7.5. Надійність телекомунікаційних мереж.

В процесі функціонування мереж зв'язку на них можуть виникати різні екстремальні ситуації, причинами яких є різнорідні зовнішні чинники, наприклад стихійні лиха (землетруси, повені, пожежі і тп). дія агресивного середовища (противника, зброї масового ураження) В результаті цього можуть вражатися як окремі елементи, так і цілі ділянки цих мереж Такі ситуації характеризуються різким зниженням пропускної здібності мереж зв'язку, а також їх структурно-топологічними змінами (аж до розриву зв'язності), тобто порушенням зв'язку між певними пунктами мережі. Дані про можливості мережі зв'язку по встановленню з'єднань і передачі (хоч би одиничних) повідомлень у вказаних ситуаціях дає така характеристика як живучість мереж зв'язку. Таким чином під живучістю мережі зв'язку розуміється її властивість забезпечувати встановлення з’єднань і передачу повідомлень між включеними в неї джерелами і споживачами інформації при виході з ладу (в умовах зовнішньої дії) її елементів або ділянок без нормування якості обслуговування.

Фактори, що визначають живучість мереж поділяються на 2 групи.

1.             Процеси і явища, що викликають вихід з ладу елементів мережі зв'язки. Сюди входять:

-         агресивні прояви довкілля;

-         шкідливий вплив об'єктів і штучних споруд, розташованих поблизу елементів мережі зв'язку (дія високої напруги і радіоперешкод;

-         дія зброї противника;

-         недостатня живучість елементів мережі зв'язку.

2. Заходи, що приймаються в мережі, і її властивості, що перешкоджають виникненню відмов або що підвищують зв'язність її структури. Сюди відноситься:

- раціональна побудова структури і топологіїї мережі зв'язку;

- використання високонадійної і живучої апаратури зв'язку і засобів управління зв'язком;

- застосування спеціальних заходів захисту елементів мережі зв'язку.

Виділяють два види живучості мережі зв'язку: структурну і функціональну.

Перший вигляд визначає верхню (теоретично досяжну) межу живучості. Вважають, що мережа володіє структурною живучістю, якщо можна вважати (з певною імовірністю), що граф мережі, описуючий її структуру залишиться зв'язним після дії на цю мережу певних агресивних зовнішніх чинників, тобто якщо у вказаних умовах в кожному напрямі зв'язку зберігається (з певною вірогідністю) хоч би один шлях встановлення з'єднань, що забезпечує передачу повідомленні між кінцевими КЦ. Пошук шляху в даному випадку здійснюється по структурі мережі.

В реальній мережу зв'язку не кожен шлях, визначений по її графу може бути використаний для передачі повідомленні. Це обумовлюється обмеженнями на функціональні можливості використовуваних засобів зв'язку. Властивість мережі зв'язку забезпечувати встановлення з'єднань і передачу повідомлень в напрямах зв'язку при пошкодженнях в результаті зовнішніх дій її елементів і ділянок, з врахуванням функціональних можливостей використовуваних в цих напрямках засобів зв'язку, називається функціональною живучістю даної мережі. Саме параметри функціональної живучості враховуються в першу чергу при оцінці можливостей мереж зв'язку.

За показник кількісної оцінки живучості приймається імовірність виживання (збереження зв'язності) напрямків зв'язку. Для оцінки структурної живучості – це W(G), для оцінки функціональної живучості – W_ij(F) Живучість будь-якого шляху встановлення з'єднань, як сукупності послідовно включених його елементів (КЦ, віток), визначається добутком імовірності виживання кожного з цих елементів:

де n – число КЦ в шляху μ; Wk – імовірність виживання k-го КЦ в заданих умовах; L – число віток в шляху μ; Wi – імовірність виживання і-ої вітки в заданих умовах.

За наявності у напрямі зв'язку декількох незалежних шляхів встановлення з'єднань і передачі повідомлень його живучість зберігається, якщо при пошкодженні елементів (або ділянок) зберігається працездатним хоч би один з цих шляхів. Отже збільшення числа незалежних шляхів в напрямку зв’язку підвищує живучість цього напрямку. Проте приріст живучості ΔW(F) з додаванням нових шляхів передачі інформації непропорційний їх кількості. Значущість кожного шляху, що додається, виявляється нижчою від попереднього. Довжина шляху також визначає його значущість: чим довший шлях, тим менший приріст живучості він дає.

Надійність функціонування телекомунікаційних мереж.

