Дослідження та розробка алгоритмів підвищення сталості мережі тактової синхронізації - Автореферат

Одним з основних факторів, що впливають на сталість розподільчої мережі тактової синхронізації, є виникнення петель синхронізації при не правильному плануванні мережі або при втраті та переключенні опорних сигналів синхронізації внаслідок виникнення аварійних ситуацій або при перебудові та розвитку мережі. Під петлею синхронізації розуміється ситуація, коли пристрій синхронізації мережі тактової синхронізації отримує сигнал синхронізації не від опорного джерела сигналу синхронізації, а від свого власного внутрішнього генератора, навіть через ряд проміжних пристроїв мережі тактової синхронізації. Відсутність загальних методик оцінювання стану мережі під час проектування та експлуатування та трудомісткість даного процесу не дозволяє впевнено гарантувати сталу роботу розподільчої мережі тактової синхронізації. В звязку з цим багатьма фахівцями підкреслюється необхідність продовження практичного вивчення причин та процесів виникнення петель синхронізації, розробки алгоритмів запобігання петель синхронізації, а також методів проектування розподільчих мереж тактової синхронізації. Метою дисертаційної роботи є підвищення сталості мережі тактової синхронізації шляхом розробки та впровадження алгоритмів управління й проектування, що запобігають виникненню петель синхронізації.Реальна транспортна телекомунікаційна звязана мережа має різноманітну структуру від ланцюгової до повнозвязної, загальну кількість ребер яких дорівнює нерівності: N - 1 <R <, (1) де N - кількість вузлів в мережі; R - загальна кількість ребер в мережі. Загальна кількість кореневих дерев для розподілення сигналів синхронізації в розподільчій мережі тактової синхронізації знаходиться в межах: 1 <D <NN-2, (2) де N - кількість вузлів в мережі; D - загальна кількість кореневих дерев в мережі. При збільшенні вузлів в мережі стрімко росте загальна кількість кореневих дерев у мережі (рис. В загальному вигляді вираз (3) кількість загроз в мережі з вузлами довільного рангу, має вигляд: , (4) де ?i - ранг вузла, N - кількість вузлів в мережі. Звідси слідує, що використання методу пріоритетних таблиць для мереж з рангом вузлів ? > 2 недостатньо для запобігання петель синхронізації.Сукупність наукових положень, сформульованих і обґрунтованих у дисертаційній роботі, вирішує задачу підвищення сталості розподільчої мережі тактової синхронізації транспортної телекомунікаційної мережі, при виникненні аварійних ситуацій або при перебудові та розвитку мережі, шляхом впровадження розроблених алгоритмів аналізу та проектування розподільчої мережі тактової синхронізації. Встановлено, що загальна кількість кореневих дерев для розподілення сигналів синхронізації в розподільчій мережі тактової синхронізації знаходиться в межах: 1 <D <NN-2, де N - кількість вузлів в мережі; D - загальна кількість кореневих дерев в мережі. Визначено потенційно несталі структури мереж до виникнення аварійних ситуацій, тобто в яких завжди існує ймовірність виникнення петель синхронізації при будь-якій комбінації розстановки пріоритетів: якщо структура мережі містить лише один замкнений контур, що складається з трьох вузлів N = 3, кожен з яких має ранг ? = 3 та два з яких отримують опорний сигнал синхронізації від джерела синхронізації не за найвищим пріоритетом. Даний висновок можна узагальнити на мережі з більшою кількістю вузлів (N > 3), з вузлами більшого рангу (? > 3), де ребрах може бути довільне число елементів мережі ЕМ, що не створюють замкнених контурів (? <2).

Основний зміст

Сукупність наукових положень, сформульованих і обґрунтованих у дисертаційній роботі, вирішує задачу підвищення сталості розподільчої мережі тактової синхронізації транспортної телекомунікаційної мережі, при виникненні аварійних ситуацій або при перебудові та розвитку мережі, шляхом впровадження розроблених алгоритмів аналізу та проектування розподільчої мережі тактової синхронізації. В ході дослідження одержано наступні теоретичні та науково-практичні результати.

1. Встановлено, що загальна кількість кореневих дерев для розподілення сигналів синхронізації в розподільчій мережі тактової синхронізації знаходиться в межах: 1 < D < NN-2, де N - кількість вузлів в мережі; D - загальна кількість кореневих дерев в мережі.

Кількість ребер-загроз в загальному вигляді дорівнює: Rзагроз = R - Dл = R - (N - 1)

, де ?i - ранг вузла, N - кількість вузлів в мережі.

2. Встановлено три класи потенційних загроз виникнення петель синхронізації: топологічні, логічні та часові чинники.

3. Визначено потенційно несталі структури мереж до виникнення аварійних ситуацій, тобто в яких завжди існує ймовірність виникнення петель синхронізації при будь-якій комбінації розстановки пріоритетів: якщо структура мережі містить лише один замкнений контур, що складається з трьох вузлів N = 3, кожен з яких має ранг ? = 3 та два з яких отримують опорний сигнал синхронізації від джерела синхронізації не за найвищим пріоритетом.

Для таких мереж при двох послідовних аваріях з ймовірністю 1 виникає петля синхронізації, в 2/3 випадках, що визначаються початком відліку місця аварії в чарунці від опорного джерела.

Даний висновок можна узагальнити на мережі з більшою кількістю вузлів (N > 3), з вузлами більшого рангу (? > 3), де ребрах може бути довільне число елементів мережі ЕМ, що не створюють замкнених контурів (? < 2).

4. Більш придатним методом дослідження та автоматизованого процесу аналізу мережі тактової синхронізації є використання багатомірних матриць, що дозволяє зберігати обліки кожного рівня мережі синхронізації та їх стану.

