4.2 Способы повышения структурной надежности сети связи

Повышение структурной надежности сети  достигается принятием следующих мер:

• выбором аппаратуры или линий с повышенной надежностью;

• применением резерва по каналам, трактам или линиям на от­дельных участках сети; 

• применением резервных обходных путей (в режиме горячего резерва);

• устройством «перемычек» — поперечных соединений между существующими путями;

• организацией  высокоэффективной службы контроля и восстановления, в том чис­ле: использования передвижных радиорелейных линий для организации обходов поврежденных участков, перекроссировок и других мер, позволяющих временно восстановить связь хотя бы не в полном объеме восстановления;

• созданием соответствующей системы управления разных уров­ней, обеспечивающей оперативное переключение каналов и трак­тов, перераспределение и ограничение потоков сообщений.

Аналогичные мероприятия позволяют повысить и живучесть сети. Выбор той или иной меры определяется требованиями к на­дежности и допустимому времени перерыва в связи, а также со­отношениями затрат. В практике используются, как правило, со­четания указанных мер.

Контрольные вопросы

1. Перечислите блоки алгоритма расчета показателей надежности сети связи и укажите их назначение.

2. Укажите данные необходимые для разработки надежностной модели сети связи.

3. Перечислите основные способы повышения структурной надежности сети связи.

4. Определите пути повышения коэффициент готовности коммутационного обору-дования сети связи.

5. Определите пути повышения коэффициент готовности линий связи сети.

6. Укажите норму для надежности связи для местной телефонной сети.

7. Можно ли определить надежность связи с учетом оборудования сети доступа?

8. Какие дополнительные средства необходимо иметь оператору для обеспечения живучести сети связи?

9. Используя надежностную модель сети (рис. 4.3), вычислите надежность связи между ПС- 3 и ПС- 4.

10. Сравните полученный результат с данными таблицы 4.3 и нормой надежности связи для ГТС.

Заключение

В учебном пособии разработана математическая модель сети, предназначенная для расчета показателей надежности. В качестве модели предлагается использовать вероятностный граф, веса которого представляют собой коэффициенты готовности соответствующих элементов сети (узлов и линий связи). Предлагаемая модель отражает структуру ЕСЭ РФ, включающей как первичную (транспортную) сеть, так и вторичные сети. В качестве показателя надежности предлагается использовать надежность связи узлов сети (вероятность связности), который соответствует показателям надежности приказа Мининформсвязи РФ от 27 сентября 2007г. №113. Собраны исходные данные, характеризующие надежность оборудования, использу-емого на сетях связи в настоящее время. Предлагается метод расчета показателей надежности сети при использовании ограниченного числа путей, связывающих раз-личные станции сети. Разработана методика для оценки надежности любых втори-чных сетей ЕСЭ РФ. Проведен расчет надежности конкретной сети, подтверждаю-щий работоспособность предлагаемой методики. Как показали расчеты, использова-ние на сетях цифровых АТС и СП, ВОЛП, а также выбор рационального способа построения первичной и вторичной сети гарантируют достижение норм показателей надежности сетей связи. Совершенствование методов исследования сетей связи с учетом надежности и качества функционирования должны проводится в следую-щих направлениях:

• Автоматизация процессов расчета показателей и исследования сетей при их проектировании.

• Систематический сбор и обработка статистических данных, характеризующих надежность и качество функционирования сетей связи.

• Разработка более точных и простых методов оценки показателей надежности и качества функционирования сетей связи.

Список основных терминов

Аппаратурный аспект надежности – проблема надежности аппаратуры, отдельных устройств и их элементов, включая каналы и линейные тракты, т. е. отдель­ных элементов, входящих в узлы и линии  сети.

Безотказность (failure-free operation) – свойство объекта непрерыв­но сохранять работоспособность.

Вероятностные показатели надежности: надежность путей и связи, вероятность связности нескольких или всех узлов сети, математическое ожидание числа связи в сети и т.д.

