У жовтні 2010 в Тернопільському Національному Економічному Університеті відбувся захист моєї кандидатської дисертації за напрямком 122 "Комп'ютерні системи та компоненти" на тему "МЕТОДИ ФОРМУВАННЯ ТА ЦИФРОВОГО ОБРОБЛЕННЯ СИГНАЛІВ В КОМП'ЮТЕРНИХ СИСТЕМАХ З ВІДКРИТИМИ ОПТИЧНИМИ КАНАЛАМИ" .

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

В дисертаційній роботі розв'язано наукову задачу створення ефективних методів кодування в комп'ютерних системах з відкритими оптичними каналами, що виявляється у розробці нового методу формування та опрацювання оптичних сигналів і приводить до збільшення швидкості обміну даними та збільшення віддалі їх передавання.

Стенограма захисту дисертації

ПОРЯДОК ДЕННИЙ

ГОЛОВА. Сьогодні на порядку денному захист дисертаційної роботи Гринчишина Тараса Михайловича на тему "Методи формування та цифрового оброблення сигналів в комп'ютерних системах з відкритими оптичними каналами". Дисертація представлена на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.05 – комп'ютерні системи та компоненти.

Робота Гринчишина Тараса Михайловича виконана в Івано-Франківському національному технічному університеті нафти і газу.

Науковий керівник доктор технічних наук, професор Николайчук Ярослав Миколайович (Тернопільський національний економічний університет).

Офіційні опоненти:

1. Доктор технічних наук, професор кафедри cпеціалізованих комп'ютерних систем Черкаський Микола В'ячеславович (Національний університет «Львівська політехніка»).

2. Доктор технічних наук, професор Кожем'яко Володимир Прокопович, завідувач кафедри лазерної та оптоелектронної техніки, (Вінницький національний технічний університет).

ГОЛОВА. Кворум є. Є пропозиція розпочати. Є інші думки? Немає. Добре, дякую. Слово надається вченому секретарю для надання офіційної довідки про дисертанта.

Яцків В.В. Оголошує об'єктивні дані та матеріали особової справи Гринчишина Т.М. (Матеріали особової справи додаються).

ГОЛОВА. Дякую. Чи є запитання до вченого секретаря? Немає. Дякую. Прошу, Тарас Михайлович, розпочати доповідь. Регламент до 20-ти хвилин.

Гринчишин Т.М. Доброго дня, шановний пане голово, шановні члени спецради! Дозвольте представити вашій увазі результати дисертаційної роботи на тему: "Методи формування та цифрового оброблення сигналів в комп'ютерних системах з відкритими оптичними каналами" (слайд 1).

В даній дисертаційній роботі мета та задачі дослідження полягають в підвищенні ефективності формування та цифрового оброблення оптичних сигналів методами безнадлишкового завадозахищеного кодування оптичних сигналів та компенсації впливу інтенсивних мультиплікативних завад.

При цьому основні задачі наукового дослідження (слайд 2) включають: аналіз характеристик безпровідних комп'ютерних мереж з різними типами оптичних інформаційних каналів; обґрунтування методів підвищення ефективності комп'ютерних систем з відкритими оптичними каналами та систем на основі вдосконалення засобів формування та цифрового оброблення сигналу в базисі Галуа. Розробку безнадлишкових методів завадозахищеного формування та цифрового оброблення оптичних сигналів; розробку процесорів формування диференціальних та бісигнальних кодових послідовностей в оптичних каналах. Дослідження характеристик спецпроцесорів оброблення сигналів. Розробку та реалізацію засобів формування та цифрового оброблення сигналу в оптичних комп'ютерних мережах. Моделювання та реалізацію спецпроцесорних компонентів комп'ютерних систем з оптичними каналами.

Об'єктом дослідження виступають процеси формування та цифрового оброблення оптичного сигналу в розподілених комп'ютерних системах, а предметом дослідження - методи і засоби формування та цифрового оброблення оптичних сигналів в комп'ютерних системах, що реалізують інформаційні технології кодування даних у теоретико-числових базисах.

В дисертаційній роботі отримана наукова новизна (слайд 3), яка полягає в наступному: вперше запропоновано методи безнадлишкового кодування оптичних сигналів в базисі Галуа, шляхом додаткової нумерації бітами Галуа послідовностей нулів та одиниць в пакетах даних, що дало змогу підвищити рівень виявлення та виправлення помилок по відношенню до існуючих методів, при заданій швидкості передавання даних.

Вперше розроблено метод формування бісигнальних оптичних сигналів на основі одночасного передавання диференціального маніпульованого та опорного сигналів, що дозволило підвищити завадозахищеність та дальність передавання даних в умовах впливу мультиплікативних атмосферних завад.

Набув подальшого розвиткуметод оцінки ефективності існуючих та запропонованих технологій формування сигналів в базисі Галуа шляхом аналізу їх коректуючих властивостей, що дозволило обґрунтувати ефективність їх застосування в комп'ютерних системах з оптичними каналами зв'язку, та критерії оцінки рівня завадозахищеності безнадлишкового захисту від помилок в базисі Галуа.

Комп'ютерні системи з відкритими оптичними каналами знайшли широке застосування у світовій практиці при створенні розподілених комп'ютерних систем реального часу та в галузі цифрової телефонії. Сучасні комп'ютерні системи з оптичними відкритими каналами розроблені фірмами LaserBit Communications; SkyNet, компанії PAV Data Systems; Light Pointe та виробниками ближнього зарубіжжя, зокрема російськими НПК «Катарсис»- системи БОКС, та ИТЦ ЛАЛ-2М. Діапазон швидкостей безпровідних відкритих систем коливається від 45 Мбіт/с до 2,5 Гбіт/с.

Великий внесок в розвиток оптичних технологій внесли вітчизняні вчені, такі як: проф. В.П. Кожем'яко, проф. Я.М. Николайчук, доц. В.В. Яцків та інші.

Для досягнення вирішення поставлених в дисертаційній роботі задач проаналізовано архітектури комп'ютерних систем з відкритими оптичними каналами (слайд 4).

Проведена класифікація та систематизація оптичних каналів (слайд 5), проведено порівняння переваг та недоліків застосування оптичних каналів та встановлено, що системи даного класу характеризуються значними перевагами у порівнянні з іншими класами комп'ютерних систем: висока захищеність від несанкціонованого доступу, не потребують дозволу на використання частоти та мають широку сферу застосування для реалізації в розподілених комп'ютерних системах, що визначають перспективу їх вдосконалення, розширення функціональних можливостей та широкомасштабного впровадження у промисловість. Проаналізовані основні виробники оптичного обладнання та здійснено порівняльні технічні характеристики їх обладнання ( слайд 6), в результаті чого встановлено, що всі проаналізовані системи використовують оптичний моноканал -передавання даних одним променем.

В дисертаційній роботі проаналізовано модель та характеристики оптичного каналу при передаванні даних (слайд 7) та досліджено основний тип завад, що впливають на відкритий оптичний канал. Зокрема встановлено, що на оптичний канал впливають адитивні та мультиплікативні завади, що спричиняють затухання оптичного сигналу.

На прикладі оптичних систем типу Sky Cell (слайд 8) встановлено, що найбільш суттєвого впливу на відкритий оптичний канал створює атмосферне явище туман, яке є мультиплікативною завадою. Також проаналізовано всі основні аналітичні вирази, які описують проходження оптичного променя в атмосфері.

Наявність інтенсивних мультиплікативних завад в оптичних каналах суттєво зменшує реальну дальність передавання інформаційних повідомлень. Тому значну увагу в дисертації приділено розробці методів та апаратних засобів зменшення впливу такого класу завад.

В оптичних каналах при застосуванні лазерних оптичних генераторів в існуючих системах передавання даних, використовуються, як правило, методи імпульсної та потенціальної маніпуляції, основний недолік яких полягає в неповному використанні енергії їх сигнального вікна, а також необхідності широкої смуги частот в каналі, що призводить до зниження швидкості передавання даних (слайд 9). Тому задача вдосконалення методів формування та кодування сигналів є актуальною для оптичних каналів зв'язку.

Для розроблення нових методів формування та кодування оптичних сигналів проаналізовано теоретико-числові базиси та їх відповідні кодові матриці (слайд 10). Теоретико-числові базиси є фундаментальними теоретичними основами систем числення та методів кодування даних. Найкращі рекурентні властивості серед проаналізованих базисів має базис Галуа - коди якого відносяться до підкласу циклічних блокових кодів, що володіють всіма основними властивостями завадозахищених кодів,- та який можна використати для розробки нових методів кодування.

