автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.13, диссертация на тему:Оптимизация структуры сети передачи данных с помощью многоуровневой декомпозиции

На правах рукописи

003456Б88

КОБЛЯКОВ Андрей Владимирович

ОПТИМИЗАЦИЯ СТРУКТУРЫ СЕТИ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ С ПОМОЩЬЮ МНОГОУРОВНЕВОЙ ДЕКОМПОЗИЦИИ

Специальность 05.12.13 - Системы, сети и устройства телекоммуникаций

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

0 5 ДЕК 2008

Уфа 2008

003456688

Работа выполнена на кафедре компьютерной математики Уфимского государственного авиационного технического университета

Научный руководитель:

канд. физ.-мат. наук, доцент ШЕРЫХАЛИНА Наталия Михайловна

Официальные оппоненты:

д-р техн. наук, проф. АЛЕКСЕЕВ Евгений Борисович

канд. физ.-мат. наук, доцент ВИНОГРАДОВА Ирина Леонидовна

Ведущее предприятие

Технологический институт ФГУО ВПО «Южный федеральный университет», г.Таганрог

Защита диссертации состоится, "¿6 " декабря 2008 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д-212.288.07 при Уфимском государственном авиационном техническом университете по адресу: 450000, Уфа, ул. К.Маркса, 12

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Уфимского государственного авиационного технического университета

Автореферат разослан "/У" ноября 2008 года.

Ученый секретарь

диссертационного совета у' Валеев С.С.

д-р техн. наук, проф. / '

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Технологической основой современного информационного общества является глобальная информационная инфраструктура, которая должна обеспечить возможность недискриминационного доступа к информационным ресурсам каждого жителя планеты. Информационную инфраструктуру составляет совокупность баз данных, средств обработки информации, взаимодействующих сетей связи и терминалов пользователей.

Согласно «Концептуальным положениям по построению мультисервис-ных сетей на взаимоувязанной сети связи России» продолжится построение мультисервисных сетей, которые являются основой национальной информационной инфраструктуры, необходимой для построения информационного общества.

Оператор связи должен построить сеть и эксплуатировать ее на своем участке так, чтобы она отвечала критериям надежности и качества предоставляемых услуг.

Однако в результате действия внешних факторов (стихийные бедствия и пр.) повреждаются городские и междугородние кабели. Из-за реконструкции сетей и их развития вводятся в эксплуатацию новые узлы связи и новые кабели, заменяется каналоформирующее оборудование. В связи с непрерывным ростом нагрузки из-за резкого увеличении количества абонентских терминалов (в первую очередь мобильных терминалов и персональных компьютеров) часы наибольшей нагрузки (ЧНН) меняются, в связи с этим происходит потеря больших объемов информации.

Все это приводит к появлению у операторов сетей связи серьезных нерешенных проблем:

- обеспечение непрерывной связи, необходимость минимизировать перерывы и обеспечить требования абонента по пропуску к нему необходимых объемов информации с нужными скоростями;

- обеспечение требуемого качества передачи информации с минимальными затратами.

Изначально указанные проблемы решались силами специалистов Министерства связи, которое было практически единственным коммерческим оператором. Работы Соколова H.A., Нетеса В.А., Сергеевой Т.П., Карташевского В.Г., Рослякова A.B. ориентированы на протяженные сети с большой пропускной способностью. Естественно, что задача уменьшения капитальных затрат не входила в число первоочередных.

Появление альтернативных операторов связи, строительство ими собственных сетей привело к необходимости переоценки важности критериев качества применительно к сетям SDH (Synchronous Digital Hierarchy), а в перспективе к сетям следующего поколения (типа NGN). В настоящее время сети SDH эксплуатируются многими операторами связи в России. Следует отметить, что в 95% случаев сети SDH построены с применением кольцевой структуры. С развитием телекоммуникационных технологий сети SDH могут быть развиты до уровня сетей NGN заменой оборудования на узлах, что повлечет за собой

существенное (в 100 и более раз) увеличение пропускной способности сетей передачи данных. Это даст возможность реконфигурировать их логическую структуру при изменении нагрузки для их максимального соответствия текущим потребностям при передаче информации. Переход от сетей SDH к сетям NGN связан с задачей управления проведением реконфигурации логической структуры сети.

Целью работы является обеспечение минимальных капитальных затрат при построении или модернизации телекоммуникационной сети с обеспечением требуемого качества, а также создание системы реконфигурации логической структуры сетейМ/АГв условиях изменяющейся нагрузки.

Задачи исследования. Для достижения поставленной цели работы необходимо решить следующие задачи:

1. Разработать математическую модель структуры сетей, необходимую для оптимального (рационального) решения задачи ее построения и модернизации.

2. Разработать математическую модель, используемую при реконфигурации логической структуры сетей NGN при сохранении их физических параметров.

3. Разработать метод и алгоритм оптимизации структуры сетей.

4. Разработать метод и алгоритм реконфигурации логической структуры сетей NGN в условиях изменяющейся нагрузки.

5. Выполнить оценку эффективности предложенных методов и алгоритмов.

На защиту выносятся следующие результаты исследований:

1. Математическая модель структуры сетей, необходимая для решения задач построения и модернизации сетей, включающая блочные матрицы и подматрицы, а также предложенную оценку количества информации, передаваемой в каждом кольце.

2. Математическая модель процесса реконфигурации логической структуры сетей NGN при сохранении физических параметров оборудования.

3. Метод и алгоритм оптимизации структуры сетей при помощи многоуровневой декомпозиции.

4. Метод и алгоритм оптимизации структуры сетей применительно к сетям NGN в условиях изменяющейся нагрузки.

5. Результаты применения разработанных алгоритмов для решения практических задач.

Научная новизна данной работы заключается в следующем:

1. Математическая модель структуры сетей, представленная в виде блочных матриц, благодаря предложенной оценке количества информации, передаваемой для каждого кольца, позволяет упростить процесс декомпозиции.

2. Математическая модель процесса реконфигурации логической структуры сетей типа NGN включает оценку потери информации, что позволяет поставить задачу реконфигурации с обеспечением заданного качества.

3. Метод оптимизации структуры сетей за счет многоуровневой декомпозиции задачи позволяет обеспечить высокую скорость нахождения рациональной схемы, отвечающей заданным условиям.

4. Метод реконфигурации логической структуры сетей благодаря предложен-

ным ограничениям, критерию оптимальности и выбору эвристик дает возможность в реальном масштабе времени в условиях изменяющихся потребностей в нагрузке обеспечить необходимое качество сети при ее неизменных физических параметрах.

Методы исследования. Для решения поставленной в работе задачи использовались методы теории сетей связи, теории телетрафика, теории массового обслуживания, теории автоматической коммутации, теории вероятностей, математической статистики, имитационного моделирования, системного анализа, математического программирования.

Практическую ценность имеют методы и алгоритмы оптимизации структуры сетей SDH и реконфигурации сетей NGN.

Работа проводилась по тематике госбюджетных научно-исследовательских работ УГАТУ «Исследование взаимосвязи вычислительных алгоритмов и архитектур высокопроизводительных вычислительных систем».

Результаты работы использованы в учебном процессе УГАТУ в рамках курсов «Сетевые технологии», «Распределенные вычислительные технологии».

Апробация работы. Основные материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на:

• второй международной конференции «Проблемы техники и технологии телекоммуникаций» (Уфа, 2001);

• LIX научной сессии в Российском научно-техническом обществе радиотехники, электроники и связи им. А.С. Попова (Москва, 2004);

• 9-м и 10-м международных конференциях CSIT (Уфа, 2007, Анталия, 2008);

• семинарах кафедры ДЦСиТ и Советах факультета АЭС МТУ СИ (2003-2005);

• семинарах кафедры КМ УГАТУ (2007-2008).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 научных работ, в том числе 2 статьи в журналах, рекомендованных ВАК, 9 работ в журналах, материалах российских и международных научно-технических конференций.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложения. Работа содержит 105 страниц, 29 рисунков и 137 наименований литературы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность проведенной работы, определен объект исследования, сформулированы цели и задачи исследования, выполнен анализ методов, необходимых для решения поставленной задачи, обсуждается научная новизна и практическая ценность диссертации.

