автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.13, диссертация на тему:Разработка метода расчета отказоустойчивых решетчатых оптических транспортных сетей

Рахматулин Артур Маратович

РАЗРАБОТКА МЕТОДА РАСЧЕТА ОТКАЗОУСТОЙЧИВЫХ РЕШЕТЧАТЫХ ОПТИЧЕСКИХ ТРАНСПОРТНЫХ СЕТЕЙ СВЯЗИ

Специальность 05.12.13 - Системы, сети и устройства телекоммуникаций

- 2 ДЕН 2010

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва-2010

004615084

Работа выполнена на предприятии ФГУП «Центральный научно-исследовательский институт связи», г. Москва

Научный руководитель

кандидат физико-математических наук, доцент

Ефимушкин Владимир Александрович

Научный консультант

доктор технических наук, профессор Нефедов Виктор Иванович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Саенко Владимир Степанович

кандидат технических наук, доцент Свистов Владимир Викторович

Ведущая организация:

ОАО «Концерн радиостроения «ВЕГА»

Защита состоится «16 » декабря 2010 г. в 16 часов на заседании диссертационного совета Д 212.133.06 в Московском государственном институте электроники и математики (техническом университете) по адресу: 109028, Москва, Б. Трехсвятительский пер., д. 3.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МИЭМ (ТУ) Автореферат разослан «9» ноября 2010 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета к.т.н., профессор

Н.Н. Грачев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В настоящее время прогресс в электронных технологиях позволяет достигать высоких показателей производительности процессоров, однако для вычислений больших объемов данных или вычислений высокой сложности, мощности существующих на рынке решений может оказаться недостаточно. Для решения данной задачи существуют, применяются и активно развиваются широкомасштабные параллельные системы, позволяющие осуществить разделение общего массива вычисляемых данных на определенное число частей, при этом каждая из которых обрабатывается отдельной вычислительной мощностью. Подобные параллельные вычислительные системы обладают повышенными требованиями к отказоустойчивости, особенно в тех случаях, когда они применяются в районах с нестабильными климатическими условиями, стихийными бедствиями и военными действиями, при которых возникают сетевые отказы, а сеть получает повреждения, которые сказываются на ее работоспособности и производительности. Учитывая то, что потеря некоторой части массива данных или задержки в обработке информации, связанные с возникновением сетевых отказов могут быть критичными, то обеспечение соответствующего уровня отказоустойчивости является одной из важнейших задач, которые возникают в процессе организации подобных систем и должны быть решены на этапах проектирования.

Также, на сегодняшний день, растущие потребности в пропускной способности оборудования и каналов связи могут быть удовлетворены только волоконно-оптическими системами передачи, при этом применение подобных систем в параллельных вычислительных системах, помимо решения задач, связанных с предоставлением достаточной пропускной способности каналов связи, позволяет решить задачи, связанные с задержками при передачи информации, а также не будет являться ограничивающим фактором при естественной эволюции параллельных вычислительных систем, а следовательно и постоянно возрастающих требованиях к пропускной способности. Это позволит сократить затраты не только на этапе организации и строительства параллельных вычислительных систем, но и при дальнейшем их развитии.

Развитие технологий передачи данных по оптическому волокну привело к возникновению полностью оптических транспортных сетей, индифферентных к типу передаваемой информации, а также позволяющих осуществлять ее обработку, доставку и реализацию прочих функций, присущих транспортным сетям на оптическом уровне, без какого-либо преобразования в электронный вид, при этом отсутствуют ограничения, характерные для «традиционных» транспортных сетей, к которым относятся СЦИ, ATM, Ethernet. Подобными ограничениями являются быстродействие, длина оптического участка, неспособность обработки больших объемов информации, а также низкая функциональность. При этом «традиционные» транспортные сети могут работать только с определенными форматами трибутарных сигналов.

Определенные успехи были достигнуты в решении задач проектирования решетчатых оптических сетей, создании методов проектирования подобных сетей, а также разработке алгоритмов их расчета. Большой вклад в области разработки методик, алгоритмов и программ, обеспечивающих решение задач проектирования тороидальных решетчатых сетей связи внесли западные ученые: Н.Ф. Максемчук, Р.Г. Галлахер, И. Хламтак, в области полностью оптических транспортных сетей отечественные ученые: Меккель А.М., Цым А.Ю., Фокин В.Г. и другие.

Однако, проведенное аналитическое исследование выявило, что существующие методы проектирования полностью оптических сетей не учитывают топологические особенности тороидальных решетчатых структур, применяемых в параллельных вычислительных системах, в то же время существующие методы проектирования тороидальных решетчатых сетей не учитывают топологические особенности различных типов структур тороидальных решетчатых сетей, а также не обладают унифицированными механизмами решения задач проектирования. Более того, такие методы проектирования не учитывают развивающиеся технологии оптической берстной коммутации, обобщенной многопротокольной коммутации по меткам, технологию плотного спектрального мультиплексирования, а также особенности реконфигу-рируемых оптических мультиплексоров ввода-вывода, механизмов конвертации длин волн, а также топологических механизмов резервирования.

В связи с этим возникла необходимость разработки эффективных, унифицированных методов проектирования отказоустойчивых решетчатых оптических транспортных сетей связи, учитывающих развивающиеся технологии, аппаратные и программные особенности оборудования, пригодные для использования в параллельных вычислительных системах с высокими требованиями к отказоустойчивости, а также, как полностью оптическая транспортная сеть, функционирующая в условиях с большой вероятностью возникновения сетевых отказов.

Кроме того, анализ состояния исследований в данной области за рубежом свидетельствует о том, что научные организации США, Германии, Италии, Испании, Китая, Индии и др. сегодня уделяют данному вопросу достаточно большое внимание. В частности, проводятся исследования особенностей тороидальных решетчатых сетей, ограничений, связанных с ее эксплуатацией, происходит разработка и создание специализированных механизмов маршрутизации. В настоящее время подобные тороидальные решетчатые сети связи используются в США, в районе Манхэтген, Испании, в районе ле'Экзампл, как транспортные сети, а также применяются, как транспортные основы в нескольких десятках вычислительных систем различных университетов мира, при этом существует ярко выраженная тенденция к переходу с ячеистых на тороидальные решетчатые сети в тех случаях, когда есть потребность в организации сети, где каждый узел обладает одинаковыми показателями коэффициента готовности.

В то же время, на сегодняшний день в России подобные сети не получили широкого распространения, а их развитие и применение ограничено

либо испытаниями в лабораторных условиях, либо остановилось на этапе имитационного моделирования, что несомненно является существенной потерей для отрасли связи. Очевидно, что не проводя исследование, разработку и развитие подобных тороидальных решетчатых сетей, а также их внедрение в повседневную жизнь, можно существенно ограничить число доступных методов решения существующих задач в отрасли связи. При этом в настоящее время организация высоко уровня отказоустойчивости электронных узлов в современных реалиях достигается не топологическими механизмами резервирования, как это будет в случае с тороидальными решетчатыми сетями, а выделением дополнительного числа оптических волокон каждому сетевому узлу, что несомненно понижает уровень экономической эффективности сетей с таким механизмом резервирования и, что более критично, не позволяет минимизировать урон, наносимый производительности сети в целом в случае сетевого отказа. Таким образом, в тех случаях, когда требуется организовать одинаковую степень защищенности для каждого сетевого узла, доступные методы решения данной задачи, не основанные на организации тороидальных решетчатых сетей, не позволяют достигать одинаковых вероятностей возникновения сетевых отказов в любой части сети, что безусловно сделает такие методы решения данной задачи несбалансированными.

Целью настоящей работы является разработка унифицированного метода расчета отказоустойчивых решетчатых оптических транспортных сетей связи, учитывающего топологические особенности структур решетчатых сетей, особенности каналообразующего оборудования, свойства существующих и развивающихся технологий, а также делающего возможным применение исследуемых сетей, как в параллельных вычислительных системах, так в роли транспортной сети местного, зонового и магистрального уровней, обладающей высокими показателями коэффициента готовности.

Поставленная цель достигается решением следующих задач:

• исследование и сравнительный анализ существующих архитектур оптических транспортных сетей по критериям надежности, экономической эффективности и перспективам развития, а также методов их проектирования;

• обоснование целесообразности организации полностью оптической транспортной сети связи;

• обоснование целесообразности применения решетчатых архитектур в транспортных сетях;

• классификация существующих решетчатых оптических сетей связи, а также формирование мнемонического описания;

• анализ требований к проектированию отказоустойчивых транспортных сетей связи;

• исследование и определение основных вероятностно-временных характеристик функционирования решетчатых и квазирешетчатых оптических транспортных сетей связи;

• разработка алгоритмов расчета решетчатых и квазирешетчатых сетей, и расчета их вероятностно-временных характеристик функционирования.

Методы исследования. В работе использованы принципы системного анализа, теория передачи информации, методы теории массового обслуживания, дифференциальные и интегральные преобразования, математическая статистика, методы теории графов, методы математического моделирования.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Проведена классификация решетчатых и квазирешетчатых структур, выведено их мнемоническое описание;

2. Разработаны алгоритмы расчета вероятностно-временных характеристик отказоустойчивых решетчатых и квазирешетчатых оптических транспортных сетей, а также алгоритмы их расчета;

3. Предложен комплексный подход к решению задачи проектирования отказоустойчивых решетчатых оптических транспортных сетей связи;

4. Разработаны методы проектирования решетчатых и квазирешетчатых оптических транспортных сетей, учитывающих особенности топологических структур, существующих и перспективных технологий передачи данных по оптическому волокну, свойства каналообразующего оборудования, позволяющие использовать подобные сети, как в параллельных вычислительных системах, так и в роли транспортных сетей.

Практическая значимость результатов работы. Использование полученных в работе результатов позволяет:

• проводить дальнейшие исследования решетчатых и квазирешетчатых оптические транспортных сетей;

• организовывать полностью оптические транспортные сети, в которой все сетевые узлы обладают одинаковыми показателями коэффициента готовности;

• применять решетчатые и квазирешетчатые оптические транспортные сети в районах с нестабильными климатическими условиями, стихийными бедствиями, а также в параллельных вычислительных системах.