В дисертаційній роботі детально досліджено надлишковість передавання даних стандартними протоколами. Встановлено, що в існуючих стандартних протоколах для виявлення помилок, при передаванні сигналу, використовують стандартні методи на основі рекурентних надлишкових коректуючих кодів (слайд 11). Для блокової синхронізації використовується додатковий контрольний код і процедура біт-стаффінга, що приводять до зміни довжини пакетів повідомлень і ускладнюють процедуру виявлення та виправлення помилок, особливо на низових рівнях, де немає необхідності передавання великих об'ємів даних. Таким чином, поставлена задача розробки нових методів кодування інформаційних пакетів даних, які не потребують додаткового контрольного коду і тим самим, на низовому рівні, не знижують швидкодію передавання даних.

Першим із запропонованих методів є метод формування позиційно-сигнального коду, який полягає в тому, що вхідному інформаційному повідомленню у відповідність ставиться кодова послідовність Галуа, яка маніпулює інформаційні біти відповідними кодами Галуа (слайд 12). Інформаційний біт одиниці, що на сигнальному рівні кодується кодом Галуа одиницею, представляється фронтом наростання і відповідним фронтом спаду, якщо представляється нульовим бітом Галуа. Біт нуль, який кодується в Галуа одиницею, на сигнальному рівні представлено верхнім потенціалом, а якщо маніпулюється нульовим бітом Галуа то нижнім потенціалом. Завдяки такій методиці кожен інформаційний біт має свою чітку позицію, що дозволяє виявляти помилки. Результати досліджень можливості виявлення однократних помилок для всіх кодових комбінацій даних від 0000 до 1111 приведені на слайді 13, де представлено коректуючі властивості методу позиційно-сигнальний код (ПСК) та побудовані відповідні таблиці кодових переходів при виявленні помилок в різних розрядах кодів. Даний метод дозволяє виявляти 75% можливих помилок, а функціональним обмеженням запропонованого методу є відсутність бітової синхронізації та можливості виправляти помилки. Тому постала необхідність побудови рекурентних методів кодування інформаційних повідомлень з можливістю не лише виявляти, а й виправляти помилки.

Наступний запропонований метод безнадлишкового кодування даних в базисі Галуа є на основі несиметричних рекурентних сигнальних кодів (НРСК) з бітовою синхронізацією (слайд 14), суть якого полягає в тому, що інформаційні одиниці представляються фронтами наростання, а кодами Галуа маніпулюються тільки інформаційні нулі, при чому інформаційний нуль, що маніпулюється Галуа-одиницею, представлено фронтом спаду, а нуль, що маніпулюється Галуа-нулем, представлено нижнім потенціалом. Ознаку верхнього потенціалу використано для повтору нулів в інформаційному повідомленні, що забезпечує якісну бітову синхронізацію і підрахунок кількості інформаційних нулів.

Метод рекурентного симетричного сигнального кодування (РССК) (слайд 15) використовує водночас два генератора кодів поля Галуа для інформаційних одиниць та нулів відповідно. В залежності від того, який інформаційний символ в пакеті даних надходить першим, стартує і відповідний генератор Галуа, що маніпулює ці інформаційні біти. Таким чином є можливість контролювати в інформаційному пакеті і одиничні і нульові біти, та точно знати їх вхідну кількість. Це дає змогу виявляти та виправляти рекурентним шляхом всі помилки в інформаційному пакеті даних, не застосовуючи для цього контрольний код, оскільки кодова послідовність Галуа, що маніпулює ці вхідні дані є відома та незмінна.

Ще однією модифікацією сигнальних кодів є метод формування квазісимвольного сигнального коду (КССК) (слайд 16). В даному методі кодування використовується п'ята ознака маніпуляції сигналу – синхросигнал, або нульовий потенціал, що застосовується для маніпуляції повторів інформаційних одиниць та нулів при кодуванні інформаційного пакету кодами Галуа. Це дає змогу покращити блокову та бітову синхронізацію та застосовуватись в каналах, де синхронізація відіграє ключову роль, наприклад в радіоканалах.

В дисертаційній роботі проведено дослідження виявлення та виправлення помилок запропонованими кодами (слайд 17). Зокрема встановлено, що при методі кодування НРСК помилки, що виникають на сигнальному рівні, при передаванні нулів, маніпульованих кодом Галуа, однозначно виявляються, оскільки порушується рекурентність бітів Галуа. Крім того, порушується число фактичних символів нулів по відношенню до їх кількості. При спотворенні помилками на сигнальному рівні бітів даних одиниць можливе формування іншого символу на сигнальному рівні, що відповідає стиранню біта даних та однозначно виявляється декодером.

Також в роботі запропоновані критерії оцінки та проведена порівняльна характеристика ефективності виявлення та виправлення помилок запропонованими сигнальними кодами. На основі запропонованих аналітичних виразів відповідно побудована діаграма (слайд 18), яка показує зростання швидкості на низових рівнях на 30% при використанні запропонованих методів кодування інформаційних даних, в порівнянні з іншими відомими методами, де використовується контрольний код.

В дисертаційній роботі проведено дослідження та здійснено порівняння ефективності розроблених та існуючих методів маніпуляції на основі використання енергії сигнального вікна та маніпуляційних ознак (слайд 19). В результаті встановлено, що запропоновані методи характеризуються покращеним використанням енергії сигналу по відношенню до існуючих. Досліджено методи маніпуляції з врахуванням надлишковості та корекції помилок та побудовано відповідні діаграми ефективності маніпуляції (слайд 20). Як видно з діаграм, запропоновані методи, що враховують критерій корекції помилок володіють високим показником ефективності по відношенню до існуючих методів КТ-1, HP-IL та HDLC на низових рівнях.

Проведено оцінку ефективності запропонованих методів маніпуляції по відношенню до існуючих при передаванні пакетів даних різної довжини: 1 байт, 1 кбайт, 32 кбайт (слайд 21). В результаті встановлено, що найкращими характеристиками корекції помилок володіє метод рекурентного симетричного сигнального кодування РССК.

Другою важливою задачею дисертаційної роботи є розробка методу бісигнальної маніпуляції з захистом від мультиплікативних завад. Запропонований метод передавання даних полягає в одночасному використанні двох оптичних променів: опорного та інформаційного при різній довжині хвилі (слайд 22). Завдяки такому рішенню є можливість застосування диференційного оптичного приймача, який відслідковує різницю сигналів між двома променями, оскільки оптичний промінь працює в певному частотному діапазоні, що дозволяє збільшити робочу відстань передавання оптичних сигналів. Дану методику детально описано в дисертаційній роботі, а відповідні аналітичні вирази представлено на даному слайді.

Відповідно до запропонованих методів кодування в дисертаційній роботі розроблено структури спец процесорів, зокрема, реалізація методу ПСК та НРСК коду (слайд 23), структура яких включає в себе оптичний інтерфейс, логічний модуль для синхронізації старту генератора Галуа, мультиплексор та формувачі імпульсів, генератор Галуа. Структури спецпроцесорів формування РССК та КССК представлено на слайді 24. Ці структури відрізняються від попередніх структур наявністю двох генераторів кодів Галуа, та наявністю цифрового автомату в спецпроцесорі КССК для аналізу повторних символів.

В дисертаційній роботі проведено дослідження характеристик апаратної та часової складності розроблених спецпроцесорів сигнальних кодів (слайд 25) на основі критеріїв оцінки розроблених професором Черкаським М.В.

На основі спецпроцесора РССК, який в процесі аналізу апаратної та часової складності виявився найбільш ефективним, оскільки володіє всіма рекурентними характеристиками, що й метод КССК (але водночас є простішим в апаратній реалізації), розроблено відповідне схемотехнічне рішення яке реалізовано в ПЛІС фірми ALTERA FLEX10K, що дозволило виконати усі функції алгоритму кодування на апаратному рівні.

Розроблено структурну схему процесора формування оптичних каналів (слайд 26) та запропоновано структурну схему оптичного каналу на основі процесорів формування бісигнальних оптичних послідовностей.

Практичне значення дисертаційної роботи полягає в розробці дослідної експериментальної установки для реалізації бісигнального методу передавання оптичних сигналів (слайд 27) та розробці тестової плати реалізації бісигнальної кодової послідовності даних методом РССК (слайд 27), яка безпосередньо розміщується в дослідній установці разом із платою модуля узгодження оптичних сигналів із цифровими АТС. Дана дослідна установка дозволяє реалізувати та дослідити бісигнальний метод передавання даних, які кодовані спецпроцесором РССК.

Висновки представлені на слайді 28-29. Дякую за увагу.

ГОЛОВА. Прошу членів ради задавати питання. Прошу, Юрій Павлович:

Рак Юрій Павлович, д.т.н., професор (член ради за спеціальністю 05.13.06). В ваших висновках не сказано нічого про критерій оцінки рівня, про який написано в науковій новизні. Прокоментуйте це будь-ласка.

