Принципы организации обходных направлений

В последнее время в различного рода информационных и телекоммуникационных сетях все большее распространение получает способ организации связи между узлами коммутации (УК), когда при невозможности установить требуемое соединение между УК по прямому пути используются так называемые обходные пути. Такой способ организации связи получил название способа установления соединений с обходныминаправлениями [1, 2]. При этом сам принцип организации обходных направлений может осуществляться различным образом. Рассмотрим два основных принципа: иерархический и распределенный.

Рис. 6.1. Примеры сети с УОС

В первом случае на сети связи строится специальный узел – узел обходных связей (УОС), который связан со всеми УК сети (рис. 6.1). Если между двумя какими-либо УК не удается установить соединение по прямому направлению, то заявка на соединение направляется по обходному пути через УОС. Если же заняты все соединительные линии от исходящего УК к УОС, либо от УОС к УК назначения, то только в этом случае данной заявке дается отказ. Как разновидность этого принципа организации обходных направлений может выступать принцип, когда функции УОС возлагаются на один из УК сети, например, на УK₂ (рис. 6.2). В этом случае при установлении соединений от всех УК сети к УК, который выступает в качестве УОС, уже не будет возможности использовать какой-либо обходной путь. Не предоставляется возможности воспользоваться обходным путем и при установлении соединений от УК, совмещенного с УОС, ко всем другим УК сети связи. Во всех же других случаях, т.е. при установлении соединений между УК, не совмещенными с УОС, например, между УК₁ и УК_3, УК₃ и УК₄ и т.д., помимо прямого пути установления соединений всегда есть возможность установить требуемое соединение и по обходному пути – транзитом через УК, совмещенный с УОС.

Рис. 6.2. Структура сети с обходными направлениями

При распределенном принципе организации обходных направленийна сети специальный УОС не выделяется и полагают, что все УК сети связи могут выступать в качестве транзитных. Тогда при установлении соединений между двумя УК и, в случае занятости прямого пути, можно воспользоваться обходным путем, проходящим через один из транзитных УК сети. Если же и этот путь будет занят, то по обходному пути транзитом через другой УК. Например, при установлении соединения от УК₁ к УК₂ (рис. 6.2) заявка на соединение сначала направляется по прямому пути, т.е. по пути, непосредственно связывающему эти УК. Если же все каналы в этом направлении окажутся занятыми, то данная заявка направляется на первое обходное направление, например, через УК₃. Если и в этом направлении все каналы заняты, то можно воспользоваться еще одним обходным путем – через УК₄. Таким образом, для данного принципа организации обходных направлений характерно, что в случае занятости прямого пути установления соединения можно воспользоваться еще несколькими обходными путями.

При организации обходных направлений на сетях связи необходимо учитывать принцип построения данной сети и особенности ее функционирования. Например, учитывая особенности построения ГТС, т.е. когда УК (станции) на районированной сети без узлообразования и УК внутри узлового района на районированной сети с узлообразованием связаны между собой по принципу «каждый с каждым», очевидно, целесообразно в качестве обходных путей выбирать пути, проходящие лишь через один транзитный УК. Такая организация обходных путей на ГТС вызывается еще и необходимостью удовлетворения норм по затуханию. Кроме того, нет смысла организовывать большое число обходных путей. В работе [3] показано, что введение более двух-трех обходных путей нецелесообразно – это не приводит к заметному дополнительному улучшению качества обслуживания вызовов.

Сравнивая данные принципы организации обходных путей, можно заметить, что для введения иерархического принципа требуются существенные дополнительные капитальные и эксплуатационные затраты на строительство и эксплуатацию УОС и каналов между УОС и УК сети. Когда УОС совмещается с одним из УК сети, затраты на организацию данного принципа обходных путей уменьшаются, но вместе с тем снижается и надежность связи, так как не для всех пар УК сети имеется возможность организовывать обходные пути.

При распределенном принципе организации обходных путей обеспечивается наибольшая надежность связи. Кроме того, обеспечивается наибольшее использование соединительных линий, что особенно становится заметно при «перекосах» нагрузки, т.е. когда в одних направлениях нагрузка возрастает, а в других – ниже среднего значения.

Анализ статистических данных по изменению нагрузки в отдельных направлениях связи показывает, что наблюдаются колебания нагрузки как по ее величине в час наибольшей нагрузки (ЧНН), так и по размещению ЧНН по часам суток в зависимости от дня недели. При этом было установлено, что ЧНН в различных направлениях связи не совпадает по часам суток.

В связи с этим на ГТС возникают такие ситуации, когда часть направлений связи перегружена и на данных участках не удовлетворяется заданное качество обслуживания вызовов, а другая часть направлений связи, наоборот, недогружена и на этих участках сети потери вызовов значительно ниже нормы. Таким образом, для равномерного использования оборудования межстанционных связей и выравнивания качества обслуживания на сети в целом, необходимо осуществлять введение обходных направлений.

В процессе проектирования, построения и функционирования сетей связи с обходными направлениями возникают задачи анализа таких сетей, т.е. определение качества обслуживания вызовов между отдельными парами УК на отдельных направлениях связи и т.п. Решить эти задачи можно, используя итерационный методрасчета, который кратко изложен в следующем разделе и подробно в [2]. Следует отметить, что для простоты рассмотрения, пояснения идеи данного метода, расчет качества обслуживания вызовов здесь ведется на основе средних значений нагрузок и при статическом распределении потоков вызовов, т.е. когда порядок выбора обходных направлений в процессе функционирования сети не изменяется. При этом полагаем также, что включение линий полнодоступное. Для тех, кто заинтересуется вопросами анализа сетей связи с обходными направлениями с учетом не только среднего значения поступающих потоков, но и их дисперсии, а также и при динамическом распределении потоков вызовов, следует обратиться к монографии [3].