Вдосконалено методику короткострокового прогнозування трафіка, яка відрізняється від відомих незалежним прогнозуванням вейвлєт коефіцієнтів нейронними мережами каскадно-корельованої архітектури, що дозволяє підвищити адаптивність системи прогнозування до флуктуації трафіка та забезпечити вищу точність прогнозу. Встановлено систему нейронечіткого висновку в результаті використання її як експертної системи для раннього оцінювання якості прогнозу трафіка, що дозволило проводити оцінювання придатності прогнозу для побудови таблиць маршрутизації. Запропоновано вдосконалений евристичний алгоритм для offline маршрутизації в мережі IP/MPLS, відмінністю якого від відомих є підвищення рівня якості сервісу за рахунок використання ресурсів телекомунікаційної мережі, знайдених на основі аналізу прогнозу та поточної схеми маршрутизації. Надано використання кусково-лінійної функції штрафу на зайняття доступної смути пропускання як компоненти функції вартості шляху, яка на відміну від існуючих залежностей компоненти метрики від смуги пропускання дозволяє ефективніше використовувати ресурси пропускної здатності мережі.

  Скачати повний текст

Досліджено характеристики цифрових абоненстьких ліній широкосмугового доступу ADSL2+, VDSL та VDSL2 за умов паралельної роботи по багатопарних кабелях міської телефонної мережі, що дозволяє ефективно вирішувати задачі проектування, будівництва й експлуатації мережі абонентського доступу. Удосконалено методику моделювання характеристик цифрових абоненських ліній xDSL, яка дозволяє розраховувати характеристики цифрових абонентських ліній ADSL2+, VDSL та VDSL2 за умов паралельної роботи по багатопарних кабелях. З'ясовано, що для оцінювання параметрів якості обслуговування самоподібного трафіка в одноканальній системі з накопичувальним буфером можна використовувати методи розрахунку відомих розподілів, ентропія яких співпадає або найбільш близька до ентропії розподілу станів системи з самоподібним трафіком. Досліджено вплив законів розподілу тривалості обслуговування на параметри QoS за умов самоподібного трафіка та встановлено залежність параметрів якості обслуговування від коефіцієнта варіації тривалості обслуговування.

  Скачати повний текст

Обгрунтовано новий підхід щодо конструювання трафика, який сприяє підвищенню ефективності функціонування мобільних комп'ютерних мереж за рахунок організації розподіленої системи конструювання трафика на базі агентної технології управління мережевими ресурсами, що забезпечує оптимальний режим функціонування мобільної комп'ютерної мережі. Запропоновано метод конструювання трафика на базі віртуальної підмережі інтелектуальних агентів, які дозволяють оперативно реагувати на зміну стану мобільної комп'ютерної мережі, що створює умови для підвищення ефективності її функціонування. Встановлено новий критерій для вибору місця розташування контролерів доменів конструювання трафика, що забезпечують мінімальний обсяг службового трафика в мобільній комп'ютерній мережі. Запропоновано новий спосіб конструювання трафика в мобільних комп'ютерних мережах, що за рахунок оперативної взаємодії агентів конструювання трафика дозволяє за мінімального обсягу керуючого трафика забезпечити рівномірний розподіл мережевого трафика з заданим рівнем QoS. З метою підвищення ефективності функціонування мобільної комп'ютерної мережі розроблено алгоритм формування та динамічної реконфігурації розподіленої системи конструювання трафика, яка адаптується до зміни топології мобільної комп'ютерної мережі.

  Скачати повний текст

Розроблено та досліджено методи й алгоритми оптимального розподілення потоків різних класів сервісу, а також вибору пропускних спроможностей каналів зв'язку в мережах з технологією MPLS. Сформульовано задачу розподілення потоків різних класів в мережах MPLS за умов забезпечення заданих значень показників якості QoS - середньої затримки та частки втрачених пакетів і розроблено її математичну модель. Запропоновано метод оптимального розподілення потоків в комп'ютерних мережах MPLS, який, на відміну від відомих, дозволяє вибрати маршрути передачі та знайти оптимальний розподіл потоків різних класів сервісу за обмежень на середню затримку пакетів у мережі. Сформульовано узагальнену задачу оптимального розподілення потоків різних класів сервісу за обмежень на показники якості - середню затримку та частку втрачених пакетів та створено алгоритм її розв'язання. Розроблено модель і метод вирішення комбінованої задачі вибору пропускних спроможностей і розподілення потоків, які дозволяють одночасно вибирати пропускні спроможності каналів зв'язку та знайти розподілення потоків різних класів у мережах з технологією MPLS. Проведено експериментальні дослідження запропонованих методів і алгоритмів, здійснено їх порівняння з відомими методами. На базі нових методів і алгоритмів розроблено програмний комплекс для підвищення ефективності використання комунікаційних ресурсів мереж з технологією MPLS.

  Скачати повний текст

Досліджено методи оптимізації телекомунікаційних мереж за критеріями якості послуг, які надаються під час передачі мультимедійного трафіку з максимальним використанням ресурсів мереж. На підставі системного аналізу критеріїв якості надання телекомунікаційних послуг QoS виявлено їх зв'язок з механізмами, які використовуються для передачі даних. Визначено характеристики мереж, які впливають на якість для різних видів трафіку: передачі даних, мультимедійного, реального часу. Визначено параметри, за яких використання технології багатоадресної передачі дозволяє збільшити продуктивність роботи мережі та зекономити ресурси смуги пропускання. Запропоновано математичну модель для оптимізації та регулювання трафіку на основі заданого класу обслуговування SLA та механізмів Diffserv, яка забезпечує задану якість обслуговування (клас сервісу CoS) і враховує завантаженість кожного транку та маршруту. Встановлено, що використання даної моделі дозволяє мінімізувати затрати обладанння під час надання послуг з заданою якістю й оптимізувати використання наявних мережевих ресурсів. З'ясовано, що застосування моделі для діючих мереж дозволяє досягнути зменшення імовірності втрат на 3 % та збільшення загального обсягу наданих послуг у мережі на 10 - 15 %. Запропоновано модель для визначення впливу кількості користувачів певної послуги на обсяг обладнання та витрати провайдера у процесі надання мультимедійних послуг. На підставі результатів моделювання встановлено дискретно-неперервний характер зміни витрат, що дозволяє визначити мінімальний обсяг обладнання для забезпечення необхідної кількості послуг з заданою якістю.

  Скачати повний текст

Запропоновано підхід до синтезу інфраструктури мобільної комп'ютерної мережі, яка враховує реконфігурацію топології, що передовсім стосується міграції абонентських систем під час передачі інформації. Наведено спосіб формування стійкого підграфа доставки повідомлень, що забезпечує підвищення ефективності процедури маршрутизації в мобільних мережах з недостатньою стійкістю віртуальних з'єднань. Розроблено алгоритм маршрутизації, який, у порівнянні з відомими алгоритмами, дає змогу підвищити ефективність функціонування мобільних комп'ютерних мереж за рахунок скорочення обсягу керуючої інформації та часу ремаршрутизації. З використанням принципу самоподібності інформаційних потоків у комп'ютерних мережах розроблено алгоритм керування потоками даних, що дає змогу забезпечити необхідний рівень сервісу (QoS) у мобільних мережах з реконфігурацією топології. Запропоновано структуру маршрутизатора й адаптивний алгоритм його функціонування, який формує маршрут передачі інформації залежно від інтенсивності реконфігурації мережі та завантаження її вузлів.

