Кирик Мар'ян Іванович. Оптимізація телекомунікаційних мереж за критеріями якості послуг : Дис... канд. наук: 05.12.02 - 2009.
Анотація до роботи:
Кирик М.І. Оптимізація телекомунікаційних мереж за критеріями якості послуг. – Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.12.02 – телекомунікаційні системи та мережі. Одеська національна академія зв’язку ім. О.С. Попова, Одеса, 2009.
Роботу присвячено розробці та дослідженню методів оптимізації телекомунікаційних мереж за критеріями якості надаваних послуг при передачі мультимедійного трафіку і максимального використання ресурсів мереж. На основі системного аналізу критеріїв якості надання телекомунікаційних послуг QoS виявлено їх зв'язок з використовуваними механізмами доставки даних. Визначено та обґрунтовано характеристики мереж, які впливають на якість для різних видів трафіку: передачі даних, мультимедійного, реального часу.
Визначено параметри, при яких використання технології багатоадресної передачі дозволяє збільшити продуктивність роботи мережі та зекономити ресурси смуги пропускання.
Запропонована математична модель для оптимізації і регулювання трафіку на основі заданого класу обслуговування SLA та механізмів Diffserv забезпечує задану якість обслуговування (клас сервісу CoS) та враховує завантаженість кожного транку та маршруту. Використання моделі дозволяє мінімізувати затрати обладнання при наданні послуг з заданою якістю та оптимізувати використання наявних мережевих ресурсів. Використання моделі для діючих мереж дозволило досягнути зменшення імовірності втрат на 3%, при збільшенні загального обсягу наданих послуг в мережі на 10-15%.
Запропонована модель для визначення впливу кількості користувачів певної послуги на обсяг обладнання та витрати провайдера при наданні мультимедійних послуг. Результати моделювання показують дискретно-неперервний характер зміни витрат, що дозволяє визначити мінімальний обсяг обладнання для забезпечення необхідної кількості послуг з заданою якістю.
На основі теоретичних та експериментальних досліджень розв’язано важливу науково-технічну задачу в галузі телекомунікацій – розробленo і досліджено методи оптимізації телекомунікаційних мереж за критерієм якості надаваних послуг при передачі мультимедійного трафіку і максимального використання ресурсів мереж.
На основі системного аналізу критеріїв якості телекомунікаційних послуг QoS виявлено їх зв'язок з використовуваними механізмами доставки даних. Показано, що механізми загального сервісу IntServ забезпечують необхідну якість обслуговування додатків реального часу, проте вимагають більшого обсягу буфера і смуги пропускання, ніж механізми диференціального сервісу Diffserv. Показано, що найбільш ефективним методом транспорту інформації заданої якості QoS є метод структурування трафіку по класах сервісу CoS з відповідними пріоритетами.
Сформовані мережеві показники якості послуг телекомунікаційних мереж та показано, що нормовані значення якості згідно рекомендацій серії Х не дають конкретних даних, які пов’язують структуру та якість мережевих послуг, а лише загальні вимоги до якості цих послуг, що не відображають можливості програмно-апаратних засобів їх підвищення.
Набула подальшого розвитку модель якості надаваних послуг, яка пов’язує параметри мережі з параметрами якості у вигляді функціональних залежностей останніх. Показано, що дана модель вимагає детального опису причинно-наслідкових залежностей параметрів QoS – параметри мережі і, тому, має обмежене застосування.
Проведені дослідження механізмів оптимізації телекомунікаційних мереж на основі нових протоколів розподіленого управління пристроями, відмовостійкої маршрутизації і керування каналами показали необхідність створення спеціалізованих математичних моделей для їх опису та оптимізації.
Проаналізовано вплив характеру трафіку на якість роботи телекомунікаційної мережі, що описується СМО типу M/M/n/m, та створено математичну модель для оптимізації такої мережі, в результаті аналізу якої отримані залежності оптимального навантаження для різної інтенсивності трафіку.
