Структурная надежность сетей связи

модели сетей связи
Алгоритмы определения вероятности связности и математического ожидания
Способы повышения

структурной надежности сети связи

отдельной детали) называется его свойство, заключающееся в способности выполнять поставленные

задачи в определенных условиях эксплуатации.
Состояние, в котором объект способен выполнять заданные функции, сохраняя значения основных параметров в пределах, установленных нормативно-технической документацией, называют работоспособностью объекта.
Состояние, в котором объект сохраняет значения основных параметров в пределах, установленных нормативно-технической документацией, называют – исправностью объекта.
Событие, заключающееся в нарушении работоспособности объекта, называют отказом объекта.

Основные понятия надежности

функций и условий эксплуатации различают несколько свойств, связанных с надежностью:
Безотказность

(свойство непрерывно сохранять
работоспособность).
Долговечность (свойство сохранять работоспособность до определенного состояния).
Ремонтопригодность (возможность выполнения ремонта и технического обслуживания).
Восстанавливаемость (возможность восстановления работоспособности после отказа).
Сохраняемость (свойство, определяющее возмож-ность длительного хранения перед эксплуатацией).

Свойства объекта, определяющие его надежность

называть аппаратурным и структурным.
Под аппаратурным аспектом понимают

проблему надежности аппаратуры, отдельных устройств и их элементов, включая каналы и линейные тракты, т.е отдельных элементов, входящих в состав узлов и линий связи сети.
Структурный аспект отражает функционирование сети как единого объекта, в зависимости от работоспо-собности или отказов узлов или линий, магистралей, пучков каналов сети, т.е он связан с возможностью существования в сети путей доставки информации.
Надежность сети, определяемая структурными свойствами сети и надежностью ее элементов (узлов и линий связи), будем называть структурной надежностью сети связи.

Основные аспекты надежности объекта

можно разбить на две группы: структурные показатели; вероятностные показатели.
К структурным

показателям относятся:
Избыточность, которая характеризует избыток линий и узлов по сравнению с минимально необходимым числом для обеспечения связи между различными оконечными пунктами. Количественно избыточность может быть оценена числом независимых по линиям связи или узлам путей, которые могут быть использованы для связи между фиксированной парой узлов.
Коэффициент влияния, который оценивает влияние утраты или выход из строя узла или линии связи на возможности сети с точки зрения обеспечения связи между пунктами сети.

сети и т.д.
Под надежностью пути, связывающего узел i с

узлом j, будем понимать вероятность исправного состояния всех линий и узлов, образующих этот путь.
Надежность связи (вероятность связности двух узлов) – это вероятность существования хотя бы одного пути в работоспособном состоянии из заданного множества путей, связывающих указанные узлы.
Вероятность связности нескольких или всех узлов сети представляет собой вероятность того, что одновременно между несколькими или узлами сети существует связь.
Математическое ожидание числа связей в сети определяет среднее число связей в сети при фиксированной надежности элементов сети.

Вероятностные показатели СН

Модели сети связи

(узла) в работоспособном состоя-нии в произвольный момент времени или математическое

ожидание доли времени, в течение которого линия находит-ся в исправном состоянии. Это определение эквивалентно понятию коэффициента готовности (availability function) – Кij линии связи ( Кii узла связи) . Тогда
Кij (Кii) = То / (То + Тв),
или
Кij (Кii) = µ / ( + µ) ,
где То – среднее время наработки на отказ объекта;
Тв – среднее время восстановления объекта;
= 1 / То, отк/час - интенсивность отказов объекта;
µ = 1 / Тв, вост/час - интенсивность восстановления объекта.

Понятие коэффициента готовности объекта

пары узлов сети.
Определим пути, которые могут быть использованы для доставки

информации для каждой пары узлов сети из заданного списка.
Для каждой пары узлов определим вероятность их связности.
Произведем суммирование значений вероятностей связности различных пар узлов сети.
В результате получим абсолютное значение математического ожидания числа связей в сети – М(X). Удобнее и нагляднее данную величину выразить в относительных единицах. Тогда величина М(X)отн может быть рассчитана по формуле:
М(X)отн =(М(X)/Nmax)*100%,
где Nmax – максимальное(заданное) число связей сети при условии, что все элементы сети абсолютно надежны.

Пример расчета М(Х)

Пример расчета М(Х) (продолжение)

аппаратуры или линий с повышенной надежностью.
Применение резерва по каналам,

трактам или линиям на отдельных участках сети.
Применение обходных путей.
Организация служб контроля (мониторинга) и восстановления.
Использования передвижных радиорелейных линий для организации обходов поврежденных участков, перекроссировок и других мер.
Создание системы управления разных уровней, обеспечи-вающей оперативное переключение каналов и трактов, перераспределение и ограничение потоков сообщений.