У навчальному посібнику наведено конструкції та характеристики різних напрямних систем, розглянуто електродинаміку для напрямних систем і елементи волоконно-оптичних систем передачі, фізичні процеси в них, розглянуто теорії взаємного електромагнітного впливу в лініях зв’язку та методи захисту від них, захист споруд зв’язку від зовнішніх електромагнітних впливів та методи виявлення місця і характеру пошкодження ліній зв’язку.

Розглянуто можливість використання теорії Кернера трьох фаз для телекомунікаційних мереж. Описано принципи функціонування транспортних потоків для фаз вільного, синхронізувального потоків і фази рухомого кластера у системах масового обслуговування з явними втратами, з очікуванням та у системах з повторними викликами. Також розглянуто теорію Кернера за пріоритетного обслуговування та визначено, що кількість фаз значно зростає. Розглянуто можливість дослідження фазових переходів у телекомунікаційних мережах на базі теорії Ландау. Описано параметр порядку, потенціал і коефіцієнт за квадратного члену для дослідження фазових переходів у мережах.

Визначено метричний тензор, символи Крістофеля, тензори Рімана, Річі, скаляр кривизни простору для різних просторів. Наведено приклад визначення метричного тензору на базі теореми косинусів. Вперше визначено компоненту метричного тензора векторів з використанням теореми косинусів для чотирикутника з урахуванням двостороннього зв'язку між кожною парою вузлів. Запропоновано збільшити кількість компонент метричного тензора, що надасть змогу представити метрику у симетричному тензорному полі для опису деформації ріманової метрики, яку застосовують у потоках Річчі.

Запропоновано тензорну модель дослідження телекомунікаційної мережі з використанням диференціальної геометрії. Наведено диференціальні форми для спрощення розрахунків символу Крістофеля, тензорів Рімана, Річі, скаляр кривизни простору. Показано, що для проведення досліджень метричний тензор доцільно розкласти на симетричний і антисиметричний тензори. Наведено приклади визначення метричного тензору, символу Крістофеля, похідної Лі.

Розглянуто концепцію віртуальних вузлів, які є копіями реальних вузлів, кожен з яких здатний виконувати певне завдання та відправляти одержані дані до наступного віртуального вузла. Наведено функції витрат енергії для зчитування, оброблення та передавання інформації. Введено умову обмеження, яка необхідна, коли географічна зона контролюється певною кількістю вузлів, проте не потрібна інформація від усіх вузлів. Запропоновано алгоритм щодо максимізації часу життя безпровідних сенсорних мереж, який надає змогу звести до мінімуму витрати енергії вузлів.

Розроблено імітаційну модель системи управління гетерогенної мережі в програмному середовищі OPNET MODELER. Розглянуто сценарії інтеграції мереж LTE, UMTS із технологією Wi-Fi з урахуванням мобільності абонентів та типу наданих послуг. Досліджено процес оптимізації мережевої інфраструктури мобільного оператора, шляхом перерозподілу мережевих ресурсів та балансування навантаження за умов впровадження конвергенції технологій. Розроблено імітаційну статистичну модель фемтосоти як конвергентного пристрою на рівні доступу для забезпечення мультисервісних послуг з реалізацією вертикального хендоверу.

Вперше запропоновано класифікацію моделей функціонування розподілених сервісно-орієнтованих систем за способами синхронізації, за узгодженням транзакцій та їх типами, що надає змогу розробити методологічну основу для структурно-функціонального синтезу гетерогенних хмаринкових мереж. Запропоновано модель гіперболічних потоків Річчі з конформним відображенням структури множини вершин графу мережі хмаринкових обчислень на основі ріманівської метрики віртуальною системою координат мережевих вузлів для гарантованого подолання локальних оптимумів в задачі розподілу інформаційного навантаження розподіленими сервісними платформами гетерогенної мережевої хмари, що породжуються складними динамічно змінними структурними неоднорідностями, чим досягається значне підвищення рівня досяжності вузлів мережевої хмари без значного збільшення відповідної евклідової маршрутної метрики. Запропоновано коефіцієнт ефективної доступності сервісів у Cloud-системах, який враховує кількісні показники якості обслуговування та ймовірнісні параметри логічної зв'язності між елементарними сервісами, що надає можливість встановити характеристики функціонування композитних додатків. Запропоновано модель для оптимізації сервісу на основі архітектури SDP за критерієм максимізації коефіцієнта використання ресурсів віртуальних машин сервісної платформи на основі застосування статистичного методу випробувань Бернуллі, що забезпечує суттєве підвищення продуктивності Cloud-системи за рахунок збільшення доступності віртуальних машин для запитуваного інформаційного сервісу.

Розглянуто теоретичний базис конформного відображення координат у гіперболічному просторі. Запропоновано алгоритм на підставі використання гіперболічного потоку Річчі, що надає змогу збільшити ефективність маршрутизації інформаційних потоків за рахунок незначного зростання відповідної евклідової метрики.