Гринчишин Т.М. Щодо наукової новизни даного критерію, то даний критерій безпосередньо стосувався оцінки розроблених методів кодування, новизна якого полягає в тому, що при оцінці додатково враховувалась властивість виправляти помилки в самому пакеті даних завдяки використанню кодів Галуа.

Рак Ю.П. Яка конкретна дальність передавання оптичного сигналу, на яку відстань?

Гринчишин Т.М. Дальність передавання залежить лише від потужності та типу оптичного випромінювача, наприклад в дослідному зразку вона становить 8 км.

Рак Ю.П. А як впливають завади на запропоновану Вами бісигнальну систему, та чим цей вплив відрізняється від впливу завад на інші, відомі оптичні системи?

Гринчишин Т.М. Дякую за запитання. Завади впливають на дальність передавання даних, а завдяки бісигнальному методу передавання оптичних даних є можливість застосувати диференційний оптичний приймач та компенсувати вплив мультиплікативних завад. При цьому значно збільшувати відстань передавання даних без збільшення потужності випромінювання передавача.

ГОЛОВА. Прошу ще запитання, прошу Ярополк Григорович.

Притуляк Ярополк Григорович, к.т.н., доцент (член ради за спеціальністю 05.13.05). Як саме відбувається зменшення впливу мультиплікативних завад?

Гринчишин Т.М. Зменшення впливу завади відбувається за рахунок того, що відбувається маніпуляція потужності випромінювання оптичного променя від +1 до -1. Відповідно так само змінюється затухання оптичного інформаційного променя в певних заданих межах, які фіксує оптичний диференційний приймач, за рахунок різниці між затуханням опорного та інформаційного променів.

Притуляк Я.Г. Як буде відбуватись вплив завади при зміні в часі в середовищі передавання, тобто при динамічній заваді?

Гринчишин Т.М. Мультиплікативна завада характеризується лише інтенсивністю завади, наприклад густиною туману, а часові інтервали динамічної тривалості завади в даному випадку не створюють більших перешкод для проходження променя.

ГОЛОВА. Прошу ще запитання, Кочан Володимир Володимирович.

Кочан Володимир Володимирович, к.т.н., доцент (член ради за спеціальністю 05.13.06). На слайді 7 показано, що мультиплікативна завада змінює полярність сигналу, як Ви це поясните?

Гринчишин Т.М. Мультиплікативна завада виражається аналітично у виді добутку, вона змінює сам коефіцієнт завад на відміну від адитивної завади, що представляється у виді суми. Тому схематично зображено дану заваду, відносно певного нульового рівня, а при впливі завади на корисний сигнал відображено результуючий сигнал під впливом завади у виді добутку двох складових.

Кочан В.В. А в реальних системах можлива така інверсія полярності завади?

Гринчишин Т.М. В реальних системах можливі зміни деяких характеристик, що описують сигнал, наприклад при інтерференції.

ГОЛОВА. Професор Крилов має питання. Прошу.

Крилов Віктор Миколайович., д.т.н., професор (член ради за спеціальністю 05.13.06). Будь-ласка покажіть мету дослідження Вашої роботи (слайд 2). В вашій роботі сказано про безнадлишкове завадозахищене кодування, що суперечить теоремі Шеннона, яка стверджує, що в каналі неможливий достовірний прийом інформації, якщо надлишковість сигналу перевищує ненадійність каналу. Як Ви це поясните?

Гринчишин Т.М. Що стосується безнадлишкового кодування, то сам термін безнадлишкового кодування використано для пояснення нового способу кодування з захистом від помилок, в якому на відміну від відомих методів до пакету даних не додається контрольний код. А надлишковість існує лише на сигнальному рівні, оскільки змінюються маніпуляційні ознаки. Тобто певна надлишковість є присутня, що не суперечить теоремі Шеннона.

Крилов В. В. Тобто Ви ввели нове поняття надлишковості в теорію зв'язку ?

Гринчишин Т.М. Надлишковість, описана в теорії зв'язку, присутня в самому сигналі, а в даному випадку поняття безнадлишковості розглядається лише в інформаційних пакетах даних і пояснюється на характеристиці кодів Галуа, якими маніпулюється інформаційний пакет даних, що дає змогу відразу при прийомі пакету даних виправляти в них помилки.

ГОЛОВА. Прошу запитання. Професор Русин Богдан Павлович.

Русин Богдан Павлович., д.т.н., професор (член ради за спеціальністю 05.13.06). В меті роботи написано про підвищення ефективності формування оптичних сигналів. В чому саме полягає це формування і що мається на увазі під поняттям формування? Що саме Ви зробили нового в цьому?

Гринчишин Т.М. Новизна формування оптичних сигналів полягає в тому, що в оптиці використовувались сигнали з низькою енергією сигнального вікна від 0 до +1. В даній роботи при формуванні оптичної послідовності використано енергію маніпульованого біоптичного сигналу від -1 до +1. Власне саме таким способом маніпуляції задається формування оптичної послідовності в інформаційному промені.

Русин Б.П. В вашій роботі Ви вживаєте відому термінологію та переносите на свою роботу, з цим треба бути обережним. Скажіть будь-ласка в чому Ви розумієте ефективність, поняття, яке є в меті вашої роботи.

Гринчишин Т.М. Під поняттям ефективності розуміється покращення відносно відомих методів, так зокрема, при бісигнальному методі передавання оптичних даних ефективність полягає у збільшенні дальності передавання, що стосується другого важливого дослідження дисертаційної роботи, а саме кодуванні даних, то ефективність вживається як покращення швидкості передавання даних за рахунок використання кодів Галуа, що маніпулюють інформаційні пакети даних і не потребують додаткового контрольного коду.

Русин Б.П. В чому різниця між одновимірними та двомірними сигналами?В авторефераті наведено аналітичний вираз середньої енергії сигналу, але сама енергія сигналу представлена у двомірному сигнальному посторі. Чому так, що Ви можете сказати?

Гринчишин Т.М. В даній формулі визначення середньої енергії сигналу використано енергію сигналу Si , яка характеризує кількість маніпуляційних ознак. Оскільки в дисертаційній роботі використано енергію сигналу від -1 до +1 , то й відповідно кодова відстань енергії сигналу буде рівна двом, тобто від -1 до 0, та від 0 до +1. А середня енергія сигналу вказує скільки енергії сигнального вікна використано при маніпуляційних ознаках, що детально описано в дисертаційній роботі в розділі 2.

ГОЛОВА. Прошу, професор Дивак.

Дивак Микола Петрович, д.т.н., професор (член ради за спеціальністю 05.13.06). В науковій новизні в Вас сказано, що вперше безнадлишкове кодування використано в оптичних сигналах в базисі Галуа, а якщо б були не оптичні сигнали?

Гринчишин Т.М. Дані методи застосовано саме до оптичних сигналів, оскільки в дисертаційній роботі запропоновано також методику бісигнального передавання оптичних даних. Але самі методи безнадлишкового сигнального кодування можна застосовувати і в інших типах каналів зв'язку, зокрема провідних чи радіоканалах.

Дивак М.П. Тобто новизна самої методики кодування бітами Галуа пакету даних стосується не лише оптичних каналів, але може бути використана в будь-яких інших каналах?

Гринчишин Т.М. Так, але в даній дисертаційній роботі дана методика кодування стосувалась саме оптичних сигналів.

Дивак М.П. В мене є наступне питання. В вашому авторефераті є фраза:

"в загальному випадку сигнал можна представити у вигляді функціоналу", де даний сигнал записано як деяка функція: множина від амплітуди, фази, частоти та базисної функції сигналу та часу. Поясніть будь-ласка, що малось на увазі? Це сторінка автореферату номер 6.

Гринчишин Т.М. Дякую за запитання. Цим виразом показано загальний опис сигналу, що враховує його основні параметри. Вираз представлено в загальній формі, оскільки в дисертаційній роботі приділено увагу формуванню сигналу та впливу завад на корисний сигнал.

Дивак М.П. Це кортеж, але якщо мова йде про представлення сигналу то повинен бути вираз, наприклад розклад в ряд Фур'є, в якому можна переглянути спектр сигналу. А що робити з тим, що в Вас записано?

Гринчишин Т.М. Оскільки метою роботи є не детальне дослідження самого сигналу та його спектру, то подано лише загальний аналітичний вираз, що характеризує параметри сигналу.

Дивак М.П. Наступне запитання. Я, все ж таки, хочу більш детального пояснення щодо енергії сигналу. Поясніть, будь-ласка, що Ви розумієте під Sі, та що вона характеризує? Як визначається енергія сигналу в двомірному просторі?

