Телефон: 8-800-350-22-65
WhatsApp: 8-800-350-22-65
Telegram: sibac
Прием заявок круглосуточно
График работы офиса: с 9.00 до 18.00 Нск (5.00 - 14.00 Мск)

Статья опубликована в рамках: LVIII Международной научно-практической конференции «Технические науки - от теории к практике» (Россия, г. Новосибирск, 25 мая 2016 г.)

Наука: Технические науки

Секция: Информатика, вычислительная техника и управление

Скачать книгу(-и): Сборник статей конференции часть 1, Сборник статей конференции часть 2

Библиографическое описание:
Дроздов И.А., Константинов С.В. ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО ОЦЕНКЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ НАДЁЖНОСТИ МУЛЬТИСЕРВИСНОЙ СЕТИ СВЯЗИ // Технические науки - от теории к практике: сб. ст. по матер. LVIII междунар. науч.-практ. конф. № 5(53). Часть I. – Новосибирск: СибАК, 2016. – С. 48-54.
Проголосовать за статью
Дипломы участников
У данной статьи нет
дипломов

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО ОЦЕНКЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ НАДЁЖНОСТИ МУЛЬТИСЕРВИСНОЙ СЕТИ СВЯЗИ

Дроздов Игорь Александрович

преподаватель Академии ФСО России,

РФ, г. Орёл

Константинов Сергей Владимирович

преподаватель Академии ФСО России,

РФ, г. Орёл

 

OFFERS BY AN ESTIMATION TO OPERATIONAL RELIABILITY OF THE MULTISERVICE COMMUNICATION NETWORK

Igor Drozdov

candidate of Technical Science, Associate Professor, Academy of FSGS of Russian Federation,

Russia, Orel

Sergey Konstantinov

teacher, Academy of FSGS of Russian Federation,

Russia, Orel

 

АННОТАЦИЯ

Эксплуатационная надёжность мультисервисных сетей связи является важным фактором обеспечения качества обслуживания потребителей. При проектировании, эксплуатации и модернизации мультисервисных сетей связи необходимо учитывать особенности их структуры. В статье приводится пример возможной оценки эксплуатационной надёжности мультисервисной сети связи. Для оценки использована вероятность безотказной работы логического канала с учётом ряда специфических параметров.

 

ABSTRACT

Operational reliability of multiservice communication networks is the important factor of support of quality of service of customers. At designing, maintenance and upgrade of multiservice communication networks it is necessary to consider singularities of their structure. In article the example of a possible estimation of operational reliability of a multiservice communication network is resulted. For an estimation the probability of non-failure operation of the logic channel with the account of some specific parameters is used.

 

Ключевые слова: эксплуатационная надёжность, логический канал, коммуникационная среда.

Keywords: operational reliability, logical channel, communication environment.

 

Важной задачей мониторинга мультисервисных сетей связи (МСС) является оценка их состояния по показателям эксплуатационной надёжности. Эти показатели представляют собой функцию зависимости от комплекса параметров, определяющих качество решения задач управления, а получение достоверных оценок эксплуатационной надёжности невозможно без разработки адекватной модели.

Эксплуатационная надёжность МСС зависит от таких параметров, как:

·     вариант управления сетевыми ресурсами;

·     вид маршрутизации трафика;

·     тип установленного соединения;

·     состав используемого оборудования;

·     наличие в МСС избыточности, определяемой классом потребителей.

С учётом приведённых выше параметров, к основным характеристикам, определяющим эксплуатационную надёжность МСС, относятся:

·     структура и элементный состав МСС;

·     потоки запросов на обслуживание различных видов трафика;

·     система обслуживания поступающих запросов и требования к качеству их обслуживания;

·     способы распределения трафика с учётом алгоритмов его маршрутизации;

·     потоки отказов и восстановлений оборудования МСС;

·     структура и состав системы диагностики элементов МСС;

·     ремонтопригодность элементов МСС и восстанавливаемость направлений связи;

·     состав служб связи на оперативном и оперативно-техническом уровнях, выделяемых для восстановления отказов в МСС и определяемых видами её избыточности;

·     возможности системы управления МСС по своевременной реализации возложенных функций.

