Analýza výkonnosti v IP průmyslových komunikačních sítích

Simple item page
but.committeeprof. Ing. Pavel Jura, CSc. (předseda) doc. Ing. Peter Hubinský, Ph.D. (člen) doc. Dr. Ing. Zdeněk Hanzálek - oponent (člen) prof. Ing. Miroslav Švéda, CSc. - oponent (člen) doc. Ing. Jan Bílek, CSc. (člen) prof. Ing. Vilém Srovnal, CSc. (člen) doc. Ing. Petr Fiedler, Ph.D. (člen) prof. Ing. František Zezulka, CSc. (člen)cs
but.jazykangličtina (English)
but.programElektrotechnika a komunikační technologiecs
but.resultpráce byla úspěšně obhájenacs
dc.contributor.advisorZezulka, Františeken
dc.contributor.authorBeran, Janen
dc.contributor.refereeŠvéda, Miroslaven
dc.contributor.refereeHanzálek, Zdeněken
dc.date.created2010cs
dc.description.abstractS rostoucím počtem řídicích systémů a jejich distribuovanosti získávájí komunikační sítě na důležitosti a objevují se nové výzkumné trendy. Hlavní problematikou v této oblasti, narozdíl od dřívějších řídicích systémů využívajících dedikovaných komunikačních obvodů, je časově proměnné zpoždění měřicích a řídicích signálů způsobené paketově orientovanými komunikačními prostředky, jako např. Ethernet. Aspekty komunikace v reálném čase byly v těchto sítích již úspěšně vyřešeny. Nicméně, analýzy trendů trhu předpovídají budoucí využití také IP sítí v průmyslové komunikaci pro časově kritickou procesní vyměnu dat. IP komunikace má ovšem pouze omezenou podporu v instrumentaci pro průmyslovou automatizace. Tato výzva byla nedávno technicky vyřešena v rámci projektu Virtual Automation Networks (virtuální automatizační sítě - VAN) zapojením mechanismů kvality služeb (QoS), které jsou schopny zajistit měkkou úroveň komunikace v reálném čase. Předložená dizertační práce se zaměřuje na aspekty výkonnosti reálného času z analytického hlediska a nabízí prostředek pro hodnocení využitelnosti IP komunikace pro budoucí průmyslové aplikace. Hlavním cílem této dizertační práce je vytvoření vhodného modelovacího rámce založeného na network calculus, který pomůže provést worst-case výkonnostní analýzu časového chování IP komunikačních sítí a jejich prvků určených pro budoucí použití v průmyslové automatizaci. V práci byla použita empirická analýza pro určení dominantních faktorů ovlivňujících časového chování síťových zařízení a identifikaci parametrů modelů těchto zařízení. Empirická analýza využívá nástroj TestQoS vyvinutý pro tyto účely. Byla navržena drobná rozšíření rámce network calculus, která byla nutná pro modelování časového chování používaných zařízení. Bylo vytvořeno několik typových modelů zařízení jako výsledek klasifikace různých architektur síťových zařízení a empiricky zjištěných dominantních faktorů. U modelovaných zařízení byla využita nová metoda identifikace parametrů. Práce je zakončena validací časových modelů dvou síťových zařízení (přepínače a směrovače) oproti empirickým pozorováním.en
dc.description.abstractWith the growing scale of control systems and their distributed nature, communication networks have been gaining importance and new research challenges have been appearing. The major problem, contrary to previously used control systems with dedicated communication circuits, is time-varying delay of control and measurement signals introduced by packet-switched networks, such as Ethernet. The real-time issues in these networks have been tackled by proper adaptations. Nevertheless, market trend analyses foresee also future adoptions of IP-based communication networks in industrial automation for time-critical run-time data exchange. IP-based communication has only a limited support from the existing instrumentation in industrial automation. This challenge has recently been technically tackled within the Virtual Automation Networks (VAN) project by adopting the quality of service (QoS) architecture delivering soft-real-time communication behaviour. This dissertation focuses on the real-time performance aspects from the analytical point of view and provides means for applicability assessment of IP-based communication for future industrial applications. The main objective of this dissertation is establishment of a relevant modelling framework based on network calculus which will assist worst-case performance analysis of temporal behaviour of IP-based communication networks and networking devices intended for future use in industrial automation. Empirical analysis was used to identify dominant factors influencing the temporal performance of networking devices and for model parameter identification. The empirical analysis makes use of the TestQoS tool developed for this purpose. Minor extensions to the network calculus framework were proposed enabling to model the required temporal behaviour of networking devices. Several exemplary models were inferred as a result of classification of different networking device architectures and empirically identified dominant factors. A novel method for parameter identification was used with the modelled devices. Finally, two temporal models of networking devices (a switch and a router) were validated against empirical observations.cs
dc.description.markPcs
dc.identifier.citationBERAN, J. Analýza výkonnosti v IP průmyslových komunikačních sítích [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. 2010.cs
dc.identifier.other33070cs
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11012/2541
dc.language.isoencs
dc.publisherVysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologiícs
dc.rightsStandardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezenícs
dc.subjectvýkonnostní analýzaen
dc.subjectprůmyslová komunikaceen
dc.subjectnetwork calculusen
dc.subjectkvalita služeben
dc.subjectIP směrovačen
dc.subjectTestQoSen
dc.subjectvirtuální automatizační sítěen
dc.subjectPerformance Analysiscs
dc.subjectIndustrial Communicationcs
dc.subjectNetwork Calculuscs
dc.subjectQuality of Servicecs
dc.subjectIP Routercs
dc.subjectTestQoScs
dc.subjectVirtual Automation Networkscs
dc.titleAnalýza výkonnosti v IP průmyslových komunikačních sítíchen
dc.title.alternativePerformance Analysis in IP-Based Industrial Communication Networkscs
dc.typeTextcs
dc.type.driverdoctoralThesisen
dc.type.evskpdizertační prácecs
dcterms.dateAccepted2010-12-20cs
dcterms.modified2010-12-21-08:24:45cs
eprints.affiliatedInstitution.facultyFakulta elektrotechniky a komunikačních technologiícs
sync.item.dbid33070en
sync.item.dbtypeZPen
sync.item.insts2025.03.27 11:54:11en
sync.item.modts2025.01.17 11:51:22en
thesis.disciplineKybernetika, automatizace a měřenícs
thesis.grantorVysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. Ústav automatizace a měřicí technikycs
thesis.levelDoktorskýcs
thesis.namePh.D.cs
Files
Original bundle
Now showing 1 - 3 of 3
Thumbnail Image
Name:
final-thesis.pdf
Size:
1.49 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
final-thesis.pdf
Download
Thumbnail Image
Name:
thesis-1.pdf
Size:
375.88 KB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
thesis-1.pdf
Download
Thumbnail Image
Name:
review_33070.html
Size:
10.68 KB
Format:
Hypertext Markup Language
Description:
file review_33070.html
Download
Collections
2010