Автореферат. Жога А.В. Исследование и разработкакомбинированной системы передачи телеграфных сообщений в сетях общего пользования.

С появлением телефонной связи телеграфу пришлось потесниться, однако до этого у него остаются неопровержимые преимущества. Услугами телеграфной связи и сейчас пользуются не только частные, но и юридических лиц. Это банки, страховые компании, государственные учреждения и ведомства всех уровней - от районных администраций и судов в министерства и администрации президента. Телеграммы могут содержать различную информацию, любые сообщения, которые требуют документального подтверждения их отправления и получения, которые могут быть использованы в дальнейшем, например, в судебных делах. При этом преимущества телеграмм не ограничиваются их "юридической силой". Для официальных сообщений это еще и самый быстрый способ гарантированной доставки адресату при различных вариантах отправки.

Актуальность темы

При обмене сообщениями рано или поздно появляется проблема передачи информации в различные сети, например между пользователем сети Интернет и Телекс или пользователем факсимильного аппарата или телеграфной сетью. Также, каждый пользователь Интернет постоянно сталкивается с проблемой гарантированной доставки сообщения в почтовый ящик адресата и получением сообщения о его прочтении. Но есть возможность отправлять сообщения с помощью специальной электронной почты, в которой с помощью компьютера возможно одновременно отправить электронное сообщение не только в адрес почтового ящика, но и на факс, телекс, отправить сообщение на обычный почтовый адрес, которое будет доставлено в виде телеграммы или бумажного листа, отправить сообщение в виде SMS абоненту мобильного телефона, получить и прочитать - телеграмму, факс, голосовое или SMS сообщения. При этом могут возникнуть проблемы при преобразовании кодировок, так как у пользователей могут быть разные почтовые клиенты. Поэтому исследование алгоритма преобразования сообщений поможет решить проблемы, которые могут возникнуть при передаче сообщений в разные сети.
Концепция создания системы — реализация "универсального почтового ящика" (Unified Messaging), интегрирующего существующие технологии передачи данных и современные, перспективные телекоммуникационные услуги и сервис:

Связь работы с научными программами, планами, темами

Квалификационная работа магистра выполнена на протяжении 2009-2010 г.г. согласно с научным направлением кафедры «Автоматики и телекоммуникаций» Донецкого национального технического университета.

Цель и задачи разработки и исследования

Целью исследования и разработки комбинированной системы является организация обмена разнотипными сообщениями (факс, телекс, сообщение электронной почты, содержащее текст и любые файлы, обычные почтовые сообщения) между абонентами, имеющими различное оконечное оборудование, что позволит интегрировать на одном рабочем месте возможности всех технологий обработки данных (телеграфный терминал, почтовый клиент, доступ в Internet).
Достижение данной цели предполагается осуществить, за счет решения следующих задач:
- анализ методов перекодирования сообщений;
- рекомендации по созданию алгоритма обработки сообщений;
- программная реализация предложенного алгоритма обработки.

Предполагаемая научная новизна

Данная работа не является абсолютно новой в своей предметной области, так как этими проблемами занимается небольшое количество российских фирм. На территории Украины нет подобных аналогов, поэтому предложенная идея позволит постепенно или сразу заменить устаревшее оборудование (станции АТ/ТЕЛЕКС) на современные средства обработки данных, а также позволит расширить спектр услуг документальной связи.

Практическое значение полученных результатов

Практическая значимость исследования определяется тем обстоятельством, что предложенная система, позволит ее абонентам обмениваться сообщениями различного типа, использовать для этого разнообразные технические средства и каналы связи. Сегодня условием успешной деятельности любой финансовой структуры является наличие эффективно функционирующей, единой информационной системы, построенной с использованием передовых телекоммуникационных технологий и отвечающих международным стандартам. Поэтому поможет им сократить затраты на прием и передачу сообщений. Так же это позволит Internet-провайдерам и другим операторам связи, стремящимся завоевать конкурентное преимущество и увеличить клиентскую базу, расширить предоставляемый своим клиентам сервис, пополнив его группой услуг связи – документальными видами связи (телекс, факс, SMS, почтовая открытка и письмо, обычная телеграмма, голосовое и гибридное письмо) с помощью данной системы.

