9.8. Способы межзвеньевых соединений и методы искания в многозвеньевых схемах

Вероятность потерь в звеньевых блокирующих коммутационных схемах зависит от многих факторов. В первую очередь она зависит от характера потока вызовов и величины поступающей нагрузки. Существенная зависимость вероятности потерь наблюдается от структуры коммутационной схемы: размеров коммутаторов, числа промежуточных линий между коммутаторами, наличия или отсутствия расширения (концентрации) в каждом из звеньев, наличия или отсутствия блоков, веерной или связанной структуры и других характеристик структуры. Установлено также, что вероятность потерь зависит от способа межзвеньевых соединений л метода искания свободных промежуточных линий (выбора пути установления соединения для поступающего вызова).

В звеньевых коммутационных схемах наиболее часто используются два способа межзвеньевых соединений, показанных на рис. 9.8 и 9.9. На первом рисунке изображен способ последовательных межзвеньевых соединений, при котором номера занимаемых входов в коммутаторах звена В соответствуют номеру коммутатора в звене А. На втором рисунке приведен способ циклических межзвеньевых соединений. При этом способе осуществляется циклический сдвиг номера занимаемого входа в коммутаторах звена В при переходе от одного выхода из коммутатора звена А к другому. Любой из указанных двух способов соединений при неделимой структуре может применяться независимо от другого между любой парой соседних звеньев. При блочной структуре каждый из способов может использоваться как внутри блока, так и для междублочных соединений. Таким образом, для схемы с несколькими звеньями число вариантов межзвеньевых соединений может быть значительным.

Методами искания, наиболее часто применяемыми в коммутационной технике, считаются: последовательное искание из фиксированного исходного положения, последовательное искание из случайного положения. Второй из этих способов дает такие же результаты, как и равновероятное случайное искание (равновероятный выбор любой свободной промежуточной линии).

Каждый из указанных методов искания может независимо от другого использоваться между любой парой звеньев как внутри блоков, так и на междублочных промежуточных линиях.

9.9. Расчет многозвеньевых коммутационных схем в режиме группового искания. Метод клигс

Комбинаторный метод Якобеуса, рассмотренный на примере двухзвеньевых схем, без существенных усложнений может быть использован для расчета трехзвеньевых схем. Некоторые четырехзвеньевые схемы также можно проанализировать комбинаторным методом, принимая простейшие предположения о распределениях вероятностей занятия промежуточных линий в отдельных звеньях. Использование комбинаторного метода для схем с большим числом звеньев (пять и более) в настоящем его виде затруднительно.

Метод эффективной доступности приспособлен для расчета двухзвеньевых схем в режиме группового или свободного искания, а также трехзвеньевых схем в режиме индивидуального искания. Однако обобщение этого метода возможно для схем с большим числом звеньев. Если вместо эффективной доступности использовать среднюю доступность, то анализ многозвеньевых коммутационных схем дополнительно упрощается.

Таким образом, комбинаторный метод и метод эффективной доступности в основном обеспечивают расчеты числа соединительных устройств, включаемых в выходы двухзвеньевых коммутационных схем. При проектировании отечественных АТС координатной системы (АТСК и АТСКУ) определение объема коммутационного оборудования сводится к анализу двухзвеньевых схем, поэтому данные методы позволяют обеспечить нужды проектирования таких АТС.

Структура квазиэлектронных АТС такова, что для их анализа и проектирования необходимо рассматривать коммутационные схемы с четырьмя, шестью и более звеньями соединений. Из-за сложности расчета схем с большим числом звеньев, связанной в основном со сложностью их структуры, до последнего времени, за исключением метода вероятностных графов, не было даже приближенных инженерных методов анализа многозвеньевых схем. Использование понятия эффективной доступности и методов статистического моделирования позволило А. Лотце разработать приближенные методы расчета многозвеньевых схем в режиме группового искания (метод КЛИГС) и в режиме индивидуального искания (метод ППЛ), а также предложить метод оптимизации коммутационных схем по числу точек коммутации.

