Zobrazit minimální záznam

On Bandwidth-Delay-Constrained Least-Delay-Variation Problem in Smart Grid Ethernet Networks



dc.contributor.advisorBoháč Leoš
dc.contributor.authorTomáš Hégr
dc.date.accessioned2019-10-23T09:19:09Z
dc.date.available2019-10-23T09:19:09Z
dc.date.issued2019-10-02
dc.identifierKOS-413137203805
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/10467/85548
dc.description.abstractCílem předložené disertační práce je návrh a ověření optimalizačního algoritmu pro vícesměrové vysílání ve specifických lokálních datových sítích energetických stanic popsaných standardem IEC 61850. Pomocí konceptu softwarově definovaných sítí lze vícesměrovou komunikaci na spojové vrstvě distribuovat cíleněji v redundantní infrastruktuře často omezené pouze minimální kostrou. Optimalizační úloha se zabývá možností využití pokročilého řízení vícesměrového vysílání pro více skupin na sdílené infrastruktuře s omezenou přenosovou kapacitou a maximálním časem přenosu s cílem minimalizace časového rozptylu doručení zpráv mezi jednotlivými příjemci. Úloha je abstrahována do podoby rozšířeného Steinerova problému v sítích, nazvaného BDLDV problém na více stromech, který je NP-úplný. K řešení problému této třídy složitosti byla navržena inovativní kombinace dekomponovaného modelu pro lineární programování v kombinaci s inicializačními výsledky získanými z genetického algoritmu. Jak ukazuje vyhodnocení, lze tímto hybridním přístupem nalézt optimální směrovací konfiguraci pro instance odpovídající svojí velikostí reálným datovým sítím. Zároveň je použitelnost těchto optimalizovaných konfigurací ověřena a potvrzuje svůj přínos i na úrovni nedeterminického přenosového kanálu jakým je Ethernet. Přínosy práce spočívají v následujících bodech. Návrh a ověření metodiky pro měření zpoždění přepínací struktury uvnitř přepínače pro získání informace nezbytné pro provedení simulací. Definice a návrh lineárního programu pro problém vícesměrové komunikace s cílem minimalizace rozptylu zpráv včetně strukturální analýzy dosažených výsledků. Návrh a ověření genetického algoritmu významně zlepšujícího výpočetní limity lineárního programu. Syntéza předchozích poznatků v uceleném modelu včetně ověření stability a kvality výsledků a evaluace optimalizovaných konfigurací na simulačních modelech redundantních datových sítí.cze
dc.description.abstractThe main goal of the doctoral thesis is to design and verify an optimization algorithm for constrained multicast communication in a local data network run in power substations, as defined by IEC 61850. The SDN concept provides the opportunity to fully utilize redundant network topologies for multicast communication, typically limited only to the minimum spanning tree. The optimization task addresses the potential of advanced control over multiple multicast groups sharing an underlying infrastructure constrained by available bandwidth and maximum transfer time with the objective to minimize delay variation among multicast subscribers. The task is abstracted into a multi-tree BDLDV problem, a sort of Steiner tree problem in networks which is proven to be NP-complete. A decomposed linear program, initialized by solutions obtained from a GA, is proposed to tackle the problem's scalability. The analysis shows that this hybrid approach can deliver optimal forwarding configurations for instances of real-world size. The proposed model improves scalability in comparison to the regular ILP model preserving the high quality and stability of delivered solutions. Eventually, simulations confirm the usability of optimized multicast configurations in non-deterministic Ethernet networks. The main contributions of the doctoral thesis are following. The design of a methodology for the measurement of the switch fabric latency. The formalization of the LDV multicast problem, and an ILP model accompanied by the structural analysis of the obtained results. The design and evaluation of the GA that significantly improves the scalability of the proposed ILP solution. The synthesis of previous results into a final decomposed model for a multi-tree BDLDV problem, including a quality and stability evaluation, and the simulation of optimized configurations.eng
dc.publisherČeské vysoké učení technické v Praze. Vypočetní a informační centrum.cze
dc.publisherCzech Technical University in Prague. Computing and Information Centre.eng
dc.rightsA university thesis is a work protected by the Copyright Act. Extracts, copies and transcripts of the thesis are allowed for personal use only and at one?s own expense. The use of thesis should be in compliance with the Copyright Act http://www.mkcr.cz/assets/autorske-pravo/01-3982006.pdf and the citation ethics http://knihovny.cvut.cz/vychova/vskp.htmleng
dc.rightsVysokoškolská závěrečná práce je dílo chráněné autorským zákonem. Je možné pořizovat z něj na své náklady a pro svoji osobní potřebu výpisy, opisy a rozmnoženiny. Jeho využití musí být v souladu s autorským zákonem http://www.mkcr.cz/assets/autorske-pravo/01-3982006.pdf a citační etikou http://knihovny.cvut.cz/vychova/vskp.htmlcze
dc.subjectIEC 61850cze
dc.subjectSDNcze
dc.subjectSmard Gridscze
dc.subjectGenetic Algorithmcze
dc.subjectILPcze
dc.subjectSimulationscze
dc.subjectIEC 61850eng
dc.subjectSDNeng
dc.subjectSmard Gridseng
dc.subjectGenetic Algorithmeng
dc.subjectILPeng
dc.subjectSimulationseng
dc.titleProblém minimalizace rozptylu zpoždění vícesměrového vysílání s časovým a kapacitním omezením ve Smart Grid Ethernet sítíchcze
dc.titleOn Bandwidth-Delay-Constrained Least-Delay-Variation Problem in Smart Grid Ethernet Networkseng
dc.typedisertační prácecze
dc.typedoctoral thesiseng
dc.contributor.refereeVozňák Miroslav
theses.degree.disciplineTelekomunikační technikacze
theses.degree.grantorkatedra telekomunikační technikycze
theses.degree.programmeElektrotechnika a informatikacze


Soubory tohoto záznamu



Tento záznam se objevuje v následujících kolekcích

Zobrazit minimální záznam