Проектирование инфокоммуникационных услуг для сетей NGN: Анализ и структура курсовой

Введение, или как определить вектор исследования

Стремительное развитие телекоммуникаций и информационных технологий привело к фундаментальным изменениям в ожиданиях пользователей. Сегодня им недостаточно традиционных услуг связи; растет спрос на новые, более сложные и персонализированные сервисы. В этом контексте ключевую роль играет понятие инфокоммуникационной услуги (ИУ), которая представляет собой симбиоз услуг электросвязи и современных информационных технологий. ИУ — это не просто передача данных, а их автоматизированная обработка, хранение и предоставление по запросу с использованием вычислительной техники.

Актуальность темы проектирования таких услуг многократно возрастает с повсеместным переходом на сети нового поколения (NGN). Их архитектура изначально создавалась для гибкого внедрения и управления сложными сервисами. Именно поэтому глубокое понимание принципов проектирования ИУ в среде NGN является одной из ключевых компетенций современного инженера связи.

Целью данной курсовой работы является разработка методики проектирования инфокоммуникационной услуги определения местоположения для сетей NGN. Для достижения этой цели необходимо решить следующие задачи:

1. Изучить теоретические основы и архитектуру сетей связи следующего поколения (NGN).
2. Проанализировать существующие методики и этапы проектирования инфокоммуникационных услуг.
3. Исследовать макроэкономический и технологический контекст российского рынка ИКТ на 2014 год для обоснования востребованности проектируемой услуги.
4. Разработать функциональную и информационную модель конкретной инфокоммуникационной услуги.

Обосновав актуальность и поставив задачи, мы должны погрузиться в теоретическую базу, которая станет фундаментом для нашего проектирования.

Глава 1. Теоретический фундамент сетей связи следующего поколения

Чтобы понять, как проектировать современные услуги, необходимо сперва изучить среду, в которой они функционируют. Сети связи следующего поколения (NGN) стали ответом на одну из главных тенденций в развитии телекоммуникаций — конвергенцию. Эта концепция легла в основу их архитектуры.

1.1. Концепция конвергенции и ее роль в NGN

Идея конвергенции заключается в объединении ранее разрозненных сетей (телефонных, сетей передачи данных, кабельного телевидения) в единую универсальную транспортную инфраструктуру. Концепция NGN предполагает унификацию сетевых решений на базе пакетной коммутации, что позволяет предоставлять пользователям практически неограниченный набор услуг с гибкими возможностями управления и персонализации.

1.2. Трехуровневая архитектура NGN

Архитектура NGN логически разделена на три ключевых уровня, каждый из которых выполняет свои специфические функции:

• Уровень доступа: Его главная задача — предоставить пользователю максимально удобный способ подключения к сети и получения инфокоммуникационных услуг. Это может быть проводной (xDSL, Ethernet) или беспроводной (Wi-Fi, 3G, 4G) доступ.
• Транспортный уровень: Это ядро сети, отвечающее за коммутацию и прозрачную передачу информации. Основой этого уровня, как правило, являются сети IP/MPLS, которые обеспечивают не только высокую скорость, но и поддержку качества обслуживания (QoS), что критически важно для таких услуг, как IP-телевидение или видеоконференции.
• Уровень управления услугами: Этот уровень содержит всю логику предоставления услуг. Именно здесь находятся функции, отвечающие за создание новых сервисов, их быстрое внедрение, управление профилями пользователей и тарификацию.

1.3. Требования к инфокоммуникационным услугам в сетях NGN

Благодаря своей архитектуре, сети NGN позволяют реализовывать услуги, отвечающие современным требованиям. Ключевыми из них являются:

• Мобильность: Возможность получать услугу вне зависимости от местоположения и типа устройства.
• Гибкость: Способность оператора быстро создавать и внедрять новые, кастомизированные услуги.
• Гарантированное качество: Обеспечение необходимых параметров (скорость, задержка, джиттер) для корректной работы сервиса.

Мы разобрали, на чем строятся современные услуги. Теперь необходимо понять, как их правильно проектировать.

