Введение к работе
Актуальность проблемы. Перед отраслью связи партией и правительством поставлена важная социально-экономическая задача: к 2000 году обеспечить каждую семью в городе телефонным аппаратом, а в сельской местности иметь не менее одного телефонного аппарата на две семьи. Для решения этой задача наряду с ростом сетей связи необходимо уделять большое внимание повышению использования оборудования и каналов связи.
Одним из способов повышения использования линий и каналов на сетях связи является организация обходных направлений. Построение сетей связи с обходными направлениями стало экономически оправданным при внедрении на узлах коммутации оборудования координатной, квазиэлектронной и электронной систем. В связи с внедрением на сетях связи узлов коммутации с программным управлением для повышения использования линий совместно с применением обходных направлений целесообразно при определенных условиях вводить дисциплину обслуживания вызовов с ожиданием. Такая дисциплина принята для приоритетных вызовов на междугородной телефонной сети и нашла применение в междугородных системах коммутации типа "Кварц". Однако в настоящее время не существует инженерного метода оценка пропускной способности пучков линий в обходных направлениях при применении дисциплины обслуживания вызовов с ожиданием.
Применение на сетях связи обходных направлений приводит к изменению характера потока вызовов, поступающих на узла коммутации. Оценка пропускной способности управлявших устройств без учета изменения характера поступающего потока на такой сети^ложет привести к снижению качества обслуживания вызовов управляющими устройствами.
Актуальность темы диссертационной работы обусловлена необходимостью разработки нетода оценки пропускной способности систем с ожиданием на сетях связи с обходными направлениями.
Цель работы. Диссертационная работа посвящена вопросам исследования пропускной способности систем с ожиданием при обслуживании вызовов избыточной нагрузки. Основными направлениями исследования являются развитие метода Витта по оценке пропускной способности полнодоступных пучков линий, обслуживающих вызовы на обходных направлениях с ожиданием' при ограниченной длине
1,(5
очереди и экспоненциальном времени обслуживания; разработка метода оценки качества обслуживания вызовов управлящими устройствами с учетом избыточной нагрузки; оценка качества обслуживания с ожиданием вызовов приоритетных категорий полнодоступными пучками линий в обходных направлениях.
Метод исследования. Теоретические и экспериментальные исследования основаны на теории автоматических систем коммутации, теории распределения информации, алгебре матриц, программирования, теории статистического моделирования на ЭВМ, математической статистике.
Научная новизна. Научная новизна работы заключается в следувдем:
развит метод Витта по оценке пропускной способности полнодоступных пучков линий при обслуживании избыточной нагрузки в системах с ожиданием, ограниченной длиной очереди и экспоненциальным временем обслуживания для случая, когда среднее использование линий в пучке меньше единицы, а также подучены выражения для определения основных показателей качества обслуживания;
на основе результатов моделирования разработан приближенный метод оценки пропускной способности управляющих устройств, обслу-живаыцих вызовы избыточной нагрузки. Для учета влияния избыточной нагрузки на показатели качества обслуживания вызовов управляющими устройствами предлагаются приближенные выражения с использованием зависимостей Кроммелина;
для получения численных значений основных показателей качества обслуживания вызовов приоритетных категорий с ожиданием при ограниченной длине очереди и экспоненциальном времени обслуживания полнодоступными пучками линий в обходных направлениях разработаны имитационные модели, учитывающие особенности обслуживания вызовов каждой категории приоритета на автоматических узлах коммутации (УАК) и автоматических междугородных телефонных станциях (АМТС). На основе полученных результатов даны рекомендации по выбору оптимального числа мест ожидания.
Личный вклад. Все результаты, представленные в работе, получены автором лично.
Практическая ценность. Метод оценки пропускной способности полнодоступных пучков линий в обходных направлениях при обслуживании вызовов с ожиданием и ограниченной длиной очерьди нашел применение при разработке и проектировании автоматических телефонных станций Единой системы средств коммутационной
техники (ЕССКГ) на городских и сельских телефонных сетях. Применение дисциплины обслуживания с ожиданием в обходных направлениях позволит повысить пропускную способность пучков линий на 7-9 по сравнению с системой с потерями.
