Методы динамического управления пропускной способностью в многоканальных мультисервисных сетях абонентского доступа

• Автор: Трещановский, Павел Александрович
• Шифр специальности: 05.12.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 156 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение
ГЛАВА 1. Обзор методов управления трафиком в многоканальных сетях абонентского доступа

1.1 Вероятностные и динамические свойства трафика в мультисервис-

ных сетях

1.2 Методы управления трафиком в сетях с интегрированным обслуживанием

1.3 Методы управления трафиком в сетях с дифференцированным обслуживанием

1.4 Оценка эффективности существующих методов динамического

управления пропускной способностью

1.5 Выводы и постановка задачи
ГЛАВА 2. Модель мультимедийного трафика на основе динамической
кривой поступления
2.1 Введение
2.2 Модель регулятора трафика на основе динамической кривой обслуживания
2.3 Модель регулируемого трафика на основе динамической кривой поступления
2.4 Метод расчета параметров динамической кривой поступления
2.5 Расчет ошибки предсказания параметров качества обслуживания
для моделей трафика на основе кривой поступления
2.6 Выводы

ГЛАВА 3. Метод адаптивного управления ресурсами мультисервисных сетей на основе динамической кривой поступления
3.1 Введение
3.2 Влияние демультиплексирования в сетях доступа на остаточную
кривую обслуживания
3.3 Метод определения остаточной кривой обслуживания для потоков
с пересекающимися маршрутами
3.4 Метод резервирования сетевых ресурсов на основе динамической
кривой поступления
3.5 Расчет абонентской емкости сетей доступа с динамическим управлением пропускной способностью
3.6 Выводы
ГЛАВА 4. Методика внедрения динамического дифференциального обслуживания в мультисервисные сети абонентского доступа
4.1 Введение
4.2 Протокол резервирования ресурсов для метода динамического дифференциального обслуживания
4.3 Реализация контроллера сетевых ресурсов для метода динамического дифференцированного обслуживания
4.4 Выводы
Заключение
Приложение 1. Доказательства теорем
Приложение 2. Акты внедрения

Введение
Актуальность исследования. Современные телекоммуникационные сети переживают стремительный рост объема передаваемого трафика и количества предоставляемых информационных услуг. Важнейшую роль в этом процессе играют мультимедийные услуги, такие как 1Р-телевидение, предоставление видео по запросу, 1Р-телефония и др. Известно, что для предоставления данных услуг необходимо соблюдение ряда требований к параметрам качества обслуживания, таких как задержка передачи, джиттер, вероятность потери и др. Строгие гарантии качества обслуживания обеспечиваются динамическим резервированием части пропускной способности сети доступа для передачи мультимедийного трафика. Однако из-за ограниченной пропускной способности сетей доступа, большого числа абонентов, а также сложных вероятностных свойств мультимедийного трафика такое резервирование часто приводит к неэффективному использованию сетевых ресурсов, а следовательно, к низкому числу обслуживаемых абонентов или к низкому качеству предоставляемой услуги. Данная проблема может быть решена с помощью новых методов управления мультимедийным трафиком, более полно учитывающих его вероятностные и динамические свойства и обеспечивающих эффективное использование сетевых ресурсов за счет статистического мультиплексирования передаваемых потоков.
Объектом исследования являются многоканальные мультисервисные сети абонентского доступа.
Предметом исследования являются методы динамического управления ресурсами многоканальных мультисервисных сетей, а также вероятностные модели трафика и узлов коммутации.
Цели и задачи диссертационной работы
Целью работы является повышение коэффициента использования многоканальных мультисервисных сетей доступа. Для достижения этой цели необхо-

Далее воспользуемся тем, что пропускная способность коммутатора характеризуется динамической кривой обслуживания и выберем такой момент времени /о < t + s, для которого соблюдается следующее неравенство:
v4(t) > А & /3(£ + s) — A(t + s — to) ~Ь /3(o? t “H s)-
Наконец, применим свойство кривой поступления, позволяющее ограничивать сверху объем данных на произвольном интервале времени:
ct(s — £о) Д A(t + s) — A(t + s — to) Д A(t) — A(t + 5 — £ц) £ H- s)-
Таким образом, задержка s не больше горизонтального расстояния ha(t). Следовательно задержка передачи удовлетворяет неравенству d(t) < ha,g(t). □
Покажем, что предложенная модель трафика в виде динамической кривой поступления позволяет характеризовать пропускную способность узлов коммутации с практически важными методами выборки пакетов. Одним из таких методов является строгое приоритетное обслуживание. Рассмотрим узел коммутации, обслуживающий 2 вида трафика - приоритетный и неприоритетный. Пока в буфере коммутатора находится приоритетный трафик, ему предоставляется полная пропускная способность коммутатора, независимо от объема неприоритетного трафика. Пропускная способность узла коммутации характеризуется скоростью r(t), представляющую собой кусочно-постоянную функцию времени. На любом интервале времени [t,t + т], принадлежащем периоду занятости узла коммутации, объем обслуженного трафика S(r, t) определяется равенством
S{t, t) =r{t)-T.
Обозначим моменты времени, в которые скорость коммутатора меняет свое значение, через tj И соответствующие значения скоростей ДЛЯ t > ti через Г{, где г е N. Покажем, что пропускная способность такого узла коммутации характеризуется динамической кривой обслуживания. Для этого рассмотрим возмож-