Основные научные положения, выносимые на защиту:

1. Классификация решетчатых и квазирешетчатых сетей, их мнемоническое описание, сравнительный анализ методов их проектирования;

2. Алгоритм расчета вероятностно-временных характеристик отказоустойчивых решетчатых оптических транспортных сетей;

3. Алгоритм расчета вероятностно-временных характеристик квазирешетчатых оптических транспортных сетей;

4. Алгоритм расчета решетчатых и квазирешетчатых оптических транспортных сетей.

Основные результаты диссертационной работы внедрены на предприятиях ЦНИИ «Радиосвязь», в институте общей физики им. A.M. Прохорова Российской академии наук, применены в учебном процессе в Московском государственном институте радиотехники, электроники и автоматики (техническом университете).

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы опубликованы в рецензируемых научно-технических журналах. Докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях с 2007 по 2010 г.: 64-я научная сессия, посвященная дню радио, 2009 г., г. Москва; третья отраслевая научная конференция-форум «Технологии информационного общества», 2009 г., г. Москва; 12-я международная конференция «Цифровая обработка сигналов и ее применение», 2010 г., г. Москва; 18-я международная НТК «Современное телевидение», 2010 г., г. Москва; 65-я научная сессия, посвященная дню радио, 2010 г., г. Москва; четвертая отраслевая научная конференция-форум «Технологии информационного общества», 2010 г., г. Москва; открытый НТС «Моделирование, расчет и проектирование систем и сетей связи», 2007 - 2010 г., г. Москва.

Достоверность основных теоретических положений, выводов и практических результатов подтверждена экспериментально в процессе исследований разработанных устройств с применением решетчатых архитектур в транспортных сетях, точностью расчетов полученных результатов, совпадением результатов настоящей работы с данными, полученными другими авторами, а также актами о внедрении и использовании научных и практических результатов диссертационной работы.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 9 работ, в том числе 2 статьи в журнале из Перечня ВАК РФ.

Объем и структура диссертации.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы из 174 наименований. Основной текст диссертации изложен на 158 страницах и содержит 46 рисунков и 11 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность и значимость исследований по разработке методов проектирования отказоустойчивых решетчатых оптических транспортных сетей связи. Определены цель, задачи исследований и приведены основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе проведено исследование принципов работы систем со спектральным мультиплексированием, рассмотрена модель волоконно-оптической системы передачи и описаны функциональные назначения каждого блока. Рассмотрена обобщенная схема оптической системы передачи со спектральным уплотнением, классифицированы способы размещения оптических усилителей, а также проведена классификация всех типов оптических усилителей (усилители на легированном волокне, рамановские, гибридные, на лазерных диодах, с блокировкой инжекции, типов Фабри-Перо и бегущей волны), мультиплексоров и демультиплексоров (на основе дифракции и на основе интерференции), а также рассмотрены их механизмы функционирования (волоконные решетки Брэгга, дифракционные решетки на массиве

волноводов, интерферометр Фабри-Перо, фильтр Маха-Цендера, системы прямого и обратного интерливинга).

Проведен сравнительный анализ и классификация технологий спектрального мультиплексирования, определены рекомендации МСЭ-Т (0.692, 0.694.1, 0.694.2), приведены формулы расчета шага между волновыми каналами. Сравнение существующих технологий спектрального мультиплексирования проведено по количеству передаваемых каналов, спектральным диапазонам, используемым длинам волн, шагам между волновыми каналами, применяемым типам оптических усилителей. Проведен анализ и сравнение существующих типов оптических волокон, соответствующих рекомендациям МСЭ-Т 0.652, 0.653, 0.654, 0.655, 0.656, исследованы особенности дисперсий в каждом типе оптического волокна, определены длины волн отсечки в волокне и кабеле, значение затухания на километре расстояния, на основе данных исследований проведено сравнение существующих технологий спектрального мультиплексирования по типам применяемых оптических волокон, показателю максимально возможной суммарной скорости передачи.

Проведены исследования принципов построения транспортных сетей на базе технологий спектрального уплотнения, определены преимущества и недостатки, сделано аналитическое исследование иерархических архитектур оптических транспортных сетей, рассмотрен принцип формирования оптического транспортного блока (ОТБ), возможные скорости передачи данных. Определены и проанализированы существующие механизмы резервирования полностью оптических транспортных сетей связи, к которым относятся резервирование 1+1, БЖУГ, 8ЖЖ. Б^ТС/Б.

Проведен сравнительный анализ архитектур оптических транспортных сетей по критерию надежности, показателем которого является коэффициент готовности Кг вычисляется по следующей формуле:

Кг=1-Кп, (1)

где А"п - коэффициент простоя.

Для сложных систем резервирования п + т формула расчета коэффициента простоя Ки будет иметь следующий вид:

КР п + т к(т+\) ) п__Л) п\

П п!(т + 1)! П п+т(« + т)А0 + Лр'

где п — число рабочих элементов; т — число резервных элементов; Ло — интенсивность отказов одного элемента системы передачи; Яр— интенсивность отказов устройства переключения на резерв.

На основе формулы расчета (2) сформирована табл. 1, в которой проведено сравнение коэффициентов готовности архитектур взаимодействующих колец, каскадно-кольцевой, ячеистой и решетчатой.

Таблица 1. Сравнение коэффициентов готовности Кг различных архитектур

Тип архитектуры сети Коэффициент готовности для узла с минимальным количеством соединений Коэффициент готовности для узла с максимальным количеством соединений

Архитектура взаимодействующих колец 0,99360000 0,99948800

Каскадно-кольцевая архитектура 0,99360000 0,99948800

Ячеистая архитектура 0,99948800 0,99999999

Решетчатая архитектура 0,99995904 0,99995904

Расчет максимального урона, который будет нанесен смежным сетевым узлам, обладающим наименьшим числом соединений проводят по формуле

^percent-1-^^100%, (3)

all

где Сап - общее число соединений узла;

Cgcn - число соединений узла, которые будут выведены из строя узлом с максимальным количеством соединений;

СРегкш - Урон, нанесенный смежным узлом с максимальным количеством соединений, выражен в процентном эквиваленте.

Расчет суммарного простоя в год узла с минимальным числом физических соединений проводится по формуле:

Гид-(1-К£)Гм, (4)

где Кг - коэффициент готовности узла; Т„ - период наблюдения (измерения); 7ua - общее время простоя;

Расчет экономической эффективности проводится по такой формуле:

£-f- <5>

где AT— отношение общего времени работы к общему времени простоя узла с минимальным количеством соединений; Сов - капитальные затраты (затраты на ОВ); Е- экономическая эффективность архитектуры;

Проведено исследование существующих методов проектирования оптических транспортных сетей, определены этапы процессов планирования и проектирования транспортных сетей, а также проведен анализ и сравнение пяти существующих подходов к проектированию.

Исследованы возможности использования методов проектирования оптических транспортных сетей для сетей на базе спектрального уплотнения, проведен анализ особенностей их реализации, проведен анализ существующих методов проектирования решетчатых оптических транспортных сетей связи.

Во второй главе проводится классификация структур решетчатых оптических сетей, анализируется регулярность решетчатых структур с совмещенными и разнесенными волоконными кольцами, дается определение решетчатой оптической транспортной сети связи.

Регулярной решетчатой структурой с совмещенными волоконным кольцами называется двумерный тор с N рядами и М колонками, при этом сетевые узлы участвуют не только в формировании вертикальных и горизонтальных колец, но также и в организации определенного числа дополнитель-

с совмещенными волоконными кольцами ных технологических колец (рис.1).

Регулярная структура может обладать общей симметрией, т.е. полной групповой идентичностью, при которой как вертикальные, так и горизонтальные топологические элементы равны между собой. Такие сети называются симметричными:

^КопгопЫ\ — ^Ьопгош^ ~ ^Ьогаоп1а1п '

р _ п _ _ П /

Уег11са1[ уетса12 *" уетса!п ' V )

где Яъопгопы ~ один горизонтальный топологический элемент; - один

вертикальный топологический элемент;

В случае, если число рядов N равно числу колонок М, т.е. 7У=М, то такие решетчатые сети будут полностью симметричными.

В асимметричных решетчатых сетях полная групповая идентичность замещается частичной групповой идентичностью, при котором общее число групп топологических элементов состоит из суммы групп различных топологических элементов.

Стоит учитывать то, что топологические элементы из разных групп неравны:

^^^horizontal ^horizonlali ^horizontal2 ^horizontaln '

1

^ ^vertical = ^vertical[ + ^vtrtic;J2 + "" ^vertical,, > (9)

1

где /^horizontal - один горизонтальный топологический элемент; ^vertical - один вертикальный топологический элемент;

В равновесных сетях все сетевые узлы идентичны друг другу и обладают одинаковыми показателями производительности, в то время, как в неравновесных сетях общее число узлов, согласно определенным показателями производительности разделяется на определенное количество групп, каждая из которых содержит определенное число сетевых узлов идентичных по показателям производительности. Также, общее число топологических элементов разделено на группы топологических элементов, сформированных с применением сетевых узлов, обладающих различными показателями производительности. Независимо от того, обладают ли равные по производительности сетевые узлы соединением или нет, подобные сети будут называться неравновесными:

NodeGroupt = Node+ Node™1 +... + Node™', (10)

NodeGroupz = Node™ + Node™ +... + Node*«2, (11)

AllNodes = NodeGroup{ + NodeGroup2 +... + NodeGroupz, (12) где NodeTer{ - сетевой узел, обладающий определенным показателем производительности; NodeGroup - группа сетевых узлов, обладающих одинаковой производительностью; AllNodes - все узлы решетчатой сети;

п

nhorizomal ^horizontal , ^horizontal , , Tjhorizontal /1 ~> \

2jKM = "pefl +'Vrf2 +- + /Vf„ > (1J) 1

Dvcrtical r> vertical . nvertical nvettical /1 Л\

all =yVrf, +«perf2 +- + yVrfm > (14)

• г>Поп20ПШ1 , X' 7>уегаса' /1Г\

^ а]1 +_2,Ла11 . (15)

1 1

где Лрегс — топологический элемент, содержащий узлы определенных типов (может содержать, как однотипные, так и разнотипные узлы), надстрочный индекс указывает ориентацию топологического элемента; Лац — совокупность всех топологических элементов решетчатой сети. При наличии надстрочного индекса — совокупность всех топологических элементов определенной координатной ориентации, указанной в надстрочном индексе.