В первой главе произведен анализ состояния оптических сетей передачи данных в Российской Федерации в свете «Концепции построения мультисер-висньгх сетей связи на взаимоувязанной сети связи РФ», проблем перехода от существующих сетей к сетям следующего поколения, принципов построения оптических сетей и технологий, обеспечивающих оптическую коммутацию.

Проведены анализ передаваемой нагрузки по сетям и сравнение его объемов с пропускной способностью существующих сетей связи, показана необходимость оптимизации структуры сетей связи. На основе проведенного анализа поставлена задача разработки методов оптимизации структуры сети на основе критерия минимальных капитальных затрат.

Во второй главе предложена математическая модель и постановка задачи, разработан алгоритм оптимизации структуры сетей SDH.

Решаемая в работе задача заключается в том, чтобы по существующей схеме расположения узлов и матрице, определяющей необходимость в передаче нагрузки между парами узлов (далее называемой матрицей достижимости), определить матрицу смежности, на основе которой определяется физическая связь между парами узлов. Наличие связи определяется значениями 0 или 1, что показывает отсутствие или наличие соединительной линии между парами узлов и используется при выборе необходимой топологии (структуры) сети.

При решении общей задачи (без учета сегментной и кольцевой структуры), которая заключается в переборе всех возможных 2<-jV _ЛГ)/2 вариантов матрицы смежности, и определения всех возможных вариантов маршрутов, связывающих каждую пару узлов. Для каждой матрицы, необходимо найти все возможные маршруты между каждой парой узлов. Оценим сложность решения задачи на примере полного графа как одного из вариантов заполнения матрицы смежности графа сети.

Допустимым считается вариант, при котором суммарная нагрузка каждого элемента маршрута (между любой парой смежных узлов маршрута) не может быть больше максимальной пропускной способности оборудования. Задача определения всех возможных маршрутов между каждой парой вершин графа об-

N-2 (дг_2)1

ладает комбинаторной сложностью О = Сдг У -В связи с этим тре-

ы (N-2-i).

буется декомпозиция задачи, в качестве которой предлагается разбиение множества узлов сети на подмножества. При разбиении учитывается необходимость пересечения подмножеств по одному из узлов.

Ставится задача получения схемы физических связей внутри подмножеств, то есть соединительных линий между узлами. Согласно существующим правилам для сетей SDH эти связи должны образовать кольцевую структуру, т.е. требуется разбиение подмножеств на кольца.

Введем следующие обозначения, необходимые для построения математической модели:

• узел - источник/приемник первичных цифровых трактов (ПЦТ) является элементом конечного пронумерованного множества области узлов, представленных вершинами А = {я|а = 1,jV}, где N - общее количество узлов в рассматриваемой сети;

• расстояния между парами узлов Гц задаются симметрической матрицей

• нагрузка - количество передаваемых/принимаемых ПИТ, то есть потребность в потоках Е1 (2048 Кбит/сек) между парами узлов задается матрицей

(взвешенной достижимости) Б = размера (ЛГ*Л0;

• матрица типов кабеля имеющихся линий Р = [у,у] размера (Л/хЛ') задает наличие и тип волоконно-оптического кабеля (ВОК);

• типы имеющегося оборудования задаются Z = (z^,...,zff);

• уровень системы к-го кольца ик представляет собой максимальное количество ПЦТ в синхронном транспортном модуле (8ТМ-1 - 64 тракта, БТМ-Д -252 тракта и т.д.);

• коэффициент развития сети К^ > 1 определяет на сколько предполагается в

перспективе увеличение объема передаваемой в сети информации. Исходя из анализа статистики развития отрасли, значения коэффициента развития могут находиться в пределах двукратного увеличения связей на развитие сети, то есть увеличения значений элементов матрицы 5.

При разработке модели для описания структуры существующей сети используем пятерку для описания исходной конфигурации сети передачи данных

Предположим, что в соответствии с поставленной задачей для получения необходимой физической схемы связи между узлами необходимо создать К колец (число К подлежит уточнению при решении задачи).

Каждое кольцо может быть описано следующим образом: 1к ={1к>1к + + пк гДе Ч ~ номер узла, входящего в кольцо; к - номер кольца; - количество узлов в А:-ом кольце. Для этого узлы сети переупорядочиваются по правилуЫ'= (/,-, г =

Для каждого кольца подматрица смежности представляется в виде

Л = [гу ] размера (Л^ЛО;

0

х1,2 -

_ х2,\

0 - Х2,ц +И] -1

1

х чА+ч-1

0

Iк+пк-Ъ'к х -

1

X ¡К+1,1К

X 1к,1к+1

О

х ¡К+ЦК

О

х X +Пд- -1,/^ +1 ... О

При этом единица на главной диагонали обозначает общий для колец узел и, соответственно, наличие транзитной нагрузки к последующим или предыдущим по номерам кольцам.

Количество передаваемых ПЦГ в к-ом кольце между узлами / и ] определяется тремя частями: нагрузкой внутри кольца, транзитной нагрузкой в пре-

к -

дыдущих по номеру кольцах $пре и транзитной нагрузкой в последующих по к

номеру кольцах .

Блоки общей матрицы Я для каждого кольца могут быть описаны следующим образом:

5* =

^пре

О

+«4-1

где - I 1лу, 4ос = Е 2>у ■

Общая нагрузка А , передаваемая по кольцу, определяется выражением:

Л - Хпре +

+пк-1

2Л

+ 5„

(1)

Критерием оптимальности при определении требуемой матрицы смежности является экономический критерий, то есть минимизация стоимости организации физических связей.

Стоимость складывается из стоимости прокладки кабеля и стоимости используемого оборудования (мультиплексоров).

Обеспечить минимум затрат необходимо при следующих ограничениях:

- длина всех физических линий неотрицательна;

- уровень системы не более необходимого объема передаваемой нагрузки с учетом запаса на развитие (технические ограничения на пропускную способность соединительных линий);

- вероятность безошибочной передачи информации не меньше заданной величины.

При использовании заданных величин можно определить величину капитальных затрат 2т на мультиплексоры в следующем виде:

2т =Вт %Мк(Х,ик,2)Ккт(Ак)К*р(ик), (2)

к=1

где Мк{Х,Ик - количество использованных мультиплексоров с учетом имеющихся;

Кп(Ак)~ показатель, определяющий уровень системы: Км(Ак) = 1 - для уровня ЭТМ-!, Кк(Ак) = 1,5 - для уровня ЗТМ-4, ^ (Л*) = 4 - для уровня 8ТМ-16; Ккр(17к) - показатель, определяющий тип использованного оборудования: ^ ([/*) = 1 - оборудование "РкгаВох",

(ик) - 2,5 - частично заполненная кассета мультиплексора,

К1р (ик) — 4,5 - полностью заполненная кассета мультиплексора. Капитальные затраты на ВОК представляются в следующем виде:

Ч = В£ £1к{X,Я,У)Ккк(КАк)К%(Ьк), (3)

А=1

где Ьк(Х,И,¥) - длина использованного ВОК с учетом имеющегося; Ккк{КрАк) - показатель, определяющий тип использованного кабеля:

Ккк(КрАк) = 1 - двухволоконный кабель, Ккк(КрАк) = 1,5 - четырехволоконный кабель, Ккк(КрАк) = 3 -восьмиволоконныйкабель; К^р(Ьк) - показатель, определяющий тип использованного дополнительного оборудования - кабельной фурнитуры: К^р {¡} ) = <Щ* - ЬК< \ километров,

К%р(1к)^0,051к -1<1К<10 километров,

ЬК > 10 километров; - усредненные единичные (погонные) показатели капитальных вложений по волоконно-оптическому кабелю;

Вт - усредненные единичные показатели капитальных вложений по используемым мультиплексорам.

По условию поставленной задачи необходимо определить структуру физических связей (матрицу смежности Л!) при минимуме капитальных затрат.