  Скачати повний текст

Проаналізовано критерії якості телекомунікаційних послуг і їх зв'язок з використовуваними механізмами керування трафіком, в результаті порівняння віддано перевагу механізму DiffServ, що забезпечує структурування трафіку за класами сервісу з відповідними пріоритетами, не вимагає витрат часу на попереднє встановлення параметрів транспортування трафіку маршрутами проходження потоку, використовує менший обсяг буфера та смугу пропускання, ніж інші. Встановлено як специфікації протоколів RTP, RTCP, RTSP дозволяють ефективно використати їх можливості для передачі потокових мультимедіа додатків з широкою номенклатурою функціональних можливостей. Запропоновано модель служби QoS на підставі технології DiffServ і алгоритмів обслуговування черг і кондиціонування та дозування трафіку за допомогою функцій обмеження та вирівнювання. Досліджено модель мінімізації витрат за умов надання послуг у телекомунікаційній мережі шляхом оптимізації взаємозв'язку між рівнем QoS, ціною послуги та використаними ресурсами із застосуванням моделі служби та технології DiffServ.

  Скачати повний текст

Розроблено й апробовано методи й алгоритми структурного синтезу мереж з перспективною технологією MPLS. Сформульовано нову задачу структурного синтезу мереж з технологією MPLS за критерієм вартості за обмежень на встановлені показники якості обслуговування - середню затримку та частку втрачених пакетів. Показано, що новий метод синтезу структури глобальних комп'ютерних мереж з технологією MPLS дозволяє оптимізувати структуру мережі за критерієм вартості за обмежень на встановлені значення показників якості (QoS) для різних класів сервісу. У даному методі використано ідеї генетичного методу оптимізації. Запропоновано метод структурного синтезу для визначення оптимальної структури мережі та розміщення маршрутизаторів MPLS за критерієм вартості за встановлених показників якості QoS. Розроблено алгоритм структурного синтезу мереж з технологією MPLS, який дає можливість оптимізувати структуру мережі на заданому остові (backbone). Здійснено реалізацію запропонованих алгоритмів у складі програмного комплексу, експериментально встановлено їх ефективність. Проведено порівняльний аналіз нових методів синтезу структурних глобальних комп'ютерних мереж з технологією MPLS.

  Скачати повний текст

Скулиш М. А. Моделі та методи керування обслуговуванням гібридних сервісів в телекомунікаційному середовищі з використанням хмарних ресурсів. - Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису.Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.12.02 - телекомунікаційні системи та мережі. – Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут ім. Ігоря Сікорського" Міністерства освіти і науки України, м. Київ, 2019.У дисертаційній роботі вирішено важливу науково-технічну проблему, яка пов'язана з розробкою наукових основ організації взаємодії елементів телекомунікаційної системи та віртуального зовнішнього обчислювального середовища з метою підвищення якості обслуговування гібридних телекомунікаційних сервісів за рахунок адаптивного вибору обчислювальних ресурсів, систематизації та удосконалення методів керування потоками між обслуговуючими сутностями гетерогенного телекомунікаційного середовища для гарантування якісного обслуговування кінцевих користувачів та контрольованого використання обчислювальних ресурсів в умовах ускладнення структури сервісів, підвищення вимог до показників якості обслуговування та неперервного зростанням об'ємів трафіку.Ключові слова: віртуалізація мережевих функцій, ресурси віртуальних мережевих функцій, гібридний телекомунікаційний сервіс, гетерогенне телекомунікаційне середовище, QoS, програмно-керовані мережі.^USkulysh M.A. Models and methods for managing hybrid services in a telecommunications environment using cloud resources. - Оn the rights of the manuscript.A thesis submitted in fulfilment of the Doctor of Engineering Science degree in technical sciences on specialty 05.12.02 - telecommunication systems and networks. – National Technical University of Ukraine "Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute" of Ministry for Education and Science of Ukraine, Kyiv, 2019.The thesis has solved an important scientific and technical problem related to the development of scientific bases for the interaction of elements of the telecommunication system and the virtual external computing environment in order to improve QoS of hybrid telecommunication services due to the adaptive choice of computing resources, systematization and improvement of flow management methods between service providers the entities of a heterogeneous telecommunication environment to guarantee quality service end users and controlled use of computing resources in the context of the complication of service structures, increased requirements for service quality indicators and continuous increase in traffic volumes. The methodology of management hybrid telecommunication services is offered,Key words: network function virtualization, resources of virtual network functions, hybrid telecommunication service, heterogeneous telecommunication environment, QoS, software-defined networks.

Об'єкт дослідження – процеси передавання й комутації пакетного трафіка мультисервісних мереж зв'язку. Предмет дослідження – методи розрахунку характеристик якості обслуговування самоподібного трафіка мультисервісних мереж зв'язку. Методи дослідження. Дослідження дисертаційної роботи виконано із застосуванням теорії систем масового обслуговування, теорії телетрафіка та теорії ймовірностей. За допомогою методів апроксимації, математичної статистики та критерію узгодженості удосконалено методи розрахунку ступеня самоподібності трафіка пакетних мереж зв'язку та запропоновано нову імовірнісну функцію розподілу станів одноканальної системи з нескінченною чергою; за допомогою теорії телетрафіка оцінено характеристики якості обслуговування. Для оцінки точності запропонованих рішень застосовано методи імітаційного моделювання з використанням методів математичної статистики. Теоритичні та практичні результати: уУдосконалено метод оцінки ступеня самоподібності пакетного трафіка шляхом розрахунку показника Херста H із апроксимації вперше встановленої його нелінійної залежності від параметру a = 1…2 форми розподілу Парето; Удосконалено метод оцінки ступеня самоподібності пакетного трафіка шляхом розрахунку показника Херста H із апроксимації вперше встановленої його нелінійної залежності від параметру a = 0…1 форми розподілу Вейбулла; Удосконалено метод розрахунку характеристик QoS самоподібного трафіка в одноканальній системі з нескінченною чергою шляхом використання для цього показника Херста; Вперше запропоновано апроксимацію імовірнісної функції розподілу станів одноканальної системи з нескінченною чергою; Удосконалено метод розрахунку імовірності очікування обслуговування та середнього часу затримки пакетів у накопичувальному буфері одноканальної системи з нескінченною чергою шляхом застосування для цього апроксимуючої функцій розподілу станів системи.^UObject of study - processes of transmission and switching of packet traffic of multiservice communication networks.The subject of the study is methods of calculating the characteristics of service quality of self-service traffic of multiservice communication networks.Research methods. The research of the dissertation was made using the theory of queuing systems, teletraffic theory and probability theory. Using methods of approximation, mathematical statistics and consistency criterion, methods for calculating the self-similarity of packet network traffic are improved and a new probabilistic function of state distribution of a single-channel system with infinite queue is proposed; quality of service characteristics were evaluated using teletraffic theory. To evaluate the accuracy of the proposed solutions, simulation modeling methods were applied using mathematical statistics methods.Theoretical and practical results: uThe method of estimating the degree of self-similarity of packet traffic is improved by calculating the Hearst H index with the approximation of its nonlinear dependence on the parameter a = 1… 2 of the Pareto distribution for the first time; The method of estimating the degree of self-similarity of packet traffic by calculating the Hearst H index from the approximation of its first nonlinear dependence on the parameter a = 0… 1 of the Weibull distribution form has been improved; The method of calculating QoS characteristics of self-similar traffic in a single-channel system with infinite queue has been improved by using the Hearst indicator for this purpose; For the first time, an approximation of the probability distribution function of states of a single-channel system with infinite queue is proposed; The method of calculating the probability of waiting for service and the average delay of packets in the cumulative buffer of a single-channel system with infinite queue has been improved by applying for this approximation the system state distribution functions.

