|
| |
|
Слаботочка Книги Из табл. 5.4 следует, что результаты, получаемые обоими ме тодами, хорошо согласуются в случае, когда коэффициенты рас ширения близки к единице. Фактически, если р равно 1, то об формулы дают идентичные результаты. Как и ожидалось, мето; графов Ли fcM. уравнение (5.8)] дает слишком пессимистическш оценки вероятности блокировки во всех случаях, когда р больше 1 Результаты сравнения двух методов при расчете коммутацион ных схем со значительной концентрацией приведены в табл. 5.5 Расчет производился по уравнениям (5.8) и (5.10) при относительно низком использовании входа, равном 0,1. Из табл. 5.5 следует, что метод графов Ли [см. уравнение (5.8)] постоянно занижает значение вероятности блокировки, если в схем имеется концентрация. Метод Якобеуса [см. уравнение (5.10)], пс существу, также занижает значение вероятности блокировки i случаях, когда коэффициент расширения велик и вероятность блокировки тоже велика. В случае необходимости для расчета систек с высокой концентрацией и большой вероятностью блокировк! можно использовать более точные методы. Однако коммутационные схемы с большой вероятностью блокировки на практике обычнс не применяются и поэтому здесь не рассматриваются. Абоненты учрежденческих телефонных станций иногда сталкиваются с проблемой большой вероятности блокировки, однакс блокировка в этих случаях обычно возникает вследствие малогс числа линий связи с другими УТС или слишком малого числг соединительных линий, связывающих УТС с сетью общего пользования. Проблема блокировок в пучках соединительных лини рассматривается в гл. 9. Все, что мы до сих пор рассматривали, относилось к оценке вероятности блокировки в случае, когда требовалось установить соединение определенного входа с определенным выходом. Кроме того, предполагалось, что требования на обслуживания, поступающие по индивидуальным линиям, независимы. Эти предположения обычно справедливы, если осуществляется коммутация одной абонентской линии с другой на оконечной станции, или же осуществляется соединение одной абонентской установки с другой через УТС. Если же рассматривать соединение между пучками соединительных линий, то эти предположения оказываются несправедливыми. При установлении соединений с соединительными линиями считается, что может быть выбрана любая соединительная линия данного пучка. Таким образом, вероятность блокировки отдельной линии в пучке имеет значение лишь в той мере, в какой она определяет общую вероятность блокировки пучка соединительных линий. Вероятность блокировки любой отдельно взятой линии в пучке может быть сравнительно большой, а результирующая вероятность блокировки пучка линии, как единого целого, все еще может оставаться малой. Если вероятности блокировки отдельных соединительных линий независимы, то результирующая вероятность блоки ровки пучка будет равна произведению отдельных вероятностей. Однако соединительные пути к отдельным линиям пучка обычно включают несколько общих отрезков (например, в виде промежуточных линий - между коммутатором первого звена и всеми коммутаторами второго звена). По этой причине отдельные вероятности блокировок оказываются зависимыми величинами, и это обстоятельство следует учитывать при проведении точного анализа вероятности блокировки в схемах. Как крайний, рассмотрим случай, когда все соединительные линии в пучке подключены к выходам одного коммутатора трехзвенной коммутационной схемы. Так как все соединительные пути от любого заданного входа к любой линии пучка являются идентичными, то возможность выбирать любую свободную соединительную линию оказывается бесполезной. На практике отдельные соединительные линии одного пучка должны быть распределены по различным коммутаторам. Другой аспект проблемы блокировок в пучках соединительных линий - это вопрос о независимости занятости отдельных линий в пучке. В противоположность индивидуальным абонентским линиям или линиям УТС отдельные соединительные линии в пучке не являются независимыми с точки зрения вероятностей их занятости. Если при опробовании некоторого числа линий в пучке оказывается, что они заняты, то вероятность того, что будут заняты остальные линии пучка, возрастает. Характер этих зависимостей более полно будет изучен в гл. 9. Здесь же необходимо только заметить, что эти зависимости приводят к возрастанию вероятности блокировок, если отдельные линии пучка конкурируют между собой из-за использования общих соединительных путей в коммутационных схемах. И вновь влияние этих зависимостей может быть сведено к минимуму, если распределить входящие соединительные линии одного пучка по различным коммутаторам так, чтобы при установлении соединений от входящего пучка или к входящему пучку соединительных линий использовались независимые соединительные пути. Этот процесс иногда называют декорреляцией линий пучка. Один из последних аспектов проблемы вероятности блокировок -это использование вероятности блокировок как параметра при оценке качества обслуживания. Этот аспект предполагает учет колебаний нагрузки на сети, создаваемый индивидуальными абонентами. В приведенных выше примерах- коммутационных систем, используемых на оконечных станциях, принималось, что все абоненты заняты в течение 10% времени одного ЧНН. Фактически же некоторые абоненты активны значительно больше 10% этого времени, а другие абоненты-- значительно меньше 10% этого времени. В терминах теории телетрафика это означает, что одни абоненты , создают нагрузку на сеть более 0,1 Эрл , а другие - менее 0,1Эрл. Если абонентские линии, которые включаются в коммутационную Эрланг - единица измерения интенсивности нагрузки, определяющая долю врене-.