Проанализированы математическая модель и структурная схема систем передачи данных в телекоммуникационных системах и сетях, обоснованы критерии и показатели оценки эффективности их функционирования.

Досліджено вплив стану каналів на відносну швидкість в процедурах обміну інформацією в телекомунікаційних системах. Запропоновано аналіз залежності відносної швидкості від стану каналів для протоколів обміну інформацією в телекомунікаційних системах, наведено вирази для її розрахунків.

На основании анализа причин возникновения свойства самоподобия в трафике телекоммуникационных сетей предложены математические модели самоподобного трафика.

Рассмотрена математическая модель телекоммуникационного трафика учитывающая его самоподобность и основанная на теории нейродинамики. Предложен метод прогнозирования телекоммуникационного трафика в реальном масштабе времени, на основе теории искусственных нейронных сетей. Предложен алгоритм синтеза нейросети для прогнозирования телекоммуникационного трафика.

Проанализированы свойства фрактального телекоммуникационного трафика. Предложена модификация протокола сети, основанная на механизме прогнозирования доступного размера полосы пропускания канала. Проведен сравнительный анализ модели предложенной модификации протокола и современных транспортных протоколов IP сетей.

Запропоновано підхід до побудови процесу управління мережним трафіком мультисервісної розподіленої телекомунікаційної мережі (РТКМ). Наведено результати теоретичних досліджень щодо визначення статистичних характеристик трафіку РТКМ та меж змін властивостей трафікового процесу. Побудовано відповідну математичну модель, що є базовою для процесу управління. Проаналізовано результати імітаційного моделювання трафікового процесу.

Проаналізовано проблему опису пакетного трафіку. Розглянуто можливість моделювання такого телекомунікаційного трафіку на базі за допомогою теорії хаосу та хаотичних відображень. Встановлено, що деякі особистості статистичного опису трафіку мультісервісної телекомунікаційної мережі досить адекватно моделюються як хаотичні або фрактальні системи.

Розкрито проблеми підвищення ефективності надання мультимедійних послуг в мережах нового покоління. Обгрунтовано нову математичну модель передачі мультимедійної інформації, що базується на узагальненій математичній моделі передачі відеоданих і результатах комп'ютерного моделювання передачі мультимедіа. Розглянуто питання об'єктивного оцінювання якості потокового відео в процесі його обробки та передачі мережами нового покоління. З використанням методу виділення динамічної складової, рекурсивного методу фрагментування зображення та методу арифметичного кодування запропоновано вирішення проблеми критичного зниження якості мультимедійних послуг у випадку їх утиснення. Показано можливості застосування методу об'ємного дельта-кодування цифрового відеосигналу, заснованого на алгоритмах детекції руху та традиційного дельта-кодування в системах передачі відеоінформації.

Описан основной набор функций прототипа программной системы прогнозирования телетрафика TAPES (teletraffic analysis and prediction expert system).

Предложено решение задачи управления трафиком с применением тензорных методов. Получены значения временных задержек пакетов и максимальных длин пакетных очередей в трактах, узлах и контурах сети при условии наличия задержек пакетов в контурах сети.

Предложен новый способ разделения потоков трафика на граничном узле MPLS, который позволяет повысить эффективность в передаче информации в телекоммуникационных сетях.

Рассмотрены вопросы мониторинга сетей промышленного назначения с целью повышения надежности передачи данных. Рассмотрен расчет времени проведения мониторинга сети промышленного предприятия.

Рассмотрены требования, предъявляемые к передаче трафика реального времени в телекоммуникационной сети. Рассмотрены методы и технологии обеспечения качественной доставки мультимедийных данных, такие как архитектуры интегрированного обслуживания IntServ и архитектуры дифференцированного обслуживания DiffServ. Для повышения используемости сетевых каналов предлагается осуществлять буферизацию запросов на передачу трафика реального времени. Реализация этой идеи обеспечит сглаживание потока поступающих заявок и позволит использовать пропускную способность сети более эффективно.

