Навчальна дисципліна	“ТЕЛЕКОМУНІКАЦІЙНІ ТА ІНФОРМАЦІЙНІ МЕРЕЖІ”
Змістовий модуль № 2.	МЕТОДИ АНАЛІЗУ, СИНТЕЗУ Й ОПТИМІЗАЦІЇ СТРУКТУР ТЕЛЕКОМУНІКАЦІЙНИХ МЕРЕЖ.
Лекція № 5	ПОНЯТТЯ ТА КІЛЬКІСНІ ПОКАЗНИКИ СТРУКТУРНОЇ НАДІЙНОСТІ ТА ЖИВУЧОСТІ ТЕЛЕКОМУНІКАЦІЙНИХ МЕРЕЖ.

ПЛАН ЛЕКЦІЇ

Навчальні питання:

1. Структурна надійність мережі.

2. Структурна живучість мережі.

3. Оцінка структурної надійності та живучості.

Навчально-матеріальне забезпечення:

1. ПЕОМ, мультимедійний проектор.

2. Презентація у форматі PowerPoint.

Навчальна література:

1. Воробієнко П.П., Нікітюк Л.А., Резніченко П.І. Телекомунікаційні та інформаційні мережі: Підруч. для ВНЗ. – К.: «Саммит-книга», 2010. – С. 146–180.

2. Олифер В.Г., Олифер H.A. Компьютерные сети. Принцип, технологии, протоколы: Учебник для вузов. 4-е изд. – СПб.: «Питер», 2010. – С. 214–255.

3. Стеклов В.К., Беркман Л.Н. Проектування телекомунікаційних мереж: підруч. для студ. вищ. навч. зал. за напрямком «Телекомунікації»/ за ред. В.К. Стеклова. – К.: «Техніка», 2002. – С. 94–173.

1. Структурна надійність мережі.

Відомо, що телекомунікаційна мережа є складним технічним об’єктом. Серед безлічі властивостей, які характеризують цей об’єкт, одним з найважливіших є надійність.

Надійність – це властивість системи зберігати в часі і встановлених межах значення всіх параметрів, що характеризують здатність виконувати необхідні функції в заданих режимах і умовах застосування, технічного обслуговування, ремонту, зберігання і транспортування.

У залежності від призначення об’єкта, виконуваних ним функцій та умов експлуатації розрізняють кілька властивостей об’єкта, пов’язаних з надійністю:

• безвідмовність – властивості об’єкта зберігати працездатність;

• довговічність – властивість об’єкта зберігати працездатність до визначеного стану;

• ремонтопридатність – можливість виконання ремонту об’єкта та технічного обслуговування;

• відновлюваність – властивість об’єкта відновлювати працездатність після відмови.

Для телекомунікаційних мереж, що складаються з елементів, різнорідних за своїми властивостями, показниками надійності, призначенням, дату виготовлення, терміну введення в експлуатацію можна виділити два аспекти надійності, які називаються апаратурним і структурним.

Під апаратурним аспектом надійності розуміється надійність апаратури, окремих пристроїв та їх елементів, включаючи канали та лінійні тракти.

Структурний аспект відображає функціонування мережі в цілому в залежності від працездатності або відмов вузлів чи ребер. Він пов’язаний з можливістю існування в мережі шляхів доставки інформації. Далі, поняття «надійність» розглядатиметься нами тільки в структурному аспекті.

Надійність мережі характеризується низкою показників. Нехай для зв’язку між 2-ма пунктами імережі можуть використовуватися всі можливі шляхи з множини. Підпоказником надійності зв’язку між пунктами розуміється ймовірність того, що в довільний момент часу хоча б один із шляхів, що з’єднують ці пункти, перебуває в працездатному стані. Під показником надійності шляху розуміється ймовірність того, що даний шлях у довільний момент часу перебуває в працездатному стані, а це означає, що працездатними повинні бути всі ребра і вузли, що входять до його складу.Показник надійності позначимо , де– номер шляху з множини.

Відмовою ребра називається такий стан, при якому канали, що утворюють розглядається ребро, або повністю вийшли з ладу, або їх параметри настільки погіршилися, що їх практично не можна використовувати. Надійність ребрахарактеризується ймовірністю відмови ребраі ймовірністю його безвідмовної роботи.

Відмовою вузла називається такий стан, при якому через цей вузол неможлива передача інформації з вхідних каналів на вихідні. Така відмова еквівалентна одночасній відмови всіх ребер, інцидентних даному вузлу.

2. Структурна живучість мережі.

Телекомунікаційні мережі в процесі функціонування можуть піддаватися впливу різних зовнішніх факторів (стихійних лих, зброї масового знищення і т. ін.). У результаті можуть не функціонувати як окремі елементи, так і цілі ділянки цих мереж. Такі екстремальні ситуації характеризуються різким зниженням пропускної здатності мереж, а також їх структурними змінами (аж до розриву зв’язності).

Властивість мережі забезпечувати встановлення з’єднань і передачу повідомлень між джерелами і споживачами інформації при виході з ладу її елементів у результаті зовнішнього впливу називається живучістю мережі.

Чинники, що визначають живучість мереж, розподіляються на дві групи:

1) Процеси та явища, що викликають вихід із ладу елементів мережі:

• агресивні прояви навколишнього середовища;

• шкідливий вплив об’єктів і штучних споруд, розташованих поблизу мережі;

• навмисні дії.

2) Заходи, що вживаються на мережах, властивості мереж, що перешкоджають виникненню відмов або підвищують зв’язність їх структури:

• раціональна побудова структури і топології мереж;

• використання високонадійної і живучою апаратури зв’язку;

• застосування спеціальних заходів захисту.

Виділяють 2 види живучості мережі: структурну та функціональну. Перший вид визначає верхню (теоретично досяжну) кордон живучості. Вважають, що мережа має структурну живучість, якщо можна вважати (з певною ймовірністю), що граф мережі, який описує її структуру, залишиться зв’язаним після впливу на мережу певних агресивних чинників. Властивість мережі, завдяки функціональним можливостям використовуваних засобів зв’язку, забезпечувати встановлення з’єднань і передачу інформації при ураженнях її елементів в результаті зовнішніх впливів називається функціональною живучістю мережі. Надалі розглянемо оцінку структурної надійності та живучості.