Лекция 10 Методы расчета параметров надежности и живучести сетей связи 1

Лекция 10
Методы расчета параметров надежности
и живучести сетей связи
1
Вопросы лекции
1.
2.
Порядок расчета надежности
функционирования сети
Порядок расчета живучести сети
2
Порядок расчета надежности
функционирования сети
Надежность функционирования сети – это
характеристика, определяющая возможность
абонентов обмениваться информацией по сети в
условиях возникновения технических отказов и
эксплуатационных ошибок без заметного ухудшения
вероятностно-временных показателей качества
обслуживания заявок.
Отказы и ошибки функционирования сетевых
элементов возникают в процессе реальной
эксплуатации.
С точки зрения сети – это проявление внутренних
процессов, протекающих в коммутационном и
линейном оборудовании сетей связи
3
Порядок расчета надежности
функционирования сети
Надежность сети определяется надежностью входящих в нее
элементов.
Для оценки надежности сети, целесообразно, сеть «разбить» на
направления, каждому из которых задано требование к
качеству обслуживания и присущи показатели надежности
составляющих элементов.
Совокупность показателей надежности функционирования всех
направлений связи, характеризует надежность сети в целом.
Формально независимая оценка надежности направлений связи не
означает их функциональную независимость, т.к. одни и те же
элементы могут входить в состав различных направлений
4
Порядок расчета надежности
функционирования сети
Показатель надежности функционирования сети – вероятность
W(t) безотказного обслуживания заявок.
Для ветви m
Wm(t)= Rm (1-pm)
где
Rm – вероятность безотказной работы ветви
pm – потери заявок на ветви ( показатель качества
обслуживания)
t – период времени безотказной работы каналов ветви
(гарантированный период работы)
Различные отказы: отказ в обслуживании может быть вызван

занятостью обслуживающих приборов ( это показатель качества
обслуживания

выходом из строя обслуживающего прибора ( это показатель
надежности функционирования)
5
Порядок расчета надежности
функционирования сети
Для направления связи с учетом всех ветвей, включаемых
(входящих) в его состав, можно рассчитать вероятность
безотказного обслуживания Wij(t) в виде
k 1
Wij (t )  Wmr (t )
r 1
где
Wmr– вероятность безотказного обслуживания заявок на mr –й
ветви i,j –ого пути
k – количество ветвей i,j –ого пути
6
Порядок расчета надежности
функционирования сети
Если направление связи состоит из нескольких
независимых путей передачи информации, то
вероятность безотказного обслуживания в
направлении связи определяется следующим
образом
 ij
k 1
g 1
k 1
Wij  1   (1  Wmrg (t ))
где
Wmrg (t)– вероятность безотказного обслуживания заявок на
ветви
χij – число независимых путей в графе или ij-ом направлении
связи
7
Порядок расчета надежности
функционирования сети
Расчет вероятности безотказной работы Rm ветвей
можно выполнить следующим способом.
Rm  k гme

t
Tm
где
kгm – коэффициент готовности
t - непрерывное время наработки на отказ
Tm – среднее время наработки на отказ
8
Порядок расчета надежности
функционирования сети
Коэффициент готовности определятся следующим
способом.
k гm
Tm

Tm  Tmв
где
kгm – коэффициент готовности ветви
t - непрерывное время наработки на отказ
Tm – среднее время наработки на отказ
Tmв – среднее время восстановления
поврежденной ветви
9
Порядок расчета надежности
функционирования сети
Если ветвь образована пучками каналов, то
коэффициент готовности ветви определяется в
виде
k ГП
TП

TП  TПв
где
kгП – коэффициент готовности пучка
t - непрерывное время наработки на отказ
TП – среднее время наработки на отказ пучка
каналов
TПв – среднее время восстановления каналов пучка
ветви
10
Порядок расчета надежности
функционирования сети
Учитывая то, что все пучки ветви образуют
исключительно параллельные соединения, то
безотказность работы пучка каналов можно
рассчитать в виде
m
Rm  1   (1  Rni )
i 1
где
хm – число пучков на ветви
Таким образом можно оценивать вероятность
обслуживания заявок на ветви сети исходя из
показателя безотказной работы каналов ветви.
11
Порядок расчета живучести сети

