Введение к работе
Актуальность проблемы. В решениях ХШІ Съезда КПСС и ІП Съезда Коммунистической партии Кубы подчеркивается необходимость ускорения научно-технического прогресса в решении задач управления во всех отраслях народного хозяйства, а именно, в отрасли связи, в создании автоматизированных систем управления технологическими процессами, гибких автоматизированных систем, а также систем автоматизации научных исследований в технике связи.
В целях удовлетворения потребностей народного хозяйства и населения в средствах связи предусматривается увеличение телефонной плотности и установка современных систем коммутации для модернизации существующих сетей, дальнейший рост телефонной плотности, организация цифровых сетей с интеграцией служб, объединяющих передачу всех видов информации, вызывают необходшюсть поиска экономически эффективных технических решений, обеспечивающих повышение надежности оборудования и качества обслуживания без существенного увеличения капитальных затрат.
Настоящий этап развития техники связи характеризуется интенсивной разработкой'и внедрением на сетях электросвязи цифровых систем коммутации(ЦСК), системы управления в которях отроятся на элементной базе и принципах современной вычислительной техники. Одной из.отличительных особенностей таких систем управления является большое число модификаций их структурного построения и распределения функций в процессе обслуживания вызовов между отдельными управляющими устройствами в общей системе управления.
Массовым элементом цифровых сетгй является концентратор, структура которого зависит от видов подключаемых терминалов и распределения функций управления между ним и опорной станцией. В последнее время внедряются концентраторы для одновременного под-ялтення телефонных аппаратов и терминалов передачи данных. Рост числа возможных варгалтоз построения вызывает необходимость развития методов анализа и синтеза управляодих устройств цифровых систем коммутации с целью повышения эффективности их $ушщцонзро-вания, особенно на этапе системного проектирования, для'обоснования выбора структуры концентратора; его системи управления и способа распределения функций кепду ним и опорной АТС. Во всех стрз-
№
нах уделяют большое внимание этой научной задаче.
Большое число возможных вариантов структурного построения концентраторов и системы управления в.них, сложность юс аналитического описания, а также необходимость формализации выполняемых задач требуют разработки методов определения структурных параметров и потенциальных возможностей концентраторов при интеграции видов связи в них с целью удовлетворения потребностей населения страны.
Цель работы. Целью работы является исследование и разработка структур концентраторов с программным управлением при внедрении цифровых систем коммутации на сетях Республики Куба на основе определения их функциональных и структурных параметров при интеграции различных видов служб.
Основными направлениями' исследования при этом являются:
разработка метода, позволяющего оценить и оптимизировать условия целесообразности использования концентраторов на этапах внедрения цифровых систем коммутации с целью удовлетворения потребности населения в телефонной связи;
анализ принципов построения структур концентраторов с целью выбора их оптимальных структурных и функциональных параметров;
разработка математической модели процесса обслуживания объединенного потока вызовов с целью выбора параметров производительности работы системы управления и структурных параметров концентратора; модель должна позволить определить временные характеристики в зависимости от емкости концентратора и приоритетности обслуживания каждого потока с учетом особенностей дункцлонирова-ния системы управления;
разработка имитационной модели процесса обслуживания вызовов системой управления концентратора с целью проверки его работоспособности при обслуживании объединенного потока.
Метод исследования. В. основу проводимых исследований положены методы 'оптимизации, теории вероятностей, теории массового обслуживания, теории автоматических систем коммутации, теории распределения инфорлации, численное и статистическое моделирование-на ЭВМ.
