автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.13, диссертация на тему:Эффективность гибридных сетей спутниковой связи VSAT в условиях самоподобия телекоммуникационного трафика

ООЭ4В2128

На правах рукописи ПАСТУХОВ АЛЕКСЕЙ СЕРГЕЕВИЧ

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ГИБРИДНЫХ СЕТЕЙ СПУТНИКОВОЙ СВЯЗИ УвАТ В УСЛОВИЯХ САМОПОДОБИЯ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННОГО ТРАФИКА

05.12.13 - Системы, сети и устройства телекоммуникаций

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 п ОЕЗ

Москва-2009

003462128

Работа выполнена на кафедре «Радиотехника и телекоммуникации» ФГОУВПО «Российский государственный университет туризма и сервиса»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор,

заслуженный деятель науки РФ ШЕЛУХИН Олег Иванович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Румянцев Константин Евгеньевич

кандидат технических наук Арсеньев Максим Владимирович

Ведущая организация: Центр космической связи «Дубна»

ФГУП «Космическая связь»

Защита состоится « 6 » марта 2009 года в 1400 часов на заседании диссертационного совета Д 212.150.08 при ФГОУВПО «Российский государственный университет туризма и сервиса» по адресу: 141221, Московская обл., Пушкинский р-н, пос. Черкизово, ул. Главная, 99, каб. 1209 Зал заседаний советов.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУВПО «Российский государственный университет туризма и сервиса»

Автореферат разослан «гУ^^/РС/172009 года.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук, профессор

Душин В.К.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Развитие систем спутниковой связи привело к появлению систем, построенных на базе терминалов с малой апертурой VSAT (very small aperture terminal). Такие сети связи в общем случае состоят из двух и более терминалов, объединенных посредством спутникового канала связи. В последнее время спутниковые системы связи получили свое дальнейшее развитие за счет совместного использования спутникового и наземного каналов связи. Эти системы получили название «гибридные сета спутниковой связи» (ГССС).

Поскольку такая конфигурация широко используется при построении спутниковых систем связи, встает вопрос эффективности работы подобных ГССС. Как правило, дополнительный наземный канал сети связи, функционирующей на базе обобщенного протокола автоматической повторной передачи ARQ-SR (automatic repeat request — selective repeat), позволяет значительно сократить избыточность передаваемой информации, обеспечив вместе с тем высокую достоверность передаваемых данных.

Современные тенденции развития телекоммуникационных услуг в направлении их интеграции обусловливают необходимость создания мультисер-висных сетей связи, способных в едином канале обеспечивать передачу разнородной информации: видео, голос, данные. Исследования, проведенные в диссертации в этом направлении, базируются на результатах теоретических и прикладных исследований в области построения систем спутниковой связи Кантора JI. Я, Банкета В. JL, Дорофеева В. М-, Теплякова И. М., Немировского М.С., Шинакова Ю. С., Maral G., Спилкера Дж. и др.

Современные исследования трафика в телекоммуникационных сетях, в том числе в ГССС, показывают наличие в нём самоподобных (фрактальных) долговременно зависимых свойств, которые оказывают существенное негативное влияние на эффективность работы таких сетей. Результаты, полученные в диссертации, базируются на фундаментальных и прикладных исследованиях в

области фрактальных процессов В .В .Mandelbrot, W. Willinger; Р. Abry; М. S. Taqqu, J. Beran; A.A. Потапова.^ Б. Цыбакова, О.И. Шелухина и др

Повышение эффективности ГССС в условиях самоподобия передаваемого трафика с учётом специфических особенностей построения и функционирования гибридных сетей связи является актуальной научно-технической проблемой.

Цель и задача работы. Цель диссертационной работы - исследование влияния самоподобия интегрированного трафика на эффективность ГССС с учетом особенностей протоколов передачи, распределения информации между спутниковым и наземным сегментами сети.

Для достижения указанной цели нами были сформулированы и решены следующие основные задачи:

1) оценка эффективности ГССС и оценка влияния структуры параметров обобщенного протокола ARQ-SR для одноадресной и многоадресной конфигураций;

2) исследование и оценка влияния самоподобных свойств речевого, видео-, Интернет-трафика на эффективность функционирования ГССС на различных уровнях модели OSI.

Методы исследования. Для проведения исследований использовались методы теории вероятности, математической статистики, случайных процессов, телетрафика, массового обслуживания, а также методы имитационного моделирования. Математические расчеты выполнены в среде MathCAD 2003, имитационное моделирование - в среде ns-2.

Положения выносимые на защиту.

1. Методика и аналитические соотношения для определения значений оптимальной длины информационной части кадра, коэффициента использования и параметров протокола ARQ-SR, позволяющие оценить их влияние на эффективность ГССС.

2. Результаты аналитических исследований приёмников земных станций на эффективность ГССС, доказывающие, что в случае уменьшения качества приёмников земных станций эффективность ГССС уменьшается.

3. Модель ГССС, функционирующей на базе обобщенного протокола ARQ-SR, позволяющая определить стабильный режим работы и оценить потенциальную пропускную способность ГССС.

4. Результаты сравнительного анализа качественных характеристик спутниковой и гибридной конфигураций спутниковых сетей связи, доказывающие, что ГССС при определенных значениях вероятности ошибок бит более эффективна, чем обычная спутниковая сеть связи.

5. Результаты имитационного моделирования передачи видео совместно с Интернет-трафиком по ГССС, позволяющие оценить влияние на эффективность самоподобного видеотрафика с учетом протоколов передачи, асимметрии сети и приоритетности.

Достоверность и обоснованность результатов исследований, полученных автором диссертации, подтверждена строгостью применяемых математических методов, рецензированием работ, опубликованных в центральной печати, согласованием основных теоретических научных положений с результатами' экспериментальных исследований, длительностью экспериментальных исследований, их повторяемостью и контролируемостью.

Научная новизна исследований, проведённых в данной работе, состоит в следующем:

1) разработана методика оценки влияния на эффективность ГССС длины информационной части кадра, коэффициента использования и параметров протокола ARQ-SR, позволяющая доказать, что они оказывают существенное влияние на эффективность и должны учитываться при проектировании;

2) разработана модель ГССС, функционирующей на базе обобщенного протокола с учетом асимметрии прямого и обратного каналов связи, с целью разработки методики оценки параметров подобных сетей;

3) проведен сравнительный анализ качественных характеристик спутниковой и гибридной конфигураций спутниковых сетей связи с целью оценки целесообразности использования гибридных конфигураций в различных условиях;

4) разработаны алгоритмы, специализированное программное обеспечение (ПО), а также получены результаты экспериментальных исследований влияния статистических и фрактальных свойств телекоммуникационного трафика на эффективность ГССС.

Практическая ценность и её реализация. Результаты, полученные в данной диссертационной работе, могут быть использованы при проектировании различных сервисов в телекоммуникационных системах. Разработанные алгоритмы и программное обеспечение могут применяться как в практической работе специалистов в области телекоммуникаций, так и в научных и учебных целях.

Работа внедрена в учебный процесс кафедры «Телекоммуникационные системы и технологии» ФГОУВПО «Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова» в курсе «Основы телевидения и видеотехники», о чем свидетельствует соответствующий акт внедрения.

Результаты диссертационной работы внедрены в филиал компании ОАО «ВолгаТелеком» в Чувашской Республике для оценки эффективности телекоммуникационных сетей связи, о чем свидетельствуют соответствующий акт внедрения.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на XXXVIII научной конференции по гуманитарным, естественным и техническим наукам Чувашский госуниверситет (Чебоксары, 2004); Всероссийской научно-технической конференции «Информационные технологии в электротехнике и электроэнергетике» (Чебоксары, 2004); VI Всероссийская научно-технической конференции «Информационные технологии в электротехнике и электроэнергетике» (Чебоксары, 2006); X Международной научно-практической конференции «Наука сервису» (Москва, 2006); II Межвузовской научно-практической конференции «Проблемы развития элек-

тротехнических комплексов и информационных систем» (Москва, 2006); XI Международной научно-практической конференции «Наука сервису», секция «Применение информационных технологий в электротехнических комплексах и системах» (Москва, 2006); V Всероссийской научно-практической конференции «Современные проблемы создания и эксплуатации радиотехнических систем» (Ульяновск, 2007); Международной научно-практической конференции «Электронные средства и системы управления. Опыт инновационного развития» (Томск, 2007).

По теме диссертации автором опубликовано 19 печатных работ (8 из них выполнены без соавторов), в том числе одно учебное пособие «Сети спутниковой связи VSAT».

Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, приложений и списка литературы, включающего 206 наименований. Работа представлена на 147 страницах машинописного текста, содержит 86 рисунков и 4 таблицы. В приложениях, объемом 19 страниц, содержатся материалы, подтверждающие результаты исследования. К работе прилагается список использованных сокращений.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении анализируется состояние проблемы, обосновывается актуальность работы, формулируются цель и задачи, которые необходимо решить для достижения поставленной цели.

В первой главе дана характеристика современного состояния и тенденций развития сетей спутниковой связи VSAT. Рассмотрены системотехнические основы функционирования, топология, архитектура и сетевая структура спутниковых сетей и систем связи, в том числе гибридных.

В главе приведены особенности построения, технические характеристики и современное состояние современных ГССС на базе спутниковых систем свя-

зи (ССС) УБАТ. Проведен анализ одноадресной и многоадресной конфигураций ГССС, а также их основные технические характеристики. Сформулированы критерии и параметры эффективности ГССС. Типовая конфигурация ГССС представлена на рис. 1.

Рассмотрены структура и характеристики Интернет- и мультимедиа-трафика в ГССС, а также методы его описания. Показано, что отличительной особенностью трафика в ГССС является его самоподобная структура, которая должна учитываться при оценке эффективности подобных сетей, особенно в силу асимметричности прямого и обратного каналов связи. В заключение главы сформулированы цели и задачи диссертационной работы.

Рис: 1. Типовая конфигурация ГССС

Во второй главе представлены аналитические оценки эффективности одноадресной и многоадресной конфигураций ГССС с учетом особенностей протокола ARQ-SR

Для оценки эффективности ССС и ГССС, использующих ARQ-SR, разработана модель ГССС, функционирующая на базе протокола ARQ-SR, и введены понятия стабильного и нестабильного режимов работы, что определяется параметрами системы. Сформулировано условие устойчивости системы. По-

лучены выражения для пропускной способности (ПС) ГССС для обоих режимов работы. Выявлено, что ПС не зависит от числа приемников, а ГССС теоретически обеспечивает лучшую ПС по сравнению с обычной ССС. Эффективность ГССС падает с ростом числа приемников земных станций (ЗС), и для заданного числа приемников ГССС более эффективна по сравнению с ССС, если вероятность битовой ошибки (BER ) спутникового канала превышает некоторое пороговое значение.