Решетчатая сеть может быть ориентированной и неориентированной. В ориентированной сети связь между сетевыми узлами в каждом топологическом элементе имеет строго определенное направление, одинаковое для всех узлов одного топологического элемента. Таким образом движение трафика внутри ориентированного топологического элемента имеет только одно воз-

можное направление (по часовой или против часовой стрелки), при этом, чтобы информации от одного узла попасть в смежный, но находящийся против движения трафика, другой сетевой узел, ей необходимо пройти маршрут, затрагивающий все сетевые узлы одного топологического элемента, т.е. совершить круговое движение и остановиться в требуемой точке назначения. В ориентированной решетчатой сети любой сетевой узел обладает двумя входами и двумя выходами, при этом изменение функциональности невозможно, т.е. вход не может быть выходом и наоборот.

Ориентированная сеть в свою очередь подразделяется на сонаправлен-но-ориентированную и противонаправленно-ориентированную. В первом случае топологические, принадлежащие одинаковой координатной группе (вертикальная или горизонтальная) имеют одинаковую ориентацию, во втором единая ориентация в координатных группах отсутствует, при этом порядок расположения топологических элементов может быть различным и определяется требованиями при проектировании или техническими возможностями, к примеру, механизмом маршрутизации. Общее число ориентированных топологических элементов будет иметь следующий вид:

О пЬопгопга] , п\сгйЫ / л

= Ки аИ > О6)

R:

л т

2п horizontal , V n horizontal /\ п\

кс* + 2Л- • (17)

'all

1 1

1 1

где RM - все топологические элементы решетчатой сети, при наличии надстрочного индекса - все топологические элементы решетчатой сети, относящиеся к определенной координатной группе; Лс„ - топологические элементы с ориентацией «по часовой стрелке»; Rccvl - топологические элементы с ориентацией «против часовой стрелки»;

В неориентированной решетчатой структуре связь между смежными сетевыми узлами может проводиться двумя различными способами - одно-направленно и двунаправленно. При однонаправленной передаче, соединение между двумя ближайшими сетевыми узлами проводится только в одном направлении, при этом в топологическом элементе отсутствует единая ориентация. При двунаправленной передаче, связь между смежными сетевыми узлами проводится в обе стороны, при этом в зависимости от числа используемых оптических волокон в каждом топологическом элементе, способы соединения и передачи информации могут быть различными.

Мнемоническое описание решетчатой сети имеет вид:

RaSaBaLaOaD, (19)

где R — регулярность решетчатой структуры и может принимать значения: регулярная, нерегулярная; S — симметричность решетчатой структуры, может быть равным: симметричная, полностью симметричная, асимметричная; В — равновесность сети, принимает значения: равновесная, неравновесная,

псевдоравновесная; Ь — способы расположения сетевых узлов внутри топологического элемента, может принимать значения: линейная, нелинейная; О — ориентация топологических элементов внутри одной сетевой плоскости, доступные значения: соноправленно-ориентированная, противонаправленно-ориентированная, частично ориентированная; И — определяет простран-ственность решетчатой структуры, может принимать значения: с совмещенными кольцами, с разнесенными кольцами; знаки пий — обозначают знаки мнемоники. В может быть «псевдоравновесным» только при О = «с разнесенными волоконными кольцами». Стоит учитывать, что в случае если Я -асимметричная, то Ь в названии не учитывается; О может быть равным «частично ориентированная» только при £) = «с разнесенными волоконными кольцами».

В третьей главе проведен анализ требований к проектированию отказоустойчивой решетчатой оптической транспортной сети, определены соответствующие технические регламенты, ГОСТы, ОСТы, ВСН, СНиП, ВНТП, РД и рекомендации МСЭ-Т, используемые при проектировании исследуемых сетей.

Проведено исследование вероятностно-временных характеристик функционирования отказоустойчивой решетчатой оптической транспортной сети, необходимых при планировании, проектировании и строительстве сетей связи.

Математической моделью сети служит открытая однородная экспоненциальная сеть массового обслуживания (СеМО) (сеть Джексона) и открытая неоднородная экспоненциальная СеМО (сеть ВСМР).

Стохастическая маршрутная матрица открытой сети имеет вид:

м _

}' о

матрицу 0аЬ можно представить в виде

®аЬ а м ь I

а 0 -т а 0 1

Л 0 е' р 1

Ь 0 ог 1 1

Здесь все векторы - М-мерные столбцы, а переходы между внутренними узлами сети описывает матрица в = &ацл, являющаяся сужением матрицы ®аЬ на множестве М внутренних узлов. Предположим все узлы открытой

сети сообщаются, тогда матрица © неразложима. Поскольку вектор Р имеет хотя бы один положительный элемент, то матрица 0 является полустахости-ческой.

Матрицу стационарных интенсивностей Л можно записать в виде

41 Чг

4,1 \

2,2

^Л/,1 ^Л/,2

Ч/,Л/

где . - интенсивность перехода заявок из узла / в узел у.

Для открытой экспоненциальной сети Джексона маргинальные распределения числа заявок в узле / сети, < = 1 ,М, такие же как в изолированной СМО М1М1С,100. Определим вероятностно-временные характеристики СеМО: среднее число заявок в узлах сети и в сети в целом, среднее время пребывания заявки в узле, среднее время пребывания заявки в сети. Предложенная нагрузка на узел < имеет вид:

Р/"—, /ем/. (23)

Стационарная вероятность того, что в узле г нет заявок, имеет вид

/ей/ (24)

А(0) =

>1

X. (у) ТС,|(1-Л)

По определению среднее число Л^. заявок в узле /, ( = 1,М , имеет вид

/ер/.

Для СМО МIМI С, I °о среднее число Ж, заявок в узле / = \,М, определяется формулой:

ч (1-Р,)2

, /61,Л/.

(25)

Тогда по формуле Литтла среднее время ' пребывания заявки в узле 1

/-1.АГ

Л,- •

(26)

Для СеМО в целом среднее число N заявок в сети определяется форму-

лой:

1-1

Среднее время Т пребывания заявки в сети имеет вид

тЛ ¿0

(27)

В четвертой главе проведен анализ особенностей квазирешетчатых оптических сетей, выделены топологические и структурные особенности, особенности математического моделирования, особенности проектирования.

Проведено уточнение вероятностно-временных характеристик функционирования отказоустойчивой квазирешетчатой оптической транспортной сети, к которым относятся среднее число запросов в каждой решетчатой оптической транспортной сети, пропускная способность решетчатой оптической транспортной сети, среднее время пребывания запроса в решетчатой оптической транспортной сети, а также среднее время пребывания запроса в квазирешетчатой оптической транспортной сети.

Отказоустойчивая квазирешетчатая оптическая транспортная сеть предназначена для гарантированной доставки информации от оборудования клиента 1 до оборудования клиента 2. При этом оборудование клиента 1 и оборудование клиента 2 могут находиться как в узлах одной решетчатой оптической транспортной сети, так и в узлах разных решетчатых оптических транспортных сетей. Кроме того, при передаче запроса из сети, где находится оборудование клиента 1, в сеть с оборудованием клиента 2 может потребоваться транзит запроса через одну или несколько решетчатых оптических транспортных сетей, являющихся элементами квазирешетчатой сети. Таким образом, окончание обслуживания запроса в решетчатой оптической транспортной сети может быть связано с тем, что запрос доставлен оборудованию клиента 2, либо с тем, что запрос передан в другую решетчатую оптическую транспортную сеть.

Маршрутная матрица в = (о^.) ^ ^, описывающая переходы между

узлами сети Гордона-Ньюэлла, имеет размерность М*М и определяется в соответствии с топологией квазирешетчатой оптической транспортной сети. При этом матрица 0 является стохастической:

= (29)

ys.ll

и предполагается неразложимой. Поэтому теоретически заявки никогда не покидают замкнутую сеть, так что необходимость в условии эргодичности отпадает, а вместо него появляется простое структурное требование: каждый из Музлов должен иметь возможность для размещения всех N заявок.

Пусть Л'Д/) - число заявок в узле / в момент /, / г 0. Тогда А/-мерный

ступенчатый марковский процесс Х(1)=^(/),...,ЛГМ(/)'), /аО, описывающий

функционирование сети Гордона-Ньюэлла при сделанных ранее предположениях, будет регулярным и неприводимым над конечным пространством состояний

_ м

!«-(*„*,,...,»„): ^ = 0,1,..„Ж, /-1 ,М\ = ^ (30)

Здесь мощность множества - число способов, ко-

торыми можно разместить N неразличимых частиц (заявок) в М ячейках (узлах), которое легко получить из комбинаторных соображений:

) (31)

Для замкнутой экспоненциальной СеМО с однолинейными узлами справедлива следующая теорема, доказательство которой для более общего случая многолинейных узлов приведено в существующей литературе.

В заключении сформулированы основные выводы по диссертационной работе в целом.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

В процессе решения задач, поставленных в диссертационной работе, получены следующие наиболее значимые научные и практические результаты:

1. Проведены анализ и сравнение существующих методов проектирования полностью оптических транспортных сетей, решетчатых сетей, подходов к проектированию сетей различных типов, а также проведено аналитическое сравнение наиболее часто используемых архитектур транспортных сетей с решетчатой архитектурой по различным критериям.

2. Проведена классификация двумерных и трехмерных решетчатых и квазирешетчатых оптических транспортных сетей, выделены их основные особенности и свойства, сформировано мнемоническое описание.

3. Исследованы вероятностно-временные характеристики функционирования решетчатых оптических транспортных сетей, разработан алгоритм их расчета Проведено исследование и уточнение вероятностно-временных характеристик функционирования квазирешетчатых оптических транспортных сетей связи, разработан алгоритм их расчета. Разработан алгоритм расчета двумерных и трехмерных отказоустойчивых решетчатых оптических транспортных сетей связи, определены формулы расчета основных параметров оптических транспортных сетей связи. Разработан алгоритм расчета двумерных и трехмерных квазирешетчатых оптических транспортных сетей связи, включающий в себя элементы алгоритма расчета решетчатых оптических транспортных сетей связи.

