Техническая эксплуатация цифровых систем коммутации. Учебное пособие

Федеральное агентство связи

Федеральное государственное образовательное бюджетное учреждение высшего профессионального образования

«Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики»

(ФГОБУ ВПО «СибГУТИ»)

Е.И. Морозова

Техническая эксплуатация цифровых систем коммутации

Учебное пособие

Рекомендовано УМО по образованию

вобласти Инфокоммуникационных технологий

исистем связи в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений,

обучающихся по направлению подготовки 210700 – Инфокоммуникационные технологии и системы связи

квалификации (степени) «бакалавр» и квалификации (степени) «магистр»

Новосибирск

2012

УДК 621.395.3

Старший преподаватель Морозова Е.И. Техническая эксплуатация цифровых систем коммутации: Учебное пособие / ФГОБУ ВПО «СибГУТИ». – Новоси-

бирск, 2012. – 84с.

Пособие содержит основные понятия и определения теории надежности, основные требования к эксплуатационным службам телекоммуникационных предприятий, изложенные в руководящих документах отрасли связь, методы технического обслуживания и контроля качества услуг связи. Рассмотрено программное обеспечение ТЭ систем коммутации, виды и способы хранения и редактирования данных в файловой системе ЦСК.

Пособие предназначено для студентов, обучающихся по направлению подготовки 210700 – Инфокоммуникационные технологии и системы связи квалификации (степени) «бакалавр» и квалификации (степени) «магистр».

Кафедра АЭС Ил. – 23, табл. – 12, список лит. – 39

Рецензенты: генеральный директор ООО «Предприятие «Элтекс» Черников А.Н., к.т.н., доцент ФГОБУ ВПО «Новосибирского государственного

технического университета» Дуркин В.В.

Утверждено редакционно-издательским советом ФГОБУ ВПО «СибГУТИ» в качестве учебного пособия.

©ФГОБУ ВПО «Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики», 2012 г.

©Е.И. Морозова

ОГЛАВЛЕНИЕ 1 Введение…………………………………………………………….. 4

2Основы теории надежности……………………………………….. 5 2.1 Основные понятия и определения…………………………….. 5

3Основы технической эксплуатации……………………………….. 11

3.1Основные понятия и определения…………………………….. 11

3.2Общие положения……………………………………………… 12

3.3Техническое обслуживание……………………………………. 13 3.3.1 Контрольно-корректирующий метод технического

обслуживания оборудования ……………………………... 15 3.3.2 Аварийная сигнализация…………………………………….. 17 3.3.3 Профилактический метод технического обслуживания…... 20

3.4Контроль нагрузки и качества работы цифровых

3.5.1Измерение нагрузки (measuring)……………………………. 23

3.5.2Надзор за нагрузкой (supervision)…………………………… 26

3.5.3Наблюдение за нагрузкой (observation)…………………….. 26

3.6Показатели и нормы, определяющие качество работы ЦСК.. 26

3.7Техническое обслуживание местных СЛ и ЗСЛ……………... 27

3.8Техническая эксплуатация ОКС№ 7………………………….. 31

3.9Ведение документации………………………………………… 36

3.10Содержание технических помещений……………………….. 37 4 Программное обеспечение технической эксплуатации…………. 39

4.1Абонентские данные…………………………………………… 40

4.2Маршрутизация………………………………………………… 50

4.2.1Система нумерации…………………………………………... 50

4.2.2Понятия, относящиеся к выбору маршрута………………… 50

4.2.3Префикс-анализ………………………………………………. 51

4.2.4Файлы анализа абонентского номера……………………….. 52

4.2.5Алгоритм работы маркера………………………………….... 57 4.3 Техническое обслуживание программного обеспечения……. 63

Приложение А Измеряемые параметры……………………………… 67 Приложение Б Примерные формы журналов………………………... 74 Приложение В Обозначения и сокращения………………………….. 79 Приложение Г Библиография…………………………………………. 81

3

1 Введение

Теория технической эксплуатации (ТЭ) как наука возникла на основе единства теории надежности и массового обслуживания, достижений в области информационных технологий и эргономики. Применительно к системам коммутации теория эксплуатации решает задачи оптимизации работ по приведению оборудования в рабочее состояние, достижения максимальных значений показателей качества функционирования: коэффициента готовности, коэффициента исправного действия, коэффициента технического использования. Она определяет влияние дестабилизирующих факторов (окружающей среды, механических воздействий, электрических нагрузок процессов старения и износа и тому подобное) на технические характеристики и параметры оборудования коммутации, систем и линий передачи и организованных на их основе каналов и трактов. Теория ТЭ позволяет определить оптимальные условия функционирования, оценить эффективность рекомендованных мероприятий по его техническому обслуживанию, определить эксплуатационно-технические параметры по статистическим данным, обоснованно выбрать эксплуатационные мероприятия и реализовать предложения по повышению показателей надежности.

