Opracowanie

Zakład Teletransmisji i Technik Optycznych Z-14
Opracowanie
Badanie konwergentnych optycznych i bezprzewodowych
sieci szerokopasmowych nowej generacji z uwzględnieniem
aspektów bezpieczeństwa oraz jakości usług.
Praca nr 14 30 003 6
Warszawa – Miedzeszyn
2006
Zakład Teletransmisji i Technik Optycznych Z-14
Badanie konwergentnych optycznych i bezprzewodowych
sieci szerokopasmowych nowej generacji z uwzględnieniem
aspektów bezpieczeństwa oraz jakości usług.
Praca nr 14 30 003 6
Kierownik zadania :
Wykonawcy
doc dr hab. Marian Marciniak
dr inż. Marek Jaworski
dr inż. Krzysztof Borzycki
spec. Hanna Skrobek
mgr inż. Marcin Chochół
mgr inż. Mariusz Zdanowicz
...................................
Kierownik Zakładu Z-14
Sprawozdanie
z realizacji tematu badawczego
finansowanego ze środków działalności statutowej
w 2006 r.
Badanie konwergentnych i bezprzewodowych sieci szerokopasmowych nowej generacji z
uwzględnieniem aspektów bezpieczeństwa oraz jakości usługi
Praca numer 14 30 003 6
Kierownik tematu oraz imienny wykaz wykonawców:
Kierownik zadania:
Wykonawcy:
doc dr hab. Marian Marciniak
Dr inż. Marek Jaworski
dr inż. Krzysztof Borzycki
mgr inż. Mirosław Klinkowski
mgr inż. Igor Góralczuk
mgr inż. Tomasz Abraham
mgr inż. Agata Witkowska
spec. Hanna Skrobek
Słowa kluczowe: sieci konwergentne; bezpieczeństwo informacji; usługi szerokopasmowe;
Next-Generation Networks;
1. Opis przeprowadzonych badań
Przeprowadzono prace badawcze w zakresie udoskonalenia własnego modelu konwergentnej
sieci usług szerokopasmowych nowej generacji o optymalnej dostępności (optimised
availability), z uwzględnieniem aspektów bezpieczeństwa oraz jakości usługi QoS. Prace
wykonano w ramach przygotowań do udziału IŁ w nowym projekcie COST Action 2100
Pervasive Mobile & Ambient Wireless Communications, w którego procesie wnioskowania
zespół z IŁ uczestniczył jako jeden z wnioskodawców – założycieli, a także we współpracy
międzynarodowej z innymi konsorcjami COST, Network of Excellence CRUISE, oraz z
organizacjami normalizacyjnymi krajowymi i międzynarodowymi: PKN, ITU, IEC, URSI.
Prowadzono również współpracę z konsorcjum wnioskującym o powołanie nowej Platformy
Technologicznej 7go Programu Ramowego - European Technology Platform Sustainable
Electromagnetic Environments (EMC including EMF), w której zespół wnioskujący jest
partnerem-założycielem we współpracy z George Green Institute for Electromagnetic
Research, Uniwersytet w Nottingham, UK. Zainicjowano współpracę z Uniwersytetem w
Luton, Wielka Brytania.
W ramach tematu została wykonana praca magisterska Igora Góralczuka, oraz była
kontynuowana praca doktorska Mirosława Klinkowskiego (przewidywana obrona w 2007r.).
2. Wykaz publikacji powstałych w wyniku realizacji tematu
Opracowano w ciągu rocznej realizacji łącznie 19 publikacji:
1.M. Marciniak (Editor), M. Jaworski (Associate Editor), 8th International Conference on
Transparent Optical Networks ICTON 2006, Conference Proceedings Vol. 1-4, IEEE Catalog
Number 06EX1326, ISBN 1-4244-0235-2, Library of Congress 2006921097, 1150 pages,
Nottingham, UK, June 18-22, 2006
2.M. Marciniak, Reliability for future ubiquitous network societies – challenges and
opportunities, Proceedings of the 8th International Conference on Transparent Optical
Networks ICTON 2006, 2nd Reliability Issues in Next Generation Optical Networks COST 270 Workshop RONEXT 2006, Invited Paper Tu.C3.3, Vol. 3 pp. 130-131,
Nottingham, United Kingdom, June 18-22, 2006
3.M. Marciniak, Optical Fibres – Almost Ideal Transparent Propagation Medium?, 11th
International Conference on Mathematical Methods in Electromagnetic Theory MMET*06 Kharkiv Electromagnetics & Photonics Week 2006, Invited Paper at Session 27-2-2
Propagation 2, Conference Proceedings pp. 358-362, V.N. Karazin Kharkiv National
University, Kharkov, Ukraine, June 26 – 29, 2006
4.M. Marciniak, Next Generation Networking in Transparent Optical Networks –
Challenges and Opportunities (Invited), 8-th International Conference on Lasers and
Fiber-Optical Networks Modeling LFNM 2006 - Kharkiv Electromagnetics & Photonics
Week 2006, Conference Proceedings pp. 76-79, V.N. Karazin Kharkiv National University
& Kharkiv National University of Radio Electronics, Kharkov, Ukraine, June 29 - July 1,
2006