Оценено влияние длины информационной части кадра протокола ARQ-SR на ПС ГССС и найдено аналитическое выражение для оценки оптимального значения длина кадра Lu.

где рс и р3 - вероятности ошибки кадра (FER) в спутниковом и наземном каналах соответственно; qc и qz - BER в спутниковом и наземном каналах соответственно; Рг>1— отношение количества кадров, переданных передатчиком, к количеству кадров, доставленных ко всем приемникам, т.е. рг является мерой неэффективности работы, а, соответственно, 1/ft. характеризует эффективность работы ГССС.

Предложен альтернативный подход к определению оптимального значения L и получено аналитическое выражение, при котором критерием оптимальности является минимальное число повторных передач. Показано, что при значениях qc< 10"5 ПС ГССС практически неизменна, а при значениях дс>10~5 наблюдается резкое снижение пропускной способности. Выявлено, что BER наземного канала слабо влияет на ПС ГССС.

Дана оценка влияния параметров протокола ARQ-SR и таймера повторной передачи протокола ARQ-SR на эффективность ГССС. Показана необходимость использования двух раздельных таймеров повторной передачи для спутниковой и наземной подсетей. Проведенный анализ параметров протокола ARQ-SR в ГССС показал, что время таймера повторной передачи не зависит от количества приемников в сети.

Получено аналитическое выражение для определения оптимального значения размера окна повторной передачи в зависимости от параметров ARQ-SR. Установлена зависимость размера окна от количества приёмников, возрастающего с их увеличением. Установлено, что при значениях ВЕЯ (дс>10 5) и с увеличением размера окна наблюдается резкий спад ПС и коэффициента эффективности (КЭ).

Для оценки влияния размера окна повторных передач на характеристики ГССС предложено ввести параметр со, характеризующий максимальное количество попыток передачи кадра с момента «попадания» кадра в окно до момента выхода кадра за его пределы.

Получено аналитическое выражение для определения оптимального значения максимальной длины подтверждений в зависимости от параметров протокола АЯ<2-ЗЯ Показано, что при значениях ВЕЯ (дс > 10"5) длина подтверждения резко возрастает и наблюдается резкий спад ПС и КЭ.

Особое внимание в главе уделено вопросу выбора соотношения между ПС прямого и обратного каналов ГССС. С этой целью введён параметр 0<р<1, представляющий собой коэффициент использования (КИ) ПС в наземном канале. Найдено аналитическое выражение для определения ПС спутниковых и наземных каналов ГССС в зависимости от КИ.

1

V й'Ь*"

С+ь

и с:

где =(1 -р) -Крб > Я^рЯ^/МНС спутникового и наземного каналов

соответственно.

Предложена методика и найдено аналитическое выражение для оценки ПС в зависимости от параметров протокола ЛRQ-SR и КИ. Показано, что при значениях р=0,03, М=1-5 и г),^1,5 Мбит/с наблюдается высокий КЭ Г| =0,88-0,96, а при значениях q,<Шъ, р=Ю,001-0,03 ВЕЯ наземного канала не

влияет на ПС и КЭ. В свою очередь при значениях р==0,01-1, М=\ наблюдается высокая ПС 1)^1,5 Мбит/с и КЭ гр0,88-0,96.

Диапазон КИ существенно зависит от ВЕК спутникового канала. Так, при значениях р=0,01-1, М=1 наблюдается высокая ПС и^=1,5 Мбит/с и КЭ гр0,95-1, однако при значениях ^с<10"5, р=0,01—1 ВЕЯ спутникового канала слабо влияет на ПС и КЭ. С увеличением количества приёмников земных станций КЭ снижается, и вместе с ним уменьшается допустимый диапазон значений КИ, при котором достигается максимальная эффективность ГССС.

Для оценки влияния качества приёмников ЗС на ПС ГССС введён параметр М', представляющий собой количество «особых» (нестабильных) приемников, которые характеризуются ВЕЯ в спутниковым канале. Для определения ПС ГССС в зависимости от количества приёмников ЗС с учётом «особых» приемников получено аналитическое выражение

Показано, что с ростом ВЕЯ и увеличением количества «особых» приёмников ПС падает, а при значениях ^Ю"6 наземный канал вообще слабо влияет на характеристики ГССС.

В третьей главе рассмотрена оценка эффективности ГССС на уровне приложений с помощью методов имитационного моделирования в среде т-2. Симулятор ш-2 представляет собой программный симулятор, используемый для моделирования и расчетов прохождения пакетов разного типа через заданную последовательность различного вида соединений, описанных с помощью специального синтаксиса. В нем реализованы групповые алгоритмы маршрутизации, транспортные протоколы и протоколы сеансов связи, посредством которых предоставляется современный сервис цифровой передачи данных. В до-

если в системе все приёмники стабильны

((М-М')^(1-/0+-К, (1*,))),

если в системе М' приёмников нестабильны

полнение для транспортных протоколов, реализованы алгоритмы управления по времени, скорости и управление их очередями.

Мультимедиа- и Интернет-приложения характеризуются сильной асимметричностью трафика, где значительно больше данных принимается клиентом, чем порождается им. Такие услуги с топологией, где спутник обеспечивает широкополосную передающую сеть с наземным каналом Интернет-подключения, является хорошей альтернативой для остальных сетей. Такие топологии особенно актуальны в местностях с низкой плотностью населения и неразвитой наземной инфраструктурой сетей. Для новых типов приложений и услуг, требующих высокоскоростной передачи данных мультимедийного содержания непосредственно в дом, данные сета имеют значительный потенциал даже в плотно заселенных районах. Структура моделируемой сети показана на рис. 2.

Рассматриваемая сеть состоит из 67 узлов и 66 каналов связи. Каждый канал характеризуется размером буфера, ПС и временем задержки. Узлы бЧ-бМ представляют собой узлы серверов, которые формируют фоновый самоподобный ГСР-трафик, генерируемый Парето-исгочниками с заданными параметрами. Узел С1 представляет собой клиентский узел, VI - узел источника видеосигнала, — спутниковый шлюз. Связь между спутниковым шлюзом и клиентским узлом осуществляется с помощью однонаправленной спутниковой линии связи. Для функционирования /Р-протокола используется низкоскоростная линия. В сети используются два протокола - замкнутый и незамкнутый, т.е.

Рис. 2. Имитируемая конфигурация сети

с обратной связью и без нее. Для передачи видео используется незамкнутый широкополосный протокол UDP, а для передачи фонового трафика - широко известный протокол TCP.

Для имитации узлов Интернет-серверов использовались источники с распределением on- и о^-периодов по закону Пар его (Парето-источники).

Для симуляции видеотрафика использовались как экспериментально полученные файлы, так и полученные в результате имитационного моделирования. Пакеты от источника FBjR-трафика и Парето-источников объединяются на узле шлюза. Организация очереди CBQ (class based queuing) осуществлена на шлюзе так, чтобы видеотрафик имел приоритет над Интернет-трафиком. В этом случае пакеты Интернет передаются на доступной скорости передачи ABR (available bit rate) или с неопределенной скоростью передачи UBR (unspecified bit rate), не воздействуя на КВЛ-трафик. Размер буфера изменяется в различных имитациях.

Результаты исследований, представленные на рис. 3, свидетельствуют о том, что Интернет-трафик имеет минимальное влияние на приоритетный видеотрафик. Анализ имитаций на трассировочных файлах показывает, что эти минимальные отличия вызваны временем ожидания в очереди видеопакетов, когда передаются Интернет-пакеты, так как применялась неприоритетная организация очереди.

Рис. 2. Скорость передачи: а - видеотрафика в условиях передачи только видеотрафика и объединенного трафика с различными размерами буфера дня спутникового канала; б - Интернет-трафика при передаче объединенного трафика с различными размерами буфера для спутникового канала

Видеотрафик имеет пульсирующий характер, и свободная ПС может использоваться для Интернет-трафика. Реальная скорость передачи Интернет-трафика в присутствии приоритетного видеотрафика достигает -55% всей ПС обратного спутникового канала связи. С увеличением размера буфера СП и задержка в буфере видеотрафика возрастают, а коэффициент потерь уменьшается по нелинейному закону.

Вышеупомянутые результаты являются иллюстрацией того, что видеосигнал требует или больших размеров буфера или более высокой ПС, чтобы удовлетворять требованиям стандарта УВЯ по потерям. Вместе с тем существует компромисс между размером буфера и временем задержки организации очереди.

Из полученных в результате имитационного моделирования графиков можно найти минимально эффективную СП видеотрафика, удовлетворяющую требованиям по времени задержки и частоте появления ошибок. Для видео вещательного качества эти границы определены задержкой по времени и составляют 100 мс, а также коэффициентом (вероятностью) потерь, который составляет 10"5.

Простое вычисление доказывает, что эти требования выполняются, когда размер буфера составляет 300 пакетов, а пропускная способность спутникового канала - гс=1,4 Мбит/с. В этом случае КП равен нулю, время задержки пакетов в буфере составляет 5,7 мс, а вариация времени задержки пакетов в буфере равна 0,1 мс. Результаты имитации демонстрируют, что эти требования выполнены для более высоких значений СП.

В четвертой главе приведена оценка эффективности ГССС с учётом самоподобия трафика. Полученные зависимости КП Интернет-пакетов при передаче трафика с помощью протокола 1ЮР по спутниковому каналу без видеотрафика показывают, что в этой конфигурации СП сети снижается с увеличением показателя самоподобия. Интернет-трафик передаётся со СП, равной сред-

ней скорости информационного потока от источников Интернет-трафика, которая составляет 1,034 Мбит/с.

Для генерации видеотрафика с самоподобными свойствами использовались видеоданные MPEG-1, передающиеся на прикладном уровне. Файл содержал в себе информацию о количестве передаваемых пакетов и метки времени, когда они были отправлены. Видеоинформация передавалась посредством {УДР-пакетов, которые, в свою очередь, не осуществляют гарантированную доставку и в общем потоке имеют наивысший приоритет.

