RU2745031C1 - A method for modeling the processes of functioning of a communication network taking into account the impact of destabilizing factors - Google Patents
A method for modeling the processes of functioning of a communication network taking into account the impact of destabilizing factors Download PDFInfo
- Publication number
- RU2745031C1 RU2745031C1 RU2020126841A RU2020126841A RU2745031C1 RU 2745031 C1 RU2745031 C1 RU 2745031C1 RU 2020126841 A RU2020126841 A RU 2020126841A RU 2020126841 A RU2020126841 A RU 2020126841A RU 2745031 C1 RU2745031 C1 RU 2745031C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- level
- elements
- values
- network
- equipment
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
- G06F17/10—Complex mathematical operations
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06N—COMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
- G06N5/00—Computing arrangements using knowledge-based models
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Data Mining & Analysis (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Software Systems (AREA)
- Databases & Information Systems (AREA)
- Pure & Applied Mathematics (AREA)
- Computational Mathematics (AREA)
- Mathematical Optimization (AREA)
- Mathematical Analysis (AREA)
- Algebra (AREA)
- Artificial Intelligence (AREA)
- Computational Linguistics (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- Computing Systems (AREA)
- Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области моделирования систем связи и может быть использовано при изучении качественных характеристик оборудования, применяемых на сети связи, а также при определении свойств устойчивости сети связи.The invention relates to the field of modeling communication systems and can be used to study the qualitative characteristics of equipment used on a communication network, as well as to determine the stability properties of a communication network.
В настоящее время известны способы моделирования систем связи.Methods for modeling communication systems are now known.
Известен "Способ моделирования аварии, диагностики и восстановления работоспособности сложной технологической структуры и информационная система для его реализации", патент РФ №2252453, G06N 1/00, опубл. 20.05.2005, бюл. №14, заключающийся в том, что определяют схемотехнические характеристики элементов сложной технологической структуры (СТС) и устанавливают их взаимосвязи. Все связи между элементами принципиальной схемы СТС разделяют на основные и резервные. Задают произвольную комбинацию повреждений элементов СТС и определяют значение показателя аварийности состояния связей между элементами СТС. В случае неравенства указанного показателя нулевому значению восстанавливают работоспособность СТС, изменяя ее замещением поврежденных связей резервными посредством активных действий оператора. Определяют значение показателя восстановления работоспособности СТС и вырабатывают прогноз состояния измененной СТС. Система обеспечивает получение оперативной информации оператором о действиях по восстановлению работоспособности СТС, основанных на использовании имеющегося резерва внутренних возможностей СТС, выработку прогноза состояния СТС и рекомендаций по улучшению функционирования измененной СТС.Known "A method for modeling an accident, diagnostics and recovery of a complex technological structure and an information system for its implementation", RF patent №2252453,
Недостатками способа является относительно низкая устойчивость функционирования СТС при возможном воздействии на нее деструктивных воздействий.The disadvantages of this method is the relatively low stability of the functioning of the STS with the possible impact on it of destructive influences.
Наиболее близким по технической сущности и выполняемым функциям аналогом (прототипом) к заявленному является способ моделирования процессов обеспечения технической готовности сетей связи при технической эксплуатации [Патент 2336566 Российская Федерация, МПК G06N 1/00 (2006.01). Способ моделирования процессов обеспечения технической готовности сетей связи при технической эксплуатации и система для его реализации. Гречишников Е.В., Поминчук О.В., Иванов В.А., Белов А.С., Карелин Д.А., Дроздов А.С.; заявитель и патентообладатель Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Академия Федеральной службы охраны Российской Федерации (Академия ФСО России). - 2006143248/09, заявл. 06.12.2006; опубл. 20.10.2008, бюл. №29. -17 с.].The closest in technical essence and functions performed by the analogue (prototype) to the claimed is a method of modeling the processes of ensuring the technical readiness of communication networks during technical operation [Patent 2336566 Russian Federation, IPC G06N 1/00 (2006.01). A method for modeling the processes of ensuring the technical readiness of communication networks during technical operation and a system for its implementation. Grechishnikov E.V., Pominchuk O.V., Ivanov V.A., Belov A.S., Karelin D.A., Drozdov A.S .; applicant and patentee State educational institution of higher professional education Academy of the Federal Security Service of the Russian Federation (Academy of the Federal Security Service of Russia). - 2006143248/09, app. 06.12.2006; publ. 20.10.2008, bul. No. 29. -17 s.].
