Реферат за темою випускної роботи
При написанні даного автореферату магістерська робота ще не завершена. Остаточне завершення: червень 2020 р. Повний текст роботи та матеріали по темі можуть бути отримані у автора після зазначеної дати.
Зміст
- Вступ
- 1. Мета і задачі
- 2. Аналіз обʼєкта дослідження
- 2.1 Аналіз обʼєкта
- 2.2 Аналіз демографічної складової населення
- Висновки
- Перелік посилань
Вступ
За останні роки інтернет зайняв досить важливу частину нашого життя. Люди користуються ним в повсякденному житті постійно і часто не можуть нормально існувати без доступу до всесвітньої мережі, особливо коли працюють віддалено з дому. Багатьма інтернет сприймається зараз як звичайний ресурс, необхідний для комфортного життя і займає одне місце з електрикою, теплом, газом і водою. Зараз важко уявити наше життя без інтернету. Тому цілком природно, що кожна людина розраховує отримувати доступ до ресурсів глобальної мережі на високій швидкості і за доступними цінами. Однак для деяких категорій громадян це до сих пір залишається недосяжною мрією або предметом розкоші. Особливо це стосується мешканців приватних секторів. Трафік передачі даних є основним компонентом систем звʼязку. І для того щоб забезпечити якість обслуговування зростаючих потоків трафіку потрібні відповідні методи аналізу та моніторингу мереж, які постійно стикаються з неповними і все зростаючими вимогами користувачів і мережевих систем. Аналіз трафіку є життєво важливим компонентом для розуміння вимог і можливостей мережі.
1. Мета і задачі
Метою наукової роботи є дослідження умов підвищення ефективності доступу до Internet на прикладі населеного пункту с. Макіївка.
У науковій роботі необхідно вирішити наступні задачі:
- провести аналіз обʼєкта і демографічної складової населення;
- визначити статистику використовуваного трафіку;
- розрахувати самоподібний трафік;
- виявити найкращий тип підключення;
- провести моделювання зміни трафіку від соціальних груп.
2. Аналіз обʼєкта дослідження
2.1 Аналіз обʼєкта
Для жителів багатоповерхових забудов підключення до мережі Інтернет не є проблемою, так як найчастіше їм надається широкий вибір підключення і різних послуг. Вони можуть вибрати не тільки певний пакет послуг, але, в деяких випадках, навіть провайдера, який буде надавати їм ці самі послуги. Основний же проблематикою підключення на території одноповерхової приватної забудови є те, що найчастіше на такій території існує всього один провайдер, який не дуже піклується підключенням цих абонентів. Бувають навіть ситуації, коли в таких населених пунктах не поширюється обслуговування жодного провайдера. Вся справа в тому, що найчастіше провайдери вважають економічно не вигідним вкладати кошти і ресурси в створення або поліпшення мережевої інфраструктури приватного сектора. Пояснюється це складністю прокладки кабелю, великою віддаленістю від існуючих ліній і низькою щільністю потенційних клієнтів. Провайдерам набагато простіше і вигідніше підключати багатоповерхові будинки, які вимагають менше витрачених коштів, швидко окупляться і почнуть приносити прибуток, ніж поширювати свої послуги на приватні забудови.
Рисунок 1 — Розглянута територія
На розглянутій території існує провайдер, але, як і було сказано раніше, не дуже активно підключає можливих абонентів. В основному на даній ділянці в деяких місцях прокладені старі мідні лінії звʼязку, але кількість послуг на них сильно обмежена. Так максимальна швидкість підключення, що надається цим абонентам, складає 10 Мбіт/с. Звичайно, на цій території існують абоненти з високошвидкісним підключенням за технологією PON з широким пакетом послуг, але їх не дуже багато і вони, здебільшого, розташовані на північно–східній околиці с. Макіївки, так як вона розташована ближче до основної частини мережі провайдера.
Для початку розберемося які існують способи підключення абонентів на великих територіях [1,2]:
– Ethernet.
Така технологія передбачає використання все тих же світчей що і в багатоповерхових будинках. Головна проблема тут полягає в тому, що зʼєднання мідного кабелю не повинно бути довше 100 метрів, а для приватного сектора цього вкрай недостатньо щоб охопити всіх клієнтів. Це означає, що потрібно більше одиниць обладнання, ніж зазвичай, а це економічно не вигідно.