Внешние воздействия на сеть:
 Землетрясение, наводнение, пожар, аварийные
строительные работы
 Преднамеренные разрушительные действия, ОМП
противника
Эти воздействия приводят к структурно-топологическим
изменениям, нарушению связности и снижению пропускной
способности направлений связи в сети.
Живучесть сети – это характеристика способности сети
обеспечить установление соединений и передачу сообщений
между источниками и потребителями информации при
выходе из строя ее элементов или участков без
нормирования качества обслуживания
12
Порядок расчета живучести сети
Факторы, определяющие живучесть сети

Процессы и явления, вызывающие выход из строя элементов
сети




Агрессивные воздействия внешней среды
Вредное влияние сооружений, расположенных близко к сетевым
элементам ( ЛЭП, радиопомехи, обрыв в СЭП или нарушения
заземления и т.п.)
Воздействие оружия противника
Меры предупредительного характера, препятствующие
возникновению отказов сетвых элементов или повышающих
связность сети



Рациональное построение структуры и топологии сети
Использование высоконадежной и живучей аппаратуры и средств
управления сетью
Применение специальных мер защиты объектов связи (
ограждение, экранирование)
13
Порядок расчета живучести сети
Виды живучести сети

Структурная

Функциональная
Сеть обладает структурной живучестью если граф сети,
описывающий ее структуру, останется связным после
воздействия внешних факторов, т. е. в каждом направлении
связи сохраниться хоть один путь доставки сообщений
Функциональной живучестью сети называют свойство сети
обеспечивать установление соединений и передачу сообщений
в направлениях связи при внешних воздействиях на ее
элементы или участки, при учете функциональных
возможностей используемых средств связи в этих
направлениях.
14
Порядок расчета живучести сети
Показателем живучести направлений связи является
вероятность W(m) сохранения их связности
Если предположить, что i,j –ом направлении связи существует
один путь передачи сообщений, то живучесть пути Wij
можно определить в виде – вероятности сохранения
связности в последовательной цепочки ветвей и узлов
M ij
K ij
m 1
k 1
W  Wmij Wkij
1
ij
где
Мij – количество ветвей в i,j –ом пути
Wmij – вероятность выживания m –й ветви i,j –ого пути
Кij – количество узлов ( коммутационных центров) i,j –ого пути
Wkij – вероятность выживания k –го узла i,j –ого пути
15
Порядок расчета живучести сети
При наличии в направлении связи нескольких Х путей доставки
сообщений, то
X
Wij  1   (1  Wij )

 1
Порядок расчета живучести
1. Определение исходных данных – вероятности выживания ветвей и
КЦ сети
2. Преобразование структуры сети в параллельно-последовательный
граф
3. Составление расчетного выражения и определение показателя
живучести направлений связи
16
Литература











Романов А. И. Телекоммуникационные сети и управление: Учебное
пособие –К. ИПЦ « Киевский университет», 2003, -247с.
Корнышев Ю.Н., Фань Г.Л. Теория распределения информации – М.:
Радио и связь, 1985
Сети ЭВМ. Под редакцией В.М. Глушкова – М.: Связь, 1977
Бусленко Н. П. Моделирование сложных систем – М. : Наука, 1978
Гнеденко Б.В., Коваленко И.Н. Введение в теорию массового
обслуживания – М.: Наука, 1966
Клейнрок Л. Коммутационные сети – М.: Наука, 1970
Шварц М. Сети ЭВМ. Анализ и проектирование - М.: Радио и связь,
1981
Советов Б.Я. и др. Построение сетей интегрального обслуживания –
Л.: Машиностроение, Лен отд-е, 1990
Клейнрок Л. Вычислительные сети с очередями – М.: Мир, 1979
Хилс М.Т. Принципы коммутации в электросвязи - М.: Радио и связь,
1984
Френк Г. , Фриш И. Сети, связь и потоки – М.: Связь, 1978
17
Спасибо за внимание!
18