Оптимізація структури та засобів телекомунікацій при проектуванні та в процесі експлуатації регіональної системи зв’язку

Размещено на http://allbest.ru

Размещено на http://allbest.ru

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

Оптимізація структури та засобів телекомунікацій при проектуванні та в процесі експлуатації регіональної системи зв'язку

1.Загальна характеристика роботи

телекомунікації маршрутизація мережа

Актуальність теми. З появою нових інформаційних та телекомунікаційних технологій і переходом до побудови інформаційного суспільства виникає необхідність задовольнити все більшу кількість сучасних послуг щодо інформаційного забезпечення з високою якістю надання цих послуг та передавати різноманітні сповіщення з високою надійністю та достовірністю. ВАТ “Укртелеком” та його Харківська дирекція докладає значні зусилля по забезпеченню вказаних сучасних послуг зв'язку споживачам. Для реалізації значних планів по перебудові та заміні телекомунікаційних технологій на нові, більш сучасні, пов'язані зі значними капітальними витратами на цю перебудову, необхідно було розробити та використати науково-обгрунтовані методики та методи по проведенню цих замін, по вибору оптимальних рішень, по втіленню тих телекомунікаційних технологій, які в наявних регіональних умовах були б більш раціональними.

Телекомунікаційна система регіону, що є часткою Єдиної національної системи зв'язку (ЄНСЗ), має ту специфіку, яка об'єднує в собі складові первинних та вторинних мереж. При цьому основна концентрація зусиль як по переобладнанню телекомунікаційної системи, так і по наданню різноманітних послуг зв'язку припадає на обласний центр. Це і є обгрунтуванням того, що основні зусилля в роботі були спрямовані на вирішення проблем зв'язку даного обласного центру. Разом з тим, в системі зв'язку міста можна виділити головні, центральні елементи, що визначають загальносистемний стан - це вузли зв'язку та транспортне середовище. Якраз ці засоби та комплекси зв'язку, що є базовими, підлягають модернізації та реконструкції в першу чергу. Тому основну увагу при реконструкції телекомунікаційної системи регіону було приділено якраз цим засобам зв'язку. Це дає можливість для подальшого вирішення комплексної задачі втілення сучасних телекомунікаційних технологій, що є однією з центральних вимог для виконання Концепції розвитку ЄНСЗ України до 2010 р. Тому тема дисертації, що спрямована на вдосконалення засобів телекомунікацій і на розробку науково обгрунтованих пропозицій щодо розвитку телекомунікаційних технологій в обласному підприємстві зв'язку, є актуальною.

Таким чином, сутність наукової задачі дисертації полягає в удосконаленні засобів зв'язку з використанням науково обгрунтованих методів та методик найбільш раціонального розвитку телекомунікаційних технологій в обласному підприємстві зв'язку.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами та темами. Робота виконувалась згідно з Концепцією розвитку ЄНСЗ в Україні, планами перспективного розвитку ВАТ “Укртелеком” та його Харківської дирекції. Зокрема, згідно з “Комплексною програмою розвитку зв'язку в Харківській області та м.Харкові до 2005 року”, та “Бізнес-планами ХД ВАТ “Укртелеком” на 2000, 2001 та 2002 роки.

Крім того, результати роботи використовувались в науково-дослідних роботах кафедри “Телекомунікаційні системи” Харківського національного університету радіоелектроніки, що виконувались по держбюджетному та госпрозрахунковому планах. Зокрема, вони знайшли відображення в НДР “Парус” (№ 197-1), де використані результати автора при розробці методики аналізу якісних показників технологічних структур телекомунікаційних систем, та НДР “Сфера” (№ 01-97), де використані результати автора по методиці синтезу структури мереж абонентських ліній зв'язку.

Мета і задачі досліджень. Метою досліджень було вдосконалення засобів зв'язку, методів їх аналізу та оптимізації для вирішення комплексної задачі підвищення ефективності функціонування обласної дирекції ВАТ “Укртелеком” за рахунок втілення нових телекомунікаційних технологій.