У дисертації запропоновано методи забезпечення ідентифікації мережевої активності однорангових додатків для наступної їх класифікації та виділення в окремий сервісний клас такої взаємодії з метою проведення гнучкої тарифікації у мережі оператора Інтернет-послуг. Реалізація створених моделей і методів у програмних засобах та їх впровадження у тестових сегментах розподілених мереж операторів послуг дало можливість значною мірою підвищити ефективність надання послуг користувачам та використовувати оптимальні політики управління мережевим трафіком. У роботі окреслено підходи до стандартизації та реалізації у програмних платформах функцій аналізу пакетного навантаження згідно з їх представленням у вигляді багаторівневої моделі взаємодії відкритих систем OSI. Визначено функціональний рівень та надано рекомендації щодо оптимального розміщення комплексу аналізатора в операторській мережі загального призначення. Розглянуто можливості часткової віртуалізації окремих компонентів системи з метою підвищення загальної пропускної здатності.Ключові слова: глибока інспекція мережевих пакетів, аналіз трафіку, класифікація пакетів, система запобігання вторгненням, засоби моніторингу мережі.^UThe Thesis introduces models of representing Peer-to-Peer networking interactions and proper methods of conducting IP packet header and payload analysis. This area has been already heavily investigated by many scientists, however there are few questions still open. As Internet is growing and becoming more popular, the number of concurrent data flows starts to increase, which makes sense in amount of bandwidth requested and that should be analyzed respectively.In this work, the methods for ensuring identification of network activity of Peer-to-Peer applications for their subsequent classification and proper allocation to separated service class are offered. Such interaction by being classified provides ability to implement flexible charge policy in service-provider network.That should considerably increase user's experience and lower overall capacity load on backbone infrastructure links.Service-providers and corporate customers need the ability to identify Peer-to-Peer interactions, because they are generally not directly related to workflow and lead to premature exhaustion of the available bandwidth of external links.This Thesis represents the principles of building system, which searches for Peer-to-Peer interaction in live network traffic and then places such conversation into formerly marked QoS class with bandwidth constraints. The implementation of the created modelsand used methods in software has significantly increased the efficiency of provided services. To ensure high quality service to all its subscribers it is desirable to create the system that carries identification of such flows based on classes of service with differentpriorities. It was tested in specific segments of service-provider's distributed networks and have shown that optimal policies for managing network traffic considerably simplifies management of complex setup.With consistently increasing number of packets per second that should be investigated, the analysis using standard server's hardware-based solutions is challenging, as it is necessary to distribute the load over multiple systems. Therefore, the best way is touse special software-defined complex rather than hardware implementations. Software will distribute the load in the internals of the complex, using the principles and approaches, in particular, described in this paper. Throughput of the system configured in the samemanner was analyzed though.The paper outlines the approach with standardization and implementation packet payload analysis functions in software platforms according to their representation in the form of a multilevel OSI model. The functional level is determined and recommendationsfor the optimal placement of the analyzer complex in service provider network are given.Outlined methods and approaches in the implementation of flexible network packet classifying system are based on deep packet inspection technique. Highlighted approach is analyzed, its benefits are determined to approximate the value of suggested improvements in terms of throughput. Regular expressions matching can balance classified packet payload and could be used for parallel execution on multiple specialized nodes. The possibilities of partial virtualization of individual components of the system with the purpose of increasing the overall throughput are also considered and recommendations are provided.The Thesis presents a flexible approach to match network packet via search engine using relaxed regular expressions for whole network layer headers. By using such mechanism, software and hardware composition that might be used as a detector ofanomalies in the network has been created finally.Further improvements to the scope of network classification will be performed based on created method of applications interaction identification which rooted on supervised automated machine learning techniques coupled with specific composed training data publicly available for consideration.The results of Thesis are helpful in terms of practical experience, which can be applied to development of scalable packet classifying system with limited budget on set of available hardware.Keywords: deep packet inspection, traffic analysis, packet classifying methods, intrusion detection system, network monitoring tools.

В роботі розв'язана актуальна науково-прикладна задача, що полягає у розробці нових та вдосконаленні існуючих методів аналізу розподілу мережевих ресурсів; оцінки коректності функціонування та надання послуг у мультисервісних мережах з підтримкою технології NFV.Для вирішення науково-прикладної задачі удосконалено: метод динамічного управління складом комплексних сервісів за рахунок зміни їх складових у NFV мережах, який дозволяє формувати та управляти складом комплексного сервісу з урахуванням поточного стану складових сервісів при формуванні комплексного сервісу, що призводить до забезпечення необхідного рівня QoS; розроблено методдинамічного розподілу пропускної спроможності каналів зв'язку у NFV мережах, що базується на принципах розподілення залишкової пропускної спроможності та дозволяє уникнути повного завантаження та перевантаження каналу передачі; Розроблено метод динамічної реплікації сервісів в мережах з підтримкою функцій віртуалізації мережевих ресурсів, який за рахунок використання теорії мережевогообчислення дозволяє підвищити доступність і ефективність надання сервісів за рахунок своєчасного формування, видалення копій різних типів сервісів і їх раціонального розподілу між фрагментами мережі.Визначено, що запропонований метод балансування навантаження дозволяє підвищити ефективність використання каналів передачі на 7% та зменшити середню затримку загалом на 16% у порівнянні з динамічним алгоритмом Central Queuing, а застосування розробленого методу реплікації сервісів дозволяє підвищити доступність сервісу в 14 разів у випадку перевантажень.З метою аналізу ефективності розподілу мережевих ресурсів запропоновано проводити аналіз функціональних та нефункціональних властивостей сервісу за допомогою модельного підходу. У якості математичного апарату моделювання запропоновано використовувати апарат Е-мереж.Запропоновані математичні моделі і методи можуть бути використані під час розробки, впровадження та підтримки мультисервісних мереж, що базуються на хмарному підході з використанням технології віртуалізації мережевих функцій.^UThe actual scientific and applied problem is solved in the work, which consists in development of new and improvement of existing methods of analysis of distribution of network resources; assessment of the correctness of the functioning and provision of services in multiservice networks with NFV technology support.To solve the scientific-applied problem, the following methods were developed: the method of dynamic management of the composition of complex services by changing their components in NFV networks, which allows to form and manage the composition of the complex service, taking into account the current state of the complex services in the formation of the complex service, which leads to the required level of QoS; dynamicbandwidth allocation method for NFV networks based on the principles of residual bandwidth allocation and avoiding full load and overload of the transmission channel; dynamic replication method that increases the availability of services as the service grows in popularity on the NFV network.It is determined that the proposed method of load balancing can increase the efficiency of use of transmission channels by 7% and reduce the average delay by 16% in comparison with the dynamic algorithm of Central Queuing, and the application of the developed method of replication of services allows to increase the service availability by 14 times in case of overloads.In order to analyze the efficiency of the distribution of network resources, it is proposed to analyze the functional and non-functional properties of the service using a model approach. It is proposed to use the E-network apparatus as a mathematical simulation apparatus. It is suggested to analyze such algorithmic properties as: boundedness, activity, reachability and security.6. A dynamic replication method has been developed to increase the availability of services as the service becomes more popular on the NFV network.To model the change in network characteristics in the service delivery process, the application of network computing theory is proposed, on the basis of which a number of definitions have been made, which allow the most complete modeling of NFVI elements.NFVI behavior analysis methods are proposed in two time models: continuous time: load and service curves and discrete time: arrival and departure function. Algorithm for reservation of resources in the provision of services based on the use of elements of the theory of network computing. The method is based on algorithms for analysis and estimation of the limit indicators of delay and speed of processing, which are characteristicfor each node. A practical example of reserving resources using RSVP.The method of dynamic replication of services in networks with support of functions of virtualization of network resources is developed, which through the use of network computing theory allows to increase the availability and efficiency of rendering services by timely formation, deleting of copies of different types of services and their rational distribution between fragments of the network.The proposed mathematical models and methods can be used in the development, implementation and maintenance of cloud-based multi-service networks using network function virtualization technology.

