Реферат по теме выпускной работы
При написании данного автореферата магистерская работа ещё не завершена. Окончательное завершение: июнь 2020 г. Полный текст работы и материалы по теме могут быть получены у автора после указанной даты.
Содержание
- Введение
- 1. Цель и задачи исследования
- 2. Анализ объекта исследования
- 2.1 Анализ объекта
- 2.2 Анализ демографической составляющей населения
- Выводы
- Список источников
Введение
За последние годы интернет занял довольно важную часть нашей жизни. Люди пользуются им в повседневной жизни постоянно и часто не могут нормально существовать без доступа к всемирной сети, особенно когда работают удаленно из дома. Многими интернет воспринимается сейчас как обычный ресурс, необходимый для комфортной жизни и занимающий одно место с электричеством, теплом, газом и водой. Сейчас трудно представить нашу жизнь без интернета. Поэтому вполне естественно, что каждый человек рассчитывает получать доступ к ресурсам глобальной сети на высокой скорости и по доступным ценам. Однако для некоторых категорий граждан это до сих пор остается недостижимой мечтой или предметом роскоши. Особенно это касается жителей частных секторов. Трафик передачи данных является основным компонентом систем связи. И для того чтобы обеспечить качество обслуживание возрастающих потоков трафика нужны соответствующие методы анализа и мониторинга сетей, которые постоянно сталкиваются с неполными и все возрастающими требованиями пользователей и сетевых систем. Анализ трафика является жизненно важным компонентом для понимания требований и возможностей сети.
1. Цель и задачи исследования
Целью научной работы является исследование условий повышения эффективности доступа к Internet на примере населенного пункта с. Макеевка.
В научной работе необходимо решить следующие задачи:
- провести анализ объекта и демографической составляющей населения;
- определить статистику используемого трафика;
- рассчитать самоподобный трафик;
- выявить наилучший тип подключения;
- провести моделирование изменения трафика от социальных групп.
2. Анализ объекта исследования
2.1 Анализ объекта
Для жителей многоэтажных застроек подключения к сети Интернет не является проблемой, так как чаще всего им предоставляется широкий выбор подключения и различных услуг. Они могут выбрать не только определенный пакет услуг, но, в некоторых случаях, даже провайдера, который будет предоставлять им эти самые услуги. Основной же проблематикой подключения на территории одноэтажной частной застройки является то, что чаще всего на такой территории существует всего один провайдер, который не очень заботится подключением этих абонентов. Бывают даже ситуации, когда в таких населенных пунктах не распространяется обслуживания ни одного провайдера. Все дело в том, что чаще всего провайдеры считают экономически не выгодным вкладывать средства и ресурсы в создание или улучшении сетевой инфраструктуры частного сектора. Объясняется это сложностью прокладки кабеля, большой удаленностью от существующих линий и низкой плотностью потенциальных клиентов. Провайдерам гораздо проще и выгоднее подключать многоэтажные дома, которые требуют меньше потраченных средств, быстро окупятся и начнут приносить прибыль, чем распространять свои услуги на частные застройки.
Рисунок 1 — Рассматриваемая территория
На рассматриваемой территории существует провайдер, но, как и было сказано ранее, не очень активно подключает возможных абонентов. В основном на данной участке в некоторых местах проложены старые медные линии связи, но количество услуг на них сильно ограничено. Так максимальная скорость подключения, предоставляемая этим абонентам, составляет 10 Мбит/с. Конечно, на этой территории существуют абоненты с высокоскоростным подключением по технологии PON с широким пакетом услуг, но их не очень много и они, по большей части, расположены на северно–восточной окраине с. Макеевки, так как она расположена ближе к основной части сети провайдера.
Для начала разберемся какие существуют способы подключения абонентов на больших территориях [1,2]:
– Ethernet.
Такая технология предусматривает использование все тех же свитчей что и в многоэтажных зданиях. Главная проблема тут заключается в том, что соединение медного кабеля не должно быть длиннее 100 метров, а для частного сектора этого крайне недостаточно чтобы охватить всех клиентов. Это значит, что требуется большее число устройств, нежели обычно, а это экономически не выгодно.
