Модели системы связи в условиях преднамеренных дестабилизирующих воздействий и ведения разведки

С.И. Макаренко 
 
 
Модели системы связи 
в условиях преднамеренных 
дестабилизирующих воздействий 
и ведения разведки 
 
 
 
 
 
Монография 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Санкт-Петербург 
Наукоемкие технологии 
2020 
 
 

УДК 623.61 
ББК 68.517 
M15 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
M15 Макаренко С.И. 
Модели системы связи в условиях преднамеренных дестабилизирующих 
воздействий и ведения разведки. Монография. – СПб.: Наукоемкие 
технологии, 2020. – 337 с. 
 
ISBN 978-5-6044429-5-1 
 
В монографии представлены описательные и формальные модели системы 
связи специального назначения, функционирующей в условиях дестабилизирующих воздействий и ведения разведки. Данные модели учитывают современное состояние и тенденции развития технологий связи, средств вооружения 
и способов их применения. В качестве дестабилизирующих воздействий рассмотрены воздействия на систему связи со стороны средств физического (огневого) поражения, средств радиоэлектронного подавления, средств функционального поражения электромагнитным излучением и способов информационно-технического воздействия. В качестве средств разведки рассмотрены средства радио- и радиотехнической, оптико-электронной, компьютерной разведок. 
Отличительной особенностью разработанных формальных моделей является 
формализация процесса взаимодействия системы связи, системы дестабилизирующего воздействия и системы разведки в виде информационного конфликта. 
Материалы работы предназначены для научных сотрудников, соискателей 
ученых степеней, военных и технических специалистов, занимающихся вопросами исследования устойчивости, живучести и помехозащищенности систем 
специальной связи. 
Отдельные результаты, представленные в данной монографии, получены в 
рамках госбюджетной темы НИР СПИИРАН № 0073-2019-0004. 
 
 
 
Напечатано с оригинал-макета, подготовленного автором. 
 
© Макаренко С.И., 2020. 
© СПб ФИЦ РАН; СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2020. 
© Издательство «Наукоемкие технологии», 
2020. 
УДК 623.61 
ББК 68.517 
Рецензенты: 
Боговик Александр Владимирович, кандидат технических наук, профессор; 
Гречишников Евгений Владимирович, доктор технических наук, профессор; 
Михайлов Роман Леонидович, кандидат технических наук; 
Финько Олег Анатольевич, доктор технических наук, профессор; 
Цимбал Владимир Анатольевич, доктор технических наук, профессор. 
 
ISBN 978-5-6044429-5-1 

С чувством глубокой благодарности посвящаю свою работу моим учителям: 
 
учителю математики гимназии № 25 
г. Ставрополя 
Юлии Марковне Кудриной; 
 
кандидату технических наук доценту 
Александру Васильевичу Кихтенко; 
 
кандидату технических наук профессору 
Анатолию Вячеславовичу Баженову; 
 
доктору технических наук профессору 
Владимиру Ильичу Владимирову; 
 
доктору технических наук профессору 
Александру Григорьевичу Ломако; 
 
доктору военных наук профессору 
Юрию Ивановичу Стародубцеву; 
 
доктору технических наук профессору 
Валерию Игоревичу Курносову. 
 
С.И. Макаренко 
 
 

Оглавление 
 
ВВЕДЕНИЕ .............................................................................................................. 10 
1. ОПИСАТЕЛЬНАЯ МОДЕЛЬ СИСТЕМЫ СВЯЗИ СПЕЦИАЛЬНОГО 
НАЗНАЧЕНИЯ ........................................................................................................ 20 
1.1. Система связи специального назначения: определение, состав, 
требования ................................................................................................................ 21 
1.1.1. Основные термины и определения в области систем связи ................. 21 
1.1.2. Характеристика системы связи специального назначения как 
организационно-технической системы ............................................................. 23 
1.1.3. Состав и структура системы связи специального назначения ............. 24 
1.1.4. Основные требования, предъявляемые к системе связи специального назначения ......................................................................................... 27 
1.2. Основные тенденции развития систем связи специального назначения на современном этапе .................................................................................. 32 
1.2.1. Многоэшелонированное построение систем связи специального 
назначения ............................................................................................................ 33 
1.2.2. Использование в системах связи специального назначения 
канальных и сетевых ресурсов, арендуемых у коммерческих операторов связи ........................................................................................................... 35 
1.2.3. Использование в системах связи специального назначения технологий коммутации пакетов и коммерческих протоколов связи ................. 37 
1.2.4. Построение систем связи специального назначения в соответствии с концепцией NGN .................................................................................... 40 
1.2.5. Переход от систем связи к инфокоммуникационным системам 
специального назначения ................................................................................... 47 
1.3. Основные протоколы и технологии системы связи специального 
назначения ................................................................................................................ 50 
1.3.1. Базовые технологии физического и канального уровня ....................... 51 
1.3.2. Базовые протоколы технологии IP .......................................................... 53 
1.3.3. Протоколы маршрутизации ...................................................................... 54 
1.3.4. Протоколы групповой пересылки данных .............................................. 55 
1.3.5. Протоколы повышения устойчивости маршрутизации и доставки пакетов ............................................................................................................. 56 
1.3.6. Протоколы и технологии обеспечения качества обслуживания .......... 56 
1.3.7. Протоколы безопасности .......................................................................... 59 

