Проектирование мультисервисных телекоммуникационных сетей ведомственного назначения на основе многокритериального подхода

РЕФЕРАТ

Текстовая часть дипломной работы: с. 66, рис. 6., табл. 2, источников 23.

Цель работы: состоит в разработке методики проектирование мультисервисных телекоммуникационных сетей ведомственного назначение на основе многокритериального подхода.

Предмет исследование: методика проектирование мультисервисных телекоммуникационных сетей ведомственного назначение на основе многокритериального подхода.

В данной работе рассматриваются исследование проектирование мультисервисных телекоммуникационных сетей ведомственного назначение - это процесс разработки системно-технических решений по их построении при краткосрочном, среднесрочном и перспективном развития (планировке). Процесс проектирования является сложной научно-технической задачей, какая основывается на использовании результатов теории систем, графов, эффективности, массового обслуживание, математического программирование и предполагает решение комплекса взаимосвязанных задач для повышения эффективности принятия управленческих решений.

МУЛЬТИСЕРВИСНАЯ СЕТЬ, ПРОЕКТИРОВАНИЕ СЕТИ, МНОГОКРИТЕРИАЛЬНЫЙ ПОДХОД, ОПТИМИЗАЦИЯ

СОДЕРЖАНИЕ

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ 8

ВВЕДЕНИЕ 9

ВЫВОДЫ 62

ПЕРЕЧЕНЬ ЛИТЕРАТУРЫ 65

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ

ATM - Asynchronous Transfer Mode FR - Frame Relay

HDLC - High-Level Data Link Control ISDN -Integrated Services Digital Network LAN - Local Area Network

MAN - Metropolitan Area Network MSN - Multi Service Network

MСТМ- мультисервисная телекоммуникационная сеть PAN - Personal Area Network

QoS - Quality of Service

SDH - Synchronous Digital Hierarchy SLA - Service Level Agreement WAN - Wide Area Network

WLAN - Wireless Local Area Network xDSL - Digital Subscriber Line

ВИС - большая информационная система

ЭКР – экспериментально-конструкторская разработка ЭВМ – электронно-вычислительная машина

МТМВП-мультисервисные телекоммуникационные сети ведомственного назначения ГДР - научно-исследовательская работа

ОТЗ – отдельное техническое Задача

САПР – система автоматизированного проектирования СМО - система массового обслуживание

ТЗ - техническое Задача

ТК _ технические работы

УПЭФ – обобщенный показатель эффективности функционирования

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследование состоит в поэтому что проектирование мультисервисных телекоммуникационных сетей ведомственного назначение – это процесс разработки системно-технических решений по их построении при краткосрочном, среднесрочном и перспективном развития (планировке). Процесс проектирования является сложной научно-технической задачей, какая основывается на использовании результатов теории систем, графов, эффективности, массового обслуживание, математического программирование и предполагает решение комплекса взаимосвязанных задач для повышения эффективности принятия управленческих решений.

Объект исследования – процессы проектирование мультисервисных телекоммуникационных сетей ведомственного назначение

Предмет исследования – методики разработки алгоритмов проектирования мультисервисных телекоммуникационных сетей ведомственного назначение на основе многокритериального подхода.

Цель поботы – разработка алгоритма проектирование мультисервисных телекоммуникационных сетей ведомственного назначение на основе многокритериального подхода.

Для достижения поставленной цели в ботах сформированы и решены такие задача:

Новизна полученных результатов заключается в комплексном подходе к проектирование мультисервисных телекоммуникационных сетей ведомственного назначение на основе многокритериального подхода.

Практическая задача полученных результатов данной работы состоит в том, что на основании результатов проектирования мультисервисных телекоммуникационных сетей ведомственного назначения на основе многокритериального подхода, которые значительно повысят эффективность принятие управленческих решений.

Телекоммуникационные системы представляют собой технические средства, предназначенные для передачи больших объемов информации через оптоволоконные линии связи как правило, телекоммуникационные системы предназначены для обслуживания большой количества пользователей: от нескольких десятков тысяч к миллионов. Использование такой системы предполагает регулярную передачу информации в цифровом виде между всеми участниками телекоммуникационной сети

Главная особенность современного оборудования для сетей – обеспечение бесперебойного соединения, чтобы информация передавалась постоянно. При этом допускается периодическое ухудшение качества связи в момент установки соединение, а также периодические технические неполадки, вызваны внешними факторами.