Гринчишин Т.М. Представлення методів маніпуляції відбувається в одиничному сигнальному колі, де Si - сигнал в сигнальному просторі, що характеризується кодовою відстанню dij , а енергія сигналу - це є відстань між двома сигналами в одиничному колі. Чим ця відстань є більшою, тим вища ефективність методу маніпуляції. В оптичних каналах використовуються дворівневі сигнали, тобто застосовуються двомірні методи маніпуляції від -1 до +1. Si вказує скількома ознаками можна маніпулювати сигнал.

Дивак М.П. Я розумію, а що тоді показує Si , для чого вона вказана в роботі і де врахована? Якщо була використана то як Ви рахували її числове значення?

Гринчишин Т.М. Даний показник використано в роботі для розрахунку оцінки ефективності запропонованих методів маніпуляції та порівнянні з іншими відомими методами, при врахуванні їх сигнального вікна та маніпуляційних ознак, як показано на слайді 19 та детально описано в дисертаційній роботі. А рахувалась Si за кількістю маніпуляційних ознак сигналу.

Дивак М.П. Наступне запитання. Поясніть будь-ласка. В каналі передавання даних діє мультиплікативна завада: атмосфера. Фізично, що таке мультиплікативна завада, та що вона в себе включає?

Гринчишин Т.М. Одним з прикладів мультиплікативної завади є атмосферне явище туман, яке спричиняє розсіювання оптичного променя мікрочастинками аерозолю та безпосередньо впливає на оптичний промінь.

ГОЛОВА. Прошу Володимир Володимирович.

Кочан В.В. Будь-ласка 23-ий слайд. Там зображено схему модулятора ПСК. В ній показано чотири формувачі імпульсів?

Гринчишин Т.М. Так, там зображено формувачі які формують імпульси по фронтах та верхньому і нижньому потенціалу.

Кочан В.В. На цій схемі показано мультиплексор, до якого підключені ці формувачі, яким чином підключаються фронти, повинна бути синхронізація?

Гринчишин Т.М. На даному слайді зображено лише функціональну структуру, і це не є принципова схема мультиплексора, а схемотехнічне рішення даного спецпроцесора, що включає в себе мультиплексор наведено в дисертаційній роботі в четвертому розділі.

ГОЛОВА. Прошу запитання. Професор Петришин.

Петришин Любомир Богданович, д.т.н., професор (член ради за спеціальністю 05.13.05). Прошу 11-ий слайд. На даному слайді в Вас наведено пакети даних. Скажіть будь-ласка, який стандартний протокол взятий за основу та використано, і чим він відрізняється від структури вашого протоколу?

Гринчишин Т.М. За основу взято стандартні протоколи КТ-1, HP-IL та HDLC, що наведено на слайді, а в запропонованому способі різниця полягає в кодуванні даних в базисі Галуа з можливістю виявлення та виправлення помилок.

Петришин Л.Б. Скажіть, будь-ласка, які методи формування заголовку в даних протоколах досліджено, та які методи формування заголовків використано в запропонованих вами методах кодування? Як відбувається ідентифікація вашого протоколу в загальному потоці даних?

Гринчишин Т.М. В даній роботі приділено увагу формуванню самих кодів на сигнальному рівні, а не дослідженню на рівні формування протоколів. Порівняння з іншими методами відбувалось за рахунок самого інформаційного пакету даних, та відсутності в ньому контрольного коду.

Петришин Л.Б. Скажіть, будь-ласка, Ви сказали, що метод ПСК виявляє 75% помилок, а 25% не виявляє. Поясніть які помилки виявляються, а які ні?

Гринчишин Т.М. 25% невиявлених помилок виникає при прийманні символів, які можуть мати різні ознаки, і які неможливо визначити, оскільки можливе виникнення різних кодових комбінацій. В результаті можна побудувати таблицю кодових переходів, коли при неправильному прийнятті даних можливий перехід в інший розряд. Таблиця кодових переходів представлена на слайді 13. А 25% виникає, оскільки такий тип помилок можливий в кожній із чотирьох комбінацій, де одна ознака є завжди правильною, дві інші виявляються, а одна не виявляється.

Петришин Л.Б. Скажіть, будь-ласка, Ви пропонуєте нові методи. Як вони повязуються із відомими методами квазітрійкової маніпуляції?

Гринчишин Т.М. Дані методи із квазітрійковими повязуються тим, що в квазітрійкових методах використовується Манчестерський код для формування імпульсів по фронтах наростання та спаду та одна з ознак верхнього чи нижнього потенціалу для повтору символів. В запропонованих методах є можливість використання одночасно двох потенціалів, або використовувати також і п'ятої ознаки нульового потенціалу.

Петришин Л.Б. На 17-му слайді сказано про порушення рекурентності. Що малось на увазі?

Гринчишин Т.М. Порушується відповідна послідовність коду Галуа.

Петришин Л.Б. Що є причиною?

Гринчишин Т.М. Причиною є те, що певному кодовому ключовому слову Галуа повинен відповідати свій інформаційний біт вхідних даних. І якщо замість одного символу надходить інший, наприклад замість одиниці надходить нуль, то відбувається біт-стаффінг нуля, тобто виникає додатковий нуль, що в свою чергу порушує рекурентність (послідовність) кодів Галуа, що маніпулюють інформаційний пакет даних.

Петришин Л.Б. А якщо дані біти випадають? Як тоді їх ідентифікувати? Який характер завад Ви виявляєте на рівні бітів, ознак Галуа?

Гринчишин Т.М. В залежності від помилки виявляється неправильне прийняття як одиничних так і нульових бітів даних. Якщо біти наводяться помилкові, то на сигнальному рівні бітів даних можливе виникнення наступних комбінацій декодування: або фронт наростання на сигнальному рівні представлено іншим символом, що відповідає стирання біта даних та виявляється декодером, або якщо фронт спаду представлено потенціалом, то це відповідає декодером на рівні Галуа одиниці бітів даних.

Петришин Л.Б. Якщо в Вашій інформаційній послідовності йде пакет даних із трьох одиниць та додатково виникає четверта одиниця, яким чином ту четверту одиницю можна виявити?

Гринчишин Т.М. Ця одиниця фіксується рекурентною послідовністю коду Галуа, який маніпулює відповідно ці одиниці, оскільки ключове кодове слова Галуа має свою відповідну комбінацію символів, що циклічно повторюється.

Петришин Л.Б. Останнє запитання. Слайд 27. Зображено спецпроцесор. Скажіть, будь-ласка, що він робить та як він функціонує?

Гринчишин Т.М. Даний спецпроцесор приймає інформаційний вхідний потік даних та через засоби логічного модуля, що входить в структуру спецпроцесора, а також запускає генератори Галуа, які маніпулюють даний потік даних відповідною кодовою послідовністю бітів Галуа і на виході формується потік даних РССК коду.

Петришин Л.Б. Дякую за відповіді.

ГОЛОВА. Хто ще має запитання, члени ради, прошу? Професор Крилов.

Крилов В.В. Будь-ласка 4-ий пункт новизни. Критерії оцінки рівня завадозахищеності. Для чого запропонований новий критерій?

Гринчишин Т.М. Даний критерій розроблений для оцінки рівня завадозахищеності безнадлишкових методів, враховуючи їх коректуючі властивості. Дані методи запропоновано для подальшого розвитку та дослідження.

Крилов В.В. Чому Вас не влаштовувала достовірність прийому сигналу за відомими критеріями сигнал/шум?

Гринчишин Т.М. Оцінка проводилась не за відношенням потужності корисного сигналу по відношенню до завад сигнал/шум, а за коректуючими властивостями самого методу передавання, тобто в ступені самого захисту інформаційного пакету від ймовірності виникнення неправильного прийняття даних.

ГОЛОВА. Прошу професор Русин.

Русин Б.П. В авторефераті написано критерії оцінки, а Ви представляєте лише один критерій. Де є множина ?

Гринчишин Т.М. Критерій в даному випадку один. Трапилась технічна помилка, вибачте.

ГОЛОВА. Прошу ще запитання. Професор Дивак.

Дивак М.П. В висновках в Вас написано, що досліджена часова складність спецпроцесорів на основі відомого критерію, в результаті чого встановлено, що оцінка даного критерію відрізняється не більше 30% та не залежить від блоку вхідних даних. Що це за критерій? Який час використано?

Гринчишин Т.М. Власне на слайді 25 і показано цю 30%-ву різницю в часовій складності спецпроцесорів між найнижчим показником (методом ПСК) та найвищим КССК, а сама оцінка часової складності базувалась на основі аналітичних виразів критеріїв оцінки запропонованих професором Черкаським М.В., та розраховувалась на основі швидкості переключення одного вентеля транзистора за одиницю часу.