Вероятность связности нескольких (всех узлов сети) – вероятность того, что одновременно между несколькими или всеми узлами сети существует связь.

Восстанавливаемость – возможность восстановления работоспособ­ности объекта после отказа.

Время реакции определяется как интервал между возникновением запроса пользователя в какой-либо сетевой службе и получением ответа на него.

Детерминированная сеть (с точки зрения надежности) – сеть с абсолютно надёжными или абсолютно ненадежными элементами.

Долговечность (durability) – свойство объекта сохранять рабо­тоспособность до определенного состояния.

Живучесть сети (survivability) – свойство сети со­хранять связность при массовых разрушениях узлов и линий связи сети и обеспечивать при этом связь между всеми или большинством пунктов хотя бы с по­ниженным качеством.

Исправность – состояние, в котором объект удовлетворяет указанным требова­ниям.

Коэффи­циент готовности - вероятность исправного (работоспособного) состояния данного элемента в произвольный момент времени в процессе эксплуатации.

Математическое ожидание числа связей в сети – сред­нее число связей в сети при фиксированной надежности элементов сети (узлов и линий связи). 

Метод статистических испытаний  (метод Монте-Карло, имитационный) – метод построения математической модели системы, реализация   которой осуществляется в виде программы для ЭВМ.

Надежностью (reliability) какого-либо объекта (системы, сооружения, устройства или отдельной детали) называется его свойство, заключающееся в способности выполнять поставленные задачи в опреде­ленных условиях эксплуатации.

Надежность линии связи – вероятность нахождения линии в состоянии работоспособности.

Надежность  пути – вероятность исправного состояния всех линий и узлов, образующих этот путь.

Надежность связи (вероятность связ­ности двух узлов)-вероятность существования хотя бы одного пути в работоспособном состоянии из заданного множества путей между данными узлами.

Отказ (failure) - событие, заключающееся в нару­шении работоспособности объекта.

Отказом линии – называется такое состояние, при ко­тором каналы , образующие рассматриваемую линию, либо полностью вышли из строя, либо их параметры настолько ухуд­шились, что практически их нельзя использовать для данного вида связи.

Отказ узла — невозможность передачи через него информа­ции с входящих каналов на исходящие.

Работоспособность (capacity for work) – состояние объекта, при котором он способен выполнять заданные функции, сохраняя значения ос­новных параметров в пределах, установленных нормативно-техни­ческой документацией.

Ремонтопригодность (maintainability) - возможность объекта выполнения ремонта и технического обслуживания.

Сохраняемость (storability)– свойство объекта сохранять свои свойства без его конкретного использования. 

Стохастическая сеть(с точки зрения надежности) – сеть, в которой отдельные или все элементы обладают конечной     надежностью.

Структурные показатели надежности: избыточность, коэффициент влияния элемента сети на структурные свойства сети и др.

Структур­ный аспект надежности – надежность сети в целом в зависимо­сти от работоспособности или отказов узлов (станций, пунктов) или  линий, магистралей, пучков каналов сети, т. е. он свя­зан с возможностью существования в сети путей доставки инфор­мации.

Литература

1. Теория сетей связи. Под ред. В.Н. Рогинского – М.: Радио и связь, 1981.

2. Нечипоренко В.И. Структурный анализ систем. – Москва: Советское радио, 1977. – 214 с.

3. Попков В.К. Математические модели связности. – Новосибирск: «Прайс-Курьер», 2006.– 490 с.

4. Бусленко Н.П., Калашников В.В., Коваленко И.Н. Лекции по теории сложных систем. - М.: Советское радио, 1973. – 439 с.

5. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. – М.: Наука, 1969. – 576 с.

6. Руководящий документ отрасли. Линии передачи волоконно-оптические на магистральных и внутризоновых первичных сетях ВСС России. Техническая эксплуатация. РД 45.047-99. Дата введения 01-02-2000 .