Задачами дослідження є:

Узагальнення світового досвіду і сучасних тенденцій в розвитку засобів зв'язку та технологій телекомунікацій і створення концепції перспективного розвитку Харківської дирекції ВАТ “Укртелеком”.

Розробка та вдосконалення методик і методів дослідження якісних характеристик типових технологічних структур зв'язку регіону.

Вибір оптимальних або ж раціональних варіантів використання засобів зв'язку, їх побудови та розташування при вирішенні комплексної задачі впровадження сучасних телекомунікаційних технологій в обласному підприємстві зв'язку.

Об'єктом досліджень є процес модернізації технології обласного підприємства зв'язку та переходу його на нові сучасні засоби зв'язку.

Предметом досліджень є пошук і знаходження оптимальних шляхів вдосконалення та розвитку засобів зв'язку для вирішення комплексної задачі впровадження сучасних телекомунікаційних технологій в обласному підприємстві зв'язку.

Методом досліджень були:

теорія складних організаційно-технічних систем, елементи системного аналізу, прикладна математика, методи оптимізації, математична статистика та теорія ймовірностей, теорія масового обслуговування;

математичне моделювання на ЕОМ окремих фрагментів регіональної телекомунікаційної системи.

Наукова новизна отриманих результатів полягає в тому, що:

На основі проведеного аналізу стану існуючих та перспективних телекомунікаційних технологій у співставленні зі світовим досвідом і тенденціями розроблена концепція перспективного розвитку та плану модернізації обласного підприємства зв'язку 1,5.

З використанням якісних показників по надійності та живучості модернізовані методики, в яких враховані особливості структури та параметрів нової, перспективної мережі зв'язку та проведено аналіз можливих і вже прийнятих рішень по перебудові цієї мережі, що дало змогу вибрати раціональні або оптимальні висновки щодо побудови транспортного кільця та його елементів, щодо підсилення окремих напрямків і вузлів зв'язку і з'ясувати межі та можливості сталого функціонування мережі при подальшому збільшенні трафіка 6,7,8,9.

Вдосконалена методика оптимального розташування об'єктів зв'язку в зоні міської забудови, яка відрізняється тим, що з використанням методу мажоруючих функцій вона забезпечує знаходження сталих рішень в умовах слабкої випуклості цільових функцій, яка виникає при наявності обмежень, пов'язаних з міською інфраструктурою 4,6,10.

Проведено співставлення найбільш поширених у сучасних технологіях методів маршрутизації та показано, що використання алгоритмів Белмана-Форда має переваги з точки зору обчислювальних затрат, що в умовах неповної зв'язності мереж і величезної розмірності задач забезпечує можливість обслуговування майже в 2 рази більшого трафіка 2,3,9.

Практична значимість результатів

Отримані результати орієнтовані на практичне використання в обласному підприємстві зв'язку. Всі наукові результати з різною мірою втілені в реальні структури. Відповідно до результатів роботи в даний час провадиться модернізація та перебудова мереж зв'язку області.

Крім того, матеріали дисертаційної роботи частково використовуються в навчальному процесі кафедри телекомунікаційних систем ХНУРЕ, в навчальних посібниках та інших методичних розробках [11].

Особистий внесок здобувача.

Робота виконана здобувачем на кафедрі телекомунікаційних систем ХНУРЕ. Основні результати, які отримані в роботі, належать особисто авторові і повністю опубліковані в доступній літературі [1…12].

У роботах, виконаних у співавторстві, особисто Татарчуку С.І. належать наступні наукові результати:

В роботах [2,8,9] особисто автору належить постановка та вирішення задач, а також участь у впровадженні одержаних результатів в практику.

В роботі [6] особисто авторові належить розробка математичних моделей, ідея використання мажоруючих функцій та аналіз якості розробленої методики для розміщення концентраторів навантаження xDSL.

В роботі [7] особисто авторові належать результати по обгрунтуванню, вибору та аналізу основних показників якості.

В звітах на НДР використані розроблені автором методи та методики, представлені в дисертації.

Апробація результатів дисертації.

