Файл: Щербина, Л. П. Коммутируемые сети связи [учебное пособие].pdf

щую ветви относительно большой мощности, обеспечивающие высо­ кую степень использования каналов, и заданное число обходных путей для каждого ИНС с требуемыми значениями показателей надежности и живучести.

Такую сеть можно получить соединением ветвей по смежно­ кольцевой структуре КЦ пунктов системы управления. Однако данный подход к решению поставленной задачи часто оказывается нецелесообразным в связи с тем, что, во-первых, расположение пунктов системы управления может оказаться несоответствующим рациональному использованию линейного и каналообразующего оборудования, во-вторых, через КЦ пунктов системы управления пойдут значительные потоки транзитной нагрузки, увеличивающее

громоздкость этих КЦ, и, в-третьих, на сетях связи, обеспечивающих обмен информацией си­ стемы управления по­ движных объектов, не­ избежно частое переме­ щение ее КЦ по сети. Это вызовет необходи­ мость. перераспределе­ ния проходящих через эти КЦ потоков нагруз­ ки (в том числе и тран­ зитных) и приведет к усложнению СУС, а в ряде случаев и к умень­

шению числа возможных путей, входящих в различные ИНС.

На основании вышеизложенного можно сделать заключение о целесообразности создания какой-то базовой автоматически ком­ мутируемой сети связи (рис. 9.7), коммутационные центры которой территориально не привязаны к пунктам расположения органов и объектов системы управления. При создании такой сети связи могут быть в наибольшей степени выполнены требования по рациональ­ ному использованию линейных сооружений и каналообразующей аппаратуры, обеспечения заданных показателей надежности и жи­ вучести. КЦ пунктов системы управления могут находиться в лю­ бой, удобной для них точке и подключаться к такой базовой сети через ее КЦ, называемые опорными (ОКЦ). Ветви, соединяющие КЦ с ОКЦ, называются ветвями привязки.

В том случае, когда соединяется сеть связи, обеспечивающая информационное обеспечение системы управления, состоящей из подвижных органов и объектов, в полной мере проявляется еще одно достоинство, присущее рассматриваемому принципу построе­ ния сети. Это достоинство заключается в уменьшении необходимого оборудования аппаратуры связи, обеспечивающего ветвь привязки.

130

Рассмотрим примеры построения сетей связи для информацион­ ного обеспечения систем управления, схемы управляющих воздей­ ствий которых заданы на рис. 9.1 и 9.3.

Топологии сетей связи были уже рассмотрены при построении сетей по принципу организации прямых связей для указанных си­ стем управления (см. рис. 9.5 и 9.6).

Анализируя варианты общей топологии, можно заметить, что и на сети, построенной по принципу организации прямых связей, мы имеем дело со своеобразной базовой сетью. Это своеобразие заклю­ чается в том, что коммутационные центры такой базовой сети осу­ ществляют лишь долговременную (кроссовую) коммутацию. Сохра­ няя эту же топологию, но обеспечивая взамен транзитной кроссо­ вой— оперативную коммутацию каналов, получаем сеть, обладаю­ щую совершенно другими характеристиками. Отличия эти заклю­ чаются в следующем:

1.Вместо некоммутируемой (см. рис. 9.2 и 9.5) получена ком­ мутируемая сеть связи (рис. 9.8).

2.Вместо одного появилась возможность обеспечения несколь­ ких путей установления соединений между каждой парой К.Ц.

3.Следствием пункта 2 является повышение надежности и жи­ вучести сети связи.

4.Результатом полнодоступного включения всех каналов каж­ дой ветви явилось резкое увеличение степени использования каж­ дого канала ветви, а также уменьшение общего числа потребных

ветвленнее сеть связи, например при сравнении сетей, общая топо­ логия которых представлена на рис. 9.5 и 9.6, а структура соответ­ ствующих им коммутируемых сетей, построенных по принципу организации ОКЦ,— на рис. 9.8 и 9.9. Убедимся в этом на числовом примере. Рассмотрим ветви между узлами С-101 и С-102. Пусть каждый пучок каналов, входящий в эти ветви, обеспечивает про­ хождение нагрузки, равной 3 эрлангам. Тогда согласно рис. 7.4

9 эрлангов, а на рис. 9.6 — 42 каналов, обеспечивающих прохожде­ ние 21 эрланга нагрузки.

При переходе к сети связи, построенной по принципу организа­ ции ОКЦ, на сети со структурой, изображенной на рис. 9.8 (срав­ нивается с рис. 9.5), для пропускания тех же 9 эрлангов нагрузки потребуется 14 каналов (против 18-ти) со снижением вероятности потерь, а на сети со структурой, изображенной на рис. 9.9 (сравни­ вается с 1рис. 9.6), для пропускания 21 эрланга нагрузки потре­ буется всего 27 каналов (против 42-х) также с некоторым умень­ шением вероятности потерь.1)

>) Расчет в последнем случае проведен по номограммам Эрланга [9].

0КЦ301 ОКЦЗас

0КЦ303 о к ц зт.

Рис. 9.8.