Способ-прототип заключается в следующей последовательности действий. Определяют схемотехнические характеристики элементов сети связи (СС), устанавливают их взаимосвязи, описывают структуру СС, разделяют все связи на основные и резервные, задают произвольные комбинации повреждений элементов сети СС, определяют значения показателя аварийности состояния связей между элементами СС, моделируют процесс обеспечения технической готовности при эксплуатации СС, имитируют различные виды отказов, повреждений и сбоев основных элементов СС, замещают поврежденные связи резервными, определяют значение показателя восстановления работоспособности СС, осуществляют сбор статистики, прогнозируют техническое состояние основных элементов СС и рассчитывают основные показатели функционирования СС.The prototype method consists in the following sequence of actions. Determine the schematic characteristics of the elements of a communication network (SS), establish their interconnections, describe the structure of the SS, divide all connections into primary and backup, set arbitrary combinations of damage to the elements of the SS network, determine the values of the accident rate of the state of connections between SS elements, simulate the process of ensuring technical readiness when operating the SS, simulate various types of failures, damages and failures of the main elements of the SS, replace the damaged links with reserve ones, determine the value of the indicator of recovery of the SS operability, collect statistics, predict the technical state of the main SS elements and calculate the main indicators of SS functioning.
Недостатками способа-прототипа является относительно низкая устойчивость функционирования СС при воздействии дестабилизирующих факторов (ВДФ) на ее структурные элементы. Это обусловлено тем, что проведение реконфигурации СС выполняются без одновременного учета структурных и потоковых характеристик (нормированных значений параметров оборудования) СС при ВДФ на физическом, канальном, сетевом уровне относительно эталонной модели взаимоувязанных открытых систем (ЭМВОС). Под воздействием дестабилизирующего фактора следует понимать воздействие на сеть электросвязи, источником которого является физический или технологический процесс внутреннего или внешнего по отношению к сети электросвязи характера, приводящее к выходу из строя элементов сети.The disadvantages of the prototype method is the relatively low stability of the functioning of the SS when exposed to destabilizing factors (VDF) on its structural elements. This is due to the fact that SS reconfiguration is performed without simultaneously taking into account the structural and flow characteristics (normalized values of equipment parameters) of the SS with VDF at the physical, channel, network level relative to the reference model of interconnected open systems (EMVOS). Under the influence of a destabilizing factor, one should understand the impact on the telecommunication network, the source of which is a physical or technological process internal or external to the telecommunication network, leading to the failure of network elements.
При рассмотрении состава телекоммуникационного оборудования любого типового узла связи, можно выделить наличие оборудования, поддерживающего современные транспортные технологии WDM, SDH, IP. Оборудование, функционирующее на приведенных технологиях, можно распределить по уровням относительно ЭМВОС, например: оборудование, функционирующее по технологии WDM, функционирует на физическом уровне. Оборудование, функционирующее по технологии SDH - на канальном уровне. Оборудование, функционирующее по технологии IP - на сетевом уровне.When considering the composition of telecommunication equipment of any typical communication center, it is possible to highlight the availability of equipment that supports modern transport technologies WDM, SDH, IP. The equipment operating on the above technologies can be divided into levels relative to the EMVOS, for example: the equipment operating on the WDM technology operates at the physical level. Equipment operating according to SDH technology - at the link level. Equipment operating on IP technology - at the network level.