Результати дисертації неодноразово доповідались на галузевих нарадах в області та Держкомзв'язку, представлялись в 3-х доповідях на міжнародних конференціях [7,8,9], а також на галузевій науково-технічній конференції [10].

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 12 робіт, у тому числі: 6 статей у спеціалізованих виданнях ВАК України [1…6,12]. Всі за темою дисертаційної роботи. Іншими публікаціями є тези доповідей на конференціях та матеріали, що представлені в 2-х звітах по НДР.

Структура та обсяг дисертації. Робота складається зі вступу, 6 розділів, висновку, списку використаної літератури. Загальний обсяг дисертації становить 189 сторінок: 147 основного тексту, 50 рисунок, 12 таблиць та 72 бібліографічних джерел на 5 сторінках.

2.Основний зміст роботи

У вступі обгрунтована актуальність теми дисертаційної роботи, сформульовано мету та задачі дослідження, наведено 4 пункти наукової новизни одержаних результатів та інші необхідні підрозділи щодо змісту роботи.

У першому розділі провадиться аналіз стану телекомунікаційних технологій. Аналізуються основні напрямки розвитку сучасних телекомунікацій. Стверджується, що сучасний стан телекомунікацій характеризується низкою рис, основними серед яких є: напрямок на суцільну цифровізацію галузі, конвергенція інформатизації та телекомунікації, вплив нових технологічних і технічних рішень по мікроелектроніці, волоконно-оптичним, супутниковим, радіорелейним та стільниковим системам, методам абонентського доступу. Показано, що на перехідному етапі, який зараз переживає галузь, будуть широко використовуватись гібридні мережі, що базуються на поєднанні різноманітних типів термінального обладнання, на різноманітних технологіях. Тому виникає потреба в модернізації існуючих стандартів, щоб забезпечити прозорість архітектури для користувачів та розробників мережних елементів; гнучкість, адаптованість та можливість швидких і дешевих методів введення нових послуг - ось те, що дасть змогу швидкого завершення перехідного етапу.

По Харківській області щільність телефонів на 100 душ населення сягає 21,72, що не є достатнім і постає задача на першому етапі підняти цю цифру до 30, що потребує не лише вкладання величезних коштів, а і вибору найбільш раціональних, перспективних телекомунікаційних технологій, архітектури, структури та елементної бази нових мереж, що приходять на заміну традиційних.

Відмічається, що наявність конкуренції, викликаної великою кількістю альтернативних операторів зв'язку, які мають ліцензії в Україні, потребує постійного пошуку нових, більш ефективних рішень, що є позитивною рисою. Проте, ще не до кінця опрацьована нормативна база. Дає себе взнаки не врегульованість порядку виплати за доступ до місцевих мереж та інша законодавча неопрацьованість, що ставить операторів зв'язку не в рівні умови, даючи перевагу альтернативним операторам. Традиційні ж оператори, в тому числі ВАТ “Укртелеком”, що є системоутворюючими організаціями, формують близько 90% інфраструктури системи телекомунікацій і при цьому забезпечують лише близько 50% зиску галузі. В цій ситуації перевага за тим оператором, який буде провадити гнучку політику щодо запиту послуг, який встигатиме своєчасно і якісно викласти свій “товар”, постійно поновлюючи послуги, опановуючи нові прогресивні технології, рекламуючи їх серед споживачів.

Згідно з Концепцією розвитку ЄНСЗ України до 2010 року розроблена Концепція розвитку Харківської дирекції ВАТ “Укртелеком” до 2006 року. В місті та області відбуваються докорінні зміни: втілюються нові телекомунікаційні технології, провадиться заміна лінії МСЗ, встановлюється транспортне кільце, до районних центрів прокладаються ВОЛЗ, розширяються коло цифрових станцій, надаються послуги за новітніми технологіями: відеоконференціями, ІР-телефонії, xDSL, абонентському радіодоступу.

