Методика комплексної оцінки надійності телекомунікаційного обладнання мереж звʼязку зі звідною структурою

  • Д. І. Могилевич Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського"
  • І. В. Кононова Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського"
  • Б. П. Креденцер Військовий інститут телекомунікацій та інформатизації
  • І. Карадшоу Технічний університет Дрездена
Ключові слова: надійність, телекомунікаційне обладнання, відмови, збої, резервування

Анотація

Вступ. Ефективність функціонування телекомунікаційних систем, які відносяться до класу складних технічних систем, залежить від надійності складових її підсистем і елементів, а також складності зв'язків між ними. Метою статті є обґрунтування загального підходу до комплексної оцінки надійності телекомунікаційного обладнання телекомунікаційної мережі зі звідною структурою з розробкою методики розрахунку показників надійності обладнання.

Основний матеріал. Формалізована постановка задачі. У розділі представлено опис проблеми в формалізованому вигляді, а також обмеження та допущення використовуються в наведеному дослідженні.

Загальний підхід до вирішення задачі. Загальний підхід вирішення задачі базується на використанні принципу декомпозиції, який дозволяє поетапно проводити оцінку надійності телекомунікаційної мережі на трьох взаємопов'язаних рівнях: перший етап – на рівні окремих елементів обладнання (таких типових пристроїв, як маршрутизатори, комутатори, сервера, робочі станції, апаратура IP-шифрування і т.д.), в яких можуть бути передбачені окремо або спільно різні види резервування: структурного, навантажувального, часового; другий етап – на рівні телекомунікаційного обладнання інформаційних шляхів (маршрутів); третій етап – на рівні телекомунікаційного обладнання інформаційних напрямків, які представляють собою сукупність обладнання різних шляхів.

Методика вирішення задачі. Запропоновано методику комплексної оцінки надійності телекомунікаційного обладнання мереж звʼязку зі звідною структурою, що враховує сукупність факторів, одні з яких є агресивними і призводять до зниження надійності (збої, що викликають короткочасні перериви у функціонуванні; стійкі відмови обладнання, які потребують відновлення працездатності пристроїв, що відмовили у ремонтному органі ; недостатня кваліфікація обслуговуючого персоналу), а інші – підтримують нормальне функціонування телекомунікаційного обладнання на заданому рівні (використання окремо або спільно різних видів резервування – структурного, часового, навантажувального, що призводить до підвищення ефективності використання надлишковості).

Пример. Наведений числовий приклад дозволяє виявити деякі нові особливості надійності функціонування телекомунікаційного обладнання телекомунікаційної мережі обумовлені, зокрема, урахуванням в моделях надійності не тільки стійких відмов, але і збоїв, що призводять до короткочасних перерв у функціонуванні.

Висновки. Перспективним напрямком подальших досліджень є обгрунтування шляхів та методів зменшення інтенсивності збоїв в існуючому і обладнанні, що розробляється, а також розробка ефективних способів нейтралізації (зменшення) їх впливу на процес функціонування телекомунікаційного обладнання телекомунікаційних мереж.

Посилання

Netes V.A. (2014) Nadezhnost setei sviazy v standartakh MЕK [Reliability of communication networks in IEC standards]. Vestnyk sviazy, no. 2, рр.13–15.

Semenov A. Poziaeva Z. (2011) Uvelychenye nadezhnosty system optycheskoi sviazy [Increasing the reliability of optical communication systems]. Zhurnal setevykh reshenyi / LAN.

Ahmad W., Hasan O., Pervez U. and Qadir J. (2017) Reliability modeling and analysis of communication networks. Journal of Network and Computer Applications, Vol. 78, pp. 191-215. DOI: 10.1016/j.jnca.2016.11.008

Dieves V. (2016) Dependability in Future Battle Network System — Transport Layer Ability to Maintain Quality of Service. Wireless Sensor Network, Vol. 08, Iss. 10, pp. 211-228. DOI: 10.4236/wsn.2016.810017

Subach I.Yu. (2016) The method of determined weight direction of communication information and telecommunications network. Systemy obrobky informatsii, no. 5 (142), рр. 158-161 (in Ukrainian).

Samaniego F. J. Studies in Structural, Stochastic and Statistical Reliability for Communication Networks and Engineered Systems. Final Report on ARO grant W911NF-11-1-0428, 2016, no. 31.

Bailis P., Kingsbury K. (2014) The Network is Reliable. An informal survey of real-world communications failures. AcmQueue, vol.12, Iss. 7, pp. 1–20. DOI: 10.1145/2639988.2655736.