Глава 2. Методология проектирования инфокоммуникационных услуг

Проектирование инфокоммуникационной услуги — это сложный, многоэтапный процесс, требующий системного подхода. Его конечная цель — создать работоспособную, эффективную и востребованную систему, отвечающую заданным требованиям.

2.1. Ключевые принципы успешного проектирования

Успех всего проекта опирается на «три кита», без которых невозможно создать качественную информационную систему (ИС):

1. Адекватное описание объекта: Глубокое понимание бизнес-процессов и требований, которые услуга должна автоматизировать.
2. Логически непротиворечивые модели: Формализованное описание функциональности системы и данных, с которыми она работает.
3. Высокая квалификация исполнителей: Наличие у команды проектировщиков необходимых знаний и опыта.

2.2. Этапы проектирования ИС

Процесс проектирования можно представить в виде последовательности четких шагов, каждый из которых решает свою задачу. Тщательное планирование этих этапов является залогом успеха.

• Анализ технического задания и постановка задачи. На этом этапе определяются цели, требования и ограничения будущей системы.
• Построение функциональных и информационных моделей. Функциональная модель отвечает на вопрос «что делает система?«, описывая ее функции и сценарии использования. Информационная модель отвечает на вопрос «с какими данными она работает?«, определяя структуру и взаимосвязи данных.
• Расчет предполагаемого трафика услуги. Прогнозирование нагрузки на сеть, создаваемой новой услугой, на основе числа пользователей и интенсивности использования.
• Выбор адекватной модели трафика для анализа. Определение математической модели (например, Пуассоновский поток, самоподобный трафик), которая наилучшим образом описывает поведение трафика услуги.
• Распределение трафика по сети и расчет требуемых пропускных способностей. Определение нагрузки на отдельные участки сети и расчет необходимой полосы пропускания для обеспечения качества обслуживания.

2.3. Математическое моделирование как инструмент

Для решения задач анализа и оптимизации сети широко применяется математическое моделирование. Например, моделирование поведения TCP-соединений позволяет рассчитать и обеспечить максимальную пропускную способность для пользователей услуги, предсказать узкие места в сетевой инфраструктуре и гарантировать заданное качество сервиса.

Теперь у нас есть теоретическая база и методология. Но любое проектирование оторвано от реальности без анализа рыночного контекста, в котором услуга будет существовать.

Глава 3. Анализ российского рынка ИКТ как контекст для проектирования

Проектирование любой услуги должно учитывать экономические и технологические реалии рынка, на который она выводится. Для нашей курсовой работы таким контекстом является российский рынок информационно-коммуникационных технологий (ИКТ) в 2014 году — периоде значительных перемен.

3.1. Макроэкономическая обстановка 2014 года

В 2014 году в России наблюдалось заметное замедление темпов роста экономики и ослабление ВВП. Ситуацию усугубили экономические санкции, введенные со стороны США и Европейского союза. Этот неблагоприятный фон напрямую повлиял на инвестиционный климат и динамику развития высокотехнологичных отраслей.

3.2. Состояние ИТ-рынка и его динамика

Российский ИТ-рынок, начавший испытывать стагнацию еще в 2013 году, в 2014-м показал резкое падение динамики. Хотя в рублевом эквиваленте его общий объем оценивался в 698 млрд рублей, в иностранной валюте произошло падение объемов на 15%. Ключевыми факторами такого спада стали именно западные санкции и резкое падение курса рубля, что сделало импортное оборудование и ПО значительно дороже.

3.3. Ключевые тренды и вызовы

Несмотря на общую стагнацию, 2014 год выявил два мощных и разнонаправленных тренда, определивших вектор развития отрасли:

• Импортозамещение. В ответ на санкции на первый план вышли вопросы разработки и внедрения отечественных технологий. Этот процесс получил значительную государственную поддержку, которая стала драйвером для российских разработчиков. Рынок начал переориентироваться с перепродажи западных решений на создание собственных продуктов.
• Рост трафика. Парадоксально, но на фоне падения финансовых показателей рынка объем переданной по сетям информации в 2014 году вырос на 29%. Это свидетельствовало о продолжающемся росте цифровизации и спроса на услуги передачи данных со стороны конечных пользователей.