– Wi–Fi [3].
Это является довольно неплохим вариантом для частного сектора. Во–первых, легкость подключения новых клиентов. Для подключения не требуется возиться с проводами. Все что требуется для установки — это настроить Wi–Fi соединение в ноутбуке или подключить к компьютеру Wi–Fi сетевую карту. Однако стоит и учитывать, что четкий сигнал будет исключительно на расстоянии до 100 метров от точки доступа. По этой причине прокладывание кабеля по всей территории все равно неизбежно. Кроме того, необходимо найти места для размещения оборудования и подключения электропитания, что тоже является минусом.
– PON [4].
Пассивная оптическая сеть, в отличие от других способов подключения к интернет, предназначена для работы в частном секторе. Преимущества в том, что между сервером и абонентом нет ничего кроме оптической линии. Промежуточное оборудование исключено из схемы сети. Связь осуществляется непосредственно между абонентом и сервером. Сеть легко поддается администрированию и обслуживанию. Скорость соединения на самом высоком уровне. Данная технология признана перспективной и пользующейся популярностью. Однако основным её недостатком можно назвать высокую цену на абонентское оборудование.
– WiMax [5].
Фактически — это очень продвинутый Wi–Fi. Дальность связи большая, отраженные сигналы еще лучше. Обеспечивается мобильность (обслуживание абонента передается от одной базовой станции к другой без ухудшения качества соединения). Однако есть и значительные отличия от стандартного Wi–Fi. В первую очередь, БС WiMax — это оборудование не клиентского типа, и предназначено для работы оператора. Это обстоятельство делает оборудование WiMax более требовательным к настройкам. Монтаж также требует серьезной квалификации персонала оператора.
Все эти способы подключения используются в различных населенных пунктах и у каждого есть свои приверженцы и противники. Так многие считают проводные технологии пережитком прошлого и пытаются от них побыстрее избавится, чтобы освободиться от проводов, которые вечно путаются под ногами и ограничивают свободное перемещение. Но есть так же много людей, которые считают проводные технологии намного надежнее и привычнее, не желающих переходить с уже устоявшегося простого проводного интернета на беспроводные технологии, которые еще в новинку некоторым категориям жителей.
Последние исследования показывают, что телекоммуникационный трафик для большинства видов сервисов является самоподобным (фрактальным) [6,7].
Стохастический процесс называется фрактальным, когда некоторые из его (важных) статистических характеристик проявляют свойства масштабирования с соответствующими масштабными показателями. Так как масштабирование математически приводит к степенным соотношениям в масштабируемых величинах (то есть степенной зависимости статистических характеристик), можно сделать вывод, что, например, телекоммуникационный трафик, проявляет фрактальные свойства, когда некоторые из его оцененных статистических характеристик проявляют степенную зависимость в широком временном или частотном диапазонах.
2.2 Анализ демографической составляющей населения
Среди факторов, влияющих на социально–экономическое развитие государства, демографическая ситуация играет далеко не последнюю роль. Любая экономическая система неразрывно связана с демографией, где последняя выступает как наука о закономерностях развития и воспроизводства населения. Численность населения и его состав непосредственно влияют на масштабы производства, темпы развития всех сфер жизнедеятельности территории [8,9].
Взаимосвязь между демографическими процессами и развитием телекоммуникационной сферы является предметом дискуссий уже в течение долгого времени, а демографические исследования выступают базой для оценки большого количества показателей в различных сферах жизни.
Наш край относится к территориям с первым типом воспроизводства населения — суженный тип, демографическая зима
, для которого характерны низкий уровень рождаемости, возрастающее количество людей пожилого возраста и снижение числа детей и подростков. Наблюдается естественная и механическая убыль населения и соответственно отрицательный естественный прирост.
