Введение к работе
Актуальность проблемы. В связи с развитием и совершенствованием сетей электросвязи, возрастанием объемов передаваемых информационных потоков существенно возросли требования к повышению надежности и эффективности использования ресурсов этих сетей. Учитывая существенные капитальные вложения на их создание, необходимо осуществлять поиск новых путей повышения эффективности сетей связи. В этих условиях понятна важность решения задачи оптимизации структуры межстанционных связей, что может привести к ощутимой экономии средств на создание сети в целом.
Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является исследование и разработка метода оптимизации межстанционных связей на сети с неиерархической структурой, учитывающего существование обходных направлений и различные способы коммутации на сета: каналов, пакетов и совместной коммутации каналов и пакетов. Для -решеггия этой задачи предложен критерий эффективности для сетей связи с различными способами коммутации. В диссертации разработана итерационная процедура, позволяющая расечіггать качество обслуживания поступающих вызовов на неиерархической сети с коммутацией каналов и пакетов при статической маршрутизации вызовов с учетом двух моментов поступающей нагрузки - математического ожидания и дисперсии. Практической задачей исследования является разработка метода оптимизации межстанционных связей на нсиерархнческен сети, позволяющего построить сеть, локально-оптнмалыгую по критерию эффективности использования ее ресурсов.
Методы исследования. Для проведения исследований в диссертации использовались теория графов, теория вероятностей, теория телетрафика, теория сетей связи, а также теория оптимизации.
Научная новизна результатов диссертационной работы заключается ч следующем.
1. Предложен критерий оптимизации межстанционных связей на сетях с неиерархической структурой, представляющий собой среднюю эффективность использования ресурсов линий связи, входящих в состав сети. Под эффективностью использования ресурсов линии связи понимается произведение стоимостного коэффициента и величины, отражающей качество обслуживания поступающих в сеть потоков вызовов. Стоимостной коэффшщент определяется как произведение весового коэффициента линии связи и отношения минимальной стоимости прокладки линии связи на сети к стоимости прокладки данной линии связи. Величина, отражающая
качество обслуживания потоков вызовов зависит от принятого на сети способа коммутации и определяется следующим образом:
для сети с коммутацией каналов - произведение коэффициента готовности и вероятности потерь на пучке каналов;
для сети с коммутацией пакетов - отношение времени задержки в передаче информации на линии связи к допустимому времени задержки передачи информации;
для интегральной сети - как сумма величин, отражающих качество обслуживания для сетей с коммутацией каналов и пакетов.
2. Разработан метод оптимизации межстанционых связей на сетях с
неиерархической структурой при коммутации каналов, пакетов, а также
совместной коммутации каналов и пакетов. При этом на сетях используются
обходные направления. В качестве критерия оптимизации выступает
эффективность использования пропускной способности линии связи,
входящих в состав сети. Метод отличается от известных методов тем, что
позволяет учесть неиерархическую структуру сетей и оптимальный план
распределения поступающих в сеть потоков вызовов.
3. Предложена итерационная процедура расчета качества
обслуживания поступающих в сеть потоков вызовов при дисциплине
обслуживания с отказами, при неиерархической структуре сети и наличии
обходных путей, отличающийся от известных тем, что в нем учитываются
различные виды нагрузки, поступающие на одігу лилию связи (избыточная,
обслуженная и поступающая).
4. Проведена модификация обобщенного алгоритма Флойда для
выбора k-кратчайших путей, позволяющая учитывать при выборе
маршрута две его характеристики: коэффициент готовности и длшгу.
Личный вклад. Все результаты, изложенные в диссертационной работе, получены автором лично.
Практическая ценность работы и использование ее результатов. Предложенные диссертационной работе критерий эффективности сети связи, метод и программа оптимизации структуры межстанциошіьгх связей, а также процедура оценки качественных показателей обслуживания были использованы в 16 ЦНИИИ МО РФ при проведении научно-исследовательских работ. Проведенный анализ методов оптимизации структуры сети связи был использован в учебном процессе МТУСИ. Использование результатов диссертационной работы подтверждено соответствующими актами.
Кроме того, результаты работы могут быть использованы в научно-исследовательских и проектных организациях при разработке новых и развитии существующих сетей связи.
Апробация работы. Основные результаты диссертации
докладывались, обсуждались и получили положительную опенку на: 8-й и
9-й Белорусских школах-семинарах по теории массового
обслуживания(Брест, 1992; Минск, 1993), Международной конференции но
информационным сетям и системам(С.Петербург.1994), Международном
форуме информатизации (Москва, 1995), научно-технических
конференциях профессорско-преподавательского состава
МТУСЩМосква, 1993,1994), заседаниях кафедры автоматической электросвязи(Москва, 1992-1994).
Публикации по работе. По результатам выполненных исследований опубликовано 6 печатных работ.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 96 наименований и трех приложений. Диссертация включает 135 страниц машинописного текста, 32 рисунка, 1 таблицу.
Основные положения, выносимые на защиту:
-
Предложенный критерий эффективности для неиерархической сети связи позволяет оценить эффективность использования ресурсов при различных способах коммутации: каналов, пакетов и совместной коммутации каналов и пакетов.
-
Разработанный метод оптимизации межстанционных связей на сети с неиерархической структурой при различных способах коммутации позволяет построить сеть, локально-оптимальную по предложенному критерию эффективности использования ее ресурсов.
-
Разработанная итерационная процедура расчета вероятности потерь для поступающего потока на пучках каналов позволяет рассчитать качество обслуживания при использовании на сетях методов коммутации каналов и пакетов, неиерархической структуре и при наличии обходных путей.
