автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.13, диссертация на тему:Модели и методы доступа к инфокоммуникационным услугам в рамках концепции ABC

На правах рукописи

00505031Л

Садовников Владимир Юрьевич

МОДЕЛИ И МЕТОДЫ ДОСТУПА К ИНФОКОММУНИКАЦИОННЫМ УСЛУГАМ В РАМКАХ КОНЦЕПЦИИ ABC

05.12.13-Системы, сети и устройства телекоммуникаций

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

6 ПАР 2013

Санкт-Петербург - 2013

005050301

Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном бюджетном учреждении высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича».

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор,

Гольдштейн Борис Соломонович

Официальные оппоненты: Кучерявый Андрей Евгеньевич, доктор

технических наук, профессор, СЗФ ОАО «Гипросвязь», заместитель директора по инновационным технологиям

Юркин Юрий Викторович, кандидат технических наук, доцент, ФГБОУ ВПО «Петербургский государственный университет путей сообщения», доцент

Ведущая организация Общество с ограниченной ответственностью «Научно-Технический Центр Аргус», г. Санкт-Петербург.

Л & ■

Защита состоится 21 марта 2013 года Ш заседании диссертационного совета Д. 219.004.02 цри Федеральном государственном образовательном бюджетном учреждении высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича», 191186, Санкт-Петербург, наб. реки Мойки, д. 61.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Федерального государственного образовательного бюджетного учреждении высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича». Автореферат разослан 18 февраля 2013 года.

Ученый секретарь диссертационного совета, к.т.н., доцент

Г?

В.Х. Харитонов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований. На современном этапе развития инфокоммуникационной сети — этапе конвергенции фиксированной и мобильной связи, остаётся нерешённой проблема эффективного и качественного предоставления абонентам всего перечня услуг независимо от юс географического местоположения. Отсутствие на сегодня высокотехнологичного доступа к инфокоммуникационным услугам обосновывает актуальность данного диссертационного исследования в прикладном значении.

Поскольку на сегодняшний день создание единой инфраструктуры для всех сетей доступа и единого интерфейса доступа для всех пользовательских устройств весьма проблематично, то при решении озвученной проблемы следует учитывать уже имеющиеся технологии и сети доступа, в тоже время не привязываться к ним для возможности добавления новых стандартов. Как возможный вариант такого решения учёными и специалистами исследуется идея адаптируемого к сетевым конфигурациям доступа, которая возникла ввиду необходимости расширения спектра предоставляемых услуг на начальном этапе цифровизацйи сетей связи, использующих систему сигнализации SS7. Её полномасштабной трактовкой сегодня в инфокоммуникационной среде стала концепция постоянного наилучшего соединения (Always Best Connected, ABC), находящаяся в стадии разработки и до сих пор не имеющая принятого стандарта.

Исследованию концепции постоянного наилучшего соединения посвящены работы многих исследователей, среди них: А.Е. Кучерявый, Б.С. Гольдштейн, М.А. Сивере, Rajesh Mishra, Gábor Fodor, Anders Furuskär, К. Chebrolu, R. Rao, Bo Xing, Nalini Venkatausbramanian, E. Gustafsson.

Согласно концепции ABC, сеть, поддерживающая постоянное наилучшее соединение (сеть ABC), — это совокупность разнородных сетей доступа, которая позволяет обеспечить доступ к услугам из любой точки мира через любую доступную сеть доступа и через любое доступное оборудование. С развитием сетей ABC появится единая сетевая инфраструктура, представляющая собой один из решающих факторов модернизации отрасли телекоммуникаций и интеграции услуг. Потенциальная востребованность в исследовании доступа к услугам посредством сетей ABC очевидна и обосновывает актуальность диссертационного исследования в научном значении.

Как следствие, для запрашиваемых пользовательскими устройствами услуг, необходимым становится использование общего ресурса имеющихся в наличии сетей доступа, поскольку это позволяет повысить суммарный объём одновременно предоставляемых услуг. Однако разнородная структура и разрозненность сетей доступа являются препятствиями на пути к эффективному и качественному предоставлению услуг. По этой причине актуальным представляется исследование моделей и методов доступа к услугам с точки зрения эффективного использования ресурсов разнородных сетей доступа, в совокупности образующих сеть ABC.

Цель и задачи исследования. Цель диссертационного исследования состоит в разработке и анализе моделей и методов эффективного доступа к инфокоммуникационным услугам, учитывающих взаимодействие разнородных сетей доступа, которые в совокупности образуют сеть ABC. Эти модели и методы должны обеспечивать эффективное обслуживание потоков заявок разных ' классов услуг разнородными сетями доступа благодаря сбалансированному распределению ресурсов этих сетей.

Поставленная цель определила необходимость решения задач:

1. Формулирование модели, воплощающей идею наилучшего доступа к услугам, на основе результатов анализа предлагаемых исследователями моделей.

2. Анализ методов и решений по распределению ресурсов сетей доступа, с целью определения нового критерия оптимизации.

3. Синтез модели наилучшего доступа к услугам, соответствующей сформулированной модели.

4. Оптимизация доступа к услугам на основе нового критерия. Механизм' балансировки используемых ресурсов сетей доступа.

5. Программное моделирование. Сравнительный анализ работы всех исследуемых алгоритмов распределения ресурсов сетей доступа.

6. Формирование рекомендаций по проектированию и развитию сетей ABC.

Методы исследования. В процессе диссертационного исследования

использованы методы теории случайных процессов, методы теории телетрафика, алгоритмического моделирования и оптимизации систем с использованием основной теоремы математического программирования (ОТМП) и метода максимального элемента (ММЭ), языка SDL.

Научная новизна. Продемонстрирован эффективный доступ к услугам, базирующийся на методе, который впервые распределяет и балансирует ресурсы разнородных сетей доступа, в совокупности образующих сеть ABC, основываясь на нагрузке, создаваемой услугами на эти сети доступа.

При этом, научную новизну представляют следующие результаты, полученные в процессе диссертационного исследования.

1. К новому результату можно отнести оценку занятости сети доступа по каждому классу услуг в стационарном режиме, выведенную для модели доступа к услугам через одну сеть доступа. Оценка позволяет определить, какую долю ресурса в сети доступа может занимать услуга определённого класса, что в дальнейшем даёт возможность в сети ABC провести текущую балансировку ресурсов в одной или нескольких сетях доступа. Это позволяет в отличие от принятой в настоящее время системы управляющих решений на сети добиться улучшения эффективности работы сети без усложнения процедуры допуска новых заявок и использования изощрённых средств контроля за передачей информации.

