Файл: Емельянов Г.А. Передача дискретной информации и основы телеграфии учеб. для вузов.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 11.04.2024

Просмотров: 235

Скачиваний: 3

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

13.1

 

 

 

 

 

 

 

 

Мероприятия по повышению надежности

 

 

 

 

 

пои разработке

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

схемные

методы

конструктивные мето­

 

при создании

 

в процессе техничес­

 

 

кой эксплуатации

 

 

 

 

ды

 

 

 

 

 

 

 

 

Упрощение схем

Применение и раз­

Применение

совер­

Внедрение научно

 

 

 

работка

 

надежных

шенной технологии про­

обоснованных мето­

Использование

элементов

 

 

изводства

 

 

дов эксплуатации

Унификация

эле­

Автоматизация

про­

Сбор и обобщение

схем с ограниченны­

ментов

и

конструк­

изводства

 

 

опыта эксплуатации

ми последствиями ций

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

отказов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Резервирование

Микроминиатюри­

Тренировка

элемен­

Связь

с разработ­

 

 

 

зация элементов

тов

и системы в целом чиками

и создате­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

лями

 

Использование

Обеспечение

нор­

Статистический

кон­

Повышение ква­

схем с широкими до­

мальных

режимов троль качества

продук­

лификации работни­

пусками

применяе­

работы

элементов

ции на

всех этапах

ков

 

мых элементов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

эффек­

Правильный

вы­

Повышение квалифи­

 

 

тивного

контроля

бор параметров эле­

кации

производствен­

 

 

 

 

 

ментов

 

 

 

ного

персонала

 

 

 

 

 

 

 

Обеспечение

вы­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сокой

ремонтопри­

 

 

 

 

 

 

 

годности

ку к трактам ПДИ обычно предъявляют весьма жесткие требова­ ния в отношении критерия отказа, то, как правило, применяют го­ рячее резервирование как АПДИ, так и особенно каналов связи.

Резервирование замещением может быть закрепленным,

когда

каждый элемент резервируется постоянно закрепленным

элемен­

том или группой элементов, либо скользящим, когда любой эле­ мент из группы резервных может заменить любой Отказавший ос­ новной элемент. Для практической реализации резервирования за­ мещением необходимы переключающие устройства, включающие резервные элементы при отказе основных.

В случаях очень жестких критериев отказа, когда даже авто­ матическое переключение не обеспечивает заданных требований по

надежности, применяют постоянное резервирование.

 

 

 

Во

многих системах

КС

применяется

способ

резервирования

посредством параллельной

работы двух машин, при

котором

 

нара-

е.

 

 

 

т

 

Г2

 

 

на отказ значительно

возрастает:

~ .

одиночн

.

где,

ботка

' о . ^

~

0 диночн

 

 

 

 

у

 

 

 

Тодиночн среднее время восстановления недублированного узла. Известен центр коммутации сообщений, бесперебойность функ­

ционирования которого достигается строенной системой вычисли­ тельных 'машин, .работающих параллельно.


Так, один и тот же период наработки на отказ центра, равный примерно 5 годам, достигается при времени восстановления систе­ мы 1,5 ч для дублированной системы и 18 ч для строенной систе­ мы, что соответствует круглосуточному и односменному техниче­ скому обслуживанию ЭВМ соответственно.

Способ скользящего резерва обеспечивает резервирование при меньшем объеме оборудования, чем в дублированной системе. На­ пример, 100-процентный резерв может иметь только центральный процессор, а такие устройства, как барабаны, НМЛ и устройства сопряжения с каналами связи, имеют резерв на группу оборудова­ ния. Более надежное резервирование обеспечивается при использо­ вании в узлах однотипных машин как для сопряжения с каналами связи, так и дл>я центрального обрабатывающего устройства с при­ менением для резервирования машин такого же типа.

Важную роль в обеспечении высокой надежности имеют кон­ трольные устройства, следящие за основными параметрами систе­

мы в целом, ее отдельных устройств и прохождением

информации.