Розв'язано нову науково-технічну задачу створення математичних моделей та методів інформаційних технологій розповсюдження мультимедійних даних на основі багатопротокольної комутації за мітками та методів диференціального обслуговування у разі забезпечення заданої якості сервісу. Набула подальшого розвитку розроблена MPLS архітектура із системою захисту пропускної здатності для скорочення часу передачі мультимедійних даних. Вперше розроблено метод адаптивного згладжування мультимедійних даних для динамічної зміни вихідної швидкості потоку в залежності від завантаження буфера. Вперше створено та досліджено модель надання мультимедійних послуг із заданою якістю сервісу на основі системи масового обслуговування D-BMAP/D/1/Ko, що дозволило визначити швидкість передачі даних, допустимий джитер і втрати до початку передачі. Проведено експериментальні дослідження якості відеотрафіку в запропонованих архітектурах.

Показано, що в процесі вирішення завдань підвищення продуктивності телекомунікаційних систем виникає необхідність в зменшенні зниження інтенсивності відеопотоку. Ефективність рішення таких задач залежить від якості надання відеоінформаційних послуг, яка має бути забезпечена. Проте, на практиці інтенсивність відеопотоку, що виникає, збільшується кожен рік та у декілька разів перевищує необхідні значення. Основною причиною є великі об'єми відеоданих та обмежені технічні характеристики телекомунікаційних систем. Це приводить до збільшення часу затримки та імовірності втрат пакетів під час обслуговування на вузлах комутації. Один з напрямів рішення даної суперечності полягає у зменшені об'ємів відеоданих за рахунок використання методів стиску. Розроблено методи стиснення і відновлення зображень для зниження інтенсивності відеопотоку в телекомунікаційних системах, що забезпечує зниження часу затримки та імовірності втрат пакетів за умов обмежень на швидкодію обчислювальних систем та швидкість передачі даних телекомунікаційних систем.

Уперше одержано метод побудови марківської моделі немарківської системи обслуговування з використанням потоку Ерланга, який вкладено у пуасонівський потік, що дозволяє оцінити ефективність системи, до входу якої надходить суперпозиція немарківських самоподібних потоків пакетів різної довжини. Уперше для обліку неординарного потоку в телекомунікаційних мережах розроблено метод обчислення розподілу ймовірностей станів марківського ланцюга для групового вхідного потоку, який припускає довільний розподіл кількості пакетів у групі. Удосконалено аналітичну модель, яка описує нестаціонарний стохастичний трафік у телекомунікаційних мережах, що враховує добові, тижневі та сезонні коливання навантаження. Запропоновано метод фазового укрупнення станів напівмарківської системи. Набули подальшого розвитку методи розрахунку статистичних показників вузлів маршрутизації телекомунікаційних мереж, які враховують можливість існування відмінностей у пріоритетах одних потоків пакетів даних перед іншими. Запропоновано моделі з абсолютним і відносним пріоритетами пакетів. Розвинено методи управління обслуговуванням черг у вузлах маршрутизації, які встановлюють раціональний розподіл ресурсу обробки за сукупністю критеріїв, які покращують показники QoS. Розроблено і впроваджено комплекс програмно-технічних засобів діагностики та управління трафіком телекомунікаційних мереж.

Вирішено актуальне наукове завдання синтезу, оптимальної телекомунікаційної мережі (ТКМ), що дозволяє зменшити затримку передачі інформації та забезпечити підвищення якості функціонування інфокомунікаційної мережі в цілому. Розроблено методику синтезу оптимальної ТКМ відповідно за умов зменшення затримки передачі інформації на основі фактичних показників якості мережі з поєднанням безумовного та умовного критеріїв переваги. Одержано оптимальні показники якості, які є реально досяжними для мережі з використанням існуючих в ній ресурсів. Запропоновано методику розрахунку статистичної інформації якості функціонування ТКМ, що забезпечить зменшення розбіжностей між одержаними в результаті розрахунків та усереднення показників якості та реальними показниками якості мережі. Удосконалено методику оптимізації ТКМ на основі мінімізації середнього квадратичного відхилення, що забезпечить вирішення нагальної проблеми якості функціонування ТКМ - розбіжність між показниками якості. Моделювання вказаних методик за допомогою програмного забезпечення підтвердило покращання якості та достовірності функціонування ТКМ.