4. Разработаны математические модели решетчатых и квазирешетчатых оптических транспортных сетей, учитывающие топологические особенности, свойства каналообразующего оборудования, а также особенности развивающихся технологий передачи данных по оптическому волкну (в частности, оптическая берстовая коммутация).

Личный вклад автора. Все результаты, составившие основное содержание диссертации, получены автором самостоятельно.

Основные результаты диссертации изложены в следующих работах

Статьи в изданиях ВАК

1. Рахматулин A.M. Анализ и сравнение отказоустойчивых решетчатых архитектур. Естественные и технические науки, выпуск №2, - М.: «Спут-ник+», 2010. С. 365-368.

2. Рахматулин A.M. Анализ механизмов функционирования сетевых узлов в отказоустойчивой решетчатой оптической транспортной сети связи с применением моделей массового обслуживания. Естественные и технические науки, выпуск №3, - М.: «Спутник+» 2010. С. 335-337.

Публикации в журналах и материалы научно-технических конференций

1. Рахматулин A.M. Анализ оптимальности применения обобщенной многопротокольной коммутации в отказоустойчивых решетчатых оптических транспортных сетях связи. T-Comm. Спецвыпуск «Технологии информационного общества» Часть 1, Июнь 2009. - М.: ООО «ИД Медиа Паблишер», 2009. С. 35-37.

2. Рахматулин A.M. Анализ особенностей автоматически коммутируемых оптических сетей на базе отказоустойчивых решетчатых оптических транспортных сетей. Труды НТОРЭС им. A.C. Попова, Серия: Научная сессия, посвященная дню радио. Выпуск: LXIV - М.: ООО «Инсвязьиздат», 2009. С. 29-31.

3. Рахматулин A.M., Нефедов В.И., Касымов А.Ш. Системы связи с многостанционным доступом к нелинейному ретранслятору. Методы преобразования сигналов. Материалы VIII-ой Международной научно-технической конференции, 7-11 ноября 2010 г., Москва. «Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения». INTERMATIC-2010. Часть 4. - М.: Энергоатомиз-дат, 2010. С. 287-288.

4. Рахматулин A.M., Шалагинов В. А. Применение ОРОТС для гарантированной доставки сигнала и обеспечения качества инфокоммуникационных услуг при удаленной обработке. Труды РНТОРЭС им. A.C. Попова, Серия: Цифровая обработка сигналов и ее применение, Выпуск XII-1. - М.: ООО «Инсвязьиздат», 2010. С. 278-280.

5. Рахматулин A.M. Анализ особенностей топологических механизмов резервирования отказоустойчивых решетчатых оптических транспортных сетей связи. Труды РНТОРЭС им. A.C. Попова, Серия: Научная сессия, посвященная дню радио, Выпуск: LXV. - М.: ООО «Инсвязьиздат», 2010. С. 156158.

6. Рахматулин A.M. Классификация структур решетчатых оптических сетей. Тезисы доклада на Четвертой отраслевой конференции-форуме «Технологии информационного общества» 5-7 апреля 2010 г. - М.: ООО «ИД Медиа Паблишер», 2010. С. 30-31.

7. Рахматулин А.М. Основные принципы разработки методов проектирования решетчатых и квазирешетчатых оптических транспортных сетей связи // тезисы доклада на Четвертой отраслевой конференции-форуме «Технологии информационного общества», 2010. С. 31-32.

Подписано в печать: 07.11.10 Объем: 1,5 усл.п.л. Тираж: 100 экз. Заказ № 769735 Отпечатано в типографии «Реглет» 119526, г. Москва, пр-т Вернадского,39 (495) 363-78-90; www.reglet.ru

СПИСОК СОКРАЩЕНИИ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. Исследование архитектур и методов проектирования оптических транспортных сетей

1.1. Анализ применения технологий спектрального уплотнения в транспортных сетях

1.2. Исследование архитектур оптических транспортных сетей

1.3. Исследование и сравнительный анализ методов проектирования оптических транспортных сетей

1.4. Исследование методов проектирования отказоустойчивой решетчатой транспортной сети

1.5. Выводы

ГЛАВА 2. Классификация структур решетчатых оптических сетей

2.1. Регулярные решетчатые структуры оптических сетей с совмещенными волоконными кольцами

2.2. Регулярные решетчатые структуры оптических сетей с разнесенными волоконными кольцами

2.3. Мнемоническое описание решетчатых структур

2.4. Регулярная квазирешетчатая структура

2.5. Мнемоническое описание квазирешетчатых структур

2.6. Выводы

ГЛАВА 3. Разработка метода расчета отказоустойчивых решетчатых оптических транспортных сетей связи

3.1. Анализ требований к проектированию отказоустойчивой решетчатой оптической транспортной сети

3.2. Исследование вероятностно-временных характеристик функционирования отказоустойчивой решетчатой оптической транспортной сети

3.3. Разработка алгоритмов расчета вероятностно-временных характеристик для отказоустойчивой решетчатой оптической транспортной сети

3.4. Разработка алгоритма расчета отказоустойчивых решетчатых оптических транспортных сетей

3.5. Выводы

ГЛАВА 4. Разработка метода расчета для квазирешетчатых оптических транспортных сетей

4.1. Анализ особенностей квазирешетчатых оптических транспортных сетей.

4.2. Уточнение вероятностно-временных характеристик функционирования и разработка алгоритмов их расчета для отказоустойчивой квазирешетчатой оптической транспортной сети

4.3. Разработка алгоритма расчета квазирешетчатых оптических транспортных сетей

4.4. Сравнительный анализ методов проектирования решетчатых и квазирешетчатых оптических транспортных сетей

4.5. Выводы ЗАКЛЮЧЕНИЕ СПИСОК ИСТОЧНИКОВ

Внастоящее время прогресс в электронных технологиях позволяет достигать высоких показателей производительности процессоров, однако для вычислений больших объемов данных или вычислений высокой-сложности, мощности существующих на рынке решений может оказаться недостаточно. Для решения данной задачи- существуют, применяются и активно развиваются широкомасштабные параллельные системы, позволяющие осуществить разделение общего массива- вычисляемых данных на определенное число частей, при этом каждая из которых обрабатывается отдельной вычислительной мощностью. Подобные параллельные вычислительные системы обладают повышенными* требованиями к отказоустойчивости, особенно в тех случаях, когда они применяются в районах» с нестабильными климатическими условиями, стихийными бедствиями и военными действиями, при которых возникают сетевые отказы, а сеть получает .повреждения, которые сказываются на ее работоспособности и производительности. Учитывая то, что потеря некоторой части массива данных или задержки в обработке информации, связанные с возникновением сетевых отказов могут быть критичными, то обеспечение соответствующего уровня отказоустойчивости является одной из важнейших задач, которые" возникают в процессе организации подобных систем и должны быть решены на этапах проектирования.

Также, на сегодняшний день, растущие потребности в пропускной способности оборудования» и каналов связи могут быть удовлетворены только волоконно-оптическими системами передачи, при этом применение подобных систем в параллельных вычислительных системах, помимо решения задач, связанных с предоставлением достаточной пропускной способности каналов связи, позволяет решить задачи, связанные с задержками при передачи информации, а также не будет являться ограничивающим фактором при естественной эволюции параллельных вычислительных систем, а следовательно и постоянно возрастающих требованиях к пропускной способности. Это позволит сократить затраты не только на этапе организации и строительства параллельных вычислительных систем, но и при дальнейшем их развитии.

Развитие технологий передачи данных по оптическому волокну привело к возникновению полностью оптических транспортных сетей, индиффирентных. к типу передаваемой информации, а также позволяющих осуществлять ее обработку, доставку и реализацию прочих функций, присущих транспортным сетям на оптическом уровне, без какого-либо преобразования в электронный вид, при этом отсутствуют ограничения; характерные для* «традиционных» транспортных сетей, к которым относятся СЦИ, ATM, Ethernet. Подобными ограничениями являются быстродействие, длина оптического участка, неспособность обработки больших объемов информации, а также низкая функциональность. При этом «традиционные» транспортные сети могут работать только с определенными форматами трибутарных сигналов.

Определенные успехи были достигнуты в решении задач проектирования решетчатых оптических сетей, создании методов проектирования подобных сетей, а также разработке алгоритмов их расчета. Большой вклад в области разработки методик, алгоритмов и программ, обеспечивающих решение задач расчета и проектирования тороидальных решетчатых сетей внесли западные ученые: Н.Ф. Максемчук, P.F. Галлахер, I I. Хламтак, в области полностью оптических транспортных сетей, отечественные ученые: Меккель A.M., Цым А.Ю:, Фокин В.Г. в области моделирования тороидальных решетчатых сетей, отечественные ученые: Гайдамака Ю.В., Самуйлов К.Е.

Однако, проведенное аналитическое исследование выявило, что существующие методы расчета полностью оптических сетей не учитывают топологические особенности тороидальных решетчатых структур, применяемых в параллельных вычислительных системах, в то же: время, существующие методы расчета тороидальных решетчатых сетей не учитывают топологические особенности различных типов1 структур тороидальных решетчатых сетей, а также не обладают унифицированными механизмами решения задач расчета и проектирования. Более того, такие методы расчета не учитывают развивающиеся технологии оптической берстной коммутации, обобщенной многопротокольной коммутации по меткам, технологию плотного спектрального мультиплексирования, а также особенности реконфигурируемых оптических мультиплексоров ввода-вывода, механизмов конвертации длин волн, а также топологических механизмов резервирования. В связи с этим возникла необходимость разработки эффективного, унифицированного метода расчета отказоустойчивых решетчатых оптических транспортных сетей связи, учитывающего развивающиеся технологии, аппаратные и программные особенности оборудования, пригодные для использования в параллельных вычислительных системах с высокими требованиями к отказоустойчивости, а также, как полностью оптическая транспортная сеть, функционирующая в условиях с большой вероятностью возникновения сетевых отказов.