Робота присвячена вирішенню науково-прикладної проблеми: підвищенню ефективності функціонування корпоративних комп'ютерних мереж у сенсі збільшення корисної пропускної здатності при фізичних обмеженнях на мережний ресурс в системах з нестаціонарними потоками. Запропонований підхід включає: удосконалений метод аналізу статистичних характеристик та моделі потоків вимог різнорідного мережного трафіку, новий метод оптимального управління комп'ютерною мережею на основі модифікованого критерію узагальненої роботи з інформаційною функцією втрат, який дає можливість знаходити оптимальні управління для складеної мережі в реальному часі, новий метод управління сталістю системи який завдяки монотонно-повільному поверненню особливих точок (полюсів) передатної функції в область сталості забезпечує зменшення варіабельності перехідних процесів у системі управління, удосконалену математичну модель у вигляді передаточної функції мережного вузла як керованого об'єкту, удосконалений метод передачі сигнальної та управляючої інформації на канальному рівні, новий метод оцінки ефективності системи управління, нову інформаційну технологію управління корпоративною комп'ютерною мережею, яка за рахунок етапів ідентифікації, прогнозування, вибору оптимальної стратегії управління, дає можливість досягнення цільових показників QoS для різних сервісів при мінімальних затратах інформаційного ресурсу. Запропоновані моделі і методи є науково-методологічною основою для розробки інформаційної технології створення систем управління ККМ з використанням нових методів розподіленого управління наявними мережними ресурсами в умовах затримки сигнальної та управляючої інформації, і втілені у вигляді відповідних методик та алгоритмічного забезпечення.^URepresented work has solved an important scientific and applied problem in the field of information technology based on the performed theoretical and experimental research. We had increased the efficiency of corporate computer networks in terms of increasing usable throughput with physical constraints on network resources in computer systems with non-stationary traffic flows. The study of the current state of corporate computer network (CCN) management in non-stationary flow of requirements allowed to select the main areas of research, such as the adequacy of analysis and forecast of information on the state of the network, delivery delays of signal and control information, optimality of produced control impacts with minimal resource costs. The improved method of analysis of statistical characteristics and flow models of heterogeneous network traffic requirements with marking (prioritization) of traffic flows, aggregated and sparse flows allows to obtain estimates of the predicted network load and adjust the parameters of controllers. A method of optimal control of a computer network has been developed, which, due to the application of a modified criterion of generalized work of Alexander A. Krasovsky using the informational criterion function, makes it possible to find optimal controls for a composite network in real time. The developed method of system stability control allows ensuring a stable state of the system with random delays of signal and control information. The mathematical model was improved in the form of the transition function of the network node as a controlled object. This model, in contrast to the known ones, takes into account the presence of delays in signal and control information. It provides optimal choice of response time constant of the controlled object and sufficient stability resource of the system. The improved method of signal and control information transfer, due to the definition of the optimal distributed hierarchical control structure and the implementation of control information transport in the autonomous network segment at the data link layer reduces the delivery time of service information by 25%. The developed method of evaluating the effectiveness of the network management system allows evaluating the quality of the control system on its impact on network performance. Developed information technology for corporate computer network management makes it possible to achieve quality of service (QoS) objectives for various services at minimal cost of information resources. The practical significance of the obtained results is determined by the fact that the proposed models and methods are the scientific and methodological basis for the development of information technology for CCN control systems using new methods of distributed control of available network resources in terms of signal and control information delays. The developed methods and information technology are implemented by integrating them with the corporate network management system and allow optimal redistribution of switching equipment resources to ensure QoS of different types of network services. The first section reviews and analyzes the current state of the problem of CCN management in non-stationary request flows, existing approaches, methods, hardware and software to solve the tasks. The second section discusses the features of modern traffic in corporate computer networks, identifies four main groups of flows and presents mathematical models for each type of flow: flow from an independent source, aggregated, sparse and labeled flows. The results of experimental traffic analysis are presented in third section and the method of analysis of statistical characteristics and flow patterns of modern CCM was improved. The fourth section develops a method of optimal computer network management based on vector functional with informational criterion function. The fifth section analyzes the stability of the state of the autonomous segment with delays in signal and control information and develops a method for control stability of the system based on forced return in the field of stability. The sixth section presents a mathematical model in the form of the transfer function of the router as a controlled object and proposes an approach to the choice of time constants of the switching node based on the results of asymptotic estimation of signal information delays. The seventh section develops the method for estimation the efficiency of control and develops information technology of management of CCN with stages of identification, forecasting, selection of optimal management strategy, which allows achieving QoS objectives for different services with minimal information resources required for this.

Дві основні тенденції спонукають індустрію безпроводового зв'язку розвивати мережі стільникового зв'язку п'ятого покоління: стрімке збільшення попиту на безпроводові широкосмугові послуги, які потребують значно більших швидкостей передачі даних та мережі значно більшої ємності, які можуть надавати відео та інші ресурсоємні послуги; та послуги Інтернету Речей (IoT), що спонукають до необхідності масового підключення пристроїв, а також до необхідності наднадійного зв'язку з наднизькою затримкою.При цьому, із розвитком стільникових мереж з'являються нові більш досконалі мережеві архітектури для передачі даних та керування. Проте залишається ряд невирішених завдань та проблемних місць, які необхідно вирішувати та усувати відповідно. Так, наприклад, за останні десятиліття модель хмарних потужностей та обчислень отримала широке застосування в області Інформаційних Технологій (ІТ). Проте, не дивлячись на свій успіх, впровадження хмарних технологій має подолати декілька проблем, з якими вони зіштовхнулись при появі Інтернету речей (IoT) та мереж 5-го покоління. В першу чергу, це швидкий ріст кількості пристроїв ІоТ, що створюють дуже велику кількість даних. По-друге, це велика фізична відстань між пристроями ІоТ та хмарними центрами обробки даних, що приводить до великих затримок. По-третє, додаткам, які розгорнуті в хмарі, тяжко адаптуватися до змін локальних умов розподілених мобільних пристроїв.В цілях вирішення цих проблем, пов'язаних з хмарами, нещодавні дослідження представили аналогічну концепцію – Mobile Edge Computing or Multi-access Edge Computing (MEC). Таким чином, дана дисертаційна робота спрямована на розробку методів підвищення ефективності розподіленої обробки даних в комп'ютерних системах операторів стільникового зв'язку.Як було показано, розрахункові потужності на межі стільників – це доволі перспективна концепція в контексті розвитку Інтернету речей, особливо для підтримки залежних від затримки додатків. Головною з основних проблем при цьому є задача по розміщенню релевантних сервісів, яка стосується рішення, в яке ж місце помістити декілька додатків згідно їх вимог до якості надання послуг QoS.Для цього автором було розроблено метод оптимізації розміщення масштабованих послуг на розподілених обчислювальних ресурсах мережі стільникового оператора, що полягає у послідовному використанні моделі граничних обчислень, узагальненої моделі мережі стільникового оператора та евристичного рішення, заснованого на використанні генетичних алгоритмів.Обробка завантажених завдань з урахуванням їх затримок вимагає прийняття рішення про сервер MEC, на який слід завантажувати кожне із завдань, визначення ресурсів обчислення для розподілу в додатках IoT, які будуть обробляти завдання, окрім визначення порядку в якому вивантажені завдання повинні оброблятися кожним із додатків. Вирішення трьох вищезазначених завдань сильно впливає на прийняття завдань у мережу, оскільки вони безпосередньо впливають на деякі затримки, які вони зазнають.Тому, саме для вирішення вище окреслених завдань, було удосконалено метод динамічного розвантаження та планування задач для граничних комп'ютерних систем оператора стільникового зв'язку за рахунок формування задачі змішаного цілочисельного програмування та її вирішення за допомогою декомпозиції Бендерса.Надалі було досліджено управління випромінюваною потужністю радіопередавачів у стільниковій багатокористувацькій системі в умовах впливу інтерференції. В даному випадку, відмінність цієї системи від вільної від завад у тому, що контроль живлення у багатокористувацькій системі в умовах впливу інтерференції головним чином розподілений через взаємодію між різними користувачами мобільних пристроїв, що дуже ускладнює задачу керування потужністю.Тому було удосконалено метод керування випромінюваною потужністю мобільних пристроїв під час розвантаження завдань в розподіленій комп'ютерній системі граничних обчислень оператора стільникового зв'язку за рахунок послідовного використання моделі для оцінки умови необхідності розвантаження завдань в мобільній мережі та керування випромінюваною потужністю радіопередавальних пристроїв в каналах з інтерференцією на основі теорії ігор.Теоретичні результати, отримані в дисертаційному дослідженні, відкрили можливість виявити і запропонувати нові практичні шляхи підвищення ефективності функціонування підсистеми базових станцій стільникових мереж під час їх впровадження в Україні на основі використання нових методів керування мережею, передавання даних.Матеріали дисертаційної роботи впроваджено у діяльність ТОВ «ІСП Імперіал» та у навчальний процес Центральноукраїнського національного технічного університету.^UTwo major trends are driving the wireless industry to develop fifth-generation cellular networks: the rapid increase in demand for wireless broadband services that require much higher data rates, and much higher capacity networks that can provide video and other resource-intensive services; and Internet of Things (IoT) services, which encourage the need to connect devices en masse, as well as the need for ultra-low latency.At the same time, with the development of cellular networks, new and more advanced network architectures for data transmission and management appear. However, there are still a number of unresolved issues and problem areas that need to be addressed and addressed accordingly.For example, in recent decades, the model of cloud capacity and computing has been widely used in the field of Information Technology (IT). However, despite its success, the introduction of cloud technologies must overcome several of the challenges they faced with the advent of the IoT and 5th generation networks. First and foremost, it is the rapid growth in the number of IoT devices. Second, there is a large physical distance between IoT devices and cloud data centers, leading to long delays. Third, applications deployed in the cloud find it difficult to adapt to changes in local conditions of distributed mobile devices.To address these cloud-related issues, recent research has introduced a similar concept – Mobile Edge Computing or Multi-access Edge Computing (MEC). It has been shown that computing power at the cell boundary is a rather promising concept in the context of the development of the Internet of Things, especially to support delay-dependent applications. The main problem is the task of placing relevant services, which concerns the decision in which place to place several applications according to their requirements for the quality of QoS services, on the one hand, and the computational availability of the resource, on the other hand.To do this, the author developed a method for optimizing the placement of scalable services on the distributed computing resources of the cellular network, which consists in the consistent use of the boundary computation model, a generalized model of the cellular network and a heuristic solution based on genetic algorithms.Processing downloaded tasks based on their delays requires deciding on the MEC server to load each task, determining computing resources for distribution in IoT applications that will handle the tasks, in addition to determining the order in which the downloaded tasks should be processed by each application. Solving the above three tasks greatly affects the acceptance of tasks into the network, as they directly affect some of the delays they experience.Therefore, it is to solve the above problems that the method of dynamic unloading and scheduling of tasks for the boundary computer systems of the cellular operator was improved by forming the problem of mixed integer programming and its solution by Benders decomposition.Further, the power control of the radiated power of radio transmitters in a cellular multiuser system under the influence of interference was investigated. In this case, the difference between this system and free from interference is that the power control in a multi-user system under interference is mainly distributed through the interaction between different users of mobile devices, which greatly complicates the task of power management.Therefore, the method of controlling the radiated power of mobile devices during the unloading of tasks in the distributed computer system of boundary calculations of the cellular operator was improved by sequential use of the model to assess the need for unloading tasks in the mobile network and control the radiated power of radio devices in interference channels. based on game theory.The theoretical results obtained in the dissertation research opened the possibility to identify and propose new practical ways to increase the efficiency of the subsystem of cellular base stations during their implementation in Ukraine based on the use of new methods of network management, data transmission.

