книги из ГПНТБ / Щербина, Л. П. Коммутируемые сети связи [учебное пособие]
.pdfПри нормальном функционировании сети связи ее мобильность является величиной постоянной, определяемой как
где ; — среднее значение времени перестроения сети в ЧНН. Когда число изменений структуры в единицу времени достигнет
критической величины (DKР), а значение | начнет неуклонно расти,, наступит резкое снижение мобильности (рис. 8.2).
Практическое значение имеют как абсолютная статическая вели чина мобильности М (она вместе с качеством обслуживания и быстродействием сети определяет скорость доставки сообщений от источников к потребителям информации), так и число /)кр, опреде ляющее момент начала неуправляемости сети связи.
Г л а в а 9
ПРИНЦИПЫ ОРГАНИЗАЦИОННО-ТЕХНИЧЕСКОГО ПОСТРОЕНИЯ СЕТЕЙ СВЯЗИ
§ 9.1. Построение сетей пО принципу организации прямых связей
Любая система управления по своей структуре носит иерархи ческий характер. Вариант схемы направлений управляющего воз действия такой системы, состоящий из органов (объектов) управ ления трех классов, приведен на рис. 9.1. Органы управления про-
. Рис. 9.1.
межуточных классов (в рассматриваемом варианте — классе //) являются одновременно и объектами управляющего воздействия со стороны органов управления высших классов (/). Низший класс (III) системы составляют объекты управления. Как сбор информа ции от управляемых объектов, так и передача управляющих воз действий осуществляются в большинстве случаев по инстанциям, т. е. между органами (объектами) управления смежных классов. При этом не исключается взаимосвязь рассматриваемых органов и объектов через инстанцию (на рис. 9.1 показано пунктиром).'
Информационное обеспечение рассматриваемой системы управ ления в простейшем случае осуществляется построением сети связи, структура которой изоморфна схеме управления, изображенной на рис. 9.1. Получившаяся таким образом сеть связи имеет КЦ, соот ветствующие органам и объектам системы управления, и соединяю щие их ветви, соответствующие направлениям управляющего воз действия .(рис. 9.2). Структура ее (согласно классификации, приве
122
денной в главе 2) носит ярко выраженный древовидный характер с параметрами M — N—1. Возможности такой сети связи с точки зрения передачи и распределения информации весьма ограничены.
Между каждой парой КЦ существует лишь один путь установ ления соединений. Мощности ветвей, определяемые в основном потоками информации между соответствующими органами й объек тами управления, критичны к изменению нагрузки. При небольших интенсивностях этих потоков ветви оказываются маломощными со слабым использованием составляющих их каналов и линий связи.
<зг /зз |
и/ |
иг из |
/г/ /*? /зз |
|
|
Рис. 92. |
|
Отсутствие возможностей |
обеспечения объектов при установле |
||
нии соединений приводит к тому, что живучесть рассматриваемой сети оказывается крайне низкой. Это видно хотя бы из того, что независимо от топологии сети связи при выходе из строя любого промежуточного КЦ (КЦ II) она теряет свою связность. По той же причине существенно затрудняется поддержание высокой надежно сти направлений связи.
В связи с тем, что при каждом органе и объекте управления должны находиться средства связи для обеспечения всех исходя щих (входящих) от них направлений связи, узлы связи пунктов си стемы управления оказываются громоздкими и недостаточно по движными.
Положительными качествами сети древовидной структуры являются логичность связи ее построения с построением системы управления и малое число транзитов при установлении соединений.
Часто система управления строится не как одно изолированное разветвленное управляющее воздействие, показанное на рис. 9.1, а в виде совокупности таких разветвлений, связанных между собой через однотипные органы (объекты) управления. Примерами раз личных и в то же время заимствованных разветвлений системы управления являются: административно-командная деятельность, материально-техническое обеспечение и т. п.
На рис. 9.3 изображен вариант структурного построения систе мы управления, состоящей из трех различных взаимосвязанных
Рис. 9.3.
разветвлений. Резкое усложнение схемы управляющих воздействий и взаимосвязей органов и объектов управления при четкой органи зации окупается значительным повышением устойчивости действен ности управления. Сеть связи, обеспечивающая информационное обеспечение этой системы управления (рис. 9.4), качественно отли чается от варианта сети, структура которой показана на рис. 9.2.
Построение сети на базе элементов типа «К» обусловливает по меньшей мере два возможных пути установления соединения (при обеспечении на КЦ оперативной коммутации каналов). Как видно из рис. 9.4, для' различных направлений связи число возможных путей установления соединений может быть увеличено. Это дает ' возможность повысить живучесть сети, увеличить надежность по направлениям связи. Кроме того имеющаяся возможность исполь зования одних и тех же каналов связи в интересах различных под систем управления в свою очередь ведет к увеличению живучести, надежности, степени использования каналов связи и улучшению качества обслуживания абонентов (источников информации)..