1.3.8. Межсистемные протоколы и интерфейсы .............................................. 60 
1.4. Проблемные вопросы обеспечения устойчивости систем связи специального назначения на современном этапе их развития ................................. 63 
1.4.1. Проблемные вопросы, обусловленные переходом систем связи 
специального назначения от технологий коммутации каналов к 
технологиям коммутации пакетов ..................................................................... 64 
1.4.2. Проблемные вопросы, обусловленные использованием в системах связи специального назначения канальных и сетевых ресурсов, 
арендуемых у коммерческих операторов связи ............................................... 66 
1.4.3. Проблемные вопросы, обусловленные построением систем 
связи специального назначения в соответствии с концепцией NGN ............ 68 
1.4.4. Проблемные вопросы управления системой связи специального 
назначения, построенной в соответствии с концепцией NGN ....................... 69 
Выводы по первой главе ......................................................................................... 72 
2. ОПИСАТЕЛЬНАЯ МОДЕЛЬ СИСТЕМ И СРЕДСТВ ДЕСТАБИЛИЗИРУЮЩИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ ............................................................................. 73 
2.1. Общие подходы к применению дестабилизирующих воздействий на 
системы связи в современных вооруженных конфликтах .................................. 74 
2.2. Описательная модель систем и средств физического поражения .............. 76 
2.2.1. Высокоточное оружие .............................................................................. 76 
2.2.2. Самонаводящееся на излучение оружие ................................................. 80 
2.2.3. Оружие на новых физических принципах .............................................. 81 
2.2.3.1. Гиперзвуковые средства поражения ................................................ 81 
2.2.3.2. Средства кинетического поражения (рельсовые пушки) .............. 82 
2.3. Описательная модель систем и средств радиоэлектронной борьбы .......... 84 
2.3.1. Средства радиоэлектронного подавления .............................................. 88 
2.3.1.1. Средства радиоэлектронного подавления воздушного базирования ......................................................................................................... 89 
2.3.1.2. Средства радиоэлектронного подавления наземного базирования ............................................................................................................. 91 
2.3.2. Средства функционального поражения на основе мощного СВЧ 
электромагнитного излучения ........................................................................... 93 
2.3.3. Средства функционального поражения на основе лазерного 
излучения ........................................................................................................... 100 
2.3.4. Средства функционального поражения на основе преднамеренного силового электромагнитного воздействия ............................................. 101 

2.4. Описательная модель средств и способов информационно-технических воздействий ..................................................................................................... 105 
2.4.1. Общая классификация информационно-технических воздействий и средств их реализации......................................................................... 105 
2.4.2. Оборонительные информационно-технические воздействия ............ 110 
2.4.3. Обеспечивающие информационно-технические воздействия ........... 111 
2.4.4. Атакующие информационно-технические воздействия ..................... 111 
2.4.4.1. Классификация атакующих информационно-технических 
воздействий .................................................................................................... 112 
2.4.4.2. Удаленные сетевые атаки ................................................................ 114 
2.4.4.3. Компьютерные вирусы .................................................................... 116 
2.4.4.4. Программные закладки .................................................................... 117 
2.4.4.5. Аппаратные закладки ....................................................................... 118 
Выводы по второй главе ....................................................................................... 120 
3. ОПИСАТЕЛЬНАЯ МОДЕЛЬ СИСТЕМ И СРЕДСТВ РАЗВЕДКИ ............. 121 
3.1. Общие подходы к разведке систем связи специального назначения ....... 121 
3.2. Общие сведения о технической разведке .................................................... 123 
3.3. Описательная модель систем и средств  радио- и радиотехнической 
разведки .................................................................................................................. 125 
3.3.1. Средства космического базирования .................................................... 127 
3.3.2. Средства воздушного базирования ........................................................ 127 
3.3.3. Средства наземного базирования .......................................................... 129 
3.4. Описательная модель систем и средств оптико-электронной 
разведки .................................................................................................................. 130 
3.4.1. Средства космического базирования .................................................... 131 
3.4.2. Средства воздушного базирования ........................................................ 131 
3.5. Описательная модель средств и способов компьютерной разведки ........ 131 
3.5.1. Средства и способы компьютерной разведки ...................................... 131 
3.5.2. Разведка по открытым источникам ....................................................... 135 
Выводы по третьей главе ...................................................................................... 137 
4. КОНЦЕПТУАЛЬНАЯ МОДЕЛЬ СИСТЕМЫ СВЯЗИ В УСЛОВИЯХ 
ДЕСТАБИЛИЗИРУЮЩИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ И ВЕДЕНИЯ РАЗВЕДКИ ..... 139 
4.1. Общие подходы к представлению системы связи в условиях дестабилизирующих воздействий и ведения разведки в виде информационного конфликта .............................................................................................. 139 