В настоящее время широко и полно освещены вопросы, связанные с функционированием СС с применением вышеуказанных технологий на каждом отдельном уровне ЭМВОС. Однако вопросы функционирования СС с учетом ВДФ в совокупности на трех уровнях (физическом, канальном и сетевом) не рассматривались. При этом возникает научно-техническая проблема, суть которой заключается в том, что функционирование оборудования СС на каждом уровне отдельно протекает с выполнением предъявляемых требований по устойчивости, но при их совокупности показатель устойчивости не отвечает предъявляемым требованиям.At present, the issues related to the functioning of the SS with the use of the above technologies at each separate level of EMVOS are widely and fully covered. However, the issues of the functioning of the SS taking into account the VDF in aggregate at three levels (physical, channel and network) were not considered. In this case, a scientific and technical problem arises, the essence of which lies in the fact that the functioning of the SS equipment at each level proceeds separately with the fulfillment of the requirements for stability, but when they are combined, the stability indicator does not meet the requirements.
Предлагаемый способ позволяет оценить процесс функционирования СС с учетом ВДФ на трех уровнях в комплексе.The proposed method allows you to assess the process of functioning of the SS, taking into account the VDF at three levels in the complex.
Проведенный анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностью признаков, тождественные всем признакам заявленного решения, отсутствуют, что указывает на соответствие заявленного способа условию патентоспособности "новизна".The analysis of the prior art made it possible to establish that analogs characterized by a set of features identical to all features of the claimed solution are absent, which indicates that the claimed method meets the "novelty" condition of patentability.
Результаты поиска известных решений в данной и смежных областях техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного способа, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Из уровня техники также не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение указанного технического результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности "изобретательский уровень".The search results for known solutions in this and related fields of technology in order to identify features that match the distinctive features of the prototype features of the claimed method have shown that they do not follow explicitly from the prior art. The prior art also did not reveal the influence of the transformations envisaged by the essential features of the claimed invention on the achievement of the specified technical result. Therefore, the claimed invention meets the "inventive step" requirement of patentability.
«Промышленная применимость» способа обусловлена наличием элементной базы, на основе которой могут быть выполнены устройства, реализующие данный способ.The "industrial applicability" of the method is due to the presence of an element base, on the basis of which devices that implement this method can be made.
Технической проблемой, на решение которой направлен предлагаемый способ, является отсутствие известных решений, направленных на определение основных параметров оборудования, функционирующего на трех уровнях ЭМВОС СС в комплексе, с целью выработки требований к параметрам (характеристикам) оборудования, необходимых для устойчивого функционирования СС с учетом ВДФ.The technical problem to be solved by the proposed method is the lack of known solutions aimed at determining the main parameters of the equipment operating at three levels of the EMVOS SS in the complex, in order to develop requirements for the parameters (characteristics) of the equipment necessary for the stable functioning of the SS, taking into account the VDF ...
Целью изобретения является повышение устойчивости функционирования сети связи с учетом воздействия дестабилизирующих факторов. Это позволит задавать требуемые качественные показатели к оборудованию при обеспечении выполнении требований по устойчивости, предъявляемых к сети связи.The aim of the invention is to increase the stability of the communication network, taking into account the impact of destabilizing factors. This will allow you to set the required quality indicators for the equipment while ensuring that the stability requirements for the communication network are met.