Техническая эксплуатация – основной вид производственной деятельности предприятий связи, реализуемый через систему технической эксплуатации. ТЭ сети отдельного оператора представляет собой совокупность методов и алгоритмов технического обслуживания (ТО), которые обеспечивают организацию и поддержание в требуемых пределах установленных норм любого объекта технической эксплуатации (ОТЭ).

Основной целью технической эксплуатации является минимизация, как случаев возникновения, так и влияния отказов. Процесс технической эксплуатации включает в себя:

-измерение рабочих характеристик;

-обнаружение отказов;

-сигнализацию об отказах и рабочих характеристиках;

-резервирование;

-восстановление работоспособности;

-проверку (после восстановления).

4

2 Основы теории надежности

2.1 Основные понятия и определения

Надежность – это свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, ремонта, хранения и транспортирования.

Надежность является комплексным свойством, которое в зависимости от назначения объекта и условий его применения может включать безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость или определенные сочетания этих свойств.

Безотказность – это свойство объекта непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или наработки.

Долговечность – это свойство объекта сохранять работоспособное состояние до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта.

Ремонтопригодность – это свойство объекта, заключающееся в приспособленности к поддержанию и восстановлению работоспособного состояния путем технического обслуживания и ремонта.

Сохраняемость – это свойство объекта сохранять в заданных пределах значения параметров, характеризующих способности объекта выполнять требуемые функции в течение и после хранения и (или) транспортирования.

Работоспособное состояние – это состояние объекта, при котором значения всех параметров, характеризующих способность выполнять заданные функции, соответствуют требованиям нормативной и (или) конструкторской (проектной) документации.

Исправное состояние – это состояние объекта, при котором он соответствует всем требованиям нормативной и (или) конструкторской (проектной) документации.

Предельное состояние – это состояние объекта, при котором его дальнейшая эксплуатация недопустима или нецелесообразна, либо восстановление его работоспособного состояния невозможно или нецелесообразно.

Восстановление – это процесс обнаружения и устранения отказа, то есть процесс перевода объекта в работоспособное состояние из неработоспособного.

Отказ – это событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния объекта. Отказы - случайные события.

Отказы классифицируются по разным признакам: а) по характеру изменения:

-внезапный отказ, характеризующийся скачкообразным изменением значений одного или нескольких параметров объекта;

-постепенный отказ, возникающий в результате постепенного изменения значений одного или нескольких параметров объекта.

5

б) по внешнему проявлению:

-явный отказ, обнаруживаемый визуально или штатными методами

исредствами контроля и диагностирования при подготовке объекта к применению или в процессе его применения по назначению;

-скрытый отказ, не обнаруживаемый визуально или штатными методами и средствами контроля и диагностирования, но выявляемый при проведении технического обслуживания или специальными методами диагностики.

в) в зависимости от причины возникновения:

-конструктивный отказ, возникающий по причине, связанной с несовершенством или нарушением установленных правил и (или) норм проектирования и конструирования;

-производственный отказ, возникающий по причине, связанной с несовершенством или нарушением установленного процесса изготовления или ремонта, выполняемого на ремонтном предприятии;

-эксплуатационный отказ, возникающий по причине, связанной с нарушением установленных правил и (или) условий эксплуатации.

Все объекты могут быть подразделены на невосстанавливаемые, которые не подлежат восстановлению после возникновения отказа, и восстанавливаемые, которые могут быть использованы после восстановления.

2.2 Показатели надежности невосстанавливаемых объектов

Функционирование невосстанавливаемых объектов характеризуется преимущественно показателями безотказности. Пусть объект, работоспособный в начальный момент времени t = 0, работает до отказа в течение времени Ө, которое является случайной величиной.

Безотказность объекта характеризуется следующими показателями: Вероятность отказа q(t) - вероятность противоположного события, что

отказ произойдет до момента t.

Вероятность безотказной работы p(t) - вероятность того, что в пределах заданной наработки t отказа не произойдет.

