автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.18, диссертация на тему:Моделирование матричных коммутационных систем с параллельной динамической настройкой

На правах рукописи

Кутузов Денис Валерьевич

МОДЕЛИРОВАНИЕ МАТРИЧНЫХ КОММУТАЦИОННЫХ СИСТЕМ С ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ ДИНАМИЧЕСКОЙ НАСТРОЙКОЙ

Специальность: 05.13.18. «Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Астрахань 2005

Работа выполнена в: Астраханском государственном университете, Астраханском государственном техническом университете.

Научный руководитель:

кандидат технических наук, доцент Жила Владимир Васильевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Филин Виктор Андреевич

доктор технических наук, профессор Лукьянов Виктор Сергеевич

Ведущая организация:

Межведомственный Суперкомпьютерный Центр Российской академии наук (г. Москва)

Защита состоится 24 июня 2005 г. в 10-00 часов на заседании диссертационного совета ДМ.212.009.03 при Астраханском государственном университете по адресу: 414056 г. Астрахань, Татищева, д.20а.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные гербовой печатью, просим направлять ученому секретарю диссертационного совета по адресу: 414056 г. Астрахань, Татищева, д.20а, АГУ, диссертационный совет.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Астраханского государственного университета

Автореферат разослан «23» мая 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета ДМ.212.009.03 д.т.н, профессор

И.Ю.Петрова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы.

Широкое распространение сетевых технологий и средств телекоммуникаций требует постоянного совершенствования средств и систем, обеспечивающих доставку и распределение сообщений между пунктами сети. Для этой цели используются такие устройства как повторители, концентраторы, коммутаторы и т.д. Однако в последние годы прослеживается устойчивая тенденция вытеснения коммутаторами других видов активного оборудования. Это связано, прежде всего, с развитием технологии производства микроэлектронных компонентов, и как следствие уменьшение показателя «цена / качество» для отдельного порта коммутатора. При снижении стоимости коммутационного оборудования, рынок коммутаторов продолжает расти, и по прогнозам специалистов эта тенденция сохранится еще несколько лет. Оценка динамики рынка коммутационного оборудования, выполненная Dell' Ого Group, представлена на рис.1.

1989 2000 2001 2002 2003 2004 2005гад

■06w# «9мг 9ШЖ* ЯРиНОТЮЦЫНЩ! ШШ)тлирм

Рис. 1 Оценка динамики рынка коммутационного оборудования

При столь больших объемах рынка коммутационного оборудования необходима разработка способов уменьшения потерь в системах коммутации, и в частности способов параллельной динамической настройки коммутационных систем. При этом одной из важнейших задач является задача разработки методов моделирования подобных устройств, что позволит прогнозировать их технические характеристики (вероятности потерь требований на соединения, пропускную способность систем и т.д.).

Целью диссертации является разработка алгоритмов работы, математических и имитационных моделей матричных коммутационных систем с параллельной настройкой, позволяющих осуществлять обслуживание динамически поступающих требованв^ эд^с _____. п,___

вИВДНОТЕКЛ |

¿та

Реализация параллельной настройки коммутационных систем позволит сократить время настройки коммутационных систем и повысить пропускную способность коммутационных систем за счет снижения потерь на центральном управляющем устройстве.

Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи:

1) исследование и анализ различных топологий коммутационных систем, анализ патентной информации и открытой технической документации ведущих разработчиков коммутационных систем, выбор топологии для разработки алгоритмов параллельной настройки коммутационных систем.

2) разработка алгоритмов работы коммутационных систем с параллельной настройкой, позволяющих обслуживать динамически поступающие требования.

3) разработка математических моделей коммутационных систем с параллельной настройкой.

4) разработка имитационных моделей коммутационных систем с последовательной и параллельной настройкой для определения и сравнения характеристик систем.

5) разработка логической структуры устройств коммутационных систем с параллельной настройкой.

Методы исследования. В работе использованы методы теории множеств, теории алгоритмов, булевой алгебры, теории цифровых автоматов, теории массового обслуживания.

Научная новизна. В диссертации разработаны и выносятся на защиту следующие основные положения:

1. Предложена модель и алгоритм работы матричной коммутационной системы с параллельной динамической настройкой с пространственным разделением каналов, отличающиеся от известных тем, что предложено разбивать время на отдельные кванты и использовать разовый режим коммутации для каждого кванта времени, введена операция выделения приоритета, определено множество доступных выходных имен для отдельных квантов времени.

2. Предложена модель и алгоритм работы матричной коммутационной системы с параллельной настройкой с пространственно-временным разделением каналов, отличающаяся от известной тем, что в нее введены операции записи и чтения для элементов коммутации, определены правила формирования множества элементов коммутации для реализации операций записи/чтения.

3. Предложены математические модели (на основе теории массового обслуживания), в которых системы коммутации представлены в виде двухфазовых одстем массового''Обслуживания с и-каналами во второй

фазе обслуживания. Найдены вероятности состояний системы как функции от приведенной нагрузки и числа устройств управления.

4. Предложены имитационные модели матричных коммутационных систем с параллельной динамической настройкой с пространственным и пространственно-временным разделением каналов. На основании имитационных экспериментов установлено, что коммутационные системы имеют меньшие потери (вероятность потерь ниже на 0,17) по сравнению с системами с последовательной настройкой за счет снижения потерь на центральном управляющем устройстве.

Практическая значимость работы.

Предложена структура матричной коммутационной системы с параллельной настройкой с пространственным разделением каналов, отличающаяся от известной тем, что в нее введены блоки синхронизации с моментами коммутации, дополнена структура элементов коммутации так, что элементы совместно выполняют операцию выделения приоритета, определяют множество доступных на каждом кванте времени выходных линий и производят коммутацию.

Предложена структура матричной коммутационной системы с параллельной настройкой с пространственно-временным разделением каналов, отличающаяся от известной тем, что в нее введены входные и выходные блоки, изменена и дополнена структура элементов коммутации так, что позволяют производить операции чтения и записи.

По результатам исследований подана заявка на изобретение №2003113541/20 (014390) «Коммутационная система», получено свидетельство об официальной регистрации программ для ЭВМ № 2005611003 «Имитационные модели матричных коммутаторов»

Работа выполнена в соответствии с госбюджетными НИР Астраханского государственного технического университета № 0120.0 406700 «Анализ и синтез элементов и устройств телекоммуникационных, информационно-измерительных систем и систем управления», Астраханского государственного университета «Интеллектуальные системы автоматизированного проектирования и управления»

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на V всероссийской научной конференции с международным участием молодых ученых и аспирантов (Таганрог, 2002), на конференции по связи и управлению - The IEEE-Siberian Conference on Control and Communications SIBCON-2003 (Томск, 2003), на международной научно-практической конференции «Качество науки - качество жизни» (Тамбов, 2005), на научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава Астраханского государственного технического университета (Астрахань, 2002, 2003, 2004) и Астраханского государственного университета (Астрахань, 2005)

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ.

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы. Работа изложена на 140 страницах машинописного текста, содержит 46 рисунков, список литературы включает 110 наименований.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цели и задачи исследования, перечислены основные научные результаты диссертации, приведены практическая ценность и область применения результатов. Кратко излагается содержание диссертации по главам.

Первая глава посвящена анализу существующих систем коммутации и возможности их параллельной настройки, то есть возможности реализации процесса параллельного отыскания каналов связи в коммутационных системах.

Быстродействие коммутационных систем характеризуется режимом установления соединений. По режимам коммутацию подразделяют на одиночную, пачечную и разовую. При одиночной коммутации соединения возникают или завершаются по одному, при пачечной - пачками или группами, при разовой - все одновременно. Очевидно, что пачечный режим является универсальным, так как при числе соединений в каждой пачке, равным единице, получается одиночный режим, а если в пачку входят все соединения - разовый режим.

Важную роль, особенно для данного исследования, играют механизмы настройки коммутационных схем.