Поставленная цель достигается тем, что предложенный способ моделирования процессов функционирования сети связи с учетом воздействия дестабилизирующих факторов, отличающийся тем, что вначале при технической эксплуатации моделирования процессов функционирования СС с учетом ВДФ, производят описание структуры сети связи, моделируют процесс обеспечения технической готовности при эксплуатации СС, имитируют различные виды отказов, повреждения и сбои основных элементов СС, дополнительно задают в качестве исходных данных параметры оборудования физического, канального, сетевого уровня, критерии оценки устойчивости функционирования сети на физическом, канальном, сетевом уровне, определяют количество реализации моделирования процессов обеспечения технической готовности сети связи на физическом, канальном и сетевом уровне, моделируют процессы обеспечения технической готовности сети связи на физическом, канальном и сетевом уровне, после моделирования процессов обеспечения технической готовности на физическом уровне проводят, измерения параметров оборудования функционирующем на физическом уровне, проверяют соответствия измеренных значений заданным критериальным значениям, если значения измеренных параметров не соответствуют требуемым значениям, то производят процедуры локализации неисправных элементов при отказе функционирования СС на физическом уровне, рассылку сообщений элементам СС о состоянии исправности элементов СС на физическом уровне, реконфигурирование СС на исправных элементах оборудования физического уровня, восстановления элементов СС, повторяют действия по моделированию процессов обеспечения технической готовности на физическом уровне и проверке соответствия измеренных значений параметров оборудования заданным критериальным значениям, если измеренные параметры оборудования физического уровня соответствуют заданным критериальным значениям, то переходят к моделированию процесса технической готовности на канальном уровне, после моделирования процессов обеспечения технической готовности на канальном уровне проводят измерения параметров оборудования функционирующем на канальном уровне, проверяют соответствия измеренных значений заданным критериальным значениям, если значения измеренных параметров не соответствуют требуемым значениям, то производят процедуры локализации неисправных элементов при отказе функционирования СС на канальном уровне, рассылку сообщений элементам СС о состоянии исправности элементов СС на канальном уровне, реконфигурирование СС на исправных элементах оборудования канального уровня, восстановления элементов СС, повторяют действия по моделированию процессов обеспечения технической готовности на канальном уровне и проверке соответствия измеренных значений параметров оборудования заданным критериальным значениям, если измеренные параметры оборудования канального уровня соответствуют заданным критериальным значениям, то переходят к моделированию процесса технической готовности на сетевом уровне, после моделирования процессов обеспечения технической готовности на сетевом уровне проводят, измерения параметров оборудования функционирующем на сетевом уровне, проверяют соответствия измеренных значений заданным критериальным значениям, если значения измеренных параметров не соответствуют требуемым значениям, то производят процедуры локализации неисправных элементов при отказе функционирования СС на сетевом уровне, рассылку сообщений элементам СС о состоянии исправности элементов СС на сетевом уровне, реконфигурирование СС на исправных элементах оборудования сетевого уровня, восстановления элементов СС, повторяют действия по моделированию процессов обеспечения технической готовности на сетевом уровне и проверке соответствия измеренных значений параметров оборудования заданным критериальным значениям, если измеренные параметры оборудования сетевого уровня соответствуют заданным критериальным значениям, то осуществляют вывод результатов параметров оборудования физического, канального сетевого уровня.This goal is achieved by the fact that the proposed method for modeling the processes of the functioning of the communication network taking into account the influence of destabilizing factors, which is characterized by the fact that, first, during the technical operation of modeling the processes of the functioning of the SS, taking into account the VDF, they describe the structure of the communication network, simulate the process of ensuring technical readiness during the operation of the SS, simulate various types of failures, damage and failures of the main elements of the SS, additionally set the parameters of the equipment of the physical, channel, network level as initial data, criteria for assessing the stability of the network's functioning at the physical, channel, network level, determine the number of implementation of modeling the processes of ensuring the technical readiness of the communication network at the physical, channel and network level, simulate the processes of ensuring the technical readiness of the communication network at the physical, channel and network levels, after modeling the processes of ensuring technical readiness at at the physical level, measurements of the parameters of the equipment operating at the physical level are carried out, the correspondence of the measured values to the specified criterion values is checked, if the values of the measured parameters do not correspond to the required values, then procedures for localizing faulty elements are carried out in case of failure of the SS functioning at the physical level, messages are sent to the SS elements about the state of health SS elements at the physical level, reconfiguring SS on serviceable elements of the physical layer equipment, restoring SS elements, repeat the steps to simulate the processes of ensuring technical readiness at the physical level and check the correspondence of the measured values of the equipment parameters to the specified criterion values, if the measured parameters of the physical layer equipment correspond to the specified criterion values, then proceed to modeling the process of technical readiness at the channel level, after modeling the processes of providing technical readiness at the channel level, measurements of the parameters of the equipment operating at the channel level are carried out, the correspondence of the measured values to the specified criterion values is checked, if the values of the measured parameters do not correspond to the required values, then procedures for the localization of faulty elements are carried out in case of failure of the SS functioning at the channel level, messages are sent to the SS elements about the state of serviceability of the SS elements at the channel level, reconfiguring the SS on serviceable elements of the channel level equipment, restoring the SS elements, repeat the steps to simulate the processes of ensuring technical readiness at the channel level and check the correspondence of the measured values of the equipment parameters to the specified criterion values, if the measured parameters of the channel level equipment correspond given criterion values, then they proceed to modeling the process of technical readiness at the network level, after modeling the processes, technical readiness at the network level is carried out, the parameters of the equipment operating at the network level are measured, the correspondence of the measured values to the specified criterion values is checked, if the values of the measured parameters do not correspond to the required values, then procedures for the localization of faulty elements are carried out in case of failure of the SS at the network level, messages are sent to the elements SS on the state of serviceability of SS elements at the network level, reconfiguring SS on serviceable elements of the network level equipment, restoring SS elements, repeat the steps to simulate the processes of ensuring technical readiness at the network level and check the correspondence of the measured values of the equipment parameters to the specified criterion values, if the measured parameters of the network equipment levels correspond to the specified criterion values, then the results of the parameters of the equipment of the physical, channel network layer are output.
