Автореферат. Жога О.В. Дослідження та разработка комбінірованной системи передачі телеграфних повідомлень в мережах загального використання.

З появою телефонного зв'язку телеграфу довелося потіснитися, проте донині у нього залишаються незаперечні переваги. Послугами телеграфного зв'язку і зараз користуються не тільки приватні, але й юридичні осіби. Це банки, страхові компанії, державні установи і відомства всіх рівнів - від районних адміністрацій і судів в міністерства і адміністрації президента. Телеграми можуть містити різну інформацію, будь-які повідомлення, які вимагають документального підтвердження їх відправлення і отримання, які можуть бути використані в подальшому, наприклад, у судових справах. При цьому переваги телеграм не обмежуються їх "юридичної силою". Для офіційних повідомлень це ще і найшвидший спосіб гарантованої доставки адресату при різних варіантах відправки.

Актуальність теми

При обміні повідомленнями рано чи пізно виникає проблема передачі інформації в різні мережі, наприклад між користувачем мережі Інтернет та Телекс або користувачем факсимільного апарата або телеграфного мережею. Також, кожен користувач Інтернет постійно стикається з проблемою гарантованої доставки повідомлення в поштову скриньку адресата і отриманням повідомлення про його прочитання. Але є можливість відправляти повідомлення за допомогою спеціальної електронної пошти, в якій за допомогою комп'ютера можливо одночасно відправити електронне повідомлення не тільки на адресу поштової скриньки, але й на факс, телекс, відправити повідомлення на звичайну поштову адресу, яке буде доставлено у вигляді телеграми або паперового аркуша, відправити повідомлення у вигляді SMS абонентові мобільного телефону, отримати і прочитати - телеграму, факс, голосове або SMS повідомлення. При цьому можуть виникнути проблеми при перетворенні кодувань, так як у користувачів можуть бути різні поштові клієнти. Тому дослідження алгоритму перетворення повідомлень допоможе вирішити проблеми, які можуть виникнути при передачі повідомлень у різні мережі.
Концепція створення системи - реалізація "універсального поштової скриньки" (Unified Messaging), інтегруючої існуючі технології передачі даних і сучасні, перспективні телекомунікаційні послуги та сервіси:

    • Електронна пошта;
    • голосова пошта;
    • факс;
    • телекс;
    • звичайна телеграма;
    • SMS;
    • "гібридна пошта".

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами

Кваліфікаційна робота магістра виконана протягом 2009-2010 р.р. згідно з науковим напрямком кафедри «Автоматики і телекомунікацій» Донецького національного технічного університету.

Мета і завдання розробки та дослідження

Метою дослідження і розробки комбінованої системи є організація обміну різнотипними повідомленнями (факс, телекс, повідомлення електронної пошти, що містить текст і будь-які файли, звичайні поштові повідомлення) між абонентами, що мають різне кінцеве обладнання, що дозволить інтегрувати на одному робочому місці можливості всіх технологій обробки даних (телеграфний термінал, поштовий клієнт, доступ в Internet).
Досягнення даної мети передбачається здійснити, за рахунок вирішення наступних завдань:
- аналіз методів перекодування повідомлень;
- рекомендації зі створення алгоритму обробки повідомлень;
- програмна реалізація запропонованого алгоритму обробки.

Передбачувана наукова новизна

Дана робота не є абсолютно новою у своїй предметній області, так як цими проблемами займається невелика кількість російських фірм. На території України немає подібних аналогів, тому запропонована ідея дозволить поступово або відразу замінити застаріле обладнання (станції АТ / Телекс) на сучасні засоби обробки даних, а також дозволить розширити спектр послуг документального зв'язку.

Практичне значення отриманих результатів

Практична значення дослідження визначається тією обставиною, що запропонована система, дозволить її абонентам обмінюватися повідомленнями різного типу, використовувати для цього різноманітні технічні засоби і канали зв'язку.
Сьогодні умовою успішної діяльності будь-якої фінансової структури є наявність ефективно функціонуючої, єдиної інформаційної системи, побудованої з використанням передових телекомунікаційних технологій, які відповідають міжнародним стандартам. Тому це допоможе їм скоротити витрати на прийом і передачу повідомлень.
Також це дозволить Internet-провайдерам та іншим операторам зв'язку, які прагнуть завоювати конкурентну перевагу і збільшити клієнтську базу, розширити сервіс, що надається клієнтам, поповнивши його групою послуг зв'язку - документальними видами зв'язку (телекс, факс, SMS, поштова листівка і лист, звичайна телеграма , голосове і гібридне лист) за допомогою даної системи.

