Введение к работе
Актуальность темы. Операторы проводной связи столкнулись с ситуацией, когда дальнейшее развитие бизнеса по традиционной схеме приводит к снижению доходности. Практически все операторы признают тот факт, что близок тот момент, когда уже никакое внедрение новых технологий и никакие инвестиции не позволят сократить отставание от конкурирующих технологий, захватывающих все более серьезные позиции на рынке. К тому же опыт европейских и американских операторов говорит о том, что путь развития проводной телефонии практически себя исчерпал. Во всем мире отмечается уменьшение доли традиционных услуг проводной связи. Выход операторы видят в технологии следующего поколения (NGN - New Generation Network).
Переход к этой технологии позволит, прежде всего, предоставить клиенту весь спектр современных услуг, который абонент ожидает от провайдера. Как показывает практика, разработка и внедрение NGN сети во многом определяется заданными требованиями, выполнение которых зависит от качественного функционирования системы управления, определяющей пути эволюционного развития.
Эксплуатация NGN сетей показала, что устойчивость их функционирования во многом характеризуется эксплуатационной надежностью (ЭН) и отказоустойчивостью информационных направлений связи (ИНС). Данные свойства во многом зависят от состояния сетевых технологий и качества организации их эксплуатации.
В работе проведен анализ функционирования телекоммуникационной сети (ТКС), тенденции технического и технологического развития ТКС, соответствия методического аппарата оценки ЭН и отказоустойчивости ТКС возможностям системы восстановления, уровню технического и технологического развития ТКС. Это позволило сформулировать обобщенные и частные показатели и критерии ЭН и отказоустойчивости ТКС, которые легли в основу разработанных моделей.
Для оценки ЭН и отказоустойчивости на стадиях проектирования, создания и эксплуатации NGN сети должны учитываться "маскируемость" отказов аппаратно-программных средств связи (АПСС), избыточность элементов ТКС.
В отечественной и зарубежной научно-технической литературе широко представлен методический и математический аппарат по теории надежности и методам задания требований применительно к техническим системам. Этой проблемой занимался ряд крупных ученых РФ, США, Германии и других стран, такие как Сифоров В.И., Гнеденко Б.В., Соловьев А.Д., Беляев Ю.К., Ивченко Г.И. Каштанов В.А., Маслов А.Я., Рябинин И.А., Рохмистров А.Н., Северцев Н.А., Сидякин Н.М., Барлоу Р., Кокс Д., Прошан Ф., Шмидт П. и ряд других.
Тем не менее, в области исследования надежности и эффективности технических систем, еще остается не разрешенными некоторое количество задач по повышению эксплуатационной надежности, развитию сложных организационно-технических систем.
Цель работы. Целью диссертационной работы является исследование эксплуатационной надежности и отказоустойчивости NGN сетей.
Задачи исследований. Для достижения поставленной цели в работе были поставлены и решены следующие задачи:
Построены структурная и графовая модели NGN сетей.
Построена структурно-параметрическая модель процесса функционирования NGN сетей.
Получены исходные данные для оценки эксплуатационной надежности и отказоустойчивости NGN сетей.
Разработаны математические модели и алгоритмы эксплуатационной надежности и отказоустойчивости NGN сетей, удовлетворяющих требованиям различных классов потребителей.
Произведена оценка параметров эксплуатационной надежности и отказоустойчивости NGN сетей.
Описан процесс управления ресурсами NGN сетей при наличии отказов и повреждений аппаратно-программных средств связи.
Научная новизна состоит в разработке математических моделей и алгоритмов для оценки эксплуатационной надежности и отказоустойчивости телекоммуникационных систем, позволяющих повысить качество работы с учетом требований к обслуживанию, а также разработана методика сбора и обработки исходных данных для оценки эксплуатационной надежности и отказоустойчивости телекоммуникационных систем на основе мониторинга ресурсов.
Практическая ценность и реализация результатов работы заключается в том, что созданная обобщенная методика сбора, обработки исходных данных для получения оценки ЭН, отказоустойчивости телекоммуникационных систем следующего поколения, позволяет обеспечить обслуживание потребителей сетевых ресурсов с заданным качеством.
Результаты диссертационной работы использованы при внедрении и эксплуатации телекоммуникационной сети следующего поколения компании ТрансТелеком. Разработан и внедрен комплекс программ управления ресурсами сети следующего поколения на основе моделей и алгоритмов, представленных в работе.
Достоверность научных результатов, выводов и рекомендаций подтверждается: использованием методов математического моделирования; проведенными расчетами, подтверждающими их эффективность в конкретных предметных областях проектирования с заданной точностью; использованием в исследованиях методов теории графов; положительными результатами внедрения моделей.
Основные научные положения и результаты диссертационной работы, выносимые на защиту:
структурно-параметрическая модель процесса функционирования телекоммуникационной системы следующего поколения;
математические модели для оценки эксплуатационной надежности телекоммуникационной системы следующего поколения;
математические модели для оценки отказоустойчивости телекоммуникационной системы следующего поколения;
методика сбора и обработки исходных данных для оценки ЭН и отказоустойчивости телекоммуникационной системы следующего поколения.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены:
- на международной научно-технической конференции «Information and Telecommunication Technologies in Intelligent Systems» (Испания, 2007г.)
- на международной научно-технической конференции «Information and Telecommunication Technologies in Intelligent Systems» (Швейцария, 2010г)
- на международной конференции по бизнес-информатике (Звенигород, 2007г.)
- на научно-методических совещаниях и семинарах компании ТрансТелеком
- на конференции молодых ученых и аспирантов МИЭМ (2007-2010 г.)
- на научно-технических семинарах кафедры «Вычислительные системы и сети» МИЭМ (2007 – 2010 гг.).
Публикации. По результатам исследований опубликовано 10 печатных работ.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников, приложения. Работа изложена на стр., содержит иллюстрации.
