Запис Детальніше

Методи та алгоритми підвищення ефективності комутації інформаційних потоків у оптичних транспортних мережах

Електронний науковий архів Науково-технічної бібліотеки Національного університету "Львівська політехніка"

Переглянути архів Інформація
 
 
Поле Співвідношення
 
Title Методи та алгоритми підвищення ефективності комутації інформаційних потоків у оптичних транспортних мережах
Методы и алгоритмы повышения эффективности коммутации информационных потоков в оптических транспортных сетях
Methods and algorithms for increasing the data flows switching efficiency in optical transport networks
 
Creator Думич, Степан Степанович
 
Subject оптичні транспортні мережі
комутація блоків
агрегація трафіку
програмовані логічні інтегральні схеми
оптические транспортные сети
коммутация блоков
агрегация трафика
программируемые логические интегральные схемы
optical transport networks
burst switching
traffic aggregation
field programmable gate arrays
 
Description Дисертаційна робота присвячена розв’язанню актуального науково-практичного завдання розроблення моделей та алгоритмів комутації інформаційних потоків в оптичних транспортних мережах зі складною топологічною структурою в умовах динамічно-змінної інтенсивності трафіку та неоднорідних вимог до параметрів якості передавання даних. В роботі проаналізовано поточний стан та тенденції розвитку повністю оптичних транспортних мереж з пакетною комутацією та визначено основні обмеження продуктивності оптичних транспортних мереж. Удосконалено метод агрегації трафіку мереж доступу в крайовому вузлі оптичної транспортної мережі з комутацією блоків, що дало змогу підвищити ефективність використання пропускної здатності оптичних каналів зв’язку при одночасному забезпеченні належної якості передавання інформаційних потоків. Запропоновано модель диференційної сегментації блоків на основі пріоритетного сортування пакетів різних класів у межах одного блоку, що забезпечує покращення параметрів якості передавання інформаційних потоків за рахунок зниження ймовірності втрат пріоритетних пакетів. Удосконалено метод оптичної комутації блоків у вузлі шляхом використання бінарних матриць переходу між вхідними та вихідними лініями зв’язку, що дало змогу зменшити затримку службових пакетів за рахунок програмно-апаратної реалізації підсистеми керування крос-комутатором. Запропоновано структурно-функціональну модель програмно-апаратного блоку керування оптичним комутаційним вузлом на основі програмованих логічних інтегральних схем, яка, на відміну від існуючих, підтримує незалежну динамічну реконфігурацію окремих функціональних компонентів вузла з використанням технології програмно-конфігурованих мереж. Диссертация посвящена решению актуальной научно-практической задачи разработки моделей и алгоритмов коммутации информационных потоков в оптических транспортных сетях со сложной топологической структурой в условиях динамично-переменной интенсивности трафика и неоднородных требований к параметрам качества передачи данных. В работе проанализировано текущее состояние и тенденции развития полностью оптических транспортных сетей с пакетной коммутацией и определены основные ограничения производительности оптической сети. Усовершенствован метод агрегации трафика сетей доступа в оконечных узлах оптической транспортной сети с коммутацией блоков, что позволило повысить эффективность использования пропускной способности оптических каналов связи при одновременном обеспечении надлежащего качества передачи информационных потоков. Предложенная модель дифференциальной сегментации блоков на основе приоритетной сортировки пакетов различных классов в пределах блока обеспечивает улучшение параметров качества передачи информационных потоков за счет снижения вероятности потерь приоритетных пакетов. Усовершенствован метод оптической коммутации блоков в узле путем использования бинарных матриц перехода между входными и выходными линиями связи, что позволило уменьшить задержку служебных пакетов за счет программно-аппаратной реализации подсистемы управления кросс-коммутатором. Предложена структурно-функциональная модель программно-аппаратного блока управления оптическим коммутационным узлом на основе программируемых логических интегральных схем, которая, в отличие от существующих, поддерживает независимую динамическую реконфигурацию отдельных функциональных компонентов узла с использованием технологии программно-конфигурируемых сетей. The thesis is devoted to solving an actual scientific task of developing models and algorithms for data flows switching in optical transport networks with complex topological structure in conditions of dynamic traffic behavior and heterogeneous requirements of data transmission quality. Current state-of-the art technologies for packet switching in optical transport networks have been studied. The main restrictions for network performance were assessed such as complicated traffic aggregation in the edge node of optical burst switching network due to heterogeneous traffic requirements and complex data flows distribution among network nodes. Additional challenge is to improve the structure of the switching node to make it well suited for packets switching according to dynamic traffic intensity and various traffic classes. The method of traffic aggregation in the edge node of optical burst switching network has been proposed. It was contributed approach allows to increase the efficiency of optical channels utilization while supporting the target quality of data flows transmission. Simulation results show that buffer threshold method results in smallest burst size distributed around 100 kB. However, during two hours of simulation buffer load for buffer threshold algorithm did not increased higher than 60%. For the time threshold method, bursts aggregated to much larger size approximately distributed around 250 kB. But, buffer overloaded very frequently that resulting in approx. 30% packet losses. Proposed adaptive threshold method for busts aggregation was proved as effective solution for optical burst switching networks. According to our simulation, buffer always loaded up to 90%, but almost never touches 100% limit resulting in approx. 3% of lost packets. Despite of this, bursts size is distributed around 200 kB, which seems to be large enough for effective throughput utilization, but still less than for the time threshold method. The model of differentiated burst segmentation based on packets sorting within the burst according to its priority. Proposed model allows to improve the quality of data flows transmission by decreasing the probability of traffic loss for the packets of higher priority. The method of switching in the core node of optical burst switching network has been developed. Proposed method is well suited for hybrid hardware and software implementation of the header packet processing subsystem. This solution allows to speed up the processing of burst header packets that simultaneously decreases the switching delay and the latency of data flows transmission. The new modified model of hybrid hardware and software control unit for the core node of optical burst switching network was contributed. The main novelty of this model is that it is based on field programmable gate arrays. Proposed approach enables independent dynamic reconfiguration of separate units of the node based on software defined networking.
 
Date 2017-05-05T11:02:27Z
2017-05-05T11:02:27Z
2017
 
Type Autoreferat
 
Identifier Думич С. С. Методи та алгоритми підвищення ефективності комутації інформаційних потоків у оптичних транспортних мережах : дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук : 05.12.02 – телекомунікаційні системи та мережі / Степан Степанович Думич ; Міністерство освіти і науки України, Національний університет «Львівська політехніка». – Львів, 2017. – 152 с. – Бібліографія: с. 129–149 (150 назв).
http://ena.lp.edu.ua:8080/handle/ntb/37860
 
Language ua
 
Format application/pdf
application/pdf
application/pdf
application/pdf
 
Publisher Національний університет "Львівська політехніка"
 
Source http://lp.edu.ua/research/disscoun/d-3505210/dumych-stepan-stepanovych