Узбекское агентство связи и информатизации

4.2. Надежность двухполюсной и многополюсной сети связи

Эти понятия тесно связаны со структурой системы управления, которую обслуживает система (сеть) связи. При наличии в системе управления только двух органов (вышестоящего и нижестоящего) система (сеть) связи двухполюсная (ДС на рис. 4.1).

Рис. 4.1. Структура двухполюсной сети связи.

Если же органов управления больше двух и при этом они пространственно рассредоточены так, что связь каждого обеспечивается своим оконечным узлом, то система связи данной системы управления относится к классу многополюсных (МС на рис. 4.2). Отсюда следует, что полюс системы или сети связи - это оконечный узел или пункт (станция) вторичной сети, посредством которого осуществляется взаимодействие с обслуживаемыми органами управления или пользователями связи.

Разбиение всего множества систем (сетей) связи на два класса – многополюсные и двухполюсные – является условным методическим приемом, облегчающим разработку и уяснение теории их надежности и живучести. Двухполюсные системы (сети) связи в чистом виде встречаются редко. Вместе с тем в практике нередко возникает необходимость оценки надежности или живучести связи на том или ином информационном направлении обслуживаемой системы управления, т.е. между определенной парой полюсов многополюсной системы (сети) связи.

Рис. 4.2. Структура многополюсной сети связи

Двухполюсная система обеспечивает несколько видов связи (в ней имеется несколько вторичных сетей).

Отказ ДС - между полюсами не сохраняется ни одного вида связи требуемой минимальной пропускной способности и заданного ограничения по качеству.
Однако некоторые системы управления требуют для своего функционирования обязательного наличия того или иного вида связи, например передачи данных. В этих случаях отказ системы наступает сразу же, как только прекращается эта обязательная связь.
Отказ первичной сети двухполюсной системы связи - выход из строя всех каналов связи или когда число работоспособных каналов становится меньше требуемого для обеспечения функционирования системы управления.
Наличие общности понятий отказа двухполюсной системы (сети) и аппаратуры связи, в качестве показателей надежности ДС могут применяться показатели применимые для восстанавливаемого технического объекта.
Показатели надежности ДС:
- коэффициент готовности Кг;
- наработка сети на отказ То;
- среднее время ее восстановления Тв.
Эти показатели являются функциями аналогичных показателей надежности элементов системы и взаимно связаны соотношением

В практике требуется наряду с характеристикой состояния системы в произвольный момент (Kг), иметь оценку ее работоспособности в течение определенного времени tp, что наиболее важно для сигнальной ДС.
В потоковой сети это время может быть периодом передачи самого ответственного потока сообщений. Для такой оценки рекомендуется так называемый коэффициент оперативной готовности

Ko.г = Kг * p (tp),

где p (tp) - вероятность того, что система, будучи исправной в произвольный момент t, не выйдет из строя в интервале t = t + tр.

Выражение Ko.г справедливо в тех случаях, когда вероятность p(tp) не зависит от момента начала работы системы.
Вместо термина «коэффициент готовности» можно использовать эквивалентный ему термин «вероятность связности» ДС.
Критерием связности сигнальной ДС является наличие между ее полюсами хотя бы одного пути связи.
В потоковой сети пороговый уровень связности может быть более высоким.
Показатели надежности МС связи .В частных случаях к многополюсной сети связи можно применять понятие отказа.
Например:
- МС обслуживает такую систему, которая работает только при сохранении связи обязательно со всеми полюсами, то при отказе связи хотя бы с одним из них фиксируется отказ всей системы связи.
- Система связи строго централизованной системы управления, состояниями отказа которой являются: вышел из строя узел связи главного пункта управления (прекратились связи со всеми остальными полюсами); отказали узлы связи всех подчиненных пунктов управления; вышли из строя узлы связи всех пунктов управления системы; узлы связи в предыдущих случаях исправны, но связь отсутствует из-за отказов линий или каналов.
В подобных МС фиксируются два состояния: работает, не работает - поэтому надежность оценивается так же и теми же показателями, что и надежность двухполюсной сети.
В общем же случае применительно к многополюсной сети понятие отказа теряет практический смысл.
Одновременный выход из строя всех связей между всеми ее полюсами обычно маловероятен, а при нарушении связи с несколькими полюсами система продолжает выполнять свои функции, хотя и не в полном объеме.
Это обстоятельство не означает, что МС не обладает свойством надежности. Раз такое свойство присуще элементам, оно непременно есть и у системы (сети) как единого целого.
Поэтому несколько усложняются только конкретизация самого понятия надежности многополюсной сети и установление ее количественных показателей.
Надежность многополюсной сети связи - это ее свойство, обусловленное конечной надежностью линий (каналов), узловой аппаратуры и качеством управления, определяющее ее способность выполнять предусмотренные функции в установленном объеме в заданных условиях эксплуатации.
Понятие “в установленном объеме” конкретизируется при проектировании сети или в процессе ее эксплуатации.
Если в сигнальной МС связи между всеми полюсами МС равноценны по надежности, то установленный объем выполнения функций данной системой может быть выражен средней долей или математическим ожиданием доли пар полюсов, сохраняющих связность в произвольный момент интересуемого периода.
Это и будет показатель надежности сигнальной системы.
Надежность потоковой МС можно оценивать также по сохраняемой в ней усредненной (за рассматриваемый период) доли пропускной способности или по вероятности того, что эта доля будет не меньше заданной.
МС в большинстве случаев бывает неоднородна как по структуре ее фрагментов, используемых на различных информационных направлениях, так и по важности ее полюсов.
Оценка надежности системы с помощью указанных выше показателей без дифференциации связей между полюсами будет неопределенной.