Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Основы теории надежности средств и сетей связи. Учебное пособие
.pdf
доступность, бесперебойность, качество передачи, надежность,
живучесть, качество обслуживания.
Доступность включает расчет следующих параметров:
- суммарные потери в пределах сети;
- суммарные потери при выходе на магистральную, транспортную
сеть или на сеть общего пользования;
- доля состоявшихся соединений (эффективные попытки);
- среднее время установления соединения;
- обобщающие оценки доступности к сетевым ресурсам по
результатам опроса потребителей услуг.
Бесперебойность включает:
- расчет вероятности прерывания установленного соединения;
- обобщающие оценки бесперебойного обслуживания по
результатам опроса потребителей услуг;
- потери при «handoff» и др.
Качество передачи характеризуется:
- расчетными обобщающими оценками качества передачи
информации по результатам опроса потребителей услуг;
- разборчивостью речи;
- расчетным коэффициентом ошибок, например, в цифровых
каналах связи.
Надежность характеризуется не только коэффициентами
готовности и простоя, но также и средним временем восстановления.
Живучесть – это свойство системы связи сохранять и
восстанавливать в установленные сроки свои функциональные
возможности (характеристики) в условиях разрушающих воздействий
внешней среды.
21
Сохранение функциональных возможностей сетей связи
обеспечивается широкой разветвленностью ее первичной сети,
организацией обходных направлений и резервных каналов связи по
территориально разнесенным трассам, рассредоточением на местности
узлов связи пунктов управления и их элементов, использованием
резервных средств связи. А также организацией эффективного контроля
технического состояния объектов сетей связи, оперативным
планированием процессов восстановления.
Качество обслуживания характеризуется:
- процентом жалоб, устраненных в контрольные сроки;
- максимальным временем рассмотрения жалоб абонентов на
качество предоставляемых услуг;
- обобщающими оценками качества обслуживания по результатам
опроса потребителей услуг связи.
Перечисленные показатели качества в равной степени относятся и
к организации радиотелефонной связи и к оценке качества передачи речи
в пакетных сетях (QoS). Что касается определения оценки качества
передачи речи в пакетных сетях, то на сегодняшний день существуют
следующие методики:
1. Субъективные методики оценки качества услуг.
2. Объективные методики оценки качества услуг.
Исходное требование при развертывании приложений VoIP
формулируется следующим образом:
- качество речи при использовании VoIP должно быть не хуже, чем
в ТфОП;
- уровень качества ТфОП является наивысшим уровнем качества
речи в сети.
22
Наиболее широко используемая методика субъективной оценки
качества описана в [28] и известна как методика MOS (Mean Opinion
Score). В соответствии с MOS качество речи, получаемое при
прохождении сигнала от источника через систему связи к приемнику,
оценивается как арифметическое среднее от всех оценок, выставляемых
экспертами после прослушивания тестируемого тракта передачи.
Однако модель MOS не учитывает ряд явлений, типичных для
пакетных сетей и влияющих на качество речи, например, в модели MOS
отсутствует возможность количественно учесть влияющие на качество
речи следующие факторы:
- сквозная (end-to-end) задержка между говорящим по телефону и
слушающим (IPTD, IP packet transfer delay);
- влияние вариации задержки/джиттера (IPDV, IP Packet Delay
Variation);
- влияние потерь пакетов (IPLR, IPpacketlossratio).
Кроме того, модель MOS представляет оценку качества в
однонаправленном соединении, а не в двух направлениях реального
телефонного соединения.
Все это потребовало разработки новых моделей оценки качества
передачи речи, учитывающих особенности пакетных сетей.
В качестве объективной методики оценки качества услуг
стандартизована Е-модель [29] - применение объективных оценок
качества, базирующихся на измерении физических характеристик
терминалов и сетей.
После создания Е-модели было проведено большое число
испытаний с субъективными оценками, в которых менялся уровень
воздействия искажающих сетевых факторов. Данные этих тестов были
23
использованы в Е- модели для вычисления объективных оценок.
Результатом вычислений в соответствии с Е-моделью является число,
называемое R-фактором. Значения R-фактора однозначно
сопоставляются с оценками MOS.
