Радіоелектроніка та телекомунікації
Permanent URI for this communityhttps://ena.lpnu.ua/handle/ntb/2434
Вісник Національного університету "Львівська політехніка"
Browse
5 results
Search Results
Item Дослідження принципів побудови транспортних мереж на основі технології OLS(Видавництво Львівської політехніки, 2016) Кайдан, М. В.; Андрущак, В. С.; Думич, С. С.; Пашкевич, В. З.Викладено основні принципи роботи транспортної технології OLS. Особливу увагу зосереджено на двох режимах передавання даних – коли корисне навантаження передається з пакетом-заголовком (міткою) у спільних або різних оптичних каналах. Досліджено основні проблеми розвитку технології OLS і встановлено, що одним із вузьких місць цієї технології є використання оптичних буферів. Крім того, існують проблеми визначення розміру транспортного модуля технології OLS, синхронізації транспортного модуля і мітки, архітектури проміжного вузла такої оптичної транспортної мережі. Unified network platform to support voice, data and multimedia applications is attractive for optical level. Optical packet switching (OPS) provides a platform where the only transport data unit for all type of traffic will be package. On the other hand, quality of service (QoS), class of service (CoS) and the type of service (ToS) required for the future of the Internet more elaborated and more powerful control plane. Optical switching labels (OLS) supports OPS, optical flow switching (OFS) and optical burst switching (OBS) with full interoperability of QoS, CoS and ToS. In paper presented basic principles of the technology OLS where attention was focused on the rules of processing optical labels. Described in detail the principles of data transmission in optical transport networks with technology OLS, namely data transmission modes where the payload with label are transmitted in common and different optical channels. Investigated bottlenecks of each mode of data transmission, where established that one such place is the using of optical buffers in intermediate nodes. Presented the simplified structure of the intermediate node for optical transport network technology OLS. Particular attention in the modes of data transmission was focused the rules of transfer labels between boundary nodes, calculation time between payload and label, data processing at intermediate nodes and the implementation of optical switching. Considered data transfer mode where unnecessary use of optical buffers. Special attention is focused on the existing problems of technology OLS, such as determining the size of the transport data unit, content and size of the packet-header (label), the high cost of accurate optical buffers, absence of algorithms for accurate synchronization label and transport data unit, design architecture intermediate node and optical switch.Item Дослідження процесу агрегації трафіку в оптичних транспортних мережах з комутацією блоків(Видавництво Львівської політехніки, 2015) Думич, С. С.; Жуковська, Д. С.; Максимюк, Т. А.Проведено комплексне дослідження процесу передавання даних в оптичних транспортних системах з комутацією блоків (OBS). Розглянуто найважливіші проблеми, які виникають у мережах OBS, такі як агрегація блоків та їх ефективний розмір. Проведено дослідження ефективності процесу агрегації у крайовому вузлі мережі OBS. Отримані результати показують, що агрегація за критерієм завантаженості буфера дає змогу забезпечити нульові втрати пакетів. Проте це досягається за рахунок збільшення кількості блоків, що призводить до зниження ефективності використання пропускної здатності. З іншого боку, критерій часу очікування, навпаки, забезпечує максимальну ефективність використання пропускної здатності за рахунок блоків великого розміру. Але це спричиняє різке зростання кількості втрачених пакетів. Адаптивний метод підтримує максимально можливий розмір блоків, контролюючи завантаженість буфера. Це дає змогу підтримувати високий коефіцієнт використання пропускної здатності, уникаючи значних втрат пакетів, що є оптимальним компромісом для оптичних транспортних мереж з комутацією блоків. Next generation optical networks should provide high capacity to support ever increasing traffic demands. Many technologies have been developed recently for optical transport networks to increase throughput, improve energy efficiency and simplify network deployment. One of most important problems in modern optical networks is IP traffic transmission. Although optical fibers provide tremendous throughput, the overall network performance is still limited by switching nodes. Currently there are three concepts of optical switching: circuit switching, packet switching and burst switching. Optical circuit switched networks provide direct channels between nodes, separated by different wavelengths. It this case, channels are constantly utilized providing good throughput for transmission sessions. But for the case of low traffic intensity, throughput of optical channels will be underutilized that results in decreasing the capacity of optical transport network. On the other hand, packet switching allows to increase network performance by more effective utilizing of channels throughput. However, packet switched networks generate high overhead of signaling data, especially when traffic intensity is very high. Optical burst switching (OBS) technology has been developed to overcome problems of circuit switched and packet switched networks by combining advantages of both switching technologies. This allows to provide good performance of packet data transmission. In OBS networks, all packets are assembling