменяются объемы передаваемой информации, виды ее представления, способы передачи и хранения, численность источников и потребителей, распределение между пользователями, требования к своевременности и достоверности (качеству). Рост значимости информации в жизни общества, а также развитие средств ее передачи, обработки и хранения приводят к усилению роли инфокоммуникационной системы, то есть области деятельности, включающей все информационные объекты (пользователи и другие источники и потребители информации) и средства и способы доставки информации (телекоммуникационные системы).
За время своего существования сети электросвязи прошли эволюционный путь развития, в ходе которого изменялись их географические масштабы, проникновение в среду пользователей, расширился перечень предоставляемых услуг, изменялись технологии связи и техническое оснащение. Рассматривая эволюцию сетей связи, можно выделить три основных процесса, определяющих развитие базовых технологий построения аппаратуры и систем передачи, технологий передачи информации и предоставления услуг конечному пользователю.
Можно выделить следующие наиболее значимые этапы в истории развития сетей связи: развитие аналоговых систем связи с коммутацией каналов, цифровых систем связи с коммутацией каналов, совместное развитие цифровых систем с коммутацией каналов и коммутацией пакетов, переход к системам связи с коммутацией пакетов. Несмотря на интенсивное внедрение новых технологий, их смена в полном объеме происходит в течение довольно длительного времени, что обусловлено значительными объемами обновляемых средств. Таким образом, при эволюционном развитии сетей связи практически всегда сосуществуют технологии различных поколений, между которыми обязательно должна существовать преемственность. На современном этапе развития сети связи находятся на стадии перехода к системам с коммутацией пакетов и включают в себя как системы с коммутацией каналов, так и системы с пакетной коммутацией. Развитие сетей связи сопровождается ростом их функциональности и возможностей в части предоставления услуг, конвергенцией систем переноса трафика (информации) и систем реализации услуг связи (прикладного уровня ВОС).
На следующем, перспективном этапе развития доминирующее значение приобретают такие направления, как расширение областей проникновения и способности адаптации к окружению и воздействия на него. Проникновение систем связи расширяется не только на макроуровне, основным объектом которого является человек (пользователь), но и на более низких уровнях, например таких, как управление технологическими процессами, контроль состояния окружающей среды, проникновение на нано- и микроуровни. Способность адаптации информационно-коммуникационной системы к окружению достигается применением когнитивных технологий на всех уровнях построения системы.
Согласно существующим представлениям, инфокоммуникационная система – это совокупность, включающая сущности информационной и телекоммуникационной систем. Информационная система включает в себя информацию (потенциальную информацию) и пользователя. Телекоммуникационная система обеспечивает перенос информации от источника к потребителю. Таким образом, инфокоммуникационную систему (ИКС) образует совокупность сети телекоммуникаций (телекоммуникационной подсистемы), прикладной подсистемы (средств хранения и обработки информации, прикладных процессов), а также подсистемы источников и потребителей информации (пользовательские подсистемы). Когнитивная инфокоммуникационная система (КИКС) дополнительно включает в себя элементы, обеспечивающие функциональность когнитивной системы (элементы ментальной деятельности, функции мониторинга, сбора информации, исполнительные устройства и др.) во всех перечисленных подсистемах.
В КИКС можно выделить несколько доменов: физический, информационный и когнитивный. Каждая из подсистем КИКС потенциально имеет в своем составе элементы, относящиеся к каждому из этих доменов. В физическом домене происходят энергетические процессы и взаимодействуют технические системы в процессе переноса информации между источниками и получателями. Информационный домен – это область, в которой находятся данные (информация, знания, методы). В когнитивном домене происходит анализ ситуаций и интеллектуальная деятельность, продуктом которой являются оценки и принятия решений. С учетом этого элементы когнитивной инфокоммуникационной системы могут быть классифицированы по отношению к подсистемам и доменам (рис. 2).
Например, элементы когнитивной инфокоммуникационной системы можно классифицировать, как приведено в таблице.