В реальных задачах учитывают определённую часть этих факторов, оказывающих известное влияние на формирование и обеспечение характеристик МСС [1, с. 186]. Так как для каждого сетевого соединения в МСС может быть определено своё качество обслуживания, то и оценку эксплуатационной надёжности МСС для решения задач сетевого мониторинга необходимо выполнять для каждого соединения в отдельности. Эксплуатационная надёжность МСС может оцениваться по усреднённым показателям составляющих МСС сетевых соединений с одной стороны, и по минимальным показателям эксплуатационной надёжности отдельных сетевых соединений для каждого класса потребителей с другой.

Важно понимать, что независимая оценка эксплуатационной надёжности отдельных сетевых соединений как правило, не означает их функциональной самостоятельности, так как одни и те же элементы МСС участвуют в формировании различных сетевых соединений, и их выход из строя приводит к изменению параметров качества функционирования как сетевых соединений, содержащих данный элемент, так и функционально связанных с данным сетевым соединением.

Эксплуатационной надёжностью назовём способность МСС предоставлять потребителю инфокоммуникационные услуги с сохранением заданных в определённых пределах значений эксплуатационных параметров в условиях потоков отказов и восстановлений её элементов при предоставлении набора требуемых услуг.

Наряду с традиционным пониманием термина «отказ» в МСС в это понятие входят отказы, вызванные недостаточной пропускной способностью и некачественным или несвоевременным предоставлением сетевых ресурсов в условиях использования различных технологий передачи и распространения сигналов, даже при условии полностью работоспособного сетевого оборудования и линий связи.

Рассмотренные выше особенности функционирования современных МСС должны учитываться при расчёте и оценке показателей их эксплуатационной надёжности.

Так как МСС состоят из взаимосвязанных сетевых, оконечных устройств и линий связи, то в общем случае её модель может рассматриваться как совокупность мультисервисных узлов связи (МУС) и сетевых соединений.

Формальное описание модели МСС может быть представлено следующим образом. МСС состоит из N МУС (1, 2, 3,…,i,…,N-1,N), взаимодействующих через сетевые соединения. Совокупность каналов, обеспечивающих взаимодействие МУСi и МУСj, образуют коммуникационную среду , которая определяется с учётом её длины , мощности  и эксплуатационной надёжности .

Длина коммуникационной среды  определяется расстоянием между МУС i и j или другим параметром, пропорциональным её длине (коэффициентом связанности, количеством узлов маршрутизации и коммутации или стоимостью).

Мощность коммуникационной среды  определяется количеством организованных в ней логических соединений или их совокупной пропускной способностью. В качестве показателя эксплуатационной надёжности коммуникационной среды может использоваться вероятность безотказной работы логического канала. Совокупность логических каналов коммуникационной среды, функционирующих в аналогичных режимах и обеспечивающих выполнение одинаковых требований к пропускной способности для переноса одного из видов трафика, образует группу  логических соединений .

Любой i-й МУС может быть однозначно охарактеризован производительностью , определяемой вычислительной мощностью оборудования МУСi, измеряемой в количестве обслуживаемых запросов в единицу времени и показателями надёжности , определяющими вероятность безотказного функционирования оборудования, входящего в его состав.

Информационные пакеты, формируемые потребителями с различными категориями обслуживания, образуют трафик , который характеризуется видом информации , интенсивностью, категорией обслуживания (I, II, III) и может быть определён равенством

                           (1)

При передаче трафика между произвольными парами МУС, с учётом топологии МСС, образуются прямые и составные каналы.

Если в сети имеются коммуникационные среды ; ; …; , соединяющие МУС i1 и i2; i2 и i3; …;ik-1 и ik, то составной канал rij (i; bi1i2; i2; bi2i3;…;bik-i(k+1);ij), проходящий через указанные коммуникационные среды и МУСij, может быть задействован при условии, когда транзитные МУС имеют достаточную производительность и вычислительную мощность.