Соответственно, по частным затратам, определяемым с помощью выражений (2) и (3), целевая функция может быть определена как

(4)

Для минимизации целевой функции необходимо обеспечить использование мультиплексоров, имеющих соответствующие скоростные характеристики, и строить структуру с кольцами минимальной длины. Минимизация затрат состоит в рациональном нахождении значений Ху и значений ик при указанных

ниже ограничениях.

Ограничениями, учитывающими производительность оборудования, являются

КвАкй тах и4, к = \,...,К. (5)

у 1 <ч<к

Определим теперь ограничения, учитывающие качество функционирования сети. Предположим, что в соединении между узлами сети передача осуществляется стандартными контейнерами БТМ-Ы, а вероятность ошибки передачи одного контейнера есть РВЕК, которая определяется используемым оборудованием и кабелем. РВЕК для оборудования и кабелей известны и соответствуют действующим стандартам эксплуатации сетей связи РФ. Вероятность ошибки определяет надежность функционирования участка сети между двумя мультиплексорами, которая количественно определяется через коэффициент неготовности Кт по известным методикам количественных оценок. Соответственно, надежность функционирования сета из п участков можно представить как (1-ЛГ1[Г)п. Таким образом, ограничение на надежность работы сети связи можно сформулировать как:

>0,999, (6)

где й - максимальное расстояние в графе сети.

Таким образом, задача (4-6) представляет собой задачу дискретного математического программирования.

Использование мультиплексоров, максимально соответствующих уровням системы в созданных кольцах, обеспечивает минимально возможные затраты на оборудование. Минимизация затрат на оборудование и кабели приводит к уменьшению их количественных и мощностных параметров, а это, в свою очередь, приводит к увеличению среднего процента загрузки.

Предложенный алгоритм оптимизации структуры транспортных сетей БОН может быть представлен в виде 11МЬ диаграммы (рис. \,а), состоящий из трех основных частей.

Для формирования областей узлов перед началом работы алгоритма оптимизации необходимо провести «разметку» узлов для успешного выполнения расчетов по формированию колец с помощью алгоритма разметки, схема которого приведена на рис. 1,б.

а) 6)

Рисунок 1 - Схема общего алгоритма и алгоритма разметки узлов

После проведенной разметки узлов в соответствии со структурной схемой основного алгоритма необходимо выполнить его вторую часть - провести определение уровня системы, а именно для каждого сегмента поставить в соответствие уровень БТМ.

Общая схема алгоритма определения уровня системы представлена на рис. 2,а.

Далее в соответствии со структурной схемой основного алгоритма должна быть запущена третья часть - алгоритм выбора необходимого количества колец, с помощью которого для каждого сегмента определяется прохождение всех связей внутри сегмента. Для этого с помощью жадного алгоритма в каждом сегменте строятся кольца, а затем с помощью попарной перестановки и сравнения оптимизируется структура и нагрузка колец. Как вариант структуры сети, кольца разбиваются на подкольца. При этом уровень системы понижается, а общая длина ВОК увеличивается, что позволяет выбрать лучший вариант. Основные стадии работы такого алгоритма приведены на рис.2,б. Результатом выполнения шагов разработанного алгоритма оптимизации по условиям поставленной задачи являются следующие данные:

• таблица состава каждого кольца, а именно - последовательность узлов, составляющих кольца;

• количество ПЦГ в каждом из колец;

• количество и тип мультиплексоров, используемых на узлах сети для формирования требуемого количества ПЦГ;

• характеристика кабеля: длина волокон в условных или метрических единицах отдельно по каждому кольцу и суммарно по всем кольцам.

а) «)

Рисунок 2 - Схема алгоритма определения уровня системы и алгоритма создания необходимого количества колец

В третьей главе выполнена оценка эффективности предложенного алгоритма и разработаны рекомендации по его использованию,

К современной цифровой первичной сети предъявляются повышенные требования в части параметров ее надежности. В связи с этим современные первичные сети строятся с использованием резервных трактов и коммутаторов, выполняющих оперативное переключение в случае неисправности на одном из каналов. Ошибки, возникающие в сетях SDH, как и в любой сети, могут быть вызваны как системами передачи, так и системами коммутации (мультиплексирования).

Для оценки вычислительной сложности разработанного алгоритма выполнена оценка сложности для каждой его части, а именно - оценена сложность алгоритмов разметки узлов, определения уровня системы и выбора необходимого количества колец. Показано, что вычислительную сложность алгоритма разметки узлов можно оценить как полиномиальную второй степени 0(N2), алгоритма определения уровня системы - как полиномиальную второй степени

2 п

а алгоритма создания необходимого количества колец как 0(NJ). Принимая во внимание полученные оценки, сделан вывод о том, что вычислительная сложность алгоритма оптимизации структуры сетей SDH равна 0(N3).

Полученная оценка вычислительной сложности предложенного алгоритма

показывает возможность его реализации на базе вычислительной техники традиционной архитектуры.

Для оценки эффективности разработанного алгоритма по установленным критериям вводятся следующие оценочные параметры:

1. средняя загрузка сети: Кср - средний процент загрузки сети, в %;

2. количество мультиплексоров с указанием их типа;

3. длина использованного кабеля;

4. коэффициент неготовности;

5. вероятность ошибки передачи.

Указанные выше параметры решения, полученного с помощью предложенного алгоритма, сравниваются со значениями этих же параметров по оценкам экспертов. Оценки экспертов приведены в актах внедрения.

На рисунке 3 представлены варианты структуры сетей, полученные без применения предложенного метода (3 ,а) и в результате работы разработанного алгоритма (3,6).

б

Рисунок 3 - Варианты структуры сети На рисунках 4-5 представлены значения оценочных параметров

ср.%эапчэкя Ц ВозпркмагеииЕ метода _ Шг,. мультиплексоры Баз применения метода__

во И С применением метода _С ПРчмен8нием метода

шябе

гике Варианты применения гьег епм 5Ш4

уровень системы

Рисунок 4 - Средний процент загрузки колец для различных вариантов построения сети и количество и тип мультиплексоров

1 Без применения методе

■ с применением метода

1

_

Таблица 1. Значения параметров 4и5

ПАКС Алгоркгм Пост ЛТД Алгоритм

^¡ЕЯ ю-7 1СГ7 1СГ7 ю-7

■^нг 0,0008 0,0007 0,0008 0,0006

rwtc пест

Варианты применения

Рисунок 5 - Длина использованного кабеля, вероятность ошибки и коэффициент неготовности.

Значения целевой функции, т.е капитальных затрат для этих вариантов представлены в табл.2.

Таблица 2. Значения целевой функции.

Параметр ООО С применени- ООО «Пост С примене-

«ПАКС»(без ем алгоритма Лтд» (без нием алго-

применения применения ритма

алгоритма) алгоритма)

Средний процент 78% 87% 84% 89%

загрузки сети

Количество муль- 15 14 12 12

типлексоров

Длина использо- 54 км 49 км 38 км 34 км

ванного кабеля

Вероятность ю-7 ю-7 1<Г7 1(Г7

ошибки

Коэффициент не- 0,0008 0,0007 0,0007 0,0007

готовности

Как следует из табл.2, при оптимизации сети с использованием разработанного алгоритма получен больший процент загрузки сети, что позволяет обойтись меньшими ресурсами сети на 15-20%, что позволяет обеспечить уменьшение капитальных затрат на создание сети.

Расчеты, полученные при анализе эффективности алгоритма, подтверждают следующее:

• применение алгоритма и методики позволяет получать рациональную схему организации кольцевой структуры сети SDH по критериям минимальных капитальных затрат и обеспечения требуемого качества предоставляемых пользователям услуг;

• разработанные рекомендации позволяют операторам связи рационально использовать ресурсы сети при помощи ПО, реализующего алгоритм.

На основе полученных данных в зависимости от приоритетов организации

сети разработаны рекомендации для построения рациональной структуры сети, отвечающей заданному критерию:

• Для достижения компромисса между производительностью и стоимостью необходимо разбить узлы сети на четыре группы: три группы узлов STM-N и одну группу узлов STM-N+1.