to logical bursts. Burst is a logical combination of similar packets with the same destination address and quality of service (QoS) requirements. Such approach is used to rearrange traffic from different access networks and separate it in accordance to throughput requirements and destination nodes. Burst transmission is coordinated by using burst header packets (BHP) for each optical burst. BHP includes information about addresses of source and destination nodes, QoS requirements and additional supporting data for burst transmission, scheduling and switching. In this article, we provide a comprehensive study of data transmission in OBS networks. We address most important issues in OBS networks such as burst aggregation and effective burst size. We have conducted simulations and performance analysis of burst aggregation in edge nodes of OBS network. Obtained results shows that buffer threshold method can maintain packets transmission without losses. However, such effect is achieved by sacrifice of channel utilizations efficiency due to small size of bursts (approximately 100 kB). On the other hand, time threshold method provides much larger size of bursts (approximately 250 kB) that allows to achieve the best channels utilization. But, in this case buffer is often overloaded that result in 30 % packet losses. Adaptive threshold method continuously provides buffer load around 80–90 %, but rarely touches 100 % limit resulting in only 3 % packet losses. Moreover, adaptive method keeps bursts size around 200 kB, which seems to be enough for effective throughput utilization. In summary, we can see that adaptive algorithm promises a good tradeoff between packet losses and channels utilization. In future research, we will provide more comprehensive study on the optical switching performance, traffic aggregation process and quality maintenance in optical transport networks.Item Розрахунок параметрів якості обслуговування у фотонних транспортних мережах(Видавництво Львівської політехніки, 2014) Кайдан, М. В.; Думич, С. С.; Максимюк, Т. А.; Бурачок, Р. А.; Готра, Л. М.Проектування фотонних транспортних мереж є надзвичайно складним завданням, оскільки необхідно забезпечити ефективне передавання кількох черг трафіку з різними пріоритетами. Завдання ускладнюється ще більше, якщо необхідне наскрізне забезпечення якості сервісу. Тому виникає потреба в розрахунку впливу параметрів вузлів фотонної транспортної мережі на якість сервісу. Загалом наявні моделі теорії телетрафіку та систем масового обслуговування можна використати для аналізу мереж з пакетною комутацією. Проте складність кільцевих структур фотонних транспортних мереж та їх надзвичайно висока пропускна здатність суттєво зменшують продуктивність таких моделей. У статті запропоновано використовувати метод діакоптики, який полягає у декомпозиції крайового вузла на декілька ізольованих підсистем. Це дозволяє провести дослідження та враховувати взаємодію між підсистеми. Використання методу діакоптики дає змогу розрахувати оптимальні параметри крайового вузла для забезпечення необхідних вимог до якості сервісу. Результати моделювання показують, що точність класичних методів СМО за середнього значення завантаженості та складної структури мережі становить 21 %, тоді як в аналогічних умовах в мережі з використанням методу діакоптики – 83%. Designing the photonic transport networks is the task of great complexity, because of variety traffic queues should be transmitted with different priorities. Task of dynamic supporting the different quality of service (QoS) requirements during transmission over optical channel is even more complex. The most significant aspect for effective transport network designing from economic point of view is the network parameters optimization. In general, the methods and models for quality parameters estimation, developed in teletraffic theory are useful for packet networks as well. However, the complexity of photonic transport network and tremendous traffic intensity sufficiently decrease the performance of existing estimation methods. Therefore, developing the new methods for (QoS) parameters estimation is an actual task for modern photonic transport networks. The most interesting research object in photonic transport networks is edge node, which is responsible for traffic aggregation from different access networks such passive optical networks, regional ring networks and wireless access networks (GSM, UMTS, LTE). During traffic aggregation the multiple queues with different priorities and QoS requirements must be processed in edge node. This paper considers the queuing system with three types of service: voice over IP (VoIP), IPTV and data over IP (DoIP). Theoretical simulation for edge node of photonic transport network was provided by using mathematical fundamentals of queuing theory. Simulation is simplified by total queue decomposition onto several independent single channel queues system M/G/1. These queues processed separately and simultaneously. Thus, for edge node analyzing the prioritized M/G/1 with non-uniform packets income is used as basic queue model. However, using this model is very difficult for complex structures with ring topology. Therefore, the diakoptic method proposed for analysis of photonic transport networks. This method assumes tensor representation of analyzed network parameters. By using diakoptic method the edge node divides onto several subsystems, which must be completely isolated from each other. It is necessary to avoid any connectedness between these subsystems in order to eliminate influences between