Важливу перспективу має створення мереж з інтеграцією сервісів. Згідно з рекоментацією REC 1638 архітектура інтегрованих сервісів (ІSA) повинна мати 2 підсистеми: резервування мережевого доступу до мережі під потреби окремих потоків та управління з'єднаннями. Цей документ передбачає створення єдиного сімейства протоколів та єдиної мережної архітектури. Проте - це наша перспектива, а зараз треба обрати максимально швидкий та не дуже витратний шлях переходу від майже всюди аналогового до суцільного цифрового варіанту регіональної системи зв'язку, що буде базою для подальшого розвитку.

Як базова в Харківській дирекції була вибрана технологія АТМ, а як основну транспортну структуру для міста було вибране подвійне кільце ВОЛЗ з установкою 2…3- тандемних опорно-транзитних станцій. Створювана нова телекомунікаційна система по прийнятій класифікації належить до рівня MAN - Metropolitan Area Networks, що займає проміжне місце між MAN та LAN. Слід відмітити, що при створенні нової телекомунікаційної системи необхідно провести заміну майже всіх технічних засобів. При виборі нових засобів, програмних та протокольних рішень для транспортного середовища на керівний склад дирекції покладається дуже висока відповідальність, бо цей вибір пов'язаний з масовим використанням конкретних зразків телекомунікаційного обладнання. В той же час три верхніх рівня OSI: прикладний, представницький та сеансовий - орієнтовані на прикладні акції і їх використання мало пов'язане з технічною реалізацією окремих елементів. Ставиться та в шостому розділі вирішується оптимізаційна задача по виконанню послідовності робіт з переобладнання обласного підприємства зв'язку.

Таким чином, представлені в дисертації наукові задачі пов'язані з тими проблемами, які постають при втіленні сучасних телекомунікаційних технологій в обласному підприємстві зв'язку.

Другий розділ присвячено задачі створення ефективних технологічних структур телекомунікаційних систем. В основі створених лежить концепція побудови транспортного кільця. Відомо, що додаткові ребра поліпшують надійність і живучість структури системи. Виникла ідея дещо модернізувати класичну кільцеву структуру, ввівши в неї подвійну перетинку.

а б

Рис. 1 Кільцеві структури транспортної мережі з перетинками

Був проведений аналіз запропонованої структури при паралельних (рис.1а) та перехрещених (рис. 1б) перетинках і показано, що трансформація кільця можлива в інші різноманітні, також кільцеві структури. Зважаючи на те, що ймовірність відмови ребер є , де к = а, в, с d, e, f, а перетинок , одержані кінцеві формули, що показують числові вирази для надійності Н₁ - першої та Н₂ - другої структури. Для поодинокого випадку, коли для всіх та ці формули є

(1)

(2)

По результатам розрахунків побудовані графіки, представлені на рис.2

Рис.2 Графіки надійності кільцевих структур з перетинками

Із графіків видно, що структура з перехресними перетинками (рис.1б) має більшу надійність і вона рекомендується для впровадження в практику.

Іншою є задача пошуку рішення щодо організації транспортного кільця з урахуванням географічних координат пунктів, сума відстаней до яких є мінімальною:

,(3)

де - затрати на одиницю відстані.Дана задача формулюється так: надається повний орграф, дугам якого приписані вагові коефіцієнти . Треба знайти такий гамільтонів цикл, який має найменшу загальну вагу. Оскільки ця задача є NP - повною, то виникає потреба пошуку більш раціональних методів її рішення. В роботі запропоновано використання методу гілок та границь, суть якого полягає в тому, що рішення припиняється, коли питома вага чергового рішення перевищує значення раніше знайденого.

Була також розроблена методика оцінки живучості телекомунікаційних систем, що визначається по характеристиці зв'язності мережі Рс, по ймовірності існування хоча б одного шляху без петель будь-яких двох вузлів. Методика розроблена з урахуванням показників надійності трактів і вузлів зв'язку та обмежень щодо часу доставки і вимог щодо достовірності. Задача вирішується з використанням неорієнтованих графів G(V,E), де кожній дузі поставлена в відповідність пара дійсних чисел {dij, Рij}, dij - ваговий коефіцієнт, Рij - ймовірність відмови. В множині М - всіх шляхів є підмножина - найкоротших шляхів. Для пошуку використана еврістична процедура Дудника Б.Я., побудована на знаходженні простих розтинів, які не перетинаються між собою, . Множина утворює паралельно-послідовну структуру, в якій ймовірність хоча б одного шляху із S в t визначається за формулою:

, (4)

В припущенні, що всі дуги графа G відказують незалежно одна від одної з імовірністю Ро, одержимо , де . Сама ймовірність - є умовна, де - імовірність відмови і дуг у мережі . В результаті одержана рекурсивна формула для визначення ймовірності несправності мінімального розтину , при умові відмови і дуг.