Заявленный способ поясняется чертежами:The claimed method is illustrated by drawings:
фиг. 1 - блок-схема способа моделирования процессов функционирования сети связи с учетом воздействия дестабилизирующих факторов;fig. 1 is a block diagram of a method for modeling the processes of functioning of a communication network, taking into account the impact of destabilizing factors;
фиг. 2 - временная диаграмма функционирования СС с учетом ВДФ.fig. 2 - time diagram of the SS functioning taking into account the VDF.
Реализовать заявленный способ предлагается в виде последовательности действий, показанных на фиг. 1.It is proposed to implement the claimed method in the form of a sequence of actions shown in FIG. one.
В блоке 1 задают исходные данные для моделирования сети связи. Исходными данными являются:
- фрагмент сети связи, типологически инвариантный реальному фрагменту сети связи;- a fragment of a communication network, typologically invariant to a real fragment of a communication network;
- параметры оборудования физического, канального, сетевого уровня;- parameters of equipment of the physical, channel, network level;
- критерии оценки устойчивости функционирования сети на физическом, канальном, сетевом уровне;- criteria for assessing the stability of the network functioning at the physical, channel, network level;
n - количество воздействий дестабилизирующих факторов на элементы сети связи на физическом, канальном, сетевом уровне;n is the number of impacts of destabilizing factors on the elements of the communication network at the physical, channel, network level;
m - количество воздействий дестабилизирующих факторов на элементы сети на физическом, канальном, сетевом уровне по соответствию параметров;m is the number of impacts of destabilizing factors on network elements at the physical, channel, network level in accordance with the parameters;
S - количество потоков, поступивших на уровень СС;S is the number of streams received at the SS level;
t1 - длительность измерения параметров СС физического, канального, сетевого уровня;t 1 - duration of measurement of SS parameters of the physical, channel, network layer;
t2 - длительность обработки параметров физического, канального, сетевого уровня СС;t 2 - the duration of processing the parameters of the physical, channel, network layer of the SS;
t3 - длительность, при которой определяются неисправные элементы СС;t 3 - the duration at which the faulty elements of the SS are determined;
t4 - длительность, при которой определяются исправные элементы СС;t 4 - the duration at which the serviceable elements of the SS are determined;
t5 - длительность изменения топологической структуры СС;t 5 - the duration of the change in the topological structure of the SS;
t6 - длительность обработки параметров на соответствие качественных характеристик элементов СС;t 6 - the duration of processing the parameters for compliance with the quality characteristics of the elements of the SS;
t7 - длительность восстановления элементов СС на физическом, канальном, сетевом уровне;t 7 - duration of restoration of SS elements at the physical, channel, network level;
t8 - длительность функционирования в нормальном состоянии;t 8 - duration of functioning in a normal state;
Тн - длительность нахождения СС в неисправном состоянии; Тн is the duration of the SS being in a faulty state;
Тнеиср - среднее значение длительности нахождения СС в неисправном состоянии;T neisr is the average value of the duration of the SS being in a faulty state;
Тиср - среднее значение длительности нахождения СС в исправном состоянии;T isr - the average value of the duration of the SS in good condition;
Кид - коэффициент исправного действия СС на физическом, канальном, сетевом уровнях;K id - the coefficient of the correct operation of the SS at the physical, channel, network levels;