Уровневая архитектура когнитивной информационной системы представлена на рис. 3.
На нижнем уровне располагается традиционная подсистема абонентских устройств, а также подсистема сенсорных датчиков и исполнительных устройств. Сенсорные датчики выполняют функции технических "рецепторов" (сети датчиков формируют техническое "рецептивное поле"), исполнительные устройства – функции технических "акцепторов", а сети исполнительных устройств формируют и реализуют модель действия. Сети сенсоров и исполнительных элементов могут быть встроены в персональных многофункциональных роботов (новый вид оконечного абонентского устройства) или роботизированный автомобиль с автопилотом (взаимодействующий с другими интеллектуальными автомобилями через телекоммуникационную сеть) и т.д.
Выше находится уровень телекоммуникационной подсистемы. В ее задачи (помимо обеспечения традиционного информационного обмена пользователей сети и взаимодействия пользователей с информационной подсистемой) входит обмен данными между когнитивной и информационной подсистемами и подсистемой сенсоров и исполнительных устройств.
Еще выше располагается уровень информационной подсистемы, которая включает серверы, вычислительные центры и базы данных. Помимо традиционных информационных услуг, предоставляемых пользователям, в информационную подсистему дополнительно вводятся серверы и базы данных, обеспечивающие поддержку функций когнитивной подсистемы.
Уровень когнитивной подсистемы выполняет функции прикладного искусственного интеллекта и интеллектуального управления в реальном масштабе времени объектами, располагающимися на первом уровне архитектуры. Для этого когнитивная подсистема постоянно взаимодействует с сетями сенсоров, исполнительных устройств и информационной подсистемой. Когнитивная подсистема содержит комплекс инструментов (цифровых процессоров, нейропроцессоров, нечеткой логики, соответствующего математического, логического и программного обеспечения), который обеспечивает реализацию когнитивных прикладных процессов и услуг.
На уровне когнитивных прикладных процессов осуществляется формирование перечня когнитивных приложений и адаптация под них функций когнитивного и других уровней (на рис. 3 представлены пять наиболее актуальных приложений: когнитивное земледелие, промышленные роботы, когнитивная медицина, роботизированный интеллектуальный транспорт и интеллектуальная система предотвращения чрезвычайных ситуаций).
Для развития КИКС характерны процессы конвергенции услуг, предоставляемых на базе единого набора технических средств. Например, при развитии абонентских устройств беспроводного доступа и методов управления сетью беспроводной связи решается задача определения местоположения абонента. Решение этой задачи может быть применено как в целях управления сетью, так и в других целях, например для управления движением автотранспорта (рис. 3).
Использование функций определения местоположения в задачах анализа абонентского трафика на обслуживаемой территории позволяет создавать пространственные модели абонентского трафика (рис. 4).
Полученная модель трафика может быть использована в задачах управления и планирования (проектирования), например выбор точек установки (перемещения) базовых станций (рис. 5).
Еще одним примером может служить использование функций контроля параметров окружающей среды для построения системы мониторинга и прогнозирования изменений окружающей среды.
В данной системе производится сбор данных о состоянии окружающей среды с помощью сенсоров, систем видеонаблюдения, систем космической и аэрофотосъемки, а также обработка данных, сбор и анализ статистики, построение прогнозов и корректировка прогнозных моделей.
Возможны и другие примеры организации услуг на основе когнитивной информационной системы, таких как адаптивная окружающая среда, когнитивная медицина, когнитивные транспортные средства, мониторинг чрезвычайных ситуаций и др.
В заключение следует отметить, что создание когнитивной инфокоммуникационной системы является следующим эволюционным шагом развития информационной и телекоммуникационной систем, на котором особое внимание уделяется развитию методов получения и анализа информации, методов выработки решений и методов обучения различных автоматизированных систем.
Опубликовано: Журнал "Технологии и средства связи" #4, 2011
Посещений: 38093
Статьи по теме
Автор
| |||
Автор
| |||
Автор
| |||
В рубрику "Системы" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