Обзор исследований и разработок по теме

Похожие разработки существуют, а именно REX400. REX400 - отечественная система, разработанная ЗАО "Клуб 400" в соответствии с международными стандартами открытых систем Х.400 и поддерживающая большинство стандартных протоколов передачи данных (Х.25, TCP/IP, Х.28, Х.400, UUCP и др.), которые обеспечивают ей совместимость с большинством современных систем, в первую очередь - Х.400 и Internet. Это законченное техническое решение для организации надежных корпоративных систем обмена разнотипными данными и многофункциональных систем для операторов связи. Система наиболее удобна для компаний и организаций, имеющих разветвленную инфраструктуру географически удаленных точек своего присутствия, наличие коммуникационной системы для обеспечения оперативного, надежного и достоверного обмена электронными данными является наиболее важной. Такими актуальными задачами электронного обмена для различных организаций и компаний могут быть: обмен данными мониторинга, отчетов, статистики, директив, заявок.
Примером работы является использование системы для организации транспортной среды в системе «клиент-банк», где клиент банка взаимодействует с банковской системой посредством специализированной прикладной программой «клиент-банк». После завершения формирования данных на стороне клиента в системе «клиент-банк» «Автономный транспортный модуль REX400» подхватывает готовые данные и передает в составе сообщения ЭП на адрес почтового ящика, с которым взаимодействует банковская система, используя такой – же «Автономный транспортный модуль REX400».
Выполняя роль среды гарантированных транзакций, система в таком режиме может быть применена для проведения транзакций в платежных системах, имеющих пункты приема платежей в различных географических точках; для обеспечения обмена транзакциями между удаленными клиентскими местами и централизованной Базой данных и т.д.
Данная организация предлагает широкий спектр услуг.[1] Но она не одна на рынке по предоставлению телекоммуникационных услуг, похожая фирма - Ассоциация CBOSS. Она предоставляет услуги в области комплексной автоматизации бизнеса связи. Среди различных IT-решений данной фирмы, интерес представляет шлюз преобразования SMS-сообщений в факсимильные. [2]
Целью данной работы является исследование алгоритмов обработки сообщений, которые предлагают фирмы. Трудность анализа заключается в том, что такая информация является закрытой, поэтому исследование строится на анализе открытых исходных кодов похожих систем.

Постановка задачи

Анализ будет проводиться на основе системы REX400. В отличие от зарубежных функциональных аналогов, система REX400 позволяет всего на одном компьютере объединить различные телематические службы, сети и системы, включая факс, телекс, телеграф, электронную почту Х.400 и многое другое. Система использует протокол передачи данных X.400, в котором практически отсутствуют проблемы, свойственные другим технологиям (незащищенность доступа к информации абонентов, ненадежность обмена сообщениями, проблемы перекодировки пересылаемой информации и др.). В REX400 гарантируется не только сама доставка, но и определенное время передачи сообщений.
Cистемы на базе Х.400 используются там, где высоки требования к достоверности, надежности и защищенности информации, - в банковских структурах, корпоративных сетях, государственных институтах (таможня, налоговая инспекция, казначейства и т. д.). Электронный почтамт на базе Х.400 приспособлен для крупных территориально распределенных организаций, поскольку обеспечивает гибкую маршрутизацию, надежную, оперативную и защищенную доставку сообщений любого типа (текстовых и факсимильных, графических и голосовых, телеграмм и телексов), а также администрирование и получение полной статистики почтового обмена сети.
Рассмотрим возможность отправки электронной почты в виде телеграммы и SMS, в обеих направлениях.