Рвдф - вероятность воздействия функционирования элементов СС при ВДФ;R vdf - the probability of the impact of the functioning of the elements of the SS at VDF;
Pij - параметр показателя качества оборудования, где i - индекс обозначающий тип технологии; j - индекс обозначающий параметр i-го типа технологии;P ij is the parameter of the equipment quality indicator, where i is the index indicating the type of technology; j - index designating the parameter of the i-th type of technology;
POSNR - параметр качества оборудования физического уровня -соотношение уровня сигнал/шум;POSNR - quality parameter of physical layer equipment - signal-to-noise ratio;
Kfec -параметр качества оборудования физического уровня - коэффициент FEC (%);K fec - quality parameter of physical layer equipment - FEC coefficient (%);
Кош - параметр качества оборудования канального уровня - коэффициент ошибки;K osh - quality parameter of link-level equipment - error rate;
Тз - параметр качества оборудования канального уровня - время задержки пакетов;T z - quality parameter of link layer equipment - packet delay time;
Твар.з - параметр качества оборудования канального уровня - время вариации задержки пакетов;T var.z - quality parameter of link level equipment - packet delay variation time;
Кпп - параметр качества оборудования канального уровня - коэффициент потери пакетов;К пп - quality parameter of link level equipment - packet loss coefficient;
TS+1 - длительность при поступлении следующего потока (сигнала, сообщения) на физический, канальный, сетевой уровень СС;T S + 1 - duration when the next stream (signal, message) arrives at the physical, channel, network layer of the SS;
Тогр - длительность ограничения поступления потоков на физический, канальный, сетевой уровень СС;T ogr is the duration of limiting the flow of flows to the physical, channel, network layer of the SS;
P(t) - вероятность восстановления СС;P (t) is the probability of SS recovery;
Твосст - длительность восстановления СС.T rest is the duration of the SS recovery.
В блоке 2 определяют количество реализаций моделирования процессов обеспечения технической готовности сети связи на физическом, канальном и сетевом уровне.In block 2, the number of realizations of modeling the processes of ensuring the technical readiness of the communication network at the physical, channel and network levels is determined.
В блоке 3 производят моделирование процессов обеспечения технической готовности на физическом уровне.In block 3, the processes of ensuring technical readiness at the physical level are simulated.
В блоке 4 имитируют различные виды отказов повреждения, сбои основных элементов СС на физическом уровне.Block 4 simulates various types of damage failures, failures of the main elements of the SS at the physical level.
В блоке 5 производят измерения параметров качества оборудования функционирующем на физическом уровне.In block 5, measurements are made of the quality parameters of the equipment functioning at the physical level.
В блоке 6 проверяют соответствие измеренных значений заданным критериальным значениям на физическом уровне, если значения измеренных параметров не соответствуют требуемым значениям, то переходят в блок 7.In
В блоке 7 производят процедуры локализации неисправных элементов при отказе функционирования СС на физическом уровне.In block 7, procedures are performed for localizing faulty elements in case of failure of the SS functioning at the physical level.
В блоке 8 производят рассылку сообщений элементам СС о состоянии исправности элементов СС на физическом уровне.In block 8, messages are sent to the SS elements about the state of health of the SS elements at the physical level.
