Технологии передачи, сбора и обработки информаци
Павел Кохно
По мнению экспертов, основными современными тенденциями научно-технологического развития сектора информационно-коммуникационных технологий (ИКТ) промышленного производства, в первую очередь производства оборонно-промышленным комплексом (ОПК) перспективных образцов вооружения, военной и специальной техники (ВВСТ), являются:
- фронтальный характер быстрого научно-технологического развития сектора, основанного на синергии действия множества источников инноваций и смежных отраслей;
- экспоненциальный рост технических характеристик (быстродействия, удельной вычислительной мощности), миниатюризация и снижение стоимости компонентов, что приводит к повышению вычислительных мощностей и интеллектуальных возможностей техники, сокращению жизненных циклов стандартов и технологических платформ ИКТ систем и сетей, соответствующих им товаров, услуг и цифрового контента;
- развитие повсеместных (ubiquitous), интерактивных, персонализированных сверхвысокоскоростных сетей устройств и систем глобального масштаба для создания и доставки мультимедийного контента и всевозможных услуг, а в перспективе также удовлетворения широкого круга потребностей людей исключительно с помощью ИКТ;
- рост значимости глобальных инновационных сетей, соединяющих в управлении жизненным циклом товаров и услуг возможности Интернета и технологии CALS; усиление конкуренции за внимание потребителя, снижение цены продуктов.
Для решения проблем, связанных со стремительным увеличением объема неструктурированной информации и потребностями обработки огромных ее массивов, получат развитие методы семантического анализа текстов и технологии работы со сверхбольшими объемами данных (Big Data). Проблема «больших данных» усиливается необходимостью управления колоссальными размерами разноформатной неструктурированной информации, не вписывающейся в традиционный формат. В этой связи следует обратить внимание на совершенствование технологий производства и поддержание функционирования суперкомпьютеров.
Умные инфраструктуры (smart grid) — интегрированные саморегулирующиеся и самовосстанавливающиеся электроэнергетические системы, имеющие сетевую топологию и охватывающие все генерирующие источники, магистральные и распределительные сети и все виды потребителей электрической энергии, в совокупности управляемые единой сетью автоматизированных устройств в режиме реального времени, — получат дальнейшее развитие уже в краткосрочной перспективе. На следующем этапе в целях синхронизации разрозненных отраслевых систем возрастет значение технологий сенсорных сетей и объединения сенсоров с объектами с целью их мониторинга.
Новые технологии передачи информации
Основные направления развития раздела: спутниковая связь (Кохно П. А. Пространственно-космическая экономика: монография. — М.: Первое экономическое издательство, 2026. — 194 с.). На сегодняшний день реализованы и освоены системы спутниковой связи в диапазонах частот С (4/6 ГГц), Ки (11/14 ГГц). Но в силу организационных и технических причин они имеют существенные ограничения. Интенсивно осваиваются более высокие Ка-диапазоны (18/30 ГГц), позволяющие получить большую полосу пропускания радиосигнала. При этом для «экономии» радиочастотного ресурса и увеличения энергетических возможностей радиолинии на космическом аппарате применяют многолучевые антенные системы с как можно более узкими диаграммами направленности (до 0,35).
Для развития направления «Спутниковая связь» Россия обладает достаточными кадровыми ресурсами. Инженерные и научные школы являются одними из ведущих в мире. Важнейшей преференцией являются наличие развитой ракетно-космической промышленности и и соответствующими возможностями по выводу полезной нагрузки в космос. В настоящее время в космосе находится большая группировка военных и гражданских спутников связи различных классов. В 2026 году на околоземной орбите появилась новая группа связных спутников «Рассвет‑3». Россия продолжает создавать орбитальную группировку спутников связи, которая обеспечит пользователем прямой выход в Интернет. Некий аналог системы Старлинк Илона Маска.
В дополнение к ранее запущенным спутникам «Рассвет» на орбиту 19 июля 2026 года запущена вторая партия космических аппаратов. Старт состоялся с космодрома Плесецк на ракете-носителе «Союз‑2.1б».