5.M. Marciniak, Transparent optical fibre communications for real-time, packet, and
wireless traffic, Invited Paper, 3rd International Conference on Advanced Optoelectronics
and Lasers CAOL 2006, co-located with 1st Multiconference on Electronics and
Photonics, Conference Proceedings IEEE Catalog Number 06EX1524, pp. 1-3, University
of Guanjuato, Meksyk, November 7-11, 2006
6.M.Marciniak, Transparency Limits in Optical Fibres and Networks, Post-deadline Invited
Paper, 3rd International Conference on Advanced Optoelectronics and Lasers CAOL
2006, co-located with 1st Multiconference on Electronics and Photonics, University of
Guanjuato, Meksyk, November 7-11, 2006
7.K. Borzycki, M. Jaworski, M. Marciniak, Temperature dependence of PMD in tight
buffered G.652 and G.655 single-mode fibers, International Workshop on Optical Cabling
and Infrastructure OS&I, NOC 2006 Proceedings pp.21-28, Fraunhofer Institute for
Telecommunications HHI, Berlin, Germany, July 10-11, 2006
8.M. Jaworski, K. Borzycki, Accurate Polarization Mode Dispersion Measurements Using
Fixed Analyzer Method with Averaging, Proceedings of the 8th International Conference
on Transparent Optical Networks ICTON 2006, Paper Tu. P.33, Vol. 4 pp.205-208,
Nottingham, United Kingdom, June 18-22, 2006
9.K. Borzycki, M. Jaworski, Temperature Dependence of PMD in Optical Fibres and Cables
– Part II, Proceedings of the 8th International Conference on Transparent Optical Networks
ICTON 2006, Paper Tu. P.34, Vol. 4 pp. 209-212, Nottingham, United Kingdom, June 1822, 2006
10.I.A. Goncharenko, M. Marciniak, Mode Birefringence in Multi-Core Microstructured
Fibres, X Scientific Conference and School - Optical Fibres and Their Applications TAL
2006, Krasnobród, Poland, October 4 - 7 2006
11.I.A. Goncharenko, M. Marciniak, Birefringence and supermode dispersion in straight and
curved multi-core microstructured fibres, submitted to Journal of Optics A: Pure and
Applied Optics, revised
12.M. Zdanowicz, M. Marciniak, M. Jaworski, and I. Goncharenko, Numerical Algorithm for
the Analysis of Linear and Nonlinear Microstructured Fibres, X Scientific Conference and
School - Optical Fibres and Their Applications TAL 2006, Krasnobród, Poland, October 4
- 7 2006
13.M. Zdanowicz, T. Abraham, Numerical Analysis and Design of Microstructured
Components for Broadband Optical Communication Networks, Proceedings of the 8th
International Conference on Transparent Optical Networks ICTON 2006, COST P11
Paper We. P.20, Vol. 4 pp. 262, Nottingham, United Kingdom, June 18-22, 2006
14.D. Ushakov, V. Kononenko, M. Marciniak, Nonlinearities in the reflection and
transmission spectra of the photonic bandgap heterostructures with n–i–p–i crystals,
International Workshop on Physics of Photonic Crystals and Metamaterials PPCM 2006,
Scientific Program and Abstracts p.35, Vrije Universiteit Brussel, Brussels, Belgium, 12 –
13 June 2006
15.D. Ushakov, V. Kononenko, M. Marciniak, Nonlinearities in the reflection and
transmission spectra of the photonic bandgap heterostructures with n–i–p–i crystals,
Special issue of Optical and Quantum Electronics, 2006
16.M. Klinkowski, D. Careglio, M. Marciniak, J. Solé-Pareta, Comparative study of QoS
mechanisms in OBS networks, 11th European Conference on Networks and Optical
Communications NOC 2006, NOC 2006 Proceedings pp.504-511, Fraunhofer Institute for
Telecommunications HHI, Berlin, Germany, July 11-13, 2006
17.M. Klinkowski, D. Careglio and J. Solé-Pareta, Comparison of Conventional and Offset
Time-Emulated Optical Burst Switching Architectures, Proceedings of the 8th
International Conference on Transparent Optical Networks ICTON 2006, Workshop on
All-Optical Routing WAOR, Paper Mo.C3.6, Vol. 3 pp.47-50, Nottingham, United
Kingdom, June 18-22, 2006
18.E. Bonada, F. Callegati, D. Careglio, W. Cerroni, M. Klinkowski, G. Muretto, C.
Raffaelli, J. Solé-Pareta, SCWS Technique for QoS Support in Connection-Oriented
Optical Packet Switching Network, Proceedings of the 8th International Conference on
Transparent Optical Networks ICTON 2006, Workshop on All-Optical Routing WAOR,
Paper Mo.P.1, Vol. 4 pp.1-5, Nottingham, United Kingdom, June 18-22, 2006
19.J. Aracil, S. Bjornstad, M. Casoni, K. Christodoulopoulos, J. Fdez-Palacios, C. Gauger, O.