Основным механизмом, регулирующим качество услуг, является соглашение об уровне обслуживание SLA между поставщиком и пользователем услуг. В общем случае соглашение об уровне обслуживания включает организационно- экономические параметры, а также параметры производительности сети (скорости передачи данных пользователя, различают постоянную и переменную скорость передачи), надежности связи и качества обслуживание трафика, которые измеряются оператором путем тестирование [1].

Основные требования, что предъявляются к телекоммуникационных сетей:

Современные телекоммуникационные системы объединяются за несколькими основными признакам. Прежде за все сети классифицируют за расстоянием распространение (табл. 1.1) в состав которых входят персональная, локальная, городская да глобальной сети.

Персональная сеть соединяет электронные устройства в непосредственной зоне пользователя. Размер PAN составляет от нескольких сантиметров до нескольких метров. Одним из наиболее распространенных реальных примеров PAN является связь между динамиком Bluetooth да смартфон. PAN также могут подключать ноутбуки, планшеты, принтеры, клавиатуры и другие компьютерные устройства но только компьютер может подключаться непосредственно к Интернет.

LAN значит локальную сеть. Большинство локальных сетей подключаются в Интернет в центральной точке: маршрутизатор.

Локальные сети почти всегда используют Ethernet, WiFi или то и другое для подключения устройств внутри сети.

Городская сеть – это сеть, соединяющая устройства в пределах города. Которые глобальные сети, MAN складывается из взаимосвязанных локальных сетей Большинство MAN используют волоконно-оптические кабели для формовки. связей между локальными сетями. Часто MAN работает на "темном волокна" - раньше неиспользованных волоконно-оптических кабелях, способных переносить трафик

Глобальная сеть – это большая сеть, соединяющая группы устройств на большие расстояния. WAN часто используются большим бизнесом для подключение своих офисных сетей; каждый офис обычно имеет собственную локальную сеть или локальную сеть, и или локальные сети подключаются через глобальной сети. Технически любая большая сеть, распространяющаяся на широкой географической территории, есть глобальной сетью. Сам Интернет считается глобальной сетью.Таблица 1.1 - Классификация сетей за территориальной распространенностью

Проводные и беспроводные сети можно классифицировать по способу связи. на три основных типы (табл. 1.2):

Структурное изображение того, как устройства соединены между собой, известно как топология. Существует пять типов топологии - иерархическая, шина, звезда, кольцо да полносвязная (рис. 1.2) [2].

Иерархическая топология – это особый тип структуры, где множество соединенных элементов расположены подобно веткам деревья. Например, древовидные топологии часто используются для организации компьютеров в корпоративной сети или информации в базе данных.

В топологии дерева может быть только одна связь между любыми двумя связанными узлами. Поскольку любые два узла могут иметь только один взаимный связь, топологии деревьев создают естественную родительский да дочернюю иерархию.

У топологии шины есть основной кабель, и все устройства подключены к этому основного кабеля через выпадающие линии. Существует устройство под названием кран, какой соединяет выпускную линию с основным кабелем. Поскольку все данные передаются по основному кабелю, существует ограничение количества прямых линий и расстояние, какую может иметь основной кабель.

В топологии звезд каждый устройство в сети подключен к центрального устройства, которое называется сетевым концентратором. Звезд не позволяет прямую связь между устройствами, устройство должно иметь связь через сетевой концентратор. Если одно устройство хочет отправить данные на другое устройство, оно должно сначала отправить данные к концентратору, а потом сетевой концентратор передает или данные к назначенного устройства.

В кольцевой топологии каждый устройство связанный с двумя устройствами по оба бока от него. Есть два выделенных ссылка "точка-точка", которые устройство имеет с устройствами с обеих сторон от него. Эта структура образует кольцо, поэтому оно известное как кольцевая топология. Если устройство хочет отправить данные на другой устройство, тогда оно присылает данные в одному направлении, каждый устройство в топологии кольца имеет ретранслятор, если полученные данные предназначены для другого устройства, то ретранслятор пересылает эти данные, пока назначено устройство их нет получит.