2. Разработан универсальный метод выбора наилучшей сети доступа для запрашиваемой услуги определённого класса на основе идеи минимизации потерь общего ресурса сетей доступа. Новизна метода заключается в универсальном механизме оценки эффективности распределения ресурса сети доступа, учитывающем наличие взаимозависимостей между услугами

определённых классов. За счёт механизма метод является универсальным, т.к. позволяет решать задачи по эффективному распределению общего ресурса сетей доступа, базируясь на различных критериях.

3. Для оценки нового критерия оптимизации «равномерного распределения нагрузки между сетями доступа при миграции абонента» получена оценочная функция эффективности использования ресурса сети доступа. Новизна этой функции в том, что она учитывает количество и классы используемых услуг в сети доступа, при этом удовлетворяет всем положениям основной теоремы математического программирования (ОТМП). Это позволило далее сформулировать целевую функцию для решения оптимизационной задачи эффективного распределения общего ресурса сетей доступа, которая представляет собой суперпозицию оценочных функций и также удовлетворяет ОТМП. Решение задачи получено алгоритмическим способом.

4. Впервые разработан алгоритм эффективного распределения общего ресурса сетей доступа с перекрывающимися зонами покрытия (Access Network Resource Allocation, ANRA). Алгоритм отличается тем, что при распределении сетевого ресурса учитывается нагрузка, создаваемая на сети доступа, а не запрашиваемая услугой ширина полосы пропускания.

5. Впервые разработан алгоритм балансировки используемых ресурсов сетей доступа с перекрывающимися зонами покрытия (Access Network Resource Balancing, ANRB), обеспечивающий равномерную загрузку сетей доступа услугами и не имеющий прототипа в исследованиях, связанных с ABC.

6. Новый метод «эффективного распределения и балансировки ресурсов сетей доступа», представляет систематизированная совокупность действий алгоритмов ANRA и ANRB. Метод не имеет прототипа в исследованиях, связанных с ABC.

7. Синтезирована модель наилучшего доступа к услугам, которая в отличие от моделей, предлагаемых исследователями, рассматривает идею постоянного наилучшего соединения одновременно в- двух аспектах: как со стороны сетей доступа, так и со стороны пользовательских устройств и приложений.

Практическая ценность результатов работы. Результаты работы могут быть применены в Санкт-Петербургском государственном университете телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича при создании прототипа системы, совместимой с постоянным наилучшим соединением. Результаты работы использованы:

• при разработке в ОАО «НТЦ ПРОТЕЙ» систем: Bulk SMS/MMS, XVLR, Bulk SMS XVLR в части управления нагрузкой на полосу пропускания для каждого пользователя системы при организации массовых рассылок SMS и MMS; WIX в части организации наиболее эффективного доступа абонентов в сеть Интернет путём объединения множества точек доступа сетей WiFi в единую организованную сеть;

• для усовершенствования в ОАО «Завод Красная Заря. Системы цифровой связи» механизмов обмена данными по внутреннему протоколу HDLC в целях оптимального распределения нагрузки между сетевыми

элементами (СЭ) сети станций ЦАТС «КРАЗАР», что подтверждается соответствующими актами.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на Четырнадцатой Санкт-Петербургской Ассамблеи молодых ученых и специалистов (СПб, 2009), на IV Международном научном конгрессе «Нейробиотелеком-2010» (СПб, 2010), на международном форуме FRUCT 9 (Петрозаводск, 2011), на пленарном заседании 64-й научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых специалистов СПбГУТ им. проф. М.А. Бонч-Бруевича (СПб, 2012), а также на ежегодных научно-технических конференциях (профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов; студентов, аспирантов и молодых специалистов) СПбГУТ с 2009 по 2012 год.

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано десять печатных работ, из них четыре статьи в изданиях, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ.

Личный вклад. Все результаты, составляющие содержание диссертационной работы, получены автором лично.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 4-х глав, заключения, списка литературы и 2-х приложений. Объем пояснительной записки 137 страниц, 41 иллюстрация, список литературы насчитывает 142 наименования, объём приложения 1 составляет 28 страниц программного текста, в приложении 2 приведены акты внедрения результатов диссертационной работы.

СОДЕРЖАНИЕ ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКИ

Во введении обоснован выбор темы диссертации, её актуальность, новизна, сформулированы цель и задачи работы, перечислены основные научные, результаты диссертации, дано её краткое содержание, определены практическая ценность и область применения результатов, приведены сведения об апробации работы, представлены основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе сделан анализ основных концепций в развитии инфокоммуникационной сети, обоснована логичность появления концепции ABC. На основании анализа моделей реализации постоянного наилучшего соединения, предлагаемых исследователями, сформулирована модель, воплощающая идею наилучшего доступа к услугам (рис. 1).

В поисках решения для сформулированной модели выявлено, что эффективными являются методы по распределению ресурсов сетей доступа, базирующиеся на алгоритме «выбор первого подходящего» (First Fit Decreasing, FFD), в основе которого лежит метод решения классической задачи упаковки объектов в контейнеры. Однако эти решения не лучшие, т.к. в процессе предоставления услуги оперируют шириной полосы пропускания, которая не всегда может быть использована эффективно, то есть полностью загружена.

Оптимизация, которая сводится к усложнению логики принятия решения о выделении ресурсов сетей доступа в рамках алгоритма FFD, также не является лучшей стратегией в повышении эффективности доступа к услугам. Так, в методе динамического выбора доступа с учётом множественных ограничений, позволившему получить наиболее близкие к оптимальным результаты по энергопотреблению и

пользовательским

предпочтениям, авторы меняют порядок обработки заявок в очереди алгоритмом «выбор первого подходящего с подменой» (First Fit Decreasing with Substitution, FFDwS), что лучше удовлетворяет пользовательским предпочтениям, но никак не отражается на нагрузке на сети доступа. В результате этого исследования сделаны выводы:

• в целях организации эффективного доступа к услугам следует рассматривать распределение ресурсов сетей доступа с точки зрения нагрузки, создаваемой этими услугами на каждую сеть доступа, но таких решений на сегодняшний день в публикациях нет;

• остаются не решёнными вопросы миграции абонента между сетями доступа и балансировки нагрузки на сети доступа, что необходимо для постоянного наилучшего соединения.