В блоке 9 производят реконфигурирование СС на исправных элементах оборудования физического уровня.In
В блоке 10 производят восстановление элементов СС, далее процесс повторяется по этапам 3,4, 5 в соответствии с фиг. 1,In
если измеренные параметры оборудования физического уровня соответствуют заданным критериальным значениям, то переходят к моделированию процесса технической готовности на канальном уровне,if the measured parameters of the physical layer equipment correspond to the specified criterion values, then proceed to modeling the process of technical readiness at the channel level,
после моделирования процессов обеспечения технической готовности на канальном уровне проводят, измерения параметров качества оборудования функционирующем на канальном уровне, проверяют соответствия измеренных значений заданным критериальным значениям, если значения измеренных параметров не соответствуют требуемым значениям, то производят процедуры локализации неисправных элементов при отказе функционирования СС на канальном уровне,after modeling the processes of ensuring technical readiness at the channel level, measurements of the quality parameters of the equipment operating at the channel level are carried out, the correspondence of the measured values to the specified criterion values is checked, if the values of the measured parameters do not correspond to the required values, then procedures for the localization of faulty elements are carried out in case of failure of the SS functioning at the channel level ,
рассылку сообщений элементам СС о состоянии исправности элементов СС на канальном уровне,sending messages to the SS elements about the state of health of the SS elements at the link level,
реконфигурирование СС на исправных элементах оборудования канального уровня,reconfiguration of the SS on serviceable elements of the link level equipment,
восстановления элементов СС, далее процесс повторяется по этапам 12, 13, 14 в соответствии с фиг. 1,recovery of the CC elements, then the process is repeated in
если измеренные параметры оборудования физического уровня соответствуют заданным критериальным значениям, то переходят к моделированию процесса технической готовности на сетевом уровне,if the measured parameters of the physical layer equipment correspond to the specified criterion values, then proceed to modeling the process of technical readiness at the network layer,
после моделирования процессов обеспечения технической готовности на сетевом уровне проводят, измерения параметров качества оборудования функционирующем на сетевом уровне, проверяют соответствия измеренных значений заданным критериальным значениям, если значения измеренных параметров не соответствуют требуемым значениям, то производят процедуры локализации неисправных элементов при отказе функционирования СС на сетевом уровне,after modeling the processes of ensuring technical readiness at the network level, measurements of the quality parameters of the equipment operating at the network level are carried out, the correspondence of the measured values to the specified criterion values is checked, if the values of the measured parameters do not correspond to the required values, then procedures for the localization of faulty elements are performed in case of failure of the SS at the network level ,
рассылку сообщений элементам СС о состоянии исправности элементов СС на сетевом уровне,sending messages to the SS elements about the state of health of the SS elements at the network level,
реконфигурирование СС на исправных элементах оборудования сетевого уровня,reconfiguring SS on serviceable elements of network layer equipment,
восстановления элементов СС, далее процесс повторяется по этапам 21, 22, 23 в соответствии с фиг. 1,recovery of the CC elements, then the process is repeated in
если измеренные параметры оборудования сетевого уровня соответствуют заданным критериальным значениям, то переходят к на этап вывода результатов параметров оборудования физического, канального сетевого уровня.if the measured parameters of the network layer equipment correspond to the specified criterion values, then go to the stage of outputting the results of the parameters of the physical, channel network layer equipment.
На основе сбора данных о функционирования СС с учетом ВДФ осуществляется прогнозирование состояние основных элементов сети на различных этапах эксплуатации и расчет основных показателей ее: Кид - коэффициент исправного действия, P(t) - вероятность восстановление, Твосст - длительность восстановления СС.Based on the collection of data on the functioning of the SS, taking into account the VDF, the state of the main elements of the network at various stages of operation is predicted and its main indicators are calculated: K id is the coefficient of good operation, P (t) is the probability of recovery, T rest is the duration of recovery of the SS.
Определяется количество реализации (прогонов) модели (N):The number of realization (runs) of the model (N) is determined:
где Р - значение априорной вероятности, которую можно определить предварительными испытаниями на модели;where P is the value of the prior probability, which can be determined by preliminary tests on the model;
- значение аргумента функции Лапласса, при котором вероятность попадания случайной величины в интервал (-tα,tα) равна α; is the value of the argument of the Laplace function at which the probability of hitting a random variable in the interval (-t α , t α ) is equal to α;
ε -точность оценки, равная ;ε -precision of the estimate, equal to ;
- оценка математического ожидания, полученная в результате моделирования; - an estimate of the mathematical expectation obtained as a result of modeling;
М(х) - математическое ожидание искомого параметра;М (х) - mathematical expectation of the required parameter;
α - достоверность оценки.α is the reliability of the estimate.