Лемешко А.В. Покращення методів проектування безпроводових комп'ютерних мереж. – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису.Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії в галузі знань 12 - Інформаційні технології за спеціальністю 123 – Комп'ютерна інженерія. – Державний університет телекомунікацій. – Київ, 2021.Робота присвячена покращенню методів проектування безпроводових комп'ютерних мереж, що дозволяє підвищити ефективність функціонування спроектованих комп'ютерних мереж за рахунок впровадження засобів зниження рівнів внутрішньосистемних та міжсистемних перешкод, що дозволить підвищити завадостійкість спроектованих мереж. Підвищення ефективності функціонування безпроводових комп'ютерних мереж є актуальним і економічно обґрунтованим напрямом розвитку науки та техніки на сучасному етапі.Виконаний аналіз характеристик і принципів роботи безпроводових комп'ютерних мереж, проблем, що виникають під час експлуатації мереж, та шляхів вирішення проблем, що заважають ефективному функціонуванню (WLAN, Wireless Local Area Network), дозволив визначити “вузькі” місця WI-FI технології, на які необхідно звертати особливу увагу при проектуванні: проблема прихованого вузла; взаємні перешкоди між сусідніми стільниками, або внутрісистемна (ЕМС, електромагнітна сумістність); міжсистемні перешкоди; забезпечення (QoS, Quality of Service) для відповідних додатків; вплив особливостей місцевості.Результати отримані в науковій роботі дозволили підвищити єфективність функціонування безпроводової комп'ютерної мережі:- реалізація запропонованої моделі проектування безпроводових комп'ютерних мереж з урахуванням електромагнітної сумісності, дозволила підвищити ефективність функціонування WLAN, за рахунок раціонального вибору параметрів безпроводової локальної мережі ще на стадії проектування;- мережа, що спроектована за урахуванням запропонованих рекомендацій, отриманих під час наукового дослідження, більш стійка до завад за рахунок обліку міжсистемних та внутрішньосистемних перешкод на ранніх стадіях проектування;- програмна реалізація розроблених математичних моделей розрахунків дозволила суттєво скоротити час на проектування WLAN, за рахунок автоматизації обчислень;- впровадження в роботу WLAN, удосконаленого механізму резервування середовища передачі дозволило організовувати безконфліктну роботу на одній території декількох радіоелектронних пристроїв, що використовують один частотний канал.Ключові слова: безпроводові комп'ютерні мережі, Wi-Fi, WLAN, електромагнітна сумісність, цифрова обробка сигналів, перешкоди, моделі.^ULemeshko A.V. Improved methods for designing wireless computer networks. - Qualifying scientific work on the rights of the manuscript.Dissertation for the degree of Doctor of Philosophy in the field of knowledge 12 - Information technology in the specialty 123 - Computer Engineering. - State University of Telecommunications. - Kyiv, 2021.The work is dedicated to upgrading efficiency of wireless computer networks, based on the information system due to a decrease in the levels of internal system jamming between neighboring cell receivers and an increase in external to WLAN jam resistance of the designed wireless computer networks, that currently being a topical and feasible science and engineering development trend.There have been analyzed wireless computer networks features and principles, electromagnetic compatibility problems and methods of their solution, having made it possible to mark the technology “bottlenecks”, necessary to pay attention to whiledesigning: a hidden bond problem; mutual jamming between the neighboring cells (internal systemic electromagnetic compatibility); extended jamming; ensuring Quality of Service for the apps; extending a wireless network; environment peculiarities influence.There has been developed an algorithm of transmittance environment access mechanisms; and shown that it is necessary to conduct registering internal systemic and extended jamming at the early stages of wireless computer networks design.There have been developed methods of designing wireless computer networks, taking into account electromagnetic compatibility problems; there have been improved methods of the jam total level calculation: a method, making it possible to work out the worst case when the jamming signals are added up (a simplified method); a method, making it possible to consider the phase difference of the jamming signals, having come to the receptor.There has developed an algorithm of calculations, making it possible to model various interactions between WLAN parameters; algorithms of an improved mechanism of reserving transmittance environment, making it possible to organize on one territory simultaneous functioning of several cells, belonging to one WLAN and using one frequency channel.There have been upgraded methods and algorithms of calculations, developed the methodology of WLAN design, taking into consideration the influence of extended and internal systemic jamming. The suggested methods and algorithms make it possible to model interactions between WLAN parameters, signal level rates and jamming in WLAN receptors.Keywords: wireless computer networks, Wi-Fi, WLAN, electromagnetic compatibility, signal digitalization, jamming, algorithms.