Рисунок 1 - Принцип работы комбинированной системы передачи сообщений
(анимация: объем - 50,8 КБ; размер - 400х429; задержка между последним и первым кадрами - 3000 мс; количество циклов повторения - непрерывный; количество кадров - 23)

Есть много компьютерных сетей, не являющихся частью Интернет, но в настоящий момент подсоединенные через "шлюзы", которые разрешают прохождение электронной почты. При пользовании e-mail, из-за ее оперативности, может сложиться ощущение телефонной связи, но всегда следует осознавать, что это все же почта. Все сообщения письменные, поэтому почти документированы, поэтому следует придерживаться этикета, принятого в обычной корреспонденции. В дополнение к этому следует помнить, что e-mail не обладает той степенью приватности, как обычная почта, так что, если не используются дополнительные средства шифрования сообщений, не следует писать в e-mail ничего, чего является конфиденциальной информацией. Анонимность также исключена: источник прослеживается без труда.Для того, чтобы электронное письмо дошло до своего адресата (а если учесть тот факт, что сообщение будет отправляться в другие сети), необходимо, чтобы оно было оформлено в соответствии с международными стандартами и имело стандартизованный почтовый электронный адрес. Общепринятый формат послания определяется документом под названием "Standard for the Format of ARPA - Internet Text messages", сокращенно - Request for Comment или RFC822, и имеет заголовок и непосредственно сообщение. Заголовок выглядитприблизительно так:

- From: почтовый электронный адрес - от кого пришло послание

- To: почтовый электронный адрес - кому адресовано

- Cc: почтовые электронные адреса - кому еще направлено

Строки заголовка From: и Date:формируются, как правило, автоматически, программными средствами. Помимо этих строк заголовка, послание может содержать и другие, например:

- Message-Id: уникальный идентификатор послания, присвоенный ему почтовой машиной

- Reply-To: обычно адрес абонента, на который посылается ответ

Received: from CS.ORST.EDU by fuug.fi with SMTP id AA15539 (5.65+/IDA-1.3.5 for avg@kiae.su); Thu, 20 Dec 90 08:19:05 +0200

Received: from jacobs.CS.ORST.EDU by CS.ORST.EDU (5.59/1.15) id AA19981; Wed, 19 Dec 90 22:19:59 PST

Received: by jacobs.CS.ORST.EDU (5.54/1.14) id AA02240; Wed, 19 Dec 90 23:19:35 MST

Сообщение состоит из текста, который необходимо передать адресату, и заголовка, который приписывается в начале сообщения, отделяется от текста пустой строкой, и содержит несколько строчек необходимой информации об этом сообщении: дату отправления, адрес, обратный адрес, тему сообщения, и другие. Здесь первые четырнадцать строчек составляют заголовок. Заметим, что каждая из строк заголовка имеет вид:

Названия строк заголовка расшифровываются так:
Received: отметка о прохождении через машину (почтовый штемпель). У данного письма таких отметок пять, значит, по пути оно прошло через пять машин, и каждая из них обозначила, когда оно проходило.
Date: дата и время отправления письма; они указываются в стандартном формате, поскольку большинство почтовых систем умеют сортировать сообщения по времени.
From: имя отправителя и обратный адрес <отделен угловыми скобками>.

Message-Id: внутренний идентификатор сообщения; присваивается почтовой службой отправителя. Каждому письму присваивается уникальный – единственный в мире – идентификатор. Его можно использовать для ссылок на письмо, как исходящий номер.
To: адрес получателя.
Subject: тема сообщения. Пометка Re: обозначает, что это сообщение – ответ (от слова reply) на другое сообщение. У исходного сообщения и у ответа строка Subject: одна и та же. При составлении автором ответа почтовая служба автоматически взяла тему из исходного сообщения. Это удобно, когда идет длинный разговор на одну тему.
Status: статус сообщения; информация о прочтении.
Бывает еще несколько видов строк заголовка. Не все они обязательно должны быть. Некоторые строки почтовые службы добавляют автоматически (Received:, Date:), другие задает сам автор письма (To:, Subject:).
Почтовый электронный адрес может иметь разные форматы. Наиболее широко распространена система формирования адреса DNS (Domain Name System), применяемая в сети Internet. Дешифрацию адреса и перевод его в необходимый формат осуществляют встроенные программные средства, применяемые в данной сети электронной почты.