Широкополосный доступ. Важнейшим технологическим условием построения глобального информационного общества является создание и развитие адекватных сетей широкополосного доступа (ШПД) к ресурсам мультисервисных сетей. Высоким требованиям по широкополосности в большей степени отвечают спутниковые технологии на частотах дециметрового, сантиметрового и миллиметрового диапазонов либо оптические диапазоны на земле (FTTx, FSO и др.). Если же брать за основу стоимость предоставления услуг, то перспективными представляются технологии на базе уже построенной инфраструктуры с использованием телефонных и радиотрансляционных линий, линий электропередачи и кабельного телевидения, различных систем радиодоступа (xDSL, PLC, Wi-Fi, WiMAX и др.). Широкополосный доступ как ключевой экономический индикатор, кроме высокой скорости, обеспечивает непрерывное подключение к Интернету и двустороннюю связь, т. е. возможность принимать и передавать информацию на высоких скоростях одновременно.
Основным направлением развития новых технологий доступа является увеличение скорости доступа, которое позволит не просто быстро получать информацию, а выйти на качественно иной уровень взаимодействия с мультисервисными сетями. Наиболее перспективным подходом, позволяющим достигнуть требуемых результатов является сверхширокополосный доступ (UltraWide Band, UWB). При условии, что сигнал должен иметь гармоническую несущую, проблема выбора технологии сводится к поиску оптимального метода модуляции несущей. Таковы современные механизмы реализации сверхширокополосного доступа. При отказе от постулата гармонической несущей возникает возможность применения различных сверхширокополосных нестационарных сигналов, когда форма их элементов определяется свободными колебаниями линии связи.
Новые технологии организации сетей
Одним из важнейших направлений развития раздела является «Интернет вещей». Развитие сетей связи общего пользования (ССОП) в первом десятилетии ХХI века осуществлялось на базе концепции сетей связи следующего поколения (NGN –Next Generation Network). Концепция NGN предусматривает эволюционный переход от сетей с коммутацией каналов к сетям с коммутацией пакетов, что сегодня реализовано в виде фрагментов сетей или крупномасштабных сетей с коммутацией пакетов практически всеми ведущими операторами мира. Параллельно с этим процессом начало ХХI века ознаменовалось конверсией сенсорных сетей, созданием теории и практической реализацией так называемых всепроникающих сенсорных сетей (USN — Ubiquitous Sensor Networks).
С одной стороны, клиентская база в виде человека с его терминалами исчерпала себя, с другой, появление возможности взаимодействия устройств между собой без участия человека поставили вопрос о необходимости разработки новой концепции развития ССОП. Замечательно оправдавшая себя концепция NGN вместе с тем была рассчитана на обслуживание единиц и нескольких десятков миллиардов пользователей. Взаимодействие же устройств между собой заставляет задуматься о построении триллионной сети, т. е. сети, в которой число пользователей будет измеряться единицами и десятками триллионов. Такая концепция получила название «Интернет вещей» (ИВ).
В современном сетевом понимании вещи определяются Сектором стандартизации телекоммуникаций МСЭ (МСЭ-Т) в концепции ИВ как объекты физического мира (физические вещи) или информационного мира (виртуальные вещи), которые можно идентифицировать и интегрировать в сети связи. Международный исследовательский беспроводный форум оценивает число вещей в сети в 8 трлн единиц к 2027 г. В то же время предельное значение числа вещей в сетях связи оценивается как 3000–5000 единиц в расчете на одного человека, что позволяет говорить о 50 трлн вещей в сети. С учетом принятой аппроксимации процессов развития телекоммуникаций логистической кривой и оценки периода устойчивого развития новых технологий на примерах широкополосного доступа и сетей 3G, можно спрогнозировать 10‑летний цикл устойчивого развития ИВ на период с 2026 по 2030 гг. Такое громадное число терминалов требует по-новому подойти и к созданию сетей связи. Триллионные сети могут быть построены на основе самоорганизующихся сетей, подразумевающих наличие случайного числа узлов и взаимосвязей между ними в любой конкретный момент времени существования сети. Последнее полностью соотносится с фундаментальными характеристиками концепции ИВ.