Канал  между любой парой МУСi и МУСj характеризуется:

·     длиной, определяемой суммой длин коммуникационных сред, входящих в него

                                                    (2)

·     мощностью, определяемой минимальной мощностью коммуникационных сред, входящих в него:

                                                 (3)

·     эксплуатационной надёжностью МСС, зависящей от показателей надёжности логических каналов коммуникационных сред  и оборудования МУСij, участвующих в процедуре информационного обмена:

                                                (4)

Совокупность каналов, используемых для передачи информационного трафика потребителей услуг I, II и III класса с заявленным качеством между определёнными МУС, обеспечивающими логические соединения, формирует структуру сетевого соединения:

                           (5)

 

Отказы логических соединений образуют поток отказов , который может быть охарактеризован параметром loij(t). Он выражает среднее число отказов за единичный временной интервал и может быть представлен математическим выражением [1, с. 304]:

                               (6)

где: z – количество сетевых устройств, формирующих МСС;

 – вероятность появления n отказов во временном интервале от t до .

При восстановлении работоспособности сетевых устройств МСС, порождается поток восстановлений , который определяется параметром потока восстановлений , характеризующим среднее число восстановлений за единичный временной интервал:

                              (7)

где: , ,  – среднее время восстановления сетевых устройств, обеспечивающих передачу трафика потребителей I, II и III категории и отличающееся степенью объединения ресурсов МСС, привлекаемых для восстановления работоспособности логических соединений.

Наиболее широко применим способ представления МСС в виде графа G(N, M), имеющего N вершин и М рёбер.

Вершинам  соответствуют МУС, а рёбрам – коммуникационные среды , для которых определены весовые коэффициенты. Такие параметры МУС и коммуникационных сред как длина мощность и надёжность, будут характеризовать веса соответствующих вершин и рёбер графа. Они могут быть записаны в виде матриц связности  (bij=1, если в МСС существует коммуникационная среда от МУСi до МУСj , иначе bij = 0), длины , мощности коммуникационной среды , надёжности  и требований к формированию логического соединения .

Таким образом, появляется возможность определить основные этапы оценки эксплуатационной надёжности МСС, а именно:

·     сформировать требуемую модель системы, в которой задаются сетевые соединения между МУСi и МУСj для потребителей различных категорий обслуживания;

·     для всех элементов модели задать параметры, определяющие надёжность элементов и варианты её избыточности;

·     на основании математических вычислений или анализа статистики для выбранных параметров рассчитать их значения;

·     разработать способ обработки и маршрутизации трафика;

·     учитывая используемую в МСС систему обслуживания запросов, тип исходных данных и требования к форме представления результата, определить метод оценки эксплуатационной надёжности;

·     рассчитать и оценить показатель эксплуатационной надёжности сетевого соединения.

Отметим, что выполнение требований к эксплуатационной надёжности напрямую зависит от уровня принятия решения по восстановлению МСС, так как это влечёт за собой повышение коэффициента связанности её избыточной части, что в свою очередь увеличивает количество задействованных сетевых устройств. Это приводит к повышению стоимости МСС и возрастанию потока отказов, что-либо определяет необходимость расширения ресурса служб технической эксплуатации, либо снижения требований к эксплуатационной надёжности с целью достижения баланса потока отказов и восстановлений.

Таким образом, эффективность решения задачи обеспечения эксплуатационной надёжности определяется качеством выполнения процедур системного мониторинга, обеспечивающих оптимальный выбор управляющих воздействий в процессе эксплуатации МСС.

 

Список литературы:

1. Курносов В.И., Лихачёв А.М. Тенденции технического и технологического развития телекоммуникационных сетей. СПб.: Абрис, 1997. – 439 с.

Проголосовать за статью
Дипломы участников
У данной статьи нет
дипломов

Оставить комментарий

Форма обратной связи о взаимодействии с сайтом
CAPTCHA
Этот вопрос задается для того, чтобы выяснить, являетесь ли Вы человеком или представляете из себя автоматическую спам-рассылку.