• Размер групп STM-N должен отвечать следующим параметрам: две группы узлов одинакового размера по 25%, еще одна группа узлов размером в 20%. Оставшиеся 30% - узлы группы STM-N+1.

• При данном разбиении узлов средний процент загрузки больше загрузки в самом дешевом варианте и меньше в случае максимального среднего процента загрузки сети. При этом стоимость данного варианта находится в пределах стоимости первых двух вариантов.

В четвертой главе разработаны метод и алгоритм реконфигурации сетей NGN в условиях динамически изменяющейся нагрузки, а именно - анализ протоколов, позволяющих обеспечить проведение реконфигурации логической топологии сетей. Различные подходы и методы реконфигурации сетей обеспечивают соответствие логической топологии сетей и динамически изменяющейся нагрузки. Обеспечение качества оказываемых услуг требует классификации параметров качества, то есть определения классов сервиса с учетом реконфигурации логической топологии сетей и требований механизмов восстановления и защиты. Для этого необходимо использование алгоритма реконфигурации логической топологии сетей в условиях динамически изменяющейся нагрузки. Так как заранее нельзя предсказать точные изменения нагрузки, то для обеспечения соответствующего качества оказываемых услуг в условиях динамически изменяющейся нагрузки необходимо выполнить прогноз изменения передаваемой нагрузки. С учетом этого матрица передаваемой нагрузки определена следующим образом

На основе передаваемой нагрузки необходимо рассчитать другую схему связи У, отличную от текущей У, определить необходимость реконфигурации логической схемы связи сети

^ [ 1, если 1 достижима из / ^

у),если I недостижима из}.

Выравнивание нагрузки сети при реконфигурации целевой функцией определяется следующим образом:

где ф(У',Т) - выигрыш от реконфигурации, определяющий степень уравновешенной нагрузки ЛГур-ц,, достигнутой при сетевой конфигурации при нагрузке Т. При этом уравновешенная нагрузка определяется на основе передаваемой

где ij узлы сети.

(8)

фСГ.^-^тш,

(10)

нагрузки и прогноза его изменения как

N -N

шах

—, где N- нагрузка сети.

^урав дг

(11)

ср

Потери нагрузки при реконфигурации определяются выражением: r\{Y,Y',Т) = Vn(n/Ncp, где Vnor - потери нагрузки при реконфигурации сети,

Ncр - средняя нагрузка.

Ограничениям для задачи является уровень потери нагрузки, а именно VnoT / Ncр < Vnop, Vnop - пороговое относительное значение потерь.

Для выбранной логической топологии необходимо обеспечить заданное качество оказываемых услуг. Для этого алгоритм реконфигурации логической топологии сетей NGN должен использовать возможности этих сетей для достижения лучших характеристик. Поэтому алгоритм реконфигурации должен постоянно функционировать для управления сетью, то есть после запуска алгоритма сеть должна быть реконфигурирована за определенное время или остаться в текущем состоянии до следующего прогноза изменения нагрузки. Основные шаги выполнения алгоритма реконфигурации:

• поступление нового прогноза нагрузки;

• расчет новой логической конфигурации сети 7'при помощи разработанного ранее алгоритма по новому критерию с новыми ограничениями;

• принятие решения о проведении или непроведении реконфигурации;

• ожидание поступления новой нагрузки.

Структурная схема адаптированного алгоритма представлена на рис.6.

Расчет новей логической структуры

Рисунок 6 - Структурная схема алгоритма реконфигурации

Вычислительная сложность алгоритма реконфигурации равна 0(М3 +MN), где М - количество связей при данной логической топологии, N

- количество узлов сети NGN.

Выбор значений порога в предлагаемом алгоритме обеспечивает конечное число шагов при его выполнении и определяется на основе моделирования условий работы сети с помощью имитационной модели.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

• Разработана математическая модель функционирования сетей SDH, которая основана на блочном способе описания кольцевой структуры сетей с оценкой количества информации, передаваемой в каждом кольце. За счет этого модель позволяет существенно уменьшить сложность алгоритмов выбора топологии сети.

• Разработана математическая модель процесса реконфигурации логической структуры сети NGN, учитывающая потери информации при реконфигурации, что позволило поставить задачу реконфигурации с обеспечением заданного качества, а именно: пропускной способности оборудования и качественных параметров предоставления услуг при сохранении физических параметров оборудования.

• Предложены метод и алгоритм оптимизации структуры сетей SDH, основанные на многоуровневой декомпозиции, что позволило обеспечить высокую скорость нахождения рациональной схемы, отвечающей заданным критериям. За счет лучшего использования ресурсов сети алгоритм позволяет уменьшить расходы на создание сети.

• Предложены метод и алгоритм реконфигурации логической схемы сети, с использованием «жадного алгоритма» и попарной перестановки, применение которых позволяет максимально использовать ресурсы сети с учетом изменяющейся нагрузки и гарантированно предоставлять абонентам услуги передачи информации соответствующего качества.

• Результаты исследований применены тремя сетевыми операторами, эксплуатирующими данные сети. Применение полученных в работе научных результатов позволило уменьшить расходы на создание и модернизацию сетей, эксплуатируемых указанными операторами, среднем на 7-15%, что подтверждено актами внедрения.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ В рецензируемых изданиях из списка ВАК:

1. Мультимедийные услуги на примере мультисервисной платформы ОМЕГА / А.В Германович, В.К. Кобляков, В.Н. Рожков, Ю.К. Шарипов, A.B. Кобляков // Электросвязь. Москва: 2007. №6. С. 32-39.

2. Алгоритм построения структуры сети SDH / Н.М. Шерыхалина, A.B. Кобляков // Вестник УГАТУ. (Серия-управление, вычислительная техника и информатика.) Уфа: УГАТУ, 2008. Т.10, №2(27). - С.164-171.

В других изданиях:

3. Адаптация алгоритма оптимизации сетей SDH для сетей WDM / A.B. Кобляков // Компьютерные науки и информационные технологии (CSIT'2007) : матер. 9-й Междунар. науч. сем., Уфа, Россия, 2007. Т. 3. С. 19-21. (Статья на англ.яз.).

4. Алгоритм оптимизации структуры транспортных сетей / A.B. Кобляков // Компьютерные науки и информационные технологии (CSIT'2007) : матер. 9-й Междунар. науч. сем., Уфа, Россия, 2007. Т. 3. С. 75-77. (Статья на англ.яз.).

5. Опыт внедрения оборудования ОМС в регионе Кавказские Минеральные Воды / В.К. Кобляков, С.Н. Корнеев, A.B. Кобляков, P.C. Гумеров // Проблемы техники и технологии телекоммуникаций : матер, конференции, Уфа, Россия, 2001. С.62-64.

6. Отечественные электронные АТС / Ю.К. Шарипов, В.К. Кобляков и др. • ¿Учебное пособие. М.: Логос, 2002.823 с.

7. Отечественные телекоммуникационные системы / Ю.К. Шарипов, BJC. Кобляков и др. ¿Учебное пособие. М.: Логос, 2005.402 с.

8. Оптическая память для коммутационного оборудования ОПК / В.А. Докучаев,

A.B. Кобляков, Е.В. Лопатила // РНТО РЭС им.А.С.Попова, 59 научная сессия, посвященная Дню Радио : матер. Всерос. науч. конф. Москва, 2004. Т.1. С.209-210.

9. Перспективы оптической коммутации / В.А. Докучаев, A.B. Кобляков, ДВ. Га-дасин И РНТО РЭС им.А.С.Попова, 59 научная сессия, посвященная Дню Радио: матер. Всерос. науч. конф. Москва, 2004. Т.1. С.210-212.

10. Некоторые особенности технологии GFP / В.А. Докучаев, A.B. Кобляков,

B.К. Серебренников // РНТО РЭС имА.СЛопова, 59 научная сессия, посвященная Дню Радио: матер. Всерос. науч. конф. Москва, 2004. Т.1. С.212-214.