– Wi–Fi [3].
Це є досить непоганим варіантом для приватного сектора. По–перше, легкість підключення нових клієнтів. Для підключення не потрібно возитися з проводами. Все що потрібно для установки — це налаштувати Wi–Fi зʼєднання в ноутбуці або підключити до компʼютера Wi–Fi сетевую карту.мережеву карту. Однак варто і враховувати, що чіткий сигнал буде виключно на відстані до 100 метрів від точки доступу. З цієї причини прокладання кабелю по всій території все одно неминуче. Крім того, необхідно знайти місця для розміщення обладнання і підключення електроживлення, що теж є мінусом.
– PON [4].
Пасивна оптична мережа, на відміну від інших способів підключення до інтернет, призначена для роботи в приватному секторі. Переваги в тому, що між сервером і абонентом немає нічого крім оптичної лінії. Проміжне обладнання виключено зі схеми мережі. Звʼязок здійснюється безпосередньо між абонентом і сервером. Мережа легко піддається адміністрування та обслуговування. Швидкість зʼєднання на найвищому рівні. Дана технологія визнана перспективною і користується популярністю. Однак основним її недоліком можна назвати високу ціну на абонентське обладнання.
– WiMax [5].
Фактично — це дуже просунутий Wi–Fi. Дальність звʼязку велика, відбиті сигнали ще краще. Забезпечується мобільність (обслуговування абонента передається від однієї базової станції до іншої без погіршення якості зʼєднання). Однак є і суттєві відмінності від стандартного Wi–Fi. В першу чергу, БС WiMax — це устаткування не клієнтського типу, і призначене для роботи оператора. Ця обставина робить обладнання WiMax більш вимогливим до налаштувань. Монтаж також вимагає серйозної кваліфікації персоналу оператора.
Всі ці способи підключення використовуються в різних населених пунктах і у кожного є свої прихильники і противники. Так багато хто вважає провідні технології пережитком минулого і намагаються від них швидше позбудеться, щоб звільнитися від проводів, які вічно плутаються під ногами і обмежують вільне переміщення. Але є так само багато людей, які вважають провідні технології набагато надійніше і звичніше, які не бажають переходити з уже усталеного простого проводового інтернету на бездротові технології, які ще в новинку деяким категоріям жителів.
Останні дослідження показують, що телекомунікаційний трафік для більшості видів сервісів є самоподібним (фрактальним) [6,7].
Стохастичний процес називається фрактальним, коли деякі з його (важливих) статистичних характеристик виявляють властивості масштабування з відповідними масштабними показниками. Так як масштабування математично приводить до статечним співвідношенням в масштабованих величинах (тобто статечної залежності статистичних характеристик), можна зробити висновок, що, наприклад, телекомунікаційний трафік, проявляє фрактальні властивості, коли деякі з його оцінених статистичних характеристик виявляють ступеневу залежність в широкому часовому або частотному діапазонах.
2.2 Аналіз демографічної складової населення
Серед факторів, що впливають на соціально–економічний розвиток держави, демографічна ситуація відіграє далеко не останню роль. Будь–яка економічна система нерозривно повʼязана з демографією, де остання виступає як наука про закономірності розвитку і відтворення населення. Чисельність населення і його склад безпосередньо впливають на масштаби виробництва, темпи розвитку всіх сфер життєдіяльності території [8,9].
Взаємозвʼязок між демографічними процесами і розвитком телекомунікаційної сфери є предметом дискусій вже протягом довгого часу, а демографічні дослідження виступають базою для оцінки великої кількості показників в різних сферах життя.
Наш край відноситься до територій з першим типом відтворення населення — звужений тип, демографічна зима
, для якого характерні низький рівень народжуваності, зростання кількості людей похилого віку і зниження числа дітей і підлітків. Спостерігається природна і механічна спад населення і відповідно негативний природний приріст.
Якщо звернутися до історичних даних, то зниження чисельності населення Донецького краю, почалося з 1994 року (найбільше число жителів проживало в 1993 році і становило 5 365,8 тис. осіб). На зниження чисельності населення істотно вплинуло різке погіршення рівня життя населення.