Если обратиться к историческим данным, то снижение численности населения Донецкого края, началось с 1994 года (самое большое число жителей проживало в 1993 году и составляло 5 365,8 тыс. чел.). На снижение численности населения существенно оказало влияние резкое ухудшение уровня жизни населения.
По данным Главного управления статистики ДНР на 1 января 2019 года общая численность населения Республики составила 2,3 млн. человек, в том числе 94 % городского населения и 6 % сельского населения. В городе Макеевка население составляет 370 тыс. человек, в том числе в населенном пункте село Макеевка приблизительно проживает 2,3 тыс. человек.
За период 2015–2018 гг. уровень рождаемости в Республике имеет негативную динамику. Так, на 1 января 2019 года данный показатель составил 10,6 тыс. человек, что на 11 % меньше показателя 2017 года. Однако стоит отметить, что в то же время показатель смертности, напротив, имеет небольшую положительную динамику в снижении и по итогам 2018 года уменьшился на 0,5 %.
Удельный вес людей пенсионного возраста, среди обслуживаемых учреждениями здравоохранения, вырос и на сегодня составляет 31,7 %, граждан трудоспособного возраста — 55,4 %. На долю детского населения в возрасте до 15 лет приходится 12,9 %. Отмеченное расхождение в динамике экономически активного населения и граждан в трудоспособном возрасте объясняется тем, что динамика первой группы следует за динамикой второй группы с запаздыванием в несколько лет.
Тенденция, при которой группы пенсионного возраста превышают по численности молодежные группы, способствует возрастанию демографической нагрузки на трудоспособное население.
Используя статистические данные по Донецкой Народной Республике приведем возрастную демографическую пирамиду.
Рисунок 2 — Возрастная демографическая пирамида населенного пункта с. Макеевка
Используя статистические данные выявим количество людей каждой из заданных нами возрастных групп, которые пользуются интернетом в зависимости от времени суток.
| 0:00–2:00 | 2:00–4:00 | 4:00–6:00 | 6:00–8:00 | 8:00–10:00 | 10:00–12:00 | 12:00–14:00 | 14:00–16:00 | 16:00–18:00 | 18:00–20:00 | 20:00–22:00 | 22:00–00:00 | |
| 2–5 | 0 % | 0 % | 7 % | 10 % | 16 % | 17 % | 17 % | 16 % | 82 % | 84 % | 81 % | 3 % |
| 6–13 | 0 % | 0 % | 0 % | 30 % | 8 % | 8 % | 15 % | 66 % | 90 % | 95 % | 90 % | 1 5% |
| 14–18 | 7 % | 0 % | 0 % | 40 % | 8 % | 8 % | 8 % | 60 % | 90 % | 95 % | 90 % | 50 % |
| 19–24 | 18 % | 8 % | 0 % | 50 % | 7 % | 7 % | 7 % | 7 % | 88 % | 95 % | 93 % | 72 % |
| 25–29 | 17 % | 7 % | 2 % | 65 % | 7 % | 6 % | 6 % | 7 % | 55 % | 90 % | 95 % | 88 % |
| 30–34 | 14 % | 6 % | 3 % | 66 % | 6 % | 5 % | 5 % | 6 % | 45 % | 89 % | 94 % | 87 % |
| 35–39 | 7 % | 4 % | 2 % | 65 % | 6 % | 5 % | 5 % | 6 % | 47 % | 89 % | 95 % | 88 % |
| 40–44 | 6 % | 4 % | 2 % | 67 % | 6 % | 5 % | 5 % | 6 % | 45 % | 90 % | 95 % | 88 % |
| 45–49 | 4 % | 0 % | 2 % | 65 % | 7 % | 6 % | 6 % | 7 % | 55 % | 90 % | 95 % | 88 % |
| 50–54 | 0 % | 0 % | 3 % | 66 % | 6 % | 5 % | 5 % | 6 % | 45 % | 89 % | 94 % | 87 % |
| 55–59 | 0 % | 0 % | 2 % | 65 % | 6 % | 5 % | 5 % | 6 % | 47 % | 89 % | 95 % | 88 % |
| 60–64 | 0 % | 0 % | 7 % | 58 % | 48 % | 27 % | 18 % | 24 % | 31 % | 58 % | 35 % | 4 % |
| 65–69 | 0 % | 0 % | 9 % | 52 % | 44 % | 23 % | 17 % | 22 % | 29 % | 52 % | 23 % | 3 % |
| 70 и старше | 0 % | 0 % | 10 % | 45 % | 32 % | 21 % | 14 % | 19 % | 27 % | 45 % | 19 % | 2 % |
Рисунок 3 — Зависимость процентного пользования интернетом от возрастной группы
(анимация: 8 кадров, 7 циклов повторения, 143 килобайт)
Приведем значения генерации трафика одним человеком в час. Для этого, используя среднестатистические данные, выведем общее среднее между прослушиванием музыки в онлайн, просмотром видео, общением в мессенджерах, серфингом в интернете, онлайн играми, загрузкой файлов и дальнейшем использовании их офлайн.