Огляд досліджень і розробок за темою

Схожі розробки існують, а саме REX400. REX400 - вітчизняна система, розроблена ЗАТ "Клуб 400" відповідно до міжнародних стандартів відкритих систем Х.400 та підтримує більшість стандартних протоколів передачі даних (Х.25, TCP / IP, Х.28, Х.400, UUCP та ін), які забезпечують їй сумісність з більшістю сучасних систем, в першу чергу - Х.400 і Internet. Це закінчене технічне рішення для організації надійних корпоративних систем обміну різнотипними даними і багатофункціональних систем для операторів зв'язку. Система дуже зручна для компаній і організацій, що мають розгалужену інфраструктуру географічно віддалених точок своєї присутності, наявність комунікаційної системи для забезпечення оперативного, надійного і достовірного обміну електронними даними є найбільш важливою. Такими актуальними завданнями електронного обміну для різних організацій і компаній можуть бути: обмін даними моніторингу, звітів, статистики, директив, заявок.
Прикладом роботи є використання системи для організації транспортної середовища в системі «клієнт-банк», де клієнт банку взаємодіє з банківською системою за допомогою спеціалізованої прикладної програми «клієнт-банк». Після завершення формування даних на стороні клієнта в системі «клієнт-банк» «Автономний транспортний модуль REX400» підхоплює готові дані і передає в складі повідомлення ЕП на адресу поштової скриньки, з яким взаємодіє банківська система, використовуючи такий - ж «Автономний транспортний модуль REX400» .
Виконуючи роль середовища гарантованих транзакцій, система в такому режимі може бути застосована для проведення транзакцій в платіжних системах, що мають пункти прийому платежів в різних географічних точках; для забезпечення обміну транзакціями між віддаленими клієнтськими місцями і централізованої Базою даних і т.д.
Дана організація пропонує широкий спектр послуг. [1] Але вона не одна на ринку з надання телекомунікаційних послуг, схожа фірма - Асоціація CBOSS. Вона надає послуги в області комплексної автоматизації бізнесу зв'язку. Серед різних IT-рішень даної фірми, іцікавість представляє шлюз перетворення SMS-повідомлень у факсимільні. [2]
Метою даної роботи є дослідження алгоритмів обробки повідомлень, які пропонують фірми. Труднощі аналізу полягає в тому, що така інформація є закритою, тому дослідження будується на аналізі відкритих вихідних кодів схожих систем.

Постановка завдання

Аналіз буде проводитися на основі системи REX400. На відміну від закордонних функціональних аналогів, система REX400 дозволяє всього на одному комп'ютері об'єднати різні телематичні служби, мережі та системи, включаючи факс, телекс, телеграф, електронну пошту Х.400 і багато іншого. Система використовує протокол передачі даних X.400, в якому практично відсутні проблеми, властиві іншим технологіям (незахищеність доступу до інформації абонентів, ненадійність обміну повідомленнями, проблеми перекодування інформації, що пересилається та ін.) У REX400 гарантується не тільки сама доставка, але і певний час передачі повідомлень.
Системи на базі Х.400 використовуються там, де високі вимоги до достовірності, надійності та захищеності інформації, - у банківських структурах, корпоративних мережах, державних інститутах (митниця, податкова інспекція, казначейства і т. д.). Електронний поштамт на базі Х.400 пристосований для великих територіально розподілених організацій, оскільки забезпечує гнучку маршрутизацію, надійну, оперативну і захищену доставку повідомлень будь-якого типу (текстових і факсимільних, графічних і голосових, телеграм і телексів), а також адміністрування та отримання повної статистики поштового обміну мережі.
Розглянемо можливість відправки електронної пошти у вигляді телеграми і SMS, в обох напрямках.