По способам настройки коммутационные системы можно разделить на схемы с централизованной настройкой и схемы с децентрализованной настройкой (самонастройкой). При централизованной настройке вся информация о необходимых соединениях поступает в единое для всей системы центральное устройство управления, которое вырабатывает управляющие сигналы для отдельных коммутационных элементов. При децентрализованной настройке в системе не существует единого центрального устройства управления, но каждый коммутационный элемент снабжен локальным устройством управления. Схемы с самонастройкой являются более перспективными с позиций применения способов параллельной настройки.

В результате анализа литературных источников, источников патентной информации, открытой документации разработчиков интегральных схем коммутаторов по ведущим странам (Россия, США, Япония, страны Евросоюза) за 7 лет, можно сделать вывод о том, что: 1) параллельную настройку коммутационных систем можно обеспечить,

проведя децентрализацию управления в системе; 2) из известных топологий коммутационных систем реализация параллельной настройки при динамически поступающих требованиях на обслуживание возможна только в матричной системе; 3) применение пачечного режима коммутации, как обобщающего разовый и одиночный режимы коммутации позволит обслуживать динамически поступающие вызовы; 4) известен алгоритм и схемотехническое решение (а.с. СССР № 1441471), позволяющие производить параллельную настройку матричных коммутационных систем в разовом режиме, однако они не могут быть применены для параллельной настройки систем при динамически поступающих вызовах.

Вторая глава посвящена разработке алгоритмов работы и математических моделей матричных систем коммутации с параллельной динамической настройкой с пространственным и пространственно-временным разделением каналов.

В известном матричном коммутаторе с параллельной настройкой для установления соединений применяется разовый режим коммутации, который реализует следующий алгоритм.

Первоначально система приводится в начальное состояние, которое характеризуется тем, что все существующие соединения разрушаются. Для установления соединений со стороны входов системы коммутации одновременно передаются идентификаторы выходных линий системы, которым необходимо установить соединение. Одновременно со стороны выходов передаются собственные идентификаторы выходов системы. Если в узле коммутации происходит совпадение идентификаторов, то соединение устанавливается. Пусть N — множество всех входных линий пространственной матричной системы коммутации, М - множество всех выходных линий, а К- множество выходных линий к которым возможны запросы на установление соединений со стороны входных линий.

Прямое (декартово) произведение - представляет множество точек (узлов) коммутации, - все возможные комбинации запросов, поступающих с входных линий к выходным, а К*М - множество имен -идентификаторов выходных линий, которые поступают со стороны выходных линий. Необходимо различать множества выходных линий М и множество их имен (идентификаторов) К, так как данные множества могут быть неравными. Отношение я = {(и, к)\пе N & к е К} есть множество запросов на установление соединений. Если V = КхМ - множество идентификаторов, передающихся со стороны входов, то операция коммутации может быть записана в виде композиции: V ъ Я = {(п,т) \ п е N & т ^ М}. Необходимо отметить, что в разовом режиме коммутации всегда генерируются все пары (к,т) е V, а не их часть.

Если при функционировании коммутационной системы время квантуется на такты, но в произвольные моменты времени возникает необходимость установить одно или несколько соединений, то есть заявки на установление соединений возникают асинхронно, то все возникшие заявки в промежутке времени между соседними тактами ожидают поступления очередного тактового импульса и начинают обрабатываться при его поступлении. Поэтому, изменив разовый режим работы коммутационной системы на пачечный, можно обеспечить параллельную настройку при динамически поступающих требованиях на обслуживание. Ниже приводится измененная математическая модель, реализующая данную возможность.

Если teT,t = 0, 1,2,...,/ дискретные моменты времени и t < т, где Т - время обработки запроса на обслуживание (транзакта), то отношение, определяемое как Rt = {(п,к)\neN&keK&teT} - есть множество запросов, поступивших с N входных линий к М выходным линиям за время

Возможен случай, когда с двух или более входных линий был получен запрос на установление соединения к одной и той же выходной линии за время t. Для разрешения конфликта необходима операция, выделения приоритета, определяемая как 0, = \ , где Л,(аг) a Nx К,

Rna)={(b,k)Ma,k)eRt,a<b}

Со стороны входных линий М поступают идентификаторы К. Декартово произведение К*М представляет все возможные комбинации выходных линий и их имен. Если множество Vr состоит из доступных на

момент t комбинаций выходных линий и их имен, то операция коммутации может быть записана в виде: V, ° 0, = {(и, m) | и е N & т е М}

Функционирование коммутационной системы с параллельной динамической настройкой с пространственным разделением каналов обеспечивается выполнением следующих операций:

- генерацией источниками нагрузки элементов множества R, = {(и, к) | п е N & к е К & t е Т). На момент времени t все элементы

множества R) должны быть определены.

- выделением приоритета, в результате чего образуется множество = Rliex)={(b,k)\V(a,k)eR„a<b}

- генерацией в момент времени t элементов множества, доступных на момент времени t выходных линий: V, = {{к,тп)\ к 6 К &m е М}

- композицией отношений V, ° 0, = {(и, m) j п е N & т е М}

Если в коммутационной системе применяется пространственно-временное разделение каналов и система является синхронной, то и входной канал и выходной имеют по две координаты.

Пусть X - множество входных линий с временным уплотнением каналов, У - множество канальных интервалов в них, то каждый канал определяется координатами X е. X и у е У . Множество Т - множество дискретных моментов времени. Кроме того, каждый канал имеет область назначения, то есть координаты выходной уплотненной линии С и канального интервала в ней К. Собственные координаты входных каналов и координаты назначения могут быть представлены через прямое произведение множеств - XхУхСхК :

= {(х,у,с,к)\хеХ&уеУ&сеС&кеК} Отношение Я1 с Ы1п - множество требований на соединение в момент времени л С другой стороны множество выходных уплотненных линий М, каждая из которых содержит канальные интервалы Q, также определяются своими идентификаторами с е С и к в К. Прямое произведение множеств Л^ = KxCxQxM однозначно определяет выходные каналы вместе с их идентификаторами: :={(к,с,д,т)\к е К&с еСе<2&те М} Отношение V, с - определяет множество доступных выходных каналов (и их

идентификаторов) в момент времени Если Н ~ множество элементов коммутации, то каждый элемент определяется двумя пространственными координатами: его положением в строке матрицы элементов (координата х) и его положением в столбце матрицы (координата т).

Функционирование коммутационной системы с параллельной динамической настройкой с пространственным разделением каналов обеспечивается выполнением следующих операций:

генерацией источниками нагрузки элементов множества Я, = {(*, у, с, к) | х е X & у е У & с е С & к е К}, I е Т.

генерацией множества доступных на момент времени I каналов V, ={(к,с,д,т)\кеК&свС&деО&теМ}^еТ

- операцией записи в элементы коммутации, которая производится по правилу #,(ВТ) = {И{хт) I Зс е Я, &с е V,}

- операцией чтения из элементов коммутации по правилу Н,(п/)={Ьм1ЭкеЛ,&кеГ,}

С позиций теории систем массового обслуживания системы с последовательной и параллельной настройкой могут быть представлены

9

двухфазовыми системами массового обслуживания. Диаграмма переходов систем приведена на рис. 2.

В соответствие с диаграммой состояние, когда свободны оба обслуживающих устройства, обозначено как 00, состояние, когда первое устройство занято, а второе свободно 10, состояние занятости второго прибора - 01, состояние, когда заняты оба устройства - 11. В системах с пространственно-временным разделением каналов во второй фазе обслуживания используются многоканальные обслуживающие устройства (т устройств) и следующие возможные состояния: 12,13,..., 1/,..., 1 т.