Кроме того, анализ состояния исследований' в данной области за рубежом свидетельствует о том, что научные организации США, Германии, Италии, Испании, Китая, Индии и др. сегодня уделяют данному вопросу достаточно большое внимание. В частности, проводятся исследования особенностей тороидальных решетчатых сетей, ограничений, связанных с ее эксплуатацией, происходит разработка и создание специализированных механизмов маршрутизации. В настоящее время подобные тороидальные решетчатые сети используются в США, в районе Манхэтген, Испании, в районе ле'Экзампл, как транспортные сети, а также применяются, как транспортные основы в нескольких десятках вычислительных систем различных университетов мира, при этом существует ярко выраженная тенденция к переходу с ячеистых на тороидальные решетчатые сети в тех случаях, когда есть потребность в организации сети, где каждый узел обладает одинаковыми показателями коэффициента готовности.

В то же время, на сегодняшний день в России подобные сети не получили широкого распространения, а их развитие и применение ограничено либо испытаниями в лабораторных условиях, либо остановилось на,этапе иммитационного моделирования, что несомненно является существенной потерей« для отрасли связи. Очевидно, что не проводя исследование, разработку и развитие подобных тороидальных решетчатых сетей, а также их внедрение в посведневную жизнь, можно существенно ограничить число доступных методов решения существующих задач в отрасли связи. При этом в настоящее время, организация высоко уровня отказоустойчивости узлов в современных реалиях достигается не топологическими механизмами резервирования, как это будет в случае с тороидальными решетчатыми сетями, а выделением дополнительного числа оптических волокон каждому сетевому узлу, что несомненно понижает уровень экономической эффективности сетей с таким механизмом резервирования и, что более критично, не позволяет минимизировать урон, наносимый производительности сети в целом в случае сетевого отказа. Таким образом, в тех случаях, когда требуется организовать одинаковую степень защищенности для каждого сетевого узла, доступные методы решения данной задачи, не основанные на организации тороидальных решетчатых сетей, не позволяют достигать одинаковых вероятностей возникновения сетевых отказов в любой части сети, что безусловно сделает такие методы решения данной задачи несбалансированными.

Основная цель диссертации:

Провести исследование существующих методов расчета и проектирования оптических транспортных сетей, решетчатых оптических транспортных сетей, определить требования к проектированию отказоустойчивой решетчатой оптической транспортной сети, а также разработать алгоритм расчета отказоустойчивых решетчатых и квазирешетчатых оптических транспортных сетей связи.

Достижение данной общей цели предполагает необходимость решения следующих наиболее важных задач:

1. Провести исследование существующих технологий передачи данных по оптическому волокну (ОВ), сравнительный анализ архитектур оптических транспортных сетей (ОТС) по критериям надежности, экономической эффективности и перспективности развития.

2. Классифицировать отказоустойчивые решетчатые и квазирешетчатые структуры, разработать их мнемонические описания, описать их функциональные особенности.

3. Исследовать вероятностно-временные характеристики функционирования решетчатых и квазирешетчатых оптических транспортных сетей, разработать алгоритм их расчета.

4. Разработать алгоритм расчета решетчатых и квазирешетчатых оптических транспортных сетей.

Содержание работы:

В главе 1 исследуются принципы работы систем со спектральным уплотнением, рассматриваются типы оптических усилителей (ОУ), их принципы работы и методы их расположения, осуществляется исследование функциональных особенностей различных типов оптических демультиплексоров, проводится классификация и сравнительный анализ технологий спектрального уплотнения и оптических волокон. В разделе 1.2 выполняется исследование и анализ архитектур оптических транспортных сетей, классификация архитектурных механизмов резервирования, осуществляется сравнительный анализ архитектур ОТС по критериям надежности, экономической эффективности, перспективности развития. В разделе 1.3 исследуются существующие методы проектирования ОТС, проводится сравнительный анализ методов проектирования по критериям оптимальности. Раздел 1.4 посвящен исследованию методов проектирования отказоустойчивой решетчатой транспортной сети, их сравнительному анализу по критерию оптимальности.

В главе 2 производится классификация отказоустойчивых решетчатых ОТС, осуществляется анализ регулярности решетчатых структур; классификация топологических элементов. В* разделе 2.2* исследуются общие свойства- регулярных решетчатых структур с разнесенными волоконными кольцами, анализируются общие свойства топологических элементов, выводится их мнемоническое описание. Раздел 2.4 состоит из анализа и исследования архитектуры квазирешетчатой сети, рассматриваются возможные варианты топологической архитектуры, проводится классификация разреженности квазирешетчатых структур, выводится мнемоническое описание.

В главе 3 проводится* анализ требований к проектированию отказоустойчивой решетчатой оптической* транспортной сети, определяются основные нормативные документы, применяемы при проектировании ОТС и отказоустойчивых решетчатых и квазирешетчатых ОТС. В разделе 3.2 исследуются вероятностно-временные характеристики функционирования отказоустойчивой решетчатой ОТС, формируются математические модели для открытых однородной- и неоднородной, экспоненциальных СеМО. Раздел 3.3 посвящен разработке алгоритмов расчета вероятностно-временных характеристик функционирования* отказоустойчивой решетчатой' ОТС. В разделе 3.4 определяется задача проектирования, приводятся методики и формулы расчета необходимых при проектировании параметров ОТС, классифицируются» механизмы маршрутизации, разрабатывается алгоритм расчета вероятностно-временных характеристик.

В главе 4 проводится анализ особенностей квазирешетчатых сетей, определяются топологические и структурные особенности, особенности математического моделирования, а также особенности проектирования, вводятся необходимые уточнения. Раздел 4.2 посвящен уточнению вероятностно-временных характеристик функционирования отказоустойчивой квазирешетчатой ОТС, разрабатывается математическая модель, основанная на замкнутой однородной экспоненциальной СеМО. В разделе 4.3 разрабатывается алгоритм расчета квазирешетчатых ОТС, рассматривается каждый этап проектирования подобных сетей. Раздел 4.4 посвящен сравнительному анализу методов проектирования отказоустойчивых решетчатых и квазирешетчатых ОТС.

Апробация результатов работы:

Основные материалы диссертационной работы докладывались, обсуждались и получили положительную оценку на следующих конференциях и семинарах с 2007 по 2010 г.:: 64-ая научная сессия, посвященная дню радио, 2009 г., г. Москва; третья отраслевая I научная; конференция-форум «Технологии' информационного общества», 2009 г., г. Москва; 12-ая международная, конференция «Цифровая обработка сигналов и ее применение», 2010' г., г. Москва; 18-ая международная НТК «Современное телевидение», 2010 г., г. Москва; 65-ая научная сессия, посвященная дню радио, 2010 г., г. Москва; четвертая отраслевая научная конференция-форум. «Технологии информационного общества», 2010 г., г. Москва; открытый НТС «Моделирование, расчет и проектирование систем и сетей связи», 2007 - 2010 г., г. Москва.

По теме диссертации опубликовано 9 работ, в том числе 2 статьи в журнале из Перечня ВАК РФ.

Основные научные положения; теоретические выводы и результаты, изложенные в диссертации; получены автором самостоятельно.

Научная новизна диссертации заключается в следующем:

1. Проведена классификация отказоустойчивых решетчатых и квазирешетчатых структур, разработано их мнемоническое описание.

2. Разработа математическая модель отказоустойчивой решетчатойЮТС с: оптической берстной коммутацией, позволяющая проводить расчеты- вероятностно-временных характеристик функционирования подобных сетей. Математическая модель сформулирована в виде задачи теории массового обслуживания (ТМО) и рассматривает два типа открытых экспоненциальных СеМО:

3. Разработана математическая модель, отказоустойчивой квазирешетчатой ОТС с оптической берстной коммутацией, на основе которой можно осуществлять расчеты вероятностно-временных характеристик функционирования квазирешетчатых ОТС. Математическая модель сформулирована в виде задачи ТМО и рассматривает замкнутую однородную экспоненциальную СеМО.

4. Разработаны эвристические алгоритмы расчета решетчатых и квазирешетчатых ОТС, позволяющий осуществлять проектирование подобных сетей для различных сфер применения (параллельные вычислительные системы, сверхотказоустойчивые транспортные сети связи).

5. Разработаны корректные алгоритмы расчета вероятностно-временных характеристик функционирования отказоустойчивых решетчатых и квазирешетчатых ОТС.

Практическая значимость диссертации:

Использование полученных в работе результатов позволяет:

• проводить дальнейшие исследования решетчатых и квазирешетчатых оптических транспортных сетей;

• проектировать отказоустойчивые полностью оптические транспортные сети, в которой все сетевые узлы обладают одинаковыми показателями коэффициента готовности;

• применять решетчатые и квазирешетчатые оптические транспортные сети в районах с нестабильными климатическими условиями, стихийными бедствиями, военными действиями, а также в параллельных вычислительных системах;

Полученные в диссертационной работе результаты заключаются в следующем:

1. Проведена классификация решетчатых и, квазирешетчатых структур, выведено их ' мнемоническое описание;

2. Разработаны алгоритмы расчета вероятностно-временных характеристик отказоустойчивых решетчатых и квазирешетчатых оптических транспортных сетей, а также алгоритмы их расчета;

3. Предложен комплексный подход к решению задачи проектирования отказоустойчивых решетчатых оптических транспортных сетей связи;

4. Разработан метод расчета решетчатых и квазирешетчатых оптических транспортных сетей, учитывающий* особенности топологических структур, существующих и перспективных технологий передачи данных по оптическому волокну, свойства каналообразующего оборудования, позволяющий использовать подобные сети, как в параллельных вычислительных системах, так и в роли транспортных сетей.