Метод КЛИГС получил сокращенное название от английских слов, означающих «расчет звеньевых систем группового искания». Метод основывается на понятиях средней доступности (свободный веер) d_cp, средней недоступности (занятый веер) d_cp, максимальной доступности (максимальный веер) d_max коммутаторов последнего звена от любого свободного входа первого звена. С помощью этих понятий определяется эффективная доступность d_э, значение которой позволяет вычислить вероятность потерь, пользуясь модифицированной формулой Пальма – Якобеуса. Используем следующие обозначения:

т_i – число выходов коммутатора i-ro звена; k_i – число коммутаторов i-ro звена; s – число звеньев;

q_r– число выходов из одного коммутатора последнего звена в направлении r; _r – число линий в пучке r-го направления; М – общее число выходов схемы;

_{i, i+1} – общее число промежуточных линий между соседними звеньями;

_вx=_1,2/N – коэффициент расширения на входе; _вых=M/_{s-1, s}– коэффициент концентрации на выходе. Тогда

где y_i – обслуженная нагрузка коммутатора i-ro звена.

На соотношение (9.38) налагается следующее ограничение:

которое означает, что средняя доступность коммутаторов любого звена от любого свободного входа не может превышать числа коммутаторов в соответствующем звене.

Величина d_cр равна среднему числу коммутаторов последнего звена, доступных от любого свободного входа в первом звене через свободные промежуточные линии между звеньями. Максимальная доступность определяется выражением

и равна максимальному числу коммутаторов последнего звена, доступных от любого свободного входа первого звена. Она равна средней доступности при нулевой нагрузке и ограничена соотношением d_maxk_s. Средняя недоступность определяется соотношением

и соответствует среднему числу недоступных коммутаторов последнего звена, равному разности между количеством коммутаторов, доступных при нулевой нагрузке и заданной обслуженной нагрузке.

В рассматриваемом методе эффективная доступность определяется как сумма двух слагаемых:

Первое из этих слагаемых является функцией d_cp, определяется соотношением

и представляет собой среднее число выходов рассматриваемого r-го направления, которые могут заниматься через промежуточные линии, образующие среднюю доступность (свободный веер). Второе слагаемое эффективной доступности задается выражением

где y_or – обслуженная нагрузка r-го направления; у_o – общая обслуженная нагрузка.

Произведение первых двух сомножителей в правой части (9.44) выражает число выходов рассматриваемого направления, находящихся в недоступных коммутаторах последнего звена. Умножением на третий множитель y_or/_r получаем среднее число занятых выходов рассматриваемого направления, которые находятся в недоступных коммутаторах. Четвертый множитель представляет собой отношение среднего числа свободных входов в последнее звено к общему числу выходов последнего звена и является коэффициентом, учитывающим степень концентрации в последнем звене.

После определения эффективной доступности по (9.42) считают, что вероятность потерь в многозвеньевой схеме равна вероятности потерь в однозвеньевой схеме с доступностью, равной эффективной доступности. Для расчета вероятности потерь р применяется модифицированная формула Пальма – Якобеуса (см. гл. 8)

В числителе (9.45) стоит функция Эрланга, выражающая потери в полнодоступном пучке, содержащем _r линий, на который поступает некоторая фиктивная нагрузка у_фr, в знаменателе – функция Эрланга, выражающая потери в полнодоступном пучке из _r–d_э линий при той же нагрузке. Фиктивная нагрузка у_фr определяется из соотношения

а фактически поступающая на направление нагрузка у_r определится затем из соотношения

Т очность рассмотренного метода проверена статистическим моделированием. Метод позволяет определить вероятность потерь в многозвеньевых схемах, в которых число промежуточных линий между всеми звеньями одинаково, а _вх1 и _вых1, при этом схемы могут иметь как веерную, так и связанную структуры неделимого или блочного типа.

При использовании s-звеньевых блокирующих коммутационных схем в режиме индивидуального искания пучок, состоящий из n_s промежуточных линий между предпоследним и последним звеньями, входящих в тот коммутатор последнего звена, в который включен требуемый выход, можно рассматривать (рис. 9.10) как некоторое направление j коммутационной схемы с числом звеньев на единицу меньше (схемы с s–1 звеном). В этом случае работа s-звенье-вой схемы в режиме индивидуального искания эквивалентна работе (s–1)-звеньевой схеме в режиме группового искания. Поэтому методы расчета, применимые в режиме группового искания, могут быть использованы для расчета схем в режиме индивидуального искания. В частности, метод КЛИГС, предложенный А. Лотце для режима группового искания, можно применить для схем, используемых в режиме индивидуального искания. Для многозвеньевых блокирующих схем, работающих в режиме индивидуального искания, разработаны также специальные методы расчета.