С точки зрения логики, для того чтобы адрес был информативным, необходимо, чтобы в нем присутствовали:

- идентификатор абонента (по аналогии - строка КОМУ: на почтовом конверте);

- почтовые координаты, определяющие его местонахождение (по аналогии -дом, улица, город, страна на почтовом конверте).

При передаче нетекстовых данных (исполняемой программы, графической информации) применяется перекодировка сообщений, которая выполняется cоответcтвующими программными средствами. [3]

Телеграфная связь, передача на расстояние буквенно-цифровых сообщений — телеграмм, осуществляется электрическими сигналами, передаваемыми по проводам, и (или) радиосигналами. Любой буквенно-цифровой текст является дискретным: независимо от содержания его можно выразить конечным, сравнительно небольшим набором символов — букв, цифр, знаков препинания. Поэтому составные элементы систем телеграфной связи, в частности телеграфные аппараты, рассчитывают на передачу определённого, заранее заданного количества отличающихся друг от друга сочетаний элементарных сигналов. Каждому такому сочетанию, называемому кодовой комбинацией, однозначно соответствует какая-либо буква или цифра. В телеграфной связи применяются двоичные сигналы, то есть сигналы, которые могут принимать одно из двух возможных значений. Это даёт максимальную защищенность сигналов от действия помех в линии или канале, а также обеспечивает простоту реализации устройств передачи сообщений.
Передача кодовых комбинаций может осуществляться двоичными сигналами различных видов. На рисунке 2 показана форма наиболее употребительных двоичных сигналов.

Рисунок 2 - Виды двоичных телеграфных сигналов: a — однополюсные сигналы постоянного тока; b — двухполюсные сигналы постоянного тока; c — частотно-модулированные сигналы переменного тока; u — напряжение; t — время; f1 и f2 — значения частот двоичных сигналов переменного тока.

Сигналы постоянного тока (одно- и двухполюсные) применяют при передаче сообщений на сравнительно короткие расстояния (как правило, не превышающие 300—400 км) по кабельным и воздушным линиям (физическим цепям). На магистральных линиях передачу ведут двоичными сигналами переменного тока, обычно модулированными по частоте, а в качестве линий используют преимущественно телефонные каналы. Это позволяет получать в одном телефонном канале до 44 независимых каналов. Для этого применяется аппаратура тонального телеграфирования. К числу технических показателей относятся: скорость телеграфирования, верность передачи, коэффициент отказов.

Скорость телеграфирования (скорость передачи) измеряется количеством элементарных сигналов передаваемых в сек.

Количество знаков, передаваемых в мин, вычисляется по формуле:

, где V — скорость передачи в бод; n — количество элементарных сигналов, приходящихся на 1 знак. Количество слов, передаваемых в час, определяется по формуле:

где m — средняя длина слова (равная 5 знакам). Величина QT — теоретическая, расчётная. Величины V, W и QT для случая передачи телеграфным кодом № 2. В этом коде комбинации посылок тока различаются только последовательностью плюсовых и минусовых (или интервальных) посылок тока. Для равномерных кодов, к которым относится и код № 2, число возможных комбинаций N определяется по формуле: N=m*n, где n — количество элементов кода, m — основание кода. Там же указана эксплуатационная норма QЭ, отличающаяся от теоретической QT на величину потерь времени оператора на выполнение второстепенных функций при передаче и приёме телеграмм, а также учитывающая его квалификацию. Верность передачи представляет собой отношение количества знаков, принятых (за сеанс измерений верности) с ошибками, к общему количеству переданных знаков. Эта величина называется также коэффициентом ошибок. На коэффициент ошибок Международным консультативным комитетом по телефонии и телеграфии (МККТТ) рекомендуется норма в среднем не более трёх ошибок на 100 000 переданных знаков. Коэффициент отказов показывает, как часто оператор, устанавливающий в коммутируемой сети соединение для передачи телеграммы, получает сигнал «занято». Этот сигнал появляется при занятости вызываемой оконечной станции или коммутационных приборов на промежуточных телеграфных узлах. Коэффициент отказов нормируется для периода (часа) наибольшей нагрузки и выражается как процентное отношение количества отказов в соединении к общему количеству вызовов. Норма на коэффициенте отказов 17% для связи через 6 промежуточных узлов. [4]