Дивак М.П. Дякую.

ГОЛОВА. Прошу ще запитання. Немає запитань. Пане Тарас, прошу присісти, відпочиньте. Дякую за Вашу доповідь і відповіді. Слово надається науковому керівнику, професору Николайчуку. Будь ласка, про дисертанта.

Николайчук Ярослав Миколайович, д.т.н., професор (Тернопільський національний економічний університет). Шановні колеги, тема дисертації яку виконав дисертант, є надзвичайно, на мій погляд, актуальна і те, що він застосував коди поля Галуа не всім зрозуміло. Дуже важко зрозуміти суть даного теоретико-числового базису, але дисертант замахнувся на світову проблему: як захистити інформацію на сигнальному рівні, тобто не додавати додаткові контрольні суми. Виникає запитання, а що ж було затрачено, щоб досягти такого результату? В даному випадку лише повне використання сигнального простору, який був недовикористаний до цього часу. Дисертант запропонував методику кодування повідомлення кодами Галуа, і тим самим отримав новий ефект.

Я хочу сказати, що дисертант закінчив Івано-Франківський технічний університет нафти і газу, займався в наукових гуртках, закінчив аспірантуру і досить довго працював над темою дисертації, доки було розроблено нові методи кодування, які успішно реалізовано в дисертаційній роботі та претендують на наукову новизну. Я вважаю, що Тарас Михайлович є здібною людиною, багато працював над дисертацією. Створив дослідну установку, розробив спецпроцесори та розібрався з математичними аспектами роботи та кодами Галуа. Тому він заслуговує присудження йому наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.05 - комп'ютерні системи та компоненти. Дисертаційна робота виконана на високому рівні. Я прошу раду підтримати.

ГОЛОВА. Дякую, пане, Ярослав. Слово надається вченому секретарю для оголошення відгуків.

Яцків В.В. Висновок організації, де виконувалась робота, оформлений як витяг з протоколу розширеного міжкафедрального наукового семінару кафедри комп'ютерних систем та мереж Івано-Франківського національного технічного університету нафти і газу від 9 квітня 2010р., в якому наведені відповіді та запитання до здобувача, виступи в процесі обговорення і представлено рекомендації до захисту дисертації у вченій раді. Витяг підписаний керівником розширеного семінару, завідувачем кафедри проф. Горбійчуком М.І.

Присутні: 18 членів.

Проголосувало: "за" – 18, "проти" – немає, "утримались" – немає.

На автореферат дисертаційної роботи Гринчишина Тараса Михайловича поступило 8 відгуків. З вашого дозволу я зачитаю тільки зауваження, всі відгуки позитивні,

ГОЛОВА. Немає заперечень? Немає. Прошу.

Яцків В.В. Перший відгук підписаний завідувачем кафедри проектування комп'ютерної та телекомунікаційної апаратури Вінницького національного технічного університету, д.т.н., проф. Філинюком М.А.

Недоліки:

1. Здобувачем запропоновано ряд методів безнадлишкового кодування оптичних сигналів, однак термін методи має на увазі систематизовану сукупність кроків, що необхідно здійснити для розв'язання і визначення задачі, що відсутні в авторефераті.

2. Не наведено схемотехнічні рішення формувачів та алгоритмів обробки бісигнальних оптичних сигналів.

3. З тексту автореферату не зрозуміло, яким чином здійснюються експериментальні дослідження генерування оптичних сигналів при імітації різних атмосферних факторів.

Наступний відгук (другий) підписаний к.т.н., доц. Турупаловим В.В., деканом факультету комп'ютерних інформаційних технологій та автоматики Донецького національного технічного університету.

Недоліки:

• Не представлені характеристики результатів роботи дослідної

установки.

• Не відображена техніка та технологія проведених досліджень.

Третій відгук підписаний доцентом кафедри комп'ютерної та програмної інженерії вищого навчального закладу «Галицька академія», к.т.н. Іщеряковим С.М.

До недоліків роботи можна віднести:

1. Не достатньо відображена схема біоптичного приймача, до складу якого входять комплексні елементи, зокрема, рандомізатор та корелятор.

2. Незрозумілим також є функціональне призначення оптичних активних ретрансляторів на виході приймача.

Четвертий відгук надійшов від декана факультету комп'ютерних технологій Відкритого міжнародного університету розвитку людини «Україна» д.т.н., проф. Забара С.С.

Недоліком автореферату можна вважати відсутність блок-схем алгоритмів та діалогових вікон програмного забезпечення, що покращило б оцінку рівня та сприйняття матеріалу автореферату дисертації.

П'ятий відгук підписаний завідувачем кафедри інформаційних та комп'ютерних систем Чернігівського державного технологічного університету, д.т.н., проф. Казимиром В.В.

Зауваження.

1. Не приведена кількісна оцінка зростання обчислювальної потужності кодера/декодера приймача та передавача при використанні запропонованих методів кодування.

2. З автореферату не видно, в чому саме полягає запропоноване автором вдосконалення методу оцінки ефективності технології формування сигналів в базисі Галуа.

Шостий відгук підписаний завідувачем кафедри комп'ютерних технологій в системах управління та автоматики Івано-Франківського національного технічного університету нафти і газу, д.т.н., проф. Заміховським Л.М.

Зауваження.

1. Якщо aС і a0 (стор. 13) – це коефіцієнти затухання хвиль з двома різними частотами в середовищі, то висновок, що «в точці a = L0 виконуєтьтся рівність aС = a0n є некоректним, зважаючи на припущення, що aС > a0n.

2. На рис. 14-16 (стор. 15) блок оптичного інтерфейсу (ОІ) розміщений на вході модуляторів, що виключає їх працездатність ( оптичний інтерфейс може включатись на виході модулятора і на вході демодулятора).

3. На стор.9 стверджується про можливість виявлення помилок за допомогою запропонованого методу НРСК, однак алгоритм виявлення помилок взагалі не пояснений і не є очевидним з наведених діаграм.

Наступний відгук (сьомий) підписаний завідувачем кафедри кібернетики та обчислювальної техніки Севастопольського національного технічного університету, д.т.н., проф. Скатковим А.В., та доц. каф., к.ф-м.н. Кирюхіним В.В.

Зауваження до автореферату:

В автореферате замечен ряд опечаток, например, «безизбыточной» (с.19), «specprocessornykh», «осуществлено…реализацию» (с.20) и.т.п.

Останній відгук (восьмий) підписано завідувачем кафедри програмного забезпечення комп'ютерних систем, Національного гірничого університету, м. Дніпропетровськ, проф. Алексєєвим М.О.

До недоліків роботи, виходячи з тексту автореферату, необхідно відзначити відсутність опису структури програмного забезпечення та відсутні рекомендації щодо характеристик використання об'єму пам'яті та швидкодії процесорів для роботи з розробленим програмним забезпеченням.

Це всі відгуки та зауваження. Ще раз наголошую, що всі відгуки є позитивні.

ГОЛОВА. Прошу дати відповіді на зауваження.

Гринчишин Т.М. Щодо запропонованих методів вдосконалення оцінки ефективності, то вони полягають в тому, що окрім ознак енергії сигнального вікна та ознак маніпуляції сигналів враховуються також їх коректуючі властивості, тобто реалізована можливість виправлення помилок.

На рахунок відсутності блок-схем, то вони не наведені в авторефераті, оскільки об'єм автореферату є обмежений. А самі блок-схеми є наведені та описані в дисертаційній роботі в третьому розділі.

Алгоритм виявлення помилок методом НРСК в повній мірі описано в дисертаційній роботі та представлено в розділі 2.4 табл.2.23.

Оптичні ретранслятори встановлюються також і на виході приймача, оскільки дана оптична система може працювати і як приймач, так і як передавач.

Останнє зауваження, щодо техніки та технології проведення досліджень, то знову ж таки сама технологія є в повній мірі представлена в дисертаційній роботі в розділі 4.5, де описана дослідна установка та принцип її роботи, дана установка імітує погодні умови.

З всіма іншими зауваженнями я погоджуюсь. Дякую за увагу.

ГОЛОВА. Дякую. Слово надається офіційному опоненту, професору Черкаському М.В.

Черкаський Микола В'ячеславович, д.т.н. професор (член ради за спеціальністю 05.13.05). Шановні члени ради! Я б хотів прокоментувати деякі запитання, що тут прозвучали. Перш за все про Шеннона. Я б поставив його в першу десятку по важливості наукового внеску в обчислювальну техніку. Він першим запропонував перемикальні функції. Ми з дисертантом обговорювали ці питання. Далі. Я хочу сказати, що часову складність в дисертаційній роботі введено та обгрунтовано. І на сьогоднішній день часова складність звучить інакше, ніж була раніше визначена кількістю операцій, необхідних для розв'язання задачі. Зараз часова складність пропонується та використовується як кількість елементарних перетворювачів, яка залежить від максимального критичного шляху розповсюдження сигналів.