В результате моделирования определено, что явление самоподобия суммарного трафика сохраняется, когда он передается с приоритетным трафиком, не являющимся самоподобным..

Буферизация наиболее полезна, когда Интернет-трафик использует канал передачи совместно с другими классами приоритетных трафиков. Влияние увеличения буфера намного больше по сравнению с двумя другими случаями, при высокой степени самоподобия приоритетного трафика.

Для оценки явления самоподобия в процессе имитации использовалась самая распространенная версия TCP-TCP Reno, в которой доступ по транспортному уровню для Интернет предоставляет достоверную связь с контролем перегрузки. Эффект самоподобия Интернет-трафика незначительно влияет на ПС ГССС, что обусловлено спецификой протоколов передачи в спутниковом сегменте. По сравнению с UDP, TCP значительно меньше повреждается от само-подобности источника трафика.

Исследование на имитационных трэках показало, что это явление вызвано не столько протоколом TCP, сколько асимметрией каналов передачи. TCP Reno с петлевым (замкнутым) механизмом управления перегрузками требует, чтобы АСК (сигнал подтверждения приема данных) был послан назад к отправителю для расширения окна передачи.

Сетевая асимметрия воздействует на параметры достоверных протоколов передачи типа TCP, поскольку эти протоколы предполагают наличие обратной

связи в виде совокупных уведомлений от получателя, гарантирующих надежность передачи. Кроме того, для организации опорной передачи и полного использования доступной ПС канала, TCP-ASK синхронизирован с расчётом на своевременное достижение уведомлений.

Таким образом, любой сбой работы на обратном канале может существенно снизить скорость прямой передачи данных. Например, низкая ПС канала подтверждения может значительно уменьшить интервал работы TCP передатчика во время затяжного пуска, независимого от ПС в направлении передачи данных. Аналогичное явление имеет место в радиосетях с пакетной коммутацией, где наблюдаются переменные задержки в двунаправленном трафике (вызванные, например, уведомлениями, пересылаемыми в направлении, противоположном передаче пакетов данных), они являются причиной большого разброса оценки времени пересылки туда и обратно. Это увеличивает значение времени простоя для ретрансляции сегмента TCP, таким образом восстанавливаются потери. Обе проблемы существуют в асимметричной конфигурации ГССС.

Установлено, что самоподобие на уровне «приложение/источник» полностью передается к нижним уровням. Аналогичное явление наблюдается как на транспортном, так и на сетевом уровнях. Некоторые результаты этих исследований представлены на рис. 3.

Имитационное моделирование показало, что сетевая асимметрия имеет существенное влияние на ПС сети. Оценка влияния емкости буфера связи для критического параметра свидетельствует о том, что КП трафика уменьшается резко, а среднее время задержки организации очереди, представляющее среднюю длину очереди, имеет сублинейнную, грубо логарифмическую зависимость от размера буфера. Тогда как для больших значений показателя Херсга Н, характеризующего степень самоподобия трафика, зависимость времени задержки организации очереди становится линейной.

Показатель Херста, И

Рис. 3. а-СП Интернет трафика при UDP передаче с видеотрафиком; б-КП Интернет-трафика при UDP передаче с видеотрафиком; в - ВЗБ Интернет-графика при UDP передаче с видеотрафиком; г - ВВЗБ Интернет трафика при UDP передаче с видеотрафиком

В случае видеотрафика, скорость передачи уменьшается с уменьшением показателя самоподобия. Аналогичная тенденция наблюдается и по отношению времени задержки организации очереди.

Оценка влияния критического параметра на показатели сети, проведенная путем имитации с различными значениями ПС связи, показала, что целесообразно использовать симметричную топологию сети. Отличия рабочих характеристик между классами Интернет-трафиков с различными значениями показателя Херста Н оказывается минимален. Вероятность потерь и время задержки организации очереди для пакетов Интернет-трафика практически не зависят от степени самоподобия видео-трафика в силу их независимости.

Для оценки степени влияния типа очереди {FIFO, RED, CBQ) при заданном коэффициенте формы на ПС канала, были проведены дополнительные симуляции с включенным видеотрафиком. В качестве фонового трафика использовался голосовой трафик от 64 Парето-источников, а объем буфера и ширина канала были уменьшены до значений 1000 пакетов и 0,95 Мбит/с соответственно. По результатам симуляции построены графики зависимостей, из которых видно, что наиболее эффективным для приема 7'СР-пакетов является использование алгоритма FIFO. В этом случае буфер на передачу заполняется полностью, в отличие от очереди типа RED, где происходит отбрасывание пакетов для устранения переполнения.

При работе алгоритма CBQ пакеты от Парето-источников в данной конфигурации сети не имеют преимущества.

В то же время можно предположить, что преимущества алгоритма RED основываются на динамичном изменении величины буфера, что сказывается на величине задержек пакетов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе решена задача повышения эффективности функционирования ГССС путем оптимизации ПС спутникового и земного каналов связи с учетом особенностей протоколов передачи, а также распределения информации между спутниковым и наземным сегментами сети; оценено влияние самоподобия композиции Интернет- и видеотрафика в условиях асимметрии прямого и обратного каналов связи и разработаны рекомендации по управлению ГССС, имеющие существенное значение для отрасли связи.

1. Выполнен анализ существующих методов построения ГССС, их характеристик и параметров, а также проведен сравнительный анализ особенности передачи информации в спутниковом и наземном сегментах сети. Установлено, что суммарный Интернет- и видеотрафик подобных сетей связи обладает суще-

ственными фрактальными (самоподобными) свойствами, которые необходимо учитывать при оценке эффективности ГССС. Показатель Херста, характеризующий степень самоподобия Интернет- и видеотрафика, передаваемого в ГССС, лежит в диапазоне 0,7...0,92.

2. Разработаны аналитические методы оценки и повышения эффективности ГССС на транспортном уровне в условиях одноадресной и многоадресной передачи, оптимизированы параметры протокола автоматической повторной передачи. Показано, что гибридная сеть теоретически обеспечивает лучшую ПС по сравнению с чистой спутниковой сетью связи, однако большая эффективность первой сказывается только при величинах вероятности ошибки на бит более 10"5.

3. Предложена математическая модель ГССС на уровне приложений в условиях передачи Интернет- и видеотрафика, обладающих свойствами самоподобия, и реализован алгоритм имитационного моделирования подобных систем, подтвердившие возможность оценки эффективности ГССС на транспортном, сетевом и прикладном уровнях.

4. Методами имитационного моделирования оценено влияние сетевой асимметрии на показатели качества ГССС с учётом самоподобия Интернет- и видеотрафика при их совместной передаче в условиях различного приоритета. Доказано, что сетевая асимметрия имеет существенное влияние на показатели сети. В случае передачи видеотрафика рекомендуемая скорость пре-дачи уменьшается с уменьшением показателя самоподобия. Аналогичная тенденция наблюдается и по отношению ко времени задержки организации очереди трафика.

5. Анализируя результаты теоретических и экспериментальных исследований, а также результаты имитационного моделирования, целесообразно рекомендовать осуществление выбора ПС с учетом особенностей протокола АЯО-БЯ, характеристик прямого и обратного каналов передачи, совмещенной передачи служебных сигналов и самоподобия суммарного трафика в ГССС.

6. Использование полученных в работе методик и алгоритмов позволяет осуществлять построение гибридных сетей спутниковой связи, с учетом самоподобных свойств Интернет- и видео-трафика, что позволяет повысить качество обслуживания пользователей. Внедрение предложенных в диссертационной работе технических решений в ОАО «ВолгаТелеком» подтверждается соответствующими актами о внедрении.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ:

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК

1. Пастухов A.C. Анализ влияния параметров протокола ARQ на эффективность гибридной спутниковой сети связи / A.C. Пастухов // Наукоемкие технологии. - 2007. - №7. - Т.8, с. 61-71.

2. Пастухов A.C. Оценка влияния параметров протокола ARQ-SR на эффективность пропускной способности гибридной спутниковой сети связи / A.C. Пастухов // Вестник Чувашского университета. - 2007. - №2. - С. 233-243.

3. Пастухов A.C. Анализ передачи видео совместно с Internet трафиком в стандарте DVB по спутниковым сетям связи / A.C. Пастухов, Я.М. Разумов // Вестник Чувашского университета. - 2007. — №2. - С. 249-256.

4. Пастухов A.C. Оценка взаимного влияния Internet и видео трафиков при передаче в стандарте DVB/IP/MPEG-4 гибридным сетям спутниковой связи / A.C. Пастухов, ЮА. Иванов П Вестник Чувашского университета. - 2008. №2.-С. 160-169.

5. Пастухов A.C. Выбор соотношения между пропускной способностью прямого и обратного каналов в гибридных сетях спутниковой связи / A.C. Пастухов, А.Ю. Дмитриев, С.Н. Рахчеев // Вестник Чувашского университета. -2008.-№2.-С. 169-178.

Публикации в других изданиях

1. Пастухов A.C. Множественный доступ в корпоративных спутниковых сетях связи / A.C. Пастухов, О.И. Шелухин // Сб. науч. тр. молодых учёных и специалистов. - Чебоксары: Изд-во Чуваш, ун-та, 2004. - С. 218-220.

2. Пастухов A.C. Передача речевой информации в корпоративных спутниковых сетях связи / A.C. Пастухов, О.И. Щелухин // Сборник научных трудов молодых учёных и специалистов. - Чебоксары: Изд-во Чуваш, ун-та, 2004. -с. 220-222.

3. Пастухов A.C. Анализ спутниковых и гибридных сетей для мультиве-щания / A.C. Пастухов // Информационные технологии в электротехнике и электроэнергетике: матер. V Всерос. науч.-техн. конф. - Чебоксары: Изд-во Чуваш. ун-та, 2004. - С. 280-283.

4. Пастухов A.C. Имитационное моделирование передачи видеоинформации в стандарте DVBIIP/MPEG-2 в спутниковых сетях связи / A.C. Пастухов // Информационные технологии в электротехнике и электроэнергетике: матер. VI Всерос. науч.-техн. конф. - Чебоксары: Изд-во Чуваш, ун-та, 2006. -С. 354-357.

5. Пастухов A.C. Анализ пропускной способности гибридных сетей спутниковой связи при оптимизации длины информационной части кадра / A.C. Пастухов, О.И. Шелухин // Наука сервису: 10-я Междунар. науч.-практ. конф.: сб. матер, круглого стола «Техника и технологии сервиса». - 4.1 / под ред. д-ра техн. наук, проф. Ю.Н. Маслова, ГОУВПО «МГУС». - М., 2006. - С.183-188.