В полносвязной топологии каждое устройство подключается к каждому другого устройства в сети посредством выделенной линии "точка-точка". Это значит, что ссылка несет данные только для двух подключенных устройств. Например в сети n устройств, тогда каждый устройство должен быть подключен к (n-1) устройств сети [3].

По типу переданной информации услуги делятся на такие типы:

В зависимости от способа доступа услуги делятся на такие типы:

В зависимости от типа обмена информацией услуги делятся на:

В зависимости от типа клиента, услуги делятся на такие типы[4]:

Классификация услуг

мультисервисных сетей

Тип переданной информации

Способ

обеспечение доступа к

услуги

Тип обмена информацией

Тип пользователя

Рисунок 1.3 - Классификационные признаки услуг мультисервисных сетей

Мультисервисная сеть – это инфраструктура, использующая единый канал связи для перенос разных видов трафика. MСТМ разрешает провайдерам:

Для потребителей (абонентов) использование мультисервисных сетей означает:

Хотя мультисервисная сеть имеет огромные преимущества да применение, имеет некоторые основные дыры:

Недостатком сети на основе MNS можно считать дополнительную избыточность, особенно критическую на низкоскоростных каналах, а также повышенные требования к оборудованию и квалификации обслуживающего персонала. Что касается проектирования сети, то мультисервисные сети требуют совсем другого подхода. Доставка видео и голоса должна осуществляться в реальном времени – с необходимостью приоритетности в случае перегрузок транспортной сети

Мультисервисные сети это совокупность средств и решений, возникших на стику телефонии, видеоконференцсвязи, локальных сетей и телекоммуникаций. Задача мультисервисной сети – упростить и/или удешевить предоставление различных услуг связи, а в перспективе – сделать их более эффективными и удобными не только для служб, эксплуатирующих сеть, но и для каждого пользователя. Окончательная структура мультисервисной сети определяется ее соответствием запросам пользователя и тем, сколько стоит ее создание и эксплуатация [5].

Построение мультисервисной телекоммуникационной сети (MСТМ), в которую интегрированные разные услуги, есть одним с наиболее перспективных направлений развития телекоммуникационных сетей, что может решить проблему конвергенции информационно-коммуникационных технологий Основной задачей MCТМ есть обеспечение сосуществование да взаимодействия разнородных подсистем связи в едином транспортном среде при использовании единой инфраструктуры для передачи общего трафика (данных) и трафика в режиме реального времени (голоса и видео).

Проектируя MСТМ, есть несколько самых главных аспектов, которым необходимо уделить внимание:

во-первых, характер деятельности оператора состоит в невозможности сохранение инвестиций да отказа от существующей телекоммуникационной инфраструктуры для новых сред и технологий Другими словами, новые мультисервисные технологии должны легко адаптироваться к существующей инфраструктуры операторов или обеспечивать возможность постепенной модернизации или перехода на новую инфраструктуру;

во-вторых, при заключении договора с абонентом оператор несет определенные обязательства по обеспечению согласованного качества связи и предоставленных услуг. Это означает, что операторы должны предоставлять определенное качество обслуживания. Однако, поскольку неоднородный трафик в мультисервисных сетях имеет разные требования к качеству обслуживания, сеть оператора должна поддерживать несколько уровней QoS, каждый с набором нормализованных параметров;

в-третьих, проблема, какую необходимо решить при внедрении MCТМ,

– неоднородность среды передачи данных. Абоненты должны получать заказные услуги с определенной качеством, независимо от их расположение да технологии (xDSL, Ethernet, WLAN тому подобное), что осуществляет доступ к сети провайдера.

Взаимопроникновение сетей разного назначение за помощью общих компонентов да сочетание выполняемых функций имеет достаточно длительную историю, и некоторые проблемы, с которыми сталкиваются дизайнеры МСТМ, уже были решены. Среди существующих технологий, способных интегрировать неоднородный трафик в единую коммуникационную инфраструктуру прошлого, стоит указать, в частности, цифровые сети интегрированных услуг (ISDN), Frame Relay (FR) и технологии асинхронной передачи (ATM). Хотя сейчас эти методы можно считать морально устаревшими, большинство основных принципов и технических решений, которые впервые использовались, остаются актуальными. Этаж этого построены современные мультисервисные сети.