Створена математична модель для оптимізації і регулювання трафіку на основі заданого класу обслуговування SLA та механізмів Diffserv враховує завантаженість кожного транку і маршруту. Показано, що дана нелінійна модель може бути оптимізована з врахуванням реальних обмежень мережі і відомих процедур маршрутизації, на основі градієнтного методу. Модель дозволяє знаходити мінімум функції вартості маршруту, в результаті чого є можливість перевести частину потоку одних маршрутів на інші для забезпечення заданої якості. Проведена оптимізація телекомунікаційної мережі провайдера Львівської області дозволила досягнути зменшення імовірності втрат на 3%, при збільшенні загального обсягу наданих послуг на 10–15% .
Розроблена математична модель для визначення впливу кількості користувачів певної послуги на обсяг обладнання та витрати провайдера при наданні мультимедійних послуг. Результати моделювання показують дискретно-неперервний характер зміни витрат, що дозволяє визначити мінімальний обсяг обладнання для забезпечення необхідної кількості послуг з заданою якістю, мінімізуючи його вартість. Реалізація моделі на мережі одного з провайдерів Львівської області дозволила зменшити обсяг обладнання та затрати на його модернізацію на 15%.
Результати дисертаційного дослідження використані для впровадження в телекомунікаційних мережах операторів та провайдерів: Львівського ДП “Фарлеп”, ТзОВ Телекомунікаційна компанія “Телком”, ВК “Кримтел”, ВКФ “Системи”, ЛФ ВАТ “Укртелеком”.
Публікації автора:
Кирик М.І. Критерії ефективності роботи інфокомунікаційної мережі / М. І. Кирик, Самі Аскар // Зб. наук. пр. ІПМЕ ім. Г. Є. Пухова. – 2006. – Вип. 35. – С. 60–64.
Кирик М.І. Математичні моделі для оптимізації обладнання та каналів зв’язку інфокомунікаційної мережі при заданому обсязі і якості послуг / М.І. Кирик, О.В. Тимченко, Ю.М. Сковронська // Моделювання та інформаційні технології. Зб. наук. пр. Ін-т проблем моделювання в енергетиці. – 2007. – Вип. 42. – С. 210–214.
Кирик М. Програмні засоби для моделювання та оптимізації інформаційних мереж / М. Кирик, О. Тимченко // Зб. наук. пр. ІПМЕ ім. Г.Є. Пухова. – 2004. –Вип. 26. – С. 131–134.
Кирик М.І. Класифікація якості обслуговування телекомунікаційних мереж і механізми її забезпечення / М.І. Кирик, О.В. Тимченко, Б.М. Верхола [та ін.] // Зб. наук. пр. ІПМЕ НАН України. – 2008. – Вип. 45. – С. 190–196.
Кирик М.І. Моделі системи проектування трафіку та контролю якості послуг в мультисервісній мережі / М.І. Кирик, О.В. Тимченко // Моделювання та інформаційні технології. Зб. наук. пр. Ін-т проблем моделювання в енергетиці. – 2007. – Вип. 41. – С. 3–14.
Кирик М.І. Математична модель для оптимізації інфокомунікаційної мережі при заданому обсягу і якості послуг / М.І. Кирик, О.В. Тимченко, Ю.М. Сковронська // Сучасні проблеми телекомунікацій і підготовка фахівців в галузі телекомунікацій – 2007 : наук.-метод. конф., 17–20 жовт. 2007 р. – Львів, 2007. – С. 44–45.
Кирик М.І. Дискретно-неперервна модель оптимізації інфокомунікаційної мережі / М.І. Кирик, О.В. Тимченко, Б.М. Верхола // Комп`ютерні технології друкарства. – 2008. – Вип. 20. – С.115-122.