Запропоновано архітектуру ІР over OTN over DWDM мережі для поліпшення якості надання послуг шляхом інтеграції технологій MPLS і DWDM. Розроблено метод класифікації трафіку та вдосконалено модель крайового маршрутизатора, який забезпечує ефективніше використання оптичних ресурсів і адаптується під вибуховий ІР трафік. На базі запропонованого алгоритму агрегації вхідного трафіку побудовано імітаційну модель, результати якої показали, що ефективність використання ресурсів мережевого вузла збільшилася на 25 %.

Проведено дослідження статистичних показників трафіку гетерогенної мультисервісної корпоративної мережі з метою формування адекватних імовірнісних моделей його розподілу для різних типів сервісу. Здійснено оцінку параметра Херста для різних типів трафіку, що характеризує властивості самоподібності потоків користувачів за відповідними типами сервісу.

Проведено дослідження систем динамічного моніторингу з відображенням одержаних результатів на виділеному сайті в мережі Інтернет і використанням мобільних вимірювальних пристроїв. Показано, що у цьому випадку виникають дві додаткові проблеми у порівнянні з використанням лише стаціонарних вимірювальних пристроїв. Для вирішення однієї проблеми - зменшення завантаженості безпровідного каналу зв'язку - запропоновано використання попередньої обробки послідовних результатів вимірювання в мобільних вимірювальних пристроях. Спростити вирішення другої проблеми - зменшення трудомісткості обробки всіх результатів для їх відображення на виділеному сайті - запропоновано забезпечити заміною логічних операцій графічними побудовами з використанням запропонованого методу.

Запропоновано використовувати алгоритм пошуку шляху за критерієм мінімального часу проходження, в основу якого покладено спосіб розрахунку оптимального шляху передавання на базі даних про поширення інформації та зміни в топології мережі, для зменшення часу обслуговування (обробки) запитів, які надходять на обслуговування до центра обробки даних, з урахуванням топологічної структури такого центра.

Запропоновано модель надання сервісів на базі методу адаптації логічної структури cloud-системи за міграції віртуальних машин. Здійснено оцінку стійкості структури у площині надання сервісу з урахуванням фізичних та апаратних ресурсів сервера. Зменшено загальну затримку надання сервісу у cloud-системі.

Проведено аналіз методів обробки га відображення результатів радіомоніторингу. Показано, що їх поділ на групи вимагає використання логічних операцій, що є певним недоліком. Запропоновано метод "2D-3D-2D/", який забезпечує здійснення вказаного поділу без використання логічних операцій.

Запропоновано математичну модель оптичного комутаційного вузла на прикладі крос-комутатора, яка зображає вхідний інформаційний потік у вигляді матриці, рядки якої відповідають DWDM каналам, а стовпці - довжинам хвиль, відповідно. Запропоновано спосіб забезпечення оптичної комутації без блокування у вузлі на основі формування бінарних матриць переходів для всіх комутаційних елементів. Наведено структурну схему оптичного комутатора на базі акустооптичної комірки. На відміну від попередніх реалізацій, цей комутатор надає змогу комутувати сигнал у двох площинах за рахунок використання двох взаємно ортогональних акустооптичних комірок. Запропоновано вдосконалену модель пристрою узгодження довжин хвиль, яка працює на основі ефекту чотирихвилевого змішування. Ця модель є адаптивною для будь-якої комбінації вхідних/вихідних довжин хвиль, за рахунок генератора опорного сигналу, керованого контролером.

Надано характеристики пірингових систем як складних мереж (СМ). Наведено основні характеристики СМ. Розглянуто вплив факторів завантаження на живучість СМ.

Вдосконалено тензорну модель телекомунікативних мереж, що дозволяє враховувати параметри потоків у вузлах за рахунок введення додаткових гілок. Вперше використано тензорну модель для дослідження К-шляхової маршрутизації, що дозволяє визначити необхідну кількість маршрутів для конвергентних мереж. Вперше використано незвідні представлення, як усереднені значення досліджуваних параметрів, для аналізу та дослідження телекомунікаційних мереж. Запропоновано алгоритм розрахунку структури віртуальних каналів конвергентної мережі у вигляді множини тороїдальних структур за допомогою діакоптики, що дозволяє простим об'єднанням розв'язків підсистем одержати розв'язок тороїдальної структури в цілому.

Фрактально проаналізовано параметри потоків у телекомунікаційних мережах. Спрогнозовано часи затримок між вузлами транспортної та проектованої NGN мереж. Оцінено допустимі характеристики потоків у вказаних мережах.

Розглянуто тороїдальні топологічні структури та приклади побудови інфокомунікаційних мереж на їх базі. Запропоновано тензорне подання топологічної структури тороїдальних мереж. Введено компаунд-тензор і наведено декомпозицію складної топологічної структури; класифіковано алгоритми маршрутизації в тороїдальних структурах.