Системы с пространственным разделением каналов

Системы с пространственно-временным разделением каналов

Рис. 2. Диаграмма состояний коммутационных систем

Для пространственных систем получена система стационарных вероятностей:

Р\оА| + РыРг " Роол = 0

Ро1(М2 + ^) = 0

Р1а — -Ро1Л-Рп\—+Л + М1+М2 1 = 0 п 1и 1

Для пространственно-временных систем коммутации система уравнений примет вид:

Р\ьН-\ + Р01А2 - А= 0 Рм* - Ао ^ + /Л ^ + А 1/": = О

/>10 — - А>|Л - А| (-+ Л + Мх + I + РпМ 2 = О и 1л 1

я Г я

Ри-1--Р\Л~

п 1_п

+ Ри-1'>2 = 0

п

Для систем коммутации с пространственным разделением каналов

получено аналитическое решение (при = = = —):

М

Ах>(">Р) =— 1

1+

р0[{п,р) = п

__| 2рп+р2 + р2п + 2пг + рп2 | и

(1 + «Хр + л) (1 + /гХ/0 + «)/7 1 + я ,2 Роо(П'Р)

(1+иХр+п)

„ г„ -ч _рм(п,р)(2рп+р2 + р2п+2п2+рп2)

1 + Л

Вероятности состояний пространственных систем коммутации представлены как функции от приведенной нагрузки и количества обслуживающих устройств, работающих в первой фазе установления соединения (для системы коммутации с последовательной настройкой и=1).

Данное решение получено с некоторыми допущениями (например, что ^ = цг) и не отражает в точности логику работы коммутационных

систем с параллельной динамической настройкой, поэтому целесообразна разработка имитационных моделей систем и получение их экспериментальных (статистических) характеристик.

Третья глава посвящена разработке имитационных моделей и их реализации в среде имитационного моделирования GPSS World.

В случае если система коммутации имеет центральное устройство управления и осуществляет последовательное установление соединений -последовательную настройку, то эффективность обслуживания требований (производительность коммутационной системы) в первую очередь определяется производительностью устройства управления. В этом случае модель коммутационной системы можно представить как систему массового обслуживания, имеющую структуру, приведенную на рис. За.

а) б)

Рис. 3. Модели коммутационных систем с последовательной (а) и параллельной (б) настройкой

К входам системы коммутации подключены источники нагрузки (ИН 1... ИН п), которые генерируют требования на обслуживание и создают входную нагрузку системы. Источники нагрузки характеризуются интенсивностью генерации требований и испрашиваемой продолжительностью обслуживания требований. Все требования, обслуженные системой, составляют обслуженную нагрузку, требования, не обслуженные по о каким-либо причинам, составляют потерянную нагрузку. Нагрузка на коммутационную систему с последовательной настройкой (рис. За) складывается из суммарной нагрузки источников.

Центральное устройство управления является одноканальным обслуживающим устройством, которое последовательно обслуживает требования по мере их поступления. В случае занятости устройства управления на момент поступления нового требования, требование будет потеряно. В случае если соединительная линия будет найдена, будет установлено соединение, что означает занятость соответствующей соединительной линии в сети коммутации и соответствующего выхода на время, испрашиваемое требованием.

Для матричных коммутационных систем с пространственным разделением каналов сеть коммутационных элементов представляет собой сеть одноканальных обслуживающих устройств, а в случае матричных коммутационных систем с пространственно-временным разделением каналов - сеть многоканальных обслуживающих устройств.

Если сеть коммутации имеет децентрализованное управление, и каждый элемент коммутации управляется собственным локальным устройством, то модель системы коммутации примет следующий вид (рис. 36). В диссертационной работе приведены блок-диаграммы и подробное описание программ моделей коммутационных систем с параллельной настройкой с пространственным и пространственно-временным разделением каналов. Фрагмент программы моделей приводится ниже.

link sync, fifo sync_label transfer, P$output

out_n queue q_control_unit_n

gate LR out_l_n, poteri logic S out_l_n seize control_unit_n depart q_control_unit_n advance control_unit_delay release control_unit_n queue qoutja seize output_unit_n depart qout_n advance P$message_time release output_unit_n logic R out_l_n terminate 0

Устройства управления реализуются блоками с именами control unit n, элементы коммутации описываются блоками с именами output unit n. Имитация занятия устройства производится блоком seize (в моделях с пространственно-временным разделением каналов используется пара enter - leave).

Выведение потерянных транзактов обеспечивается логическим блоком gate LR out l n, poteri, который проверяет состояние логического переключателя, и в случае, если он установлен, транзакт отправляется в блок poteri. Если же устройство свободно, то происходит установка в единицу логического переключателя logic s out_l_n и обработка поступившего требования. После обработки требования логический переключатель будет сброшен в нуль блоком logic R out_l_n.

Блоки advance служат для задержки требования в устройстве на время control_unit_delay для устройства управления и время p$message_time для коммутационного элемента. Особенностью моделей коммутационных систем с параллельной настройкой является наличие блока синхронизации поступающих требований с моментами коммутации, который реализуется следующей конструкцией: generate sync_cicl unlink sync, sync_label, all terminate 0

link sync, fifo sync_label transfer, P$output

В приведенном фрагменте модели роль входного блока, осуществляющего задержку транзактов до момента коммутации, играет блок списка link sync, fifo. Моменты коммутации реализуются генератором требований generate sync cicl, который генерирует требования операции коммутации через время sync_cicl.

В отличие от моделей с параллельной настройкой, в моделях с последовательной настройкой устройство управления не объединяется с коммутационными элементами, кроме того, в них отсутствует синхронизация транзактов с моментами коммутации.

Результаты моделирования для матричных коммутационных систем с последовательной и параллельной настройкой представлены на рис. 4. и рис. 5.

О 20 « 60 80 100

Среднее время между поступление* требований («д. меделыюго времени)

Рис. 4. Зависимость потерь для КС с пространственным разделением каналов от среднего времени между поступлением требований

На рисунках представлена зависимость потерь коммутационных систем от среднего времени между поступлением требований (транзактов) при входном пуассоновском потоке. Из графиков видно, что вероятности потерь для коммутационных систем с параллельной настройкой ниже, чем для КС с последовательной настройкой (разница составляет приблизительно 0,17).

Среднее время между поступлением требований {ел модельного времени)

Рис. 5. Зависимость потерь для КС с пространственно-временным разделением каналов от среднего времени между поступлением требований

Четвертая глава посвящена проблемам разработки матричной системы коммутации с пространственным разделением каналов и матричной системы коммутации с параллельной настройкой с пространственно-временным разделением каналов. Проведен системный анализ коммутационных систем, в результате чего предложена следующая обобщенная структура коммутационных систем с параллельной децентрализованной настройкой (рис. 6).

Рис. 6 Обобщенная структура коммутационных систем с параллельной настройкой

Система коммутации, как целостная система обеспечивает выполнение таких функций как прием и необходимые преобразования входной информации (синхронизацию входной информации с работой системы, добавление необходимой адресной информации, последовательно-параллельное преобразование входной информации и т.д.), параллельную коммутацию информации в соответствие с алгоритмами коммутации; выходное преобразование информации. По данной обобщенной структурной схеме строятся структурные схемы коммутационных систем, разрабатываются элементы систем. Структурные схемы матриц коммутации приведены на рис 7 и рис. 8.

Рис. 7 Структура матрицы коммутации КС с параллельной настройкой и пространственным разделением каналов.

На рис. 7 представлена структура матричной коммутационной системы с параллельной настройкой, а на рис. 8 структура матричной системы коммутации с параллельной настройкой с пространственно-временным разделением каналов. На рис. 7 цифрой 1 обозначен сигнал «блокировка столбца», цифрой 2 - линия «разрешение конфликта», циф-

рой 3 - линия «выходные данные», цифрой 4 - сигнал «начало идентификации», цифрой 5 - линия передачи идентификаторов.

Коммутационная система с параллельной настройкой и пространственным разделением каналов обеспечивает как одиночный, так и пачечный режим установления соединений. В соответствие с алгоритмом на вход системы поступают требования на установления соединений. Каждое такое требование представляет собой информационный пакет, имеющий заголовок. Заголовок заключает в себе идентификатор выходной линии коммутационной системы, на которую необходимо переслать пакет.

Так как требования на установление соединения поступают на входы системы в случайные моменты времени, то есть асинхронно, а осуществление идентификации возможно лишь в определенные моменты времени, то требование должно быть задержано до момента, когда возможно начать идентификацию. Несколько требований, ожидающих начала идентификации представляют пачку.