Внедрение современной мультисервисной сети требует абсолютно новой инфраструктуры, что складывается с сетей доступа, сетей агрегации, транспортных сетей (магистралей), главных станций, конечных устройств (клиентов) да специализированного программного обеспечения[6].

Проведя анализ современного состояния телекоммуникационных сетей мы узнали которые есть требования, недостатки да классификация сетей. Каждый с этих факторов очень важен. К требованиям можно отнести параметры качества услуг которые должны придерживаться и быть стабильными к каждого вида услуг.

Основные требования, предъявляемые к телекоммуникационным сетям: производительность – время реакции, пропускная способность и задержка передачи; возможность расширение – возможность легкого добавление отдельных

элементов сети (пользователей, компьютеров, приложений, сервисов); масштабируемость – возможность расширения сети без потери

производительности;

надежность, сохранность информации и защита от искажений – дублирование отдельных элементов, создание копий да др.;

безопасность передачи информации – специальные программные и аппаратные средства. За классификацией можно разделить на такие типы:

Классификация по области действия учитывает географический район, охваченный сетью да, в меньшем степени, размер сети.

Классификация согласно с использованными протоколами для взаимодействия устройств в любой коммуникационный сети используются наборы правил, обязательных для соблюдения всеми устройствами в сети. Такие наборы правил называются протоколами. Протоколы, которые регламентируют порядок передачи наименьших единиц информации между устройствами в сети, имеющими название транспортных протоколов.

Интенсивный развитие телекоммуникаций должен способствовать развития отечественного производства телекоммуникационного оборудования и программного обеспечение при поддержке государства. Развитие национальных телекоммуникаций за этими приоритетами должен происходить на основе добросовестной конкуренции при усовершенствовании регулировка рыночных отношений в сфере телекоммуникаций, в частности по предотвращению злоупотребления рыночной властью, обеспечение оптимального соотношение регуляторной да конкурентной политики, усиление контроля за качеством услуг и уровнем их цен.

Телекоммуникационные сети являются основными в любой телекоммуникационной сети системе. Сеть должна соответствовать ряду критериев, чтобы производительность была удовлетворительной. Итак, при проектировании сети можно поставить ряд проблем оптимизации, решение которых дают сети, которые в каком-то смысле оптимально разработаны. Поскольку сети становятся все больше более сложными, помощь методов оптимизации становится все более важной. Это огромное область, и в этой главе рассматривается обзор проблем, что возникают, а также ряд конкретных моделей оптимизации и проблем. Часто задачи могут быть сформулированы как линейные программы со смешанным целым числом. Учитывая размер да структуру проблемы, в многих случаях для решение, или приблизительного решение проблем, нужно использовать специально разработанные методы решения [7].

Быстрые достижения современных коммуникационных технологий придают новые услуги, которые помогают улучшить способ прогнозирование развития, дизайна да эксплуатации ресурсов да сетей (есть систем) почти каждый день.

Рассмотрим тесно связанные между собой понятия и дадим представление о систему, которые характеризуют ее структуру и функции

Элемент – это минимальный, неделимый объект. Деление системы на элементы – это один из первых шагов в построении формального описания или математическая модель. В этом случае элемент – это объект, который больше не делится на части при рассмотрении сложной системы.

Неделимость элемента – это понятие, а нет физическая свойство.

В ходе исследования, в зависимости от формулировки целей и спецификаций, систему можно разделить на элементы разными способами. Итак, объекты называются элементами на основе консенсуса. Изменение цели исследования может привести к разложение элементов на основные части или комбинации элементов.

Подсистема – это совокупность элементов. Ее можно рассматривать как подсистему, независимо от количества формально связанных элементов системы. Однако эта концепция работает лучше всего, когда подсистемы достаточно независимыми частями сложной системы, но цель их функционирование зависит от общего предназначения системы. Разделение сложной системы на Подсистема называется декомпозицией системы. Правильный выбор подсистем может упростить алгоритмы системного анализа