Как следствие, определён новый критерий оптимизации - критерий «равномерного распределения нагрузки между сетями доступа при миграции абонента», и сформулированы цель и задачи дальнейшего диссертационного исследования.

Во второй главе синтезирована модель наилучшего доступа к услугам (рис. 2), соответствующая сформулированной модели (рис. 1). Применительно к ней на основе нового критерия оптимизации решена задача эффективного распределения ресурсов сетей доступа, образующих в совокупности сеть ABC. Разработаны механизм балансировки используемых ресурсов сетей доступа и метод «эффективного распределения и балансировки ресурсов сетей доступа», который ведёт к достижению цели диссертации.

2: прозрачное использование сети доступа 3: прозрачный переход в другую сеть

Рис. 1. Модель, воплощающая идею наилучшего доступа

При этом сначала разработаны и проанализированы три модели доступа к услугам, которые включает в себя синтезированная модель. Каждая из моделей соответствует одному из принципов, которые демонстрирует сформулированная модель. Анализ моделей позволил получить присущие каждому принципу особенности, которые учитывает созданный в процессе дальнейшего диссертационного исследования математический аппарат.

Посредством модели доступа к услугам через одну сеть доступа, которая демонстрирует прозрачный доступ к услуге (принцип прозрачности), выведена оценка, определяющая, какую долю ресурса в сети доступа занимает услуга определённого класса. Обслуживание каждой группы пакетов в такой модели рассматривается отдельно, то есть в ней наличествует класс многопотоковых моделей, в которых есть поток заявок на занятие канального ресурса сети. Ввиду большого количества потоков заявок с интенсивностями, стремящимися к нулю, суммарные потоки по свойствам будут приближаться к пуассоновскому потоку, а суммарная интенсивность всех потоков будет стремиться к константе. Это справедливо для транзитной части сети (шлюза), где происходит смешивание большого числа потоков заявок. Кроме того, в такой модели все потоки заявок являются первичными, а число источников заявок является конечным. Предполагается, что длительности обслуживания заявок имеют экспоненциальное распределение и не зависят как друг от друга, так и от входных потоков заявок. Поступающие заявки ' обслуживаются на основе модели с явными потерями, то есть получают отказ и не возобновляются ни в каком виде, если для их поступления не хватает канального ресурса сети. Была введена функция, принимающая решение об обслуживании заявки:

1, £ -г Ъ>- т?

=1о,г-ььЛ > V

где: Ьк - количество минимальных по длине заявок, которые следует обслужить, как если бы это была одна заявка для потока к;

V - пропускная способность сети доступа, выраженная в количестве минимальных по длине заявок, обслуживаемых в единицу времени;

г - общее число единиц ресурса сети доступа, занятой обслуживанием потоков г = 23=1 К • Заявка потока к: будет обслужена, если г + Ък г, в противном случае будет потеряна без возобновления. Динамика изменения общего числа обслуживаемых заявок определяется конечным пространством состояний 5 и многомерным случайным процессом, определённым на этом пространстве. Само пространство5состоит из векторов заявок потоков ^удовлетворяющих условию Е£=1 Ък ■ V. Учитывая - 1Х-,п:0<Лк< со, О < со и положив, что данный многомерный случайный процесс можно охарактеризовать как марковский процесс. Предполагая, что состояния 5являются сообщающимися, можно говорить о наличии стационарного состояния для этого процесса, вследствие чего, исходя из найденных значений стационарных вероятностей р(77), была выведена оценка занятости сети доступа по каждому классу услуг в стационарном режиме:

«,л-р(ОУк = 1...и. (1)

Посредством модели доступа к услугам через несколько сетей доступа, которая демонстрирует прозрачный выбор сети доступа (принцип независимости), создан универсальный метод, выбирающий для запрашиваемой услуги определённого класса наилучшую сеть доступа. Метод позволяет выбирать такую сеть, для которой уменьшение общего ресурса сетей доступа будет минимальным в процессе обслуживания услуги определённого класса. В методе задача абонентского терминала, выбирающего сеть доступа т, сводится к минимизации разности между количеством пользователей, которых может обслужить сеть, до и после запроса услуги:

АСт = - + ЛРО = ■ (ей -

т^-.АС"1'^ < * (2)

Иначе говоря, находится сеть, для которой уменьшение пропускной способности будет минимальным.

Анализ разработанной модели доступа к услугам при миграции абонента между сетями доступа, которая демонстрирует прозрачный переход из одной сети доступа в другую (принцип бесшовности), показал: решением является построение сетей доступа с перекрывающимися зонами покрытия, что позволит балансировать нагрузку между сетями доступа и избегать перегрузки той или иной сети.

Подходя к оптимизации, для оценки нового критерия оптимизации была получена оценочная функция эффективности использования ресурса сети доступа. Сначала было сформулировано условие, по которому следует выбирать сеть доступа, полагая, что в некоторой географической точке имеется зона покрытия из сетей доступа. Учитывалось:

- задача распределения запрашиваемого пользователем ресурса имеет смысл, если в наличии имеется хотя бы две сети доступа: М > 2;

- если имеется только одна сеть доступа, то весь ресурс априори запрашивается у этой сети;

- отсутствие сети доступа вообще означает 100 % отказ в обслуживании.

Поэтому, чтобы максимально сохранить равномерность распределения

нагрузки, необходимо было найти такой вектор d, что 6(d) =» max, где d — вектор принятия решения о распределении запрашиваемого ресурса между сетями, компоненты которого являются целочисленными. Иначе говоря, вектор d всегда имеет единственную отличную от нуля составляющую, которая показывает, в какой сети следует выделить запрашиваемый ресурс. 6(d) — общая эффективность распределения нагрузки между сетями в момент запроса ресурса. Сформулированное условие выбора сети для максимального сохранения равномерного распределения нагрузки относится к классу выпуклого программирования. Согласно ОТМП, для того чтобы вектор zf был оптимальным, была составлена функция Лагранжа для нашей задачи

+(lr)=0(d) + v -Cl-Z^i dm). (3)

Необходимые и достаточные условия оптимальности этой функции позволили подобрать оценочную функцию сети доступа, которая соответствовала бы требованиям к оценочной функции о (у) сети доступа, а именно:

• при отсутствии нагрузки функция должна возвращать максимальное значение, то есть о (у) :|,,-э= шах;

• при максимальной нагрузке на сеть функция должна возвращать нулевое значение, то есть о (у) |у=1= Q;

• функция должна быть непрерывной: lima(y) = о (a) Va е (ОД};

• функция должна быть монотонно убывающей: ^^ <: ОУу е (ОД);

• функция должна быть выпуклой:

о (у,) - а (у 2 -i- Лу) > ofo) - о (у,, 4- Лу)Чу._ > е (ОД), ¿v > О

или: ^^ < OVy е (ОД).

dy

■ Такая оценочная функция при принятии решения о выделении ресурса конкретной сетью доступа позволяет сделать следующие выводы:

• менее нагруженные сети доступа имеют больший приоритет, чем более нагруженные;

• ввиду того, что выделение ресурса в более загруженной сети обходится дороже, чем в любой менее загруженной сети, распределение поступающей нагрузки между сетями доступа должно стремиться к равномерному: Y1=1 [у: - v,| -i min. Согласно ОТМП необходимые и достаточные условия

оптимальности следующие:

sen id., — 0,dm > О" l J

Исходя из них была получена предварительная оценочная функцию сети доступа: о(у) = 1 —у- (5).

Ввиду того, что эта функция на всей своей области определения убывает с линейно возрастающей скоростью, это не является лучшим вариантом оценочной функции. Функция должна ускоряться в своём убывании по мере приближения к точке у = 1 и, в - идеале, значение её производной должно стремиться к отрицательной бесконечности. Это можно трактовать как невозможность выделения какого-либо ресурса полностью загруженной сетью доступа. Поэтому была взята схожая функция вида: о (у) = уЧ -у2 и проанализированы её производные в граничных точках интервала [ОД]:

lim —= lim (—, " j = 0 ; y->a+o dy У^О-HS^ yl-yV

lim = lim { —, У -j = -со.

-oKy) -o2(y)

oooöooooo

у-1-о е£у У-+1-0 ^ ^х - у2

Это означает, что в точке у = 0 функция также имеет экстремум, а ближе к точке у — 1 скорость убывания функции стремится к бесконечности, что вполне подходит к нашим требованиям. Таким образом, оценочная функция, определяющая, насколько загружена сеть доступа, есть: о(у)> = Л/1 —у2 (6), где

ут = У ^ • ¿т „ (7). Полученная оценочная функция в сравнении с

предварительной оценочной функции изображена на рисунке 3.

Касательная к ней в точке, близкой к у — 1, будет направлена вертикально, то есть, скорость изменения функции стремится к отрицательной бесконечности.

Функция Лагранжа с у использованием этой оценочной Рис. 3. Графики оценочных функций функции будет: <?1 (у) = 1 - уг и о2(у) = у! — у2_

Ф(Л,Ч0= VI - Су + . лУ)г + V • (1 - Н^О- (8)

Необходимые и достаточные условия оптимальности согласно ОТМП будут следующими:

8<гт „^-(у^-ауУ — 0,> О' Формула (9) не требует дальнейшего исследования, так для выбора сети доступа нужно найти только одну единственную оптимальную компоненту вектора I отличную от нуля. Достаточно оценить убывание эффективности распределения нагрузки между сетями доступа при выборе обслуживающей сети доступа, то есть: к: тт — у'Ч -у1 - V1 ~ (у* + ¿у)2Чк = 1... М | (10)

О ш —

Найдя к, положим йи = { _

Для решения оптимизационной задачи на основе оценочной функции сформулирована целевая функция, которая представляет суперпозицию оценочных функций. Необходимо найти такую матрицу распределения занятого

ресурса между сетями доступа й , распределив компоненты вектора

распределяемого ресурса 5 = так, что о{£) =*тах._

I : V 2

д! П '

Общее количество запрашиваемых услуг, которое необходимо распределить между сетями доступа: г-т =у.В результате распределения

получается матрица Л, удовлетворяющая условиям:

(1тп > 0Уте, п

Так как оценочная функция сети доступа соответствует всем требованиям выпуклого программирования, то и сумма оценочных функций по каждой сети также соответствует всем требованиям ОТМП. Решение было найдено посредством разработанного алгоритма эффективного распределения ресурсов сетей доступа с перекрывающимися зонами покрытия (АИНА), который базируется на методе максимального элемента:

• ресурсы распределяются пошагово, по одному, начиная с нулевого состояния, когда ни на одну сеть не выделено ещё ни одного ресурса;

- на каждом шаге ресурс выделяется на ту сеть, на которой достигается минимальная потеря эффективности.

В качестве механизма балансировки используемых ресурсов сетей доступа был разработан алгоритм балансировки ресурсов сетей доступа с перекрывающимися зонами покрытия (АЛЕШ), который уменьшает неравномерность распределения ресурсов сетей доступа, возникающую по мере поступления и завершения обслуживания заявок на предоставление услуг, и, перераспределяет ресурс, пытаясь его повторно выделить в случае, когда алгоритм АМ1А не может выделить ресурс. Такая систематизированная совокупность действий разработанных алгоритмов А1ЖА и А№1В представляет новый метод «эффективного распределения и балансировки ресурсов сетей доступа» (рис. 4).

В конце главы сделаны выводы о полученных новых результатах, представляющих научную новизну.

В главе 3 подтверждается, что разработанный во второй главе метод, алгоритмы которого используют созданный в ходе диссертационного исследования математический аппарат, даёт возможность получить сбалансированное распределение ресурсов сетей доступа, что позволяет достичь цели диссертации.

При этом описывается программное моделирование, проведённое средствами скриптового языка PERL, и представляются его результаты, в качестве примера которых ниже приведены диаграммы показателей «обслуженные заявки» (рис. 5) и «суммарный объём выделенной полосы доступа» (рис. 6).

Рис. 5. Диаграмма показателя Рис. 6. Диаграмма показателя

«обслуженные заявки» «суммарный объём выделенной

полосы доступа»

На основании полученных результатов проведён сравнительный анализ предоставления эффективного доступа к услугам всеми исследуемыми алгоритмами, включая Random-алгоритм (выбор случайной подходящей сети) и новый метод, который показал, что:

- алгоритм ANRA повышает эффективность доступа к услугам в среднем более чем на 45 % по разным показателям, нежели учитывающий ширину полосы пропускания алгоритм FFDwS;

-разработанный метод повышает эффективность доступа к услугам, полученную с помощью алгоритма ANRA, дополнительно ещё на 4,3 %, т. е. обеспечивается эффективное обслуживание потоков заявок разных классов

услуг разнородными сетями доступа, которые в совокупности образуют сеть ABC, что говорит о достигнутой цели диссертационного исследования.

