Введение к работе
Актуальность работы. В условиях необходимости организации на телекоммуникационной сети множества разнородных сервисов (услуг) многократно возрастает важность обеспечения требуемых показателей качества работы сети. Улучшение качественных показателей телекоммуникационных услуг невозможно без действующих на сетях операторов связи механизмов учета, анализа и управления показателем сквозной задержки.
Поскольку региональные и магистральные телекоммуникационные сети имеют территориально-распределенную структуру с большим количеством сетевых объектов, процесс управления показателем сквозной задержки сигнала в такой системе обостряется необходимостью его прогнозирования на стадии проектирования сети. При этом не исчезает важность анализа и управления этим параметром на этапах эксплуатации и развития сети.
В данных условиях для операторов связи вопрос создания системы учета показателя сквозной задержки приобретает исключительную важность на этапах проектирования, эксплуатации и развития региональных и магистральных сегментов телекоммуникационных сетей.
Прогнозирование и оценка сквозных задержек требуют создания моделей для трактов телекоммуникационных сетей, учитывающих данный показатель. Современные сетевые тракты региональных и магистральных сегментов телекоммуникационных сетей представляют собой разнородную структуру с различными методами исследования. Согласно тенденциям последних лет на региональных и магистральных сегментах начинает активно применяться оборудование с коммутацией каналов. Однако на физическом и канальном уровнях по-прежнему остается оборудование коммутации каналов. Поэтому их влияние на показатель сквозной задержки сигнала исключить невозможно. Несмотря на существование большого количества работ, изучающих вопросы оценки сквозных задержек на отдельных элементах телекоммуникационных сетей, проблема моделирования этого показателя в сложных сетевых трактах с коммутацией каналов не решена.
Таким образом актуальность работы заключается в доработке существующих моделей элементов оборудования, составляющих современный сетевой тракт в региональных и магистральных телекоммуникационных сетях.
Предлагаемые модели основных элементов телекоммуникационной сети с коммутацией каналов позволят прогнозировать показатель сквозной задержки на стадии проектирования, анализировать и разрабатывать механизмы контроля и управления данным показателем, создавать эффективные архитектурные решения на региональных и магистральных телекоммуникационных сетях, оценивать возможность обеспечения требуемого качества новых услуг (каналов) перед их внедрением на существующих сетях. В совокупности это позволит встроить систему учета сквозных задержек сигнала в действующие бизнес-процессы операторов связи.
Цель и задачи работы. Цель диссертационной работы - повышение показателей качества работы телекоммуникационной сети за счет улучшения значений показателя сквозной задержки. Поставленная цель достигается путем разработки методик анализа и управления показателем сквозной задержки сигналов на этапах проектирования, эксплуатации и развития региональных и магистральных телекоммуникационных сетей, что потребовало проведения исследований и решения следующих задач:
1. Систематизация существующих теоретических и практических
результатов исследований показателя сквозной задержки сигнала в сетях связи;
2. Моделирование процессов передачи и обработки информации в
региональных и магистральных сетях связи в части показателя сквозной задержки
сигнала;
3. Оценка величины временной задержки и латентности сигналов в базовых
блоках цифровых систем передачи (SDH и DWDM);
4. Разработка путей совершенствования архитектуры региональных и
магистральных телекоммуникационных сетей, обеспечивающих улучшение
показателей качества телекоммуникационных услуг;
5. Разработка новой методики проектирования региональных и магистральных телекоммуникационных сетей связи.
Объектом исследования является система учета показателей качества работы сети на этапах проектирования, эксплуатации и развития региональных и магистральных телекоммуникационных сетей.
Предметом исследования является временная задержка и латентность сигналов, возникающие в процессе передачи и обработки цифровой информации на физическом и канальном уровнях систем передачи SDH и DWDM.
Методы исследования. Использование структурно-функционального метода анализа, системного метода, теории оптики, практического опыта эксплуатации оборудования магистральной сети позволило наиболее полно организовать научный поиск и исследование для решения поставленных задач.