Основные положения диссертационной работы, выносимые на защиту:

1. Классификация решетчатых и квазирешетчатых сетей, их мнемоническое описание, сравнительный анализ методов их проектирования;

2. Алгоритм расчета вероятностно-временных характеристик функционирования отказоустойчивых решетчатых оптических транспортных сетей;

3. Алгоритм расчета вероятностно-временных характеристик функционирования квазирешетчатых оптических транспортных сетей;

4. Алгоритмы расчета решетчатых и квазирешетчатых оптических транспортных сетей;

4.5. Выводы

1. Проведен анализ особенностей квазирешетчатых оптических транспортных сетей связи, выделены топологические и структурные особенности, особенности математического моделирования, а также особенности проектирования;

2. Проведено исследование и уточнение вероятностно-временных характеристик функционирования квазирешетчатой оптической транспортной сети, определены критичные для процесса проектирования вероятностно-временные характеристики;

3. Разработана математическая модель с применением ТМО, квазирешетчатая оптическая транспортная сеть рассмотрена, как замкнутая однородная экспоненциальная СеМО;

4. Разработан алгоритм расчета квазирешетчатой оптической транспортной сети, проведены необходимые уточнения, определены особенности этапов алгоритма расчета подобных сетей;

5. Проведен сравнительный анализ методов проектирования решетчатых и квазирешетчатых оптических транспортных сетей связи, исследованы различия в этапах алгоритмов их расчетов;

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В настоящее время происходит несомненная конвергенция не только телекоммуникационных услуг и сервисов, но и технологий передачи' данных, выражающаяся в мультиобъектной специализации' последних. Это прежде всего позволяет минимизировать затраты на разработку новых технологий, способных найти применение в любой отрасли связи. Подобным прорывом являются полностью оптические транспортные сети связи, которые используются не только в местных, зоновых и магистральных сетях, но на их основе также организовывают параллельные вычислительные системы различной сложности и направленности.

Задачи, поставленные в данной научной работе затрагивают несколько смежных и зависимых друг от друга областей и сфер отрасли связи.

В главе 1 проведенного исследования были решены поставленные задачи и на основе их решениявыявлены следующие положения:

• В настоящее время только применение ОВ на сетях связи позволяет решить задачу удовлетворения потребности в пропускной способности каналов и сетей связи.

• Применение на сети гибридных оптических усилителей позволяет уменьшить спонтанное излучение и увеличить соотношение сигнал/шум.

• Наиболее предпочтительной основой оптического демультиплексора для систем с плотным спектральным мультиплексированием является фильтр Маха-Цендера, по причине того, что данный тип фильтра позволяет осуществлять выделение близко стоящих каналов.

• Развитие технологий передачи данных по ОВ идет в различных направлениях, каждое из которых обладает своими преимуществами и недостатками. К таким направлениям относятся технологии OTDM, OCDM, Optical OFDM, HWDM.

• ПСМ позволяет организовывать большее число оптических каналов (192 канала, на 2010 год), чем ГСМ (18 каналов), может функционировать в. одном спектральном диапазоне (С) и с применением практически всех типов ОВ (G.652, G.653, G.654, G.655, G.656). Максимальная суммарная скорость передачи каналообразующего оборудования на основе данной технологии, составляется

3200 Гбит/с (на 2010 год), однако, подобные системы существенно подвержены влиянию дисперсий и нелинейных эффектов. Применение данной технологии, не смотря на ее более высокую цену, является предпочтительным.

• Эффективным и перспективным принципом построения оптических сетей является перенос всех транспортных операций (маршрутизация, регенерация, обработка больших объемов информации) на оптический уровень.

• Регулярная решетчатая топологическая архитектура в сравнении с ячеистой, каскадно-кольцевой архитектурами и архитектурой взаимодействующих колец обладает одинаковыми показателями коэффициентов готовности для узлов в центре и на границе сети; наименьшим (25%) показателем максимального урона, наносимого узлом с максимальным количеством соединений; наименьшим показателем общего времени простоя (0,359 ч.); наибольшим показателем экономической эффективности (762,9082); обладает наибольшим числом преимуществ при сравнении по критерию перспективности развития.

• Процесс проектирования отказоустойчивой решетчатой оптической транспортной сети связи предпочтительнее основывать на методах декомпозиции и системности.

• Существующие методы расчета и проектирования! отказоустойчивых решетчатых оптических транспортных сетей связи не обладают механизмами решения задач расчета, к которым относится расчет вероятностно-временных характеристик.

В главе 2 данной работы были решены поставленные задачи и на основе их решения были выявлены следующие положения:

• В настоящее время существующая классификация не позволяет определить функциональные особенности различных решетчатых и квазирешетчатых структур.

• Разработанная классификация позволяет разделить исследуемые сети на регулярные, нерегулярные, симметричные, асимметричные, равновесные, неравновесные, с совмещенными и разнесенными волоконными кольцами.

• Составляющие основу решетчатых структур топологические элементы можно разделить на линейные, нелинейные, ориентированные, неориентированные.

• Квазирешетчатые сети представляют собой соединенные в кольцевую топологию решетчатые сети, каждая из которых независима.

Разработанная классификация позволяет разделить квазирешетчатые структуры на двумерные, трехмерные, трехмерные полносвязные, вариамерные; по ориентации опорного кольца разделены на однонаправленные, конечно-ориентированные и: двунаправленные; по критерию плотности; расположения составных решетчатых сетей разделены на сверхплотные, плотные, слаборазреженные и сильноразреженные:

Применение мнемонического описания позволяет в названии определить основные функциональные особенности решетчатых и квазирешетчатых структур.

В главе 3 диссертации были решены следующие задачи:

• Проведен анализ требований к проектированию исследуемых сетей, определены перечни используемых ГОСТ, РД, ОСТ, BGH, СНиП, рекомендаций МСЭ-Т.

• Проведено^ исследование вероятностно-временных характеристик функционирования отказоустойчивых решетчатых оптических транспортных сететсвязи, определены критичные: для процесса проектирования вероятностно-временные характеристики, к которым относятся: среднее число заявок в узлах сети и в сети в целом, среднее время, пребывания заявки в узле; среднее время пребывания заявки в сети.»

• Разработаны* математические модели,, основанные на открытой; однородной экспоненциальной СеМО (сеть Джексона) и открытая неоднородная экспоненциальная СеМО (сеть ВСМР).

• Разработаны алгоритмы расчета основных вероятностно-временных характеристик.

• Разработан алгоритм расчета отказоустойчивых решетчатых оптических транспортных сетей, выделены основные выражения, применяемые при расчете основных сетевых параметров, проведена краткая классификация часто используемых механизмов маршрутизации.

В четвертой главе диссертационного исследования были получены решения следующих задач:

• Проведен системный анализ функциональных особенностей отказоустойчивых квазирешетчатых оптических транспортных сетей связи; выделены топологические и структурные особенности, особенности математического моделирования, а также особенности расчета и проектирования.

• Проведено уточнение вероятностно-временных характеристик функционирования квазирешетчатой ОТС, определены критичные для процесса проектирования вероятностно-временные характеристики, к которым относятся: среднее число запросов в каждой решетчатой ОТС, пропускная способность решетчатой ОТС, среднее время пребывания запроса в состваных решетчатых и квазирешетчатой сетях.

• Разработана математическая модель, основанная на замкнутой однородной экспоненциальной СеМО (сеть Гордона-Ньюэлла).

• Разработан алгоритм расчета уточненных вероятностно-временных характеристик функционирования квазирешетчатых ОТС.

• Разработан алгоритм расчета квазирешетчатчых ОТС, проведены необходимые уточнения, определены особенности этапов алгоритма рассматриваемых сетей.

• Проведен сравнительный анализ методов проектирования решетчатых и квазирешетчатых ОТС, исследованы различия в этапах алгоритмов их расчета.

1. Алексеев Е.Б. Проектирование и техническая эксплуатация цифровых волоконно-оптических систем передачи. Учебное пособие М.: ИПК при МТУ СИ, 2007 г. - 221 с.

2. Фокин В.Г. Оптические системы передачи и транспортные сети. Учебное пособие -М.: Эко-Трендз, 2008 г. 288 с.

3. Девицына С.Н. Проектирование магистральных и внутризоновых волоконно-оптических линий связи с применением оборудования синхронной цифровой иерархии (SDH). Учебное пособие Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2003 г. - 87 с.

4. Мошак H.H. Основы проектирования сетей ATM Ч. 1 Архитектура сети ATM: Учебное пособие СПб.: С.-Петерб. гос. ун-т телекоммуникаций им.М.А.Бонч-Бруевича, 2002 г. - 95 с.

5. Мошак H.H. Основы проектирования сетей ATM 4.2 Методы и модели расчета параметров широкополосных цифровых сетей с интеграцией служб: Учебное пособие -СПб.: С.-Петерб. гос. ун-т телекоммуникаций им.М.А.Бонч-Бруевича, 2002 г. 71 с.

6. Меккель A.M. Поностью оптическая транспортная сеть. Основные положения М. ФГУП ЦНИИС, 2008 г. - 104 с.

7. Вербовецкий A.A. Основы проектирования цифровых оптических систем и сетей связи М.: АЛЕКС, 2002 г. - 190 с.

8. Дедоборщ В.Г. Проектирование сетей связи и качество обслуживания М.: ЦНИИ связи, 1989 г. - 82 с.

9. Сычев К.И. Многокритериальное проектирование мультисервисных сетей связи -СПб.: Изд-во Политехнического ун-та, 2008 г. 271 с.

10. Попов Г.Н. Расчет и измерение качественных показателей транспортной сети. Учебное пособие Новосибирск: СибГУТИ, 2002 г. - 103 с.

11. Э. Таненбаум Компьютерные сети 4-е издание. СПб.: ООО «Питер Принт», 2006 - 992 с.

12. Заславский К.Э., Фокин В.Г. Проектирование оптической транспортной сети. Учебное пособие Новосибирск: СибГУТИ, 1999 г. - 53 с.

13. Заславский К. Е. Волоконно-оптические системы передачи со спектральным уплотнением (ВОСП-WDM): Учебное пособие — Новосибирск: Межрег. учеб. центр переподгот. спец., 2002 г. 67 с.

14. Снегов А.Д. Волоконно-оптические системы передачи со спектральным уплотнением. 4.2 М.: МТУ СИ, 2004 г. - 29 с.

15. Власов И.И., Птичников М.М. Измерения в цифровых сетях связи М.: Постмаркет, 2004 г. - 432 с.