Идентификация представляет собой процесс побитного сравнения идентификатора выходного канала, содержащегося в заголовке и идентификаторов каналов, генерацию которых производят блоки генерации имен каналов. При совпадении идентификатора канала с идентификатором, содержащимся в заголовке пакета, соответствующим коммутационным элементом матрицы коммутации устанавливается соединение для прохождения пакета на выход системы.

Коммутационная система с параллельной настройкой с пространственно-временным разделением каналов (рис. 7) состоит из N(N=1, 2,... г,... п) входных блоков Щ, из М регистров номера выходной линии 1ЮС, из матрицы ЫхМ коммутационных элементов БЕ, из М (М=1, 2,..._/,... т) выходных блоков 011.

Система коммутации выполняет функции пространственно-временной ступени коммутации (Б/Т-ступени). К входам коммутационной системы подключены входные линии с временным уплотнением, к выходам - выходные линии с временным уплотнением. Каждой информационной ячейке отведена определенная временная позиция в канале с временным уплотнением. Поскольку в соответствие с алгоритмом коммутационная система осуществляет как пространственную, так и временную коммутацию, то схемотехническая ее реализация возможна лишь с использованием запоминания ячеек. Для осуществления операции запоминания ячейки, используется параллельная форма представления информации.

Рис. 7 Структура КС с параллельной настройкой и пространственно-временным разделением каналов

Блоки системы имеют следующее назначение: блок входных преобразований (Щ) производит последовательно-параллельное преобразование ячеек, поступающих по линии с временным уплотнением, вместе с тем, он также добавляет к ячейке заголовок - идентификатор времяуплот-ненной выходной линии, к которой необходимо установить соединение и номер временной позиции в ней. Блок выходных преобразований (011) выполняет обратное параллельно-последовательное преобразование и формирует выходной информационный поток в выходной линии с временным уплотнением, он также производит последовательную генерацию имен (номеров) временных позиций соответствующих выходных линий с временным уплотнением. Матрица ячеек коммутации (БЕ) производит пространственно-временную коммутацию.

В главе представлены функциональные схемы отдельных элементов коммутационных систем, описан принцип их работы.

В заключении формулируются основные результаты, полученные в ходе выполнения диссертационной работы, и выделяются возможные направления дальнейших исследований.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

1. Предложена модель и алгоритм работы матричной коммутационной системы с параллельной настройкой с пространственным разделением каналов, которые отличаются от известных тем, что время разбивается на отдельные кванты и для каждого кванта времени используется разовый режим коммутации, введена операция выделения приоритета, определено множество доступных выходных имен для отдельных квантов времени.

2. Предложена модель и алгоритм работы матричной коммутационной системы с параллельной настройкой с пространственно-временным разделением каналов, которые отличается от известных тем, что в них введены операции записи и чтения для элементов коммутации, определены правила формирования множества элементов коммутации для реализации операций записи/чтения.

3. Предложены математические модели (на основе теории массового обслуживания), в которых системы коммутации представлены в виде двухфазовых систем массового обслуживания с ю-каналами во второй фазе обслуживания. Найдены вероятности состояний системы как функции от приведенной нагрузки и числа устройств управления.

4. Предложены имитационные модели матричных коммутационных систем с параллельной динамической настройкой с пространственным и пространственно-временным разделением каналов. На основании имитационных экспериментов установлено, что коммутационные системы имеют меньшие потери по сравнению с системами с последовательной настройкой за счет снижения потерь на центральном управляющем устройстве.

5. Разработана структура матричной коммутационной системы с параллельной настройкой с пространственно-временным разделением каналов, отличающаяся от известной тем, что в нее введены входные и выходные блоки, дополнена структура элементов коммутации так, что они

V позволяют производить операции чтения и записи.

6. Разработана логическая структура матричной коммутационной системы с параллельной настройкой с пространственным разделением каналов, отличающаяся от известной тем, что в нее введены блоки синхронизации с моментами коммутации, дополнена структура элементов коммутации так, что элементы совместно выполняют операцию выделения приоритета, определяют множество доступных на каждом кванте времени выходных линий и производят коммутацию.

№10945

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Кутузов Д.В. Параллельная иде!

кодовых коммутационных системах // Г pj_jg русский ЛюН7Т ференция с международным участием mi "

докл. - Таганрог, 2002г. ОЛА/Г Л

2. Кутузов Д.В. Реализация режима .ZUUO~4 ординатном коммутаторе. Наука: поиск

Астрахань: Изд-во «ЦНТЭП», 2003.-348 5913

3. D.Kutuzov, A.Osovsky. A Structure

trix Address-Code Switching System // The lall vuiui/ivhw vu

trol and Communications (SIBCON-2003). Proceedings. - Tomsk: The Tomsk IEEE Chapter & Student Branch. Russia, Tomsk, 2003. - 152 p. - pp. 56-59

4. Кутузов Д.В., Осовский A.B. Особенности интервальной маршрутизации на матричных коммутационных структурах. Наука: поиск 2003: Сб. науч. ст. Вып. 2: В 2 т. Т. 2 / Астрахан. гос. техн. ун-т. Астрахань: Изд-во АГТУ, 2004.224с. - сс. 135-137

5. Осовский A.B., Кутузов Д.В. Современные области применения матричных коммутаторов. Наука: поиск 2003: Сб. науч. ст. Вып. 2: В 2 т. Т. 2 /Астрахан. гос. техн. ун-т. Астрахань: Изд-во АГТУ, 2004. 224с. - сс. 145-147

6. Кутузов Д.В. Параллельная коммутация в матричных коммутационных системах. Качество науки - качество жизни: Сборник научн. статей по материалам международной научно-практической конференции. -Тамбов: ПБОЮЛ Бирюкова М.А., 2005. - 324с. - сс .96-98

7. Кутузов Д.В. Параллельная настройка матричной коммутационной системы при динамически поступающих требованиях // Техника и технология. - 2005. - №2. - С. 57-59

8. Жила В.В., Кутузов Д.В., Осовский A.B. Коммутационная система. Заявка на изобретение № 2003113541/20 (014390)

9. Свид. о офиц. per. ПрЭВМ №2005611003. Имитационные модели матричных коммутаторов / Лунев А.П., Петрова И.Ю., Кутузов Д.В., Осовский A.B.; правообладатель Астраханский гос. ун-т.

Ризография. Уч.-изд. л. 1,3. Усл. печ. л. 1,2. Формат 60x84. Заказ № 720. Тираж 100 экз. Подписано в печать 20.05.05

Издательский дом «Астраханский университет» 414056, г. Астрахань, ул. Татищева, 20 т. (8512) 54-01-87, 54-01-89

ВВЕДЕНИЕ.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ.

1.1 Классификация коммутационных систем.

1.2 Структура коммутационных систем и возможности их параллельной настройки.

Выводы к первой главе.

2. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ МАТРИЧНЫХ

КОММУТАЦИОННЫХ СИСТЕМ С ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ НАСТРОЙКОЙ.

2.1 Модель и алгоритм работы матричной системы коммутации с параллельной динамической настройкой с пространственным разделением каналов.

2.2 Модель и алгоритм работы матричной пространственно-временной системы коммутации с параллельной настройкой.

2.3 Математические модели коммутационных систем с параллельной динамической настройкой.

Выводы по второй главе.

3. ИМИТАЦИОННЫЕ МОДЕЛИ КОММУТАЦИОННЫХ СИСТЕМ С ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ ДИНАМИЧЕСКОЙ НАСТРОЙКОЙ.

3.1 Структура имитационных моделей коммутационных систем с параллельной динамической настройкой.

3.2 Программная реализация имитационных моделей коммутационных систем с параллельной динамической настройкой.

3.3 Проведение имитационных экспериментов и анализ результатов моделирования.

Выводы по третьей главе.

4. РАЗРАБОТКА КОММУТАЦИОННЫХ СИСТЕМ С ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ ДИНАМИЧЕСКОЙ НАСТРОЙКОЙ.

