Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Радиотехнические устройства и средства телекоммуникаций

Диссертационная работа:

Гавлиевский Серго Леонидович. Методы анализа мультисервисных сетей связи с несколькими классами обслуживания: автореферат дис. ... кандидата технических наук: 05.12.13 / Гавлиевский Серго Леонидович;[Место защиты: Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики].- Самара, 2012.- 32 с.

смотреть введение
Введение к работе:

Актуальность темы исследования. Задача построения современного информационного общества немыслима без развертывания мощных высокопроизводительных мультисервисных сетей. Именно поэтому все Операторы, входящие в ОАО «Связьинвест», а также Операторы корпоративных и ведомственных сетей поставили в качестве приоритетной задачу построения и реконструкции мультисервисных сетей на базе пакетной коммутации с использованием ІР-протокола.

При проектировании такого рода сетей проектировщики столкнулись с очень серьезной проблемой. Если для расчета сетей с коммутацией каналов имеется удобный и проверенный временем математический аппарат, реализованный в виде компьютерных программ на автоматизированном рабочем месте (АРМ) проектировщика, то для сетей с коммутацией пакетов дело обстоит гораздо сложнее. Автоматические телефонные станции (АТС) появились много десятилетий тому назад и их модели хорошо описаны в технической литературе, в то время же такие телекоммуникационные устройства сетей с пакетной коммутацией как маршрутизаторы, серверы, шлюзы и некоторые другие стали широко использоваться относительно недавно. Поэтому модели сетей на их основе недостаточно проработаны, а методы расчета не доведены до практической реализации.

Значительный вклад в решение вопросов, связанных с созданием теоретического и практического задела построения современных мультисервисных сетей, внесли работы отечественных ученых Г.П. Башарина, В.М. Вишневского, B.C. Гладкого, Б.С. Гольдштейна, В.А. Ершова, Г.П. Захарова, В.А. Ивницкого, В.В. Крылова, Н.А. Кузнецова, А.Е. Кучерявого, В.Г. Лазарева, А.Н. Назарова, А.П. Пшеничникова, СИ. Самойленко, К.Е. Самуйлова, Ю.А. Семенова, Н.А. Соколова, С.Н. Степанова, Э.И. Якубайтиса, Г.Г. Яновского и зарубежных специалистов Д. Барбера, Д. Девиса, Л. Клейн-рока, Дж. Мартина, Р. Мобли, М.А. Шнепс-Шнеппе, М. Шварца, Фриша и других.

Актуальность темы нашла подтверждение в таких руководящих материалах как:

  1. Концептуальные положения по построению мультисервисных сетей на ВСС России. Утверждены Минсвязью РФ 25 января 2002 г;

  2. Принципы построения мультисервисных местных сетей электросвязи. Руководящий технический материал. 2005 год;

  3. Стратегия развития информационного общества в Российской Федерации. Утверждена Президентом Российской Федерации В.Путиным 7 февраля 2008 г., № Пр-212.

Цель и задачи исследования. Цель и задачи работы заключаются в разработке методов расчета вероятностно-временных характеристик (ВВХ) мультисервисных сетей. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие основные задачи:

  1. Осуществить рассмотрение сценариев эволюции существующих одно-сервисных сетей и их миграции к мультисервисным с целью формулирования требований к методам анализа современных сетей.

  2. Провести анализ архитектур сетей переходного периода, а также сетей связи следующего поколения - Next Generation Network (NGN) и описание их компонентов в терминах теории массового обслуживания (ТМО).

  3. Сформулировать системный подход к построению моделей и разработке методов расчета характеристик мультисервисных сетей.

  4. Описать потоки на узлах и ветвях сети в условиях статистического равновесия.

  5. Описать типовые топологии мультисервисных сетей в терминах теории множеств.

  6. Разработать методы расчета характеристик сетей с несколькими классами обслуживания.

7. Выполнить с использованием разработанных программных средств
расчеты характеристик сетей и провести системный анализ.
Объектом исследования являются мультисервисные сети с несколь
кими классами обслуживания.

Предметом исследования являются модели и методы, предназначенные для расчета характеристик качества обслуживания и последующего системного анализа мультисервисных сетей.

Методология исследования. Для решения поставленной задачи используются элементы теории сложных систем, аппарат конечных дискретных цепей Маркова (КДЦМ), теория телетрафика, ТМО, теория графов, элементы теории множеств, матричный аппарат, элементы вычислительной математики.

Научные результаты, выносимые на защиту

  1. Процедура расчета элементов матрицы переходных вероятностей (МПВ), описывающей процесс передачи одиночного пакета по сети в виде дискретной марковской цепи с поглощающими состояниями.

  2. Соотношения, связывающие для важнейших частных случаев элементы таблиц распределения информации (таблиц коммутации по меткам, маршрутных таблиц, таблиц коммутации) с элементами МПВ.

  3. Соотношения, описывающие типовые топологии сетей в терминах теории множеств.

  4. Системы нелинейных алгебраических уравнений (СНАУ), описывающие потоки на ветвях и узлах сети в стационарном режиме и позволяющие рассчитать для каждой категории обслуживания время задержки и вероятности потерь пакетов между каждой парой узлов сети, а также потоки на ветвях и узлах сети, задержки, вероятности блокировок и уровни загрузок каналов.