6. Пастухов A.C. Сравнительный анализ эффективности одноадресной и многоадресной спутниковой и гибридной сетей передачи данных / C.B. Голованов, A.C. Пастухов // Электротехнические и информационные комплексы и системы. - 2006. - №2. - Т.2, с. 38-42.

7. Пастухов A.C. Моделирование передачи видео совместно с Internet трафиком в стандарте DVB/IP/MPEG-2 по гибридным спутниковым сетям связи / A.C. Пастухов, Я.М. Разумов, К.Ю. Окулов, А.К. Гуреев // Электротехнические и информационные комплексы и системы. - 2006. - №2. - Т.З, с. 58-63.

8. Пастухов A.C. Моделирование телекоммуникационных сетей в пакете NS2 / A.C. Пастухов // Проблемы развития электротехнических комплексов и информационных систем: матер. 2-й Межвуз. науч.-практ. конф.; под ред. д-ра техн. наук, проф. В.М. Артюшенко, ГОУВПО «МГУС». - М., 2006. -С. 135-145.

9. Пастухов A.C. Оценка качества передачи видеоинформации в спутниковых сетях связи / A.C. Пастухов // Наука сервису: 11-я Междунар. науч.-практ. конференция. Секция «Применение информационных технологий в электротехнических комплексах и системах»: сб. ст.; под ред. д-ра техн. наук, проф. В.М. Артюшенко, ГОУ ВПО «МГУС». - М., 2006. - С. 126-128.

10. Пастухов A.C. Моделирование передачи видео совместно с Internet трафиком в стандарте DVB/IP/MPEG-2 по гибридным спутниковым сетям связи / A.C. Пастухов, Я.М. Разумов // Современные проблемы создания и эксплуатации радиотехнических систем: тр. 5-й Всерос. науч. практ. конференция. Изд-во УлГТУ, 2007, с. 179-181.

11. Пастухов A.C. Анализ совместной передачи видео и Internet трафиком в стандарте DVB/IP/MPEG-4 по гибридным сетям спутниковой связи / A.C. Пастухов // Электронные средства и системы управления. Опыт инновационного развития: докл. Междунар. науч.-практ. конференции. В 2 ч. - Томск: В-Спектр, 2007,- Ч. 1, с. 124-127.

12. Пастухов A.C. Выбор соотношения между пропускной способностью прямого и обратного каналов в гибридных сетях спутниковой связи / A.C. Пастухов // Электротехнические и информационные комплексы и системы. - 2008. — №1,2. - Т.4, с. 61-72.

13. Пастухов A.C. Сравнительный анализ алгоритмов обслуживания очередей и их влияние на качество передачи видеотрафика / А.И. Иванов, A.C. Пастухов, A.C. Булгар // Электротехнические и информационные комплексы и системы.-2008.-№1,2.-Т.4, с. 78-82.

14. Сети спутниковой связи VSAT: учеб. пособие для вузов / О.И. Шелу-хин, Д.А. Лукьянцев, A.C. Пастухов, C.B. Голованов; под ред. проф. О.И. Ше-лухина. - М.: Изд-во МГУЛ, 2004. - 281 е.: ил.

ПАСТУХОВ АЛЕКСЕЙ СЕРГЕЕВИЧ

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ГИБРИДНЫХ СЕТЕЙ СПУТНИКОВОЙ СВЯЗИ УвАТ В УСЛОВИЯХ САМОПОДОБИЯ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННОГО ТРАФИКА

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Российский государственный университет туризма и сервиса» (ФГОУВПО «РГУТиС») 141221, Московская обл., Пушкинский р-он, пос. Черкизово, ул. Главная, 99

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Лицензия ИД №04205 от 06.03.2001 г.

Сдано в производство 27.01.2009 Объем 1,0 пл. Формат 60x84/16

Тираж 100 экз. Изд. № 17 Заказ 17

© ФГОУВПО «РГУТиС», 2009

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ СЕТЕЙ СПУТНИКОВОЙ СВЯЗИ. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Основные тенденции развития сетей спутниковой связи VSAT.

1.1.1 Системотехнические основы функционирования сетей VSAT.

1.1.2 Топология и архитектура сетей VSAT.

1.1.3 Сетевая структура сетей VSAT.

1.2 Современное состояние ГССС на базе технологии VSAT.

1.2.1 Основные технические характеристики ГССС на базе технологии VSAT.

1.2.2. Структура передаваемого трафика в ГССС и его особенности.

1.2.3 Критерии и параметры эффективности ГССС на базе технологии VSAT.

1.3 Основные свойства самоподобности трафика ГССС и методы его описания.

1.3.1 Определения самоподобного трафика.

1.3.2 Основные свойства самоподобного трафика.

1.4 Постановка задачи исследования.

1.5 Выводы по главе 1.

ГЛАВА 2. ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ГССС НА ТРАНСПОРТНОМ УРОВНЕ. АНАЛИТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ.

2.1 Постановка задачи.

2.2 Оценка эффективности спутниковой и гибридной сетей связи.

2.2.1 Одноадресная спутниковая сеть связи.

2.2.2 Одноадресная гибридная сеть спутниковой связи.

2.2.3 Многоадресная спутниковая сеть связи.

2.2.4 Многоадресная гибридная сеть спутниковой связи.

2.3 Оценка влияния длины информационной части кадра протокола

ARQ-SR на ПС ГССС.

2.4 Оценка влияния параметров протокола ARQ-SR на эффективность ГССС.

2.4.1 Влияние таймера повторной передачи протокола ARQ-SR на эффективность ГССС .Г.

2.4.2 Влияние размера окна протокола ARQ-SR на эффективность гссс.'.5i

2.4.3 Влияние максимальной длины подтверждения протокола ARQ-SR на эффективность ГССС.

2.5 Выбор соотношения между ПС прямого и обратного канала ГССС.

2.5.1 Оценка коэффициента использования в ГССС.

2.5.2 Влияние КИ на показатели ГССС.

2.5.3 Влияние КИ и параметров протокола ARQ-SR на показатели ГССС.

2.6 Оценка влияния качества приёмников ЗС на ПС ГССС.

2.7 Выводы по главе 2.

ГЛАВА 3. ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ГССС НА УРОВНЕ ПРИЛОЖЕНИЙ МЕТОДОМ ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ.

3.1 Особенности структуры ГССС и передаваемого трафика в реальных условиях.

3.2 Объект моделирования и структура имитационного комплекса.

3.3 Оценка эффективности ГССС при передаче Интернет и видеотрафика.

3.4 Выводы по главе 3.

ГЛАВА 4. ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ГССС В УСЛОВИЯХ САМОПОДОБИЯ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННОГО ТРАФИКА.

4.1 Постановка задачи.

4.2 Влияние самоподобия на передачу Интернет трафика протоколу

ШРвГССС.

4.2.1 Передача Интернет трафика без видеотрафика.

4.2.2 Совместная передача Интернет трафика и видеотрафика.

4.2.3 Совместная передача Интернет трафика и Пуассоновского трафика.

4.3 Влияние самоподобия на передачу Интернет трафика по протоколу TCP в ГССС.

4.3.1 Передача Интернет трафика без видеотрафика.

4.3.2 Совместная передача Интернет трафика и видеотрафика.

4.3.3 Совместная передача Интернет трафика и Пуассоновского трафика.

4.4 Оценка влияния сетевой асимметрии на передачу самоподобного трафика.

4.4.1 Передача Интернет трафика без видеотрафика.

4.3.2 Совместная передача Интернет трафика и видеотрафика.

4.3.3 Совместная передача Интернет-трафика и Пуассоновского трафика.

4.5 Оценка эффективности ГССС при передаче самоподобных Интернет и видеотрафика с одинаковым приоритетом.

4.5.1 Оценка влияния типа обслуживания очередей в ГССС.

4.5.2 Передача самоподобного видеотрафика.

4.5.3 Передача самоподобного Интернет трафика.

4.6 Выводы по главе 4.

Развитие систем спутниковой связи привело к появлению систем, построенных на базе терминалов с малой апертурой VSAT (very small aperture terminal). Такие сети связи в общем случае состоят из двух и более терминалов, объединенных посредством спутникового канала связи. В последнее время спутниковые системы связи получили свое дальнейшее развитие за счет совместного использования спутникового и наземного каналов связи. Такие системы получили название «гибридные сети спутниковой связи» (ГССС).

Поскольку такая конфигурация широко используется при построении спутниковых систем связи, встает вопрос эффективности работы подобных ГССС. Как правило, дополнительный наземный канал сети связи, функционирующей на базе обобщенного протокола автоматической повторной передачи ARQ-SR (automatic repeat request - selective repeat), позволяет значительно сократить избыточность передаваемой информации, обеспечив вместе с тем высокую достоверность передаваемых данных.

Современные тенденции развития телекоммуникационных услуг в направлении их интеграции обуславливают необходимость создания мульти-сервисных сетей связи, способных в едином канале обеспечивать передачу разнородной информации: видео, голос, данные. Исследования, проведенные в диссертации в этом направлении базируется на результатах теоретических и прикладных исследований в области построения систем спутниковой связи Кантора Л .Я., Банкета В.Л., Дорофеева В.М., Теплякова И.М., Немировского М.С., Шинакова Ю.С., Maral G., Спилкера Дж. и др.

Современные исследования трафика в телекоммуникационных сетях, в том числе в ГССС показывают наличие в нём самоподобных (фрактальных) долговременно зависимых свойств, которые оказывают существенное негативное влияние на эффективность работы таких сетей. Результаты, полученные в диссертации базируются на фундаментальных и прикладных исследованиях в области фрактальных процессов В.В. Mandelbrot, W. Willinger, P.

Abry; M.S. Taqqu, J. Beran; A.A. Потапова., Б. Цыбакова, О.И. Шелухина, и ДР

Повышение эффективности ГССС в условиях самоподобия передаваемого трафика с учётом специфических особенностей построения и функционирования гибридных сетей связи является актуальной научно-технической проблемой.

Цель и задача работы. Целью диссертационной работы является исследование влияния самоподобия интегрированного трафика на эффективность ГССС с учетом особенностей протоколов передачи, распределения информации между спутниковым и наземным сегментами сети.

Для достижения указанной цели нами были сформулированы и решены следующие основные задачи: I

1. Оценка эффективности ГССС и оценка влияния структуры параметров обобщенного протокола ARQ-SR для одноадресной и многоадресной конфигураций.