Hall P., Jin Y. and Samaniego F.J. (2015) Nonparametric estimation of component reliability based on lifetime data from systems of varying design. Statistica Sinica, no. 25, рр. 1313 – 1335. DOI: 10.5705/ss.2014.192

Jin Y., Hall, P., Jiang J. and Samaniego, F. J. (2017) Estimating Component Reliability Based on Failure Time Data from a System of Unknown Design. Statistica Sinica, no. 27, pp. 479-499. DOI: 10.5705/ss.202015.0209

Zhu P., Han J., Guo Y. and Lombardi F. (2016) Reliability and Criticality Analysis of Communication Networks by Stochastic Computation. IEEE Network, Vol. 30, Iss. 6, pp. 70-76. DOI: 10.1109/mnet.2016.1500221nm

Stepanova Y.V., Abdulvasea A. and Zhuven N. (2015) Analyz perspektyvnуkh podkhodov k povуshenyiu nadezhnosty konverhentnуkh korporatyvnуkh setei sviazy [Analysis of promising approaches to improving the reliability of converged corporate communications networks]. Т-Соmm Telecommunications and transport, no. 9, рр. 44–51.

Meikshan V.I. (2010) Analysis of equipment faults influence on performance of multiservice network with adaptive routing. Dokladу AN VSh RF. Tekhnycheskye nauky, no. 2 (15), pp. 69–80 (in Russian).

Ignatov A.V. and Shuvalov V.P. (2015) The reliability of subscriber access networks LR-PON. T-Comm Telecommunications and transport, vol. 9, no. 5, pр. 25–30.

Li T., Cole B., Morton P. and Li D. (1998) Cisco Hot Standby Router Protocol (HSRP). RFC 2281. Network Working Group.

DSTU 2860-94. (1995) Nadiinist tekhniky. Terminy ta vyznachennia [State Standard of Ukraine 2860-94. Dependability of technics. Terms and definitions]. Kyiv, 96 р.

Stoikova L.S. (2010) Obobshchennуe neravenstva Chebуsheva y ykh prymenenye v matematycheskoi teoryy nadezhnosty [Generalized Chebyshof inequalities and their application in mathematical reliability theory]. Kybernetyka y systemnуi analyz, no. 3, рр. 139–144.

Tymoshenkov S., Symonov B. and Horoshko V. (2015) Osnovу teoryy nadezhnosty [Fundamentals of reliability theory]. Moskva, 445 р.

Vyktorova V. and Stepanians A. (2016) Modely y metodу rascheta nadezhnosty tekhnycheskykh system [Models and methods for calculating the reliability of technical systems]. Lenand, 256 р.

Mohylevych D.I., Kredentser B.P., Butochnov O.M. and Minochkin A.I. (2013) Nadiinist system z nadlyshkovistiu: metody, modeli, optymizatsiia [Reliability of systems with redundancy: methods, models, optimization]. Kyiv, 342 р.

Kononova I., Kredentser B. and Mogylevych D. (2017) An analytical model of complex evaluation reliability of the telecommunication equipment duplicate set. Zbirnyk naukovykh prats VITI, no. 4, рр. 48–56 (in Ukrainian).

Mohylevych D.І., Kredentser B.P. and Mynochkyn A.І. (2012) Otsenka еkspluatatsyonno-tekhnycheskykh kharakterystyk obektov telekommunykatsyi pry apryornoi neopredelennosty [Evaluation of operational and technical characteristics of telecommunications facilities with a priori uncertainty]. Kyev, 332 р.

Mogylevych D. and Kononova I. (2019) Improved Estimates for the Reliability Indicators of Information and Communication Network Objects with Limited Source Information. In: Ilchenko M., Uryvsky L., Globa L. (eds). Advances in Information and Communication Technologies. UKRMICO 2018. Lecture Notes in Electrical Engineering, Springer, Champ., vol 560, pp. 101-117. DOI: 10.1007/978-3-030-16770-7_5.

Kononova I. (2019) Taking into consideration of the multiple mode of the functioning and characteristics of the control in reliability models of replacement time systems. Visnyk Universytetu "Ukraina", no. 2 (23), рр. 238–248. DOI: 10.36994/2707-4110-2019-2-23-22 (in Ukrainian).

Опубліковано
2020-03-30
Як цитувати
Могилевич, Д. І., Кононова, І. В., Креденцер, Б. П. і Карадшоу , І. (2020) «Методика комплексної оцінки надійності телекомунікаційного обладнання мереж звʼязку зі звідною структурою», Вісник НТУУ "КПІ". Серія Радіотехніка, Радіоапаратобудування, (80), с. 39-47. doi: 10.20535/RADAP.2020.80.39-47.
Номер
Розділ
Телекомунікації, радіолокація і навігація, радіоптика та електроакустика