Об'єкт – процеси відмовостійкої маршрутизації із захистом рівня якості обслуговування в телекомунікаційних мережах. Мета – підвищення рівня якості обслуговування для забезпечення відмовостійкості телекомунікаційних мереж шляхом розроблення нових та вдосконалення наявних моделей і методів відмовостійкої маршрутизації. Методи досліджень – тензорне обчислення та тензорний аналіз мереж; теорія ієрархічних багаторівневих систем; методи нелінійного та змішаного цілочисельного програмування; методи імітаційного моделювання. Результати – удосконалено тензорну модель телекомунікаційної мережі, яку представлено в базисі міжполюсних шляхів і внутрішніх вузлових пар; уперше запропоновано математичну модель швидкої перемаршрутизації трафіка даних із захистом рівня якості обслуговування за показниками пропускної здатності та ймовірності втрат пакетів у телекомунікаційній мережі; удосконалено систему тензорних моделей швидкої перемаршрутизації із захистом рівня якості обслуговування в ТКМ за множиною показників мережної продуктивності; уперше запропоновано систему тензорних моделей маршрутизації та швидкої перемаршрутизації голосового трафіка із забезпеченням захисту рівня якості сприйняття послуг, що надаються кінцевим користувачам у телекомунікаційній мережі за R-фактором, в умовах реалізації схем захисту каналів, вузлів та маршруту (маршрутів); уперше запропоновано систему тензорних моделей маршрутизації та швидкої перемаршрутизації мультимедійного трафіка із забезпеченням захисту рівня якості сприйняття послуг, що надаються кінцевим користувачам у телекомунікаційній мережі за показником мультимедійної якості, під час реалізації схем захисту каналів, вузлів і маршруту (маршрутів); отримала подальший розвиток декомпозиційна модель міждоменної маршрутизації із забезпеченням якості обслуговування в телекомунікаційній мережі, яка складається з множини послідовно з'єднаних доменів; подальшого розвитку набули методи ієрархічно-координаційної маршрутизації в мультидоменних ТКМ; отримав подальший розвиток метод ієрархічно-координаційної відмовостійкої маршрутизації в мультидоменних ТКМ. Впроваджено – в навчальному процесі кафедри інфокомунікаційної інженерії ім. В. В. Поповського Харківського національного університету радіоелектроніки (ХНУРЕ): в лекційному курсі й на практичних заняттях з дисциплін «Маршрутизація в ТКС», «Алгоритми управління та адаптації в ТКС» і «Telecommunication transmission systems» для підготовки студентів зі спеціальності 172 – Телекомунікації та радіотехніка; в науково-дослідних роботах «Підвищення масштабованості технологічних рішень щодо забезпечення якості обслуговування в конвергентних телекомунікаційних системах» (ДР № 0115U002432), «Методи підвищення продуктивності безпроводових мереж наступного покоління» (ДР № 0111U002627); на підприємстві «ХДРНТЦ ТЗІ», ТОВ «Воркнест» та ПрАТ «Фарлеп-Інвест». Галузь використання – телекомунікаційні системи та мережі.^UObject – fault-tolerant routing processes with provision of the quality of service in telecommunication networks. Purpose – the improving the quality of service to ensure the fault tolerance of telecommunications networks by developing new and improving existing models and methods of fault-tolerant routing. Methods of research – tensor calculus and analysis, postulates and principles of the theory of hierarchical multilevel systems; methods of mathematical programming; methods of simulation modeling. Results – the tensor model of the telecommunication network, which is presented in the basis of interpolar paths and internal node pairs, has been improved; for the first time, a mathematical model of fast rerouting of data traffic with protection of the QoS in terms of bandwidth and probability of packet loss indicators in a telecommunications network has been proposed; the system of tensor models of fast rerouting with protection of the TCN QoS level by a set of network performance indicators has been improved; for the first time, there has been proposed a system of tensor models for routing and fast rerouting of voice traffic with ensuring the QoE of services provided to end users in the TCN on the R-factor in the implementation of protection schemes for links, nodes and a path (paths); for the first time, there has been proposed a system of tensor models of routing and fast rerouting of multimedia traffic with ensuring the QoE of services provided to end users in the telecommunications network in terms of multimedia quality during the implementation of protection schemes for links, nodes and a path (paths); the decomposition model of inter-domain routing with the provision of the Quality of Service in the TCN, which consists of a set of sequentially connected domains, has been further developed; methods of hierarchical coordination routing in multi-domain telecommunication networks have been further developed; the method of hierarchical coordination fault-tolerant routing in multi-domain telecommunication networks has been further developed. Implementation – – in the educational process of the V.V. Popovskyy department of infocommunication engineering of Kharkiv National University of Radio Electronics (NURE): in a lecture course and in practical classes in the disciplines «Routing in TCS», «Algorithms of control and adaptation in TCS» and «Telecommunication transmission systems» to prepare students for specialty 172 – Telecommunications and radio engineering; in research works «Increasing the scalability of technological solutions to ensure the quality of service in converged telecommunications systems» (SR № 0115U002432), «Methods of improving the performance of next generation wireless networks» (SR № 0111U002627); at the enterprise "KhSRSTC TPI", LLC "Worknest" and PJSC "Farlep-Invest". The field of use is telecommunication systems and networks.

Дисертація присвячена актуальній задачі підвищення ефективності системи охорони здоров'я шляхом побудови Електронної Системи Охорони Здоров'я, котра забезпечить збір, обробку та збереження даних пацієнта; дозволить інтегрувати існуючі системи ЕМК та забезпечить можливості для підключення сервісів сторонніх організацій. Проаналізовано існуючі підходи до інформатизації медичних процесів та показано їх синергію за рахунок збільшення об'єму зібраних медичних даних і, як наслідок, отриманих з них знань. Показано перевагу сервіс-орієнтованих архітектур в контексті даної задачі. Запропоновано метод пошуку сервісів, заснований на порівнянні моделей API, покликаний підвищити ефективність розробки нових компонентів ЕСОЗ шляхом перевикористання існуючої функціональності. Класифіковано вразливості окремих компонентів системи та розглянуто шляхи убезпечення даних користувача. Надані рекомендації до побудови архітектури можуть бути використаними при розробці ЕСОЗ, закріпленої в Законі України «Про державні фінансові гарантії медичного обслуговування населення» (від 19.10.2017 № 2168-VIII, редакція від 01.01.2021), та розширюють її потенціал більш повно реалізуючи рівень взаємодії пацієнта з системою.Розглянуто використання прикінцевих обчислень для моніторингу стану пацієнта на прикладі програмно-апаратного комплексу визначення дихання пацієнта. Показано такі переваги обробки сигналів мереж натільних датчиків як можливість отримання та передачі на актуатори результатів аналізу в реальному часі, підвищену автономність системи, адже зникає необхідність постійного зв'язку з хмарою, убезпечення даних користувача шляхом мінімізації їх передачі в хмару, що значно знижує ризик атак типу «людина посередині».Запропоновано нові методи побудови крайових мереж на основі графів, котрі дозволяють розподіляти обчислювальні задачі всередині себе відповідно до особливостей та потужностей окремих вузлів системи та зменшити навантаження на хмарну інфраструктуру. Даний метод є удосконаленням традиційних ІоТ-архітектур, адже по суті дозволяє представляти прикінцеві вузли як сервіси і забезпечує можливість композиції їх функціоналу.Поєднання крайових обчислень в мережах натільних сенсорів та хмарної частини ЕСОЗ дозволяє ефективно збирати, обробляти, зберігати та надавати доступ до даних пацієнта, забезпечуючи постійний моніторинг його стану; надаючи більш повну інформацію для діагностики та лікування лікарю; перевикористовувати зібрану інформацію в наукових цілях та для збору статистики і прийняття рішень, що спираються на дані державними органами.^UThis thesis is focused on solving actual problem of improving healthcare system's efficacy by introducing Electronic Healthcare System (EHS), which will enable collection, processing, and persistence of patient's data, integrate existing PHR solutions and provide pluggable connectivity for third parties. Existing approaches to digitalization of healthcare domain were analysed, and synergy of applying them together caused by increased amount of data available in the system and, as a result, extracted knowledge was shown. Advantages of applying Service-Oriented Architecture to given task were shown. Using ontology-based service discovery was proposed aimed to improve the efficacy of new service development by reusing already existing functionality with matching criteria being defined as sum ontology-based distance of respective API models and convolution of QoS requirements' conformity.Classification of threats of various EHS components was performed and methods to mitigate found vulnerabilities were proposed. Utilization of blockchain with combined proof-of-authority, proof of stake and proof-of-conformance consensus is suggested to guarantee patient's data integrity and ensure regulatory compliance requirements. To mitigate performance and privacy drawbacks of shared Hyperledger it is suggested to use it as an index pointing to data stored on the third-party services with an additional benefit of precise authorization boundaries. Suggested methods of system design can be used in the implementation of EHS specified in the Law of Ukraine "On state financial guarantees of health care" (from 19.10.2017 № 2168-VIII) and expand its potential by closer integration of patient's interactions layer.Usage of fog computing for continuous patient monitoring is introduced with an example of computer appliance for user's breath detection. Advantages of processing body sensor network's signal on the edge were shown including increased system autonomy, reduced feedback latency, improved security of sensitive data due to restrictions on transferring measurements to the cloud resulting in lower chance of man-in-the-middle attacks.Novel graph-based fog computing network model, which allows distribution of computational task in the edge networks with the regard to the varying capabilities and resources of each node was developed and evaluated in the simulated environment. In this model smart sensors are regarded as services allowing other system components to consume their capabilities, improving networks robustness and redundancy. Algorithm of preservation of most meaningful data based on cumulative moving average for caching measurements on storage-restricted intermediate fog nodes with an algorithm to mitigate consequences of edge network fragmentation.The combination of edge computing inside body sensor networks and cloud-based EHS modules provides effective collection, processing, persistence, and access to user's data bound with continuous patient monitoring; provides increased volume of meaningful information for diagnosis and treatment to the physicians; allows to reuse gathered information for scientific purposes; makes possible for governmental agencies to collect statistics and make data-driven decisions.