  5. Методы, основанные на решении СНАУ, позволяющие рассчитывать характеристики сети в условиях совместного воздействия различных факторов, в том числе при изменениях:

нагрузки;

структуры тяготения;

пропускной способности каналов;

при отказе оборудования и обрывах каналов;

числа классов обслуживания.

6. Результаты расчетов, позволяющие определить наиболее критические места на сети в условиях совместного воздействия различных факторов, оценить эффект от разделения пакетов на классы обслуживания. Научная новизна результатов исследования.

  1. Разработана процедура расчета элементов МПВ, описывающей процесс передачи пакетов по сети в виде дискретной марковской цепи с поглощающими состояниями.

  2. Для важнейших частных случаев получены соотношения, связывающие элементы таблиц распределения информации (таблиц коммутации по меткам, маршрутных таблиц, таблиц коммутации) с элементами МПВ.

  3. Разработаны математические модели в форме СНАУ, описывающих потоки на ветвях и узлах сети в стационарном режиме как при использовании одного, так и нескольких классов обслуживания.

  4. Разработаны алгоритмы и методы расчета характеристик сетей, основанные на решении СНАУ.

  5. Получены соотношения, позволяющие описывать типовые топологии сетей в терминах теории множеств.

  6. Получены результаты, позволяющие оценить эффект от разделения пакетов на классы обслуживания, определить каналы сети, склонные к перегрузкам, дать рекомендации по разгрузке наиболее перегруженных каналов, изучить влияние места обрыва канала на характеристики качества обслуживания.

Обоснованность и достоверность основных результатов работы обеспечивается строгим характером использованных методов, адекватностью и корректностью примененного математического аппарата, сопоставлением с аналогичными результатами, полученными другими исследователями. Достоверность положений и выводов работы подтверждается результатами моделирования, практической реализацией и внедрением разработок.

Личный вклад. Все результаты, составляющие содержание данной работы, получены автором самостоятельно, соответствуют пунктам 1и 2 паспорта специальности 05.12.13. В главе 6 использована программа, разработанная автором лично.

Практическая значимость работы

Использование разработанных методов позволит рассчитать характеристики сети при различном наборе исходных данных, увеличить возможное количество рассматриваемых вариантов и выбрать из них оптимальный на основе строгого научного анализа, улучшить качество проектов за счет комплексного решения, возникающих при проектировании задач, сократить

сроки проектирования за счет его компьютеризации, сократить затраты на проектирование, прежде всего, за счет использования возможностей, предоставляемых вычислительной техникой.

Реализация результатов работы. Результаты диссертационных исследований по разработке методов расчета характеристик сетей использовали следующие предприятия:

1. ОАО «Гипросвязь» г. Самара - при выполнении ряда проектов по
построению мультисервисных сетей;

  1. ЗАО «Энвижн Групп» Энвижн-Волга - при принятии проектных решений по заказу «Организация "последних миль" на объектах Приволжского филиала ОАО «Ростелеком»;

  2. ООО «ТехноСерв А/С» - при выполнении заказа « Проектирование технической архитектуры Единой системы управления предприятием (ERP) ОАО «ВолгаТелеком» на основе программного продукта Oracle e-Business SuiTe. Телекоммуникационная подсистема»;

4. Самарский филиал «Ростелеком - Волга» - для расчета характери
стик и системного анализа сети передачи данных IP/MPLS;

5. ФГОБУ ВПО ПГУТИ - при внедрении в учебный процесс на ка
федре МСИБ

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были представлены и обсуждены на школе-семинаре «Проблемы и перспективы внедрения мультисервисных сетей на основе современных телекоммуникационных технологий» (Самара, 2002), на школе-семинаре «Развитие мультисервисных сетей в МРК ОАО «Связьинвест» (Самара 2004), на школе-семинаре «Особенности построения сетей электросвязи на основе технологии IP-MPLS» (Самара 2005), на школе-семинаре «Управление и контроль качества услуг в сетях нового поколения» (Самара 2005), на семинаре-совещании «Развитие широкополосного доступа на сетях электросвязи России», на юбилейной научно-практической конференции «35 лет ФАИТ и 90 лет со дня рождения основателя факультета профессора Л.Ф. Куликовского» (Самара 1995), на Всероссийской межвузовской научно-практической конференции «Компьютерные технологии в науке, практике и образовании» (Самара, 2002, 2003, 2004, 2005, 2007, 2008, 2009, 2010, 2011), российских НТК профессорско-преподавательского состава ПГАТИ (Самара 1999, 2000, 2001, 2005), на десятой международной научно-технической конференции «Проблемы техники и технологий телекоммуникаций» ПТ и ТТ-2009.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 65 печатных работ, в том числе 22 статьи, из них 16 - в журналах, входящих в перечень ВАК, кроме того, 1 статья из перечня ВАК будет опубликована в первом квартале 2012 года.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, заключения, списка литературы и приложения. Основной текст диссертации составляет 353 страницы, в том числе 98 рисунков, 32 таблицы, список литературы из 310 наименований.


© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net