РОЗДІЛ 2
ПРИНЦИПИ СТВОРЕННЯ ПАРАЛЕЛЬНИХ МЕТОДІВ
ПЕРЕДАЧІ ТА ОБРОБКИ ІНФОРМАЦІЇ У АВТОМАТИЗОВАНІЙ ГЕОІНФОРМАЦІЙНО-ЕНЕРГЕТИЧНІЙ СИСТЕМІ
2.1. Принципи створення автоматизованої геоінформаційно-енергетичної системи
Для рішення задач, поставлених у І розділі, розглянемо основні принципи створення АГІЕС, яка відповідала б зазначеним вимогам. Така система є синтезом та систематизацією відомих наробок в галузі геоінформаційних та енергетичних систем (мереж), а також інтегрування новітніх розробок для забезпечення якісного, швидкого та стабільного обміну інформацією. Створення системи пропонується на базі новітніх досягнень оптоелектронної техніки шляхом конструктивного поєднання середовищ передачі інформації та енергії, що є наслідком все більшого дослідження та розуміння людиною природи та всесвіту, де ці два поняття не є відокремленими.
Завдяки постійному зростанню енергетичних потреб та повному переході на електрику як на основний вид енергії, створювалась та розросталась електромережа, що зараз являє собою Єдину Енергетичну Мережу в рамках кожного континенту (окрім Антарктиди). Одночасно із цим науково-технічний прогрес призводить до значного зростання об'єму інформації та вимог щодо її обміну та обробки, що в сукупності із обмеженістю можливостей технічних засобів ставить нові глобальні проблеми перед науковцями.
Тобто, склалась ситуація, коли кількісний відокремлений розвиток інформаційної та енергетичної мереж призводить до їх якісного об'єднання, що є якісно новим етапом розвитку інформаційно-енергетичних технологій та утворює геоінформаційно-енергетичну систему (ГІЕС). Як засобом її реалізації пропонується використання бінарного провідника, що конструктивно поєднує середовища передачі інформації і енергії, та є першим етапом у створенні інформаційно-енергетичних технологій.
На протязі останніх десятиліть виникли розробки по створенню та впровадженню інформаційних мереж, які можна відзначити не лише з боку створення глобальної інформаційної мережі Інтернет, але і з боку досить значної кількості варіантів підключення до неї. При цьому завжди виникала потреба створення нових шляхів проходження інформації. Серед найоптимальніших рішень слід відзначити можливість інформаційної передачі по вже наявним енергетичних та телефонних лініях (Home Plug та Home PNA). Але отримані при цьому показники якості та швидкодії не задовольняють сучасні вимоги до інформаційного обміну, хоч і вносять певну економію внаслідок відсутності потреби у створенні нового середовища обміну інформацією. Так, для 7-10 комп'ютерів, об'єднаних у мережу за стандартом HomePNA 1.0, характерні швидкісні показники у 1 Мбіт/с при дальності передачі порядку 100-150 м. Для стандарту HomePlug заявлена максимальна швидкість - 14 Мбіт/с, а реальна середня швидкість передачі даних складає 5-6 Мбіт/с, при чому швидкість пропорційно зменшується при збільшенні відстані (до 200-300 м). [29]
Як очевидно із характеристик двох розглянутих вище варіантів інтеграції зв'язку, вони не можуть відповідати все зростаючим об'ємам інформації, що передається на рівні мережних магістралей. Забезпечити ефективне передавання великих потоків даних на сьогодні може лише використання волоконно-оптичних ліній зв'язку (ВОЛЗ), що мають широку смугу пропускання (біля 1014 Гц) та низький рівень згасання сигналу (0,2-0,3 Дб/км на довжині хвилі 1,55 мкм), а також дозволяють будувати лінії зв'язку без ретрансляції до 100км (в порівнянні із 100-300 м для стандартів HomePNA 1.0 та HomePlug).
Виділяючи в єдине переваги різних засобів розповсюдження інформації можна стверджувати, що на даному етапі технологічного розвитку доцільним та можливим є створення потужної широко розповсюдженої глобальної геоінформаційно-енергетичної мережі, яка обєднала б переваги уже існуючих методів. Так як широко розповсюджена мережа на сьогодні вже існує у вигляді електромережі, то доцільним буде інтегрувати в неї середовище якісної передачі інформації, а саме ВОЛЗ, що дозволить створити єдину оптико-електронну геоінформаційно-енергетичну систему. Використання бінарного провідника, що містить середовища для розповсюдження інформації та електроенергії, дозволяє реалізувати вказані можливості та створити ГІЕС глобальної інформатизації суспільства та отримати наступні можливості (рис. 2.1):
- швидкісний, якісний та стабільний обмін великими об'ємами інформації на значні відстані без ретрансляції;
- широка розповсюдженість та загальнодоступність системи;
- формування глобальної бази знань;
- моніторинг, поповнення бази знань;
- віддалене управління та координація (промислові процеси, транспортні потоки, стан здоров'я людини, інтелектуальний будинок, і т.д.);
- централізоване управління та моніторинг на різних рівнях ієрархії системи;
- використання у державних структурах та створення спеціалізованих мереж по галузям (медична, правоохоронна, транспортна, навчальна, комунальна, фінансова, та ін.)
- інші функціональні можливості.
Такі функціональні можливості містять у собі певні можливості технічних засобів, а саме:
- інтелектуальна система накопичування та зберігання інформації;
- якісна передача інформації із забезпеченням завадостійкості;
- паралельне введення/виведення просторової інформації;
- паралельна обробка просторової інформації.
АГІЕС може бути самодостатньою та раціональною в рамках широкого комплексного застосування сучасних оптико-електронних технологій передачі, обробки та відображення інформації,зокрема у поєднанні операційних екранів при обробці, відображенні і передачі інформації через ВОЛЗ в бінарному виконанні.
Рис. 2.1. Функціональні можливості автоматизованої ГІЕС та її технічних засобів реалізації
Структурно АГІЕС можна подати наступним чином (рис. 2.2). Глобальна АГІЕС складається із локальних мереж найнижчого рівня, що містять свої центри управління, моніторингу та координації, до