2. Исследование и оценка влияния самоподобных свойств речевого, видео- Интернет- трафика на эффективность функционирования ГССС на различных уровнях модели OSI.

Методы исследования. Для проведения исследований использовались методы теории вероятности, математической статистики, случайных процессов, телетрафика, массового обслуживания, а также методы имитационного моделирования. Математические расчеты выполнены в среде MathCAD 2003, имитационное моделирование - в среде ns2.

Положения выносимые на защиту.

1. Методика и аналитические соотношения для определения значений оптимальной длины информационной части кадра, коэффициента использования и параметров протокола ARQ-SR, позволяющие оценить их влияние на эффективность ГССС.

2. Результаты аналитических исследований приёмников земных станций на эффективность ГССС, доказывающие, что в случае уменьшения качества приёмников земных станций эффективность ГССС уменьшается.

3. Модель ГССС, функционирующей на базе обобщенного протокола ARQ-SR, позволяющая определить стабильный режим работы и оценить потенциальную пропускную способность ГССС.

4. Результаты сравнительного анализа качественных характеристик спутниковой и гибридной конфигураций спутниковых сетей связи, доказывающие, что ГССС при определенных значениях вероятности ошибок бит более эффективна, чем обычная спутниковая сеть связи.

5. Результаты имитационного моделирования передачи видео совместно с Интернет трафиком по ГССС, позволяющие оценить влияние на эффективность самоподобного видеотрафика с учетом протоколов передачи, асимметрии сети и приоритетности.

Достоверность и обоснованность результатов исследований, полученных автором диссертации, подтверждена строгостью применяемых математических методов, рецензированием работ, опубликованных в центральной печати, согласованием основных теоретических научных положений с результатами экспериментальных исследований, длительностью экспериментальных исследований, их повторяемостью и контролируемостью.

Научная новизна исследований, проведённых в данной работе, состоит в следующем:

1. Разработана методика оценки влияния на эффективность ГССС длины информационной части кадра, коэффициента использования и параметров протокола ARQ-SR, позволяющая доказать, что они оказывают существенное влияние на эффективность и должны учитываться при проектировании.

2. Разработана модель ГССС, функционирующей на базе обобщенного протокола ARQ-SR с учетом асимметрии прямого и обратного каналов связи, с целью разработки методики оценки параметров подобных сетей.

3. Проведен сравнительный анализ качественных характеристик спутниковой и гибридной конфигураций спутниковых сетей связи с целью оценки целесообразности использования гибридных конфигураций в различных условиях.

4. Разработаны алгоритмы, специализированное программное обеспечение (ПО), а также получены результаты экспериментальных исследований влияния статистических и фрактальных свойств телекоммуникационного трафика на эффективность ГССС.

Практическая ценность и её реализация. Результаты, полученные в данной диссертационной работе, могут быть использованы при проектировании различных сервисов в телекоммуникационных системах. Разработанные алгоритмы и программное обеспечение может применяться как в практической работе специалистов в области телекоммуникаций, так и в научных и учебных целях.

Работа внедрена в учебный процесс кафедры «Телекоммуникационные системы и технологии» ФГОУ ВПО «Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова» в курсе «Основы телевидения и видеотехники», о чем свидетельствует соответствующий акт внедрения.

Результаты диссертационной работы внедрены в филиал компании ОАО «ВолгаТелеком» в Чувашской Республике для оценки эффективности телекоммуникационных сетей связи, о чем свидетельствуют соответствующий акт внедрения.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на XXXVIII научной конференции по гуманитарным, естественным и техническим наукам Чувашский госуниверситет, (Чебоксары, 2004); V Всероссийской научно-технической конференции «Информационные технологии в электротехнике и электроэнергетике» (Чебоксары, 2004); VI Всероссийская научно-технической конференции «Информационные технологии в электротехнике и электроэнергетике» (Чебоксары, 2006); X Международной научно-практической конференции «Наука сервису» (Москва, 2006); II Межвузовской научно-практической конференции «Проблемы развития электротехнических комплексов и информационных систем» (Москва, 2006); XI Международной научно-практической конференции «Наука сервису», секция «Применение информационных технологий в электротехнических комплексах и системах» (Москва, 2006); V Всероссийской научно-практической конференции «Современные проблемы создания и эксплуатации радиотехнических систем» (Ульяновск, 2007); Международной научно-практической конференции «Электронные средства и системы управления. Опыт инновационного развития» (Томск, 2007).

По теме диссертации автором опубликовано 19 печатных работ (8 из них выполнены без соавторов), в том числе одно учебное пособие «Сети спутниковой связи VSAT».

Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, приложений и списка литературы, включающего 206 наименований. Работа представлена на 147 страницах машинописного текста, содержит 86 рисунков и 4 таблиц. В приложениях, объемом 19 страниц, содержатся материалы, подтверждающие результаты исследования. К работе прилагается список использованных сокращений.

4.6 Выводы по главе 4

Оценено влияние самоподобия Интернет-трафика на характеристики сети, изменяя коэффициенты формы Парето ON/OFF источников. С этой целью использована основанная на UDP передача, управляемая «жадным» транспортным агентом.

Полученные зависимости коэффициента потерь Интернет пакетов, при передаче трафика с помощью через UDP по обратному каналу, без видео трафика, со скоростью передачи, равной среднему потоку от источников Интернет трафика, то есть, 1034672 бит/с, показывают, что, в этой конфигурации производительность сети снижается с увеличением показателя самопо-добности.

Показано, что видеотрафик нечувствителен к самоподобности Интернет трафика, когда последний передается в присутствии приоритетного самоподобного видеотрафика.

Явление самоподобия суммарного трафика сохраняется, когда он передается с приоритетным трафиком, не являющимся самоподобным.

Буферизация наиболее полезна, когда Интернет трафик использует канал передачи совместно с другими классами приоритетных трафиков. Влияние увеличения буфера на много больше, по сравнению с двумя другими случаями, при высокой самоподобности приоритетного трафика.

Для оценки явления самоподобия, в процессе имитации использовалась, самая распространенная версия TCP - TCP Рено, в которой доступ к Интернет транспортный уровень предоставляет достоверную связь с контролем перегрузки. Эффект самоподобия незначительно влияет на ПС ГССС. По сравнению с UDP, TCP на много меньше повреждается от самоподобности источника трафика.

Исследование на имитационных трэках показало, что это вызвано не протоколом TCP, а асимметрией в канале спутниковой связи и обратном канале. TCP Рено, с петлевым (замкнутым) механизмом управления перегрузками, требует, чтобы АСК (сигнал подтверждения приема данных) послали назад к отправителю, для расширения окна передачи.

Сетевая асимметрия воздействует на параметры достоверных протоколов передачи типа TCP, потому что эти протоколы предполагают наличие обратной связи в виде совокупных уведомлений от получателя, чтобы гарантировать надежность передачи. Кроме того, TCP-ASK - синхронизирован, рассчитывая на своевременное достижение уведомлений, для организации опорной передачи и полного использования доступной полосы пропускания канала. Таким образом, любой сбой работы на обратном канале может существенно ослабить скорость прямой передачи данных. Например, низкая ПС пути подтверждения, может значительно уменьшить интервал работы TCP передатчика во время затяжного пуска, независимого от ПС в направлении передачи данных. Второй пример - от пакетных радиосетей, где наблюдаются переменные задержки в двунаправленном трафике (вызванные, например, уведомлениями, пересылаемыми в направлении противоположном передаче пакетов данных), они являются причиной большого разброса оценки времени пересылки туда и обратно. Это увеличивает значение времени простоя для ретрансляции сегмента TCP, таким образом, восстанавливаются потери. Обе проблемы существуют в асимметричной конфигурации ГССС.

Показано, что самоподобие на уровне «приложение/источник» полностью передается к нижним уровням, как это в дальнейшем наблюдается как на транспортном, так и на сетевом уровнях.

Таким образом, имитационное моделирование показало, что сетевая асимметрия имеет существенное влияние на производительность сети. Поэтому, чтобы собрать данные о ресурсах сети при ее работе, будем снижать влияние асимметрии, рассматривая симметричные прямой и обратный каналы.

Оценка влияния емкости буфера связи для критического параметра показала, что коэффициент потерь трафика уменьшается резко, а среднее время задержки организации очереди, представляющее среднюю длину очереди, имеет сублинейнную, грубо логарифмическую зависимость от размера буфера. Тогда как, для больших значений показателя Херста Н, зависимость времени задержки организации очереди становится линейной, потому что трафик, всегда находит способы, чтобы заполнить любой размер буфера.

В случае видеотрафика, достоверная ПС уменьшается с уменьшением показателя самоподобия. Та же тенденция наблюдается и по отношению к времени задержки организации очереди.

Оценка влияния полосы пропускания критического параметра на производительность сети, проведенная путем имитации с различными значениями полосы пропускания связи, показала, что для уменьшения эффекта асимметрии, целесообразно использовать симметричную топологию сети. Отличия рабочих характеристик между классами Интернет трафиков с различными значениями Н минимален. Вероятность потерь и время задержки организации очереди, для пакетов Интернет трафика, практически не зависят от степени самоподобия трафика.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе решена задача улучшения технических характеристик ГССС путем оптимизации ПС спутникового и земного каналов связи с учетом особенностей протоколов передачи, а также распределения информации между спутниковым и наземным сегментами сети; оценено влияние самоподобия композиции Интернет и видеотрафика в условиях асимметрии прямого и обратного каналов связи и разработаны рекомендации по управлению ГССС, имеющие существенное значение для отрасли связи.

1. Выполнен анализ существующих методов построения ГССС, их характеристик и параметров, а также особенности передачи информации в спутниковом и наземном сегментах сети. Показано, что суммарный Интернет и видеотрафик подобных сетей связи обладает существенными фрактальными (самоподобными) свойствами, которые необходимо учитывать при оценке эффективности ГССС.

2. Разработаны аналитические методы оценки и повышения эффективности ГССС на транспортном уровне в условиях одноадресной и многоадресной передачи, оптимизированы параметры протокола автоматической повторной передачи. Показано, что гибридная сеть теоретически обеспечивает лучшую ПС по сравнению с чистой спутниковой сетью связи, однако большая эффективность первой сказывается только при значительных величинах BER.

