Введение к работе
Актуальность. В настоящее время технологии широкополосного доступа (как проводного, так и беспроводного) являются самой быстрорастущей и видоизменяющейся областью информационных технологий, в том числе и на железнодорожном транспорте Для решения растущих задач отрасли системы должны обеспечивать пользователю должное качество обслуживания (Quality of Service, QoS)
Быстрое развитие телекоммуникационных сетей технологии широкополосного доступа и наметившаяся в последнее время их конвергенция сделали актуальной проблему поиска оптимальных методов маршрутизации в таких сетях Цель, которую необходимо достичь в связи с этим - обеспечение своевременной реакции сети на сбои и перегрузки при одновременном обеспечении для пользователей гарантированного качества услуг связи (QoS) Таким образом, с учетом непрерывного повышения требований пользователей к объему, временным задержкам и скорости передачи информации, на первый план выходит задача обеспечения и поддержания необходимого пользователю качества QoS, что может быть осуществлено путем наращивания, модернизации или эффективного распределения сетевых ресурсов
Повышение пропускной способности сети гребует повышения пропускной способности каналов, повышения пропускной способности маршрутизаторов, особенно магистральных, а также обеспечения рационального функционирования маршрутизации Одной из приоритетных задач становится задача внедрения новых методов маршрутизации и обслуживания различных типов трафика (в зависимости от вида информации и класса (по значимости) клиента) Интеграция ориентированных на состояние каналов правил маршрутизации позволяет принимать рациональные решения относительно пропускной способности, времени задержки пакетов и ее вариации
Интенсивное развитие в последние годы сетевых технологий широкополосного доступа характеризуется существенным повышением уровня
требований, предъявляемых к разработке новых, более эффективных способов передачи и приема информации в распределенных корпоративных системах, в том числе железнодорожных
Исходя из изложенного, можно сделать вывод, что проблема повышения эффективности применения технологий широкополосного доступа на железнодорожном транспорте является весьма актуальной
Исследованию и совершенствованию систем передачи информации с пакетной коммутацией и, в частности, систем широкополосного доступа посвящены работы Г П Башарина, П П Бочарова, Р Ван Ни, Д С Гаммерсмита, Р Гашолхнера, Б С Гольдштейна, У Леланда, Р Прасада, Т Раппапорта, О Н Ромашковой, У Столлингса, У Уиллингера, А А Хаттера, X Ягуби, и др
Методы маршрутизации в сетях с пакетной коммутацией развиваются в работах И П Норенкова, В И Неймана, В Г Олифера, Ю А Семенова, В А Трудоношина, Ф Халсалла, М Шварца
Проблемам совершенствования железнодорожных распределенных корпоративных систем, основанных на технологии широкополосного доступа посвящены работы И Д Блиндера, Ю В Ваванова, О К Васильева, А М Вериго, С И Тропкина
Цель работы и задачи исследования. Целью диссертационной работы является анализ и разработка методов повышения эффективности применения проводных и беспроводных технологий широкополосного доступа на железнодорожном транспорте
Для достижения поставленной цели в работе поставлены и решены следующие основные задачи
1 Исследование методов повышения эффективности
телекоммуникационных сетей железнодорожного транспорта, основанных на
технологиях широкополосного доступа с учетом требований различных
стандартов, предъявляемых к характеристикам прикладного и более низких
уровней взаимодействия
2 Разработка имитационных моделей основных фрагментов
телекоммуникационных сетей железнодорожного транспорта, основанных на
технологиях широкополосного доступа
3 Анализ существующих методов моделирования пакетной нагрузки
телекоммуникационных сетей железнодорожного транспорта, основанных на
технологиях широкополосного доступа с интегрированным характером трафика
4 Анализ методов обеспечения качества обслуживания пакетной нагрузки в
технологической телекоммуникационных сетях железнодорожного транспорта,
основанных на технологиях широкополосного доступа, выбор критериев оценки и
разработка основных требований к качеству распределения информации в таких
сетях
Разработка методики оценки качества распределения нагрузки телекоммуникационных сетей железнодорожного транспорта, основанных на технологиях широкополосного доступа
Исследование информационных потребностей и требований отрасли к сетям железнодорожного транспорта, основанных на технологиях широкополосного доступа
Разработка требований к системам, железнодорожного транспорта, основанных на технологиях широкополосного доступа