Метою дисертаційної роботи є розробка теоретичних основ і технологій очищення безкисневих газів від сірководню хінгідронними окисними системами (ХОС) для збільшення їх технологічної і техніко-економічної ефективності. Це дає змогу вирішити важливу науково-технічну проблему, що актуальна для газовидобувної, нафтопереробної, коксохімічної галузей промисловості, сільського і комунального господарства. Об'єктом дослідження є рідинно-фазні окисні процеси очищення безкисневих (природних та технологічних) газів від H2S хінгідронними окисними системами. Предметом дослідження є хемосорбція сірководню з газів хінгідронним поглинальним розчином (ХПР); хемосорбція кисню з повітря хінгідронним поглинальним розчином; закономірності одержання ХОС; електрохімічна регенерація ХОС; масообмінна апаратура для системи газ-рідина; фізико-хімічні закономірності і математичні залежності, які описують процеси хемосорбції газів; вплив технологічних параметрів на ефективність і селективність зазначених процесів. Методи досліджень: циклічної вольтамперометрії, редокс- і рН-потенціометрії, об'ємного аналізу, ІЧ, УФ та видимої спектроскопії, скануючої електронної мікроскопії, експериментальна перевірка розроблених математичних моделей та технологій очищення газів від сірководню на лабораторних і укрупнених лабораторних установках з використанням фізичних моделей головних апаратів. Серед вагомих наукових результатів можна виділити: розширено знання про фізико-хімічні властивості ХПР за підвищених концентрацій компонентів; обґрунтовано вибір раціонального масообмінного обладнання процесів хемосорбції H2S з безкисневих газів і О2 з повітря цими розчинами; запропоновано вдосконалену методику приготування ХОС для збільшення ефективності очищення газів і селективності цілеспрямованого окиснення хемосорбованого H2S до S чи Na2S2O3; вперше встановлено закономірності фазової рівноваги в системі сірководень – хінгідронний поглинальний розчин; виведено математичну залежність рівноважного парціального тиску сірководню від складу хінгідронного поглинального розчину; розроблено технологічні засади двохстадійного очищення газів від сірководню хінгідронним методом; розроблено і експериментально перевірено математичну модель процесу хемосорбції H2S з безкисневих газів ХПР у барботажному апараті; розроблено математичну модель процесу хемосорбції О2 з повітря під час регенерації хінгідронного поглинального розчину та встановлено кінетичні параметри цього процесу у абсорбері з суцільним барботажним шаром; набули подальшого розвитку знання про закономірності масообмінних процесів у горизонтальному абсорбері з ковшоподібними диспергаторами (ГАКД); вперше вивчено вплив компонентів безкисневих газів на їх очищення від H2S хінгідронним поглинальним розчином та його регенерацію, що дало змогу практично уніфікувати технологічні схеми очищення різних природних і технологічних газів; вперше встановлені основні закономірності електрохімічної регенерації ХПР. На основі цих наукових даних розроблено варіанти технологічних схем для очищення природних і різних технологічних газів від H2S з одержанням дрібнодисперсної сірки і можливістю комбінування цих технологій з технологією полімерної сірки, що підвищує економічну ефективність хінгідронного процесу знесірчення газів. До промислового впровадження запропоновано технології очищення піролізного газу олефнового виробництва ТзОВ «Карпатнафтохім» (м. Калуш) і очищення вуглеводневого газу установки сповільненого коксування продуктивністю 2000 нм3/год на ПАТ «Нафтохімік Прикарпаття» (м. Надвірна).^UThe dissertation aims to develop theoretical foundations and technologies for the purification of oxygen-free gases from hydrogen sulfide by quinhydrone oxidizing systems (QOS) to increase their technological and technical and economic efficiency. This makes it possible to solve an important scientific and technical problem that is relevant for the gas, oil refining, coke and chemical industries, agriculture, and utilities. The object of research is liquid-phase oxidative processes of purification of oxygen-free (natural and technological) gases from H2S by QOS. The subject of the study is the chemisorption of hydrogen sulfide from gases by quinhydrone absorption solution (QAS); chemisorption of oxygen from the air by QAS; regularities of obtaining QOS; electrochemical regeneration of QOS; mass transfer equipment for the gas-liquid system; physicochemical laws and mathematical dependences that describe the processes of chemisorption of gases; the influence of technological parameters on the efficiency and selectivity of these processes. Research methods: cyclic voltammetry, redox and pH potentiometry, volume analysis, IR, UV and visible spectroscopy, scanning electron microscopy, experimental verification of the developed mathematical models and technologies of gases purification from hydrogen sulfide on laboratory and the large-scale laboratory installations with the use of physical models of the main devices. Among the important scientific results are: expanded knowledge of the physicochemical properties of QAS at high concentrations of components; the choice of rational mass transfer equipment for chemisorption of H2S from oxygen-free gases and O2 from air with these solutions is substantiated; an improved method of QOC preparation is proposed to increase the efficiency of gas purification and the selectivity of targeted oxidation of chemisorbed H2S to S or Na2S2O3; for the first time the regularities of phase equilibrium in the system of hydrogen sulfide - QAS; the mathematical dependence of the equilibrium partial pressure of hydrogen sulfide on the composition of the QAS is derived; technological bases of two-stage purification of gases from hydrogen sulfide by quinhydrone method are developed; developed and experimentally tested a mathematical model of the process of chemisorption of H2S from oxygen-free gases of QAS in the bubbling apparatus; developed a mathematical model of the process of chemisorption of O2 from the air during the regeneration of QAS and established the kinetic parameters of this process in the absorber with a continuous bubbling layer; acquired further development of knowledge about the laws of mass transfer processes in the horizontal absorber with bucket-shaped dispersants (HABD); for the first time the influence of oxygen-free gas components on gases purification from H2S by QAS and its regeneration was studied, which allowed to practically unify technological schemes of purification of different natural and technological gases; for the first time the basic laws of electrochemical regeneration of QAS are established. Based on these scientific data, variants of technological schemes for purification of natural and various process gases from H2S with the production of fine sulfur and the possibility of combining these technologies with polymeric sulfur technology, which increases the economic efficiency of the quinhydrone desulfurization process. The technologies of pyrolysis gas purification of olefin production at LLC "Karpatnaftochim" and purification of hydrocarbon gas of the delayed coking plant at PJSC "Naftokhimik Prykarpattya" were proposed for industrial implementation.