Рисунок 1 - Принцип роботи комбінованої системи передачі повідомлень
(анімація: обсяг - 50,8 КБ; розмір - 400х429; затримка між останнім і першим кадрами - 3000 мс; кількість циклів повторення - безперервний; кількість кадрів - 23)

Є багато комп'ютерних мереж, які не є частиною Інтернет, але на даній час підключені через "шлюзи", які дозволяють проходження електронної пошти.При користуванні e-mail, через її оперативності, може скластися відчуття телефонного зв'язку, але завжди слід усвідомлювати, що це все ж таки пошта. Всі повідомлення письмові, тому майже документовані, тому слід дотримуватися етикету, прийняту в звичайній кореспонденції. У додаток до цього слід пам'ятати, що e-mail не має такого ступеню приватності, як звичайна пошта, таким чином, якщо не використовуються додаткові засоби шифрування повідомлень, не слід писати в e-mail нічого, що є конфіденційною інформацією. Анонімність також виключена: джерело простежується без труднощів. Для того, щоб електронний лист дійшов до свого адресата (а якщо врахувати той факт, що повідомлення буде відправлятися в інші мережі), необхідно, щоб воно було оформлено у відповідності до міжнародних стандартів і мало стандартизований поштову електронну адресу. Загальноприйнятий формат послання визначається документом під назвою "Standard for the Format of ARPA - Internet Text messages ", скорочено - Request for Comment або RFC822, і має заголовок і безпосередньо повідомлення. Заголовок виглядає приблизно так:

- From: поштовий електронний адрес - від кого прийшло повідоллення

- To: поштовий електронний адрес - кому адресовано

- Cc: поштові електронні адреси - кому ще направлено

Рядки заголовка From: і Date: формуються, як правило, автоматично, програмними засобами. Крім цих рядків заголовку, повідомлення може містити й інші, наприклад:

- Message-Id: унікальний ідентифікатор послання, присвоєний йому поштового машиною

- Reply-To: зазвичай адреса абонента, на який посилається відповідь

Розглянемо приклад поштового повідомлення:

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 1990 8:19:05 +0200

Received: from jacobs.CS.ORST.EDU by CS.ORST.EDU (5.59/1.15) id AA19981; Wed, 19 Dec 1990 22:19:59 PST

Received: by jacobs.CS.ORST.EDU (5.54/1.14) id AA02240; Wed, 19 Dec 1990 23:19:35 MST

Повідомлення складається з тексту, який необхідно передати адресату, і заголовка, який приписується на початку повідомлення, відділяється від тексту порожній рядком, і містить кілька рядків необхідної інформації про це повідомленні: дату відправлення, адреса, зворотну адресу, тему повідомлення, і інші. Тут перші чотирнадцять рядків складають заголовок. Зауважимо, що кожний з рядків заголовка має вигляд:

Назви рядків заголовка розшифровуються так:
Received: відмітка про проходження через машину (поштовий штемпель). У цього листа таких відміток п'ять, значить, по дорозі воно пройшло через п'ять машин, і кожна з них визначила, коли воно проходило.
Date: дата та час відправлення листа; вони вказуються в стандартному форматі, оскільки більшість поштових систем вміють сортувати повідомлення за часом.
From: ім'я відправника і зворотну адресу <відокремлений кутовими дужками>.
Message-Id: внутрішній ідентифікатор повідомлення; присвоюється поштового службою відправника. Кожному листу присвоюється унікальний - єдиний у світі - ідентифікатор. Його можна використовувати для посилань на лист, як вихідний номер.
To: адреса одержувача
Subject: тема повідомлення. Позначка Re: означає, що це повідомлення - відповідь (від слова reply) на інше повідомлення. У вихідного повідомлення і у відповіді рядок Subject: одна і та ж. При складанні автором відповіді поштова служба автоматично взяла тему з вихідного повідомлення. Це зручно, коли йде довга розмова на одну тему.
Status: статус повідомлення; інформація про прочитання.
Буває ще кілька видів рядків заголовка. Не всі вони обов'язково повинні бути. Деякі рядки поштові служби додають автоматично (Received:, Date:), інші задає сам автор листа (To:, Subject:).
Поштова електронна адреса може мати різні формати. Найбільш широко поширена система формування адреси DNS (Domain Name System), що застосовується в мережі Internet. Дешифрування адреси і перекодування її в необхідний формат здійснюють вбудовані програмні засоби, що застосовуються в даній мережі електронної пошти.
З точки зору логіки, для того щоб адреса була інформативною, необхідно, щоб у ньому були присутні:

- ідентифікатор абонента (за аналогією - рядок КОМУ: на поштовому конверті);

- поштові координати, що визначають його місцезнаходження (за аналогією - будинок, вулиця, місто, країна на поштовому конверті).

