Підвищення якості управління системами телекомунікацій на основі модернізації мережних протоколів - Автореферат

На сьогоднішній день технологій останньої милі зявилася достатня кількість і перед будь-яким оператором звязку стоїть завдання вибору технології, оптимальної для поставленого завдання щодо доставки будь-якого виду трафіку своїм абонентам. На вибір того або іншого технологічного рішення впливає безліч чинників, зокрема: стратегія оператора, цільова аудиторія, пропоновані в даний час і заплановані до надання послуги, розмір інвестицій в розвиток мережі та терміни їх окупності, вже наявна мережева інфраструктура, ресурси для її підтримки мережі в працездатному стані, час, необхідний для запуску мережі і початку надання послуг, інш. Досягти цього можна підвищенням якості управління програмно-апаратними засобами в системах телекомунікацій на основі модернізації мережевих протоколів. Результати дисертаційних досліджень були використані при виконанні науково-дослідних робіт, що проводилися в Державному підприємстві "Український науково-дослідний інститут звязку" (ДП "УНДІЗ"), а саме: "Розроблення ГСТУ "Показники якості обслуговування викликів і якості надання основних телекомунікаційних послуг абонентам телекомунікаційних мереж рухомого звязку загального користування України"" (тема № П15/2005-21, держ. реєстр. На основі розробленого методу аналізу поведінки взаємозалежних станцій бездротових мереж, який дозволяє виявити і усунути виникаючі колізії при передачі даних, може бути побудована система автоматичної настройки параметрів протоколу, що дозволить досягати оптимальних показників продуктивності з урахуванням конфігурації мережі, інтенсивності трафіку, розподілу пакетів, інтенсивності завад та інших чинників, які впливають на якість функціонування мережі.Виходячи з прийнятої моделі, встановили, що існують 3 види віртуальних слотів: "порожній" слот, під час якого жодна станція не вела передачу; "успішний" слот, коли одна і лише одна станція вела передачу; "колізійний" слот, під час якого відбулася колізія. імовірність приходу хоч би одного пакету за час віртуального слота, за умови, що черга даної станції порожня - , , - остання спроба передачі, після якої пакет видаляється з черги, в черзі є ще пакет; Для оцінки показників продуктивності, на підставі розбиття на 4 категорії пакетів, що обслуговуються синхронно і які поступають в перебір всіх можливих віртуальних слотів, і піддавши їх аналізу на основі відомих даних, знайшли середній час синхронного обслуговування, а також імовірність , тобто імовірність надходження пакетів, що приходять на станцію, не зайняту обслуговуванням інших пакетів. Крім того - середні часи обслуговування пакетів, що поступають в порожню чергу, а відображає той факт, що передача пакету, що поступив в непорожню чергу, починається з інтервалу DIFS, наступного за підтвердженням успішної передачі, окрім випадку відмови: тоді обслуговування починається після закінчення інтервалу EIFS.У дисертаційній роботі проведені наукові та практичні дослідження, повязані з використанням електромагнітних коливань для передачі і прийому інформації на відстань, розвитком теорії звязку та методики побудови систем управління мережами телекомунікацій. При виконанні роботи, з метою розроблення методів підвищення пропускної спроможності, завадостійкості, якості передачі та надійності функціонування систем передачі дискретних повідомлень у каналах радіозвязку з постійними, змінними та випадковими параметрами, отримані наступні результати: - Визначена аналітична модель локальної безпроводової мережі, яка базується на використанні протоколу ІЕЕЕ 802.11.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У дисертаційній роботі проведені наукові та практичні дослідження, повязані з використанням електромагнітних коливань для передачі і прийому інформації на відстань, розвитком теорії звязку та методики побудови систем управління мережами телекомунікацій. Основним її змістом є теоретичні та експериментальні дослідження принципів і методів системи управління телекомунікаційною мережею. Обєктом дослідження є телекомунікаційна мережа, побудована на базі протоколу ІЕЕЕ 802.11. При виконанні роботи, з метою розроблення методів підвищення пропускної спроможності, завадостійкості, якості передачі та надійності функціонування систем передачі дискретних повідомлень у каналах радіозвязку з постійними, змінними та випадковими параметрами, отримані наступні результати: - Визначена аналітична модель локальної безпроводової мережі, яка базується на використанні протоколу ІЕЕЕ 802.11. Модель дозволяє оцінити продуктивність мережі при довільному режимі навантаження, враховує всі основні особливості зазначеного протоколу при ідеальному каналі;

