Кафедра інженерії програмного забезпечення
Permanent URI for this community
Browse
Browsing Кафедра інженерії програмного забезпечення by Author "Odehov M."
Now showing 1 - 5 of 5
Results Per Page
Sort Options
Item АЛГОРИТМ СИНТЕЗУ ОПТИМАЛЬНИХ ЧАСТОТНИХ ПЛАНІВ ВОСП ДЛЯ НЕЛІНІЙНОГО СЕРЕДОВИЩА ПЕРЕДАЧІ (МЕТОД УДАВА)(Хмельницький національний університет, 2023) Одегов М. А.; Odehov M.; Бабіч Ю. О.; Babich Y.; Багачук Д. Г.; Bahachuk D.; Кочеткова М. В.; Kochetkova M.; Шнайдер С.; Shaider S.Сучасні волоконно-оптичні системи передачі (ВОСП) зі щільним спектральним мультиплексуванням (DWDM) реалізують рівномірні частотні плани: ширина усіх каналів однакова. Характерною є тенденція поступового зменшення ширини полос окремих каналів від 200 ГГц до 25 та, навіть, 12,5 ГГц. Втім, принцип розподілу спектрального ресурсу залишається тим самим, що є характерним для систем радіо зв’язку. Даний принцип не враховує, що в різних областях визначеного спектрального діапазону викривлення оптичних сигналів також є суттєво різними внаслідок нерівномірності коефіцієнта загасання та різних значень параметрів дисперсії. В останній час розробляються системи передачі, які застосовують нелінійні ефекти типу оптичних солітонів. Тому виникає необхідність врахування впливу також і нелінійних ефектів на тривалість оптичних імпульсів та ширину їх спектру. У даній роботі пропонується алгоритм швидкого синтезу оптимальних нерівномірних частотних планів для перспективних ВОСП, які можуть адаптуватись до конкретного середовища передачі. Пропонований алгоритм є варіантом застосування принципів методу динамічного програмування Р. Белмана. Критерієм оптимальності у даній роботі обрано максимум сумарної швидкості передачі в усіх частотних каналах ВОСП. Основна ідея пропонованого алгоритму полягає у проектуванні простору певної розмірності на простори все менших розмірностей. При цьому кожний крок такого проектування здійснюється у відповідності до обраного критерію оптимальності, тобто кожна з проекцій вже є оптимальною у своєму скороченому просторі. В результаті кількість необхідних операцій зменшується від астрономічних величин до незначної кількості. Показано, що пропонований алгоритм може бути застосований вже при сучасному рівні розвитку ВОСП. Також показано, що нерівномірні частотні плани, синтезовані за даним алгоритмом дають суттєву перевагу як у швидкості передачі, так і у спектральній ефективності порівняно з рівномірними планами. Modern fiber-optic transmission systems (FOTS) with dense spectral multiplexing (DWDM) implement uniform frequency plans, which means the width of all channels is the same. There is a common trend to gradually reduce the bandwidth of individual channels from 200 GHz to 25 and even 12.5 GHz. However, the principle of spectrum resource distribution remains the same, which is typical for radio communication systems. This principle does not consider the fact that in different areas of the specified spectral range, the distortion of optical signals is also significantly different due to the non-uniformity of the attenuation coefficient and different values of the dispersion parameters. The latest transmission systems use nonlinear effects such as optical solitons. Therefore, one should take into account the influence of nonlinear effects on the duration of optical pulses and their spectrum width. In this work, an algorithm for the rapid synthesis of optimal non-uniform frequency plans for promising FOTS that can adapt to a specific transmission environment is proposed. The proposed algorithm is based on the principles of R. Belman's dynamic programming method. The maximum total transmission speed in all frequency channels of the VOSP is considered as an optimum criterion in this paper. The main idea of the proposed algorithm is to project a space of a certain dimension onto spaces of smaller and smaller dimensions. At the same time, each step of such design is carried out in accordance with the selected criterion of optimality, that is, each of the projections is already optimal in its reduced space. As a result, the number of necessary operations is reduced from large numbers to significantly smaller numbers. It is shown that the proposed algorithm can be already applied for existing FOTS. It is also shown that nonuniform frequency plans synthesized according to this algorithm provide a significant advantage in both transmission speed and spectral efficiency compared to uniform plans.Item АНАЛІЗ МЕТОДІВ КОМПЕНСАЦІЇ ДИСПЕРСІЇ У ВОЛОКОННО-ОПТИЧНИХ СИСТЕМАХ ПЕРЕДАВАННЯ(Державний університет інтелектуальних технологій і зв'язку, 2023) Ковалик М. М.; Kovalyk M.; Одегов М. А.; Odehov M.