3.4. Структура потребления ИТ-услуг

Крупнейшими потребителями продукции ИТ-рынка в этот период оставались государственный сектор, а также банки и страховые компании.

Понимание этой структуры крайне важно при позиционировании новой услуги, так как именно эти сектора обладали наибольшими бюджетами и потребностями в автоматизации. В целом, рынок остро нуждался в структурных реформах и новых, отечественных программных решениях, что создавало окно возможностей для проектируемых услуг.

Мы изучили теорию, освоили методику и проанализировали рынок. Настало время синтезировать все эти знания и применить их на практике для разработки конкретной услуги.

Глава 4. Практическая разработка инфокоммуникационной услуги «Навигатор»

Эта глава демонстрирует применение теоретических знаний и методологии проектирования на конкретном примере — услуге определения местоположения «Навигатор», предназначенной для отслеживания местонахождения детей и близких.

4.1. Обоснование выбора услуги

Выбор данной услуги обусловлен несколькими факторами. Во-первых, Россия занимает высокие позиции по уровню проникновения мобильной связи, что создает огромную базу потенциальных пользователей. Во-вторых, существует устойчивый социальный запрос на сервисы, повышающие безопасность, особенно когда речь идет о детях. В-третьих, это яркий пример услуги, выходящей за рамки традиционной связи и идеально вписывающейся в концепцию NGN. Несмотря на развитость сетей связи, страна имела отставание в сфере прикладного программного обеспечения и услуг, что делало эту нишу перспективной.

4.2. Применение этапов проектирования

Разработаем услугу «Навигатор», следуя изложенной ранее методологии:

1. Формулировка задачи: Создать инфокоммуникационную услугу, позволяющую абоненту сотовой сети определять текущее местоположение своих детей или близких (с их предварительного согласия) через мобильный телефон в сетях NGN.
2. Описание моделей:
   • Функциональная модель: Пользователь отправляет запрос (например, через SMS или USSD) с идентификатором искомого абонента. Система обрабатывает запрос, определяет координаты абонента через базовые станции и отправляет ответ пользователю в виде текстового сообщения с адресом или ссылки на карту.
   • Информационная модель: Система оперирует такими данными, как ID запрашивающего абонента, ID искомого абонента, список разрешенных для поиска номеров, координаты базовых станций, географические координаты абонента.
3. Анализ трафика: Нагрузка на сеть будет состоять из коротких сообщений (запросов и ответов). Она будет небольшой по объему, но требовательной к быстроте обработки. Расчет трафика должен исходить из прогнозируемого числа подписчиков и средней частоты запросов (например, 2-3 запроса в день на пользователя).
4. Требования к QoS: Для услуги «Навигатор» критически важна не столько высокая пропускная способность, сколько гарантированная доставка запроса и ответа с минимальной задержкой. Потерянный запрос делает услугу бессмысленной.

4.3. Интеграция с архитектурой NGN

В работе услуги «Навигатор» будут задействованы все уровни архитектуры NGN. Уровень доступа обеспечит отправку запроса с телефона пользователя. Транспортный уровень доставит этот запрос до сервера приложений. А уровень управления услугами обработает логику запроса, проверит права доступа, инициирует определение местоположения и сформирует ответ для пользователя.

Проектирование завершено. Осталось правильно оформить результаты нашего исследования в соответствии с академическими стандартами.

Как правильно структурировать и оформить курсовую работу

Грамотное оформление — не менее важная часть работы, чем ее содержание. Оно демонстрирует академическую культуру автора и уважение к читателю. Стандартная структура курсовой работы представляет собой строгую последовательность элементов.