 Характеристика, що визначає можливість абонентів обмінюватися інформацією по мережах зв'язку в умовах виникнення технічних відмов і експлуатаційних помилок на її елементах без помітного погіршення імовірнісно-часових показників обслуговування заявок, отримала назву надійності функціонування цих мереж.

У зв'язку з цим під надійністю функціонування мережі зв'язку розуміється її властивість забезпечувати встановлення з'єднань і передачу повідомлень в реальних умовах експлуатації при збереженні заданих значень показників якості обслуговування, встановлених для кожного напрямку зв'язку. Надійність мережі зв'язку має ряд особливостей в порівнянні з окремими радіотехнічними пристроями Основними з них є:

- розгалуженість мереж зв'язку, розосереджене розміщення їх елементів на місцевості;

- багатофазне обслуговування вимог, що поступають;

- визначення надійності мереж зв'язку за їх показниками для окремих напрямів зв'язку;

- наявність змінного статистичного резервування, властивого багатолінійним системам масового обслуговування;

- багатотипність використовуваних засобів зв'язку навіть на одному шляху встановлення з'єднання.

У загальному випадку надійність функціонування мережі зв'язку визначається надійністю її елементів, структурою і топологією мережі, а також станом оточуючого середовища У зв'язку з тим, що функціонально мережа зв'язку розбивається на напрями зв'язку, кожному з яких може бути задана своя якість обслуговування заявок, надійність функціонування оцінюється окремо для кожного з цих напрямів.

Як показник надійності функціонування мережі зв'язку і її основних елементів (напрямів зв'язку і віток, що входять в ці напрями) приймається імовірність W(t) безвідмовного обслуговування заявок, що поступають в мережу. Для вітки мережі зв'язку, імовірність безвідмовного обслуговування може бути визначена як:

Wm(t)=Rm(1-Pm),

де Rm – вірогідність безвідмовної роботи вітки; Pm – втрати заявок на даній вітці.

Навідміну від надійності окремих радіотехнічних пристроїв, для яких встановлюються два технічні стани, "справно" (може виконувати свої функції по прямому призначенню), і ''пошкоджене", - знаходиться в стані технічної відмови і не може виконувати вказані для цього пристрою функції, вітка мережі зв'язку може знаходитися в трьох станах "норма", "попередження" і "аварія". Оскільки існують відмови віток, під якими розуміється погіршення якості обслуговування заявок на вітці понад нормоване значення. Імовірність безвідмовної роботи R визначає технічний стан засобів зв'язку, що входять в вітку, визначається:

де  – коефіцієнт готовності вітки виконувати завдання; t – час виконання цього завдання Т – середній час роботи засобів вітки до технічної відмови (середній час напрацювання на відмову).

Значення параметрів  і Т як правило, визначаються технічним нормуванням використовуваних засобів зв'язку. Параметр t в більшості випадків обумовлюється організаційними міркуваннями.

Ефективність використання устаткування на телекомунікаційних мережах.

Ефективність систем характеризує реальні або потенційні можливості систем розвивати певний позитивний ефект. Зустрічаються два визначення поняття ефективність. Перше – це міра близькості можливих або отриманих результатів цільового використання систем бажаним результатам. Друге – це показник співвідношення можливих результатів цільового використання систем і матеріально-технічних витрат, що забезпечують досягнення даних результатів.

В першому випадку за показник ефективності ε використання системи можна прийняти відношення можливого результату (ефекту) Ем використання системи за призначенням до необхідного результату (ефекту) Ен:

ε= Ем/Ен.

У другому випадку таким показником є:

ε= Ем/З,

де 3 – величина матеріально-технічних витрат, що забезпечують отримання результату (ефекту) Ев.

При визначенні цільового призначення систем бажаний результат їх функціонування часто задається діапазоном (Емакс – Емін) мінімального і максимального значень очікуваного ефекту. Реальна система в цьому випадку відповідає своєму призначенню, якщо ефект Е, що розвивається нею, знаходиться в цьому діапазоні.

Випадок, коли Е<Емін визначає непридатність використання системи по її прямому призначенню. При Е>Емакс величина Е'=Емакс–Е визначає ефект, що не використовується по прямому призначенню. Тому для такого варіанту можна рахувати Е=Емакс.

На величину ефекту, що отримується при використанні систем, істотний вплив роблять величина матеріально-технічних витрат на створення і експлуатацію цих систем; спосіб їх використання; алгоритми функціонування, що реалізовуються на них; зовнішні чинники, що впливають на ці системи в період їх функціонування