11. Оптические транспортные сети: перспективы развития / A.B. Кобляков, Шерыхалина Н.М. // Компьютерные науки и информационные технологии (CSIT'2008) : матер. 10-й Междунар. науч. сем. Анталья, Турция, 2008. Т. 1. С. 166-168. (Статья на англ.яз.).

Соискатель

Кобляков A.B.

КОБЛЯКОВ Андрей Владимирович

ОПТИМИЗАЦИЯ СТРУКТУРЫ СЕТИ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ С ПОМОЩЬЮ МНОГОУРОВНЕВОЙ ДЕКОМПОЗИЦИИ

Специальность 05.12.13 - Системы, сети и устройства телекоммуникаций

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать 14.11.2008. Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная. Печать плоская. Гарнитура Times New Roman. Усл. печ. л. 1,0. Усл. кр.-отт. л. 1,0. Уч.-изд. л. 0,9. Тираж 100 экз. Заказ № 528.

ГОУ ВПО Уфимский государственный авиационный технический университет Центр оперативной полиграфии УГАТУ 450000, г. Уфа, ул. К. Маркса, 12

Оглавление.

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. Анализ объекта исследований и общая постановка задачи.

1.1. Анализ состояния и направления развития сетей.

1.2 Исследование методов повышения пропускной способности.

1.3. Анализ целей и постановка задач исследования.

1.4. Выводы.

Глава 2. Построение математической модели, разработка метода и алгоритма оптимизации структуры сетей.

2.1. Содержательная постановка задачи.

2.2. Построение математической модели.

2.3. Математическая постановка задачи.

2.4. Разработка алгоритма.

2.5. Выводы.

Глава 3. Оценка вычислительной сложности и эффективности разработанного алгоритма.

3.1. Оценка вычислительной сложности алгоритма.

3.2. Разработка параметров оценки эффективности разработанного алгоритма

3.3. Оценка эффективности.

3.4. Рекомендации по применению алгоритма.

3.5. Выводы.

Глава 4. Применение и развитие разработанного алгоритма для сетей NGN.

4.1. Направление развития алгоритма.

4.2. Оценка эффективности алгоритма реконфигурации сетей NGN.

4.3. Области применения адаптированного алгоритма.

4.4 Выводы.

Современный этап развития мировой цивилизации характеризуется переходом от индустриального к информационному обществу, предполагающему новые формы социальной и экономической деятельности, базирующиеся на массовом использовании информационных и телекоммуникационных технологий.

Технологической основой информационного общества является Глобальная информационная инфраструктура, которая должна обеспечить возможность недискриминационного доступа к информационным ресурсам каждого жителя планеты. Информационную инфраструктуру составляет совокупность баз данных, средств обработки информации, взаимодействующих сетей связи и терминалов пользователей [7,15,17,18].

Согласно «Концептуальным положениям по построению мультисервисных сетей на ВСС России» будет продолжено построение мультисервисных сетей, которые будут являться основой национальной информационной инфраструктуры, необходимой для построения информационного общества.

В качестве технологической основы построения транспортного уровня мультисервисных сетей предусмотрено использование в частности сетей SDH и Ethernet. При этом дальнейшим развитием транспортных сетей являются сети, построенные на основе технологии MPLS с применением оптической коммутации.

При этом оператор связи должен построить сеть и эксплуатировать ее на своем участке так, чтобы она отвечала критериям надежности и качества предоставляемых услуг.

Однако в результате действия внешних факторов (стихийные бедствия, строители и пр.) повреждаются городские и междугородние кабели. Из-за реконструкции и развития сетей вводятся в эксплуатацию и переключаются новые узлы связи и новые кабели, заменяется каналоформирующее оборудование. В связи с бурным ростом передаваемой информации из-за резкого увеличении количества абонентских терминалов (в первую очередь мобильных терминалов и персональных компьютеров) появляются новые часы наибольшей нагрузки (ЧНН), из-за чего требуется пропуск больших объемов информации.

Все это приводит к появлению у операторов серьезных проблем:

- как не допускать перерыва в связи или минимизировать перерывы и обеспечить требования абонента по пропуску к нему необходимых объемов информации с нужными скоростями;

- как обеспечить это с минимальными затратами.

Изначально указанные проблемы решались силами специалистов Министерсва связи, которое было практически единственным коммерческим оператором. Поэтому работы таких специалистов как Соколов H.A., Нетес В.А., Сергеева Т.П., Карташевский В.Г., Росляков A.B. ориентированы на протяженные сети с большой пропускной способностью. Естественно, что капитальные затраты при этом не входили в число первоочередных (важных) критериев [31,33].

Появление альтернативных операторов связи и строительство ими собственных сетей привело к переоценке важности критериев.

Поэтому задача настоящего исследования сформулирована следующим образом: разработать метод и на его основе алгоритм, позволяющий, создавать рациональную схему организации структуры сети по критерию минимальных капитальных затрат на создание сети с обеспечением требуемого качества.

Целью исследований является: является обеспечение минимальных капитальных затрат при построении или модернизации телекоммуникационной сети с обеспечением требуемого качества, а также создание системы реконфигурации логической структуры сетей NGN в условиях изменяющейся нагрузки.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

• Разработать математическую модель структуры сетей, необходимую для оптимального (рационального) решения задачи ее построения и модернизации.

• Разработать математическую модель, используемую при реконфигурации логической структуры сетей NGN при сохранении их физических параметров.

• Разработать метод и алгоритм оптимизации структуры сетей.

• Разработать метод и алгоритм реконфигурации логической структуры сетей NGN в условиях изменяющейся нагрузки.

• Выполнить оценку эффективности предложенных методов и алгоритмов.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка

4.4 Выводы

• Применение предложенного алгоритма реконфигурации логической топологии сети передачи данных позволяет эффективно использовать ресурсы сети с учетом динамически изменяющейся нагрузки и гарантированно предоставлять абонентам услуги передачи информации соответствующего качества сервиса

• Реконфигурация сети на основе различных вариантах структуры сети, алгоритма и методики позволяет уменьшить уровень потерь информации при передаче динамически изменяющейся нагрузки (с сохранением качества оказываемых услуг) на 10%-15%.

Заключение

В работе автором получены следующие основные результаты:

1) Анализ состояния транспортных сетей SDH в России.

Согласно «Концептуальным положениям по построению мультисервисных сетей на ВСС России» будет расти количество мультисервисных сетей, которые будут являться основой национальной информационной инфраструктуры, необходимой для построения информационного общества.

Общие подходы к построению мультисервисных сетей связи нашли отражение в концепции перспективных сетей связи следующего поколения -NGN, основным принципом которой является отделение друг от друга функций переноса и коммутации, функций управления вызовом и функций управления услугами. В работе рассмотрено состояние неполного соответствия существующих ресурсов сети и объема передаваемой информации . Показано, что известные достоинства ячеистых сетей передачи данных открывают возможности повышения их устойчивости к сбоям на узлах и соединительных линиях путем использования реконфигурации логической топологии в условиях динамически изменяющейся нагрузки.

2) Анализ состояния оптических сетей NGN в России.

Проведенный анализ технологий реконфигурации логической топологии ячеистых сетей показал, что дальнейшим их развитием видится создание рабочих путей (и соответствующих им защитных путей) с учетом классов сервиса, а также методов восстанавливаемости и устойчивости сетей передачи данных. Такой подход позволяет получать сеть с логической топологией, соответствующей текущим потребностям передачи нагрузки с обеспечением классов сервиса и восстанавливаемости сети, а также динамически реконфигурировать эту топологию при изменении объема передаваемой нагрузки.

3) Разработка математической модели функционирования сетей SDH для разработки алгоритма оптимизации структуры сетей SDH.

Разработана математическая модель функционирования сетей SDH, которая основана на блочном способе описания кольцевой структуры сетей с оценкой количества информации, передаваемой в каждом кольце. За счет этого модель позволяет существенно уменьшить сложность алгоритмов выбора топологии сети.