На рисунке 1 приведены факторы, влияющие на качество
предоставляемых услуг [6, 11, 24, 30].
Рисунок 1. - Факторы, влияющие на качество предоставляемых услуг.
Из рисунка 1 видно, что возможность пользоваться услугами,
предоставляемыми телекоммуникационными сетями, зависит от
состояния готовности всех элементов сети. Состояние готовности, в
свою очередь, непосредственно зависит от надежности элементов сети,
24
проведения своевременного технического обслуживания и, наконец,
материальным обеспечением техобслуживания.
Что касается технического обслуживания, то в большей степени
свое-временность и качество его проведения зависит от
профессиональной подготовленности обслуживающего персонала.
Можно представить, что будет, если к обслуживанию современных
цифровых систем коммутации с программным управлением допустить
человека не прошедшего специального обучения. Одно нажатие кнопки
на клавиатуре, подключенной к системному блоку администрирования,
может привести порой к необратимым последствиям, вплоть до выхода
из строя процессора, содержащего, например, алгоритмы всех программ,
обслуживающих вызовы. Или стиранию записей о тарификации и т.д.
Подобные ситуации описываются как ошибка контроля III рода.
Для уменьшения времени простоя доступа к сети связи
существует необходимость не только в оперативном устранении
повреждения, но и в охранно-предупредительных мероприятиях.
Разработано достаточное количество нормативных документов по
правилу применения и эксплуатации современных средств связи [1, 2, 3,
5, 6, 7 и др.].
Согласно нормативным документам [1, 2, 3, 5, 6, 7 и др.] по
надежности известны следующие методы ее определения:
1. Расчетный метод – метод, основанный на вычислении
показателей надежности по справочным данным о надежности
компонентов и комплектующих элементов объекта, по данным о
надежности объектов-аналогов, по данным о свойствах материалов и др.
информации.
25
2. Расчетно-экспериментальный метод - метод, при котором
показатели надежности всех или некоторых составных частей объекта
определяют по результатам испытаний или эксплуатации, а показатели
надежности объекта в целом рассчитывают по математической модели.
3. Экспериментальный метод – метод, основанный на
статистической обработке данных, получаемых при испытаниях или
эксплуатации объекта в целом.
Определительные испытания на надежность – испытания,
проводимые для определения показателей надежности с заданной
точностью и достоверностью.
Расчетный метод применяется, как правило, на стадиях
технического предложения, эскизного и технического проектов.
Расчет проводится:
- для вычисления оценки принципиальной возможности
обеспечения заданных или желательных требований по надежности;
- для выбора варианта схемно-конструктивного построения,
или, применительно к телекоммуникационным сетям, выбора
построения структуры (топологии) сети;
- для выявления наименее надежных составных частей или
опять же применительно к телекоммуникационным сетям, выявление
наименее надежных участков сети, на которых, например, ожидается
перегрузка или предполагается развитие общей инфраструктуры, что
также неизбежно приведет к потребности увеличения пропускной
способности;
- для разработки мероприятий по выполнению «Программы
обеспечения надежности» (ПОНр) (ГОСТ В20.39.302).
26
Расчетно-экспериментальным методом пользуются для оценки
комплексных показателей надежности объекта, в нашем случае сети,
испытываемой в целом или по частям в случаях, когда применение
экспериментального метода невозможно или нецелесообразно.
Испытания на надежность вновь разрабатываемой или
модернизируемой сети или ее отдельных элементов или ее отдельной
части, например, корпоративной сети передачи данных, относятся к
периодическим и типовым испытаниям.
В таблице 1 приведены рекомендуемые методы испытаний [24]
оборудования телекоммуникационных сетей.
Таблица 1. Методы испытаний.