Поштовий електронна адреса має всі ці складові. Для того, щоб відокремити ідентифікатор абонента від його поштових координат, використовується значок @. @ - на російській часто називають "собакою", а по-англійськи це означає прийменник "at".
Поштовий електронна адреса у форматі Internet може мати вигляд:

При передачі нетекстових даних (виконуваної програми, графічної інформації) застосовується перекодування повідомлень, яка виконується відповідними програмними засобами. [3]

Телеграфний зв'язок, передача на відстань буквено-цифрових повідомлень - телеграм, здійснюється електричними сигналами, що передаються по дротах, і (або) радіосигналами. Будь-який буквено-цифровий текст є дискретним: незалежно від змісту його можна виразити кінцевим, порівняно невеликим набором символів - букв, цифр, розділових знаків. Тому складові елементи систем телеграфного зв'язку, зокрема телеграфні апарати, розраховують на передачу певного, заздалегідь заданої кількості відмінних один від одного сполучень елементарних сигналів. Кожному такому поєднанню, яке називають кодовою комбінацією, однозначно відповідає яка-небудь буква або цифра. У телеграфному зв'язку застосовуються виконавчі сигнали, тобто сигнали, які можуть приймати одне з двох можливих значень. Це дає максимальну захищеність сигналів від дії перешкод в лінії або каналі, а також забезпечує простоту реалізації пристроїв передачі повідомлень.
Передача кодових комбінацій може здійснюватися двійковими сигналами різних видів. На рисунку 1 показана форма найбільш вживаних бітів.

Рисунок 1 - Види телеграфних сигналів: a - однополюсні сигнали постійного струму; b - двополюсні сигнали постійного струму; c - частотно-модульовані сигнали змінного струму; u - напруга; t - час; f1 і f2 - значення частот двійкових сигналів змінного струму.

Сигнали постійного струму (одно-і двополюсний) застосовують при передачі повідомлень на порівняно короткі відстані (як правило, не перевищують 300-400 км) по кабельних і повітряних лініях (фізичним ланцюгам). На магістральних лініях передачу ведуть двійковими сигналами змінного струму, зазвичай модульованими за частотою, а в якості ліній використовують переважно телефонні канали. Це дозволяє отримувати в одному телефонному каналі до 44 незалежних каналів. Для цього застосовується апаратура тонального телеграфування. До числа технічних показників відносяться: швидкість телеграфування, імовірність передачі, коефіцієнт відмов.
Швидкість телеграфування (швидкість передачі) вимірюється кількістю елементарних сигналів передаються в сек.

Кількість знаків, що передаються у хв, обчислюється за формулою:

де V - швидкість передачі в бод; n - кількість елементарних сигналів, що припадають на 1 знак. Кількість слів, переданих в годину, визначається за формулою:

де m - середня довжина слова (5 знаках). Величина QT - теоретична, розрахункова. Величини V, W і QT для випадку передачі телеграфним кодом № 2. У цьому коді комбінації посилок струму розрізняються тільки послідовністю плюсових та мінусових (або інтервальних) посилок струму. Для рівномірних кодів, до яких належить і код № 2, число можливих комбінацій N визначається за формулою: N = m * n, де n - кількість елементів коду, m - основа коду. Там же вказана експлуатаційна норма QЕ, що відрізняється від теоретичної QT на величину втрат часу оператора на виконання другорядних функцій при передачі та прийомі телеграм, а також враховує його кваліфікацію. Вірність передачі представляє собою відношення кількості знаків, прийнятих (за сеанс вимірювань правильності) з помилками, до загальної кількості переданих знаків. Ця величина називається також коефіцієнтом помилок. На коефіцієнт помилок Міжнародним консультативним комітетом з телефонії і телеграфії (МККТТ) рекомендується нормав середньому не більше трьох помилок на 100 000 переданих знаків. Коефіцієнт відмов показує, як часто оператор, що встановлює в комутованій мережі з'єднання для передачі телеграми, отримує сигнал «зайнято». Цей сигнал з'являється при зайнятості кінцевої станції або комутаційних приладів на проміжних телеграфних вузлах. Коефіцієнт відмов нормується для періоду (години) найбільшого навантаження і виражається як процентне відношення кількості відмов у з'єднанні до загальної кількості дзвінків. Норма на коефіцієнті 17% відмов для зв'язку через 6 проміжних вузлів. [4]