- Проведена модифікація вище зазначеної аналітичної моделі з метою врахування впливу радіозавад та аналізу безпроводових мереж з неоднорідними станціями. Отримана модель дозволяє оцінити продуктивність мережі при довільному режимі навантаження, враховує всі основні особливості зазначеного протоколу з врахуванням впливу завад в каналі;

- Визначена аналітична модель БЛМ, яка побудована на базі протоколу ІЕЕЕ 802.11, що враховує взаємний вплив станцій зазначеної мережі. Модель дозволяє оцінити продуктивність мережі при довільному режимі навантаження, враховує всі основні особливості зазначеного протоколу при взаємній залежності станцій мережі;

- На основі вище зазначених аналітичних методів та імітаційного моделювання, проведена порівняльна чисельна оцінка продуктивності локальної мережі з протоколом ІЕЕЕ 802.11. Оцінка показала достатню точність та ефективність аналітичних моделей;

- На основі вище зазначених аналітичних моделей проведена оцінка основних показників продуктивності безпроводових локальних мереж і проаналізована ефективність роботи різних механізмів протоколу ІЕЕЕ 802.11;

- Отримані алгоритми оптимізації таких параметрів протоколу, як поріг RTS/CTS, що визначає вид механізму передачі пакетів, та граничну кількість повторних передач пакетів. Ці алгоритми можуть бути основою для створення системи автоматичної або напівавтоматичної настройки параметрів протоколу та його продуктивності, що дозволить досягати оптимальних показників. Показано, що при цьому необхідно враховувати конфігурацію мережі, інтенсивність трафіку, статистику розподілів пакетів, інтенсивність радіозавад та інші чинники, які впливають на функціонування мережі.

1. Гура, В. И. Предложения по модернизации стандарта IEEE 802.11 с целью повышения защищенности информации [Текст] / В. И. Гура, А. А. Скопа, А.А. Сыропятов // Інформаційна безпека. - 2009. - Т. 2, № 2. - С. 136-139.

2. Гура, В. І. Методика визначення середнього значення часу обслуговування пакету в черзі [Текст] / В. І. Гура // Наукові записки УНДІЗ. - 2009. - Т. 11, № 3. - С. 41-47.

3. Гура, В. І. Перспективи використання бездротових комунікаційних технологій стандарту IEEE 802.11 в агропромисловому комплексі України [Текст] / В. І. Гура // Вісник Львівського національного аграрного університету: Агроінженерні дослідження. - 2009. - Т. 1, № 13. - С. 212-218.

4. Скопа, О. О. Синтез похідних систем сигналів на основі ПВП GMW, що володіють властивостями ортогональності [Текст] / О. О. Скопа, B. I. Гура // Захист інформації. - 2009. - Т. 42, № 1. - С. 89-92.

5. Гура, B. I. Аналіз функціональної стандартизації інформаційних систем та інфраструктур [Текст] / B. I. Гура // Вісник УНДІЗ. - 2008. - № 1. - С. 40-41.

6. Хорошко, В. А. Формирование этапов технологии моделирования высокоскоростной защищенной транспортной сети [Текст] / В. А. Хорошко, В. И. Гура // Вісник УНДІЗ. - 2009. - № 2. - С. 24-25.

7. Богданова, И. В. Метод повышения эффективности информационной сети с коммутацией пакетов [Текст] / И. В. Богданова, В. И. Гура, В. В. Корчинский // Наук. записки Міжнародного гуманітарного університету. - 2005. - № 3. - С. 111-116.

8. Скопа, О.О. Модель системної поведінки бездротової локальної мережі у вигляді ланцюга Маркова з дискретним цілочисельним часом [Текст] / О. О. Скопа, B. I. Гура, Г. А. Гундерич, B. I. Захаров // Матеріали І Міжнар. наук.-практ. конф. "Проблеми й перспективи розвитку ІТ-індустрії", 18-19 листопада 2009 р., м. Харків. - Х. : Харківський національний економічний університет, 2009. - С. 192-194.