125
Вместе с тем в еще большей мере проявляется такая отрица тельная сторона, как необходимость концентрации большого коли чества аппаратуры связи на путях управления. В результате, гро моздкость оборудования пунктов управления требует для их разме щения больших площадей, значительного количества обслуживаю щего персонала, а у подвижных систем управления заметно сни жает маневренность.
, Следует, однако, иметь в виду, что при отсутствии возможностей коммутации каналов на КЦ сеть связи, какой сплошной структуры она бы ни была, не обладает перечисленными выше положитель ными чертами, а остается простой совокупностью локальных струк тур древовидного типа.
Общая топология сети связи, построенной по принципу органи зации прямых связей, может копировать ее структуру лишь в неко торых частных случаях. Как правило, с целью применения много канальной каналообразующей аппаратуры, позволяющей более эффективно использовать линейные сооружения и уменьшающей затраты на их строительство, а также для обеспечения эксплуата ции магистралей связи на сети создаются вспомогательные (сете вые) узлы связи с кроссовой коммутацией и промежуточной кана лообразующей аппаратурой.
На рис. 9.5 показан вариант общей топологии сети связи, струк тура которой изображена на рис. 9.2. При расположении кроссовой и промежуточной каналообразующей аппаратуры на местности желательно по возможности совмещать выполнение требований:
1.Вспомогательные узлы связи должны размещаться на рас стояниях, близких к предельным, для используемых типов канало образующей аппаратуры.
2.Совместное прохождение каналов различных направлений связи не должно увеличивать километрической длины образуемого ими пути.
Выполнение этих требований должно сочетаться с обеспечением повышения живучести сети связи путем направления каналов по различным трассам, входящим в одну ветвь.
В рассматриваемом примере каналы, входящие в ветвь ююо-но, проходят по двум трассам:
1.КДюо — С-11 — С-12 — КЦпо.
2.КЦюо — С-21 — С-22 — С-12 — КЦно.
Каналы, входящие в ветвь <впо-нз> проходят путь по трассам:
1.КЦпо — С-101 — С-201— С-202 — КЦ) 13.
2.КЦпо— С-101 — С-102 — КЦпз.
Одновременно с этим каналы различных ветвей образуются часто одной каналообразующей аппаратурой и проходят по одним линейным сооружениям (см. рис. 9.5 и 9.6). Совместное прохожде ние каналов различных направлений связи (ветви сети) характерно для участков между КЦ и сетевыми узлами С, хотя широко исполь зуется и на участках между сетевыми узлами С. В последнем слу-
126
ицт в/
Рис. 9.6.
\
чае это целесообразнее при наличии многоканальной каналообра зующей аппаратуры и большого числа прямых связей (рис. 9.6).
Необходимо иметь в виду, что в связи с осуществлением на сете вых узлах С в основном кроссовой коммутации проходящие через них каналы не могут использоваться для оперативной связи между обслуживающим персоналом этих узлов и органами управления сетью связи. Такое положение затрудняет управление кроссовой коммутацией и приводит к необходимости создавать специальную сеть управления сетью связи, даже и с ухудшенными характеристи ками. При этом информационные каналы сети связи могут быть недогружены.
Предпосылкой для построения сети связи по принципу органи зации прямых связей является их . основное достоинство — отсут ствие транзитов на основных направлениях связи (совпадающих с направлениями управляющего воздействия) и незначительная средняя величина транзитов по сети связи в целом (в пересчете на одно соединение). Этот фактор часто является основным при реше нии вопроса о типе структуры создаваемой сети связи, включаю щей, в основном, КЦ с ручным обслуживанием поступающих требо ваний. Действительно, при использовании сквозного способа уста новления соединений уже наличие одного-двух транзитов значитель но увеличивает оперативное время операторов КЦ (телефонисток), а следовательно, и их численность. При поэтапном обслуживании соединений необходимость многократного опроса абонента (на исходящем и всех транзитных КЦ) резко снижает качество обслу живания. Одновременно в обоих случаях быстродействие сети связи оказывается крайне низким.
• С ростом степени автоматизации процесса коммутации число транзитов оказывает относительно меньшее влияние на быстродей ствие сети, а перечисленные выше недостатки, характерные для сетей, построенных по принципу организации прямых связей, про являются все в большей степени.
§ 9.2. Построение сетей связи по принципу организации опорных коммутационных центров
Недостатки, присущие сети, построенной по принципу организа ции прямых связей, при автоматизации коммутационного процесса вынуждают использовать другие способы образования ее структур.
. Основные изыскания по данному вопросу Проводятся в направ лении построения сетей связи сложных' структур типа «К», обеспе чивающих высокие показатели надежности и живучести, а также достаточно хорошую степень использования каналов. Соответствие указанных характеристик предъявляемым требованиям в ряде слу чаев может быть получено построением сети по смежно-кольцевой структуре. При этом, абстрагируясь, в некоторой степени от направ лений управляющих воздействий, можно получить сеть связи, имею-9
9 Зак. 836. |
129 |
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