Мета дослідження - розроблення алгоритму багаторівневої буферизації мультисервісного трафіку із використанням технології адаптивної зміни буферного простору, що надає змогу покращити якість надання послуг та оптимально використовувати ресурси мережі та вузлів обслуговування. Проаналізовано мультисервісний трафік діючої телекомунікаційної мережі передавання даних. Вибрано математичну модель для опису імовірнісно-часових характеристик досліджуваного трафіку. Досліджено роботу алгоритмів управління чергами та перевантаженнями та за результатами моделювання запропоновано використання найбільш оптимального алгоритму WFQ, який забезпечує задовільну якість обслуговування в мультисервісній мережі передавання даних. Вперше розроблено багаторівневу схему буферизації даних у вузлах обробки та приймання мультисервісного трафіку для покращання якості надання послуг. Запропоновано використання технології динамічної (адаптивної-) буферизації даних із метою оптимізації роботи моделі, що надає можливість встановлювати динамічно адаптовані для кожної черги пороги, а також сприяє більш раціональному використанню буферного простору та мінімізує рівень втрат. Практичне значення одержаних результатів полягає у тому, що у поєднанні із алгоритмом прискореного перемикання каналів розроблена схема багаторівневої буферизації даних із використанням технології адаптивної зміни буферного простору надає можливість суттєво знизити час перемикання каналів у разі використання послуг інтерактивного телебачення і тим самим підвищити якість сприйняття послуг кінцевими користувачами.

Вперше запропоновано спосіб формування структури однорангової мережі широкомовного розповсюдження відеоданих, відмінність якого полягає в децентралізації пошуку функціональних абонентів та цілеспрямованої побудови дерева розповсюдження відеоданих з урахуванням фізичного розташування його вузлів у мережі Інтернет, за рахунок чого зменшується дублювання передачі відеоданих і, відповідно, об'єм трафіку. Вперше запропоновано та обгрунтовано математичну модель ієрархічних однорангових мереж, яка враховує фізичні параметри абонентів, на основі якої оптимізовано структуру дерева широкомовного розповсюдження відеоданих, що забезпечує зменшення затримки їх доставки між найбільш віддаленими вузлами, і таким чином дозволяє гарантувати заданий рівень якості доставки відеоданих. Вперше запропоновано метод управління проактивним вибором найбільш доцільних функціональних абонентів, відмінністю якого є використання прогнозу зміни кількості абонентів для визначення моменту часу вибору функціональних абонентів, що дозволяє прискорити реконфігурацію структури однорангової мережі доставки відеоданих. Для забезпечення неперервності широкомовної доставки відеоданих в однорангових мережах вперше запропоновано метод формування резервних кодів та їх використання для відновлення відеоданих, втрачених за реконфігурування мережі, з урахуванням специфіки того, що втрачені пакети утворюють неперервну послідовність, за рахунок чого забезпечується менша інформаційна надлишковість резервування в порівнянні з існуючими відновлювальними кодами та кодами Ріда-Соломона.

Дослідження спрямоване на підвищення якості відеоінформаційного сервісу з використанням телекомунікаційних систем. Результати показали, що значний вплив на загальну інтенсивність відеопотоку мають передбачені кадри. Розроблено метод кодування, особливістю якого є вибір типу обробки блоків кадру в залежності від їх інформативності та кодування за допомогою блочних кодових конструкцій. Це дозволяє додатково знизити кількість структурної надмірності передбачених кадрів, а також підвищити завадостійкість переданих відеоданих. Розробено метод керування бітовою швидкістю відеопотоку для підвищення якості надання відеоінформаційних сервісів з використанням телекомунікаційних систем. Він враховує дві характеристики: бітову швидкість стисненого кадру та средньоквадратичну помилку під час визначення оптимальних значень параметрів обробки. Таким чином реалізується можливість узгодження бітової швидкості з пропускною здатністю каналів зв'язку та обрання якості переданого відеозображення в режимі реального часу.