ни, в течение которого прибор занят. Говорят, что канал пропускает нагрузку в 0,1 Эрл, если он занят 10 % времени. 9 Зак. 143,-*8 схему, разделяют на подгруппы (как и должно быть для коммутационных схем большой емкости), а нагрузка концентрируется на коммутаторах первого звена, то несколько слишком активных абонентов в одной подгруппе могут существенно снизить качество обслуживания других абонентов этой же подгруппы. При этом не имеет значения тот факт, что абоненты в некоторых других подгруппах могут испытывать блокировки в меньшей, чем средний уровень, степени. Такое, по существу, безблокировочное обслуживание последних абонентов не служит компенсацией для тех абонентов, которые имеют сравнительно низкое качество обслуживания. Компании, занимаю1циеся эксплуатацией коммутационных систем, традиционно решали проблему сверхактивных абонентов, специально распределяя линии наиболее активных (деловых) абонентов по различным подгруппам входов - коммутаторам первого звена коммутационной схемы. Иногда эта процедура требовала измерения нагрузки с тем, чтобы определить, какие линии являются наиболее активными, и последующего перераспределения этих линий по различным частям коммутационной схемы. Эти процедуры обычно выполнялись работниками линейной службы. Если же подгруппы оказывались достаточно большими или если система имела соответствующий ресурс пропускной способности для обслуживания сверхактивных абонентов, то объем работы линейной службы в этом направлении можно было бы свести к минимуму. Особенностью цифровой коммутации, которая может быть использована в этом отношении, является возможность проектирования экономичных коммутационных схем с очень низкой номинальной вероятностью блокировки, допускающих изменения интенсивности нагрузки в широких пределах. Упаковка вызовов. Можно указать на ряд методов, которые позволяют уменьшить вероятность блокировки в данной коммутационной схеме, продуманно выбирая соединительные пути через коммутационную схему при установлении новых соединений. Аналогично тому, как было показано применительно к неполнодоступному включению в коммутационных схемах, при выборе соединительных путей следует отдавать предпочтение такому из них, который будет создавать наименьшее число ограничений для других потенциальных соединений в схеме. Например, если при установлении соединения в трехзвенной схеме возможен выбор между соединительным путем, проходящим через коммутатор- центрального звена, который уже загружен, и соединительным путем, проходящим через коммутатор центрального звена, который еще не загружен, то предпочтение должно быть отдано первому соединительному пути. Если какой-либо коммутатор центрального звена оказывается полностью свободным, то естественно, что любое последующее требование связи может быть обслужено. Эта процедура выбора путей получила название упаковки вызовов. Вообще говоря, упаковка вызовов означает, что новые соединения должны проходить по возможности через наиболее загруженные участки коммутационной схемы. Отрицательным моментом, связанным с отысканием в первую 04epeiy> наиболее загруженных путей, является увеличение среднего времени поиска пути, так как первые попытки отыскания пути будут успешными с меньшей вероятностью, чем в случае, если бы поиск путей происходил случайным образом. Другой метод, который можно было бы использовать для уменьшения вероятности блокировки в данной коммутационной схеме, состоит в перестроении уже установленных соединений, чтобы освободить пути для установления новых соединений, которые в противном случае были бы заблокированы. Этот метод обеспечивает большую возможность унижения вероятности блокировки, поскольку он, по существу, позволяет осуществлять упаковку вызовов , зная, какой именно следующий вызов пришел. Однако основной недостаток этого метода состоит в том что при перестроениях уже установленные соединения могут быть временно разрушены (нарушена их непрерывность во времени). Кратковременные разъединения установленных соединений приводят к появлению помех, которые при передаче речи могут быть неощутимыми. Однако сигналы высокоскоростных модемов в меньшей степени защищены от импульсных помех и поэтому в этих случаях необходимо принимать специальные меры защиты. В УТС СВХ2000, разработанной фирмой Danray, применяются перестроения соединений для речевых каналов, но перестроения не охватывают линии передачи данных. Для более детального изучения проблемы перестроений следует обратиться к литературе [8]. Несмотря на то, что рассмотренные выше усложненные процедуры поиска путей могут улучшить характеристики системы коммутации, тем не менее их полезность в цифровых системах коммутации с ВРК несколько снижается вследствие простоты и легкости, с которой можно спроектировать эти системы коммутации так, что они будут иметь весьма малую вероятность блокировки. 5.2.4. Симметричные четырехпроводные коммутационные схемы Многозвенные коммутационные схемы можно использовать либо для двухпроводной, либо для четырехпроводной коммутации. На рис. 5.11 показано четырех проводное соединение в четырех-звенной коммутационной схеме. Заметим, что для полного соединения должно быть установлено два соединительных пути. Двухпроводное соединение требует установления только одного соединительного пути, так как каждый выход с внешней стороны соединен с соответствующим ему входом. Приведенные на рис. 5.11 два соединительных пути обладают исключительно полезным свойством: один путь является зеркальным отображением другого. Если коммутационную схему сложить по центральной вертикальной линии, то пути совпадут. Поэтому этот способ установления соединений называют иногда симметричным. Если все соединения в схеме установлены с соблюдением симметрии, то получается ряд полезных результатов. (4,6)