3. Предложена имитационная модель ГССС на уровне приложений в условиях передачи Интернет и видеотрафика, обладающих свойствами самоподобия и реализован алгоритм имитационного моделирования подобных систем, подтвердившие возможность оценки эффективности ГССС на транспортном, сетевом и прикладном уровнях.

4. Методами имитационного моделирования оценено влияние сетевой асимметрии на показатели качества ГССС с учётом самоподобия Интернет и видеотрафика при их совместной передаче в условиях различного приоритета. Показано, что сетевая асимметрия имеет существенное влияние на производительность сети, а в случае видеотрафика, достоверная ПС уменьшается с уменьшением показателя самоподобия. Аналогичная тенденция наблюдается и по отношению к времени задержки организации очереди трафика.

5. Анализируя результаты теоретических и экспериментальных исследований, а также результаты имитационного моделирования, целесообразно рекомендовать осуществлять выбор ПС с учетом особенностей протокола ARQ-SR, характеристик прямого и обратного каналов передачи совмещенную передачу служебных сигналов и самоподобия суммарного трафика в ГССС.

1. Akaiwa Y. Introduction to Digital Mobile Communication / John Wiley & Sons Ltd., 1997.-448 p.

2. Arora V., Suphasindu N., Baras J., Dillon D. Asymmetric Internet Access over Satellite-Terrestrial Networks / Proc. 16 th AIAA Int. Comm. Satellite Systems Conf., Washington, DC, 1996.

3. Breslau L. Example traffic trace for ns (June 30, 2002). http://www.research.att.com/ ~breslau/vint/trace.html

4. Busschbach P. Toward QoS-Capable Virtual Private Networks / Bell Labs Technical Journal. Oct.-Dec., 1998, pp. 161-175.

5. Boxma O.J., Cohen J.W., Fuffels N. Approximations of the Mean Waiting Time in an M/G/S Queueing System / Oper. Research, v. 27 (6), Nov-Dec. 1979, pp. 1115-1127.

6. Balakrishna, H., Padmanabhan V.N., Katz R.H. The Effects of Asymmetry on TCP Performance., Proc. 3rd ACM/IEEE Int. Conference on Mobile Computing and Networking, September 1997.

7. Balakrishnan H., Padmanabhan V.N. How Network Asymmetry Affects TCP., IEEE Communications Magazine, April 2001, pp. 2-9.

8. Clausen H.D., Linder H., Collini-Nocker B. Internet over Direct Broadcast Satellites., IEEE Communications Magazine, June 1999, pp. 146-151.

9. Calo S.B., Easton M.C. A broadcast protocol for file transfer to multiple sites. Transactions on Communications, vol. 29, November 1981, pp. 1701-1707.

10. Chandran S.R., Lin S. Selective-repeat-ARQ schemes for broadcast links / IEEE Transactions on Communications, vol. 40, January 1992, pp. 12-19.

11. Chandranand S.R., Lin S. Selective-repeat-ARQ schemes for broadcast links. IEEE Transactionson Communications, vol. 40, January 1992, pp. 12-19,.

12. Claffy K.C., Miller G., Thompson K. The nature of the beast: recent traffic measurements from an Internet backbone. Proc. INET'98, Geneva, Switzerland, July 1998.

13. Conti M., Gregori E. Analysis of Bandwidth Allocation Schemes for transmission of VBR video traffic on a FODA Satellite Network. IEEE Proc. Commun, Vol. 143 (1), February 1996.

14. Chen Z. et al. Voice and Multiservice Network Design over ATM and IP Networks / Bell Labs Technical Journal. Oct.-Dec., 1998, pp. 255-72.

15. Deng R.H. Hybrid ARQ schemes for point-to-multipoint communication over nonstationary broadcast channels / IEEE Transactions on Communications, vol. 41, Sept. 1993, pp. 1379-1387.

16. Dunlop J., Girma D., Irvine J. Digital Mobile Communications and the TETRA System. John Wiley & Sons Ltd. 1999. - 472 p.

17. Doshi B. et al. Protocols, Performance, and Controls for Voice over Wide Area Packet Networks / Bell Labs Technical Journal. Oct.-Dec., 1998, pp. 297336.

18. EBU/ETSI, "Digital Video Broadcasting (DVB); Specification for Service Information (SI) in DVB systems", EN 300 468, November 2000.

19. EBU/ETSI, "Digital Video Broadcasting (DVB); Allocation of Service Information (SI) codes for DVB systems", ETR 162, October 1995.

20. EBU/ETSI, Digital Video Broadcasting (DVB): DVB specification for data broadcasting, EN 301 192, June 1999.

21. Fitzek F., Reisslein M. MPEG-4 and H.263 video traces for network performance evaluation. Technical Report TKN-00-06, Technical University of Berlin, Telecommunication Networks Group, Berlin, Germany, Oct, 2000.

22. Fayolle G., Gelenbe E., Labetoulle J. Stability and optimal control of the packet switching broadcast channel. J. of the ACM, 1977. - July, v. 24, № 3, pp. 375-386.

23. Farserotu J., Prasad R. A Survey of Future Broadband Multimedia Satellite Systems, Issues and Trends., IEEE Communications Magazine, June 2000, pp. 128-133.

24. Fischer M.J. Data Performance In A System Where Data Packets Are Transmitted During Voice Silent Periods-Single Channel Case / IEEE Trans. Comms., COM-27 (9), Sept. 1979, pp. 1371-1375.

25. Friedman D. Error control for satellite and hybrid communication networks / Master's thesis, University of Maryland at College Park, 1995.

26. Garrett M.W., Willinger W. Analysis, modeling and generation of self-similar VBR video traffic. Proc. Sigcomm '94, Sept. 1994, pp. 269-280.

27. Gopal I.S., Jaffe J.M. Point-to-multipoint communication over broadcast links / IEEE Transactions on Communications, vol. 32, Sept. 1984, pp. 1034-1044.

28. Gouda M. G. Elements of Network Protocol Design. John Wiley & Sons Ltd. 1998.-524 p.

29. Gruber J.G. Delay Related-Issues i n Integrated Voice and Data Networks // IEEE Trans. Comms, COM-29 (6), June 1981, p.p. 786-800.

30. Ghaffari В., Geranitis E. Voice, Data And Video Integration for Multi-Access in Brodaband Satellite Networks / CSHCN TR 93-15, ISR TR 93-15, University of Maryland, College Park, 1993.

31. Hahn J.H., Han D.H., Lee K.H., Ryou J.C. A New Method of Internet Access within a DBS Environment. IEEE Transactions on Consumer Electronics, Vol.44, No.3, August 1998, pp.737-742.

32. Haskell B.G., Puri A., Netravali A.N. Digital Video: An Introduction to MPEG-2, Chapman & Hall, USA, 1997.

33. Huynh D., Kobayashi H., Kuo F. Optimal Design of Mixed-Media Packet-Switching Networks: Routing and Capaciti Assignment. IEEE Trans, on Comm. 1977. Com. 25, No.l, pp. 158-168.

34. Hurst H.E. Long-term storage: an experimental study / Trans. Am. Soc. Civ. Engr., V. 116, 1951. 770 p. (Constable, London, 1965).

35. Hadjitheodosiou M. Service Integration in Next Generation VSAT Networks / CSHCN T.R. 97-29 (ISR T.R. 97-76)

36. Hadjitheodosiou M.H. et al. Broadband Island Interconnection via Satellite-Performance Analysis for the CATALYST Project / Int. Jrnl. Sat. Comms., V12 (3), May 1994, pp. 223-238.

37. Hadjitheodosiou M.H., Coakley F.P. Adaptive Multiple Access Protocols for VSATs Providing Voice/Data Services and ATM Interconnection / Proc. 10th Int. Conf. Digital Satel. Comm. 95 (ICDSC-10), Brighton, May 1995.

38. Jolfaei M.A., Quernheim U. A new selective repeat ARQ scheme for multicast communication / In IFIP TC6 Second International Conference (Broadband Communications II), in IFIP Transactions С (Communications Systems), vol. C-24, 2-4 March 1994.

39. Jolfaei M.A., Martin S.C., Mattfeldt J. A new efficient selective repeat protocol for point-to-multipoint communication / In IEEE International Conference on Communications (ICC '93), vol. 2, 1993, pp. 1113-1117.

40. Krunz M., Sass R., Plughes H. Statistical characteristics and multiplexing of MPEG streams. Proc. of IEEE INFOCOM, 1995, pp. 455-462,

41. Kleinrock L., Tobagi F.A. Packet switching in radio channels: Part I Carrier sense multiple-access models and their throughput-delay characteristics. - IEEE Trans.", 1975, December, v. com. 3, № 12, pp. 1400-1416.

42. Kleinrock L. Packet Switching In a Multiaccess Broadcast Channel: Performance Evaluation. IEEE Transactions on Communications. Vol. Com. 23, No. 4 pp. 410-423.

43. Kondoz A.M. Digital Speech Coding for Low Bit Rate Communication Systems. John Willey & Sons, Ltd. 1999. 442 p.

44. Kondoz A.M., Evans B. G. A High Quality Voice Coder with Integrated Echo Canceller and Voice Activity Detector for VSAT Systems / Proc. 3rd Eur. Conf. Sat. Comms., 1993, pp. 196-200.

45. Leland W.E., Taqqu M.S., Willinger W., Wilson D.V. On the self-similar nature of Ethernet traffic (Extended version)., IEEE/ACM Transactions on Networking, Vol.2, 1994, pp.1-15.

46. Lin S., Costello D.J., Jr. Error Control Coding: Fundamentals and Applications. Englewood Cliffs, NJ: Prentice Hall, 1983.

47. Liu H., Zhang Q., Zarki M.E., Kassam S. Wireless video transmission with adaptive error control / In 1996 International Symposium on Information Theory and its Applications (ISITA '96), Victoria, British Columbia, 1996, pp. 371-374.

48. Mase К., Takenaka Т., Yamamato H., Shinohara M. Go-back-N ARQ schemes for point-to-multipoint satellite communications / IEEE Transactions on Communications, vol. COM-31, April 1983, pp. 583-589.

49. Maral G. VSAT Network. John Willey & Sons, Ltd. 1995. - 282 p.

50. Maral G., Bousquet M. Satellite Communication Systems. John Wiley & Sons Ltd., 1998.-756 p.

51. Mandelbrot B.B., Van Ness J.W. Fractional Brownian motions, fractional noises and applications / SIAM Rev., V. 10, 1968, pp. 422-437.