Новые технологии распространения контента
Одно из важнейших направлений развития раздела технология передачи видео в интернете мультикаст (multicast). В мире постоянно производится гигантское количество цифрового контента, и этот объем постоянно растет. Объем рынка цифрового контента оценивается в 500 миллиардов долларов США в 2025 году и, по оценкам, достигнет 1 триллиона долларов США к 2034 году, демонстрируя среднегодовой темп роста 8,9 % в 2026–2034 годах. Растет также объем контента, передаваемого через сети мобильной связи: объем передаваемого трафика в российских сотовых сетях с введением формата 3G удвоился.
Эксперты считают, что адаптивное потоковое видео через HTTP (транспортный протокол TCP) и технологию юникаст (однонаправленная передача данных) — это тупиковые пути для передачи видео в интернете, так как с их помощью невозможно обеспечить массовое распространение видео хорошего качества за разумные деньги. Как и внутри операторской сети, в общем интернете нужно использовать сетевой протокол UDP и мультикаст (технологию групповой передачи) — сервер знает, какой группе адресов он должен послать одинаковую информацию, а «умные» маршрутизаторы по дороге получают специальные указания и пересылают общие пакеты в единственном экземпляре, если они идут по одному и тому же маршруту. Соответствующие маршрутизаторы разрабатывают и Juniper, и Cisco. У мультикаста будет большое будущее, и, возможно, интернет станет основной средой передачи телевидения. Дальнейшее развитие технологии развития распространения контента может быть связано с появлением индивидуального информационного профиля, сопровождающего потребителя во всех его перемещениях, с развитием биоэлектроники, проектированием изображений на сетчатку глаза, или даже прямо в мозг.
Перспективные Web-технологии и системы. Основные направления развития перспективных Web-технологий и систем
Моделирование развития «цифровой вселенной». В ноябре 2024 года завершилась крупнейшая цифровая симуляция Вселенной. Суперкомпьютер Frontier из Ок-Риджской национальной лаборатории (ORNL) использовал более 9000 узлов для создания модели расширяющейся Вселенной объемом свыше 31 миллиарда кубических мегапарсек. Это крупнейший проект такого рода, который поможет ученым изучить природу темной материи и эволюцию Вселенной.
Инфраструктура цифровой вселенной становится все более взаимосвязанной: информация уже не концентрируется в регионе, где с ней работают, да и необходимости в этом нет. Спрос на облачные вычисления продолжает расти. По данным аналитиков Gartner, объем мирового рынка публичных облачных сервисов в 2024 году превысил 600 млрд долларов, а в 2026 году ожидается дальнейший рост за счет ИИ-нагрузок, данных и гибридных сценариев. Ключевая тенденция — облака стали базовой платформой для инноваций. Компании больше не обсуждают «переходить ли в облако», а выбирают, как именно его использовать: публичное, частное или гибридное облако. Остальная часть — данные систем видеонаблюдения, встроенных и медицинских систем, информация с компьютеров, телефонов, бытовой электроники.
Разработка методов структурирования новостных потоков и методов выявления сообществ в социальных сетях и связей между ними. Социальные сети с многомиллионным количеством их участников это не только крупнейшие поставщики и потребители информации — это новая, «интерактивная» модель альтернативы традиционным средствам коммуникаций и массовой информации. Пользователь становится продюсером рынка. Интернет-версия Web 2.0 позволяет контактировать друг с другом совсем на другом уровне (дискуссионные форумы, сообщества по интересам), активно создавать контент в Сети (видеоролики, блоги, сайты и т. д.).
Число пользователей социальных сетей ежегодно увеличивается в среднем на 22 %. Мировой лидер — социальная сеть Facebook* (более 1 млрд пользователей), Twitter* (в настоящее время Х) за три года привлек двухсотмиллионную аудиторию. Очевидно, что на фоне роста популярности социальных технологий активно растет спрос на платформы для этих сетей (38 % в текущем году и, по прогнозам, этот темп сохранится в течение ближайших пяти лет). Отечественный рынок корпоративного программного обеспечения в 2026 году вырастет на уровне 2025 года и составит около 277 млрд руб. При этом в 2024 году рынок вырос на 31 %. Аналитики связывают некоторое замедление с завершением первой волны импортозамещения и давлением экономических факторов на бюджеты заказчиков: компании стали осторожнее относиться к новым проектам и откладывать инвестиции на будущее.
