1.3 Метаалгоритм проектирования икс

Лицо принимающее решение (ЛПР) в части структурной и архитектурной организации перспективных МСС, на первоначальных этапах проектирования интересует не единичное точное решение, заключающееся в поиске графа сети, а целый комплекс вопросов, из которых основными являются [1]:

- проверка технического задания (ТЗ) на противоречивость;

- оценка степени выполнимости ТЗ;

- обоснование выбора критериев оптимальности, системы ограничений и отдельных условий;

- оценка предельно-достижимых значений надёжностных, вероятностно-временных и стоимостных характеристик проектируемой ИКС;

- определение степени иерархичности, характера разветвлённости, связности и других интегральных топологических характеристик;

- выбор наиболее предпочтительной дисциплины обслуживания очередей;

- расчёт оптимального типажа ТСС, в том числе и средств ТО или определение требований к ним по надёжности, быстродействию и т. п.;

- исследование наиболее общих свойств предполагаемого проекта сети, в частности, устойчивости к выходным условиям и чувствительности интегральных показателей по отношению к внутренним параметрам;

- определение оптимальной этапности внедрения сети;

- выявление по тому или иному показателю звеньев сети и выработка предложений по их расширению.

Опыт проектирования сетей связи вообще и МСС, в частности, позволяет разбить общую задачу оптимального проектирования МСС на ряд частных задач.

1. Выбор топологии графа (ВТГ), интерпретирующего структуру сети. Решение сводится к определению оптимального числа вершин абстрактного (без привязки к местности) графа и “сетки” линий (рёбер), соединяющей вершины.

2. Выбор пропускных способностей (ВПС). Решение состоит в выборе из заданного дискретного ряда пропускных способностей КС и производительностей УК по определённому правилу.

3. Распределение потоков (РП). Решение сводится к поиску оптимальных маршрутов передачи потоков информации и расчёту интенсивности потоков в отдельных КС, УК и на маршрутах.

4. Расчёт подсистемы ТО. Позволяет получить оптимальное число центров технического обслуживания (ЦТО), наиболее предпочтительные стратегии ремонтного и ТО.

5. Оценка стоимостных и вероятностно-временных характеристик (ВВХ) отдельных УК, КС, подсетей и МСС в целом. Эта задача нацелена на расчёт интегральных и дифференциальных показателей проекта.

6. Поиск оптимального расположения УК. Решение задачи позволяет определить реальную пространственную топологию сети, т. е. привязать вершины графа, найденного по результатам ВТГ, к конкретным географическим пунктам.

7. Оценка живучести сети. Задача предназначена для анализа топологий с целью выявления структурных “дефектов”, например точек сочленения.

8. Управления потоками. Решение позволяет учесть дополнительное влияние подсистемы управления на процесс доставки информации.

Сейчас в практике проектирования сетей связи установились итерационно-циклический, декомпозиционный и глобальный подходы.

Первый основывается на последовательном решении частных задач. Например, в начале синтезируется граф, интерпретирующий структуру сети. Затем производится РП, ВПС и т. д. В других процедурах проектирования пропускные способности задаются до РП. Однако обоим способам свойствен один недостаток – комбинация выбранного РП и назначенных пропускных способностей оказывается априорно смещённой, в результате чего часто возможность изменения экономических показателей. Кроме того, данному подходу свойственно обилие обратных связей, поскольку после решения очередной задачи возникает необходимость в корректировке ранее решённых.

Второй подход базируется на декомпозиции сети и последующей раздельной оптимизации подсетей [1]. Наибольшее распространение получил следующий итеративный метод:

1) априори выделяется транзитная (распределённая) и абонентская (древовидная) подсети;

2) выделенные подсети подвергаются раздельной оптимизации;

3) параметры модели модифицируются в направлении максимальной экономии;

4) при достиже6нии локального минимума процесс заканчивается; в противном случае осуществляется переход к пункту 2 и осуществляется ещё одна итерация перечисленных шагов.

Данному подходу свойствен такой недостаток, как неконтролируемая ошибка, поскольку обходится молчанием вопрос, связанный с распределением общественных норм до частных требований, предъявляемых к отдельным подсетям.

Не требует предварительного расчленения сети подход, использующий идею глобальной оптимизации проекта сети и воедино увязывающий структурные и экономические показатели сети, технико-экономические характеристики используемых ТСС, а также ВВХ процессов доставки сообщений и ТО. Однако практическая реализация глобального подхода вступает в резкое противоречие с быстро-действием и объёмом памяти используемой вычислительной техники, что ограничивает область применения методов глобальной оптимизации.

При оптимизации крупномасштабных, организованных по иерархическому принципу МСС, будем придерживаться следующего многоэтапного метода оптимизации, согласно которому на первом этапе на базе СМ без предварительного разбиения на подсети и декомпозиции задачи на частные случаи находится решение для МСС в целом [1]. Полученные результаты (структура, план РП, распределение требований по отдельным ступеням иерархии и т. п.) служат начальными условиями поиска для уточнения решения более совершенными алгоритмами оценки структурной надёжности и живучести.