SMS расшифровывается как Short Message Service. Это технология, которая позволяет отправлять и принимать сообщения с помощью мобильных телефонов. SMS впервые появилась в Европе в 1992 году. Она была включена в GSM (Глобальная система мобильной связи) стандарт в самом начале. Позже она была портирована на беспроводные технологии, такие как CDMA и TDMA. GSM и SMS стандарты были изначально разработаны ETSI. ETSI это аббревиатура European Telecommunications Standards Institute. Теперь 3GPP (Third Generation Partnership Project) отвечает за разработку и обслуживание GSM и SMS стандартам. SMS сообщения являются весьма ограниченными. Одно SMS сообщение может содержать не более 140 байт (1120 бит) данных, поэтому одно SMS сообщение может содержать до:

- 160 символов, при 7-разрядной кодировке символов. (7-разрядная кодировка символов подходит для кодирования латиницы, такие как английский алфавиты);

- 70 символов, при 16-разрядной UCS2 Unicode кодировке. (Текст SMS сообщения, содержащий нелатинские символы, такие как русские символы).

SMS поддерживает языки на международном уровне. Он отлично работает со всеми Языками, поддерживает Unicode, включая арабский, китайский, японский и корейский языки. Одно из основных преимуществ SMS является то, что оно поддерживается на 100% GSM мобильных телефонах. [5] Но при этом могут возникнуть проблемы с чтением сообщений на некоторых из старых моделей телефонов. В этом случае используют транслит. Транслит (название произведено сокращением слова «транслитерация») – неупорядоченная передача русского текста латинскими буквами, иногда также цифрами и иными доступными знаками. Так могут называть и сам русский текст, набранный латинскими буквами. Обычно транслит строится по принципу фонетических соответствий русских и латинских букв. Активно применяется при общении посредством SMS-сообщений, поскольку сообщение, набранное латиницей, может содержать примерно вдвое больше букв, чем при использовании кириллицы. [6]

Рисунок 3 – Пример реализации MS-gateSMPP сети

В этомслучае передача-прием SMS-сообщений производится с использованием мижоператорного протокола SMPP по сети TCP / IP. Для организации такого взаимодействия необходимо заключить договор с SMS-оператором и настроить шлюз соответствии с техническими параметрами, указанных в нем. В данном режиме шлюз обеспечивает передачу до 1500 сообщений в минуту и более (в зависимости от мощностей SMS-оператора.

Проанализируем в целом все преобразования, которым подвергается сообщение на пути от отправителя к получателю. После того как абонент создал текст сообщения и заполнил все служебные поля, сообщение отправляется на почтовый сервер, где оно перенаправляется на специализированный сервер со шлюзом в другую сеть. Изначально будем отталкиваться от того что на сервере установлен драйвер, который записывает все входящие сообщения в файл. Далее с помощью программного обеспечения производится считывание адреса отправителя и получателя, а также служебной информации. Затем производится перекодирования сообщений и добавление служебной информации в зависимости от типа сети назначение, в соответствии со стандартами, которые были описаны выше. После этого производится передача сообщения в сеть.

Заключение

В ходе выполнения научно-исследовательской работы были проанализированы существующие типы сообщений и их характеристики. На основании этих данных предполагается реализация программного кода по преобразованию сообщений.С дальнейшим усовершенствование методов обработки сообщений. Это позволит снизить затраты на предоставление традиционных услуг телеграфной связи.

Список литературы

10. Курс «Технологии Интернет». [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://athena.vvsu.ru/

11. Коханович Г.Ф., Чуприн В.М. Сети передачи пакетных данных. [Текст]. — К.:"МК-Пресс", 2006. — 272 с.

При написании данного автореферата магистерская работа еще не завершена. Дата окончательного завершения работы: 1 декабря 2010 г. Полный текст работы и материалы по теме могут быть получены у автора или его научного руководителя после указанной даты.

Жога Александр Викторович

Жога Александр Викторович