Научная новизна работы заключается в следующем:
для оценки технико-экономической целесообразности применения удаленных концентраторов и.параметров сети района на этапах внедрения цифровых систем коммутации применен градиентный метод оп-
типизации, в частности метод наискорейшего спуска. Разработанная процедура позволяет одновременно определить условия внедрения концентраторов с минимальными затратами, их оптимальное количество и емкость, а также площадь территории на которой все абонентские линия подключаются непосредственно к АТС;
разработана модель работы системы управления концентратора при обслуживании потока телефонных вызовов и потока вызовов от терминалов передачи данных с разными приоритетами и допускаемыми разными временными задержками; на ее основе проведен анализ функционирования системы управления и определены основные характеристики многоэтапной системы массового обслуживания;
для вышеназванной модели разработано аналитическое описание функционирования концентратора, представляющее собой итерационный процесс, позволящий определить значения потерь вызовов при обслуживании суммарного потока, временные параглетрн системы и значение интенсивности потока вызовов от терминалов передачи данных при повторных попытках обслуживания;
производительность работы системы управления концентратора в процессе обслуживания вызовов объединенного потока с разными приоритетами предложено оценивать по полученным временным параметрам с учетом не только времени реакции системы управления, но и коммутационных возможностей концентратора. Это позволяет регулировать поток повторных вызовов с целью уменьшения нагрузки на систему управления;
на основе имитационного моделирования с учетом особенностей работы системы управления при обслуживании объединенного потока с разными приоритетами и коммутационными возможностями концентратора проверена эффективность алгоритма'функционирования разработанных моделей; на основе полученных результатов рекомендуется при обслуживании вызовов разделять этапы обработки информации для каждого вида потока с целью увеличения эффективного использования ресурсов управления.
Личный вклад. Все исследования и связанные с ними программы расчета на ЭВМ, а также вытекающие из них теоретические выводы и практические рекомендации получены автором лично.
Практическая ценность работы заключается в следующем:
разработана программа, позволящая оценить и найти оптимальные
условия для использования концентраторов на существующей сети района и определить их структурные параметры в зависимости от характеристик района;
разработаны модели работы системы управления концентратора, обслуживающего поток вызовов от телефонных абонентов и терминалов передачи данных, в соответствии с ними составлены программы, позволяющие выбирать емкость концентратора, временные параметры его работы и параметры производительности системы управления в зависимости от коммутационных возможностей концентратора;
. разработанная программа на основе имитационного моделирования позволит выбирать временные параметры системы управления при обслуживании объединенного потока вызовов и в зависимости от коммутационных возможностей концентратора проверять его функционирование и работоспособность.
Результаты диссертации имеют практическое значение для научно-исследовательских и проектных учреждений Министерства связи СССР и Республики Куба, занимающихся разработкой новых и модернизацией существущих систем коммутации.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы обсуждались, и получили одобрение на: Х1У Московской городской научно-технической конференцииг посвященной Дню радио в 1988 г.; научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава; сотрудников НИЧ и аспирантов по итогам научных исследований в 1989 г.; заседаниях кафедры АЭС МИС в 1986 -1989 гг.
Использование результатов работы. Результаты диссертационной работы использованы при разработке принципов построения ЦСИО, выполненной в рамках НИР "Пакет" в ЛНПО "Красная Заря". .
Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 5 работ: 2 статьи на Кубе, 1 работа в материалах конференции и 2 работы депонированы в ЦНТИ "Информсвязь".
Объем работ ні Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и приложения. Работа.содержит 116 страниц машинописного текста, 43'рисунка и 5 таблиц. В списке литературы 143 наименования.
Основные положения, выносимые на защиту: 1. Градиентный метод оптимизации позволяет одновременно оценить
целесообразность внедрения концентраторов и определить оптимальные параметры сети района пря их использовании. Для уменьшения затрат машинного времени использован метод кубической интерполяция.
2. Разработанные алгоритмы' работы системы управления концентратора, обслуживающего объединенный поток вызовов,' обеспечивают повышение эффективности использования системы управления концентратора за счет разделения этапа обработки информации для каждого вида потока.
'3. При определении временных параметров работы системы управления концентратора с целью достижения ее максимальной производительности следует учитывать не только время реакции системы управления, но и коммутационные возможности концентратора в делом. 'Это оЗеслечиваег более рациональный выбор емкости концентратора и состава подключаемых абонентов.
4. Использование имитационного моделирования позволило проверить функционирование и работоспособность системы управления, скорректировать алгоритм функционирования системы управления концентратора при обслуживании объединенного потока вызовов в соответствии с разработанными моделями, с целью регулирования интенсивности поступления повторных вызовов и уменьшения нагрузки на систему управления.