9. Гура, В.И. Моделирование выборочных данных суммой экспоненциальных функций по методу Прони [Текст] / В. И. Гура // Матеріали III Міжнар. наук.-техн. конф. "Проблеми телекомунікацій", 21-24 квітня 2009 р., м. Київ. - К. : НТУУ "КПІ", 2009. - С. 96.

10. Сыропятов, А.А. Анализ отличия трафика локальных и высокоскоростных сетей [Текст] / А. А. Сыропятов, В. И. Гура // Матеріали наук.-практ. конф. "Сучасні проблеми телекомунікацій-2009", 29-31 жовтня 2009 р., м. Львів. - Львів: Національний університет "Львівська політехніка", 2009. - С. 17-20.

11. Скопа, О.О. Марківська модель функціонування інформаційної мережі, яка складається з ідентичних вузлів [Текст] / О. О. Скопа, В. І. Гура // Материалы VI Междунар. научн.-практ. конф. "РМ Kiev "09". "Управление проектами в развитии общества", 19-22 мая 2009 г., г. Киев. - К. : Украинская ассоциация управления проектами "Укрнет", 2009.

12. Гура, В.І. Марківська модель поведінки мережі однорідних станцій [Текст] / B.I. Гура // Матеріали II Міжнар. наук.-практ. конф. "Обробка сигналів і негаусівських процесів", 25-29 травня 2009 г., м. Черкаси. - Черкаси. : ЧДТУ, 2009.

13. Гура, В. І. Модель функціонування безпроводової локальної мережі, яка складається з ідентичних вузлів [Текст] / B. I. Гура, Г. А. Гундерич // Тези V Міжнар. наук.-техн. конф. "Сучасні інформаційно-комунікаційні технології", 5-9 жовтня 2009 р., м. АР Крим, Ялта-Лівадія. - К. : ДУІКТ, 2009, - С. 147-148.

14. Корчинський, В.В. Аналіз функціонування інфомережі, побудованої на основі теорії марківських ланцюгів [Текст] / В.В. Корчинський, В. І. Гура // Матеріали IV наук.-практ. конф. проф.-викл. складу та студентства Міжнародного гуманітарного ун-ту (секції 7...13) "Компютерні технології, інформаційна безпека та дизайн", 22 травня 2009 р. м. Одеса. - Одеса: МГУ, 2009. - С. 39-42.

15. Loboda, A. V. Sensing dinamics of the zone type multilevel system in a laser field [Text] / A. V. Loboda, I. M. Shpinareva, V. N. Polischuk, V. I. Gura. // Sensor Electronics and Microsystem Technologies. Institute of Applied Mathematics. - 2005. - № 2. - P. 13-18.

16. Gura, V. I. Multiphoton processes n multi atomic molecules in an intense laser field: Kinetics of energy transfer [Text] / V. I. Gura // Photo Electronics. - 2007. - № 16. - P. 46-48.

17. Shpinareva, I. M. Stochastic effect mechanism in the multiphoton processes for molecules in an intense laser field [Text] / I. M. Shpinareva, V. I. Gura. N. Yu. Koltzova // Photo Electronics. - 2005. - № 14. - P. 39-41.

18. Glushkov, A. V. Study of atomic systems in strong laser field: spectral hierarchy, dynamical stabilization and generation of ultrashort VUV and X-ray pulses [Text] / A. V. Glushkov, I. M Shpinareva, V. M. Ignatenko, V. I. Gura // Sensor Electronics and Microsystem Technologies. Institute of Applied Mathematics. - 2006. - № 1. - P. 29-35.

19. Glushkov, A. V. Quantum stochastic modeling energy transfer and effect of rotational and V-T relaxation on Multiphoton Excitation and Dissotiation for CF3Br molecules [Text] / A. V. Glushkov, S. V. Malinovskaya, I. M Shpinareva, V. P. Kozlovskaya, V. I. Gura // International Jornal of Quantum Chemistry. - 2005. - Vol. 104. - P. 512-516.