А.М. Межуев1, К.А. Кобелев2, Д.Л. Стуров3, А.В. Коренной4

1,2,3,4 ВУНЦ ВВС «ВВА» (г. Воронеж, Россия)

1 multitenzor@mail.ru, 2 konst.kobelev@mail.ru, 3 777dmitry.sturov777@gmail.com, 4 korennoj@mail.ru

Постановка проблемы. Современные цифровые сети связи (ЦСС) функционируют в условиях непрерывного наращивания передаваемой информации и постоянного усложнения сетевой инфраструктуры, что приводит к увеличению нагрузки на узлы коммутации (УК) и каналы связи (КС), вызывая перегрузку системы и недопустимое снижение эффективности информационного обмена (ИО). Кроме того, на процессы передачи информации существенное негативное влияние оказывают дестабилизирующие факторы различного рода, такие как помехи естественного происхождения и помехи, обусловленные функционированием технических средств. В таких условиях особенно важно рационально использовать доступные ресурсы ЦСС, поскольку возможности по передаче/хранению информации не всегда эффективно реализуются при традиционных подходах к маршрутизации. Таким образом, поиск новых способов распределения информационных потоков, является важной научной и практической задачей, решение которой позволит обеспечить своевременность и достоверность передачи информации в ЦСС.

Цель. Рассмотреть способ, обеспечивающий повышение точности при определении оптимального маршрута передачи информации в ЦСС за счет применения комплексного метрического показателя, одновременно учитывающего характеристики ИО и воздействие дестабилизирующих факторов на каждом интервале связи.

Результаты. Разработан способ распределения информационных потоков для маршрутизации в ЦСС с использованием новой метрики на основе комплексного показателя. Представлена структурная схема устройства для технической реализации полученного способа. С помощью математического аппарата теории систем массового обслуживания проведено имитационное моделирование ИО в ЦСС с заданной структурой в условиях различной интенсивности входного трафика и воздействия дестабилизирующих факторов при организации маршрутизации по разработанному способу и способу, осуществляющему минимизацию числа транзитных УК с применением алгоритма поиска кратчайших путей Дейкстры. Проведен сравнительный анализ результатов моделирования, подтвердивший увеличение эффективности ИО при использовании предлагаемого способа маршрутизации в ЦСС. По результатам исследования сформулированы практические рекомендации по применению разработанного способа распределения информационных потоков в алгоритмическом обеспечении ЦСС, позволяющие учитывать текущее состояние сети и воздействие дестабилизирующих факторов при выборе маршрутов передачи информации. Определена перспектива дальнейших исследований при организации высокомобильных ЦСС различного назначения со сложными и динамически изменяющимися структурами, в том числе с использованием сети ретрансляторов на базе группы беспилотных летательных аппаратов.

Практическая значимость. Представленный способ обеспечивает не только повышение точности определения оптимального маршрута при воздействии дестабилизирующих факторов, но и поддержание высокой эффективности ИО в широком интервале изменения входного трафика.

Межуев А.М., Кобелев К.А., Стуров Д.Л., Коренной А.В. Способ оптимальной маршрутизации в цифровых сетях связи на основе комплексного метрического показателя с учетом воздействия дестабилизирующих факторов // Радиотехника. 2026. Т. 90. № 9. С. 178−191. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202609-19