4.2. Описание условий информационного конфликта ...................................... 141 
4.3. Постановка задачи на моделирование ......................................................... 144 
4.4. Схема концептуальной модели ..................................................................... 148 
4.5. Формализация основных аспектов, определяющих выигрыш в 
информационном конфликте ............................................................................... 153 
4.6. Способы достижения выигрыша в многоэтапном информационном 
конфликте ............................................................................................................... 154 
4.7. Эффективность управления организационно-технической системой 
в условиях информационного конфликта ........................................................... 158 
4.7.1. Управление организационно-технической системой в условиях 
информационного конфликта .......................................................................... 158 
4.7.2. Многоуровневая модель управления организационно-технической системой в условиях информационного конфликта .............................. 161 
4.7.3. Понятие информационного ущерба ...................................................... 163 
4.8. Актуальные 
направления 
совершенствования 
концептуальной 
модели ..................................................................................................................... 165 
4.8.1. Модель информационного конфликта между сторонами, состоящими из систем управления и связи, системы разведки и дестабилизирующих воздействий ............................................................................ 165 
4.8.2. Модель информационного конфликта с координацией конфликтующих систем .......................................................................................... 167 
4.8.3. Модель информационного конфликта в глобальном инфокоммуникационном пространстве с учетом возможностей захвата информационных ресурсов и подыгрыша среды функционирования ............. 168 
4.8.4. Модель информационного конфликта с учетом многоуровневого 
построения системы связи ................................................................................ 170 
Выводы по четвертой главе .................................................................................. 171 
5. ДИНАМИЧЕСКАЯ МНОГОУРОВНЕВАЯ МОДЕЛЬ СИСТЕМЫ 
СВЯЗИ В УСЛОВИЯХ ДЕСТАБИЛИЗИРУЮЩИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ И 
ВЕДЕНИЯ РАЗВЕДКИ ......................................................................................... 173 
5.1. Постановка задачи на моделирование ......................................................... 173 
5.2. Динамическая модель протокола системы связи ........................................ 178 
5.2.1. Схема модели ........................................................................................... 179 
5.2.2. Формализация процесса функционирования протокола .................... 181 
5.2.3. Формализация критерия эффективного функционирования протокола .................................................................................................................. 183 

5.2.4. Формализация канала наблюдения протокола со стороны системы управления связью ................................................................................... 184 
5.2.5. Формализация канала управления протоколом со стороны системы управления связью ...................................................................................... 186 
5.2.6. Формализация канала разведки протокола со стороны системы 
дестабилизирующих воздействий ................................................................... 189 
5.2.7. Формализация канала воздействия на протокол со стороны 
системы дестабилизирующих воздействий .................................................... 190 
5.2.8. Итоговые выводы .................................................................................... 195 
5.3. Динамическая многоуровневая модель системы связи .............................. 196 
5.3.1. Схема модели ........................................................................................... 196 
5.3.2. Формализация пространственно-распределенной структуры системы связи .......................................................................................................... 201 
5.3.3. Формализация процесса функционирования системы связи ............. 202 
5.3.4. Формализация показателей качества функционирования системы связи .......................................................................................................... 202 
5.3.5. Формализация каналов наблюдения и разведки .................................. 207 
5.3.6. Формализация системы управления связью и системы дестабилизирующих воздействий ............................................................................. 207 
5.3.7. Формализация особенностей управления системой связи и воздействия на нее как на многоуровневую систему .......................................... 208 
5.3.8. Итоговые выводы .................................................................................... 216 
Выводы по пятой главе ......................................................................................... 216 
6. ТОПОЛОГИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ СИСТЕМЫ СВЯЗИ В УСЛОВИЯХ 
ДЕСТАБИЛИЗИРУЮЩИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ И ВЕДЕНИЯ РАЗВЕДКИ ..... 217 
6.1. Анализ понятия устойчивости системы связи ............................................ 217 
6.1.1. Системный подход к определению понятия устойчивость ................ 217 
6.1.2. Понятие устойчивости, учитывающее особенности функционирования системы связи и дестабилизирующие воздействия на нее ........ 219 
6.2. Постановка задачи на моделирование.......................................................... 221 
6.3. Обоснование и формализация показателя устойчивости системы 
связи взаимосвязанного с показателями связности в теории графов .............. 225 
6.4. Формализация структурных параметров устойчивости системы 
связи с учетом дестабилизирующих воздействий различного типа на ее 
отдельные элементы .............................................................................................. 230 
6.5. Формализация структурных параметров устойчивости системы 
связи с учетом ведения разведки против ее отдельных элементов .................. 232 