Различают прогнозирующий

(предупредительный)

контроль,

слу­

жащий для предотвращения и выявления отказов,

и контроль

ра­

ботоспособности, направленный на быстрое и точное

определение

причин и очагов отказов. Первый вид контроля способствует уве­ личению наработки на отказ, второй же — уменьшает среднее вре­ мя восстановления. Контроль обеспечивается специальным обору­ дованием, встраиваемым в аппаратуру ПДИ, а также целым ком­ плексом внешних контрольных и измерительных приборов.

13.4. РАСЧЕТ НАДЕЖНОСТИ ТРАКТА П Д И

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

 

Тракт П Д И состоит из двух основных частей: аппаратуры

П Д И

и каналов связи. Исходя из этого, поток отказов тракта

можно

рассматривать как композицию потока отказов АПДИ и потока отказов в каналах связи. Расчет надежности радиоэлектронной ап­ паратуры, частным случаем которой является АПДИ, рассмотрен в многочисленной литературе, поэтому ограничимся лишь изложе­ нием основных моментов, уделив главное внимание расчету надеж­ ности каналов связи.

 

РАСЧЕТ НАДЕЖНОСТИ АПДИ

 

Надежность АПДИ рассчитывается с целью предварительной

ее

оценки на разных стадиях разработки и создания аппаратуры:

на

этапе согласования тактико-технических требований, эскизного

и

технического проектирования, изготовления опытных образцов,

опытной партии. На первом этапе составляется примерная струк­ турная схема АПДИ и производится ориентировочный расчет на-


дежности по данным о А-харакгеристиках аналогичных узлов и блоков существующей аппаратуры. При этом необходимо экстрапо­ лировать процеосы изменения интенсивностей отказов элементов - учетом их совершенствования за время разработки новой аппара­ туры.

В ходе разработки АПДИ объем информации о ее составе и характеристиках все время увеличивается, поэтому расчеты надеж­ ности на последующих этапах постепенно уточняются: учитывают­ ся отдельные элементы и комплектующие изделия, унифицирован­ ные узлы и режимы работы. На последнем этапе производят ис­ пытания на надежность новых схем, образцов и изделий в целом с учетом условий технической эксплуатации.

РАСЧЕТ НАДЕЖНОСТИ КАНАЛОВ СВЯЗИ

Каналы связи, используемые для передачи данных, имеют про­ тяженность от нескольких километров до многих тысяч. Наиболее сложными, представляющими значительный практический интерес, являются каналы междугородной евизи, включающие многокило­ метровые участки линейных сооружений и большое количество про­ межуточной аппаратуры, рассредоточенной на расстоянии сотен л тысяч километров.

Наиболее целесообразно определять надежность каналов связи по результатам статистической обработки данных об отказах в ка­ налах, получаемых путем специальных измерений или на основе обобщения опыта эксплуатации.

Анализ статистических данных показал, что отказы в каналах тч, образованных в кабельных магистралях связи, подразделяются на три группы: линейные, станционные и кратковременные. Причи­ нами, вызывающими линейные отказы, являются повреждения ка­

беля. Такие отказы

длятся от нескольких десятков минут до нес­

кольких

часов. Д л я

них характерен выход из строя всех каналов

данной

магистрали.

Станционные отказы (их длительность — свы­

ше трех минут) возникают, как правило, при повреждении общих узлов станционного оборудования, аппаратуры уплотнения око­

нечных

и промежуточных станций, перегорании

предохранителей,

а также

в результате действий техперсонала. Кратковременные от­

казы (их длительность — менее трех минут) возникают

вследствие

вышеуказанных причин, а также из-за наличия

плохих

контактов

в аппаратуре, влияния других систем уплотнения в той же маги­

страли,

влияния грозовых разрядов, ЛЭП,

электрифицированных

ж. д., радиостанций, перегрузки

усилителей. Как правило, кратко­

временные отказы

самовосстанавливаются.

 

 

 

В отличие от перерывов первой группы,

перерывы второй

и

третьей групп могут возникать в отдельных

системах

уплотнения

данной

магистрали

(80—90%)

и реже в отдельных

каналах

тч

(или группе каналов).

Анализ статистической обработки результатов измерений по от-


казам первой группы в каналах различной протяженности пока­ зал, что они возникают весьма редко (1^-2 раза в год для канала протяженностью 1000 км) и их количество прямо пропорционально протяженности канала связи. Средняя продолжительность отказов данной группы 2-=-3 ч и не зависит от длины магистрали. Пос­ леднее объясняется тем, что восстановление линейных повреждений локализуется в пределах участков технической эксплуатации ка­ бельных магистралей и при увеличении длины магистрали только возрастает количество таких участков, а структура технической эксплуатации внутри них сохраняется.