Системи електронних комунікацій постійно стикаються зі зростаючою потребою у збільшенні пропускної здатності. Це пов'язано зі збільшенням кількості користувачів мережі Інтернет, тобто зростаючим обсягом інформації, що передається. Відповідно, при побудові міжміських мереж використовуються волоконно-оптичні лінії зв'язку. Перевагою ВОСП є висока надійність і швидкість, захист від несанкціонованого доступу, низький рівень помилок. Стиснення каналу довжини хвилі наразі є провідною технологією в магістральних волоконно-оптичних лініях зв’язку завдяки своїй високій пропускній здатності та спектральній ефективності. Система DWDM дозволяє суттєво збільшити швидкість передачі даних. Це відіграє величезну роль у зростанні потреби у збільшенні обсягу переданої інформації. При такому способі передачі інформації стає можливим збільшення пропускної здатності кожного оптичного волокна, що сприяє збільшенню пропускної здатності всього тракту без втрати якості передачі. Однак підвищення швидкості передачі вище 10 Гбіт/с в окремому каналі пов'язане з цілим набором труднощів. Хроматична дисперсія, ефекти нелінійного волокна та ефекти поляризації є ключовими факторами, які значно обмежують можливості волоконно-оптичних систем зв'язку. Поляризаційні ефекти представляють достатню складність для вивчення, оскільки вони суттєво залежать від випадкових просторових і часових змін параметрів оптичного волокна. Випадкова зміна параметрів середовища передачі відбувається в часових масштабах від днів до мілісекунд. Таким чином, при розробці сучасних високошвидкісних ВОЛЗ та модернізації існуючих ліній необхідно проводити аналіз параметрів лінії з урахуванням хроматичної дисперсії, нелінійних та поляризаційних ефектів. Чисельне моделювання ліній зв'язку є ефективним способом проведення таких оцінок.Item МЕТОДИКА РОЗРАХУНКУ ГЕОМЕТРИЧНИХ ПАРАМЕТРІВ ОПТИЧНОГО ВОЛОКНА З БАГАТЬМА СЕРЦЕВИНАМИ(Харківський національний університет радіоелектроніки, 2021) Одегов М. А.; Odehov M.; Татарницька І. В.; Tatarnytska I.В роботі розглядається спрощена методика розрахунку геометричних параметрів оптичного волокна з багатьма серцевинами. Таке волокно дозволяє підвищити пропускну здатність волоконно-оптичних систем передачі методом просторового мультиплексування. В основі пропонованої методики покладено поняття розподілу енергії світла у модовій плямі та допустимого рівня взаємного впливу між різними серцевинами. Розроблено алгоритмічне та програмне забезпечення, що реалізує пропоновану методику. Виконано порівняльний аналіз тріангуляційної та прямокутної структури волокна з багатьма серцевинами. Методика враховує варіанти впливу як від найближчих серцевин, так і від серцевин з дальніх шарів. Виконано аналіз стійкості отримуваних результатів до малих відхилень реальних параметрів від прийнятих в моделі. Методика стійка до малих відхилень форми серцевин від кругової та до малих вигинів оптичного волокна. Як теоретична основа методики використовуються уявлення хвилевої оптики та досить прості уявлення геометричної оптики. Отримані формули доволі прості для аналізу. Тому отримані результати можна пропонувати для експрес-аналізу складних геометричних структур оптичного волокна з багатьма серцевинами. Виконано порівняння отриманих результатів з відомими оцінками, які даються прямими вимірювання або більш складними теоріями. Показано, що при врахуванні типових значень шумів у реальних волоконно-оптичних системах передачі у волокні діаметром 200-400 мкм можна зосередити більше 100 серцевин. Тобто, при несуттєвому збільшенні габаритів оптичного кабелю можна підвищити сумарну швидкість передачі більш ніж у 100 разів. The paper considers a simplified method for calculating the geometric parameters of an optical fiber with many cores. Such a fiber allows for an increase in the throughput of fiber-optic transmission systems by the method of spatial multiplexing. The proposed technique is based on the concept of light energy distribution in the mode spot and the allowable level of mutual influence between