27. Назовите и поясните критерии помехоустойчивости аналого-цифровых радиорелейных систем передачи.

3.5. 2. Аналого-цифровые радиорелейные системы передачи

Для аналого-цифровых радиорелейных систем передачи (при передаче цифрового сигнала на поднесущей) остаточный коэффициент ошибок (BEER) во всем рабочем диапазоне температур составляет не более 10^-10.

• при скорости передачи цифрового сигнала 2,048 Мбит/с (количество ошибок при измерении за 24 часа составляет не более 17)

• при скорости передачи цифрового сигнала 8,448 Мбит/с (количество ошибок при измерении за 24 часа составляет не более 73)

• при скорости передачи цифрового сигнала 34,368 Мбит/с RBER составляет не более 10^-11 (количество ошибок при измерении за 24 часа составляет не более 29).

Приложение №1 к Правилам применения систем радиорелейной связи. Часть IV. Правила применения аналого-цифровых радиорелейных систем связи.

27. Дайте характеристику надежности функционирования канала связи.

Надежность канала связи оценивается коэффициентом готовности – это вероятность того, что узел связи или канал связи окажется в работоспособном состоянии в произвольный момент времени кроме планируемого времени, в течение которого применение данного узла связи или канала связи по назначению не предусматривается.

Готовность или коэффициент готовности канала связи определяется через относительное время (или через вероятность) безотказной работы канала связи:

,

где - требуемое время работы канала связи, или общее время, в течение которого канал находится в рабочем состоянии - суммарное время перерывов связи.

Зная требуемый коэффициент готовности канала связи, можно определить требования к надежности аппаратуры канала связи, которую характеризуют среднем временем безотказной работы .

Надежность аппаратуры с возможностью ее восстановления (ремонта или замены неисправного ТЭЗа - типового элемента замены) характеризуется коэффициентом готовности аппаратуры

,

где - среднее время безотказной работы аппаратуры, - время восстановления аппаратуры.

Для аппаратуры без ремонта (восстановления) во время выполнения задания (самолетная, ракетная, спутниковая аппаратура) надежность аппаратуры в соответствии с экспоненциальным законом надежности характеризуется вероятностью безотказной работы за время выполнения задания .

Статистическая кривая отказов (bathtube curve) - кривая, характеризующая интенсивность отказов компонентов, используемых в телекоммуникационных системах в зависимости от времени.

Ри.3.3. Статистическая кривая отказов

Приведенная на рис.3.3 кривая имеет три ярко выраженных участка:

• Ранние отказы в основном обусловлены дефектами компонентов и этот период называют период приработки (early failure period - EFP)

• За ним следует участок с почти постоянной в среднем интенсивностью отказов (constant failure period - CFP)

• Заключительный период эксплуатации обычно связан с катастрофическим износом компонентов (wear-out failure period - WFP)

Для сложных телекоммуникационных систем понятие надежности оценивается в наибольшей степени по коэффициенту готовности системы k_r, т.е. по отношению времени работоспособного состояния системы к общему времени работы системы. Для типичного современного сервера k_r=0.99, что означает примерно 3,5 суток простоя в год. За рубежом часто используется классификация систем по уровню надежности, показанная в таблице 3.1.

Таблица 3.1. – Классификация систем по уровню надежности

Коэффициент готовности, kr	Минимальное время простоя в год	Тип системы
0,99	3,5 суток	Обычная (Conventional)
0,999	8,5 ч	Высокой надежности (High availability)
0,9999	1 ч	Отказоустойчивая (Fault resilient)
0,99999	5 мин	Безотказная (Fault tolerant)

Например, в системах спутникового вещания коэффициент готовности k_r радиолинии «вверх» выбирается достаточно высоким – обычно не ниже 0.999, поскольку поражение этой радиолинии вызывает перерыв вещания у всех территориально разнесенных пользователей сети. Такой коэффициент готовности обеспечивается при энергетическом запасе 15 дБ.

Для индивидуальных абонентов приемлемым считается k_г=0,99 и здесь достаточно иметь запас 5дБ.

Отметим, что если уменьшить энергетический запас до 1,0 – 1,5дБ, то коэффициент готовности радиолинии упадет и будет определяться не только эффектами, связанными с дождем, но и с тропосферными осцилляциями.

Нетрудно убедиться, что если k_r радиолинии «вверх» составляет 0.999, а радиолиния «вниз» - 0.99, то коэффициент готовности всей системы будет 0,989. Это справедливо, когда между моментами поражений радиолиний, например, в дожде, отсутствует корреляция.

3.4. Критерии надежности телекоммуникационных каналов и систем

Критерии надежности:

• для цифровых каналов и трактов спутниковых сетей нормативная величина коэффициента готовности в соответствии с РД 45.041-99 составляет К_г = 0,987 (реально зафиксированы значения коэффициента готовности по Центру управления сетью лучше, чем 0,9999);

• для линий спутниковой связи коэффициент готовности должен быть не менее 0,999;

• для линий мобильной связи коэффициент готовности должен быть не менее 0,9.

 для магистральных линий коэффициент готовности должен быть не ниже К_г=0,99970; наработка на отказ на 100 км такой линии передачи не ниже Т_o=34375 час;

 для цифровых каналов тропосферных радиорелейных линий связи длиной 2500 км коэффициент готовности должен быть не ниже 0,9995

 на сети междугородной и международной телефонной связи и на сети зоновой телефонной связи для цифрового канала связи со скоростью передачи 64кБит/с коэффициент готовности должен принимать значение не менее К_г= 0,998;

на сети местной телефонной связи для цифрового канала связи со скоростью 64 кБит/с коэффициент готовности должен принимать значение не менее 0,9994.

Для телекоммуникационных каналов фиксированной связи готовность канала связи должна быть не менее 0,99-0,995. Эта величина определяется процентом времени появления долговременных прерываний (более 10 с) за счет неблагоприятных условий распространения радиосигналов, отказов аппаратуры, ошибок действия персонала и др.