За даними Головного управління статистики ДНР на 1 січня 2019 року загальна чисельність населення Республіки склала 2,3 млн. чоловік, в тому числі 94 % міського населення і 6 % сільського населення. У місті Макіївка населення становить 370 тис. осіб, в тому числі в населеному пункті село Макіївка приблизно проживає 2,3 тис. чоловік.
За період 2015–2018 рр. рівень народжуваності в Республіці має негативну динаміку. Так, на 1 січня 2019 року цей показник склав 10,6 тис. осіб, що на 11 % менше показника 2017 року. Однак варто зазначити, що в той же час показник смертності, навпаки, має невелику позитивну динаміку в зниженні і за підсумками 2018 року зменшився на 0,5 %.
Питома вага людей пенсійного віку, серед обслуговуваних установами охорони здоровʼя, виріс і на сьогодні становить 31,7 %, громадян працездатного віку — 55,4 %. На частку дитячого населення у віці до 15 років припадає 12,9 %. Зазначене розбіжність у динаміці економічно активного населення і громадян у працездатному віці пояснюється тим, що динаміка першої групи слід за динамікою другої групи з запізненням в декілька років.
Тенденція, при якій групи пенсійного віку перевищують за чисельністю молодіжні групи, сприяє зростанню демографічного навантаження на працездатне населення.
Використовуючи статистичні дані по Донецькій Народній Республіці, наведемо вікову демографічну піраміду.
Рисунок 2 — Вікова демографічна піраміда населеного пункту с. Макіївка
Використовуючи статистичні дані виявимо кількість людей кожної з заданих нами вікових груп, які користуються інтернетом в залежності від часу доби.
| 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 і старше | 0 % | 0 % | 10 % | 45 % | 32 % | 21 % | 14 % | 19 % | 27 % | 45 % | 19 % | 2 % |
Рисунок 3 — Залежність процентного користування інтернетом від вікової групи
(анімація: 8 кадрів, 7 циклів повторення, 143 кілобайтів)
Наведемо значення генерації трафіку через одного чоловіка в годину. Для цього, використовуючи середньостатистичні дані, виведемо загальну середню між прослуховуванням музики в онлайн, переглядом відео, спілкуванням в месенджерах, серфінгом в інтернеті, онлайн іграми, завантаженням файлів і подальше використання їх офлайн.
| Мб/г | Гб/г | |
| Музика | 76,8 | 0,077 |
| Відео | 2233 | 2,233 |
| Месенджери | 12 | 0,012 |
| Игры | 500 | 0,5 |
| Ігри | 10 | 0,01 |
| Завантаження і офлайн користування | 2000 | 2 |
| Середнє | 805,3 | 0,805 |
Використовуючи дані таблиці 1, ми можемо розрахувати кількість людей використовують інтернет–послуги в кожній віковій групі і в кожному часовому проміжку. Підсумувавши кількість таких людей у всіх вікових, група і всіх проміжках часу, ми отримаємо значення дорівнює кількості годин під час яких на заданій території користуються інтернетом протягом всього дня і рівне 17580.
Після того, як це значення буде пораховано, можна розрахувати загальний трафік на всіх жителів населеного пункту село Макіївка, помноживши середнє значення генерації трафіку через одного чоловіка в годину на кількість годин під час яких на заданій території користуються інтернетом протягом всього дня. Загальний трафік приблизно дорівнюватиме 14,2 Тб.
Висновки
За результатами аналізу обʼєкта і демографічної складової можна зробити висновок, що існує кілька можливостей підключення абонентів в одноповерхової забудови приватного сектора, але у кожної є свої як позитивні, такі як висока швидкість або простота підключення, так і негативні якості, такі як висока вартість. Провайдер повинен забезпечити місця великого скупчення людей стабільним Wi–Fi зʼєднанням, а також надати кожному своєму клієнтові якісне інтернет–зʼєднання. Також можна зробити висновок, що демографія населення сильно впливає на обсяг трафіку, в загальному, та зокрема, в кожній віковій групі.
Перелік посилань
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/....