Г л а в а 10

РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ СЕТЕЙ СВЯЗИ

§ЮЛ. Прогнозирование нагрузки, поступающей в И НС

Внастоящее время используются или рекомендуются к исполь­ зованию следующие методы определения поступающей в ИНС на­ грузки:

—сбора и обработки данных по нагрузке на действующих сетях

связи;

—определения нагрузки исходя из пропорциональности або­ нентских емкостей К.Ц;

—косвенного определения поступающей в ИНС нагрузки по данным документальных видов связи.

А. Метод 1бора и обработки данных по нагрузке на действующих сетях связи

Этот метод наиболее известен и широко применяется в практике исследования сетей связи. Сущность его заключается в непосред­ ственном фиксировании поступающих на КЦ требований и учете их числа по каждому направлению связи. Одновременно определяется средняя продолжительность передачи сообщений. Указанные изме­ рения величины нагрузки осуществляются, как правило, в течение часа наибольшей нагрузки.

Величина нагрузки, поступающей в ИНС с максимальным при­ ближением ее к «истинной» величине, по утверждению [15], может быть получена методом наименьших квадратов. Сущность данного метода заключается в следующем.

Пусть при изменениях поступающей в ИНС нагрузки получены в различное время три значения Za, Zb и Zc. Требуется определить «истинное» значение поступающей нагрузки Z.

В общем случае такое решение не существует. Но можно найти максимально возможное приближение путем вычисления величи­ ны'Z, которая сводит до'минимума сумму квадратов ошибок изме­ рения. Минимум этой суммы определялся функцией переменной Z:

f(Z ) = ( Z - Z a)* + ( Z - Z by- + ( Z - Z c)*..

Производная этой функции имеет вид

/ / (Z) - 2 (Z - Za) + Z (Z - Z„) + 2 (Z - Z c).

135

Отсюда можно сделать вывод, что среднее арифметическое зна­ чение измерений является максимально возможным приближением, полученным по методу наименьших квадратов.

Полученная путем непосредственных измерений средняя вели­ чина нагрузки является ее математическим ожиданием в ЧНН. Эта величина для дальнейших расчетов не может браться в виде, полу­ ченном из выражения (10.1), так как наличие колебаний времени ЧНН по направлениям связи, а также колебаний величины нагруз­ ки в различные ЧНН на каждом направлении связи создает опас­ ность резкого ухудшения качества обслуживания. При этом колеба­ ния нагрузки наблюдаются тем больше, чем меньше среднее значе­ ние нагрузки, поступающей на данное ИНС. Для получения рас­ четного значения (Zp) нагрузки может быть использовано выраже­ ние [7]:

Метод сбора и обработки данных по нагрузке на действующих сетях связи дает наиболее точные результаты, отражающие реаль­ ное функционирование сети. Однако он приемлем лишь в том слу­ чае, если исследуется уже действующая сеть связи или необходимо получить величины нагрузки для проектируемой сети с парамет­ рами, близкими к параметрам действующей. В противном случае необходимо искать другие методы определения предполагаемой нагрузки на проектируемой сети связи.

Б. Метод определения нагрузки по абонентским емкостям КП

Основой данного метода является предположение, что все соеди­ нения между любыми абонентами сети в любом сочетании равно­ вероятны, т. е. эта сеть однородна по составу и контингенту або­ нентов. Такое условие принимается в случае, если нет конкретных данных, противоречащих ему.

Пусть для проектируемой сети связи известны:

—ее структура;

—абонентские емкости каждого КЦ; средняя (предполагаемая) нагрузка, приходящаяся на одну

абонентскую линию.

136

Тогда нагрузка, поступающая со стороны абонентов на KUf

где Z; — средняя нагрузка на одну абонентскую линию КЦ£;

^— емкость КЦ; ,

анагрузка, поступающая в ИНС /;*, составит величину

Здесь Sk, S >— емкость КЦ/„ КЦ;;

N — количество КЦ в сети связи;

Zj — нагрузка, поступающая от абонентов на КЦ;. Рассмотрим числовой пример.

Пусть для сети связи, состоящей из пяти КЦ, требуется опреде­ лить нагрузку в каждом ее ИНС. Емкости КЦ заданы следующим образом:

$ ! = 50; S2= 50; 53=100; S 4 = 1 0 0 ; 5 б = 500.

Нагрузка, ожидаемая иа одну абонентскую линию, на каждом КЦ составляет величину 2 = 0,1 эрланга. Воспользовавшись выра­ жением (10.3), имеем Zi = 0,1-50 = 5 Эрл; аналогично Z2=5 Эрл,. Z3=10 Эрл, Z4=10 ■Эpл, Z5=50 Эрл. При помощи формулы (10.4).

определяем номинальную нагрузку для ИНС / i2:

S 5 £. - 5 ,

Рассчитав аналогично нагрузку для каждого ИНС, можно соста­ вить искомую матрицу номинальных нагрузок ||Z||

В. Метод определения поступающей нагрузки по данным документальных видов связи

Обмен информацией в системах управления предусматривает передачу сообщений различного, вида и формы (телефонных, теле­ графных, телекодовых и т. п.). Процессы обработки поступающих

13Г