16. Рекомендация МСЭ-Т G.872 Architecture of optical transport networks

17. Рекомендация МСЭ-Т G.805 Generic functional architecture of transport networks

18. Рекомендация МСЭ-Т G.841 Types and characteristics of SDH network protection architectures

19. Рекомендация МСЭ-Т G.709 Optical interfaces for OTN

20. Рекомендация МСЭ-Т G.959.1 OTN Physical Layer Interfaces

21. Рекомендация МСЭ-Т G. 692 Optical interfaces for multichannel systems with optical amplifiers

22. Рекомендация МСЭ-Т G.694.1 Spectral grids for WDM applications: DWDM wavelength grid

23. Рекомендация МСЭ-Т G.694.2 Spectral grids for WDM applications: CWDM wavelength grid

24. Рекомендация МСЭ-Т G.957 Optical Interface Equipments and Systems Relating to the SDH

25. Рекомендация МСЭ-Т G.8251 The Control of jitter and wander within the optical transport network

26. Аникин, И.В. Проектирование и техническая эксплуатация защищенных телекоммуникационных систем: Учебное пособие / И.В. Аникин, Т.М. Гильмуллин, А.Ю. Горев, М.А. Кривилёв. Казань: Изд-во Казан, гос. техн. ун-та, 2008. - 199 с.

27. Нетес В.А. Основы теории надежности. Учебное пособие М.: МТУСИ, 2006 г. - 58 с.

28. Фриман Р. Волоконно-оптические системы связи, 4-е дополненное издание М.: Техносфера, 2007 г. - 512 с.

29. Виноградов В.В., Котов. В.К., Нуприк В.Н. Волоконно-оптические линии связи -М.: Желдориздат, 2002 г. 278 с.

30. Бакланов И. SDH-NGSDH: Практический взгляд на развитие транспортных сетей -М.: Метротек, 2006 г. 736 с.

31. ГОСТ 27.002-89 «Надежность в технике. Основные понятия. Термины и; определения»

32. Нетес В.А. Основные принципы организации самозалечивающихся сетей на основе СЦИ // Электросвязь, 1995

33. Нетес В.А. Типичные недостатки при проектировании сетей SDH // Вестник связи, № 4, 2000 с. 82 - 85

34. Основные положения развития Взаимоувязанной сети связи РФ

35. Хволес Е.А. Волоконно-оптические линии связи и проблемы их надежности -ВКСС. Connect, №4, 2000 с. 56 - 59

36. Убайдуллаев P.P. Волоконно-оптические сети М.: Эко-Трендз, 1998 г. - 267 с.

37. Меккель A.M. Архитектура оптической транспортной сети // Фотон Экспресс, №7-82004, стр. 38 40

38. Кутузов О.И. Татарникова Т.М. Моделирование телекоммуникационных сетей. Учебное пособие СПб.: С.-Петерб. гос. ун-т телекоммуникаций им.М.А.Бонч-Бруевича, 2001 г.-76 с.

39. Меккель А.М. Оптическая транспортная сеть и NGN // Light wave Russian Edition, № 2, 2006, стр. 18-23

40. Telcordia Notes on DWDM and Optical Networks Special Report // SR-NOTES-SERIES-02, Issue 1, Piscataway, ТОб May 2000

41. Цимбало E. MAXHaul выбор профессионалов для организации транспортной сети WIMAX // Connect Мир Связи 01.2007, интернет-версия

42. IEEE Standard 802.16: A Technical Overview of the WirelessMAN Air Interface for Broadband Wireless Access

43. Каталог продукции Alcatel 1626, 2010 г. •

44. Каталог продукции ECI, 2010 г.

45. Жирар А. Руководство по технологии и тестированию систем WDM М.: EXFO, 2001 г.-264 с.

46. Rahman A. Design Issue of Distributed Raman Amps for reduced Noise Accumulation in Long-Haul, Repeatered Transmission // Lighwave, August 2000, page 70.

47. Егоров Ф.А., Потапов B.T. Усилители оптических сигналов BOJIC // Фотон-Экспресс, №21,2000 г. интернет-версия

48. Islam M. Raman Amplifiers For Telecommunication 2 NY: Springer-Verlag New York Inc., 2004-432 p.

49. Следов H. Системы SDH уровня STM-1024 // Первая миля, №3, 2009, стр. 24-30

50. IEEE Standard 802.3ае: 10Gb/s Ethernet

51. OTDM-based optical communications networks at 160 Gbit/s and beyond // Optical Fiber Technology, Issue 13, 2007, pp 1 -12.

52. Optical Orthogonal Frequency Division Multiplexing (Optical OFDM) // Research at Photonics Laboratories (11-3), Nippon Telegraph and Telephone Corporation, 2003

53. Shieh W., Bao H., Tang Y. Coherent optical OFDM: theory and design // Optics Express, Vol. 16, No. 2, 2008, pp 841 859

54. Xiao S., Weiner M. A. Four-User ~3- GHz- Spaced Subcarrier Multiplexing (SCM) Using Optical Direct-Detection via Hyperfine WDM // IEEE Photonics Technology Letters, Vol. 17, No. 10, 2005, pp 2218 2220

55. Gianni C. Alcatel 1626 LM 96/192 Channels Core DWDM Platform, 1626 LM REL.2.0 // Technical Handbook, Alcatel-Lucent,

56. Рекомендация МСЭ-Т G.652 Characteristics of a single-mode optical fibre cable

57. Рекомендация МСЭ-Т G.653 Characteristics of a dispepsion-shifted single-mode optical fibre cable

58. Рекомендация МСЭ-Т G.654 Characteristics of a cut-off shifted single-mode optical fibre cable

59. Рекомендация МСЭ-Т G.655 Characteristics of a non-zero dispersion-shifted singlemode optical fibre and cable

60. Рекомендация МСЭ-Т G.656 Characteristics of a fibre and cable with Non-Zero Dispersion for Wideband Optical Transport

61. Nagarajan R., Kato M., Desikan T. 400 Gb/s (10 channel x 40 gb/s) DWDM photonic integrated circuits // Optical Fiber Communication Conference, 2005. Technical Digest. OFC/NFOEC, Vol. 2, 2005 pp. 3

62. Breach T. 40G and 1OOG Overview. Ver. 1 NORDUnet A/S, 2009, p. 18

63. SURPASS hiT 7550 DWDM Transport System // Munchen: Siemence AG, 2003; 3 p.

64. Farrel A., Bryskin I. GMPLS: Architecture and Applications San Francisco: Morgan* KaufmamrPublishers (Elsevier), 2006 - 400 p.

65. Слепов H. Современные технологии цифровых оптоволоконных сетей связи (ATM, PDH, SDH, SONET и WDM) M.: Радио и связь, 2000 - 468 с.

66. Рахматулин A.M. Труды РНТОРЭС им. А.С. Попова // серия: Научная сессия, посвященная дню радио, выпуск: LXIV, 2009 стр. 29-31

67. Чекмарев Ю.В. Локальные вычислительные сети М.:ДМК-Пресс, 2008 - 200 стр

68. Брю Л.С., Макконнел Р.К. Экономикс. Краткий курс: Пер. 1-го англ. изд М.: ИНФРА-М, 2008 г. - 462 с.

69. Design and Analysis of Multidimensional Manhattan Street Networks Tein Y. Chung and Dharma P. Agrawal

70. Cornelias F., Dalfo C., Fiol M.A. The Multidimensional Manhattan Networks // Electronic Notes in Disctrete Mathematics, Vol. 29, 2007 pp. 383 -387

71. Marsan M.A., Abertengo G., Francese A. All-optical bidirectional manhattan networks // IEEE International Conference on Communications, 1992. ICC '92, Conference Record,« SUPERCOMM/ICC '92, Vol:3, 1992-pp. 1461 1467

72. Li Sheng Jie Wu Maximum-Shortest-Path (MSP) is Not Optimal for a General NxN Torus // IEEE Transactions on Reliability, Vol. 52, Issue 1, pp. 22 25

73. Chlamtac I., Fumagalli A. An Optical Switch Architecture for Manhattan Networks // IEEE Journal on Selected Areas in Communications, Vol. 11, Issue 4, 1993 pp. 550 - 559

74. Kwai D-M, Parhami B. Pruned three-dimensional toroidal networks // Information Processing Letters, Vol.68, 1998 -pp. 179- 183

75. Mahini H., Sarbazi-Azad H. Resource placement in three-dimensional tori // Parallel Computing, Vol. 35, Issues 10-11,2009 pp. 535 - 543

76. IEEE Standard 802.3ab: 1000BASE-T

77. Honkanen-T.R. Nearly-All-Optical Routing in Sparse Optical Tori // PARELEC Proceedings of the international symposium on Parallel Computing in Electrical Engineering, 2006-pp. 251 -256

78. Xiang D., Chen A. Fault-Tolerant Routing in 2D Tori or Meshes using Limited-Global-Safety Information // ICPP Proceedings of the 2002 International Conference on Parallel Processing, 2002 pp. 231

79. Honkanen T.R., Liimatainen J-P. Work-Optimal Routing in Wavelength-Divisionth

80. Multiplexed Dense Optical Tori // 2008 11 IEEE International Conference on Computational Science andEngineering, 2008 pp. 9-14

81. Lazar A.A., Robertazzi T.G. Information Based Deflection Strategies For Manhattan Street Network State University of New York At Stony Brook: CEAS technical report 603, 1991-p. 33

82. Maxemchuk N.F., Krishnan R. A comparison of linear and Mesh topologies DQDB and the manhattan street network // IEEE Journal on Selected Areas in Communications, Vol. 11, Issue 8, 1993 - pp. 1278 - 1289

83. Dobosiewicz W., Gburzynski P. A bounded-hop-count deflection scheme for Manhattan-street networks // INFOCOM '96 Proceedings IEEE 15th Annual Joint Conference of the IEEE Computer Societies. Networking the Next Generation, Vol. 1, 1996 pp. 172 - 179.

84. Komolafe O., Harle D:, Cotter D. Ultrafst Optical Packet Switching over Arbitrary Physical Topologies using the Manhattan Street Network // Proceedings of the 2001 IEEE International Conference on Communications (ICC), 2001

85. Lau G.M.F. The Meandering Street Network Department of Computer Science The University of Hong Kong, 1996 - pp. 11

86. Kwak J.W., Jhon C.S. Torus Ring: improving performance of interconnection network by modifying hierarchical ring // Parallel Computing, Vol: 33, Issue 1, 2007 — pp. 2 20

87. Parhami В., Kwai D-M. Comparing Four Classes of Torus-Based Parallel Architectures: Network Parameters and Communication Performance // Mathematical and Computer Modelling, Vol. 40, Issue 7-8, 2004 pp. 701 - 720

88. Воеводин B:B., Воеводин Вл.В. Параллельные вычисления СПб.: БХВ-Петербург, 2004 - 608 с.