separated subsystems. This approach allows analyzing of each subsystem independently. During the analysis of each subsystem all interconnected loops inside are eliminated. Thus, no connections are left between analyzed subsystem and others subsystems, from which it is possible to determine interrelation between them. Namely, it assumes that separated branches are not belonging to any basic subsystem. Since these branches cannot be neglected, they affiliated to additional subsystem, which are created for them. After that, each subsystem analyzed independently by creating and solving the system of equation called – circle of intersections. Proposed method assembly separated procedures in proper sequence for analyzing the photonic transport network with complex structure. Diakoptic allows simplifying the complex network analysis, by separate calculation for elementary branches. Simulation results prove the advantage of diakoptic method. Precision of diakoptic method for average traffic intensity and complex network structure is 83 %, while for classic queues models precision is just 21% for similar network conditions.Item Моделі та алгоритми підвищення ефективності комутації інформаційних потоків у повністю оптичних телекомунікаційних системах(Видавництво Львівської політехніки, 2013) Корецький, О. В.; Думич, С. С.Modern optical networks still in development to AON (All-Optical Networks). The main goal of all related works is providing the state-of-the-art optical switching techniques, designing of new solutions and applications. The first stage in this development was circuitswitched optical networks. In those types of networks the incoming request would dropped in case of channel blocking. Another case – packed-switched optical networks. In those networks, the data flows divided onto many independent packets. Nowadays, this technique is the most famous. The main advantage of this technique is possibilities of queues. In case of channel blocking, the packet stills in buffer, until it will sent or dropped. The next generation of optical switching is Optical Burst Switching technology. Optical burst switching (OBS) is a promising solution for all-optical wavelength-division multiplexing (WDM) networks. It offers to some extent the flexibility and efficient bandwidth usage of optical packet switching networks, while taking into account the limitations of the current all-optical technology. For this reason, it could seen as an intermediate technique between all-optical wavelength routing networks and optical packet switching networks. The OBS technology allows satisfying requirements of IPoDWDM conceptions, because of full compatibility with IP/Ethernet networks. The ingress edge node assembles incoming packets from the client terminals into bursts. The assembled bursts transmitted all-optically over OBS core routers, without any storage at intermediate nodes within the core. The signaling scheme in an optical burst-switched network is typically implemented using out-of-band burst header packets. In an out-of-band signaling scheme, the header associated with a burst transmitting on a different wavelength from the burst itself. The out-of-band header packet travels along the same route as the burst, informing each node along the route to configure its optical cross connect to open the necessary virtual channel for transmitting the burst with variable size. The mathematical model of the core node in the network with switching units, which describes the sequence of signaling packet processing, proposed in this paper. This model based on the matrix calculation, and able to implement on field programmable gate arrays. Furthermore, the model of IP-packet aggregation in the ingress node network that takes into account probability distribution of IP-traffic proposed. Simulation results determined that proposed algorithm 10 times reduces the IP-packet losses, providing the same bandwidth. We provide the simulation of optical burst switching network for different signaling schemes. Our experiment shows that the INI scheme is more flexible, and able to reconfiguration in dependence of traffic requirements. INI is able to combine advantages of both JET and TAW schemes. Using the INI signaling technique allows to increase the efficiency of wavelength routed networks taking into account properties of traffic. Розроблено математичну модель функціонування проміжного вузла в мережі з комутацією блоків, яка описує послідовність оброблення сигналізаційного пакета. Ця модель адаптована під матричні обчислення, що дає змогу реалізувати її на основі програмованих логічних інтегральних схем. Крім того, запропоновано модель агрегації IP-пакетів у крайовому вузлі мережі, яка враховує ймовірнісний розподіл IP-трафіку, та дозволяє оцінити ймовірнісні характеристики блоків. В результаті моделювання було визначено, що при Пуассонівському розподілі вхідного IP-трафіку, розподіл розмірів блоків прямує до Гауссівського, за умови достатньої кількості пакетів у блоці. Запропонований алгоритм формування дозволяє знизити втрати IP-пакетів у 10 разів, при збереженні пропускної здатності каналу.Item Дослідження та моделювання адаптивних антенних систем для мереж мобільного зв’язку стандарту 4G(Видавництво Львівської політехніки, 2011) Яремко, О. М.; Думич, С. С.; Рожанківський, А. О.Запропоновано методи і критерії моделювання та дослідження МІМО-систем для мереж мобільного зв’язку стандарту 4G. This paper is devoted to the solving task of a method and criteria for design and research of MIMO-systems for mobile communications standard 4G.