Провадження гнучких методів розроблення програмного забезпечення (ПЗ) з постійною інтеграцією та постійним доставлянням (CICD) зумовило значне зростання ефективності проектів. Переважно це було досягнуто завдяки тому, що нові функції ПЗ розробляються в кожному спринті та доставляються кінцевим користувачам як результат. Цей підхід є досить ефективним, однак він має збої внаслідок закладеної в нього ідеології. Дійсно, масштабування системи є поширеним вирішенням, однак до якої міри її слід масштабувати. Процес масштабування потребує знань щодо поточного та очікуваного станів системи. При цьому критичним та складним завданням є еталонний тест виробничої системи, оскільки він стосується завдань бізнесу в реальному часі. Необхідною умовою для впровадження нової версії системи є тестування навантаження для оцінювання очікуваного стану після її впровадження. Традиційні методи симуляції навантаження не в змозі виявити поведінкові шаблони навантаження трафіку з виробничого середовища. Для подолання цієї проблеми запропонований підхід розширює конвеєр CICD та додає три фази автоматизації: оцінювання, тестування навантаження та масштабування. Це дає можливість мінімізувати простої системи за допомогою тестування на стенді та використовувати трафік з виробничого середовища для тестування навантаження, підвищуючи рівень вірогідності результатів. Лише після завершення тестування навантаження системи можна оцінити можливості масштабування. Спочатку конвеєр CICD було розроблено за допомогою серверів Jenkins CI, Git та Nexus з автоматизацією Ansible. Go-replay використовується для дублювання трафіку від виробничого середовища до тестового стенда. Моніторинг Nagios - для аналізу поведінки системи в кожній фазі та доведення на тестовому стенді, що масштабування впорається з цим навантаженням.

Технічне обслуговування та керування поточними мережами 4-го покоління (4G) все ще здійснюється вручну та напівавтоматично, що є дорогим та трудомістким. Це ставить великий виклик для мережного керування різнорідними, програмно-визначеними та віртуалізованими системами 5-го покоління (5G). Стільникові мережі 5-го покоління (5G) охоплюють велику різноманітність технологій для вирішення дуже різних випадків використання. Оцінювання цих технологій та дослідження майбутніх альтернатив ускладнюється, якщо покладатися лише на адмiнiстраторiв мережi. Мережний інтелект 5G є важливою альтернативою адмiнicтраторам мережi. З появою мережного інтелекту для системи 5G відкривається можливість інтелектуального керування. Без втручання адміністраторів новий підхід може автономно вирішувати проблеми з мережею, кібератаками та неефективним використанням ресурсів, що зі свого боку може зменшити операційні витрати, покращити досвід взаємодії з користувачем та скоротити час виходу нових послуг на ринок. Запропоновано випробувальний стенд мобільної мережі 5G з віртуалізованою та організованою структурою, зосередженою на інтеграції до програм штучного інтелекту. Розглядуваний тестовий стенд використовує технології з відкритим кодом для розгортання та оркестрування функцій віртуальної мережі для гнучкого створення різноманітних сценаріїв мобільних мереж із чіткими топологіями фронтального та зворотного зв'язку. Показано як розгорнути структуру тестового стенда та відтворити представлені результати з наданими алгоритмами, а також наведено рекомендовану архітектуру, функціональність, замкнене керування, алгоритми, що містять мережний інтелект. Установлено інтелектуальний тест-стенд 5G, а експериментальні результати підтверджують доцільність та ефективність.

Представлено концепцію Software-Defined-Networking, а також історію програмованих мереж і огляд пов'язаних з ними новітніх стандартів. Розглянуті механізми безпеки для захисту архітектури SDN від супротивників. Розглянуто більш детально основні принципи OpenFlow.