. (5)

Для вирішення задачі розглянуте два найбільш розповсюджені на практиці методи знаходження найкоротшого шляху : Дейкстри і Белмана-Форда. Відомо, що алгоритм Дейкстри є найекономнішим, він у будь-якому випадку дає оцінку . В той же час, при неповнозв'язній структурі, до якої належить проектована система, алгоритм Белмана-Форда дає оцінку . Тому обчислення можуть бути припинені раніше, не за N кроків. В проведених дослідженнях реальних структур рішення знаходилось за кроків. Це дає змогу рекомендувати даний алгоритм для практичного використання в неповнозв'язаних структурах.

Був також запропонований програмно-апаратний комплекс для контролю якості каналів зв'язку в реальних мережах, що дає можливість у реальному масштабі часу визначати стан та параметри каналів і ліній зв'язку.

Третій розділ присвячений аналізові навантаження в транспортній мережі міста. Для цього була використана рекомендована ETSI методика CLASS 6.20f, адаптована для технології АТМ. Для моделювання була використана гібридна організація транспортної мережі, якою вона буде в перехідному періоді. Очевидно, АТМ є мережа, що інтегрується поверх мережі синхронної цифрової ієрархії (SDH) як накладена мережа. Вона являє собою одночасно і транспортну, і вторинну, а також є мережею доступу. Таким чином, АТМ - технологія, що підтримує всі основні види трафіка, які існують на сьогоднішній день, в тому числі і B-ISDN.

Методика CLASS 6.20f дає можливість імітаційного моделювання різних структур з різноманітними параметрами. Була промодельована транспортна мережа міста за умов передачі по ній цифрових мовних потоків інформації Е1. Кількість віртуальних каналів і розподіл цих каналів між вузлами мережі визначались, виходячи із існуючих навантажень в МТС Харкова. Передбачалось, що навантаження концентрується в вузлі п1 (АМТС) (рис.3). Весь трафік був розділений на 2 рівні пріоритетів: мовний і від провайдерів Internet (ІSP). Мовний мав вищий пріоритет. Дисципліна обслуговування в каналах-FIFO, об'єм заявок мовного буфера - 100, ISP-1000. Досліджувались ймовірністо - часові характеристики (ЙЧХ). На рис.4 показана ймовірність знаднормативної затримки при 1,2,3 та 4- кратному навантаженні.

Рис.4 Графіки ймовірності знаднормативної затримки інформації при 1,2,3 та 4-кратному навантаженні

Як показали результати моделювання (рис.4), при 1,2 та 3- кратному розмірі трафіка ще не виникають проблеми по перенавантаженню. Починаючи з 4- кратного, в каналах п23-п/6-1 (рис.3) виникають втрати. В напрямках п6-п12-1, п16-п23-1 та інших навантаження наближається до лімітного. Ці напрямки були підсилені в реальній структурі міської мережі.

Були досліджені також ЙЧХ передачі сигналів відеоконференції з використанням сучасних технологій MPEG-1, MPEG-2.

В четвертому розділі представлена методика синтезу структури мережі абонентських ліній зв'язку. Такі задачі вирішуються досить просто, коли не враховуються реальні умови міської інфраструктури (вулиці, будинки, парки, водоймища, тощо). За умов врахування цих обмежень оптимізація розміщення - проблематична через слабку випуклість функції штрафів. Запропоновано використати ідею мажорантів Ньютона, завдяки яким функція штрафів модернізується і оптимальне рішення знаходиться.