Глава 4 содержит рекомендации по проектированию и развитию сетей постоянного наилучшего соединения. Сначала сформулированы принципы совместимости с сетями ABC, позволяющие видеть весь спектр проблем. Далее даны отдельные рекомендации по проектированию доступа к конвергентным услугам и к услугам сети Интернет. Для пересмотра доступа к услугам в сети Интернет исследованы способы туннелирования и идентификации хостов, показаны механизмы сохранения пользовательского соединения при смене сети доступа. Разработана модель обмена данными в сети ABC при доступе к инфокоммунихационным услугам (рис.7), которая соответствует модели, сформулированной в первой главе. В части логики работы сети сформулированы рекомендации по возможному расширению протоколов стека ТСРЯР.

•-• Пользовательский обмен данными (ААА+ сервисные платформы)

•-• Обмен информацией ААА

\ •-■ Обмен данными с сервисными платформами /

.-• Обмен данными по управлению доступом_

Рис. 7. Модель обмена данными в сети ABC при доступе к услугам ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе достигнута цель диссертационного исследования, решены все поставленные задачи. Основные результаты диссертационной работы сводятся к следующим положениям:

1. Сформулирована модель, которая воплощает идею наилучшего доступа. Модель демонстрирует прозрачный доступ к услуге (принцип прозрачности), прозрачный выбор сети доступа (принцип независимости), прозрачный переход из одной сети доступа в другую (принцип бесшовности).

2. Соответственно сформулированной модели синтезирована модель наилучшего доступа к услугам.

3. Применительно к синтезированной модели проведена оптимизация по критерию «равномерного распределения нагрузки между сетями доступа при

.Платформа

Частная сеть

Сеть доступа

Гастная сеть

Сеть доступа

Мастная сеть

/"Сеть ABC

миграции абонента». При этом, полученная оценочная функция эффективности использования ресурса сети доступа для оценки критерия оптимизации учитывает количество и классы используемых услуг - особенности, присущие каждому принципу ABC, упрощая решение оптимизационной задачи. Сформулированная на основе оценочной функции целевая функция учитывает особенности, присущие всем принципам ABC, и представляет собой суперпозицию оценочных функций, позволяя для выбора наилучшей сети доступа оценивать равномерность распределения ресурсов сетей доступа с перекрывающимися зонами покрытия. Результатом оптимизации является разработанный алгоритм ANRA. Показано, что алгоритм повышает эффективность доступа к услугам в среднем более чем на 45 % по разным показателям нежели учитывающий ширину полосы пропускания алгоритм FFDwS.

4. Критерий, рассматривающий распределение ресурсов сетей доступа с точки зрения нагрузки, создаваемой услугами на каждую сеть доступа, является лучшим решением, чем критерий, рассматривающий ширину полосы пропускания. Это подтверждают показатели работы алгоритм ANRA.

5. Разработан механизм балансировки используемых ресурсов сетей доступа с перекрывающимися зонам покрытия - алгоритм ANRB.

6. Разработан метод «эффективного распределения и балансировки ресурсов сетей доступа». Показано, что с помощью метода эффективность доступа к услугам, полученная посредством нового алгоритма ANRA, повышается дополнительно ещё на 4,3 %.

7. Синтезированная модель и разработанный метод рассматривают проблему высокотехнологичного доступа одновременно в двух аспектах: как со стороны сетей доступа, так и со стороны пользовательских устройств и приложений. Это подтверждается тем, что при решении оптимизационной задачи для пользовательских терминалов и приложений услуги предварительно классифицируются, а для сетей доступа балансируются и распределяются их сетевые ресурсы.

8. Проделанные в работе синтез и оптимизация представляют пример разработки сетевой инфраструктуры для сетей, поддерживающих постоянное наилучшее соединение.

9. На сегодня сети доступа обладают всеми необходимыми аппаратными ресурсами для практического воплощения концепции ABC. Проблемы остаются в протокольной и программной областях. Подтверждением этому является модель обмена данными в сети ABC при доступе к услугам.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Садовников В.Ю. Разработка универсального интерфейса в рамках концепции ABC, обеспечивающего доступ к FMC-услугам I Четырнадцатая Санкт-Петербургская Ассамблея молодых ученых и специалистов // Аннотации работ победителей конкурса грантов Санкт-Петербурга 2009 года для студентов,

аспирантов, молодых ученых и молодых кандидатов наук. - СПб. : Издательство Политехнического университета, 2009. — С. 116.

2. Садовников В.Ю. Анализ концепции ABC в условиях конвергенции сетей связи // Материалы 62-й научно-техническая конференция профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов СПбГУТ им. проф. М.А. Бонч-Бруевича. - СПб., 2010. - С. 16.

3. Садовников В.Ю. Подход к концепции ABC как к технологии выбора и переключения соединений в сетях доступа // ИнфокоммуникаЦионные технологии в науке, здравоохранении и образовании: сборник научных трудов IV международного научного конгресса «Нейробиотелеком-2010». - СПб. : «ТЕЛЕДОМ», СПбГУТ, 2010. - С. 44-48.

4. Садовников В.Ю. Способы обеспечения прозрачного доступа к FMC-услугам // Инфокоммуникационные технологии в науке, здравоохранении и образовании: сборник научных трудов IV международного научного конгресса «Нейробиотелеком-2010». - СПб. : «ТЕЛЕДОМ», СПбГУТ, 2010. - С. 34-37.

5. Садовников В.Ю. Подход к математической оценке бесшовного перехода между сетями доступа в рамках концепции ABC // Материалы 63-й научно-техническая конференция профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов СПбГУТ им. проф. М.А. Бонч-Бруевича. - СПб, 2011.

6. Pyattaev Alexander, Sadovnikov Vladimir. A Solver-resistant Challenge Response Spam Protection System // S. Balandin and A. Ovchinnikov, Proceedings of 9th Conference of Open Innovations Community FRUCT and 1st Regional MeeGo Summit Russia-Finland, Petrozavodsk, Russia. Publisher: SUAI. 25-29 April 2011. -p. 120-126. - ISBN 978-5-8088-0606-1.