Тепер по суті роботи. З точки зору актуальності роботи, то вона підтверджується аналізом характеристик складності систем передавання даних на невеликі відстані, часової та апаратної, структурної складності. Також в дисертаційній роботі актуальність підтверджується програмною складністю, що забезпечує ефективність всіх розроблених пристроїв для передавання даних. Всі ці принципи є представлені в цій дисертації. Я б хотів сказати, що завдання дисертаційної роботи є актуальними і вирішені найкращим шляхом.

Далі. Новизна. Запропонований метод кодування оптичних сигналів, стосовно якого виникає чимало запитань. Коли я читав дисертацію в мене теж виникали запитання. Я витратив дві-три години, щоб розібратись в цьому, і я підтверджую, що дійсно, знайдено нові вирішення в методиці кодування, що представлені в запропонованих методах. Дійсно є присутня завадозахищеність на рівні 75%. Термін безнадлишковість використано не зовсім коректно, оскільки, є все ж таки надлишковість, але вона прихована, та її важко визначити. І ця надлишковість, на рівні функцій переключення, на рівні програмної складності. Існують системи, де є відсутня апаратна надлишковість, і запропонована система кодування належить саме до такого класу.

Я погоджуюсь з новизною, що представлена в дисертації. Методи боротьби з завадами є достатньо повно описані в роботі, та несуть в собі елементи новизни. Щодо впливу мультиплікативних завад, то на мою думку, ті завади які в роботі розглядаються як мультиплікативні варто було характеризувати як стаціонарні завади. Практичне значення роботи, яку представлено сьогодні, полягає у тому, що розроблено спеціалізовану апаратуру на основі лазерних ретрансляторів та оптичних приймачів. Тобто, тут враховано широкий клас приладів, які розроблено і слід сказати що всі вони в роботі обґрунтовані з точки зору математичних методів.

Структура дисертації класична. Є чітка постановка задач, опис відповідних методів та способів. Детально описано способи завадостійкого кодування.

Щодо зауважень до дисертаційної роботи:

• Опис мультиплікативних завад, на подолання яких спрямовані розроблені дисертантом способи, проведено не достатньо повно. Наприклад, окрім електромагнітних розрядів, не вказані інші джерела.
• У представленні сигналу у вигляді функціоналу SX не вистачає опису базисної функції ψ, яка (можна здогадатися) відображає структуру кодових пакетів, але як? (Другій розділ).
• В дисертації нечітко обґрунтовано поняття безнадлишковості у запропонованому методі захисту інформаційних потоків на сигнальному рівні.
• Розроблені нові методи безнадлишкового кодування на рівні пакетів, які дозволяють виявляти та виправляти однократні помилки. Крім того, на думку автора, збільшується передавання даних у каналі. Але в роботі не проведено аналіз можливих недоліків розробленої системи, наприклад, зростання програмної складності та наслідків її зростання.
• Апарат підрахунку характеристик складності розроблених спецпроцесорів використаний недостатньо коректно. Характеристика "апаратно-функціональна складність" не входить в перелік характеристики складності комп'ютерних алгоритмів.
• Розроблення структур функціональних вузлів спецпроцесорів проведено без орієнтації на подальшу серійну реалізацію з використанням сучасних мікропроцесорних засобів.

Не зважаючи на викладені зауваження, вважаю, що дисертаційна робота Гринчишина Тараса Михайловича " Методи формування та цифрового оброблення сигналів в комп'ютерних системах з відкритими оптичними каналами" є завершеною науковою працею, в якій отримано нові наукові та практичні результати, що сприяють вирішенню актуальної задачі підвищення дальності та швидкодії передавання оптичних інформаційних потоків в комп'ютерних системах. Робота виконана на високому науковому рівні, відповідає вимогам ВАК України до кандидатських дисертацій, а її автор, Гринчишин Тарас Михайлович, заслуговує присудження йому наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.05 - комп'ютерні системи та компоненти.

ГОЛОВА. Пане Тарас, прошу дати відповіді на зауваження. Тільки в стислій формі.

Гринчишин Т.М. В дисертації в першому розділі є в повній мірі описано типи завад, що впливають на оптичний канал і окрім електромагнітних досліджено вплив атмосферних завад, і показано, що саме таке атмосферне явище як туман створює найбільші завади для проходження оптичного променя.Щодо терміну «безнадлишковість», то надлишковість виникає на сигнальному рівні, оскільки розширюється число ознак маніпуляції. Вибраний термін пояснює лише новий спосіб захисту інформації від помилок, який відрізняється від відомих методів тим, що до пакету даних не додається контрольна сума, яка й призводила до додаткової надлишковості.

З рештою зауважень погоджуюсь.

ГОЛОВА. Дякую, прошу сідати. Слово надається офіційному опоненту д.т.н., професору Кожем'яко В.П.

Кожем'яко В.П. Шановне панство, шановні члени ради! Я трішки розчарований дискусією, оскільки запитання до дисертанта стосувались здебільшого того, на що він в своїй дисертації посилався, на всі ті відомі роботи, що не потребували від нього надто глибоких досліджень. Він не на це претендував. Дисертація "Методи формування та цифрового оброблення сигналів в комп'ютерних системах з відкритими оптичними каналами " це фактично моя концепція створення образного комп'ютера око-процесорного типу і дисертант застосував вперше до відкритого оптичного каналу коди Галуа. Всі недоліки дисертаційної роботи, пов'язані лише з тим, що основним напрямком дослідження була якраз запропонована методика, яка застосована вперше та потребувала детального дослідження. На дані методи кодування виробляється патент. В дисертації все це обґрунтовано. Я ще раз хочу наголосити, що основний здобуток дисертанта - застосування нових методів кодування в оптиці, це дуже серйозна наукова робота. Я хотів би звернути увагу, що в дисертації проведений аналіз сучасного світового стану розвитку комп'ютерних систем з оптичними інформаційними каналами, показано характеристики діючих систем з оптичними каналами. Проаналізовано типи завад, що впливають на відкритий оптичний канал, викладені теоретичні засади затухання оптичного сигналу і проведено розрахунок оптичних систем з врахуванням впливу атмосферних завад та схемотехнічних рішень оптикоелектронного обладнання, проведено систематизацію архітектур комп'ютерних систем з оптичними інформаційними каналами. В результаті обґрунтовано перспективи вдосконалення методів формування та цифрового оброблення сигналів в оптичному каналі.

Автором показано діаграми, здійснено систематизацію оптичних завад та аналіз характеристик діючих систем з оптичними каналами та аналіз комп'ютерних систем з відкритими оптичними каналами. Це власне поле діяльності дисертанта, що показує його науковий рівень. Зроблено висновок, що перспективу розвитку таких систем складає застосування полісигнальних методів маніпуляції та встановлено, що технології побудови комп'ютерних систем з відкритими оптичними каналами характеризуються значним переліком переваг у порівнянні з іншими класами комп'ютерних систем, що визначають перспективу їх вдосконалення, розширення функціональних можливостей та широкомасштабного впровадження у промисловість.

В другому розділі досліджено основні методи імпульсної та потенціальної маніпуляції та протоколи передавання інформації, в результаті показано, що відомі методи є недостатньо ефективними, оскільки на сигнальному рівні мають надлишковість даних в інформаційних пакетах, що призводить до зниження швидкодії передавання, розроблено чотири нові без надлишкові, на сигнальному рівні, методи символьного кодування та проведено дослідження характеристик виявлення та виправлення помилок при використанні запропонованих сигнальних кодів. Запропоновані критерії оцінки і порівняльні характеристики ефективності виявлення та виправлення помилок даними сигнальними кодами. Автором запропоновано та теоретично обґрунтовано метод бісигнальної маніпуляції з захистом від мультиплікативних завад в відкритому оптичному каналі, суть якого полягає у одночасному передаванні даних двома оптичними променями – опорним та інформаційним, останній з яких маніпулюється кодами Галуа.

Мене приємно вражає в дисертаційній роботі те, що робота доведена до логічного завершення. В ній є поставлена мета, запропонована відповідна методика, розроблено структурні схеми та на їх основі виконано схемотехнічні рішення.

Щодо недоліків роботи.