Типичная структура включает следующие обязательные разделы:

• Титульный лист: Оформляется по стандарту вашего учебного заведения.
• Задание на курсовую работу: Официальный бланк, подписанный руководителем.
• Содержание: Автоматически сгенерированное оглавление с указанием номеров страниц для всех разделов, глав и параграфов.
• Введение: Обоснование актуальности, постановка цели и задач, определение объекта и предмета исследования.
• Основная часть: Обычно состоит из нескольких глав. В нашем случае это теоретические главы (1, 2), аналитическая (3) и практическая (4).
• Заключение: Краткие выводы по результатам всей работы.
• Список использованных источников: Библиография, оформленная по требованиям ГОСТ.
• Приложения (при необходимости): Дополнительные материалы, такие как схемы, листинги кода, большие таблицы.

Общий объем курсовой работы обычно составляет 30–40 листов печатного текста. Стандартные требования к форматированию: шрифт Times New Roman, 14 кегль, полуторный межстрочный интервал. Весь процесс работы над проектом, от сбора материала до финальной проверки, должен проходить во взаимодействии с научным руководителем.

Когда работа написана и оформлена, финальным штрихом становится грамотное заключение.

Заключение, подводящее итоги исследования

Заключение — это не просто краткий пересказ содержания глав, а синтез полученных результатов. Его главная задача — показать, что поставленная во введении цель была достигнута, а задачи — решены. Это логическая точка всего исследования.

Для написания сильного заключения рекомендуется придерживаться следующей структуры:

1. Напомнить о цели и задачах. Начните с фразы, отсылающей к введению: «Целью настоящей работы являлась разработка методики проектирования…»
2. Последовательно изложить выводы по задачам. Для каждой задачи, сформулированной во введении, приведите главный результат. Например:
   • «В ходе выполнения первой задачи была изучена трехуровневая архитектура NGN, которая является технологической основой для внедрения современных инфокоммуникационных услуг…»
   • «В результате анализа российского рынка ИКТ было установлено, что, несмотря на стагнацию 2014 года, существовал растущий спрос на отечественные программные решения…»
3. Сформулировать главный вывод. Этот вывод должен прямо отвечать на вопрос о достижении цели работы. Например: «Таким образом, цель курсовой работы достигнута: на основе изученной теории и проведенного анализа была разработана и описана модель инфокоммуникационной услуги «Навигатор», полностью отвечающая требованиям сетей NGN».
4. Обозначить перспективы. В завершение можно кратко указать, в каком направлении можно развивать данное исследование, например, «дальнейшее развитие темы может быть связано с добавлением геолокации внутри помещений или интеграцией с социальными сетями».

Такая структура делает заключение убедительным и логически завершенным.

Список использованных источников

Корректное оформление списка использованных источников (библиографии) является обязательным требованием любой научной работы. Оно не только показывает, на какие труды опирался автор, но и позволяет читателю при необходимости обратиться к первоисточникам. Все источники должны быть перечислены в алфавитном порядке и оформлены в строгом соответствии с действующим ГОСТ.

Ниже приведены примеры оформления различных типов источников:

• Книга:
  Гольдштейн, Б. С. Сети связи следующего поколения NGN / Б. С. Гольдштейн. – Санкт-Петербург : БХВ-Петербург, 2011. – 544 с.
• Научная статья из журнала:
  Иванов, А. А. Методы расчета трафика в мультисервисных сетях / А. А. Иванов, В. В. Петров // Вестник связи. – 2013. – № 5. – С. 12–18.
• Статья из сборника трудов конференции:
  Сидоров, П. Н. Особенности проектирования информационных систем для телекоммуникаций / П. Н. Сидоров // Материалы V Международной научно-технической конференции «Инфокоммуникационные технологии и сети». – Москва : МТУСИ, 2014. – С. 88–91.
• Электронный ресурс (статья на сайте):
  Анализ российского рынка ИТ: итоги 2014 года [Электронный ресурс] // CNews Analytics. – 2015. – URL: http://www.cnews.ru/reviews/2015/review_2014/ (дата обращения: 25.04.2015).
• Стандарт:
  ГОСТ Р 7.0.5-2008. Система стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу. Библиографическая ссылка. Общие требования и правила составления. – Введ. 2009–01–01. – Москва : Стандартинформ, 2008. – 24 с.