7. Садовников В.Ю. Оптимизация доступа к FMC-услугам на основе критерия равномерной балансировки нагрузки между сетями доступа при миграции абонента // Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. Серия «Информатика. Телекоммуникации. Управление». - №5(157). - 2012. - С. 27-32 (из перечня ведущих периодических изданий, рекомендованных ВАК).

8. Садовников В.Ю. Сравнение алгоритмов распределения ресурсов сетей доступа // Информация и космос. - № 2. - 2012. - С. 62-66 (из перечня ведущих периодических изданий, рекомендованных ВАК).

9. Садовников В.Ю. Математическая модель доступа к FMC - услугам с учётом равномерной балансировки нагрузки между сетями доступа при миграции абонента // Информация и космос. - № 2. - 2012. - С. 52- № 2. - 2012. - С. 56 (из перечня ведущих периодических изданий, рекомендованных ВАК).

10. Садовников В.Ю. Универсальный метод выбора наилучшей сети доступа для запрашиваемой услуги определённого класса // Информация и космос. - № 3-4. - 2012. - С. 15-19 (из перечня ведущих периодических изданий, рекомендованных ВАК).

Подписано в печать 11.02.2013

_Тираж 100 экз. Объем 1 печ. л. Заказ №_

Отпечатано в тип. СПбГУТ, 191186, СПб, наб. р. Мойки, 61

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО СВЯЗИ Федеральное государственное образовательное бюджетное учреждение

высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций

им. проф. М.А. Бонч-Бруевича»

На правах рукописи

042013577

Садовников Владимир Юрьевич

Модели и методы доступа к инфокоммуникационным услугам

в рамках концепции ABC

05.12.13-Системы, сети и устройства телекоммуникаций

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор,

Гольдштейн Борис Соломонович

Санкт-Петербург -2013

СОДЕРЖАНИЕ

Термины и сокращения...................................................................................................4

Список обозначений по главе 2....................................................................................10

Введение.........................................................................................................................13

Глава 1. Проблема доступа к инфокоммуникационным услугам на этапе конвергенции фиксированной и мобильной связи.....................................................27

1.1 Анализ основных концепций в развитии универсальной сети......................27

1.2 Логичность возникновения концепции ABC....................................................32

1.3 Основные задачи постоянного наилучшего соединения (ABC).....................33

1.4 Модель, воплощающая идею наилучшего доступа к услугам (концептуальная модель)..........................................................................................34

1.5 Анализ предлагаемых исследователями решений, повышающих эффективность доступа к услугам в сетях ABC....................................................40

1.5.1 Решения и методы по распределению ресурсов сетей доступа..............42

1.5.2 Метод динамического выбора доступа к услугам с учётом множественных ограничений...............................................................................44

1.6. Определение нового критерия оптимизации...................................................49

1.7 Цель и задачи исследования...............................................................................50

1.8 Выводы по главе 1...............................................................................................53

Глава 2. Разработка модели и метода эффективного доступа к инфокоммуникационным услугам...............................................................................54

2.1 Модель доступа к услугам через одну сеть доступа.......................................54

2.2 Модель доступа к услугам через разные сети доступа...................................60

2.2.1 Метод выбора наилучшей сети доступа....................................................63

2.2.2 Пример выбора наилучшей сети доступа................................................66

2.3 Модель доступа к услугам при миграции абонента между сетями доступа 68

2.4 Разработанная сетевая модель наилучшего доступа к

инфокоммуникационным услугам...........................................................................70

2.5 Оптимизация доступа к инфокоммуникационным услугам на основе критерия «равномерного распределения нагрузки между сетями доступа при миграции абонента»..................................................................................................71

2.5.1 Оценочная функция эффективности использования ресурса сети доступа....................................................................................................................71

2.5.2 Целевая функция оценки критерия «равномерного распределения нагрузки между сетями доступа при миграции абонента»...............................79

2.5.3 Алгоритм эффективного распределения общего ресурса сетей доступа с перекрывающимися зонами покрытия................................................................82

2.6 Балансировка нагрузки.......................................................................................84

2.6.1 Алгоритм балансировки используемых ресурсов сетей доступа с перекрывающимися зонами покрытия................................................................85

2.6.2 Алгоритм эффективного распределения и балансировки ресурсов сетей доступа...................................................................................................................87

2.7 Новый метод распределения сетевого ресурса................................................88

2.8 Выводы по главе 2...............................................................................................89

ГЛАВА 3. Анализ эффективности работы нового метода распределения сетевого ресурса............................................................................................................................92

3.1 Анализ принципа работы разработанного алгоритма ANRA........................92

3.2 Программное моделирование.............................................................................94

3.3 Показатели эффективности работы алгоритмов распределения ресурсоа...97

3.4 Выводы по главе 3.............................................................................................105

ГЛАВА 4. Рекомендации по проектированию и развитию сетей ABC...............106

4.1 Основные принципы совместимости с ABC..................................................106

4.2 Доступ к конвергентным услугам....................................................................110

4.3 Доступ к услугам сети Интернет....................................................................114

4.3.1 Туннелирование..........................................................................................115

4.3.2 Идентификация хостов..............................................................................118

4.4 Взаимодействие пользовательского терминала с сетью ABC......................119

4.5 Выводы по главе 4.............................................................................................122

Заключение...................................................................................................................124

Литература....................................................................................................................127

Приложение 1. Программный пакет, реализующий алгоритмы нового метода.. 140 Приложение 2. Документы о внедрении материалов диссертационной работы .147

Термины и сокращения

3GPP

AAA

ABC ACC ADSL

AM APP/UI

ATM

BT

CCC DDoS

DNS DOCSIS

Международные

3rd Generation Partnership Project. Партнёрский проект по третьему поколению

Authentication, Authorization and Accounting. Аутентификация, авторизация и учёт

Always Best Connected. Постоянное наилучшее соединение

Account Card Calling. Вызов по предоплаченной карте

Asynchronous Digital Subscriber Line. Асинхронная цифровая абонентская линия

Access Manager. Менеджер управления доступом

Application/User Interface. Приложение/пользовательский интерфейс

Asynchronous Transfer Mode. Системы асинхронной передачи данных

BlueTooth. Название спецификации персональных беспроводных сетей

Credit Card Calling. Вызов по кредитной карте

Distributed Denial of Service. Распределённый отказ в обслуживании

Domain Name System. Система доменных имён

Data Over Cable Service Interface Specifications. Спецификации no передаче данных по коаксиальному кабелю