8 Исследование общих принципов функционирования и оценка
эффективности функционирования основных фрагментов телекоммуникационных
сетей железнодорожного транспорта, основанных на технологиях
широкополосного доступа
Методы исследования. В работе использованы методы теории телетрафика, теории вероятностей и математической статистики, теории массового обслуживания, имитационного и математического моделирования
Научная новизна. В работе получены и выносятся на защиту следующие новые научные результаты
1 Методика выбора алгоритмов и протоколов маршрутизации в широкополосных беспроводных сетях на основе экспериментального исследования пакетного трафика таких сетей и результаты ее применения для разработки имитационной модели проектируемой сети связи железнодорожної о транспорта
Методика имитационного моделирования пакетного трафика фрагмента широкополосной беспроводной сети технологической связи на железнодорожном транспорте и результаты ее применения для конкретной сети
Рекомендации по выбору технических параметров систем обработки пакетного трафика широкополосных беспроводных сетей на железнодорожном транспорте с позиции повышения эффективности передачи информации
Практическая ценность. Практическая ценность заключается в том, что
полученные результаты и установленные закономерности позволяют более
эффективно проектировать и использовать современные технологические
телекоммуникационные сети Представленные в работе модели и методы
позволяют повысить качество обслуживания QoS и эффективность
функционирования различных уровней проводных и беспроводных сетей широкополосного доступа
Внедрение результатов работы. Разработанные модели и методы внедрены при проектировании сетей широкополосного беспроводного доступа на жд транспорте, что подтверждено соответствующими актами Центральной станции связи - филиала ОАО «РЖД» и ООО «Наука-Связь», а также использованы в учебном процессе на кафедре «Радиотехника и электросвязь» МИИТа, что подтверждено актами
Апробация работы выполнена
- на заседаниях кафедры «Радиотехника и электросвязь» МИИТа,
-на Шестой международной научно-технической конференции Перспективные технологии в средствах передачи информации -ПТСПИ'2005 Россия, Владимир - Суздаль, 2005 г
- на научно-практической конференции «Неделя науки - 2005», МИИТ,
Москва, 2005 г
- на XLII всероссийской конференции по проблемам математики,
информатики, физики и химии, РУДН, Москва, 2006 г
-на XLIII всероссийской конференции по проблемам математики, информатики, физики и химии, РУДН, Москва, 2007 г
-на 62-ой Юбилейной научно-технической, посвященной дню радио, ПГУ ПС, Санкт-Петербург, 2007
-на Пятой Юбилейной Международной научно-практической конференции «ТелекомТранс-2007», Сочи, 2007
Результаты работы использованы в НИР:
-«Определение на этапе проектирования показателей качества функционирования зоновых сетей широкополосного беспроводного доступа (ШБД) с использованием имитационного моделирования», НИОКР № 2778/06 (Заказчик - Российский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт информатизации, автоматизации и связи ВНИИАС МПС России, 2006 г),
-«Оценка качества обслуживания участка сети NGN ЗАО «Компания ТрансТелеКом» методами имитационного моделирования», НИОКР № 181Н/06-26/371 (Заказчик - ЗАО «Компания ТрансТелеКом», 2006 г ),
-«Разработка предложений в проекты нормативных актов, регулирующих вопросы проектирования объектов связи сетей следующего поколения, с учетом требований к планированию трудовых ресурсов как основному фактору производства услуг связи» (НИР ЖГС-114 по заказу № 814-07, Заказчик -Некоммерческое партнерство «Центр исследования проблем развития телекоммуникаций», 2007г ),
-«Исследование архитектурных решений и разработка предложений по концепции проектирования платформ для предоставления услуг IP TV, включая предложения по требованиям к порядку и параметрам активизации и конфигурации услуг» (НИР №ГС-321 по заказу № 815-07, Заказчик - Некоммерческое партнерство «Центр исследования проблем развития телекоммуникаций», 2007 г ),
-«Концепция технического и организационного развития хозяйства связи и вычислительной техники ОАО «РЖД»» (Заказчик - ОАО «РЖД», 2004г )
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 14 печатных работ, перечень которых представлен в конце автореферата
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из перечня сокращений, введения, пяти глав, заключения, списка литературы, включающего 112 наименований, приложений Основная часть работы изложена на 186 страницах машинописного текста и содержит 68 рисунков и 6 таблиц
