Введение к работе
Актуальность проблемы. В настоящее время происходит внедрение автоматизированной системы управления телеграфными сетями (АСУ ТгС), основной задачей которой является улучшение качества обслуживания вызовов на существующих сетях России. Для АСУ ТгС базовой аппаратурой является СОКРАТ, которая позволяет собирать и анализировать данные, поступающие от узлов телеграфных сетей. В то же время, вопросам выработки управляющих решений при неординарных ситуациях на сетях пока не уделено должного внимания в силу их недостаточной научной проработки и обоснованности. В частности, лишь в общих чертах исследован вопрос о системе управления абонентской нагрузкой при перегрузке управляющих устройств (УУ) телеграфных станций с коммутацией каналов (КК).
Известно, что на телеграфных сетях с коммутацией каналов имеют место перекос и асимметрия абонентской нагрузки. Под перекосом понимается ситуация, при которой часть абонентов имеют малую нагрузку, а часть - значительно превышающую ее среднее значение. Под асимметрией понимается преобладание входящей нагрузки над исходящей или наоборот. Относительно низкое качество обслуживания вызовов при передаче данных в значительной мере обусловлено вышеназванными факторами, а также существенной неравномерностью поступления нагрузки и отказами систем передачи. Все вышеперечисленные факторы могут приводить к лавинообразному нарастанию потока повторных вызовов, непроизводительно занимающих УУ телеграфных станций, и распространению перегрузки по сети.
Необходимость обслуживания возрастающих потоков информации с нормативным качеством требует применения на сетях каких-либо специальных мер, направленных на повышение эффективности использования оборудования этих сетей без увеличения его объема.
В качестве мер по поддержанию требуемого качества обслуживания вызовов на телеграфных сетях с КК в настоящее время предлагается введение элементов динамического управления или запрещение обходных направлений, позволяющих снизить вероятность потерь на магистральных участках сети. Но разработанные системы, в частности,аппаратура ДОН, не позволяют защитить от
перегрузки управляющее оборудование узлов.
В настоящее время на телеграфных сетях с КК действует более 190 станций, причем во всех территориальных узлах, в подавляющем большинстве крупных областных узлов, а также в центрах международной сети TELEX, функционируют станции югославского производства Никола Тесла; разработаны перспективные электронные станции с КК: ИСК-2,4 и КУРОК. Следовательно, защита управляющих устройств этих станций от перегрузок оказывается весьма актуальной задачей.
При ее решении необходимо взять за основу рекомендацию МККТТ Е.410, в соответствии с которой,при перегрузке сети или отдельных ее элементов (в данном случае -управляющих устройств станций) следует принимать меры по ограничению доступа абонентов в сеть. Иными словами, рекомендуется управление абоненте--кой нагрузкой в форме ее ограничения при перегрузке сети или отдельных ее элементов.
С учетом данной рекомендации, возникает необходимость в разработке системы управления абонентской нагрузкой (СУАН) для телеграфных станций с КК (для защиты от перегрузок управляющих устройств этих станций и повышения качества обслуживания вызовов).
Цель работы и задачи исследования. Цель работы - разработка системы управления абонентской нагрузкой для телеграфных станций с коммутацией каналов при перегрузке управляющих устройств.
Основными задачами при этом являются: оценка качества обслуживания вызовов в отдельных группах управляющих устройств телеграфных станций с КК по сравнению со среднестанционными показателями; разработка процедуры конструирования алгоритмов управления абонентской нагрузкой и применение ее к разработке алгоритмов управления абонентской нагрузкой для телеграфных станций с КК при перегрузке УУ; анализ работы УУ телеграфных станций с КК , обслуживающего два потока вызовов с повторными попытками,с введением управления абонентской нагрузкой, и определение параметров управления; оценка сетевого эффекта от введения СУАН; определение возможностей аппаратно-программной реализации СУАН в устройстве контроля и управления абонентской нагрузкой (УКУН) и проведение анализа результатов линейных
испытаний УКУН на действующей телеграфной станции.
Научная новизна работы заключается в следующем:
установлено, что на телеграфных станциях с коммутацией каналов, работающих в режиме спроектированной загрузки, наблюдается существенная неравномерность качества обслуживания вызовов отдельными группами управляющих устройств (УУ). Даже при нормальном среднем по станции показателе качества обслуживания (доле задержанных в обслуживании вызовов) практически ежедневно происходит превышение этой нормы в какой-либо из групп УУ в 4-Ю раз.