4.1 Разработка коммутационных систем с параллельной динамической настройкой с пространственным разделением каналов.

4.2 Разработка коммутационной системы с параллельной динамической настройкой с пространственно-временным разделением каналов.

Выводы по четвертой главе.

Широкое распространение сетевых технологий и средств телекоммуникаций требует постоянного совершенствования средств и систем, обеспечивающих доставку и распределение сообщений между пунктами сети. Для этой цели используются такие устройства как повторители, концентраторы, коммутаторы и т.д. Однако в последние годы прослеживается устойчивая тенденция вытеснения коммутаторами других видов активного оборудования. Это связано, прежде всего, с развитием технологии производства микроэлектронных компонентов, и как следствие уменьшение показателя «цена / качество» для отдельного порта коммутатора. При снижении стоимости коммутационного оборудования, рынок коммутаторов продолжает расти, и по прогнозам специалистов эта тенденция сохранится еще несколько лет. Оценка динамики рынка коммутационного оборудования, выполненная Dell' Ого Group, представлена на рис.1.

1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 год

И Общий объем рынка □ Высоисскорос-ны« коммутаторы

Рис. 1 Оценка динамики рынка коммутационного оборудования

При столь больших объемах рынка коммутационного оборудования необходима разработка способов уменьшения потерь в системах коммутации, и в частности способов параллельной динамической настройки коммутационных систем. При этом одной из важнейших задач является задача разработки методов моделирования подобных устройств, что позволит прогнозировать их технические характеристики (вероятности потерь требований на соединения, пропускную способность систем и т.д.).

Поэтому целью диссертации является разработка алгоритмов работы, математических и имитационных моделей матричных коммутационных систем с параллельной настройкой, позволяющих осуществлять обслуживание динамически поступающих требований на соединения.

Реализация параллельной настройки коммутационных систем позволит сократить время настройки коммутационных систем и повысить пропускную способность коммутационных систем за счет снижения потерь на центральном управляющем устройстве.

Для достижения поставленной цели были сформулированы и решены следующие задачи:

1) проведено исследование и анализ различных топологий коммутационных систем, анализ патентной информации и открытой технической документации ведущих разработчиков коммутационных систем, выбор топологии для разработки алгоритмов параллельной настройки коммутационных систем.

2) выполнена разработка математических моделей коммутационных систем с параллельной настройкой.

3) разработан алгоритм работы коммутационных систем с параллельной настройкой, позволяющих обслуживать динамически поступающие требования.

4) разработана логическая структура устройств коммутационных систем с параллельной настройкой.

5) выполнена разработка имитационных моделей коммутационных систем с последовательной и параллельной настройкой для определения и сравнения характеристик систем.

Для решения этих задач в работе были использованы методы теории множеств, теории алгоритмов, булевой алгебры, теории цифровых автоматов, теории массового обслуживания.

Научная новизна. В диссертации разработаны и выносятся на защиту следующие основные положения:

1. Предложена модель и алгоритм работы матричной коммутационной системы с параллельной динамической настройкой с пространственным разделением каналов, отличающиеся от известных тем, что предложено разбивать время на отдельные кванты и использовать разовый режим коммутации для каждого кванта времени, введена операция выделения приоритета, определено множество доступных выходных имен для отдельных квантов времени.

2. Предложена модель и алгоритм работы матричной коммутационной системы с параллельной настройкой с пространственно-временным разделением каналов, отличающаяся от известной тем, что в нее введены операции записи и чтения для элементов коммутации, определены правила формирования множества элементов коммутации для реализации операций записи/чтения.

3. Предложены математические модели (на основе теории массового обслуживания), в которых системы коммутации представлены в виде двухфазовых систем массового обслуживания с /я-каналами во второй фазе обслуживания. Найдены вероятности состояний системы как функции от приведенной нагрузки и числа устройств управления.

4. Предложены имитационные модели матричных коммутационных систем с параллельной динамической настройкой с пространственным и пространственно-временным разделением каналов. На основании имитационных экспериментов установлено, что коммутационные системы имеют меньшие потери (вероятность потерь ниже на 0,17) по сравнению с системами с последовательной настройкой за счет снижения потерь на центральном управляющем устройстве.

Практическая значимость работы. Предложена структура матричной коммутационной системы с параллельной настройкой с пространственным разделением каналов, отличающаяся от известной тем, что в нее введены блоки синхронизации с моментами коммутации, дополнена структура элементов коммутации так, что элементы совместно выполняют операцию выделения приоритета, определяют множество доступных на каждом кванте времени выходных линий и производят коммутацию.

Предложена структура матричной коммутационной системы с параллельной настройкой с пространственно-временным разделением каналов, отличающаяся от известной тем, что в нее введены входные и выходные блоки, изменена и дополнена структура элементов коммутации так, что позволяют производить операции чтения и записи. Структурные схемы матричных коммутационных систем предназначены для реализации в новых перспективных системах коммутации.

По результатам исследований подана заявка на изобретение № 2003113541/20 (014390) «Коммутационная система»

Теоретические и практические результаты диссертационной работы использованы в госбюджетной научно-исследовательской работе № 0120.0 406700 по теме исследований «Анализ и синтез элементов и устройств телекоммуникационных, информационно-измерительных систем и систем управления» и госбюджетной научно-исследовательской работы Астраханского государственного университета «Интеллектуальные системы автоматизированного проектирования и управления»

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на Пятой всероссийской научной конференции с международным участием молодых ученых и аспирантов (Таганрог, 2002), на конференции по связи и управлению - The IEEE-Siberian Conference on Control and Communications SIBCON-2003 (Томск, 2003), на международной научно-практической конференции «Качество науки - качество жизни» (Тамбов, 2005), на научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава Астраханского государственного технического университета (Астрахань, 2002, 2003,2004) и Астраханского государственного университета (Астрахань, 2005) Коротко изложим содержание диссертационной работы по главам. Первая глава посвящена анализу существующих систем коммутации и возможности их параллельной настройки, то есть возможности реализации процесса параллельного отыскания каналов связи в коммутационных системах. Быстродействие коммутационных систем характеризуется режимом установления соединений. По режимам коммутацию подразделяют на одиночную, пачечную и разовую. При одиночной коммутации соединения возникают или завершаются по одному, при пачечной - пачками или группами, при разовой - все одновременно. Очевидно, что пачечный режим является универсальным, так как при числе соединений в каждой пачке, равным единице, получается одиночный режим, а если в пачку входят все соединения - разовый режим.

Важную роль, особенно для данного исследования, играют механизмы настройки коммутационных схем.

По способам настройки коммутационные системы можно разделить на схемы с централизованной настройкой и схемы с децентрализованной настройкой (самонастройкой). При централизованной настройке вся информация о необходимых соединениях поступает в единое для всей системы центральное устройство управления, которое вырабатывает управляющие сигналы для отдельных коммутационных элементов. При децентрализованной настройке в системе не существует единого центрального устройства управления, но каждый коммутационный элемент снабжен локальным устройством управления. Схемы с самонастройкой являются более перспективными с позиций применения способов параллельной настройки.

В результате анализа литературных источников, источников патентной информации, открытой документации разработчиков интегральных схем коммутаторов по ведущим странам (Россия, США, страны Евросоюза, Япония) за 7 лет, можно сделать вывод о том, что: параллельную настройку коммутационных систем можно обеспечить, проведя децентрализацию управления в системе; из известных топологий коммутационных систем реализация параллельной настройки при динамически поступающих требованиях на обслуживание возможна только в матричной системе; применение пачечного режима коммутации, как обобщающего разовый и одиночный режимы коммутации позволит обслуживать динамически поступающие вызовы; известен алгоритм и схемотехническое решение (а.с. СССР № 1441471), позволяющие производить параллельную настройку матричных коммутационных систем в разовом режиме, однако они не могут быть применены для параллельной настройки систем при динамически поступающих вызовах.