| Мб/ч | Гб/ч | |
| Музыка | 76,8 | 0,077 |
| Видео | 2233 | 2,233 |
| Мессенджеры | 12 | 0,012 |
| Игры | 500 | 0,5 |
| Серфинг | 10 | 0,01 |
| Загрузка и офлайн пользование | 2000 | 2 |
| Среднее | 805,3 | 0,805 |
Используя данные таблицы 1, мы можем рассчитать количество людей использующие интернет–услуги в каждой возрастной группе и в каждом временном промежутке. Просуммировав количество таких людей во всех возрастных группа и всех промежутках времени, мы получим значение равное количеству часов во время которых на заданной территории пользуются интернетом в течении всего дня и равное 17580.
После того, как это значение будет посчитано, можно рассчитать общий трафик на всех жителей населенного пункта село Макеевка, умножив среднее значение генерации трафика одним человеком в час на количество часов во время которых на заданной территории пользуются интернетом в течении всего дня. Общий трафик приблизительно будет равен 14,2 Тб.
Выводы
По результатам анализа объекта и демографической составляющей можно сделать вывод, что существует несколько возможностей подключения абонентов в одноэтажной застройке частного сектора, но у каждой есть свои как положительные, такие как высокая скорость или простота подключения, так и отрицательные качества, такие как высокая стоимость. Провайдер должен обеспечить места большого скопления людей стабильным Wi–Fi соединением, а также предоставить каждому своему клиенту качественное интернет соединение. Также можно сделать вывод, что демография населения сильно влияет на объем трафика, в общем, и в каждой возрастной группе, в частности.
Список источников
1. Способы построения сети в частном секторе [Электронный ресурс] — Режим доступа: https://lantorg.com/....
2. Киренберг А. Г. Проблема подключения к интернету малоэтажного жилого сектора и возможный способ ее решения / А. Г. Киренберг, О. М. Колесников // Вестник Кузбасского государственного технического университета. — 2015. — № 1 (107). — c. 84–87.
3. PON [Электронный ресурс] — Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/....
4. Радке Хорст–Дитер. Все о беспроводных сетях / Хорст–Дитер Радке , Йеремиас Радке. — М.: НТ Пресс, 2011. — 320 c.
5. Шубин В. И. Беспроводные сети передачи данных / В. И. Шубин, О. С. Красильникова. — М.: Вузовская книга, 2013. — 104 c.
6. Исследовании свойства самоподобного трафика мультисервисной сети [Электронный ресурс] — Режим доступа: http://www.vestnik.vsu.ru/....
7. Terdik, G. Gyires, T. Levy Flights and Fractal Modeling of Internet Traffic, Feb. 2009 Page(s): 120–129 [Электронный ресурс] — Режим доступа: https://ieeexplore.ieee.org/....
8. Демографические процессы Республики — основа ее социально–экономического развития [Электронный ресурс] — Режим доступа: http://mer.govdnr.ru/....
9. Демографическая ситуация в ДНР [Электронный ресурс] — Режим доступа: http://xvesti.ru/....