52. MPEG-4 and H.263 video traces for network performance evaluation. June 30, 2002. http://www-tkn.ee.tu-berlin.de/research/trace/trace.html

53. Minoli D. Issues Packet Voice Communication / Proc. IEEE, V. 126, №8, 1979, pp. 729-740.

54. Minoli D. Optimal Packet Length for Packet Voice Communication / IEEE Trans, on Comm. Com. 27, №3, 1979, pp. 607-611.

55. Minoli D., Minoli E. Delivtring Voice Over IP Networks. John Wiley & Sons, Ltd. - 276 p.

56. McKnight L., Leida B. Internet Telephony. Costs, pricing and policy / Telecommunications Policy. Vol. 22, №7, 1998, pp. 555-569.

57. Pattavina A. Switching Theory. John Wiley & Sons Ltd. 1997. - 432 p.

58. Park К., Kim G., Crovella M. On the Relationship Between File Sizes, Transport Protocols, and Self-Similar Network Traffic / Proceedings of ICNP'96, October 1996, pp. 171-180.

59. Park K., Willinger W. Self-Similar Network Traffic: An Overview". / Self-Similar Network Traffic and Performance Evaluation, 2000.

60. Park K., Kim G., Crovella M. On the Effect of Self-Similarity on Network Performance / Proceedings of SPIE'97, 1997.

61. Paul S., Sabnani K.K., Lin J.C., Bhattacharyya S. Reliable multicast transport protocol (RMTP) / IEEE Journal on Selected Areas in Communications, vol. 15, April 1997, pp. 407-421.

62. Paxson V. Fast Approximation of Self-Similar Network Traffic / LBL Technical Report «LBL-36750», 1995.

63. Paxon V., Floyd S. Wide-area traffic: The failure of Poisson modeling., In Proceedings of the ACM Sigcomm '94, London, UK, 1994, pp. 257-268.

64. Quernheim U., Vermohlen R., Aghadavoodi Jolfaei M. A new ARQ scheme for multicast satellite communication / In 3rd European Conference on Satellite Communications, pp. 11-15, IEE, Nov. 1993. Conference Publication No. 381.

65. Raymond Steele. Mobile Radio Communications. Pentech Press, 1992.

66. Ray Chaudhuri D., Joseph K. Ku-Band Satellite Networks using VSATs. Parti: Multi-access Protocols / Int. Jml. Sat. Comms., 1987, pp. 195-212.

67. Rose O. Statistical properties of MPEG video traffic and their impact on traffic modeling in ATM systems / Technical Report 101, University of Wuerzburg, Institute of Computer Science, Am Hubland, 97074 Wuerzburg, Germany, Feb. 1995.

68. Sabnani K., Schwartz M. Multidestination protocols for satellite broadcast channels / IEEE Transactions on Communications, vol. 33, Mar. 1985, pp. 232240.

69. Sabnani K. Multidestination Protocols for Satellite Broadcast Channels / PhD thesis, Columbia University, 1982.

70. Shiozaki A. Adaptive type-II hybrid broadcast ARQ system / IEEE Transactions on Communications, vol. 44, April 1996, pp. 420-422.

71. Selfis vO.lb программа для анализа экспоненты Херста, разработки Thomas Karagiannis. http://www.cs.ucr.edu/~tlcarag/Selfis/SelfisOlb.zip

72. Thompson К., Miller G., Wilder R. Wide area internet traffic patterns and characteristics / IEEE/ACM Trans. Networking, Nov. 1997, pp. 10-23.

73. Tehrani R. Lucent's PacketStar Provides Two Million Internet Calls Per Day / TMCnet. Febr., 1999.

74. Tobagi F. A., Kleinrock L. Packet switching in radio channels: Part II / The hidden terminal problem in carrier sense multiple-access and the busy-tone solution. -IEEE Trans., 1975. December, v. com. 23, № 12, pp. 1417-1433.

75. Tsybakov В., Georganas N.D. On Self-Similar Traffic in ATM Queues: Definitions, Overflow Probability Bound, and Cell Delay Distribution., IEEE/ACM Transactions on Networking, Vol.5, No.3, 1997, pp. 397-408.

76. University of Wuerzburg archive of video traces: http://nero.informatik.uni-wuerzburg.de/MPEG June 30, 2002.

77. Wang J.L., Silvester J.A. Optimal adaptive multireceiver ARQ protocols / IEEE Transactions on Communications, vol. 41, Dec. 1993, pp. 1816-1829.

78. Wu G., Mark J. W. Capacity Allocation for Integrated Voice/Data Transmission at a Packet Switched TDM / IEEE Trans. Comms., COM-40 (6), June 1992.

79. Wicker S.B. Error Control Systems for Digital Communication and Storage Prentice-Hall, 1995.

80. Wolter Ch. Lucent Takes Voice over IP to Next Level / Sounding Board. -March, 1999.

81. Yamauchi Y. On the packet radio multicast scheme for the personal communications era in International Conference on Communication Systems (ICCS '94), Singapore, IEEE, 1994, pp. 576-580.

82. Yang W.B., Geraniotis E. Dynamic Bandwidth Allocation in Broadband Satellite Networks / Proc. 14th ISCSC, AIAA, San Diego, 1994.

83. Yazgan О. Impacts of VBR Video Traffics Self-Similar Nature on Network / Performance and Design, EE492 Graduation Project, 2002.

84. Zhao H., Sato Т., Kimura I.A hybrid-ARQ protocol with optimal adaptive error control for multidestination satellite communications / In International Conference on Communication Systems (ICCS '94), Singapore, 1994, pp. 420-424.

85. Артюшенко B.M., Бахарев B.A., Топеха Ю.Л., Шелухин О.И. Индивидуальный и коллективный прием спутникового телевидения / Под ред. Шелу-хина О.И. М.: Легпромбытиздат, 1995. - 344 с.

86. Артюшенко В.М., Шелухин О.И., Афонин М.Ю. Цифровое сжатие видеоинформации и звука: Учебное пособие / Под ред. В.М. Артюшенко. — М.: Издательский дом «Дашков и К», 2003. 426 с.

87. Агаян А.А., Винник С.П. Родионов А. В. Интегральные цифровые сети с коммутацией пакетов речи и данных / Итоги науки и техники. Сер. «Связь»-М.: ВИНИТИ, т.2, 1988, с. 109-149.

88. Аболиц А.И. Системы спутниковой связи. Основы структурно-параметрической теории и эффективность. М.: ИТИС, 2004. - 426 с.

89. Баранов A.M. Пакетная телефония: технологии IP и FR. Вестник Связи. №4, 1999, с. 57-58.

90. Божоркин С.В., Паршин Д.А. Фракталы и мультифракталы. Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотичная динамика», 2001. - 128 с.

91. Борисов В.А., Калмыков В.В., Ковальчук Я.М. и др. Радиотехнические системы передачи информации: Учеб. пособие для вузов / Под ред. В.В. Калмыкова. Радио и связь, 1990. - 304 с.

92. Блох Э. JL, Попов О. В., Турин В. Я. Модели источника ошибок в каналах передачи цифровой информации. -М., Связь, 1971. 312 с.

93. Берганов И.Р., Гордиенко В.Н., Крухмалев В.В. Проектирование и техническая эксплуатация систем передачи. М.: Радио и связь, 1989. - 272 с.

94. Банкет B.JL, Дорофеев В. М. Цифровые методы в спутниковой связи. -М, 1988.-240 с.

95. Бородин С.В. ЭМС наземных космических радиослужб. Критерии, условия и расчет. М.: Радио и связь, 1990. - 272 с.

96. Ванина Н.М., Пономарев В.М., Шатров А.Ф. Системы спутниковой связи с асимметричным доступом / Технологии и средства связи. Спутниковая связь. Специальное приложение. 1999. - с. 11-13.

97. Волков Л.Н., Немировский М.С., Шинаков Ю.С. Системы цифровой радиосвязи: Базовые методы и характеристики. Издательство: Эко-Трендз, 2005.-392 с.

98. ЮО.Витерби А.Д., Омура Д.К. Принципы цифровой связи и кодирования. Пер. с англ. / Под ред. Зигангирова К. Ш. М.: Радио и связь, 1982. - 536 с.

99. Вемян Г.В. Передача речи по сетям электросвязи. М.: Радио и связь, 1985.-272 с.

100. Газале М. От фараонов до фракталов. — Москва-Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2002. 272 с.

101. ЮЗ.Гольдштейн B.C., Пинчук А.В., Суховицкий А.Л. IP-Телефония. М.: Радио и связь, 2001. — 336 с.

102. Голованов С.В., Пастухов А.С. Сравнительный анализ эффективности одноадресной и многоадресной спутниковой и гибридной сетей передачи данных. Электротехнические и информационные комплексы и системы. №2, т.2, 2006, с. 38-42.

103. Гордиевский В. Л. Современные технологии каналообразования в спутниковых сетях связи. Сети и системы связи, № 5, 2000, с. 74-76.

104. Джейкобе Э.М., Байндер Р., Ховертен Э.В., Пакетные спутниковые сети общего назначения. -ТИИЭР, 1978.-т. 66, №11, с. 186-211.

105. КЖДжилберт Хелд. Объединение голоса и данных. LAN. }Курнал сетевых решений, № 6, т.З, 1997.

106. Жуков А.О., Михалевич И.Ф., Сычев К.С. Модель защищенного телефонного трафика для сетей ATM. Электросвязь, №3, 1999, с. 33-36.

107. Золотарев В. В., Овечкин Г. В. Помехоустойчивое кодирование. Методы и алгоритмы: Справочник / Под ред. чл.-кор. РАН Ю.Б. Зубарева. Горячая линия-Телеком, 2004. - 126 с.

108. Ш.Иванов А.Ю., Пастухов А.С., Булгар А.С. Сравнительный анализ алгоритмов обслуживания очередей и их влияние на качество передачи видеотрафика. Электротехнические и информационные комплексы и системы. №1, 2, т.4, 2008, с. 84-87.

109. Иванов А.Ю., Пастухов А.С., Гуреев А.К. Исследование модификаций протокола TCP в сетях с коммутацией пакетов. Электротехнические и информационные комплексы и системы,. №1, 2, т. 4, 2008, с. 86-95.

110. Иванова Т.И. Абонентские терминалы и компьютерная телефония. М.: Эко-Трендз, 1999. - 240 с.

111. Иванов В.Н., Колесов В.Н., Ланнэ А.А. и др. Анализ технологий IP-телефонии / Технология и средства связи. (Компьютерная телефония.) М. №4, (№1), 1998, с. 12-19.