Вопросам развития и совершенствования архитектуры
телекоммуникационных сетей с учетом параметра сквозной задержки сетевых трактов уделено внимание в работах следующих российских и зарубежных ученых: Галкин А.Н., Гилберт Хелд, Гончаров А.А., Засецкий А.В., Калягин A.M., Костас Сукулис, Котляр В.В., Макаренко А.В., Мак-Квери Стив, Мак-Грю Келли, Медушонков Ю.А., Наний О.Е., Новожилов Е.О., Слепов Н.Н., Стеклов В.К., ШринивасВ. и др.
Научная новизна работы состоит в следующем:
1. Описана структура параметра сквозной задержки для современных
сетевых трактов региональных и магистральных телекоммуникационных сетей;
2. Получены аналитические выражения для процессов передачи/обработки
информации, обуславливающих временные задержки и латентность сигнала в
функциональных элементах устройств цифровых систем передачи с коммутацией
каналов;
3. Предложены научно обоснованные направления совершенствования
существующей архитектуры и концепция формирования сетевых трактов
региональных и магистральных телекоммуникационных сетей, обеспечивающие
уменьшение показателя сквозной задержки сигналов;
4. Разработана методика проектирования параметра сквозной задержки сигнала на стадии теоретических расчетов, позволяющая задавать необходимый уровень показателя задержки на новых участках телекоммуникационных сетей и оценивать будущие параметры каналов связи перед их формированием на реальной сети.
Практическая значимость работы заключается в повышении эффективности реализации проектов на магистральной сети и работы подразделений операторов связи, выполняющих функции по развитию и эксплуатации магистральных сетей. Предлагаемый анализ и методики оценки слагаемых сквозной задержки дают возможность научно обоснованного управления величиной сквозной задержки на существующих и проектируемых участках магистральной оптической сети.
На защиту выносится:
-
Принципы комплексной классификации слагаемых сквозной задержки сигнала в различных устройствах цифровых систем передачи;
-
Модели сквозной задержки для сигналов Е12 -^ STM-N в оборудовании синхронной цифровой иерархии, отражающие детерминированные факторы процессов передачи/обработки информации;
3. Количественная оценка слагаемых сквозной задержки сигнала,
отражающая степень влияния различных процессов передачи/обработки
информации в исследуемых системах связи;
4. Архитектурные и технические решения в региональных и магистральных
телекоммуникационных сетях позволяющие оптимизировать показатель сквозной
задержки сигнала под необходимые требования;
5. Новая методика проектирования региональных и магистральных
телекоммуникационных сетей связи, направленная на создание системы анализа и
управления сквозной задержки сигнала на этапах проектирования, эксплуатации и
развития телекоммуникационных сетей связи.
Апробация работы и публикации. Основные положения и результаты диссертационной работы -докладывались на VII межвузовской научно-
технической конференции «Молодые ученые - транспорту» (г. Екатеринбург, 2007 г.); Всероссийской научно-технической конференции «Транспорт, наука, бизнес: проблемы и стратегия развития» (г. Екатеринбург, 2008 г.); Семинар на кафедре «Связь» (г. Екатеринбург, 2010 г.); Научное обсуждение результатов в УрТИСИ СибГУТИ (г. Екатеринбург, 2010 г.).
По теме диссертации опубликовано восемь печатных работ, из них три - в журнале, входящем в перечень ВАК, две - в научных трудах Международной научно-практической конференции «Связь-Пром 2009» (г. Екатеринбург, 2009 г.), две - в сборнике научных трудов «Молодые ученые - транспорту-2009» (г.Екатеринбург, 2010 г.), одна работа в журнале «Транспорт Урала» (№2,2008г.).
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 225 наименований и 31 приложения. Работа включает в себя 123 рисунка и 8 таблиц. Основной текст работы изложен на 144 страницах машинописного текста.