4) Предложены метод и алгоритм оптимизации структуры сетей SDH, основанные на многоуровневой декомпозиции, что позволило обеспечить высокую скорость нахождения рациональной схемы, отвечающей заданным критериям. За счет лучшего использования ресурсов сети алгоритм позволяет уменьшить расходы на создание сети.

5) Разработана математическая модель процесса реконфигурации логической структуры сети NGN, учитывающая потери информации при реконфигурации, что позволило поставить задачу реконфигурации с обеспечением заданного качества, а именно: пропускной способности оборудования и качественных параметров предоставления услуг при сохранении физических параметров оборудования.

6) Предложены метод и алгоритм реконфигурации логической схемы сети, с использованием «жадного алгоритма» и попарной перестановки, применение которых позволяет максимально использовать ресурсы сети с учетом изменяющейся нагрузки и гарантированно предоставлять абонентам услуги передачи информации соответствующего качества.

Проведены моделирование и расчеты, которые показали возможность уменьшения уровня потерь пакетов с сохранением качества оказываемых услуг на 10%-20% при проведении реконфигурации сети по разработанной методике.

6) Разработаны рекомендации по использованию разработанного алгоритма оптимизации структуры сети SDH.

Применение разработанного метода с использованием предложенного алгоритма позволяет максимально использовать ресурсы сети с учетом динамически изменяющейся нагрузки и гарантированно предоставлять абонентам услуги передачи информации соответствующего качества и класса сервиса, при использовании реконфигурации логической топологии сети передачи данных.

7) Результаты исследований применены тремя сетевыми операторами, эксплуатирующими данные сети. Применение полученных в работе научных результатов позволило уменьшить расходы на создание и модернизацию сетей, эксплуатируемых указанными операторами, среднем на 7-15%, что подтверждено актами внедрения

1. Аджемов A.C., Альбов Н.Ю. Исследование параметров нагрузки центров дистанционного обучения // Электросвязь. 2005. - №1. С. 14-17.

2. Алексеев Е.Б., Заркевич Е.А., Устинов С.А. Концепция построения сетей доступа ВСС РФ на элементах фотонной технологии // Электросвязь. -1998.-№10. С. 26-32.

3. Алексеев Е.Б. Основы проектирования и технической эксплуатации цифровых волоконно-оптических систем передачи. М.: ИПК МТУСИ, 2004.-119 с.

4. Алексеев Е.Б. Проектирование и техническая эксплуатация цифровых волоконно-оптических систем передачи. М.: ИПК МТУСИ, 2004. - 220 с.

5. Алексеев Е.Б., Скляров O.K., Заркевич Е.А. Эволюция сети доступа на основе применения волоконно-оптических технологий // Электросвязь. -2003,-№9. С. 33-38.

6. Алексеев Е.Б. Транспортные сети СЦИ. Проектирование, техническая эксплуатация и управление. М.: ИПК МТУСИ, 2004. - 118 с.

7. Алексеев Е.Б., Устинов С. А. Технологии оптического доступа: тенденции развития в мире и России // Технологии и средства связи. Отраслевой каталог. 2005. С. 91-97.

8. Аллаев А.Э. Выбор топологии построения сетей абонентского доступа // Электросвязь. 2004. - №5. С. 29-34.

9. Антонюк Б.Д. Развитие услуг связи на основе телекоммуникационных технологий нового поколения (NGN) // Доклад на международной конференции. Санкт-Петербург, 2003. С. 7-9.

10. Ю.Бакланов И.Г., Технология измерения первичной сети. М: ЭКО-ТРЕНДЗ, 2000,- 189 с.

11. В. Докучаев, А. Кобляков, В. Серебренников, Ш. Сеилов Проблемы развития оптических транспортных сетей // Информационные телекоммуникационные сети. 2004. -№3. С. 39-42.

12. Валов JI.A. Инфокоммуникационные сети будущего // Вестник связи. -2003. -№03. С. 3SM-2.

13. Варакин Л.Е. Инфокоммуникации будущего // Электросвязь. 2003. - №11. С. 32-36.

14. Варакин Л.Е. Распределение доходов, технологий и услуг // MAC. 2002. С. 27-30.

15. Варакин Л.Е. Цифровой разрыв в Глобальном информационном обществе. Теория и практика измерений // MAC. 2004. - С. 40-42.

16. Германович A.B., Кобляков В.К., Рожков В.Н., Шарипов Ю.К., Кобляков A.B. Мультимедийная мультисервисная цифровая система «Омега» для отечественных сетей NGN // Электросвязь. 2007. - №6. С. 43-46.

17. Голышко A.B. Сети связи будущего: консенсус в мультинумерации // Вестник связи. 2002. - №7. С. 32-35.

18. Гольдштейн А.Б. Проблемы перехода к мультисервисным сетям // Вестник связи. -2002. №12. С. 47-52.

19. Гольдштейн B.C., Зарубин A.A., Саморезов В.В. Протокол SIP. Справочник по телекоммуникационным протоколам СПб.: BHV, 2005. -452 с.

20. Горнак А.Б. Сранительный анализ реализаций VPN на основе MPLS // Технологии и средства связи. Отраслевой каталог. 2005. С. 93-99.

21. Гулевич Д.С. Сети связи следующего поколения М.: Бином, 2007, - 203 с.

22. Даанс Л., Масколо В., Фонтана М. Конвергентные транспортные сети // Технологии и средства связи 2005. - №1, 21-25.

23. Докучаев В.А., Кобляков A.B., Гадасин Д.В. Перспективы оптической коммутации // Тез. докл. на 59 научной сессии, посвященной Дню Радио: Тез. доклада. -М.: РНТО РЭС им.А.С.Попова, 2004, Т.1.-С.210-212.

24. Докучаев В.А., Кобляков A.B., Лопатина Е.В. Оптическая память для коммутационного оборудования NGN // Тез. докл. на 59 научной сессии, посвященной Дню Радио: Тез. доклада. М.: РНТО РЭС им.А.С.Попова, 2004, - Т.1.-С.209-210.

25. Докучаев В.А., Кобляков A.B., Серебренников В.К. Некоторые особенности технологии GFP //Тез. докл. на 59 научной сессии, посвященной Дню Радио: Тез. доклада. -М.: РНТО РЭС им.А.С.Попова, 2004, Т.1.-С.212-214.

26. Докучаев В.А., Серебренников В.К., Кобляков A.B. О прагматичном подходе к современным мультисервисным сетям // Вестник связи. 2004. -№4. С. 38-41.

27. Докучаев В.А., Серебренников В.К. Совершенствование транспортных сетей SDH // Электросвязь. 2003. - №9. С. 40-43.

28. Карташевский В.Г. , Росляков A.B. , Сутягина Л.Н., Цифровые системы коммутации для ГТС Эко-Трендз, 2008 - 241 с.

29. Кобляков В.К., Корнеев С. Н., Кобляков A.B., Гумеров P.C. Опыт внедрения оборудования ОМС в регионе Кавказские Минеральные Воды // Матер, конф. «Проблемы техники и технологии телекоммуникаций». -Уфа -2001. -С. 62-64.

30. Концептуальные положения по построению мультисервисных сетей на ВСС России. Москва, 2001 -45 с.

31. Кучерявый А.Е., Цуприков А.Л. Сети связи следующего поколения.

32. М.:ФГУП ЦНИИС, Москва, 2006. -304 с.

33. Лагутин B.C., Костров В.О. Оценка характеристик пропускной способности пакетных мультисервисных сетей при реализации технологии разделения типов нагрузки // Электросвязь. 2003. - №3. С. 32-36.

34. Лагутин B.C., Костров В.О. Формализованное представление процесса занятия полосы передачи в мультисервисных пакетных сетях // Электросвязь. 2003. - №1. С. 23-28.

35. Лагутин B.C., Степанов С.Н. Телетрафик мультисервисных сетей связи. -М.: Радио и связь, 2000. 386 с.

36. Лихтциндер Б.Я., Кузякин М.А., Росляков A.B., Фомичев С. М. Интеллектуальные сети связи М.: ЭКО-ТРЕНДЗ, 2000. - 199 с.