DHCP

Dynamic Host Configuration Protocol. Протокол динамической

конфигурации узла

EDGE Enhanced Data rates for GSM Evolution. Расширение скоростей

передачи данных для развития GSM-сетей

ETSI European Telecommunications Standards Institute. Европейский

институт стандартизации телекоммуникаций

FFD First-Fit Decreasing. Алгоритм выбора первого подходящего

FMC Fixed-Mobile Convergence. Конвергенция фиксированной и

мобильной связи

FPH Free Phone. Бесплатный вызов

FTP File Transfer Protocol. Протокол передачи файлов

GERAN GSM EDGE Radio Access Network. Беспроводная сеть доступа

стандарта GPRS/EDGE

GPRS General Packet Radio Service. Пакетная радиосвязь общего

пользования

GPS Global Positioning System. Глобальная система

позиционирования

GSM Global System for Mobile Communications. Стандарт глобальной

сети мобильной связи

GW GateWay. Шлюз

ШР Host Identity Protocol. Протокол идентификации хоста

HIT Host Identity Tag. Идентификатор хоста

HTTP HyperText Transfer Protocol. Протокол передачи гипертекста

I-BGF Interconnect Border Gateway Function. Функция межсетевого

пограничного шлюза

IDN Intelligent Data Network. Интеллектуальная сеть передачи

данных

IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers. Институт

инженеров по электротехнике и электронике

IETF Internet Engineering Task Force. Консорциум по развитию и

продвижению стандартов сети Internet

ITU International Telecommunication Union. Международный союз

электросвязи

IM Instant Messaging. Сервис по обмену мгновенными

сообщениями

IMS IP Multimedia Subsystem. Мультимедийная подсистема на базе

сетевого протокола IP

IN Intelligent Network. Интеллектуальная сеть

IP Internet Protocol. Межсетевой протокол

IPSec IP Security. Набор протоколов защиты данных в IP-сетях

ISDN Integrated Services Digital Network. Цифровая сеть с интеграцией

служб

L2TP Layer 2 Tunnelling Protocol. Протокол туннелирования второго

уровня

LAC L2TP Access Concentrator. Концентратор доступа L2TP

LNS L2TP Network Server. Сетевой сервер L2TP

LM Link Manager. Менеджер управления звеном

MGCP Media Gateway Control Protocol. Протокол контроля

медиашлюзов

MMS Multimedia Messaging Service. Сервис обмена

мультимедийными сообщениями

MOD Music On-Demand. Музыка по запросу

MPLS Multiprotocol Label Switching. Многопротокольная коммутация

по меткам

NAT Network Address Translation. Трансляция сетевых адресов

NGN Next Generation Networks. Конвергентные сети нового

поколения

OSI Open System Interconnected. Взаимодействие открытых систем

PPP Point-to-Point Protocol. Протокол точка-точка

PPPoE PPP over Ethernet. Протокол PPP через Ethernet

PRM PREmium rate. Услуга с дополнительной оплатой

PS Packet Scheduler. Планировщик пакетов

PSTN Public Switched Telephone Network. Телефонная сеть общего

пользования

QoS Quality of Service. Качество предоставления услуги

RNAT Reversive Network Address Translation. Обратная трансляция

сетевых адресов

RT Routing Table. Таблица маршрутизации

RTP Real-time Transfer Protocol. Протокол передачи трафика

реального времени

SDH Synchronous Digital Hierarchy. Синхронная цифровая иерархия

SIP Session Initiation Protocol. Протокол инициации сессий

SLA

SMPP

SMTP

SMS

SNMP

SOCKS

SS7

TCP TCP/IP

TDM TISPAN

UDP

UE

Service Level Aggreement. Соглашение об уровне предоставляемой услуги

Short Message Peer-to-Peer. Протокол, описывающий взаимодействие конечного клиента с SMS-сервером

Simple Mail Transfer Protocol. Простой протокол передачи почты

Short Message Service. Система обмена короткими сообщениями

Simple Network Management Protocol. Простой протокол сетевого управления

SOCKEt Secure. Протокол прозрачного использования сервисов за сетевыми экранами

Signalling System No. 7. Общеканальная система сигнализации №7;

Transmission Control Protocol. Протокол управления передачей

Transmission Control Protocol/Internet Protocol. Стек протоколов сети Интернет

Time Division Multiplexing. Временное мультиплексирование

Telecommunications and Internet converged Services and Protocols for Advanced Networking. Основное подразделение ETSI no стандартизации, специализирующихся на выделенных сетях и конвергенции сети Internet с другими сетями данных

User Datagram Protocol. Протокол пользовательских дейтаграмм

User Equipment. Пользовательское оборудование

UI User Interface. Пользовательский интерфейс

UMTS Universal Mobile Telecommunications System. Универсальная

система мобильной связи

UTRAN UMTS Terrestrial Radio Acess Network. Управляющий элемент

в сети радиодоступа UMTS

VPN Virtual Private Network. Виртуальная частная сеть

VCC Voice Call Continuity. Непрерывность голосового вызова

VoIP Voice over IP. Передача речевого трафика по IP-сетям

VOT TeleVOTing. Телеголосование

WAL Wireless Adaptation Layer. Уровень адаптации к беспроводным

сетям

WiMAX Worldwide Inter-operability for Microwave Access. Название

стандарта беспроводных пакетных сетей доступа

xDSL х Digital Subscriber Line. Цифровая абонентская линия

Русские

КПК Карманный персональный компьютер

МСЭ Международный союз электросвязи

ММЭ Метод максимального элемента

ОКС7 Общеканальная система сигнализации № 7

ОТМП Основная теорема математического программирования

ПТ Пользовательский терминал

Список обозначений по главе 2

п - число потоков заявок на занятие канального ресурса X, - вектор интенсивностей для всех потоков заявок ^к - интенсивность потока к , где к=\,2,...п

v - пропускная способность сети доступа, выраженная в количестве минимальных по длине заявок, обслуживаемых в единицу времени

Ь - вектор, задающий веса заявок для всех потоков по отношению к минимальной по длине заявке