 (15,4) 01,7) (7,3) (4, 15) (7,11)
Рис. 5.11. Четырехпроводное соединение через четырехзвенную коммутационную схему Первый из них - это то, что требуется только одна операция поиска путей, так как обратный путь автоматически определяется как зеркальное отображение прямого пути. По существу, каждая точка коммутации на одной стороне образует пару с другой точкой коммутации в соответствующем коммутаторе на противоположной стороне коммутационной схемы. Всякий раз, когда одна точка коммутации используется в данном соединении, используется также и другая точка коммутации этой пары. Например, в третьем коммутаторе первого звена используется точка коммутации 6,4 для того, чтобы соединить его шестой вход с его четвертым выходом (ведущим к четвертому коммутатору второго звена). Соответствующая точка коммутации в третьем коммутаторе последнего звена обеспечивает соединение его четвертого входа (связанного с четвертым коммутатором четвертого звена) с его шестым выходом. В общем случае точка коммутации /, / в одном коммутаторе образует пару с точкой коммутации /, / в соответствующем коммутаторе на противоположной стороне коммутационной схемы. Поскольку наличие одной точки коммутации в паре обеспечивает наличие другой, то обратный путь определяется и устанавливается автоматически. Второе преимущество использования симметричного способа установления четырехпроводных соединений связано с тем, что количество информации о состоянии коммутационной схемы может быть сокращено наполовину. Для того чтобы найти свободный и доступный соединительный путь через коммутационную схему, необходимо знать только состояние каждой пары точек коммутации или соответствующих соединительных устройств. Третье преимущество симметричной структуры коммутационной схемы получается за счет того, что вероятность блокировки равна половине вероятности нахождения двух путей независимо один от другого. Может показаться, что формирование пар точек коммутации описанным выше образом как бы ограничивает число соединительных путей, которыми располагает схема при установлении конкретного соединения. Наоборот, формирование пар точек коммутации просто служит гарантией того, что для любого выбранного в прямом направлении пути обратный путь будет автоматически найден. Четвертое потенциальное преимущество применения симметричного способа установления соединения можно получить за счет разделения логических схем выбора точек коммутации соответствующих коммутаторов в коммутационной схеме. Например, один и тот же сигнал управления выбором точки коммутации 6,4 на первом звене может быть использован при выборе точки коммутации 4,6 на последнем звене. На практике точки коммутации, образующие отдельную пару, могут быть реализованы в виде единого модуля. Симметричный способ установления соединений, рассмотренный ранее, относился к комутационной схеме с четным числом звеньев. Выбор четного числа был обусловлен тем, что идею симметричного способа легче всего проиллюстрировать на примере схемы, в которой нет центрального звена. В то же время основной подход может быть распространен и на схемы с нечетным числом звеньев, если центральное звено содержит четное число коммутаторов и является симметричным относительно горизонтальной линии, проходящей через центр звена. Таким образом, точка коммутации /, / в коммутаторе центрального звена, расположенном выше горизонтальной линии, образует пару с точкой коммутации ], i в коммутаторе центрального звена, расположенном ниже этой линии и т. д. . 5.2.5. Поиск путей Поиск соединительного пути через однозвенную коммутационную схемы происходит, по существу, автоматически, поскольку необходимая точка коммутации однозначно определяется парой вход-выход, между которыми требуется установить соединение. В противоположность этому наличие нескольких соединительных путей в многозвенной коммутационной схеме во многих отношениях усложняет процесс выбора соединительного пути. Во-первых, устройство управления коммутационной схемы должно следить (или иметь возможность определить), какой из нескольких потенциальных соединительных путей для данного соединения имеется в наличии. При использовании ЭВМ в качестве управляющего устройства систем коммутации информация о том, какие соединительные пути имеютс!? в наличии, хранится в памяти ЭВМ, которую называют памятью состояний. Записанная в виде программы процедура поиска путей применяется затем для обработки информации, записанной в памяти состояний, и выбора имеющегося в наличии соединительного пути. Всякий раз, когда устанавливается новое 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 [43] 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 |