разработана процедура конструирования алгоритмов управления абонентской нагрузкой, которая на основе проведенной классификации контролируемых, управляемых, оценочных параметров и способов использования управляемых параметров, позволяет систематизировать существующие и создавать новые алгоритмы управления абонентской нагрузкой при перегрузке различных типов элементов сетей с КК;
разработаны алгоритмы управления абонентской нагрузкой при перегрузке управляющих устройств телеграфных станций с КК различных типов и емкостей, которые на основе выбранных контролируемых параметров позволяют оперативно оценить качество обслуживания и принять адекватные меры по задержке доступа в сеть исходящих вызовов при перегрузке УУ с целью обеспечения нормативного качества обслуживания вызовов, уже находящихся в сети;
разработана математическая модель функционирования управляющих устройств телеграфных станций с КК, которая в отличие от известных, предусматривает введение разработанных алгоритмов управления абонентской нагрузкой при перегрузке УУ с целью оценки эффективности данных алгоритмов;
- при помощи имитационного моделирования произведена коли
чественная оценка сетевого эффекта от введения алгоритмов
управления абонентской нагрузкой при перегрузке УУ, заключаю
щегося в уменьшении среднесетевого времени ожидания обслужива
ния управляющими устройствами и в снижении доли повторных
вызовов, непроизводительно занимающих УУ.
Методы исследования. Решение вопросов диссертационной работы ведется с применением теории вероятнос-
тей, теории массового обслуживания, математической статистики, теории телетрафика и имитационного моделирования.
.Практическая ценность работы. Разработанная методика конструирования алгоритмов управления абонентской нагрузкой позволяет формировать алгоритмы при перегрузке различных элементов сети по соответствующей системе параметров управления.
Разработанные алгоритмы управления, внедренные в АСУ ТгС, позволяют улучшить качество обслуживания вызовов на телеграфных станциях с КК.
Разработанные математическая и имитационная модели позволили оценить эффективность использования различных алгоритмов управления абонентской нагрузкой при перегрузке УУ Вклад автора в исследование проблемы. Все результаты, представленные в работе, получены автором самостоятельно.
Реализация.результатов работы. Основные теоретические положения и практические результаты диссертации являются составной частью НИР и НИОКР, выполняемых научной группой кафедры ПДС и Т МТУСИ. Устройство, при разработке которого использованы результаты, полученные в диссертации, было внедрено в Центре телеграфии и передачи данных г. Вильнюса, а разработанные алгоритмы управления абонентской нагрузкой использованы при разработке АСУ ТгС,что подтверждается соответствующими актами.
Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава МТУСИ (г.Москва, 1987+1992 г.г.).
.Публикации. Основные результаты диссертационной работы опубликованы в научных журналах, депонированы в ЦНТИ "Информсвязь" - всего 10 работ.
Основные положения, выносимые на защиту.
1. Для поддержания нормативного качества обслуживания вызовов управляющими устройствами телеграфных станций с коммутацией каналов (при сохранении объема оборудования этих станций) необходимо управление абонентской нагрузкой в форме ограничения доступа в сеть исходящей ее части в периоды повышенной на-
грузки на УУ (в рабочий период управления-РПУ).
-
Алгоритмы управления абонентской нагрузкой для различных типов телеграфных станций должны строиться согласно разработанной в диссертации процедуре конструирования алгоритмов управления абонентской нагрузкой, базирующейся на рекомендации МККТТ Е.410.
-
Наибольший эффект от управления абонентской нагрузкой наблюдается при следующих показателях, отнесенных к среднему времени обслуживания УУ: нормированное время блокировки Тб=0,67, нормированное время разблокировки Т =0,08, которые следует рассматривать как оптимальные параметры управления абонентской нагрузкой.
-
Введение на отдельном узле управления абонентской нагрузкой с оптимальными параметрами позволяет в течении рабочего периода управления уменьшить среднее время ожидания подключения УУ в 1,25 раза, вероятность потерь в 1,5 раза, число повторных входящих вызовов в 1,6 раза.
-
Сетевой эффект от введения управления абонентской нагрузкой на каждом из узлов сети заключается в уменьшении в рабочий период управления: среднего времени ожидания подключения УУ максимально в 1,53 раза; удельной загрузки УУ максимально на 10% ; доли повторных вызовов в 1,5-3 раза; доли вызовов, обслуженных без ожидания, максимально в 1,3 раза.
Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения и приложений и содержит 134 страницы машинописного текста, 41 рисунок, 17 таблиц. В списке литературы 76 наименований.