Як мажоруючі функції запропоновано використати параболи F(x,x^к) = А + (х-С)²В/2, де коефіцієнти А, В та С обчислюються за умов апроксимації f(z^к) в черговій точці z^к. В результаті цього функціонал, що забезпечує оптимальне розташування об'єктів зв'язку, набуває вигляду

, (6)

де R,Q - вагові коефіцієнти, які визначають важливість напрямку зв'язку - координати об'єктів, що підлягають розташуванню, - координати вже розташованих об'єктів.

Розроблена методика дає можливість розташування як поодиноких об'єктів (наприклад, концентраторів навантаження), так і їх груп. В роботі проаналізовані приклади таких розташувань. З використанням запропонованої методики в місті розташовуються концентратори xDSL, під'єднують абонентів до транспортного кільця. Поряд з одержаним рішенням по оптимальному розташуванню об'єктів, вирішуються ще і задачі економії кабельної продукції.

П'ятий розділ присвячений вибору методів маршрутизації в телекомунікаційних системах. Відомо, що методи маршрутизації поділяються по способу впливу на мережу, по задачах управління, по ступеню використання інформації про мережу, по врахуванню можливих змін у мережі. Проаналізовано використання алгоритмів Дейкстри та Белмана-Форда в структурі міських телекомунікаційних мереж. Показано, що в типових умовах слабкої зв'язності мережі алгоритм Белмана-Форда може впоратись із майже вдвічі більшим навантаженням, що дає підстави для рекомендації його в задачах управління трафіком.

В шостому розділі представлено приклади рішення задачі оптимізації при практичному переобладнанні обласного підприємства зв'язку. Тут даються 2 задачі. В одній подані практичні пропозиції щодо реалізації транспортного кільця з конкретизацією реального обладнання для ОПТС та розрахунки щодо параметрів окремих засобів телекомунікації в цій станції. Друга задача є рішенням по формалізації та оптимізації процесу керування переобладнанням підприємства зв'язку. Зважаючи на те, що дана задача не може бути вирішена строгими методами, в ній розглядається процес виконання послідовності робіт , що мають певний час завершення кожної , та відповідну функцію розподілу .

Одержано функціонал, що визначає час завершення роботи : , функцію розподілу часу завершення к-ї роботи , а також різницю , що характеризує ефективність виконання цієї роботи з функцією розподілу . В процесі виконання робіт , , можливі витрати часу як на простої обладнання (при затягуванні терміну виконання попередньої роботи (), так і на простої чергової роботи (при невчасному постачанні обладнання ). Функціонал ефективності виконання к-ї роботи є

, (7)

де W - ваговий коефіцієнт, що враховує важливість тих чи інших простоїв. Очевидно простої потребують відповідного резерву часу . Сумарна ефективність є сумою окремих показників (7) і задача вирішується при знаходженні екстремуму одержаної суми. Аналіз функціоналу ефективності дає змогу провести дослідження математичного очікування необхідного резерву часу при тій чи іншій дисципліні виконання робіт. Показано, що при підвищенні вимог щодо дисципліни виконання (при W>>1) необхідний резерв може бути скорочений. На ефективність виконання робіт впливає також регулярність контролю: при нерегулярному контролі (при об'єднанні кількох робіт) ефективність різко знижується.

Висновки по роботі

1. Проведений аналіз стану телекомунікаційних технологій показав, що в Харківській обласній дирекції ВАТ “Укртелеком” в цілому відбуваються процеси докорінного переходу на сучасні технології, що забезпечують значне зростання якості і кількості наданих послуг споживачам. Цей перехід пов'язаний з необхідністю докладання значних затрат сил і коштів галузі. Раціональний розподіл зусиль, оптимальна затрата сил і коштів потребує залучення науково-обґрунтованих методів, розробки принципово нового підходу до керування підрозділами галузі, розробки нових наукових методів та методик, що забезпечують прийняття тих чи інших рішень по варіантах переходу на нові телекомунікаційні технології.