Методы испытаний
Автоматические
(объективные)
Возможность постоянного
контроля
Использование большого
объема выборки (контроль
всех вызовов)
Наличие минимального числа
оборудования
Определение неисправностей,
обнаружение которых
невозможно при автоматическом
Ручные
(субъективные)
контроле
Автоматическая обработка
данных
Устранение ошибок по вине
Распределение отказов по видам
предоставляемых услуг
обслуживающего персонала
Об уровне надежности принято судить по способностям объекта
безотказно работать в течении заданного времени в определенных
условиях. Поэтому для оценки надежности и оценки степени
соответствия объекта, предъявляемым к нему требованиям
осуществляют технический контроль. Полученная при этом информация
о качестве работы объекта, в данном случае телекоммуникационной сети
27
(сетевых элементах как средствах связи), и о причинах ее отказов
совместно с данными эксплуатации позволяет принять своевременные
меры по совершенствованию ее структуры.
Совмещение различных методов определения надежности может
дать возможность получить более достоверные показатели надежности,
поскольку при их расчете учитывается совокупность определяющих
факторов. Но при этом вопрос, каким методом и какого рода
информацию желательно получить для определения различных
показателей остается открытым.
Методы испытаний, согласно [31], приведены на рисунке 2.
Методы испытаний
(Рек. E.432 МСЭ-Т)
Автоматические
(объективные)
возможность постоянного
контроля;
использование большой выборки
или даже контроля всех вызовов;
автоматическая обработка данных;
устранение ошибок по вине
человека.
Ручные
(субъективные)
наличие минимального количества
оборудования;
позволяют обнаружить некоторые
отклонения, что невозможно сделать
при автоматическом контроле
(определение плохой слышимости);
распределение отказов по видам
услуг.
Рисунок 2. – Методы испытаний
При оценке показателей надежности все отказы, фиксируемые
системой контроля технического состояния, предлагается разделять на
отказы, которые необходимо фиксировать в бланках отчетов для
28
последующей обработки и отказы, вызванные воздействием внешних
факторов, нарушением обслуживающим персоналом инструкции по
эксплуатации.
Отказы, устраняемые в процессе доработок, эффективность
которых очевидна или подтверждена экспериментально при дальнейших
испытаниях на надежность и не влияющие на оцениваемый при
испытаниях показатель надежности, в настоящее время не учитываются
и таким образом, нет возможности выявить реальное воздействие на
объект отказов определенного вида.
1.4 . Виды контроля технического состояния средств и сетей связи
Надежность и качество функционирования
телекоммуникационных сетей и средств связи существенно зависят от
системы контроля их технического состояния. Главной функцией
системы контроля является обнаружение отказов.
Сущность системы контроля технического состояния сводится к
выполнению двух основных этапов:
1. Получение информации о фактическом состоянии объекта
технического контроля, о признаках и показателях его свойств.
2. Сопоставление этой полученной информации с заранее
установленными требованиями, нормами и критериями.
Виды технического контроля классифицируются по
определенному признаку. Таким признаком может служить: полнота
контроля и влияние системы контроля на объект. По влиянию на объект
– разрушающий и неразрушающий.
Известно, что системы контроля, предназначенные для сложных
систем, зачастую представляют собой сложные системы, требующие
29
обоснования их надежности. Ухудшение надежности и качества
функционирования системы контроля технического состояния может
привести к резкому ухудшению качества функционирования
телекоммуникационной сети в целом или отдельной ее части. Поэтому
проблема контроля привлекает к себе внимание разработчиков таких
сетей.
При выполнении функции обнаружения отказов и поиска
отказавших элементов работоспособность средств контроля может быть
нарушена. Это, в свою очередь, может привести к ошибкам контроля.
Рассмотрим случаи, приводящие к ошибкам контроля при двух
видах системы контроля: непрерывном и периодическом. При
непрерывном контроле отказ обнаруживается одновременно с его
возникновением, т.е. при непрерывном контроле проверка
работоспособности совмещена с функционированием элемента сети.
После обнаружения и локализации отказа элемент отправляется на
восстановление. При периодическом контроле отказ обнаруживается во
время проведения периодической проверки. Период проверки
устанавливается согласно существующим нормам проверки
технического состояния объекта в целом.
Считаем, что контролируемый сетевой элемент в момент проверки
может находиться в двух состояниях: работоспособном и
неработоспособном.
1. Периодический контроль.
1.1. Контролируемый объект работоспособен, но система контроля
ложно обнаруживает отказ. Может быть несколько причин такой
ситуации. Некоторые из них:
а) отказ оборудования системы периодического контроля;
30
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]