37. Ломовицкий В.В., Михайлов А.И., Шестак К.В., Щекотихин В.М. Основы построения систем и сетей передачи информации М.: Горячая линия — Телком, 2005. - 179 с.

38. Марка Д.А., МакГоуэн К.Л. Методология структурного анализа и проектирования SADT М.: Радио и связь, 1993. - 361 с.

39. Меккель A.M. Тенденции развития телекоммуникаций и перспективы внедрения оптических линий связи в России // Технологии и средства связи. Отраслевой каталог. 2005. С. 41-47.

40. Меккель A.M. Что такое и зачем нужна оптическая транспортная сеть // Фотон-Экспресс. 2004. -№1. С. 18-23.

41. Меккель A.M. Что такое и зачем нужна оптическая транспортная сеть // Фотон-Экспресс. 2004. - №2. С. 17-21.

42. Михеенко B.C. Определение надежности и живучести сетей связи с адаптивной маршрутизацией сообщений // Электросвязь. 2004. - №8. С. 23-28.

43. Нейман В.И. К дискуссии о коммутации // Электросвязь. 2004. - №1. С. 58-63.

44. Нетес В.А. Задание требований по надежности в соглашениях об уровнеобслуживания II Электросвязь. 2004. - №4. С. 46-51.

45. Нетес В.А. Мультисервисные сети: сумма технологий // Электросвязь. -2004. №9. С. 33-39.

46. Петрив Р.Б. Перспективы развития мультисервисных сетей в России // Вестник связи. 2002. -№9. С. 55-61.

47. Попов Е.Е. Телекоммуникации для российских регионов // Вестник связи. -2002.-№10. С. 26-32.

48. Райли Д. Абстракция и структуры данных М.: Мир, 1993. - 574 с.

49. Рейман Л.Д. Концепция развития рынка телекоммуникационных услуг // Электросвязь. -2001. -№1. С. 8-16.

50. Рекомендации ITU G.709. 35 с.5 5. Рекомендация МСЭ-Т Y.110 «Глобальная информационная инфраструктура» (ITU-T Rec.Y.110 "Global Information Infrastructure") -1998, June. 63 c.

51. Рекомендация МСЭ-Т Y. 120 «Методология сценариев ГИИ» (ITU-T Rec.Y.120 "Global Information Infrastructure scenario methodology") 1998, June. - 48 c.

52. Рекомендация МСЭ-Т Y. 120 дополнение А «Методология сценариев ГИИ, примеры использования» (ITU-T Rec.Y.120 Annex A "Global information infrastructure scenario methodology Annex A: Examples of use") - 1999, February. -81c.

53. Репинская Т.В. Адаптивная маршрутизация с применением осцилляторных методов технического анализа в многопрофильных мультисервисных сетях // Электросвязь. 2003. - №7. С. 31-35.

54. Росляков А.В. Виртуальные частные сети. Основы построения и применения. М.: Эко-Трендз, 2006. - 301 с.

55. Росляков А.В. Сети доступа. Учебное пособие для вузов. М.: Радио и связь, 2008. - 272 с.

56. Руководящий Документ 45.047-99, Линии передачи волоконно-оптическиена магистральной и внутризоновой первичных сетях ЕСС России. Техническая эксплуатация, руководящий технический материал. М.: 2000. -64 с.

57. Руководящий документ Д 45.195-2001, Применение транспортных технологий связи, использующих в качестве среды передачи оптическое волокно. М.: 2000. - 37 с.

58. Руководящий документ, Линии передачи волоконно-оптические на магистральной и внутризоновых первичных сетях ВСС России. Техническая эксплуатация. М.: 2000. - 48 с.

59. Саати Т., Керне К. Аналитическое планирование. Организация систем. М.: Радио и связь. 1991. - 439 с.

60. Саати Т. Принятие решений. Метод анализа иерархий. М.: Радио и связь, 1993.-269 с.

61. Саати Т. Целочисленные проблемы оптимизации и связанные с ними проблемы М.: Мир, 1973. - 399 с.

62. Саати Т. Целочисленные проблемы оптимизации и связанные с ними экстремальные проблемы -М.: Мир, 1986. 417 с.

63. Савостицкий Ю.А. Метод определения требуемой полосы магистрали для пропуска мультимедийного трафика // Электросвязь. 2003. - №3. С. 41-44.

64. Семенов Ю.В. Проектирование сетей связи следующего поколения СПб.: Наука и техника, 2005. - 311 с.

65. Скляров O.K., Заркевич Е.А., Устинов С. А. Волоконно-оптические технологии как основа развития широкополосных сетей // Технологии и средства связи. 2003. - №3. С. 88-94.

66. Собкевич А.К. NGN: анализ и перспективные направления // ИнформКурьерСваязь. 2004. -№7. С. 14-18.

67. Тельных О. Сети связи нового поколения как конвергенция бизнеса и технологий // Электросвязь. 2004. - №4. С. 39-42.

68. Толковый словарь терминов по системам, средствам и услугам связи / подред. Докучаева В.А. М.: Радио и связь, Телесофт, АПОС, 2000. - 274 с.

69. Толковый словарь терминов по системам, средствам и услугам связи / под ред. Профессора Докучаева В.А. М.: Радио и связь, Телесофт, АПОС,2003, 277 с.

70. Федеральный закон: Выпуск 46 (229). О связи. М.: Инфра-М, 2004. -58 с.

71. Федоткин Н.Н. Загрузка соединительный линий кольцевых структур SDH // Электросвязь. 2003. - №3. С. 52-55.

72. Харитонов В.Х. Мультисервисная сеть и методы коммутации // Электросвязь. 2004. - №1. С. 29-33.

73. Харитонов В.Х. Технология SATM // Вестник связи. 2003. - №01. С. 3438.

74. Хохлов В.И., Руденко Ю.С. Концепция развития рынка телекоммуникационного оборудования Российской Федерации на 20022010 годы. М.: РАСУ, 2001. - 56 с.

75. Шарипов Ю.К., Андрианов Ю.И., Мясников В.Э. АТС «М-200» на пути к сетям Нового Поколения (NGN) // Сборник докладов VI международной конференции «Развитие телекоммуникаций России». Сочи, 2003. С. 11-12.

76. Шарипов Ю.К., Кобляков В.К. Отечественные телекоммуникационные системы учебное пособие. М.: Логос, 2005. - 823 с.

77. Шарипов Ю.К., Кобляков В.К. Отечественные электронные АТС, учебное пособие. М.: Логос, 2002. - 402 с.

78. Шварцман В. О. О выборе способа передачи и коммутации в мультисервисных сетях на основе оптических кабелей // Электросвязь.2004. -№1. С. 29-34.

79. Шнепс-Шнеппе М.А. Пакетная сеть общего пользования в России: будет! // Вестник связи. 2003. - №4. С. 17-20.

80. All optical 3R - Signal Regeneration. // ECOC - 2000. Proceedings V3. -Munix. - 2000. - September. PP. 97-103.

81. Ashwood-Smith A. Generalized MPLS Signaling Functional Descriptions. //1.ternet draft. 2002. - May. PP. 76-81.

82. Autenrieth A., Kirstadter A. Engineering End-to-End IP Resilience Using Resilience-Differentiated QoS. // IEEE Communications Magazine. 2002. -January. PP. 43-48.

83. Awduche D. Requirements for Traffic Engineering Over MPLS. // RFC 2702. -1999. September. PP. 21-27.

84. Banerjee A. Generalized Multiprotocol Label Switching: An Overview of Signaling Enhancements and Recovery Techniques. // IEEE Communication Magazine. 2001. - July. PP. 52-58.

85. Berger L. Generalized Multi-Protocol Label Switching (GMPLS) Signaling Functional Description. // RFC 3471. 2003. - January. PP. 12-16.

86. Bergstrom P., Ingram M.A., Vernon A., Hughes J., Tetali P. A Markov Chain Model for an Optical Shared-Memory Packet Switch. // IEEE Transactions on Communications. 1999. - October. PP. 99-106.