Результаты исследования отказов второй группы показали, что зависимость наработки на отказ от длины магистрали не является линейной, поскольку возрастание числа отказов по мере увели­ чения протяженности канала связано с появлением большого чис­ ла переприемных пунктов, оборудование которых по сравнению с промежуточными усилительными станциями более сложно. Дли­

тельность отказов второй

группы

(тост)

составляет в

среднем

0,5 часа и не зависит от протяженности канала.

 

Как показала статистика, наиболее многочисленными

являются

кратковременные отказы.

Среднее

время

наработки

на отказ

(То кр) третьей группы существенно зависит от величины

критерия

отказа. Длительность отказов третьей группы не зависит

от длины

магистрали и возрастает с увеличением критерия

отказа.

 

В соответствии с изложенной классификацией

отказов

при рас­

чете надежности канала связи принимается схема, в которой все элементы, вызывающие отказ канала, включены последовательно.

Параметры надежности каналов связи рассчитывают в следу­

ющей последовательности:

 

1. По статистическим данным определяют

значения наработки

на отказ Т0 и среднее время восстановления т 0

в канале связи для

различных участков магистрали, в которой

он образован, примени­

тельно к заданной величине критерия отказа.

 

 

 

2. Рассчитывают коэффициенты

готовности для каждой

из трех

указанных выше групп отказов по формуле

 

 

 

 

 

КГІ

=

,

ї = 1, 2, З,

 

 

(13.11)

 

 

T0l +

*ol

 

 

 

 

 

 

где Кг І — коэффициент

готовности

канала

связи для і-й

группы

перерывов; Т0

І — наработка на отказ для і-й группы перерывов;

т0 І — среднее

время восстановления для і-й группы

перерывов.

3. Определяют наработку

на отказ т 0

К с в ,

коэффициент

готов­

ности /Сгксв и среднее время

восстановления

Токсв

канала связи

для отказов всех групп по формулам:

 

 

 

 

 

 

 

 

1=3

 

 

 

 

 

 

т,оксв

 

і=і

 

 

 

 

(13.12)

 

TQITQZ + T O L T 0 3 +

Т0озІ

 

 

 

 

 

 

 

 


1=3

•Кгксв =

П

Кгі,

(13.13)

 

__ Т0 к с в

(1

Кг к св)

(13.14)

ь о к св

Аг к св

 

 

РАСЧЕТ НАДЕЖНОСТИ ТРАКТОВ ПД

Если тракт ПДИ состоит из одного канала связи и оконечной АПДИ, то надежность последней определяется либо по имеющим­ ся статистическим данным, либо по ^-характеристикам отдельных элементов аппаратуры, после чего параметры надежности тракта ПДИ рассчитывают по формулам:

Т

оПД

=

•^оАПД

к св

(13.15)

 

[

О А П Д

 

 

 

 

 

 

гАПД ' х г к св.

Г о П Д ('

^ г П Д )

1 оПД

 

Г П Д

(13.16)

(13.17)

где ТоПр, 7" о А п д — наработка

на

отказ соответственно

трактов

ПДИ и АПДИ;

Кг п д , К г А П Д

коэффициент готовности

соответ­

ственно трактов

ПД И и АПДИ; т о П Д ,

т о А П Д — среднее время вос­

становления трактов ПД И и АПДИ.

НАДЕЖНОСТЬ ТРАКТА ПД ПРИ ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ РАБОТЕ КАНАЛОВ

Условная схема для расчета надежности тракта передачи дан­ ных, работающего по параллельным каналам, представлена на рис. 13.2. Каналы связи в соответствии с вышеизложенным пред-

Рис. 13.2. Условная схема

для расчета надежности

тракта ПДИ, работающего

по параллельным каналам

ставляются последовательным соединением трех элементов, каж­ дый из которых характеризуется отказами определенной длитель­ ности. АПДИ в этой схеме состоит из групповой части, объединя­ ющей тракт на конце в единое целое, и канальных частей, вклю-