different cores. Algorithmic and software that implements the proposed technique has been developed. A comparative analysis of the triangulation and rectangular structure of fiber with many cores was performed. The technique considers the influence options from the nearest cores and the far layers cores. The analysis of the stability of the received results to minor deviations of actual parameters from the accepted ones in the model is executed. The technique is resistant to minor deviations in the shape of the cores from the circular and to small bends of the optical fiber. The method's theoretical basis is used representations of wave optics and relatively simple representations of geometric optics. The obtained formulas are quite simple to analyze. Therefore, the obtained results can be offered for fast analysis of complex geometric structures of an optical fiber with many cores. Direct measurements or more complex theories compared the obtained results with the known estimates. It is shown that more than 100 cores can be concentrated in a fiber with a diameter of 200-400 μm, taking into account the typical values of noise in real fiber-optic transmission systems. That is, with a slight increase in the size of the optical cable, you can increase the total transmission rate by more than 100 times.Item ПОРІВНЯННЯ АЛГОРИТМІВ КЛАСИФІКАЦІЇ BIG DATA МЕТОДАМИ ІМІТАЦІЙНОГО МОДЕЛЮВАННЯ(Відкритий міжнародний університет розвитку людини «Україна»., 2023) Одегов М. А.; Odehov M.; Гаджиєв М. М.; Hadzhyiev M.; Буката Л. М.; Bukata L.; Глазунова М. В.; Hlazunova M.; Кочеткова М. В.; Kochetkova M.У статті вирішується задача порівняльного аналізу швидких алгоритмів класифікації, що можуть застосовувати для вирішення задач з надвеликими об’ємами даних (Big Data). Задача розв’язується методами імітаційного моделювання за допомогою програми Adaptive Metrics. Алгоритми найближчих сусідів, центрів класів та адаптивних правил порівнюються за критеріями надійності та продуктивності. Отримані результати дозволяють зробити висновок, що алгоритми. засновані на принципах M-means можуть ефективно використовуватись в задачах класифікації за певних умов, оскільки мають значну перевагу за критерієм продуктивності. With the development of information transmission and storage technologies, the volumes of data that require processing and analysis are growing rapidly. Therefore, the task of developing algorithms for solving various artificial intelligence problems for Big Data volumes is urgent. In our works, this informal term "Big Data" refers to situations when known processing algorithms do not allow solving a problem in a practically acceptable time. With regard to classification tasks, such conditions are possible when the first place is not even high reliability (that is, the minimum number of errors), but productivity (classification speed). The well-known method of nearest neighbors is one of the most productive. However, the indicator of the order of growth (the number of typical operations) for it is K x M x N, where K is the number of nearest neighbors, M is the number of classes, N is the typical number of class elements. Along with this, we propose to consider algorithms based on the principles of M-means, where classes are replaced by only a small number of their characteristics. Among such algorithms, the article considers: the algorithm of class centers and the algorithm of adaptive rules. The order of growth for these algorithms is only M according to the number of classes. The comparative analysis of these algorithms is performed by the method of simulation modeling. Simulation models are implemented by the Adaptive Metrics program, developed at the Department of Software Engineering at DUITZ. In this program, the classification problem is solved using the example of the dichotomy problem for classes A and B. The program has the possibility of very flexible setting of models. Problems can be solved in 1-dimensional, 2-dimensional,..., 6-dimensional spaces. The distribution of factor values for classes A and B can have quite different statistical characteristics - from uniform and triangular distribution functions to functions approaching a normal distribution. The graphical interface of the program allows you to dynamically observe the solution of the classification problem in