112. Иноэ X., Сайто Т. Теоретические аспекты анализа и синтеза сетей пакетной связи. ТИИЭР, №11, 1978, с. 139-155.

113. Коган А.В. Состояние и прогнозы Интернет-телефонии / Электросвязь. -1999.-№8, с. 2-5.

114. Красавин В.В. Технология VPN для корпоративных пользователей / Технологии и средства связи. № 3, 2000. - с. 94-98.

115. Кан Р.Э., Гроунмейер С.А. и др. Достижения в области пакетной радиосвязи. ТИИЭР, 1978. -т.66, №11, с. 212-247.

116. Куперман М.Б., Лясковский Ю.К. Технологии и протоколы территориальных сетей связи. / Сб. «Корпоративные территориальные сети связи». — АО Информсвязь, 1997. с. 13-19.

117. Коржик В.И., Финк JI.M., Щелкунов К.Н. Расчет помехоустойчивости систем передачи дискретных сообщений. Справочник. — М.: Радио и связь, 1981.-232 с.

118. Кучерявый Е.А. Управление трафиком и качество обслуживания в сети Интернет. СПб.: Наука и Техника, 2004. 336 с.

119. Клейнрок JI. Вычислительные системы с очередями. Пер. с англ. / Под ред. Б.С. Цыбакова- М.: Мир, 1979. 600 с.

120. Клейнрок JI. Принципы и уроки пакетной коммутации. ТИИЭР, № 11, т.66, 1978.-с. 30-42.

121. Кларк Дж., мл., Кейн Дж. Кодирование с исправлением ошибок в системах цифровой связи: Пер. с англ. / Под. ред. Б.С. Цыбакова. Радио и связь, 1987.-392 с.

122. Корпоративные системы спутниковой и KB связи. / Под ред. А.А. Смирнова. Технологии электронных коммутаций. М.: Эко-Тренд, 1997. -132 с.

123. Лозовой И. А. Параметры каналов тональной частоты аппаратуры с ИКМ.-М.: Радио и связь, 1981.-65 с.

124. Кловский Д.Д., Шилкин В.А. Теория электрической связи. Сб. задач и' упражнений: Учебное пособие для вузов. М.: Радио и связь, 1990. - 280 с.

125. Левин Б.Р. Теоретические основы статистической радиотехники. М.: Радио и связь, 1989. - 656 с.

126. Лукьянцев Н.Ф., Зайченко С.Н., Стороженко Ю.Л. Новое поколение мультиплексоров для YSAT станций. Спутниковая связь. 2000. - Изд-во Гротек, 2000. - с. 48-50.

127. Материалы сайта http://www.telesputnik.ru

128. Материалы сайта http://www.isi.edu/nsnam/vint/index.html

129. Материалы сайта: http://www.research.att.com/~breslau/vint/trace.html

130. Материалы сайта: http://nile.wpi.edu/NS/overview.html

131. Мандельброт Б. Фрактальная геометрия природы. Москва: Институт компьютерных исследований 2002. - 656 с.

132. Мазин И. А., Уринсон JI. С. Передача информации в сетях с коммутацией сообщений. -М.: Связь, 1977. 328 с.

133. Мамаев Н.С., Мамаев Ю.Н., Теряев Б.Г. Системы цифрового телевидения и радиовещания. / Под ред. Н. С. Мамаева. М.: Горячая линия Телеком, 2006.-254 с.

134. Назаров А., Симонов М. ATM технология высокоскоростных сетей. -М.: Эко-Трендз, 1998. 232 с.

135. Нейман В.И. Кодирование в цифровых системах радиотелефонной связи / Автоматика, телемеханика и связь, 1996, № 8. с. 12-15.

136. Немировский М.С. Цифровая передача информации в радиосвязи. М.: Связь, 1980.-256 с.

137. Невдяев Л.М., Смирнов А.А. Персональная спутниковая связь. — М.: Эко-Трендз, 1998.-215 с.

138. Пехтерев С.В. В Интернет через спутник: выбор технологии / Технологии и средства связи. Спутниковая связь. Специальное приложение, 1999. с. 14-15.

139. Прудников А.П., Брычков Ю.А., Маричев О.И. Интегралы и ряды. Дополнительные главы. М.: Наука, 1986. - 800 с.

140. Протоколы и методы управления в сетях передачи данных. Пер. с англ. / Под ред. Ф.Ф. Куо. М.: Радио и связь, 1985. - 480 с.

141. Пастухов А.С., Разумов Я.М. Анализ передачи видео совместно с Internet трафиком в стандарте DVB по спутниковым сетям связи. Вестник Чувашского университета. №2, 2007, с. 249-256.

142. Пастухов А.С., Иванов Ю.А. Оценка взаимного влияния Internet и видео трафиков при передаче в стандарте DVB/IP/MPEG-4 гибридным сетям спутниковой связи. Вестник Чувашского университета. №2, 2008, с. 160-169.

143. Пастухов А.С., Шелухин О.И. Множественный доступ в корпоративных спутниковых сетях связи. Сб. науч. тр. молодых учёных и специалистов. Чебоксары: Изд-во Чувашского университета, 2004, с. 218-220.

144. Пастухов А.С., Шелухин О.И. Передача речевой информации в корпоративных спутниковых сетях связи. Сборник научных трудов молодых учёных и специалистов. Чебоксары: Изд-во Чувашского университета, 2004, с. 220-222.

145. Пастухов А.С. Анализ влияния параметров протокола ARQ на эффективность гибридной спутниковой сети связи. Наукоемкие технологии. №7, т.8, 2007, с. 61-71.

146. Пастухов А.С. Оценка влияния параметров протокола ARQ-SR на эффективность пропускной способности гибридной спутниковой сети связи. Вестник Чувашского университета. №2, 2007, с. 233-243.

147. Пастухов А.С. Выбор соотношения между пропускной способностью прямого и обратного каналов в гибридных сетях спутниковой связи. Электротехнические и информационные комплексы и системы. №1,2, т.4, 2008, с. 61-72.

148. Пастухов А.С., Дмитриев А.Ю., Рахчеев С.Н. Выбор соотношения'между пропускной способностью прямого и обратного каналов в гибридных сетях спутниковой связи. Вестник Чувашского университета, №2, 2008, с. 169-178.

149. Потапов А.А. Фракталы в радиофизике и радиолокации: Топология выборки. М.: Университетская книга, 2005. - 848 с.

150. Рабинер JL, Гоулд Б. Теория и применение цифровой обработки сигналов. М: Мир, 1978. - 848 с.

151. Сирухи Дж.В. Совместная передача речи и данных в корпоративных сетях спутниковой связи. Труды 2-й Международной научно-практической конференции «Современные средства управления бытовой техники», Москва, МГУС, 2000.

152. Соколов В.А., Чалый Д.Ю. Методы исследования поведения транспортных протоколов в условиях интенсивного сетевого трафика. МКВМ-2004. 2004. http://www.teletraffic.ru/public/pdf/SokolovChalyi2004.pdf

153. Спилкер Дж. Цифровая спутниковая связь. Пер. с англ./ Под ред. В.В. Маркова. М: Связь, 1979. - 592 с.

154. Советов Б.Я., Яковлев С.А. Построение сетей интегрального обслуживания. JL: Машиностроение. Лен. отд, 1990. - 332 с.

155. Севальнев JI.A. Передача цифровых телевизионных программ с информационным сжатием данных по спутниковым каналам связи. Теле-Спутник, №7, 1997, с. 64-69.

156. Спутниковая связь и вещание. Справочник. / Под ред. Кантора Л.Я. М.: Радио и связь, 1997. - 528 с.

157. Сети с коммутацией пакетов. Тематический выпуск. ТИИЭР, — № 11, т.66, 1978.- 196 с.

158. Сети связи: протоколы, моделирование и анализ. В 2-х ч. ч.2. Пер. с англ. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1992. -272 с.

159. Спилкер Дж. Цифровая спутниковая связь,- М.: Связь, 1979. 592 с.

160. Ситняковский И.В., Порохов О.Н., Нехаев А.Л. Цифровые системы передачи абонентских линий. М.: Радио и связь, 1987. - 216 с.

161. Тепляков И. М., Рощин Б. В., Фомин А. И., Вейцель В. А. Радиосистемы передачи информации. -М.: Радио и связь, 1982. 264 с.

162. Уолрэнд Дж. Телекоммуникационные и компьютерные сети. Вводный курс. М.: Постмаркет, 2001. - 480 с.

163. Халсалл Ф. Передача данных, сети компьютеров и взаимосвязь открытых систем. Пер. с англ. М.: Радио и связь, 1995. - 408 с.

164. Шелухин О.И., Лукьянцев Д.А., Пастухов А.С., Голованов С.В. Сети спутниковой связи VSAT. Учебное пособие для вузов. Под ред. профессора О.И. Шелухина. -М.: МГУ Л, 2004.-281 с.

165. Шелухин О.И., Лукьянцев Н.Ф. Цифровая обработка и передача речи / Под ред. профессора О.И. Шелухина. -М., Радио и связь, 2000. 456 с.

166. Шелухин О.И, Тенякшев А.М, Осин А.В. Моделирование информационных систем. / Под ред. О.И. Шелухина. Учебное пособие. М.: Радиотехника, 2005.-368 с.

167. Шелухин О.И., Тенякшев A.M., Осин А.В. Фрактальные процессы в телекоммуникациях. Монография. / Под ред. профессора О.И. Шелухина. М.: Радиотехника, 2003. —480 с.

168. Шварц М. Сети ЭВМ. Анализ и проектирование. М.: Радио и связь, 1981.- 336 с.

169. Шелухин О.И., Осин А.В., Смольский С.М. Самоподобие и фракталы. Телекоммуникационные приложения. Москва: Физматгиз, 2008. — 368 с.

170. Шелухин О.И., Иванов Ю.А., Пастухов А.С. Исследование влияния самоподобия ON-OFF источников на скорость Интернет трафика. Электротехнические и информационные комплексы и системы,. №1, 2, том 4, 2008, с. 86-95.

171. Шелухин О.И. Причины самоподобия телетрафика и методы оценки показателя Херста. Электротехнические и информационные комплексы и системы,. №1, т.З, 2007, с. 5-14.

172. Шредер М. Фракталы, хаос, степенные законы. Миниатюры из бесконечного рая. Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотичная дин-ка», 2001. - 528 с.