SMS

SMS розшифровується як Short Message Service. Це технологія, яка дозволяє відправляти і приймати повідомлення за допомогою мобільних телефонів. SMS вперше з'явилась в Європі в 1992 році. Воно було включине в GSM (Глобальна система мобільного зв'язку) стандарт на самому початку. Пізніше воно було перенесене на бездротові технології, такі як CDMA і TDMA. GSM та SMS стандарти були спочатку розроблені ETSI. ETSI це абревіатура European Telecommunications Standards Institute. Тепер 3GPP (Third Generation Partnership Project) відповідає за розробку та обслуговування GSM та SMS стандартам. SMS повідомлення є вельми обмеженими. Одне SMS повідомлення може містити не більше 140 байт (1120 біт) даних, тому одне SMS повідомлення може мати до:

- 160 символів, при 7-розрядному кодуванні символів. (7-розрядне кодування символів підходить для кодування латиниці, такі як англійської абетки);

SMS підтримує мови на міжнародному рівні. Він відмінно працює з усіма мовами, підтримує Unicode, також арабська, китайська, японська та корейська мови. Одна з основних переваг SMS є те, що воно підтримується на 100% GSM в мобільних телефонах. [5] Але при цьому можуть виникнути проблеми з читанням повідомлень на деяких з старих моделей телефонів. У цьому випадку використовують трансліт. Трансліт (назва отримана скороченням слова «транслітерація») - неупорядкована передача російського тексту латинськими літерами, іноді також цифрами та іншими доступними знаками. Так можуть називати і сам російський текст, набраний латинськими буквами. Зазвичай трансліт будується за принципом фонетичних відповідностей російських і латинських букв. Активно застосовується при спілкуванні за допомогою SMS-повідомлень, оскільки повідомлення, набране латиницею, може містити приблизно удвічі більше букв, ніж при використанні кирилиці. [6]

Рисунок 3 – Приклад MS-gateSMPP мережі

У данному випадку передача-прийом SMS-повідомлень проводиться з використанням міжоператорного протоколу SMPP по мережі TCP/IP. Для організації такої взаємодії необхідно укласти договір з SMS-оператором і набудувати шлюз відповідно до технічних параметрів, вказаних в ньому. У даному режимі шлюз забезпечує передачу до 1500 повідомлень в хвилину і більш (залежно від потужностей SMS-оператора).
Проаналізуємо в цілому всі перетворення, яким піддається повідомлення на шляху від відправника до одержувача. Після того, як абонент створив текст повідомлення і заповнив всі службові поля, повідомлення відправляється на поштовий сервер, де воно перенаправляється на спеціалізований сервер зі шлюзом в іншу мережу. Спочатку будемо відштовхуватися від того що на сервері встановлений драйвер, який записує всі вхідні повідомлення у файл. Далі за допомогою програмного забезпечення проводиться зчитування адреси відправника та одержувача, а також службової інформації. Потім проводиться перекодування повідомлень і додавання службової інформації в залежності від типу мережі призначення, відповідно до стандартів, які були описані вище. Після цього проводиться передача повідомлення в мережу.

Висновок

В ході виконання науково-дослідної роботи були проаналізовані існуючі типи повідомлень та їх характеристики. На підставі цих даних передбачається реалізація програмного коду з перетворення повідомлень. З подальшим удосконалення методів обробки повідомлень. Це дозволить знизити витрати на надання традиційних послуг телеграфного зв'язку.

Список літератури

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

При написанні даного автореферату магістерська робота ще не завершена. Дата остаточного завершення роботи: 1 грудня 2010 Повний текст роботи та матеріали по темі можуть бути отримані у автора або його наукового керівника після зазначеної дати.

Жога Олександр Вікторович

Жога Олександр Вікторович