• В дисертації не в повній мірі приділено увагу аналізу характеристик оптоелектронних формувачів та приймачів оптичних сигналів, а також не досліджено граничні характеристики швидкодії та надійності оптоелектронних перетворювачів.
• У першому розділі дисертації відсутній аналіз матричних оптоелектронних перетворювачів типу «око-процесор».
• У розділі 2.1.1 ст.45 в табл.2.6 не пояснено в чому суть маніпуляції методу КТ-М
• Загальний об'єм дисертації становить 157 сторінок, а в авторефераті опечатка, де це названо як основний обсяг роботи 143 сторінки без врахування додатків.
• В розділі 3.1 ст. 84-90 (рис.3.1-3.10) міститься надлишкова інформація, оскільки отримані автором діаграми ефективності існуючих та запропонованих методів маніпуляції оптичних сигналів супроводжуються аналітичними розрахунками, які можна було б віднести в додатки.

Приведені зауваження в цілому не знижують наукової та практичної значимості проведених дисертаційних досліджень та результатів розробки, а її автор заслуговує присудження йому наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.05 - комп'ютерні системи та компоненти. Дякую.

ГОЛОВА. Дякую, Вам, прошу сідати. Прошу, пане Тарас, дати відповіді на зауваження.

Гринчишин Т.М.Щодо суті маніпуляції методом КТ-М, то методика полягає в тому, що потік одиниць та нулів маніпулюється фронтами згідно Манчестерського коду, а третя ознака потенціалу використовується для повтору нулів, що дає змогу синхронізувати потік даних. З іншими зауваженнями погоджуюсь.

ГОЛОВА. Добре. Тоді розпочинаємо дискусію про роботу. Хто бажає виступити? Прошу, Ярополк Григорович.

Притуляк Я.Г. Шановні колеги, я хотів би звернути увагу, що в дисертації багато сказано про метод бісигнального передавання даних в оптичних каналах. Це означає, що є можливість зменшення впливу мультиплікативних завад. Коли є два канали і береться різниця між ними, то вплив мультиплікативної завади буде значно зменшено, оскільки сама мультиплікативна завада являє собою нелінійний процес гармонік, а завдяки тому, що є різниця дельта між опорним та інформаційним променем, дальність прийому цієї різниці значно зростає і це є головне. Другим важливим аспектом дисертаційної роботи є те, що використано саме коди Галуа, для розробки методів кодування в оптичних каналах, які включають в себе завадозахищеність та виправлення помилок. На рис.17 в авторефераті зображено приймач оптимального прийому, в якому відношення сигнал/шум змінюється, для оптимального оброблення сигналу, що значно покращує прийом даних. Методика передавання даних, описана в дисертаційній роботі, дозволить зробити відкриті оптичні канали більш використовуваними в телекомунікаційній та комп'ютерній галузі. Все це є дуже перспективним як в практичному так і теоретичному аспектах. Я підтримую роботу, та вважаю, що Гринчишин Т.М. заслуговує присудження йому ступеня кандидата наук.

ГОЛОВА. Дякую! Прошу, Яцків В.В.

Яцків Василь Васильович, к.т.н., доц. Вчений секретар засідання ради за спеціальністю 05.13.05 ). Шановні члени ради,я хочу пояснити, щодо надлишковості. Для передавання нуля та одиниці в каналах зв'язку достатньо дві ознаки. В даній дисертаційній роботі використано до п'яти ознак для передавання нуля та одиниці: фронти наростання та спаду, потенціали. От на цьому сигнальному рівні є надлишковість. Що стосується актуальності, то відкриті оптичні канали становлять можливості для широкого застосування як в наземних каналах так і в космічних. До недоліків я б відніс те, що потрібно було більш детально зробити порівняння запропонованих методів, а в цілому я підтримую роботу. Дякую.

ГОЛОВА. Дякую! Прошу, професор Петришин.

Петришин Л.Б. Шановні члени ради! З цим напрямком досліджень я знайомий. Результати та рівень роботи не викликають в мене ніяких застережень. В мене є побажання до дисертанта, щоб він більш впевнено відповідав на запитання. Я підтримую цю роботу та буду голосувати «ЗА». А дисертант заслуговує присудження йому вченого ступеня кандидата наук. Дякую.

ГОЛОВА. Дякую! Прошу, професор Крилов.

Крилов В.В. Як на мене, то основна проблема здобувача це використання основних термінів в дещо іншому розумінні. Практично, для тих, хто знайомий з базовими основами кодування не відразу все зрозуміло щодо даного безнадлишкового кодування, та де саме ця надлишковість присутня.

ГОЛОВА. Дякую, Прошу, професор Дивак.

Дивак М.П. Оскільки я задавав запитання, то я скажу декілька слів. По перше дисертаційна робота в повній мірі відповідає вимогам ВАК. Друге, є відповідний кваліфікаційний рівень дисертанта. Третій пункт стосується подальшої роботи. Я хочу зробити також зауваження. В авторефераті є допущено помилки в деяких математичних співвідношеннях. Дякую.

ГОЛОВА. Дякую! Прошу, професор Русин.

Русин Б.П. Я хочу сказати, що часу для того, щоб розібратись з безнадлишковим кодуванням було обмаль, тому й не дивно, що з цього приводу було задано стільки запитань, щоб вияснити наукову новизну та практичне застосування. Якщо дисертація є цікавою, то й відповідно до неї є багато запитань. Щодо дисертації то витримано всі формальні вимоги. Все було б простіше, якщо б відразу не претендувати на велику кількість наукової новизни, що присутня в цій роботі. Я підтримую цю роботу. Дякую.

ГОЛОВА. Дякую! Професор Головко.

Головко Володимир Адамович, д.т.н., професор (член засідання ради за спеціальністю 05.13.01). Я считаю, что очень интересная работа, потому и вызвала столько дискуссий. Можно долго говорить о недостатках, но я считаю, что диссертант держался хорошо, его робота соответствует требованиям ВАК. Диссертант заслуживает присвоения ему ученой степени кандидата технических наук.

ГОЛОВА. Дякую! Дисертант доповідав дисертаційну роботу на між кафедральному семінарі, де ми її детально обговорили. Робота актуальна, що підтвердила дискусія. Тому роботу я підтримую, а дисертанту бажаю успіху.

Ми закінчили дискусію, тож прошу пропозиції вченого секретаря про склад лічильної комісії.

Яцків В.В. Пропозиції щодо складу лічильної комісії. Я пропоную затвердити:

д.т.н., професор Русин Б.П.

д.т.н., професор Дивак М.П.

к.ф-м.н., доцент Пасічник Р. М.

ГОЛОВА. Хто за те, щоб прийняти цю пропозицію? Прошу голосувати. Хто за? Проти? Утримався? Немає, одноголосно. Прошу комісії приступати до роботи. Оберіть голову лічильної комісії.

(Після проведення голосування)

ГОЛОВА. Слово надається голові лічильної комісії.

Русин Б.П. (зачитує протокол лічильної комісії обраної спеціалізованою вченою радою К 58.082.02). Шановні, друзі, протокол засідання лічильної комісії спеціалізованої вченої ради. Комісія в складі : Русина Богдана Павловича (голова лічильної комісії), Дивака Миколи Петровича і Пасічника Романа Мирославовича. Комісія обрана для підрахунку голосів при таємному голосуванні, щодо присудження Гринчишину Тарасу Михайловичу наукового ступеня кандидата технічних наук. Склад спеціалізованої вченої ради затверджений в кількості 18 осіб. Були присутні на засіданні 15 членів спеціалізованої ради, зокрема, 5 докторів наук за профілем розглянутої дисертації.

Роздано бюлетенів – 15.

Залишилось не розданих – 3.

Виявлено в урні бюлетенів – 15.

Результати голосування: про присудження наукового ступеня кандидата технічних наук Гринчишину Тарасу Михайловичу. Подано голосів:

"За" – 15,

"Проти" – немає,

недійсних бюлетенів – немає.

Підписано членами комісії: Русиним Б.П., Диваком М.П., Пасічником Р.М. та вченим секретарем ради – Яцківим В.В.

ГОЛОВА. Дякую, пане Богдан. Тепер нам треба затвердити протокол лічильної комісії. Хто за те, щоб затвердити протокол, прошу голосувати. "За" – 15 , "Проти" – немає, "Утримався" – немає. Одноголосно.

Тепер прикінцеве слово здобувача. Прошу пане, Тарас.

Гринчишин Т.М. Я дякую всім за увагу. Насамперед, вдячний своєму науковому керівнику, що всі ці роки до захисту дисертації вів мене науковими стежинами, також вдячний опонентам, які підтримали та внесли свій здобуток в дисертаційну роботу та всім членам ради, які прийняли до захисту мою дисертаційну роботу. Ще раз дякую всім за увагу.