6.6. Формализация структурных параметров устойчивости системы 
связи с учетом требований к качеству обслуживания трафика ....................... 236 
6.7. Формализация временных параметров устойчивости системы связи с 
учетом длительности процессов восстановления связи .................................... 237 
6.8. Итоговая схема оценивания устойчивости на основе топологической 
модели системы связи ........................................................................................... 238 
Выводы по шестой главе ...................................................................................... 240 
7. ИГРОВАЯ МОДЕЛЬ СИСТЕМЫ СВЯЗИ В УСЛОВИЯХ ДЕСТАБИЛИЗИРУЮЩИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ И ВЕДЕНИЯ РАЗВЕДКИ ........................ 241 
7.1. Постановка задачи на моделирование ......................................................... 241 
7.2. Формализация структур системы связи и системы дестабилизирующих воздействий ............................................................................................. 243 
7.3. Формализация показателя качества системы связи .................................... 244 
7.4. Формализация процесса взаимодействия системы связи и системы 
дестабилизирующих воздействий в виде игры .................................................. 245 
7.5. Формализация многоэтапного игрового информационного конфликта системы связи .............................................................................................. 249 
7.6. Формализация процесса принятия решений в многоэтапном игровом 
информационном конфликте ............................................................................... 250 
Выводы по седьмой главе ..................................................................................... 254 
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ..................................................................................................... 255 
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ ................................................................................... 256 
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ ............................................... 265 
Обозначения, используемые в 4-ой главе ........................................................... 265 
Обозначения, используемые в 5-ой главе ........................................................... 265 
Обозначения, используемые в 6-ой главе ........................................................... 274 
Обозначения, используемые в 7-ой главе ........................................................... 277 
ГЛОССАРИЙ ТЕРМИНОВ И ОПРЕДЕЛЕНИЙ ............................................... 279 
ЛИТЕРАТУРА ....................................................................................................... 306 
 

Введение 
«Связь – она как воздух. Пока она есть, 
это воспринимается как само собой разумеющейся, но когда она пропадет, процессы управления стремительно погружаются в пучину хаоса, а командиры становятся бессильными наблюдателями, обреченными безмолвно созерцать свой неминуемо приближающийся бесславный конец…» 
Из лекции о роли связи в управлении 
войсками. 
 
Рубеж XX – XXI веков ознаменовался информационно-технической революцией, которая характеризуется факторами всемирного доступа к глобальному информационному пространству и широким распространением высокопроизводительных средств передачи информации. Достижения информационно-технической революции были использованы для создания новых технологий, 
внедрение которых позволило в кратчайшие сроки развернуть по всему миру 
глобальную информационную инфраструктуру, представляющую потребителям принципиально новые сервисы по передаче и обработке информации. Указанные положительные тенденции характерны и для систем связи специального 
назначения, составляющих технологическую основу систем государственного и 
военного управления. В этих системах связи с середины 90-ых годов XX века 
наблюдается устойчивая тенденция к заимствованию коммерческих технологических решений и даже целых стеков протоколов из «гражданской» сферы. 
Вместе с тем, данные коммерческие технологии не в полной мере отвечают потребностям систем связи специального назначения. Несмотря на то, что такое 
заимствование действительно обеспечивает существенный прирост пропускной 
способности сетей и своевременности передачи информационных потоков, а 
также и расширение диапазона предоставляемых связных услуг, итоговая 
устойчивость функционирования как отдельных коммерческих технологий, так 
и всей системы связи, построенной на ее основе, вызывает сомнения. 
Информационно-техническая революция привела не только к быстрому 
развитию систем связи, подобное революционное развитие произошло и в 
средствах разведки и нападения, ориентированных на нарушение устойчивости 
систем связи специального назначения. Если ранее в качестве основных 
средств физического поражения узлов связи рассматривались, прежде всего, 
огневые средства ракетных войск и артиллерии, а в качестве средств дестабилизирующего воздействия на линии связи – средства радиоэлектронного подавления (РЭП), то с начала XXI века ситуация изменилась. Опыт военных конфликтов показывает, что основным средством поражения в современной войне 
является высокоточное оружие (ВТО). Именно за счет использования ВТО в 
ходе нанесения глобального удара в первые минуты начала войны уничтожается до 70-80% инфраструктуры систем государственного и военного управления,