1. Межуев А.М., Стуров Д.Л., Кобелев К.А., Межуев Д.А. Способы оценки эффективности информационного обмена в цифровых системах связи с учетом информационных потерь / Информационная безопасность. Образование. Наука. Общество: коллективная монография. Хабаровск: издательство ХИИК (филиал) СибГУТИ, 2024. С. 80-91.
2. Межуев А.М., Кобелев К.А., Стуров Д.Л., Неровный В.В. Способ распределения информационных потоков в цифровых системах связи с использованием обобщенного показателя // Радиотехника. 2024. Т. 88. № 7. С. 92 – 103.
3. Шварц М. Сети связи: протоколы, моделирование и анализ: Пер. с англ. М.: Наука. Гл. ред. физ-мат. лит., 1992. Ч. 1. 336 с.
4. Берсекас Д., Галлагер Р. Сети передачи данных: Изд. 2-е. Прентис-Холл, Энглвуд-Клиффс. Нью-Джерси, 1992. 556 р.
5. Клейнрок Л. Коммуникационные сети (стохастические потоки и задержки сообщений). М.: Наука, 1970. 256с.
6. Патент № 2320092 РФ, МПК7 H 04 J3/00. Способ и устройство для мультиплексирования элементов данных при асинхронном режиме передачи / Пасечников И.И., Головченко Е.В., Лунев В.С., Воспитанюк А.В.; заявитель и патентообладатель ОАО ТНИИР «Эфир». № 2006121886; заявл. 19.06.2006; опубл. 20.03.2008, Бюл. № 8.
7. Request for Comments (RFC): 1142 OSI IS-IS Intradomain Routing Protocol // Network Working Group. Digital Equipment Corp. February 1990. 152 p.
8. Request for Comments (RFC): 2328 OSPF Version 2 // Network Working Group. Ascend Communications, Inc. April 1998. 244 p.
9. Request for Comments (RFC): 1058 Routing Information Protocol // Network Working Group. Rutgers University. June 1988. 33 p.
10. Request for Comments (RFC): 2453 RIP Version 2 // Network Working Group. Bay Networks. November 1998. 39 p.
11. Межуев А. М., Кобелев К.А., Манин В.А., Борисенко И.С. Практическая реализация способа распределения информационных потоков в цифровой сети связи на основе обобщенного показателя. Устройство для маршрутизации // Вестник ВИ ФСИН России. 2025. № 4. С. 88-98.
12. Харкевич А.А. Очерки общей теории связи. М.: Гостехиздат, 1955. 268 с.
13. Головин О.В., Простов С.П. Системы и устройства коротковолновой радиосвязи. М.: Горячая линия – Телеком, 2006. 600 с.
14. Патент № 2835571 РФ, МПК Н04L 45/24. Способ определения оптимального маршрута передачи информации в системе связи / Межуев А. М., Стуров Д.Л., Кобелев К.А., Межуев Д.А., Панкратьев А.Н.; заявитель и патентообладатель ВУНЦ ВВС «ВВА» (г. Воронеж). № 2024110624; заявл. 17.04.2024; опубл. 28.02.2025, Бюл. № 7.
15. Микушин А.В., Сажнев А.М., Сединин В.И. Цифровые устройства и микропроцессоры. С.-Пб.: БХВ – Петербург, 2010. 832 с.
16. Белов А.В. Самоучитель разработчика устройств на микроконтроллерах AVR. С.-Пб.: Наука и Техника, 2008. 544 с.
17. Боев В.Д. Исследование адекватности GPSS World и AnyLogic при моделировании дискретно-событийных процессов: монография. СПб.: ВАС, 2011. 404 с.
18. Межуев А. М., Кобелев К.А., Стуров Д.Л., Коренной А. В. Модель информационного обмена в цифровой системе связи с исполь-зованием различных алгоритмов распределения информационных потоков // Электромагнитные волны и электронные системы. 2025. Т. 30. № 6. С. 16 – 36.
19. Карташевский В.Г. Основы теории массового обслуживания. М.: Горячая линия – Телеком, 2021. 126 с.
20. Межуев А. М., Коренной А. В. Оценка эффективности сетевых информационных систем обобщенным показателем // Радиотехника. 2021. Т. 85. № 3. С. 65 – 77.
21. Межуев А. М., Коренной А. В., Стуров Д.Л., Родионов Д.В. Оценка эффективности информационного обмена в цифровых сетях связи наземно-воздушного базирования: алгоритмическое и программное обеспечение // Радиотехника. 2023. Т. 87. № 9. С. 138–148.