ГОЛОВА. Дякую, Тарас. Тепер нам треба обговорити висновок спеціалізованої вченої ради. Прошу подивитись на проект висновку. В кого з членів ради є зауваження?

Редакційні поправки вносять: проф. Саченко А.О., проф. Николайчук Я.М., проф. Черкаський М.В., проф. Петришин Л.Б., доц. Кочан В.В.

ГОЛОВА. Хто за те, щоб затвердити висновок по роботі з тими корективами, зауваженнями, які були внесені? Прошу голосувати. Хто за? 15 – "За", "Проти" – немає, "Утримався" – немає. Приймається одноголосно. Тарас, ми тебе вітаємо і бажаємо подальших творчих успіхів. На цьому засідання ради завершено.

ВИСНОВОК

спеціалізованої вченої ради К 58.082.02 при Тернопільському національному економічному університеті щодо дисертаційної роботи Гринчишина Тараса Михайловича "Методи формування та цифрового оброблення сигналів в комп'ютерних системах з відкритими оптичними каналами", представленої на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.05 - комп'ютерні системи та компоненти.

Сучасні досягнення в галузі комп'ютерної техніки, створення та вдосконалення методів формування і цифрового оброблення сигналів, які забезпечують підвищення завадозахищеності та максимальної віддалі передавання даних, в умовах впливу адитивних та інтенсивних мультиплікативних атмосферних завад на відкритий оптичний канал є актуальною науковою-технічною задачею в галузі комп'ютерних систем.

Дисертаційна робота Гринчишина Т.М. виконана у Івано-Франківському національному технічному університеті нафти і газу і присвячена розробленню нових методів безнадлишкового сигнального кодування біт-орієнтованих інформаційних потоків в комп'ютерних системах з відкритими оптичними каналами з використанням кодів поля Галуа, які в порівнянні з існуючими методами дозволяють повніше використати інформацію сигнальних просторів та забезпечують можливість, без введення надлишкової інформації в потоки даних, що передаються, а також виявляти та коректувати помилки при передаванні даних.

1.Найбільш суттєві наукові результати, отримані особисто здобувачем та їх наукова новизна.

До найбільш суттєвих і нових можна віднести наступні наукові результати дисертаційної роботи:

– вперше запропоновано методи безнадлишкового сигнального кодування оптичних сигналів в базисі Галуа, шляхом нумерації бітами Галуа послідовностей нулів та одиниць в пакетах даних, що дало змогу підвищити рівень виявлення та виправлення помилок, по відношенню до існуючих методів, при заданій швидкості передавання даних.

– вперше розроблено метод передавання бісигнальних оптичних сигналів на основі одночасного передавання диференціального маніпульованого та опорного сигналів, що дозволило підвищити завадозахищеність та дальність передавання даних в умовах впливу мультиплікативних атмосферних завад.

Дістали подальшого розвитку:

– метод оцінки ефективності існуючих та запропонованих технологій формування сигналів в базисі Галуа шляхом аналізу їх коректуючих властивостей, що дозволило обгрунтувати перспективу їх застосування в комп'ютерних системах з оптичними каналами зв'язку.

– критерій оцінки рівня завадозахищеності безнадлишкового захисту від помилок в базисі Галуа.

2. Значення результатів для практики.

Представлені в дисертації дослідження виконані в рамках плану наукових досліджень, які проводились за держбюджетними темами кафедрою комп'ютерних систем та мереж Івано-Франківського національного технічного університету нафти і газу (ІФНТУНГ): «Синтез комп'ютерних систем і мереж для об'єктів нафтогазового комплексу і контролю за навколишнім середовищем» (номер державної реєстрації 31202005B76A.), та в рамках плану наукових досліджень, які проводились протягом 2004-2008 років кафедрою спеціалізованих комп'ютерних систем Тернопільського національного економічного університету: «Розробка теорії, методології та побудови технічних засобів спеціалізованих комп'ютерних систем", (номер державної реєстрації 0102U00576A, СКС-63-02 "К") 2008 р.

Розроблено спеціалізовану апаратуру на основі лазерних ретрансляторів та оптичних приймачів з формуванням та цифровою обробкою сигналів для розподілених комп'ютерних систем, що дало змогу підвищити завадозахищеність комп'ютерних систем та швидкодію передавання даних. Розроблено структурні та схемотехнічні рішення формувачів та алгоритмів обробки маніпульованих бісигнальних оптичних сигналів, які забезпечують можливості виявлення та виправлення помилок при їх прийманні, на основі безнадлишкового кодування в базисі Галуа. Реалізовано оптичну систему передавання даних між цифровими телефонними станціями та між комп'ютерними системами, а також алгоритмічне та програмне забезпечення компонентів комп'ютерних систем на основі відкритих оптичних каналів.

Основні результати дисертаційної роботи впроваджені шляхом реалізації модуля узгодження спецпроцесорів формування оптичних коректуючих кодів та модуля узгодження з цифровими АТС в «Прикарпатському виробничому підприємстві зв'язку», що дозволило реалізувати безпровідне оптичне передавання даних та збільшити швидкодію.

3. Обгрунтованість і достовірність отриманих наукових результатів, висновків і рекомендацій підтверджується :

1) строгістю постановки задачі та коректним застосуванням математичного апарату, теорії інформації, теорії складних систем, теорії моделювання, теорії цифрових автоматів та теоретичних основ кодування джерел інформації;

• теоретичним обгрунтуванням адекватності запропонованих методів кодування та достовірності процесу їх розробки;
• збіганням результатів моделювання методів кодування з експериментальними даними програмної реалізації запропонованих методів;

4) результатами практичного впровадження, реалізованого у вигляд спеціалізованої апаратури на основі лазерних ретрансляторів, структурних та схемотехнічних рішень спецпроцесорів формування та алгоритмів оброблення маніпульованих оптичних сигналів, програмному забезпеченні компонентів комп'ютерних систем на основі відкритих оптичних каналів.

4.Рекомендації щодо використання результатів дисертації.

Наукові результати розробки методів формування і цифрового оброблення сигналів, які забезпечують підвищення завадозахищеності та максимальну віддаль передавання даних, в умовах впливу адитивних та інтенсивних мультиплікативних завад можуть бути впроваджені на підприємствах, які займаються проектуванням та вдосконаленням безпровідних комп'ютерних систем. Зокрема на об'єктах телекомунікаційного комплексу, в системах локальних мереж, мобільних системах зв'язку та інших об'єктах, а також в навчальному процесі при викладенні дисципліни курсів "Спеціалізовані комп'ютерні системи" в Івано-Франківському національному технічному університеті нафти і газу

5. Оцінка мови та стилю дисертації.

В дисертації чітко, логічно обгрунтовано і розкрито головні кваліфікаційні ознаки дослідження, а саме: мету, задачі, наукову новизну, методи дослідження, достовірність результатів, практичну значимість та висновки. Дисертація має логічну структуру впорядкування розділів. Результати досліджень попередніх розділів використовуються для постановки задач, їх поглибленого дослідження та вирішення в наступних розділах.

· Висновки.

Дисертаційна робота Гринчишина Тараса Михайловича "Методи формування та цифрового оброблення сигналів в комп'ютерних системах з відкритими оптичними каналами" є завершеною науковою працею, в якій отримані нові науково-обгрунтовані теоретичні і експериментальні результати вирішення актуальної науково-технічної задачі формування та цифрового оброблення сигналів в комп'ютерних системах з відкритими оптичними каналами, які використовуються для підвищення швидкості та дальності передавання даних, суть яких полягає у формуванні і передаванні сигнальних кодів в базисі Галуа, що дозволяють виявляти та виправляти помилки на сигнальному рівні без введення надлишкової інформації в пакети даних, а також бісигнального передавання інформації з захистом від впливу мультиплікативних завад. Оформлення дисертації відповідає вимогам ВАК України.

Зміст дисертації, методика досліджень, отримані наукові результати відповідають паспорту спеціальності 05.13.05 - комп'ютерні системи та компоненти, а також вимогам ВАК України, які ставляться до кандидатських дисертацій, згідно з п.13 "Порядку присудження наукових ступенів і присвоєння вченого звання старшого наукового співробітника ", а Гринчишин Тарас Михайлович заслуговує присудження йому наукового ступеня кандидата технічних наук за вказаною спеціальністю.

ГОЛОВА ЗАСІДАННЯ,

ГОЛОВА СПЕЦІАЛІЗОВАНОЇ

ВЧЕНОЇ РАДИ К 58.082.02,

доктор технічних наук, професор Саченко А. О.

ВЧЕНИЙ СЕКРЕТАР

СПЕЦІАЛІЗОВАНОЇ ВЧЕНОЇ РАДИ,

кандидат технічних наук, доцент Яцків В. В.