Формирование IoT (Internet of Things), включая сенсорные сети на его низовых уровнях с применением датчиков и исполнительных органов на новых физических принципах, «повсеместное» позиционирование и «повсеместная» идентификация объектов в IoT, интерфейсы пользователей с объектами в IoT на основе новых когнитивных принципов. Беспроводные сенсорные сети все активнее проникают в окружающую среду. По прогнозам ведущих экспертов в области телекоммуникаций, до семи триллионов беспроводных устройств будет использоваться в мире к 2030 гг. Сенсорные сети как часть IoT займут важнейшее место в сетях связи уже в среднесрочной перспективе; разработка технологий отбора и агрегирования информации из распределенных источников в соответствии с индивидуальными предпочтениями абонента; создание контекстно-ориентированных систем, использующих сведения о местоположении и профиле (социальном, эмоциональном, культурном и др.).
Технологии и системы цифровой реальности и перспективные интерфейсы между человеком и ИТКС. Основные направления развития раздела: создание перспективных интерфейсов между человеком и ИКТ: управление жестами, мимикой, «умная» одежда, мозг-машинные интерфейсы и др.; исследования в области технологий и приложений виртуальной реальности. К приоритетному направлению развития можно отнести: проектирование системы интерпретации числовых значений координат с указанием параметров моделей в перечнях описаний процессов и событий, способов представления числовых значений характеристик информационных моделей, характеристик оформления способов интерпретации и условий завершения вывода информации.
Показатели функционирования информационных систем, алгоритмов обработки информации и организации работы с данными и требования по оптимизации функционирования вычислительных процессов. Одним из основных разделов в проектировании интерфейсов современных компьютерных программ является формирование и обоснование перечня способов отображения числовых значений координат математических моделей. В системах интерпретации должен быть обеспечен режим сетевого мониторинга математического имитатора, включая ввод команд управления моделируемыми процессами и отображение числовых значений координат моделей на указанные местные.
Геоинформационные технологии
Основные направления развития геоинформационные технологий: создание российского национального стандарта (формата/форматов данных) по работе с пространственно-координированной информацией; разработка инструментария для создания пользовательских плагинов и программных модулей с целью применения единой геоинформационной платформы для высокотехнологичных производств и интеллектуальных решений (исследовательские комплексы и системы), адаптация технологий к широкому спектру прикладных задач; развитие математического аппарата, алгоритмического обеспечения (методы и способы обработки данных с целью анализа и принятия решений, искусственный интеллект и т. п.); разработка программно-аппаратных средств для повышения качества визуализации (новые технологии: на более высоком уровне визуализация изображений); средства визуального 3D-проектирования и управления пространственными объектами (переход от сенсорных технологий и плоских изображений к 3D-технологиям).
В настоящее время в России наблюдается тенденция приобретения лицензионного программного обеспечения в случаях, когда невозможно приобретение дешевых аналогов (как правило, это универсальные тиражируемые геоинформационные системы, ГИС), даже с менее удовлетворительными характеристиками. Повсеместно применяется малофункциональное, но более дешевое программное обеспечение и аппаратные средства. Изменение ситуации возможно лишь в условиях появления действительно инновационных, уникальных и «прорывных» технологий, их защита (интеллектуальной собственности) и оперативное внедрение на российском и зарубежном рынках. Это в первую очередь касается технологий для массового использования и тиражирования (телевидение, игровая индустрия, массовые интернет-технологии и информационные сервисы).
Развитие специализированных технологий, применяемых, например, в оборонной промышленности, космической отрасли и т. п., широкого рынка не предполагают. Их ценность в укреплении стратегически важных аспектов для страны в целом. В более долгосрочной перспективе при реализации единого информационного пространства, потребителями данной ГИС-технологии становятся все государственные структуры, обеспечивающие безопасность (политическую, экологическую, юридическую и т. п.) страны.
Продолжение следует
* Экстремистская организация, запрещенная в РФ
Автор
Павел Кохно, доктор экономических наук, профессор, директор Института нечетких систем