Метод оценки качества обслуживания вызовов избыточной нагрузки управляющими устройствами используется при разработке и проектировании узлов коммутации с программным управлением.
Имитационные модели для исследования пропускной способности пучков линий на обходных направлениях при обслуживании вызовов приоритетных категорий с ожиданием и ограниченной длиной очереди, а такие рекомендации по оценке качества обслуживания и выбору числа мест ожидания нашли применение при разработке и проектировании узлов коммутации на междугородной телефонной сети.
Реализация результатов работы. Результаты реферируемой работы включены в рекомендации по выбору числа мест ожидания, которые нашли применение при разработке рабочих алгоритмов для реальных АМТС и УАК на междугородной телефонной сети.
Результаты диссертации использованы в научно-исследовательской работе, проводимой в НИИ ВЭФ по разработке узлов коммутации ЕССКТ, а также в учебном процессе кафедры автоматической электросвязи Московского института связи в курсе "Теория распределения информации".
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсувдадись на X (1984г.), XI (1985г.), ХШ (1987г.) и ХІУ (1988г.) научно-технических конференциях НТОРЭС им. А.С. Попова (г. Москва), на научно-техническом семинаре "Проблемы внедрения программно-управляемых средств коммутации" (г. Вильнюс, 1986г.), на ХУІ Всесоюзной научной сессии, посвященной Дню радио (г. Москва, 1986г.), на ХХШ научной конференции факультета физико-математических и естественных наук УДН им. Патриса Лумумбы (г. Москва, 1987г.), на научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава МЭИС (г. Москва, 1984, 1985, 1986, 1987 гг.), на заседаниях кафедры АЭС МЭИС.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано восемь работ, из них две в соавторстве.
Обт-w работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, трех приложений и заключения. Работа содержит /-У страниц машинописного текста, 99 рисунков, 32 таблицы. В списке литературч G4 наименования.
Основные положения, выносимые на защиту:
разработанный в диссертации метод оценки пропускной способности полнодоступных пучков линий со средним использованием меньше единицы в обходных направлениях при обслуживании вызовов с ожиданием, ограниченной длиной очереди и экспоненциальным временем обслуживания, основанный на аппроксимации Витта, позволяет с достаточной для практических целей точностью находить основные показатели качества обслуживания. Погрешность при расчете этих показателей не превышает 20 % для пик-фактора в диапазоне 1,1 * 5 на пучках линий со средним использованием до 0,8;
установлено, что применение дисциплины обслуживания вызовов с ожиданием при ограниченной длине очереди в обходных направлениях по сравнению с системой с потерями позволяет повысить пропускную способность полнодоступных пучков линий на 7-9 %, если их емкость не превышает 100 линий. Эффективность применения дисциплины обслуживания с ожиданием зависит, кроме того, от перегрузки в направлении: на пучках емкостью до 50 линий вероятность потерь не должна превышать 0,2, на пучках емкостью более 50 линий - 0,1;
оценка пропускной способности управляющих устройств при обслуживании избыточной нагрузки с достаточной для инженерного метода точностью может быть проведена по двум параметрам нагрузки: математическому ожиданию- и пик-фактору. Погрешность предлагаемых аппроксимаций для определения показателей качества обслуживания не превышает 20 % в диапазоне нагрузок на одно управляющее устройство 0,1 * 0,8 Эрл при пик-факторе в пределах 1,1 * 5 и числе устройств до 5;
разработанные имитационные модели для исследования пропускной способности полнодоступных пучков линий в обходных направлениях при обслуживании вызовов приоритетных категорий с ожиданием, ограниченной длиной очереди и экспоненциальным временем обсл..лвания о помощью возможностей языка СПАЛМ (системы программирования алгоритмов и моделей) позволяют учесть особенности обслуживания каждой категории приоритета вызовов на междугородкой телефонной сети и получить численные значения показателей качества обслуживания для каждой категории вызовов в зависимости от іараметров избыточной нагрузки.