Функция системы – это алгоритм получения результата в соответствии с назначение системы. Чтобы определить функцию системы, необходимо описать поведение системы, используя несколько понятий, таких как связи между переменными, векторами да множествами. Эта функция нет касается физических средств (элементов, связей), составляющих саму систему, она определяет цель системы для достижение ее целей и нет определяет, как система строится. Функционирование системы может быть описано на разных уровнях детализации. Теория множеств, алгоритмы, случайные процессы да информация используются для описания функционирование системы. Настоящие сложные системы работают под влиянием разнообразных случайных факторов, которые могут быть как внешними, так и внутренними, такими как шум, вибрация, перепады температуры и излучения

Структура системы – это фиксированный набор элементов и связей между ими. В общий теории системы под структурой понимают совокупность связей между элементами Другими словами, структура – это изображение, которое отображает только конфигурацию системы без учета ее компонентов. Эта интерпретация концепции вкладывается в структурный подход, что изучает свойства других систем, таких как параллельные, последовательные, иерархические структуры да системы с обратным связью. Действительно, понятие структуры включает нет только набор связей, но и набор элементов, в которых существуют связи. Структуры часто подаются в форме иерархии.

Иерархия сроков определяет порядок компонентов соответственно к их важности. между уровнями в иерархии могут существовать отношения, в которых компонент низшего уровня строго зависит от одного из компонентов высшего уровня. Говорят, что или иерархии есть мощными. Однако внутри иерархических уровней могут существовать ассоциации между уровнями иерархии. Такой структуры называются иерархиями со слабыми взаимосвязями.

В большинства случаев структура системы подается в виде графа.

Элементы системы – это ребра графа, а связи – дуги (ребра) графа.

Понятие связи существует в каждому определении системы да обеспечивает создание и поддержание его структуры и основных свойств. Эта концепция одновременно характеризует структуру (статическую) да функцию (динамическую) системы. Соединение подразделяются за местом установка (внешним и внутренним), направлением процесса всей системы или отдельных подсистем (прямым и обратным) и другими под характеристикам.

Понятие состояния можно охарактеризовать как изображение на лету, которое называется «срезом» системы. Состояние определяется входными действиями да выходными результатами или свойствами макросистемы, такими как параметры макросов, скорость, ускорение, сигнал тому подобное.

Поведение. Если система может переходить с одного состояния в другой (например, S1 → S2 → S3), считается, что она имеет поведение. Эта концепция используется, когда неизвестный шаблон переходит из одного состояния в другой.

Срок равновесия определяется как способность системы оставаться в состоянии как можно длиннее без внешних нарушений или длительных воздействий.

Стабильность – это способность системы вернуться к равновесию после вывод с этого состояния под влиянием внешних нарушений.

Понятие цели связано с понятием удобства. На практике концепция цели есть идеальным направлением для прогнозирование будущих или реальных возможностей, какой обеспечит своевременность исполнение определенного шага на пути к идеала.

Эффективность – это степень достижения системой своего предназначения. С двух систем одна, которая лучше всего подходит для этой цели, считается более эффективной. Оценка эффективности системы есть одним с аналитических задач.

Эффективность (качество) – это числовая степень свойства (характеристики) системы, есть мера свойства.

Производительность, стоимость, надежность да общие размеры системы могут быть использованы как характеристики эффективности.

Критерий эффективности – это показатель эффективности общей системы, который количественно оценивает и измеряет эффективность системы и обобщает все свойства в интегрированный оценке (значение критерия эффективности). Эффективность системы, сформированной для конкретной цели, оценивается за критериям, общим для систем этого класса. Другое назначение системы можно объяснить тем, что для оценки ее эффективности используются разные критерии Критерий считается прямым, если его значение растет со увеличением эффективности. Если контрольное значение уменьшается, напротив. С двух систем, система, что отвечает самому большому значению прямого критерия (наименьшем значению обратного), считается более эффективной.

Оптимальная система – это да, какая отвечает максимальном (минимальном) значению прямого (обратного) критерия эффективности в наборе реальных вариантов строения системы.

Эффективность сложной системы понимается как числовой параметр, который оценивает степень адаптации системы к поставленной задаче. Нужно выбрать показатель эффективности, чтобы завершить описание цели да Задача функции системы. Показатели эффективности след определять соответственно к процесса эксплуатации системы.

Систем ведет себя по-разному в зависимости от определенных условий. Предусмотрим функциональный процесс сложной системы в виде вектора состояния системы или совокупности отдельных процессов (состояний).