Кирик М.І. Аналіз методів забезпечення якості передачі мультимедійного трафіку / М.І. Кирик // Моделювання та інформаційні технології. Зб. наук. пр. ІПМЕ НАН України. – 2008. – Вип. 49. – С. 91–99.
Кирик М.І. Модель мінімізації затрат при наданні послуг в інфокомунікаційній мережі / М.І. Кирик, О.В. Тимченко, Самі Аскар // Моделювання та інформаційні технології. Зб. наук. пр. Ін-т проблем моделювання в енергетиці. –2007. – Вип. 40. – С. 16–21.
Кирик М.І. Програмні засоби для моделювання та оптимізації інформаційних мереж / М.І. Кирик, О.В.Тимченко // Сучасні проблеми телекомунікацій-2004 : наук.-метод. конф., 20–22 жовт. 2004 р.: тези доп. – Львів, 2004. – С. 27–29.
Кирик М.І. Аналіз трафіку Web-вузла / М.І. Кирик, О.Л. Костів, С. О. Заболоцький // Зб. наук. пр. ІПМЕ ім. Г. Є. Пухова. – 2002. – Вип. 19. – С. 95–98.
Аналіз, прогнозування та управління трафіком зовнішнього каналу WEB-вузла / М.І. Кирик, М.Й. Павликевич, О.Л. Костів, О. Шаталова // Радіоелектроніка та телекомунікації : Вісник НУ “Львівська політехніка”, 2004. – № 508. – С. 161–165.
Кирик М.І. Використання програмних засобів для моделювання та оптимізації інформаційних мереж / М.І. Кирик, О.В. Тимченко // Моделювання : XXIII наук.-техн. конф., 13–14 січ. 2004 р. : тези доп. – К., 2004. – С. 35–39.
Кирик М.І. Надійність функціонування та оптимізація структури інформаційних комп’ютерних мереж / М.І. Кирик, О.Л. Костів // Сучасні проблеми телекомунікацій-2005 : наук.-практ. конф., 20–23 жовт. 2005 р. – Львів, 2005. – C. 24–26.
Інтернет-технології у системі дистанційного навчання / О.Л. Костів, М.І. Кирик, Н.А. Єрмакова [та ін.] // Зб. наук. пр. ІПМЕ ім. Г. Є. Пухова. – 2003. – Вип. 22. – С. 87– 92
Кирик М.І. Визначення цільових функцій для проведення оптимізації інформаційних мереж / М.І. Кирик, Б.М. Стрихалюк, Самі Аскар // Сучасні проблеми телекомунікацій-2006 : наук.-практ. конф., 19–22 жовт. 2006 р. – Львів, 2006. – C. 19–21.
Методи справедливого розподілу ресурсів інфокомунікаційних мереж / М.І. Кирик, О.В. Тимченко, Самі Аскар // Моделювання : ХХVI наук.-техн. конф., 12–13 січ. 2007 р. : тези конф. – К., 2007. – С. 67–69.
Кирик М.І. Програмні засоби для моделювання та оптимізації інформаційних мереж / М.І. Кирик, О.В. Тимченко // Підготовка фахівців в гаузі телекомунікацій і болонський процес : наук.-метод. конф., 20–23 жовт. 2004 р., тези конф. – Львів, 2004. – С. 27–29.
Кирик М.І. Якість обслуговування телекомунікаційних мереж і механізми її забезпечення / М.І. Кирик, О.В. Тимченко, Б.М. Верхола, Самі Аскар // Моделювання: ХХVIІ наук.-техн. конф., 10–11 січ. 2008 р. : тези конф. – К., 2008. – С. 55–57.
Кирик М.І. Аналіз роботи інтернет-вузла / М.І. Кирик, М.Й. Павликевич, О.Л. Костів // Системы и средства передачи и обработки информации : VII междунар. науч.-практ. конф., 2–7 сент. 2003г. : Труды конф. ССПОИ-2003. – Одесса. – С. 107–109.