Розробка методів та моделей аналізу і модернізації структури комп’ютерної мережі для забезпечення якості сучасних телекомунікаційних послуг є актуальною науково-прикладною задачею.Об’єктом дослідження є процеси аналізу та модернізації структури комп’ютерних мереж.Предметом дослідження є моделі, методи та інформаційна технологія моделювання комп’ютерних мереж для прийняття рішень з формування складу телекомунікаційних послуг.Метою дисертаційного дослідження є підвищення обґрунтованості прийняття рішень з формування складу телекомунікаційних послуг на основі результатів імітаційного моделювання структури комп’ютерної мережі для оцінки її основних параметрів.Науковою новизною дисертації є:1.?Вперше розроблено метод оцінювання параметрів комп’ютерної мережі, який на відміну від існуючих, оснований на моделюванні її структури з урахуванням фрактальних властивостей трафіку, що дозволить обґрунтувати прийняття рішення щодо впровадження нових послуг.2.?Удосконалено метод прийняття рішень з управління процесами надання телекомунікаційних послуг, шляхом прогнозування обсягу вхідного потоку та моделювання структури комп’ютерної мережі. 3.?Набула подальшого розвитку модель оцінки навантаження в комп’ютерній мережі шляхом емуляції механізму ковзаючого вікна, що дозволяє виявити перевантаженя в процесі імітаційного моделювання мережі. 4.?Набула подальшого розвитку прикладна інформаційна технологія моделювання комп’ютерної мережі шляхом створення імітаційної моделі дослідження її структури, що надає змогу оцінювати основні показники мережі для обґрунтування рішень щодо впровадження нових послуг. У першому розділі проведено розгляд стану індустрії інтернет телекомунікацій на сьогоднішній день, а також проблем, які виникають через безперервний розвиток сервісів та збільшення кількості абонентів. Проаналізовано чинники впливу зовнішнього середовища на функціонування комп’ютерних мереж. Розглянута концептуальна основа та досліджено розвиток методів модернізації комп’ютерних мереж. Зроблено висновок про необхідність приймати ефективні рішення щодо вибору стратегій розвитку мережі для максимального використання її ресурсів. Досліджено роль моделювання в прогнозуванні характеристик комп’ютерних мереж і зроблено висновок, що важливим завданням є статистичний аналіз даних про обсяг трафіку з різних мереж за різні періоди часу.У другому розділі розглянуто основні параметри якості телекомунікаційних послуг, які відображають можливість і ефективність транспортування інформації в комп'ютерній мережі. Зроблено висновок, що відповідно до вимог абонентів щодо якості телекомунікаційних послуг здійснюється формування структури мережі, вибір транспортних протоколів, апаратного та програмного забезпечення. Розроблено метод прийняття рішень з управління процесами надання телекомунікаційних послуг на основі результатів прогнозування обсягу вхідного потоку та моделювання структури комп’ютерної мережі.У третьому розділі запропонований метод оцінювання параметрів комп’ютерної мережі на основі моделювання, оптимізації та перебудови структури мережі. У четвертому розділі сформована архітектура прикладної інформаційної технології для моделювання поведінки комп’ютерної мережі на базі мікросервісів, з урахуванням потенційних можливостей для горизонтального масштабування аналітичних можливостей системи. Підтверджена адекватність розроблених методу та моделей на базі практичних розрахунків тестового прикладу. Розглянуто процедуру модернізації мережі із застосуванням інформаційної технології для моделювання поведінки мережі. Розглянута можливість знаходження мінімально допустимого впливу на мережу для досягнення максимально можливого збільшення QoS, для економії часу та коштів під час модернізації комп’ютерної мережі. Виділений напрям покращення моделі шляхом додавання окремого модулю, який пропонує можливі зміни, де кількість змін та кількість відкладених ітерацій передачі даних прагне до нуля.Таким чином, сукупність запропонованих в роботі методу та моделей була реалізована програмно і підтверджено адекватність отриманих результатів моделювання. Розроблена прикладна інформаційна технологія моделювання комп’ютерної мережі шляхом створення імітаційної моделі дослідження її структури, яка надає змогу оцінювати основні показники мережі для обґрунтування рішень щодо впровадження нових телекомунікаційних послуг. В результаті виконання роботи було розроблено методи та моделі, які дозволили розширити методологічний апарат прийняття рішень з управління послугами телекомунікаційних операторів. Практичною цінністю розробленої інформаційної технології є можливість спрогнозувати «вузькі місця» під час модернізації комп’ютерної мережі, або навпаки - вказати на надмірність певних рішень, щоб у перспективі зекономити значні кошти провайдерів та операторів послуг зв’язку.^UDevelopment of methods and models of analysis and network structure modernization to deliver the required quality of telecommunication services is an actual scientific and applied task.The object of research are processes of analysis and modernization of computer network structure.The subject of the research are models, methods and information technology of network modelling for decision making on composition of telecommunication services.The purpose of the research is increasing of justification for decisions making on composition of telecommunication services based on the results of imitational modelling of computer network structure to evaluate its main parameters.Scientific novelty of this research is:1. For the first time the method of network parameters evaluation has been developed, which is, unlike others, is based on the network structure modelling considering fractal properties of traffic, that will allow to justify decision making regarding introduction of the new telecommunication services.2. The decision-making method for managing the telecommunication services provisioning has been improved, with use of ingress traffic forecasting and network structure modelling.3. The model of network overload evaluation using emulated sliding window mechanism has been further developed, which allows to indicate overloads during the imitational modelling.4. The applied information technology of computer network modelling has been further developed via creation of imitational model, which allows to investigate network structure which in turn allows to evaluate its main parameters to justify decisions regarding new services introduction.In the first chapter the state of the internet telecommunication industry as of today was reviewed, as well as problems which arise due to unceasing development of new services and increasing number of end users. Outside factors that impacts on network functionality were analyzed. Conceptual basis and network modernization methods were reviewed. A conclusion has been made that there is a need for effective decision-making regarding network development strategy considering maximization of its resource utilization.In the second chapter the main quality parameters of telecommunication services, that reflects the ability and effectiveness of data transfer within the computer network was reviewed. The conclusion has been made, that the network structure formation, selection of transport protocols, hardware and software are based on the end-users’ requirements related to the telecommunication services QoS.Modern telecommunication providers development strategies were researched, considering growth and heterogeneity of network traffic. The model of synergetic network effect in conditions of multiple network merging was developed.In the third chapter the method of network parameters evaluation was introduced, based on imitational modelling, network ptimization and structural rebuild. In the fourth chapter the architecture of the applied information technology for network behavior modelling was formalized, based on the microservices, considering future possibilities for horizontal scaling of analytical abilities of the system.Adequacy of the developed method and models was proved using practical calculations of the test bench. Procedure of network modernizations using the information technology for network behavior modelling was reviewed. An opportunity for the minimum impact changes on the network structure to maximize QoS improvements, to save time and spendings during network modernization was reviewed. A model improvement was suggested to add a separate module, that will propose possible changes, where the number of changes and the number of delayed transfer iterations will tend zero.Thus, complex of the method and models introduced in the research has been implemented as the software application and adequacy of the obtained modelling results has been proved. The applied information technology of computer network modelling, using imitational modelling and network structure observations was developed, which allows to evaluate primary network parameters to justify decision regarding new telecommunication services introduction.As a result of the research the method and models have been developed, that allow to extend methodic apparatus of decision making for service management for telecommunication providers. Practical value of the developed informational technology is an ability to forecast “bottlenecks” during network modernization, or vice versa – indicate excessiveness of certain solutions, in order to rospectively save significant costs of providers and operators of telecommunication services.