Введение к работе
Актуальность проблемы. В современных цифровых телефонных сетях передача информации между узлами коммутации осуществляется по цифровым соединительным линиям (СЛ), обеспечивающим организацию большого числа телефонных каналов (от нескольких десятков до десятков тысяч). Цифровые С Л базируются на оборудовании систем передачи первичных сетей, которое может включать в себя как системы плезиохронной цифровой иерархии (ПНИ), так и синхронной (СПИ).
Независимо от технологии систем передачи, они используют линии связи (ЛС), как правило, на базе медного или оптоволоконного кабеля. Наиболее уязвимыми с точки зрения надежности являются именно ЛС, при выходе из строя которых уменьшается количество доступных С Л между узлами коммутации (УК). В некоторых случаях это приводит к полной потере связи между УК. Один из путей борьбы с нарушениями ЛС - управление потоками вызовов в самой телефонной сети: маршрутизация вызовов либо динамическое управление. Однако такое управление является недостаточно оперативным по причине отсутствия во вторичной сети данных об эксплуатационно-техническом состоянии (ЭТС) оборудования первичной сети, включая процесс восстановления. Другой путь связан с управлением канальными ресурсами телефонной сети средствами первичной сети.
Такое управления стало реальным с появлением в первичных сетях оборудования цифровых кросс-коннекторов (ЦКК), позволяющего переключать цифровые ЛТ. Тем самым обеспечивается и управление канальными ресурсами телефонной сети. Для реализации оперативного управления ЛТ необходимо обладать информацией об их ЭТС, а также о всей сети в целом. В настоящее время разработаны и внедрены на многих сетях связи ком-
пьютерные системы поддержки технической эксплуатации ЦКК и цифровых систем передач (ЦСП), позволяющие собирать аварийную информацию, обрабатывать ее и хранить.
Вместе с тем вопросы автоматизации оперативного управления ресурсами сети с помощью ЦКК на настоящий момент слабо изучены. Реализация систем поддержки оператору в принятии решений ограничивается, в основном, выдачей более наглядной и отфильтрованной аварийной информации, полученной от элементов сети.
Задача моделирования первичной сети связи и выбора оптимального плана распределения каналов на основе методов линейного программирования для стационарных условий рассмотрена в работах В.Г. Лазарева, Г.Г. Саввина, R.S.Kalaba, M.L. Juncosa. В работах A. Dutta предложена целочисленная модель сети и разработан эвристический метод решения на основе множителей Лагранжа.
В большинстве работ, посвященных этой проблеме, предложены алгоритмы планирования и оперативного распределения каналов, основанные на использовании метода линейного программирования. При этом оптимизация целевой функции осуществляется на основе одного критерия эффективности. При многокритериальной оценке с использованием множителей Лагранжа в качестве критериев эффективности выступает один из нескольких частных критериев, а остальные вынесены в ограничения. При наличии более 3-х критериев математическая модель становится сложной, и требуются эвристические методы расчета.
Между тем на практике при анализе состояния сети и решении вопроса о распределении ресурсов каналов приходится учитывать множество факторов. Однако в существующих системах управления эксплуатацией систем связи отсутствуют авто-
матизированные средства, позволяющие выработать решение па основе многокритериальной оценки.
Цель работы. Целью данной работы является исследование и разработка методов распределения канальных ресурсов цифровой телефонной сети средствами первичной сети. Непосредственно практической задачей работы является разработка алгоритмов и функциональной структуры подсистемы поддержки принятия решения при переключении линейных трактов и каналов с помощью ЦКК.
Методы исследования. При решении поставленной задачи использовались методы исследования операций, теории выбора и принятия решений, численные итерационные методы, метод анализа иерархий (МАИ) и методы теории нечетких множеств.
Научная новизна.
-
Предложен метод управления канальными ресурсами цифровой телефонной сети на основе многокритериальной оценки и выбора из области допустимых решений.
-
Для реализации этого подхода применен метод МАИ, использующий экспертные оценки, и теория нечетких множеств.
-
Разработаны алгоритмы оперативного управления канальными ресурсами на основе предложенных методов.
4. Для формирования ранжированного множества альтер
натив распределения ЛТ предложено применение подсистемы
поддержки принятия решений.
5. Для оценки необходимости и возможности реконфигу
рации введены два порога: порог реконфигурации, при превыше
нии которого направление начинает конкурировать за ресурсы
исправных ЛТ, и порог критический, превышение которого не
допустимо для данного направления.
6. Предложены алгоритмы формирования парето-
оптимального плана распределения канальных ресурсов для сетей с одинаковой и различной пропускной способностью.
Личный вклад. Основные научные результаты работы получены автором самостоятельно.
Практическая ценность. Теоретические и практические результаты работы позволяют обосновать целесообразность использования метода оперативного управления канальными ресурсами телефонной сети с помощью ЦКК, а также экспертных оценок при принятии решений о переключении линейных трактов ЦСП. В работе получены следующие практические результаты:
разработан алгоритм распределения ресурсов каналов и трактов на основе методов МАИ и нечетких мер;
исследованы функциональные и информационные взаимодействия подсистемы поддержки принятия решений при переключении ЛТ ЦСП с другими системами, реализующими функции поддержки технической эксплуатации;
построена программная модель подсистемы поддержки принятия решений на основе предложенных методов распределения канальных ресурсов .
Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на международных конференциях по информационным сетям и системам (КИСС-93, Санкт-Петербург, 1993; ICINAS-96, Санкт-Петербург, 1996), на семинарах и научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава СПбГУТ им. проф. М. А. Бонч-Бруевича в 1993-1996 гг.
Публикации. Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 6 печатных работах.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 77 на-