Gonzalez, G. Hu, E. Karasan, M. Klinkowski, D. Morato, R. Nejabati, H. Overby, C.
Raffaelli, D. Simeonidou, J. Sole-Pareta, N. Stol, G.M. Tosi Beleffi and K. Vlachos, The
Research Agenda in Optical Burst Switching in e-Photon/One, Proceedings of the 8th
International Conference on Transparent Optical Networks ICTON 2006, Tutorial
We.A3.1, Vol. 4 p.164, Nottingham, United Kingdom, June 18-22, 2006
3. Szczegółowy opis wyników pracy ze wskazaniem obszarów ich praktycznego
wykorzystania
Wyniki te zostały zawarte w wymienionych publikacjach, których większość jest dołączona
do sprawozdania. I tak:
Podstawy udoskonalonego modelu konwergentnej optycznej i bezprzewodowej sieci
telekomunikacyjnej
Zawarte są w publikacjach 2,3,4,5.
Opracowany model konwergentnej optycznej i bezprzewodowej sieci telekomunikacyjnej
przewiduje wykorzystanie przezroczystości optycznych łączy światłowodowych do
przesyłania również sygnałów mikrofalowych w technologii 'Radio-over-Fibre', co uzasadnia
nazwę i właściwości sieci konwergentnej. Natomiast ruch pakietowy istniejący równolegle w
sieci ma zapewnić efektywny dostęp do zasobów Internetu, jednakże nie gwarantując
jednocześnie poziomu jakości usługi z uwagi na statystyczny charakter ruchu pakietowego.
Istotną właściwością zaproponowanego modelu sieci jest zachowanie połączeń z komutacją
obwodów dla wydzielonych usług, w tym usług czasu rzeczywistego. Z założenia ma to
zapewnić niezawodność działania sieci w warunkach ataku informatycznego. Praktyczne
wdrożenie modelu do planowanych sieci następnej generacji jest więc niezbędnym
warunkiem zapewnienia niezawodności sieci w warunkach takiego ataku.
Zasadnicze czynniki limitujące jakość usługi w sieci przezroczystej sieci konwergentnej
Publikacje 6,7,8,9
Zawierają dyskusję ograniczeń parametrów sieci przezroczystej i wskazano zasadnicze
czynniki limitujące jakość usługi w tych sieciach, jak dyspersji polaryzacyjnej w
światłowodach, oraz zjawisk nieliniowych. Uwzględnienie tych efektów w sieciach
rzeczywistych jest niezbędne dla optymalizacji przepustowości informacyjnej sieci
konwergentnej, szczególnie w zakresie transmisji sygnały bezprzewodowego wysokiej
częstotliwości 60 GHz lub powyżej.
Badania parametrów transmisyjnych nowych typów światłowodów – światłowodów
mikrostrukturalnych
Publikacje 10,11,12,13
Istotną część stanowiły również badania parametrów transmisyjnych nowych typów
światłowodów – światłowodów mikrostrukturalnych i możliwości ich wykorzystania w
sieciach konwergentnych. Aczkolwiek światłowody te są obecnie raczej w stadium badań
podstawowych, teoretycznych i technologicznych, to powodzenie prowadzonych prac
poskutkuje bez wątpienia ich wdrożeniem w niedługim czasie zarówno w telekomunikacji
optycznej , jak też w szeregu innych dziedzin.
Publikacje 14, 15 raportują przeprowadzone badania nowatorskich optoelektronicznych
źródeł światła wykorzystujących technologię ośrodków z fotoniczną przerwą
energetyczną, tzw. kryształów fotonicznych, do efektywnego zastosowania w sieciach
konwergentnych. Wdrożenie takich źródeł światła może umożliwić wykorzystanie techniki
światłowodowej w połączeniach ‘ostatniej mili’, które ciągle są ograniczane wysokim
kosztem jednostkowym dostępnych dotychczas źródeł światła.
Zagadnienia optycznego ruchu pakietowego z grupowym przełączaniem pakietów –
Optical Burst Switching
Publikacje nr 16, 17, 18, 19
Analizowano szczegółowo zagadnienia optycznego ruchu pakietowego z grupowym
przełączaniem pakietów – Optical Burst Switching, OBS. Zaproponowano modele
optymalizujące przełączanie OBS w celu uzyskania mechanizmów gwarantowania jakości
usługi (Quality of Sernice, QoS). Zagadnienie to było realizowane we współpracy z
Politechniką w Barcelonie, w ramach pracz doktorskiej Mirosława Klinkowskiego. Uzyskane
interesujące algorytmy i modele mogą być wykorzystane w optycznej sieci konwergentnej do
efektywnego sterowania ruchem pakietowym z gwarantowaną jakością usługi.
Kierownik tematu
7 grudnia 2006
Kierownik Zakładu