2. З використанням методів теорії масового обслуговування та теорії ймовірностей вдалося побудувати математичну модель процесу переоснащення підприємства новим обладнанням і на основі цієї моделі формалізувати задачу керування цим процесом. Показано, що більш тверда регламентація окремих робіт та контроль з боку осіб, які приймають рішення, веде до скорочення часових втрат; а розріджена регламентація і контроль, що провадяться час від часу, вимагають відповідного збільшення періоду завершення робіт аж до нескінченності.

3. З урахуванням світового досвіду, аналізу сучасних технологій обґрунтована та розроблена концепція переобладнання телекомунікаційної системи регіону, побудови міського транспортного кільця.

4. З використанням модернізованої методики за допомогою рішення задачі комівояжера і методу гілок та границь, здійснено вибір конфігурації та розташування міського транспортного кільця, що вводиться в експлуатацію на основі ВОЛЗ. За розробленою методикою проаналізовані показники його живучості і надійності. Показано, що якісні характеристики можуть бути отримані більш високими при наявності додаткового перетинки у вигляді діаметра цього кільця. Ймовірнісний аналіз надійності дозволив обґрунтувати вибір параметрів і форми цієї перетинки. Виявилося, що вона повинна бути подвійною та з перехресним включенням.

5. З використанням розробленої методики і пакета програм CLASS 6.20f проведено імітаційне моделювання процесів обміну даними в споруджуваній міській транспортній мережі з використанням АТМ-технології, з урахуванням пропускної спроможності і довжин каналів. Ця методика дозволила оцінити найбільш слабкі місця в запроектованій структурі. Для дослідження використовувалися потоки Е1 звичайного мовного трафіка і потоки IP-телефонні 4хЕ1 від провайдерів Інтернет (ISР). Дослідженню підлягали показники ймовірнісно-часових характеристик, такі як ймовірність втрат чарунок та середня мережна затримка. Дослідження показали, що неприпустимі втрати починають виникати лише при 4- кратному збільшенні навантаження від номінального. Критичні напрямки зв'язку та відповідні вузли були підсилені.

6. Методика імітаційного моделювання і пакет CLASS 6.20f дозволили досліджувати характеристики передачі відео сигналів та рухливих зображень при використанні технологій Н.261; Н.263; МРЕG-1, МРЕG-2. Дослідженню підлягала задача організації відеоконференції з передачею сигналів зі швидкістю 155 Мбіт/c при частоті кадрів 100 за секунду, при розмірі кадрів І-150 кбайт, Р, В - 50 кбайт. При З-кратному збільшенні навантаження неприпустимих втрат чарунок не було виявлено. У напрямку вузлів 7-2 навантаження наблизилося до критичного. Методика є потужним інструментом, що дозволяє робити оцінку граничних можливостей телекомунікаційної мережі.

7. Проведено аналіз властивостей та можливостей перспективної xDSL технології, що інтенсивно розвивається в останні роки. Показана можливість більш розширеного використання цієї технології в Харківській обласній дирекції ВАТ “Укртелеком”. Рекомендовані найбільш прийнятні структури використання цієї технології із симетричними та асиметричними каналами.

8. Вдосконалена та модернізована методика оптимального розміщення об'єктів зв'язку, що базується на пошуку найкоротших шляхів з урахуванням обмежень. За умов міської інфраструктури цільова функція такої задачі є слабко виразною, що ускладнює одержання сталих рішень. Обрані та рекомендовані до використання мажорантні параболічні функції, які в умовах обмежень забезпечують одержання сталих рішень в цих задачах розміщення. Ефективність методики продемонстрована при розміщенні поодиноких та декількох вузлів, концентраторів навантаження хDSL з урахуванням обмежень інфраструктури міст та з урахуванням обмежень на характерні параметри технології хDSL, на обмеженість відстаней ліній абонентського доступу.

9. З використанням розробленої методики вирішена задача розміщення вузла комутації відомчих АТС у межах транспортного кільця. Вибір оптимального місця розміщення дозволяє мінімізувати суму довжин ліній доступу до цього вузла.