one-dimensional, two-dimensional and 6-dimensional projections. As a result of multiple runs of the program, it was established that the algorithms of the nearest neighbors slightly outperform the algorithms of class centers and adaptive rules according to the criterion of reliability, and also comply with the principle of compactness (concentration of the largest number of erroneous solutions in the hypercube of errors). Algorithms based on M-means principles significantly outperform this algorithm in terms of performance. Also, the algorithm of adaptive rules best corresponds to the principle of equality of classes and is the most productive of the considered onesItem ФЕНОМЕНОЛОГІЧНІ МОДЕЛІ ОСНОВНИХ ХАРАКТЕРИСТИК СТУПЕНЕВОГО ОПТИЧНОГО ВОЛОКНА(Харківський національний університет радіоелектроніки, 2020) Одегов М. А.; Odehov M.; Глущенко І. О.; Glushchenko I.; Дурідівка В. О.; Duridivka V.The paper considers a group of polynomial models of various characteristics of an optical fiber (OF) depending on the wavelength and chemical composition of the fiber. A method for structural identification of such models is proposed. The following characteristics are considered: the refractive index of the fiber core and cladding, group refractive index, group velocity, dispersion coefficients, numerical aperture, cutoff wavelength of the fundamental mode, etc. An analysis of the well-known Cauchy, Lorentz-Lorenz equations, Sellmeier's formulas, etc. is given in relation to the problem being solved. The applied method of structural identification provides for the decomposition of a complex computational problem into simpler ones. This technique involves the identification of polynomial models for different samples of a substance. After that, structural identification is performed by the parameter of the additives to quartz glass. The proposed method and models are tested on the example of parameter values: the wavelength range is from 0.8 to 1.8 μm, the type of optical fiber is single-mode, and the refractive index is stepped. For calculations, the tabular values of the coefficients of the Sellmeier formula for SiO2 with GeO2 additions from 0% to 13.5% were used. It is shown that the dependence of the main characteristics of OF on wavelength and chemical composition is modeled with sufficient accuracy by a polynomial mod-el. Indicators of the highest degree on two arguments can be limited to the third degree. The synthesized models have an interpolation and extrapolation error in the considered ranges of the order of 0.001%. This makes it possible to recommend them for scientific and engineering applications, as well as for solving problems of the production of organic matter with predictable characteristics. В роботі розглядається група поліноміальних моделей різних характеристик оптичного волокна (ОВ) залежно від довжини хвилі і від хімічного складу волокна. Запропоновано метод структурної ідентифікації таких моделей. Як характеристики розглядаються: показник заломлення серцевини і оболонки волокна, груповий показник заломлення, групова швидкість, коефіцієнти дисперсії, числова апертура, довжина хвилі відсічення основної моди і ін. Дається аналіз відомих рівнянь Коші, Лоренц-Лоренца, формули Селмеєра тощо. Стосовно розв'язуваної задачі застосовується метод структурної ідентифікації передбачена декомпозиція складної обчислювальної задачі на більш прості. Даний прийом передбачає ідентифікацію поліноміальних моделей для різних зразків речовини. Після цього виконується структурна ідентифікація по параметру добавок до кварцового скла. Запропонований метод і моделі апробуються на прикладі значень параметрів: діапазон довжин хвиль від 0,8 до 1,8 мкм, тип ОВ - одномодове, показник профілю заломлення - ступінчастий. Для розрахунків використані табличні значення коефіцієнтів формули Селмеєра для SiO2 з добавками GeO2 від 0% до 13,5%. Показано, що залежність основних характеристик ОВ від довжини хвилі і хімічного складу з достатньою точністю моделюється поліномом, а показники вищих ступенів двох аргументів можуть бути обмежені третім ступенем. Синтезовані моделі мають помилку інтерполяції й екстраполяції в розглянутих діапазонах порядку 0,001%. Це дозволяє рекомендувати їх для наукових та інженерних додатків, а також для вирішення завдань виробництва ОВ з прогнозованими характеристикам.