Вторая глава посвящена разработке математических моделей и алгоритмов работы матричных систем коммутации с параллельной настройкой с пространственным и пространственно-временным разделением каналов, работающих в режиме с динамически поступающими вызовами.

В известном матричном коммутаторе с параллельной настройкой для установления соединений применяется разовый режим коммутации, который реализует следующий алгоритм.

Первоначально система приводится в начальное состояние, которое характеризуется тем, что все существующие соединения разрушаются. Для установления соединений со стороны входов системы коммутации одновременно передаются идентификаторы выходных линий системы, которым необходимо установить соединение. Одновременно со стороны выходов передаются собственные идентификаторы выходов системы. Если в узле коммутации происходит совпадение идентификаторов, то соединение устанавливается. Если при функционировании коммутационной системы время квантуется на такты, но в произвольные моменты времени возникает необходимость установить одно или несколько соединений, то есть заявки на установление соединений возникают асинхронно, то все возникшие заявки в промежутке времени между соседними тактами ожидают поступления очередного тактового импульса и начинают обрабатываться при его поступлении. Поэтому, изменив разовый режим работы коммутационной системы на пачечный, можно обеспечить параллельную настройку при динамически поступающих требованиях на обслуживание.

С точки зрения теории массового обслуживания системы коммутации с параллельной динамической настройкой представляются как двухфазовые системы массового обслуживания с m-каналами во второй фазе обслуживания. Найдены вероятности состояний системы как функции от приведенной нагрузки и числа устройств управления

Третья глава посвящена разработке имитационных моделей и их программной реализации в среде имитационного моделирования GPSS World.

В случае если система коммутации имеет центральное устройство управления и осуществляет последовательное установление соединений -последовательную настройку, то эффективность обслуживания требований или производительность коммутационной системы в первую очередь определяется производительностью устройства управления.

Центральное устройство управления является одноканальным обслуживающим устройством, которое последовательно обслуживает требования по мере их поступления. В случае занятости устройства управления на момент поступления нового требования, требование будет потеряно. Задержка, или время обслуживания, которым характеризуется устройство управления, является величиной постоянной и не зависит от испрашиваемого требованием времени обслуживания. В случае если соединительная линия будет найдена, будет установлено соединение, что означает занятость соответствующей соединительной линии в сети коммутации и соответствующего выхода на время, испрашиваемое требованием.

Для матричных коммутационных систем с пространственным разделением каналов сеть коммутационных элементов представляет собой сеть одноканальных обслуживающих устройств, а в случае матричных коммутационных систем с пространственно-временным разделением каналов - сеть многоканальных обслуживающих устройств. Если сеть коммутации имеет децентрализованное управление, и каждый элемент коммутации управляется собственным локальным устройством.

Особенностью моделей коммутационных систем с параллельной настройкой является наличие блока синхронизации поступающих требований с моментами коммутации.

Потери для коммутационных систем с параллельной настройкой ниже, чем для КС с последовательной настройкой (разница составляет приблизительно 17%).

Четвертая глава посвящена проблемам разработки матричной системы коммутации с пространственным разделением каналов и матричной системы коммутации с параллельной настройкой с пространственно-временным разделением каналов. Проведен системный анализ коммутационных систем, в результате чего предложена следующая обобщенная структура коммутационных систем с параллельной децентрализованной настройкой

В главе представлены функциональные схемы отдельных элементов коммутационных систем, описан принцип их работы.

В заключении формулируются основные результаты, полученные в ходе выполнения диссертационной работы, и выделяются возможные направления дальнейших исследований.

Выводы по четвертой главе

1. Разработана структура матричной коммутационной системы с параллельной настройкой с пространственно-временным разделением каналов, отличающаяся от известной тем, что в нее введены входные и выходные блоки, дополнена структура элементов коммутации так, что они позволяют производить операции чтения и записи.

2. Разработана логическая структура матричной коммутационной системы с параллельной настройкой с пространственным разделением каналов, отличающаяся от известной тем, что в нее введены блоки синхронизации с моментами коммутации, дополнена структура элементов коммутации так, что элементы совместно выполняют операцию выделения приоритета, определяют множество доступных на каждом кванте времени выходных линий и производят коммутацию.

-128-ЗАКЛЮЧЕНИЕ

К основным результатам диссертационной работы следует отнести:

1. Предложена модель и алгоритм работы матричной коммутационной системы с параллельной настройкой с пространственным разделением каналов, которые отличаются от известных тем, что время разбивается на отдельные кванты и для каждого кванта времени используется разовый режим коммутации, введена операция выделения приоритета, определено множество доступных выходных имен для отдельных квантов времени.

2. Предложена модель и алгоритм работы матричной коммутационной системы с параллельной настройкой с пространственно-временным разделением каналов, которые отличается от известных тем, что в них введены операции записи и чтения для элементов коммутации, определены правила формирования множества элементов коммутации для реализации операций записи/чтения.

3. Предложены математические модели (на основе теории массового обслуживания), в которых системы коммутации представлены в виде двухфазовых систем массового обслуживания с /и-каналами во второй фазе обслуживания. Найдены вероятности состояний системы как функции от приведенной нагрузки и числа устройств управления.

4. Предложены имитационные модели матричных коммутационных систем с параллельной динамической настройкой с пространственным и пространственно-временным разделением каналов. На основании имитационных экспериментов установлено, что коммутационные системы имеют меньшие потери по сравнению с системами с последовательной настройкой за счет снижения потерь на центральном управляющем устройстве.

5. Разработана структура матричной коммутационной системы с параллельной настройкой с пространственно-временным разделением каналов, отличающаяся от известной тем, что в нее введены входные и выходные блоки, дополнена структура элементов коммутации так, что они позволяют производить операции чтения и записи.

6. Разработана логическая структура матричной коммутационной системы с параллельной настройкой с пространственным разделением каналов, отличающаяся от известной тем, что в нее введены блоки синхронизации с моментами коммутации, дополнена структура элементов коммутации так, что элементы совместно выполняют операцию выделения приоритета, определяют множество доступных на каждом кванте времени выходных линий и производят коммутацию.

Разработка моделей параллельной настройки коммутационных систем и сопутствующих методов математического моделирования продолжает оставаться актуальной задачей. В данной работе в результате разработки аналитических и имитационных моделей и проведения имитационных экспериментов с новыми моделями показано уменьшение потерь вызовов (требований на обслуживание) при применении способов параллельной настройки матричных коммутационных систем.

Однако, как показано в первой главе, существует большое количество многозвенных коммутационных систем, имеющих меньшие оценки сложности по сравнению с матричными системами, для которых пока не разработаны эффективные способы параллельной настройки. Каждая из таких многозвенных систем базируется на большом количестве матричных систем коммутации, связанных сложным образом. Поэтому результаты данной работы можно рассматривать как базовые при разработке способов параллельной настройки многозвенных коммутационных систем и разработке их аналитических и имитационных моделей.

-130

1. Адигеев М.Г. Экономичные коммутационные схемы и распараллеливание программ: Автореф. дис. канд. техн. наук. Ростов н/Дону, 2000. -24 е.: ил.

2. Альсамара В. Исследование и развитие метода расчета пропускных способностей каналов в сетях передачи данных с коммутацией пакетов: Автореф. дис. канд. техн. наук. М., 1993. -18 с.

3. Артамонов Г.Т., Тюрин В.Д. Топология сетей ЭВМ и многопроцессорных систем. М.: Радио и связь, 1994 - 247 с.

4. Артюхин Н.И., Величко А.Н., Маркин Н.П. Неблокирующие структуры и коммутационные поля современных узлов коммутации. М.: Моск. ин-т связи, 1989-30 с.

5. Бассалыго Л.А. Асимптотические оптимальные коммутационные схемы. //Проблемы передачи информации. -1981. -Т. 17. -N3. -С. 81-88.

6. Бассалыго Л.А. Пинскер М.С. О сложности оптимальной неблокирующей коммутационной схемы без перестроения. // Проблемы передачи информации. -1973. Т.9. - N1. - С. 84-87.

7. Бахтеяров С.Д. и др. Транспьютерная технология.- М.: Радио и связь, 1993.-302 с.