89. Бэкон Дж, Харрис Т. Операционные системы. Параллельные и распределенные системы^- СПб.: Издательская группа BHV, 2004 800 с.

90. Greenberg R.I., Oh Н-С. Universal wormhole routing // IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems, Vol. 8, No. 3^ pp. 254-262, 1997

91. Сигнаевский B.A., Коган Я:А. Методы оценки быстродействия вычислительных систем. М.: Наука, 1991

92. Нестеренко С.А., Фомин Д.А., Шварц О.П. Система моделирования вероятностно-временных характеристик ЛВС SCAT // Тр. Одес. политехи, ун-та. Одесса, 1997. - Вып. 2.-С. 41 -43

93. Башарин Г.П. Лекции по математической теории телетрафика: Учеб пособие. М.: Изд-во РУДН, 2007. 268 с.

94. ГОСТ 2.001-93 «Единая система конструкторской документации. Общие положения.»

95. ГОСТ 2.002-72 «Единая система конструкторской документации. Требования к. моделям, макетам и темплетам, применяемым при проектировании»

96. ГОСТ 2.004-88 «Единая система конструкторской документации. Общие требования к выполнению конструкторских и технологических документов на печатающих и графических устройствах вывода ЭВМ»'

97. ГОСТ 2.051-2006 «Единая система конструкторской документации. Электронные документы. Общие положения»

98. ГОСТ 2.412-81 «ЕСКД. Правила выполнения чертежей и схем »оптических изделий»

99. ГОСТ 2.414-75 «ЕСКД. Правила выполнения чертежей жгутов, кабелей и проводов»

100. ГОСТ 2.901-99 «ЕСКД. Документация, отправляемая за границу. Общие требования»

101. ГОСТ 2.701-2008 «ЕСКД. Схемы. Виды и типы. Общие требования к выполнению»

102. ГОСТ 2.702-75 «ЕСКД. Правилы выполнения электрических схем»

103. ГОСТ 2.711-82 «ЕСКД. Схема деления изделия на составные части»

104. ГОСТ 2.721 -74 «ЕСКД. Обозначения условные графические в схемах (ОУГС). Обозначения общего применения»

105. ГОСТ 2.737-68 «ЕСКД. ОУГС. Устройства связи»

106. ГОСТ 2.739-68 «ЕСКД. ОУГС. Аппараты, коммутаторы и станции коммутационные телефонные»

107. ГОСТ 2.743-91 «ЕСКД. ОУГС. Элементы цифровой техники»

108. ГОСТ 2.761-84 «ЕСКД. ОУГС. Компоненты волоконно-оптических систем передачи»

109. ГОСТ 2.762-85 «ЕСКД. Обозначения условные графические в электрических схемах (ОУГЭС). Частоты и диапазоны частот для систем передачи с частотным распределением каналов»

110. ГОСТ 2.763-85 «ЕСКД. ОУГЭС. Устройства с импульсно-кодовой модуляцией»

111. ГОСТ 2.766-88 «ЕСКД. ОУГЭС. Системы передачи информации с временным разделением каналов»

112. ГОСТ 20.39.312-85 «Комплексная система общих технических требований. Изделия электротехнические. Требования по надежности»

113. ГОСТ 27.001-95 «Система стандартов «Надежность в технике»

114. ГОСТ 27.002-89 «Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения»

115. ГОСТ 27.003-90 «Надежность в технике. Состав и общие правила заданий требований по надежности»

116. ГОСТ 27.301-95 «Надежность в технике. Расчет надежности. Основные положения»

117. ГОСТ 27.104-85 «Единая система стандартов автоматизированных систем управления (ЕССАСУ). Автоматизированные системы управления. Общие требования»

118. ГОСТ 24.301-80 «Система технической документации на АСУ. Общие требования к выполнению текстовых документов»

119. ГОСТ 24.302-80 «Система технической документации на АСУ. Общие требования к выполнению схем»

120. ГОСТ 24.303-80 «Система технической документации на АСУ. Обозначения условные графические технических средств»

121. ГОСТ 24.304-82 «Система технической документации на АСУ. Требования к выполнению чертежей»

122. ГОСТ 24.701-86 «ЕССАСУ. Надежность автоматизированных систем управления. Основные положения»

123. ГОСТ 24.702-85 «ЕССАСУ. Эффективность автоматизированных систем управления. Основные положения»

124. ГОСТ 24.703-85 «ЕССАСУ. Типовые проектные решения в АСУ. Основные положения»

125. ГОСТ Р 21.1001 -2009 «Система проектной документации для строительства. Общие положения»

126. ГОСТ 21.101 -97 «Система проектной документации для строительства. Основные требования к проектной и рабочей документации»

127. ГОСТ Р 21.1703-2000 «Система проектной документации для строительства. Правила выполнения рабочей документации»

128. ГОСТ 21.406-88 «Система проектной документации для строительства. Проводные средства связи. Обозначения условные графические на схемах и планах»

129. РД 45.186-2001 «Аппаратура волоконно-оптических усилителей для применения на взаимоувязанной сети связи Российской Федерации. ТТ.»

130. РД 45.286-2002 «Аппаратура волоконно-оптической системы передачи со спектральным разделением. ТТ.»

131. РД 45.128-2000 «Сети и службы передачи данных»

132. РД 45.129-2000 «Телематические службы»

133. РД 45.134-2000 «Средства технические телематических служб»1401 РД 45.176-2001- «Аппаратура связи, реализующая функции коммутации кадров в; локальной сети на уровне звена данных»

134. РД 45.047-99 «Линиишередачи волоконно-оптические на магистральной и внутризоновых первичных сетях ЕСС России. Техническая эксплуатация»

135. РД 45.028-99 «Аппаратура системы мониторинга оптических кабелей сетей связи. Технические требования»

136. РД 45.195-2001 «Применение транспортных технологий связи, использующих в качестве среды передачи; оптическое волокно»

137. ОСТ 45.42-87 «Проектная документация для строительства. Предприятия и сооружения электросвязи, радиовещания и телевидения. Рабочие чертежи. ОАО «Гипросвязь»

138. ОСТ 45.63-96 «Обеспечение надежности средств электросвязи. Основные положения. ЦНИИС»

139. ОСТ 45.65-96 «Методика расчета среднего времени восстановления оборудования электросвязи. ЦНИИС»

140. ОСТ 45.88-96 «Отраслевая система стандартизации. Порядок разработки руководящих документов отрасли. ЦНИИС»

141. ОСТ 45.89-2000 «Отраслевая система стандартизации. Издание нормативных документов отрасли. Требования к оформлению нормативных документов, порядок издания и распространения. ЦНИИС»

142. ОСТ 45.90-96 «Стыки цифровых каналов и групповых трактов первичной сети Взаимоувязанной сети связи Российской Федерации. Методы испытаний основных параметров. ЦНИИС»

143. ОСТ 45.104-97 «Стыки оптические систем передачи синхронной цифровой иерархии. Классификация и основные параметры. ЦНИИС»

144. ОСТ 45.121-97 «Линии передачи кабельные магистральные и внутризоновые. Сооружения линейные. Термины и определения. ЦНИИС»

145. OCT 45.127-99 «Система обеспечения информационной безопасности Взаимоувязанной сети связи Российской Федерации. Термины и определения. ЦНИИС»

146. ОС Г 45.131 -99 «Стык оптический системы передачи синхронной цифровой иерархии. Методы измерения параметров. ЦНИИС»

147. ОСТ 45Л 53-99 «Надежность средств электросвязи. Термины и определения: ЦНИИС»

148. ОСТ 45.178-2001 «Системы передачи с оптическими усилителями и спектральным уплотнением. Стыки оптические. Классификация и основные параметры. ЦНИИС»

149. ОСТ 45.182-2001 «Отраслевая системма стандартизации. Технические требования к средствам электросвязи. Требования к содержанию и изложению. ЦНИИС»

150. ОСТ 45.190-2001 «Системы передачи волоконно-оптические. Стыки оптические. Термины и определения; ЦНИИС»

151. Рекомендация МСЭ-Т G.870 « Terms and definitions for optical transport networks (OTN)»

152. Рекомендация МСЭ-Т G.871 «Framework of Optical Transport Network Recommendations»160; Рекомендация МСЭ-Т G.874 «Management aspects of optical transport network elements»

153. Рекомендация МСЭ-Т G.911 «Parameters and calculation methodologies for reliability and availability of fibre optic systems» '

154. Рекомендация МСЭ-Т G.7710 «Common equipment management function requirements»163". Рекомендация МСЭ-Т G.7712 «Architecture and specification of data communication network»

155. Рекомендация МСЭ-Т G.7714 «Protocol for automatic discovery in SDH and OTN networks»

156. Рекомендация МСЭ-Т G.7715 «ASON routing architecture and requirements for link state protocols»

157. Рекомендация МСЭ-Т G.7715.2 «ASON routing architecture and requirements for remote route query»

158. Рекомендация МСЭ-Т G.7716 «Architecture of control planeoperations»

159. Рекомендация МСЭ-Т К.25 «Protection of optical fibre cables»

160. Вишневский B.M. Теоретические основы проектирования компьютерных сетей // Техносфера, Москва, 2003. 512 с.

161. Jackson G.R. "Job-shop-like queueing systems" // Mang. Sei., 1963, v.10, №1, pp.131142.

162. Baskett, F., К. M. Chandy, R. R. Müntz, and F. G. Palacios. Open, Closed, and Mixed Networks of Queues with Different Classes of Customers. Journal of the ACM, Vol. 22, No. 2 (1975), pp. 248-260.

163. Gordon W.J., Newell G.F. Closed queueing systems with exponential servers. Operations Research 1967, 15, №2. Pp. 254-265.

164. Busen Y.P. Computational Algorithm of Closed Queueing Network with Exponential Server//Commun. ACM, 1973.-V. 16, No. 9.-Pp. 527-531.

165. Башарин Г.П., Бочаров П.П., Коган Я.А. «Анализ очередей в вычислительных сетях» // М., Наука, 1989 336 с.