7. Стандарт отрасли. Обеспечение надежности средств электросвязи. Основные положения. Дата введения 01- 02- 1996.

8. Гроднев И.И., Курбатов Н.Д. Линии связи. Допущено Министерством связи СССР в качестве учебника для студентов электротехнических институтов связи.- М., Связь,1980г.

9. Jean Phyilippe Vasseur, Mario Pickavet, Piat Demeester. Network recovery. Protection and restoration of optical, SDH, IP and MPLS. The Morgan Kaufman series in networking, 2004.

10. Общие технические характеристики к сельским АТС. ЛОНИИС, 1996.

11. МККТТ. Синяя книга.- Вып.Ш.3. Надежность и готовность кабельных ана-

логовых систем передачи и относящейся к ним аппаратуры. Рек. G.602. 1988.

12. МККТТ. Синяя книга. - Вып.Ш.5. Время готовности и неготовности. Рек G.821. Прил. - А, 1988.

13. МСЭ-Т. Белая книга.- Вып.II.3. Цифровые местные, транзитные, комбинированные и международные станции. Расчетные нормы - общие положения. Рек.Q.541. 1993.

14. ГОСТ 27.002-89 Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения.

15. Показатели надежности оборудования Huewei.

16. Бобков В.Ю, Полынцев П.В., Устюжанин В.И.. Качество услуг мобильной связи. – М., Горячая линия – Телеком, 2005. – 160с.

17. Битнер В.И., Попов Г.Н. Нормирование качества телекоммуникационных услуг. – М., Горячая линия – Телеком, 2004. – 312с.

18. Нормы технологического проектирования. Городские и сельские телефонные сети. РД 45.120 – 2000. Издание официальное. – М., ЦНТИ ”Информсвязь”, 2000. – 168с.

19. Правила построения системы телефонной связи общего пользования. Руководящий документ отрасли. РД 45.196 – 2001. Издание официальное. - М., ЦНТИ ”Информсвязь”. Дата введения 2001.

20. Приказ Мининформсвязи РФ от 27 сентября 2007г. №113, www.minsvyaz.ru.

21. Основные положения развития ВСС РФ на перспективу до 2005года. Руководящий документ. Утвержден решением ГКЭС России от 20.12.1995г. №13. – М.,1995.

22. http://www.netprobe.ru/index.php.option=comcontent&view=article&iq=51:iqm&c

23. Гуревич А.С., Курбатов Н.Д. Надежность кабелей связи.- М.,”Связь”, 1968г. – 136с.

24. Проектирование техническая эксплуатация систем передачи. Под редакцией В.Н. Гордиенко и В.В. Крухмалева, - М., “ Радио и связь”, 1996г, - 343с.

25. Раков А.И. Надежность радиорелейных и спутниковых линий передачи. – М., ”Радио и связь”, 1981г. – 160с.

26. Маглицкий Б.Н.. Расчет качественных показателей цифровых радиорелейных линий. – Новосибирск, Сибгути, 2009г. – 61с.

27. Метод статистических испытаний (Метод Монте - Карло). СБМ, Физматгиз, 1962.

28. Гольдштейн А.Б., Гольдштейн Б.С.. Softswitch. “БХВ - Санкт-Петрбург”, 2006г.-367с.

29. Телекоммуникационные системы и сети. Мультисервисные сети. Том 2,том 3. Под ред. профессора Шувалова В.П.-М., Горячая линия- Телеком, 2004, 2005г.

30. Шувалов В.П., Егунов М.М. Методика оценки сетевой надежности. Труды конференции ”Телекоммуникационные и вычислительные системы”. – М.: МТУСИ, 2010.

31. Егунов М.М., Трибунский Д.С., Шувалов В.П. О методике оценки показателей устойчивости функционирования сети связи. Труды конференции ”Телекоммуникационные и вычислительные системы”. – М.: МТУСИ, 2010.