8. Башарин Г.П. Анализ очередей в вычислительных сетях: Теория и методы расчета. М.: Наука, 1989 - 384 е.: ил.

9. Безир X. и др. Цифровая коммутация. М.: Радио и связь, 1984 - 263 с.

10. Ю.Буланова Т.А. Исследование и разработка основных функциональныхмодулей цифровой системы коммутации на специализированных БИС: Автореф. дис. канд. техн. наук. Москва, 1991. - 18 с.

11. Бутомо И.Д. и др. Методы имитационного моделирования вычислительных систем. Л.: ЛПИ, 1979 - 72 с.

12. Быстрая коммутация пакетов в перспективных коммутаторах: информационно-аналитический обзор по материалам зарубежной печати. М.: ВНИИ «Эталон», 1992. - 14 с.

13. И.Венедиктов М.Д и др. Асинхронные адресные системы связи. — М.: «Связь», 1968 271 с. с черт.

14. М.Витиска Н.И. Программируемые коммутационные структуры. Львов: Центр Интеграл. - 1992. - 223 е.: ил.

15. Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика. — М.: Высш. шк., 1999.-479 е.: ил.

16. Головкин Б.А. Вычислительные системы с большим числом процессоров. М.: Радио и связь, 1995. - 318 с.

17. Горбатов В.А. и др. Логическое управление распределенными системами. -М.: Энергоатомиздат, 1991.-288 е.: ил.

18. Драч Н.Д. Аналитико-имитационное моделирование транспортной сети коммутации пакетов: Автореф. дис. канд. техн. наук. Киев, 1991. - 17 с.

19. ДудкоА.Л. Неблокирующие коммутационные схемы /ДудкоА.Л. -М.: ВЦ АН СССР, 1990. -59 е.: ил.

20. Жуков О.В. Анализ структуры и характеристик многокаскадных коммутационных сетей баньянного типа: Автореф. дис. канд. физ.-мат. наук. М., 1994. -17 е.: ил.

21. Иванова О.Н. Автоматические системы коммутации. М.: Связь, 1978.623 с.

22. Иванова О.Н. Принципы построения управляющих устройств АТС. М.: ВЗЭИС, 1978.-62 с.

23. Иванова О.Н. Электронная коммутация. М.: Связь, 1971. 296 с.

24. Игнатьев В.О. Методы проектирования цифровых систем коммутации. -СПб.: ЭИС,- 1991.-68 с.

25. Каляев A.B. Многопроцессорные системы с программируемой архитектурой. М.: Радио и связь, 1984. - 240 с.

26. КодачиговВ.И. Электронная коммутация информационных каналов. Ростов н/Д: Изд. РГУ, 1984. 207 с.

27. Колбанев М.О. Имитационное моделирование коммутационных станций интеллектуальных сетей связи. -СПб., 2001. -78 с.

28. Корнышев, Ю.Н. Теория телетрафика / Ю.Н. Корнышев, А.П. Пшеничников, А.Д. Харкевич. М.: Радио и связь, 1996. - 272 е.: ил.

29. Крейн М., Лемуан О. Введение в регенеративный метод анализа моделей. -М.: Наука, 1982.-104 с.

30. Кузнецов О.П., Андельсон-Вельскнй Г.М. Дискретная математика для инженера. М.: Энергоатомиздат, 1988. 480с .

31. Кульгин М. Технологии корпоративных сетей. Энциклопедия СПб.: Изд-во «Питер», 2000 - 704 с.

32. Кутузов Д.В. Параллельная идентификация каналов в адресно-кодовых коммутационных системах: Тез. докл. Пятая всероссийская науч. конф. с междунар. учас.: Таганрог, 2002

33. Кутузов Д.В. Реализация режима параллельной коммутации на координатном коммутаторе. // Наука: поиск 2003: Сб. науч. статей: Вып. 1-й -Астрахань: Изд-во «ЦНТЭП», 2003. 348с.: ил. - С. 320-322

34. Кутузов Д.В., ОсовскийА.В. Особенности интервальной маршрутизации на матричных коммутационных структурах. // Наука: поиск 2003: Сб. науч. ст.: Вып. 2 Астрахань: Изд-во АГТУ, 2004. 224с. - С. 135-137

35. Лошкарева С.Ю. Исследование дискретных математических моделей систем коммутации: Автореф. дис. канд. физ-мат. наук. Минск, 1994. - 13 с.

36. Лукьянов B.C. Методы оптимизации систем коммутации и сетей связи. -Волгоград: РПК Политехника, 2003. 68 с.

37. Манусевич B.C., Бусленко Н.П. Имитационное моделирование сетей массового обслуживания // Методы развития теории телетрафика М.: Наука, 1979.

38. Методы построения имитационных систем / В.В. Литвинов, Т.П. Марянович К.: Наук, думка, 1991. - 120 с.

39. Моделирование вычислительных систем и процессов / Межвуз. сб. научн. тр. Пермь: ПГУ, 1990 - 129 с.

40. Нейман В.И. Структуры систем распределения информации. М.: Радио и связь, 1983-217 с.

41. Николаев В.И, Брук В.М. Системотехника: методы и приложения. М.: Машиностроение, 1985 - 199 с.

42. Поленец А. Разработка методических подходов к оценке потенциальной емкости рынка коммутационного оборудования: Автореф. дис. канд. экон. наук. -М., 2000. -24 е.: ил.

43. Пономарев A.B. Многопараметрическая маршрутизация в переходных режимах функционирования вычислительных сетей: Автореф. дис. канд. техн. наук. Воронеж, 2001. - 14 с.

44. Попова А.Г., Степанова И.В. Цифровые системы коммутации с распределенным управлением (Ч. 1 и Ч. 2). -М.: Информсвязьиздат, 1992

45. Прицкер А. Введение в имитационное моделирование и язык С ЛАМ II -М.: Мир, 1987.-646 с.

46. Проблемы разработки, внедрения и эксплуатации цифровых систем коммутации: Тезисы докл. -М., 1996. -31с.

47. Ратынский, М.В. Основы сотовой связи / М.В. Ратынский / под ред. Д.Б. Зимина. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Радио и связь, 2000. - 248 е.: ил.

48. Сарычев В.Р., Семенов М.И. Концепция построения перспективных узлов коммутации распределенной структуры. Рига: ИЭВТ, 1989 - 42с.

49. Система программного обеспечения для имитационного моделирования на GPSS/PC /Версия 2. Калинин: Центрпрограммсистем, 1989. - 200 с.

50. Советов, Б.Я. Моделирование систем. Практикум/ Б.Я.Советов, С.А.Яковлев. -2-е изд., М.: Высш. шк., 2003. - 295 е.: ил.

51. Средства и системы электросвязи. Термины и определения: Справочник / Докучаев В.А., Иванова О.Н., Красавина З.А. и др.; Под ред. В.А. Докучаева. М.: Радио и связь, 1998. - 56 с.

52. Степанов Б.М. Разработка и исследование транспьютерных коммутационных полей: Автореф. дис. канд. техн. наук. Москва, 1994. - 19 с.

53. Томашевский В.Н., Жданова Е.Г. Имитационное моделирование в среде GPSS. М.: Бестселлер, 2003. - 416 с.

54. Томашевский В.Н., Жданова Е.Г. Метод структурной оптимизации с использованием имитационной модели / МКИМ-2002. Международнаяконференция индуктивного моделирования. Т.2 - Львов: Державный НДИ информационной инфраструктуры, 2002, с. 224-227

55. Томашевский В.Н. Имитационное моделирование систем и процессов. -К.: 1СДО, «В1ПОЛ», 1994. 124 с.

56. Томашевский В.Н., Жданова Е.Г. Имитационное моделирование средствами системы GPSS/PC. К.: I3MH, НТТУ КПИ, 1998. - 123 с.

57. Томашевский В.Н., Жданова Е.Г., Жолдаков A.A. Решение практических задач средствами компьютерного моделирования. К.: Изд-во «НАУ», 2001. - 268 с.