Ьк - количество минимальных по длине заявок, которые следует обслужить, как если бы это была одна заявка для потока к ц - вектор, содержащий интенсивности обслуживания заявок для всех потоков

^ - среднее время заняшя канального ресурса се™ „а обслуживание заявки

для потока к 1 - вектор заявок потоков

h - число заявок потока к , находящегося на обслуживании i - общее число единиц ресурса сети доступа, занятой обслуживанием потоков fserv(bk. i) - функция, принимающая решение об обслуживании заявки S - конечное пространство состояний р{1) - стационарная вероятность состояния для les is - все пронумерованные векторы заявок 1 es , где s=0,1,..., S ps - стационарная вероятность состояния is г - номер состояния, из которого производится переход / - номер состояния, в которое происходит переход

Т - производящая матрица для общего однородного процесса размножения и гибели

tlr - составляющая матрицы Т

p(is) - ненормированное значение стационарной вероятности состояния is Ik - доля использования каждой услуги в стационарном режиме Q - сложная функция, индивидуально задаваемая для каждого вида услуги, и учитывающая все требования, предъявляемые к трафику

М - количество сетей доступа в географической зоне N - количество классов услуг U™ - число пользователей

U - матрица всех пользователей услуг всех сетей в М строк и N столбцов Um - вектор общего числа пользователей всех услуг в сети доступа т Un - вектор общего числа пользователей услуги п во всех сетях доступа U - общее число пользователей всех услуг во всех сетях доступа ит - вектор пользователей услуг в сети т

ы" - вектор пользователей услуг (когда запрашивается ещё одна услуга) Qn.mm - минимальная оценка качества предоставления услуги в любой сети Qn[um) - функция оценки QoS для каждой услуги в пределах одной сети т Кт - область гарантии QoS

ст - доля пользователей, которых дополнительно может обслужить сеть Ст -количество пользователей, занявших сеть доступа т Сттах - максимально возможное количество пользователей в сети т у - вектор нагрузок в географической точке из М сетей доступа X - матрица интенсивностей поступления нагрузок на каждую сеть доступа по каждому виду услуги

- матрица интенсивностей обслуживания поступающей нагрузки каждой сетью доступа по каждому виду услуги о{у) - оценочная функция сети доступа

А у - вектор прироста нагрузки в каждой сети доступа при запросе ресурса для услуги п

d - вектор принятия решения о распределении запрашиваемого ресурса между сетями доступа k - оптимальный индекс вектора d

o{ym,dm) - итоговая оценочная функция сети доступа после прироста нагрузки 0(d) - функция, характеризующая общую эффективность распределения нагрузки между сетями в момент запроса ресурса vp - вектор неопределённых множителей согласно ОТМП Ф (d, Ф) - функция Лагранжа с неопределёнными множителями

й - матрица распределения занятого ресурса между сетями доступа

V - вектор распределяемого ресурса между сетями доступа

V - общее количество запрашиваемых услуг, которое надо распределить между сетями доступа

Введение

Актуальность исследований. Способы предоставления пользователям услуг связи эволюционировали вместе с развитием телекоммуникационной и компьютерной техники. На современном этапе развития инфокоммуникационой сети — этапе конвергенцией фиксированной и мобильной связи (Fixed Mobile Convergence, FMC) [1-7], на основе существующих технологий проектируются и внедряются новые технологии, радикально отличающиеся от технологий прошлых лет. Отличие их заключается в том, что основной отправной точкой в предоставлении инфокоммуникационных услуг пользователю является уже не сеть, а сама услуга и предоставление абонентам всего перечня услуг независимо от их географического местоположения является первостепенной задачей.

Существующие сети связи способны стать базой для продвижения конвергентных услуг, основанных на объединении свойств различных сетей доступа: стандартов UTRAN, GERAN, Wi-Fi/WiMAX, DOCSIS, xDSL и др. [8-15]. На сегодняшний день вектором развития FMC стала платформа IMS (IP Multimedia Subsystem) [6, 16-21]. Однако используемые в IMS протоколы сейчас поддерживают далеко не все существующие сети доступа, и это создаёт затруднения в развитии FMC, так как переход из одной сети доступа в другую должен быть прозрачным, то есть незаметным для пользовательского устройства в процессе предоставления услуг. По этой причине остаётся нерешённой проблема высокотехнологичного доступа к конвергентным услугам [22-24], касающаяся архитектуры пользовательских терминалов и организации сетей доступа, что обосновывает актуальность данного диссертационного исследования в прикладном значении.

Создание единой инфраструктуры для всех сетей доступа и единого интерфейса доступа для всех пользовательских устройств на сегодняшний день весьма проблематично. Поэтому при решении озвученной выше проблемы следует учитывать уже имеющиеся технологии и сети доступа, в тоже время не привязываться к ним для возможности добавления новых стандартов.

Как возможный вариант такого решения учёными и специалистами широко исследуется идея адаптируемого к сетевым конфигурациям доступа, которая

возникла ввиду необходимости расширения спектра предоставляемых услуг на начальном этапе цифровизации сетей связи, использующих систему сигнализации SS7 [25-28]. Полномасштабной трактовкой этой идеи сегодня в инфокоммуникационной среде стала концепция постоянного наилучшего соединения (Always Best Connected, ABC), находящаяся в стадии разработки и до сих пор не имеющая принятого стандарта [29-31].

Существенный вклад в исследование обозначенной проблемы внесли учёные нашей страны: Аджемов A.C., Башарин Г.П., Берлин А.Н., Васильев А.Б., Вишневский В.М., Волков А.Н., Гольдштейн Б.С., Гольдштейн А.Б., Гургенидзе А.Т., Данилов В.И., Дымарский Я.С., Ершов В.А., Костин A.A., Кучерявый А.Е., Кучерявый Е.А., Назаров А.Н., Нейман В.И., Олифер В.Г., Пшеничников А.П., Росляков A.B., Самуйлов К.Е., Сивере М.А., Соколов H.A., Степанов С.Н., Цитович И.И., Шнепс-Шнеппе М.А., Яновский Г.Г. и другие, а также зарубежные учёные: Chebrolu К., Fodor G., Furuskär A., Gomes J., Gustafsson E., Iversen V., Kleinrock L., Mishra R., Rao R., Venkatausbramanian N., Xing Bo.

Согласно концепции, сеть, поддерживающая постоянное наилучшее соединение - это совокупность разнородных с