87. Bonenfant P. Optical Date Networking: What Babble? // IEEE Communications Magazine. 2003. - September. PP. 49-55.

88. C.-F. Su, X.Su. An On-line Distributed Protection Algorithm in WDM Networks. // ICC 2001. PP. 475-481.

89. Callegati F., Corazza G., Raffaelli P. Exploitation of DWDM for optical packet switching with quality of service guarantees. // IEEE Journal on Selected Areas in Communications. 2002. - January. PP. 59-66.

90. Chlamtac I., Fumagalli A. Multibuffer Delay Line Architectures for Efficient Contention Resolution in Optical Switching Nodes. // IEEE Transactions on Communications. 2000. - December. PP. 78-89.

91. Dirceu C. New Transport Services for Next-Generation SONET/SDH Systems. // IEEE Communications Magazine. 2002. - May. PP. 95-104.

92. Dixit S., Ye Y. Streaming the Internet-fiber Connection. // IEEE Spectrum. -2001.-April. PP. 43-49.

93. Dutta R., Rouskas G.N. A Survey of Virtual Topology Design Algorithm for

94. Wavelength Routed Optical Networks. // SPIE Optical Network Magazine. -2000. January. PP. 39^4.

95. Elmirghani J.M., Mouftah H. Technologies and Architectures for Scalable Dynamic Dense WDM Networks. // EEEE Communications Magazine. 2000. -February. PP. 20-25.

96. Frey M., Ndousse T. Wavelength Conversion and Call Connection Probability in WDM Networks // IEEE Transactions on Communications. 2001. - October. PP. 56-61.

97. Golab W., Boutaba R. Policy-Driven Automated Reconfiguration for Performance Management in WDM Optical Networks // IEEE Communications Magazine. 2004. - January. PP. 47-56.

98. Harai H., Wada N., Kubota F., Chujo W. Contention resolution using multistage fiber delay line buffer in a photonic packet switch // ICC 2002. IEEE International Conference on Communications. - 2002. - April. PP. 212-219.

99. Hernandez-Valencia E., Scholten M., Zhu Z. The Generic Framing Procedure (GFP): An Overview // IEEE Communications Magazine. 2002. - May. PP. 8995.

100. Ho P., Mouftah T. A Framework for Service-Guaranteed Shared Protection in WDM Networks // IEEE Communications Magazine. 2002. - February. PP. 94106.

101. Ho P., Mouftah T. Shared Protection in Mesh WDM Networks // IEEE Communications magazine. 2004. - January. PP. 56-63.

102. Jong T. Park. Resilience in GMPLS Path Management: Model and Mechanism // IEEE Communications Magazine. 2004. -July. PP. 32-41.

103. Khanzode R. Optical Packet Switching // ENEE 635. PP. 76-85.

104. Koblyakov A.V. Transport Networks Structure Optimization Algorithm // Proceedings of the 9th International Workshop on Computer Science and Information Technologies (CSIT'2007), Volume 3 Ufa, Russia, 2007. PP. 75-77.

105. Koblyakov A.V. Upgrade of Algorithm of Optimization of SDH Networks for

106. WDM Networks // Proceedings of the 9th International Workshop on Computer Science and Information Technologies (CSIT'2007), Volume 3 Ufa, Russia, 2007. PP. 19-21.

107. Komolafe O., Harle D., Cotter D. Impact of graph theoretic network parameters on the design of regular virtual topologies for optical packet switching // ICC 2002. IEEE International Conference on Communications. - 2002. -April. PP. 303-314.

108. Lang J.P., Rajagopalan B. Generalized MPLS Recovery Functional Specification // Internet draft. 2003. - January. PP. 20-29.

109. Lei L., Aibo L., Ji Y. A Joint Resilience Scheme with Interlayer Backup Resource Sharing in IP over WDM Networks // IEEE Communication Magazine. 2004. - January. PP. 57-72.

110. Li G. Efficient Distributed Path Selection for Shared Restoration Connections // IEEE INFOCOM. 2002. PP. 12-19.

111. Li G. Experiments in Fast Restoration Using GMPLS in Optical/Electronic Mesh Networks // Postdeadline Papers Digest. OFC 2001. 2001. - March. PP. 30-41.

112. Mannie E. Generalized MPLS Architecture // Internet draft. 2003. PP. 1825.

113. Modiano E., Narula-Tam A. Survivable Routing of Logical Topologies in WDM Networks // OFC'Ol. 2001. - March. PP. 120-136.

114. O'Mahony M., Simeonidou D., Hunter D., Tzanakaki A. The application of optical packet switching in future communication networks // IEEE Communications Magazine. 2001. - March. PP. 92-98.

115. P.-H. Ho, T. Mouftah. A Novel Heuristic Algorithm for Segment shared Protection in WDM Mesh Networks with Partial Wavelength Convertion // IEEE International Conference Network Protocols. 2003. PP. 147-163.

116. Papadimitriou D. Inference of Shared Risk Link Groups // IETF draft. 2001. -May. PP. 13-24.

117. Papadimitriou D., Mannie E., Analysis of Generalized MPLS-Based Recovery Mechanisms (including Protection and Restoration) // Internet draft. 2003. -May. PP. 14-24.

118. Paul В., Rodriguez-Moral A. Generic Framing Procedure (GFP): The Catalyst for Efficient Data over Transport // IEEE Communications Magazine. 2002. -May. PP. 84-95.

119. Sharma V. Framework for Multi-Protocol Label Switching (MPLS) Based Recovery // RFC 3469. - 2003. - February, P.28-39.

120. Sholten M., Data Transport Applications Using GFP // IEEE Communications Magazine. 2002. - May. PP. 33^2.

121. Tapolcai J., Cinkler T. On-line Routing Algorithm with Shared Protection in WDM Networks // ONDM. 2003. - February. PP. 44-50.

122. Tarek S EI-Bawab T.S., Shin J. Optical Packet Switching in Core Networks: Between Vision and Reality // IEEE Communications Magazine. 2002. -September. PP. 73-82.

123. Tarek S EI-Bawab T.S. Transparent Generic Framing Procedure (GFP): A Protocol for Efficient Transport of Block-Coded Data through SONET/SDH Networks // IEEE Communications Magazine. 2002. - December. PP. 22-31.

124. Xin С. A Joint Lightpath Routing approach in Survivable Optical Networks // Optical Networks. 2002. - May/June. PP. 108-115.

125. Xu L., Perros H.G., Rouskas G. Techniques for optical packet switching and optical burst switching // IEEE Communications Magazine. 2001. - January. PP. 32-41.

126. Yao S., Ben Yoo S.J., Mukherjee В., Dixit S. All-optical Packet Switching for

127. Metropolitan Area Networks: Opportunities and Challenges // IEEE Communications Magazine. 2001. - March. PP. 102-108.

128. Yao S., Xue F., Mukherjee B. Electrical Ingress Buffering and Traffic Aggregation for Optical Packet Switching and Their Effect on TCP-Level Performance in Optical Mesh Networks // IEEE Communications Magazine. -2002. September. PP. 74-79.

129. Ye Y., Assi C., Dixit S., Ali M.A. A Simple Dynamic Integrated Provisioning/Protection Scheme in IP over WDM Networks // IEEE Communications Magazine. 2001. - November. PP. 77-86.

130. Ye Y., Dixit S., Ali M.A. On Joint Protection/Restoration in IP-Centric DWDM Based Optical Transport Networks // IEEE Communications Magazine. -2000. -June. PP. 41-47.

131. Yoo M., Qiao C., Dixit S. Optical burst switching for service differentiation in the next-generation optical internet // IEEE Communications Magazine. 2001. - February. PP. 23-28.

132. Zang H., Jue J.P., Mukherjee B. A Review of Routing and Wavelength Assignment Approaches for Wavelength-Routed Optical WDM Networks // SPIE Optical Network Magazine. 2000. - January. PP. 47-52.

133. Zhou D., Subramaniam S. Survivability in Optical Networks // IEEE Network Magazine. 2000. - November/December. PP. 88-96.