Поширення інтелектуальних пристроїв та безпроводових додатків із вимогою до збільшення якості передавання призводять до необхідності розширення радіочастотної робочої смуги. Поки вирішенням для розгортання мереж наступних поколінь у містах є ущільнення стільникових вузлів із транзитними волоконно-оптичними з'єднаннями високої пропускної здатності. Однак розгортання мереж у малонаселених районах і на великих відстанях із високою пропускною здатністю залишається проблемою. Сьогодні найбільш продуктивними за пропускною здатністю є волоконно-оптичні системи, для яких граничні експериментальні швидкості становлять сотні терабіт за секунду, але ще не дають змоги в глобальному масштабі реалізувати якість технологій 5G і наступних поколінь. Можливим вирішенням цієї проблеми є багаторівнева система зв'язку, яка об'єднує наземні та неназемні системи телекомунікацій. Завдяки технічному прогресу у сфері супутникових технологій нині реалізуються проєкти низькоорбітальних систем (LEO). Kuiper від Неназемні технології зв'язку стають ключовим компонентом для розвитку майбутніх мереж 6-го покоління (6G). Потенційні можливості, перспективи реалізації, проблеми та їх вирішення для неназемних телекомунікацій залишаються відкритими напрямками для майбутніх досліджень. Розглянуто використання міліметрового та оптичного діапазонів хвиль у різних конфігураціях багаторівневого космічного зв'язку із застосуванням низькоорбітальних супутників, стратосферних платформ і безпілотних ретрасляторів. Безпроводовий зв'язок у міліметровому та оптичному діапазонах має великий потенціал для використання в космічних системах зв'язку. Такі технології мають переваги застосування в азимутальних каналах прямої видимості перед наземними. Так, наприклад, повне зенітне загасання може бути набагато меншим за погонне в нижніх шарах атмосфери, а також має переваги за віртуальністю реконфігурації, площею покриття і енергетичною (спектральною) ефективністю. Раптове падіння якості зв'язку через атмосферні явища, включно із сильною атмосферною турбулентністю, призводить до потреби в адаптивному динамічному керуванні променем, яке також спричинює зниження використання ресурсів як частотних, так і енергетичних. Безпроводові і волоконні оптичні системи зв'язку мають схожість за робочим діапазоном хвиль, методами оброблення. Методи радіофотоніки можуть бути застосовні і для безпроводових систем зв'язку, де є можливість використання технології конвертації радіохвиль в оптичний, зокрема терагерцовий діапазон. Проведено порівняння ємності каналу Шеннона для різних багаторівневих сценаріїв супутникової лінії зв'язку. Проаналізовано напрямки досліджень для забезпечення неперервності зв'язку, адаптації до погодних умов, досягнення пропускної здатності до 100 Гбіт/с.

Епоха технології п'ятого покоління (5G) тільки почалася, і її обіцянки суттєво покращити продуктивність системи стали реальністю. Неназемна мережа (NTN) з підтримкою 5G можливо стануть ефективним рішенням для надання послуг у будь-який час, у будь-якому місці та збільшить зону покриття. У цьому контексті в роботі аналізуються рішення для супутникових систем з високою пропускною здатністю та вдосконаленою технологією багатопроменевої передачі, завдяки їхній здатності збільшувати пропускну здатність системи за рахунок повторного використання частот, збільшення швидкості передачі даних користувачем та спектральної ефективності системи. Адаптація 5G для підтримки неназемних мереж спричиняє цілісний дизайн, що охоплює безліч областей, від мережі радіодоступу до послуг та системних аспектів. Проаналізовано основні теми неназемних мереж, докладно аналізуються аспекти проектування, проблеми реалізації та напрями наступних досліджень.

Перспективні системи зв'язку розвиваються в напрямку ускладнення конфігурації мереж, розширення спектра сигналів, інтеграції наземних, супутникових, волоконних, відкритих оптичних технологій. Поляризаційні методи оброблення сигналів, конвертація радіосигналів в оптичні домени є перспективними методами збільшення спектральної ефективності, а також зменшення впливу атмосфери. Проаналізовано способи зростання інформаційної ємності сигналів, принципові схеми волоконно-ефірного передавання в радіо- та оптичному діапазонах, зокрема в міліметровому діапазоні, з використанням поляризаційних ефектів для просторової модуляції інформаційних сигналів. Подібні схеми із застосуванням безпроводових ділянок мережі в оптичному і високочастотному радіодіапазонах та волоконних лініях можуть бути використані як у невеликих масштабах наземних мереж, так і в глобальному покритті.