Наработка t — это продолжительность или объем работы объекта. Плотность распределения наработки до отказа f(t) определяется как:

6

Интенсивность отказов λ(t) - условная плотность вероятности возникновения отказа объекта в момент t при условии, что до этого момента отказ не произошел:

Рисунок 2.1 – Зависимость интенсивности отказов от времени

I – область начальных отказов, имеющих большую интенсивность, обусловленную, главным образом, скрытыми дефектами производственного характера (период приработки аппаратуры, технологического прогона, опытной эксплуатации).

II – область чисто случайных отказов, обусловленных случайными причинами, в которой (t) const (период нормальной эксплуатации).

III – область отказов, обусловленных главным образом старением элементов объекта, то есть их износом.

2.3 Показатели надежности восстанавливаемых объектов

Состояние восстанавливаемых объектов описывается случайной функцией H(t).

Рисунок 2.2 – Состояния восстанавливаемых объектов

7

Функционирование восстанавливаемого объекта во времени - это последовательность интервалов Ө, - его работоспособности Н0 (нормального функционирования), чередующихся с интервалами ξi его неработоспособности H1 (простоя).

Надежность восстанавливаемых объектов характеризуется показателями безотказности, ремонтопригодности и комплексными (комбинированными).

Показатели безотказности определяются так же, как и для невосстанавливаемых объектов, за исключением T0. Для восстанавливаемого объекта определяется средняя наработка на отказ как отношение суммарной наработки t к математическому ожиданию числа его отказов r(t) в течение этой наработки:

где Т0 – средняя наработка на отказ; t – наработка;

М[r(t)] – математическоеожиданиечислаотказовr(t) в течениенаработки. Ремонтопригодность характеризуется вероятностью восстановления рв

(t) - вероятностью того, что время восстановление работоспособного состояния

где μ — интенсивность восстановления; μ — условная плотность вероятности восстановления работоспособного

состояния объекта, определенная для рассматриваемого момента времени t при условии, что до этого момента восстановление не было завершено.

Определяется также среднее время восстановления Tв как математическое ожидание времени восстановления работоспособного состояния объекта после отказа:

где Tв – среднее время восстановления;

М[ξ] – математическое ожидание времени восстановления работоспособного состояния объекта после отказа.

Комплексный показатель надежности характеризуется через коэффициент готовности Кr – вероятность того, что объект окажется в работоспособном состоянии в произвольный момент времени, кроме планируемых периодов, в течение которых использование объекта по назначению не предусматривается.

Определяется Кr через показатели безотказности и ремонтопригодности:

где Kr – коэффициент готовности; λ(t) – интенсивность отказов.

8

Как правило, для высоконадежных объектов:

TO TB , Kr 1 (2.11)

Поэтому при расчетах часто удобнее в качестве комплексного показателя надежности использовать коэффициент простоя или неготовности Кп — вероятность того, что объект окажется в неработоспособном состоянии в произвольный момент времени, кроме планируемых периодов, в течение которых использование объекта по назначению не предусматривается:

где Кп – коэффициент простоя [30].

2.4 Пути повышения надежности

Резервирование – это способ обеспечения надежности объекта за счет использования дополнительных средств и (или) возможностей, избыточных по отношению к минимально необходимым для выполнения требуемых функций.

Различают следующие виды резервирования:

1. Общее резервирование, при котором резервируется объект в целом. 2.Раздельное резервирование, при котором резервируются отдельные

элементы объекта или их группы.

3.Постоянное резервирование, при котором используется нагруженный резерв и при отказе любого элемента в резервированной группе выполнение объектом требуемых функций обеспечивается оставшимися элементами без переключений.

4.Скользящее резервирование (N+1) – это резервирование замещением, при котором группа основных элементов резервируется одним или несколькими резервными элементами, каждый из которых может заменить любой из отказавших элементов данной группы.

5. Смешанное резервирование – это сочетание различных видов резервирования в одном и том же объекте.

Вероятность отказа при m-кратном общем резервировании объекта, состоящего из n последовательно соединенных элементов, определяется как:

При раздельном m-кратном резервировании каждого из n последовательно соединенных элементов объекта вероятность отказа i-й подсистемы, представляющей m-кратное резервирование i-гo элемента, определится как:

9

Вероятность безотказной работы i-й подсистемы:

Тогда вероятность безотказной работы объекта будет равна:

n n

P pi (1 qim 1 ).

Контрольные вопросы к главе:

1.Какие виды отказов наиболее сложно диагностировать?

2.Чем отличаются восстанавливаемые объекты от невосстанавливаемых?

3.Что характеризует коэффициент готовности?

4.Как можно повысить надежность объекта?

5.Какие виды резервирования применяются в ЦСК?

10