10. Розроблено методику аналізу співставленням різних методів маршрутизації транспортних потоків телекомунікаційних систем. В основі кожного з них лежить той чи інший процес оптимізації. Використання розробленої методики дозволило дійти висновку, що усі вони близькі по ефективності, але дещо відрізняються числом кроків та часом збіжності. Однак з огляду на величезну розмірність розв'язуваної задачі, зазначені відмінності дозволяють одержувати значні виграші в системі в цілому. Так, застосування алгоритму Белмана-Форда в умовах неповнозв'язності дозволяє обробляти практично вдвічі більший трафік порівняно з алгоритмом Дейкстри. Він і рекомендований для використання.

11. У результаті використання розроблених, модернізованих та впроваджених науково обґрунтованих методик і методів дослідження і побудови телекомунікаційних систем, мереж та їхніх фрагментів в Харківській дирекції ОАО “Укртелеком” вдалося провести цикл робіт з відновлення, а в ряді випадків і по докорінній, глобальній реконструкції матеріальної бази обласного підприємства зв'язку.

12. Розроблені науково обґрунтовані методики і методи дослідження і побудови телекомунікаційних систем можуть бути рекомендовані для використання в інших обласних підприємствах галузі.

Список опублікованих праць

Татарчук С.И. Развитие телекоммуникаций в Украине и Харьковской области.//Всеукраинский межведомст. научн. техн. сб. Радиотехника № 123, 2001, с.9…13.

Рева А.А., Татарчук С.И., Момот М.А. Метод поиска трафиков обхода и замен для первичных сетей электросвязи // Авиационно-космическая техника и технология. Сборник научных трудов Харьковского института летчиков. 2001- 110-113 с.

Татарчук С.И. Автоматизация процессов эксплуатации МТС.//Зв'язок, № 3, 1999, 55-56 с.

Татарчук С.И. Методика оптимального размещения объектов связи.//Труды УНИИРТ, № 1, 2001.

Татарчук С.И. Проблемы формализации процесса управления переоснащением предприятий связи // Всеукраинский межведомст. научн. техн.сб. Радиотехника № 121, 2001, с.189-192.

Евсеева О.Ю., Татарчук С.И. Методика оптимального размещения концентраторов нагрузки xDSL // Всеукраинский межведомст. научн. техн. сб. Радиотехника № 123, 2001, с.60…64.

Москалец Н.В., Татарчук С.И. Надежность и живучесть технологических структур телекоммуникационных сетей // Материалы Международной НТК “Теория и техника приема, передачи и обработки сигналов” Туапсе, 2001, с.298-299.

Смидович Л.С., Кулик Ю.А., Рева А.А., Татарчук С.И. Программно-аппаратный комплекс автоматизированного контроля качества электросвязи //Материалы 5-й международной научно-технической конференции “Достижение в телекоммуникациях за 10 лет независимости Украины” август, 2001. Сб.докладов (Часть 1). Одесса, с84-85.

Момот М.А., Кулик Ю.А., Рева А.А., Татарчук С.И. Проектирование БД сети электросвязи на основе ее информационной модели // Материалы 5-й международной научно-технической конференции “Достижение в телекоммуникациях за 10 лет независимости Украины” август, 2001. Сб.докладов (Часть 1). Одесса, с.81-82.

Татарчук С.І. Оптимальне розміщення базового обладнання сільського та приміського зв'язку //Науково-практична конференція “Радіотехнології у розвитку та модернізації сільського та приміського зв'язку. Прогресивні методи його побудови та експлуатації”. Київ. 4-6 липня 2001 р.

Поповський В.В., Стороженко В.В., Татарчук С.І., Тітаренко Л.О. Методичні вказівки до самостійної роботи з курсу “Супутникові та радіорелейні системи передачі” Х.: ХТУРЕ, 2001 - 35 с.

Рева А.А., Татарчук С.И., Момот М.А. Метод поиска альтернативных маршрутов передачи информации в распределенных сетях связи // Авиационно-космическая техника и технология. Сборник научных трудов Харьковского института летчиков №27, 2002, с.168-171.

Размещено на Allbest.ru