58. Томашевский В.Н., Павлишин В.А. Формальный метод проектирования программного генератора имитационных моделей / Труды первой международной конференции программирования «УкрПРОГ 98» К.: Кибернетический центр HAH Украины, 1998. - с. 563-571.

59. Фудзисава Т., Касами Т. Математика для радиоинженеров. Теория дискретных структур. М.: Радио и связь, 1984. - 240 с.

60. Харкевич А. Д. Многоступенное построение полнодоступных коммутационных схем. // ДАН СССР. 1957. - Т. 112. - N6. -С. 1043-1046.

61. Цвиркун А.Д. Имитационное моделирование в задачах синтеза структуры сложных систем. -М.: Наука, 1985 172 с.

62. Цвиркун А.Д. Основы синтеза структуры сложных систем. М.: Наука, 1982.-200 с.

63. Цифровое моделирование систем стационарных случайных процессов/ Е.Г. Гридина, А.Н. Лебедев, Д.Д. Недосекин, Е.А.Чернявский. Л.: Энергоатомиздат. Ленинградское отд-ние, 1991 - 143 е.: ил.

64. Шеннон Р. Имитационное моделирование систем искусство и наука. -М.: Мир, 1978.-418 с.

65. Шнепс-Шнеппе М.А. Системы распределения информации: Справ, пособ. М.: Связь, 1979. - 342 е.: ил.

66. Шнепс-Шнеппе М.А. Численные методы теории телетрафика. М.: Связь,1974

67. Шрайбер Т. Дж. Моделирование на GPSS. М.: Машиностроение, 1980. —593 с.

68. Adams G. B. Ill, Siegel H. J. The extra stage cube: a fault tolerant interconnection network for supersystem. // IEEE Trans, on Comput. 1982. - V. C-31. -N5. - P. 443-454.

69. Agrawal D.P. Graph theoretical analysis and design of multistage interconnection networks. // IEEE Trans, on Comput.

70. Andresen S. The looping algorithm extended to base 2l rearrangeable switching networks. // IEEE Trans, on Commun. -1977. V.COM-25. - N10. - P. 1057-1063.

71. Barnett R. Packet switching networks: Theory and practice / MaynardSmith S.- Wilmslow: Sigma press. 1988. - 274 p.

72. Batcher K. E. The flip network in Staran. // 1976 Int. Conf. on Parallel Processing. 1976. -P.65-71.

73. Batcher K.E. Sorting networks and their applications. // AFIPS Confer. Proc. -1968.-V. 32.-P. 307-314.

74. Benes V.E. Mathematical theory of connecting network and telephone traffic. -New York: Academic Press. 1965.- 319 p.

75. Benes V.E. Optimal rearrangeable multistage connecting networks. // Bell Syst. Tech. J., 1964. - V.43. - N4 (Part 2). - P. 1641-1656.

76. Bermond J.C., Fourneau J. M., Jean-Marie A. Equivalence of multistage interconnection networks. // Information Processing Leetters. 1987. - V. 26. - N1. - P. 45-50.

77. Broomol G., Heath J. R. Classification categories and historical development of circuit switching topologies.//ACM Comp. Surv. 1983. - N 2. - P. 95-113.

78. Cantor D.G. On construction of nonblocking switching networks. // Proceedings of the Symposium on Computer Communication Networks and Teletrafflc.

79. New York, 1972. .P. 233-255.

80. Cantor D.G. On nonblocking switching networks. // Networks. 1971. -V.I. -N4. P. 367-377.

81. Closs C A. A study of non-blocking switching networks. // Bell Syst. Tech. J.,.- 1953. V. 32. - N2 - P. 406-424.

82. Closs C/A/ A study of non-blocking switching networks. //Bell Syst/ Tech. J. -1953. -v.32. -№2. -pp.406-424.

83. D.Kutuzov, A.Osovskiy. A Structure and Mathematical Model of the Matrix Address-Code Switching System. / The IEEE-Siberian conf. on Control and Communications (SIBCON-2003). Proc. Tomsk: The Tomsk IEEE Chapter & Student

84. J Branch., 2003. 152 p. (pp. 56-59)xy

85. Feng T. Data manipulating function in parallel processors and their implementation. // IEEE Trans, on Comput. 1974. - V.C-23. - N3. - P. 309-318.

86. Feng T. Wu C. On a class of multistage interconnection networks. // IEEE Trans, on Comput. 1980. - V. C-29. - N8. -P. 694-702.

87. Feng T.-Y. A survey of interconnection networks. // Computer. 1981.-N13.-P. 12-37.

88. GPSS World reference manual. Fourth Edition 2001. Copyright Minuteman Software. Holly Springs, NC, U.S.A. 2001.

89. GPSS World Tutorial Manual. Copyright Minuteman Software. Holly Springs, NC, U.S.A. 2001.

90. Hillis W. D. The connection mashin: a computer architecture based on cellular automata.-NY: MIT, 1985.-152 p.

91. IMS C004 Programmable link switch // Datasheet SGS Thompson1. Microelectronics. 1995.

92. IMS C104 Programmable link switch // Datasheet SGS Thompson Microelectronics. - 1995.

93. Joel A.E. Circuit switching: unique architecture and application. // Computer. -1979.-V. 12-N6.-P. 10-22.

94. Kautz W. H., Levitt K. N., Waksman A. Cellular interconnection arrays. // IEEE Trans, on Comput. 1968. V.C-17. - N5. - P. 443-451.

95. Lawrie D.H. Access and alignment of data in array processors. // IEEE Trans, on Comput. 1975. - V.C-24. - N12. - P. 1145-1155.

96. Lee K.Y. A new Benes network control algorithm. // IEEE Trans, on Comput. -1987. V.C-36. - N6. - P. 768-772.

97. Lipovski G.J., Tripathi A. A reconfigurable varistructure array processor. // 1977 Int. Conf. on Parallel Processing. 1977. - P.165-174.

98. Nassimi D., Sahni S. A self-routing Benes networks and parallel permutation algorithms. // IEEE Trans, on Comput. 1981. V.C-30. - N5. - P. 332-340.

99. Network, Routers and Transputers: function, performance and applications. / Ed. by M.D. May, P.W. Thompson, P.H. Welch SGS Thompson Microelectronics, 1993.- 198 p.

100. O'Keefe Robert and Roach Joan W. Artificial Intelligence Approach to Simulation. // Journal of the Operational Research Society. 1987. - № 38. - pp. 713-722

101. Opferman D. C., Tsao-Wu N. T. On a class of rearrangeable switching networks. Part I: control algorithm. // Bell Syst. Tech. J. 1971. - V.50. - N5. - P. 15791618.

102. Patel J.H. Performans of processor-memory interconnection for multiprocessors. //IEEE Trans, on Comput. -1981. V.C-30. -N10. - P. 771-780.

103. Pease M.C The inderect binary n-cube microprocessors array. // IEEE Trans, on Comput. 1977. - V.C-26. - N5. -P. 458-473.

104. RoweA.J. Simulation A Decision - Aiding Tool, AJJE International Conference Proceedings, New York, 1963

105. Siegel H. J. Interconnection networks for large scale parallel processing. Theory and case studies. Lexington books, 1985. - 260 p.

106. Stone H.S. Parallel processing with perfect shuffle. // IEEE Trans, on Comput. 1971.- V. C-20. - N5. - P. 153-161.

107. Tsao-Wu N. T. Sorting and rearrangeable switching networks. // IEEE Trans, on Conrnun. Techn. -1971. V. 19. - N5. - P. 596-601.

108. Tsao-Wu N.T. On Neiman's algorithm for the control of reearrangeable switching networks. // IEEE Trans, on Commun. Techn. 1974. - V.22. - N6. - P. 737742

109. Waksman A. A permutation network. // J. Ass. Comput. Architecture. -1968.-V. 15.-HI.-P. 159-163.

110. Waksman A. Communication switching networks for asynchronous networks. // IEEE Trans, on Circuit. 1969. -V. 16. - N3. - P. 386-389.