За допомогою багатомірних матриць можливо здійснювати дослідження та аналіз мережі синхронізації при врахуванні, топологічних, логічних та часових чинників, тобто відповідно до визначених трьох класів дослідження петель синхронізації.

Для визначення потенційних загроз петель в мережі синхронізації необхідно структурну матрицю ||R|| піднести в ступінь, порядок якого визначається кількістю ЕМ. При піднесенні структурної матриці до певного ступеню, отримаємо нову матрицю ||R||n, в якій на головній діагоналі можуть зявитися не нульові елементи, що і буде говорити про присутність замкнутих контурів, циклів (петель синхронізації) у графі.

||R||n = ||R||n-1?||R||, де R - двомірна структурна результуюча матриця

5. Для дослідження логічних функцій елементів мережі ЕМ СЦІ доцільно мати еталонну модель ЕМ СЦІ.

Використовуючи еталонну модель елементу мережі ЕМ СЦІ типів А та Б можливо: - видавати рекомендації обслуговуючому персоналу при плануванні, проектуванні та експлуатації розподільчої мережі тактової синхронізації, а також інсталяції елементів мережі ЕМ (шляхом роздруківки конфігурації кожного вузла можна скласти план, як можна оптимально настроїти кожен вузол розподільчої мережі тактової синхронізації);

- здійснювати імітаційне моделювання мережі тактової синхронізації, а також проводити сертифікаційні випробування пристроїв синхронізації СЦІ;

- здійснювати закупівлю оператором транспортної телекомунікаційної мережі певних видів пристроїв синхронізації, які повинні підтримувати функції, що забезпечують сталість розподільчої мережі тактової синхронізації.

7. Розроблено та представлено узагальнений алгоритм управління й проектування розподільчої мережі тактової синхронізації транспортної телекомунікаційної мережі, що дозволяє підвищити сталість розподільчої мережі тактової синхронізації при виникненні аварійних ситуацій на мережі.

Частини даного алгоритму можуть бути реалізовані у вигляді електронних пристроїв, що дозволить в автоматичному режимі настроювати та/або здійснювати управління мережею в цілому при виникненні захисних переключень, аварійних ситуацій, або в результаті розвитку мереж.

Також на базі застосування даного алгоритму можливе створення програмного продукту аналогом, якого є існуючі програмні продукти зарубіжних фірм, який дозволить ефективно здійснювати планування мережі тактової синхронізації з великою кількістю звязностей, з різними видами обладнання синхронізації, зокрема що підтримують та не підтримують передавання повідомлень SSM.

Представлені дослідження, розроблені алгоритми охоплюють новітні технологічні рішення, дозволяють здійснювати з визначеною вірогідністю цифрове передавання інформації високоефективними системами звязку і доцільні до впровадження на сучасних комплексах та системах звязку.

1. Федорова Н.В. Аналіз передумов, що призводять до виникнення зашморгів синхронізації // «ВІСНИК» Державного університету інформаційно-комунікаційних технологій. - 2005, №3-4 Том 3. - С. 62-63.

2. Бірюков М.Л., Лісковський І.О., Федорова Н.В. Методика аналізу стійкості мережі синхронізації // Звязок. - 2006, №3. - С. 23-27.

3. Бирюков Н.Л., Лисковский И.О., Федорова Н.В. «Идеальная» модель сетевого элемента синхронизации генераторного оборудования СЦИ // Звязок. - 2007, №3. - С. 54-57.

4. Федорова Н.В. Принципы планирования сети синхронизации // «Вісник» УБЕНТЗ. - 2005, №1. - С. 111-117.

5. Суворов А.О., Федорова Н.В. Методы предотвращения петель в сети синхронизации // «Вісник» УБЕНТЗ. - 2005, №1. - С. 117-123.

6. Федорова Н.В. Аналіз передумов, що призводять до виникнення зашморгів синхронізації // «Вісник» УБЕНТЗ. - 2005, №3. - С. 97-103.

7. Застосування тестових повідомлень для уникнення зашморгів синхронізації / Н.В. Федорова // «Вісник» УБЕНТЗ. - 2005, №3. - С. 93-97.

8. Федорова Н.В. Про необхідність розробки галузевого стандарту «Мережі синхронізації. Взаємодія пристроїв синхронізації» // «Вісник» УБЕНТЗ. - 2005, №5. - С. 53-58.

9. Федорова Н.В. Возможные способы анализа сетей синхронизации на угрозы образования петель // «Вісник» УБЕНТЗ. - 2006, №1. - С. 102-106.

10. Федорова Н.В. Необходимость поддержки устройствами синхронизации механизма защиты сети от возникновения петель // «Вісник» УБЕНТЗ. - 2006, №1. - С. 99-102.

11. Лисковский И.О., Федорова Н.В. Многомерные матрицы как инструмент анализа сети синхронизации // «Вісник» УНДІЗ. - 2006, №1. - С. 55-59.

12. Лисковский И.О., Макурин Н.А., Федорова Н.В. Сетевые устройства синхронизации. Базовая модель устройства синхронизации оборудовании СЦИ // «Вісник» УНДІЗ. - 2006, №1. - С. 59-63.

13. Бирюков Н.Л., Лисковский И.О., Федорова Н.В. Алгоритм определения петель в сети синхронизации // Труды 7-й международной научно-практической конференции «Современные информационные и электронные технологии». - 2006, ч. 1. - С. 190.

14. Федорова Н.В. Засоби підвищення сталості мережі синхронізації // Матер. молодіжного наук.-навч. семінару «Питання розвитку телекомунікаційних мереж», 8-9 червня 2006 р. - К.: УНДІЗ. - С. 50-54.

Размещено на .ru