Нагрузку от пользователя задают в виде интенсивности потока λm и закон ее распределения Fλ(t). Например, для пуассоновского (простейшего) потока закон распределения задается выражением: , а для нормального распределения выражением: .The user load is set in the form of the flow rate λ m and the law of its distribution F λ (t). For example, for a Poisson (simplest) flow, the distribution law is given by the expression: , and for a normal distribution by the expression: ...
Задают количество ВДФ (n), количество ВДФ по соответствию параметров (m), количество потоков (S).The number of VDF (n), the number of VDF according to the correspondence of parameters (m), the number of streams (S) are set.
В блоке 2 имитируется поступление потока F(t) на передачу сообщений через интервалы длительности TS+1. При функционировании СС, отвечающим и выполняющим требованиям модельной длительности принимается значение TцфS. Интервалы длительностей τ между поступлением сигналов в простейшем потоке распределены по экспоненциальному закону с функцией распределения F(t)=1-e-λτ, плотностью распределения ƒ(t)=λe-λτ, где λ>0 - параметр распределения, представляющий собой интенсивность потока ВДФ.Block 2 simulates the arrival of the flow F (t) for the transmission of messages at intervals of duration T S + 1 . During the functioning of the SS, which meets and fulfills the requirements of the model duration, the value T cfS is taken . The intervals of durations τ between the arrival of signals in the simplest flow are distributed exponentially with the distribution function F (t) = 1-e -λτ , the distribution density распределения (t) = λe -λτ , where λ> 0 is the distribution parameter representing the flow intensity VDF.
Интервалы длительностей поступления потока на вход системы равны длительности предыдущего цикла функционирования TцфS.The intervals of the durations of the flow at the input of the system are equal to the duration of the previous cycle of operation T cfS .
В блоке 3 происходит идентификация сетевых интерфейсов и загрузка программного обеспечения оборудования, функционирующего на физическом уровне с длительностью измерения параметров элементов СС (t1).In block 3, the network interfaces are identified and the software is loaded for equipment operating at the physical level with the duration of measuring the parameters of the SS elements (t 1 ).
В блоке 5 считывают соответствие параметров, характеристик необходимых для нормального работоспособного состояния оборудования за длительность обработки параметров на физическом уровне СС (t2).In block 5, the correspondence of the parameters, the characteristics necessary for the normal operating state of the equipment for the duration of the processing of the parameters at the physical level of the SS (t 2 ) is read.
В блоке 7 при поступлении потока при длительности t2 происходит сравнение поступившего потока (F(t2)) на наличие отсутствия вероятности ВДФ уровня Рвдф, которая распределяется по нормальному экспоненциальному закону . При появлении отказа функционирования элементов СС на физическом уровне, система переходит в режим поиска неисправности (локализация отказов) блок 9. При нормальном функционировании системы переходит в блок 13.In block 7, when a flow arrives with a duration of t 2 , the incoming flow (F (t 2 )) is compared for the presence of the absence of the probability of the VDF level P wdf , which is distributed according to the normal exponential law ... When a failure occurs in the functioning of the SS elements at the physical level, the system goes into the troubleshooting mode (localization of failures)
В блоке 13 осуществляется проверка качества параметров, характеристик при обслуживании физического уровня данного полученного информационного потока.In
При удовлетворяющем результате поток поступает в блок 15, где происходят основные процессы по сравнению с требуемыми параметрами уровня.With a satisfactory result, the flow enters
При поступлении потока F(t) при длительности обработки параметров качества на физическом уровне СС вероятность соответствия параметрам будет равна Pij. и распределяется по нормальному закону .When the flow F (t) arrives with the duration of the quality parameters processing at the physical level of the SS, the probability of compliance with the parameters will be equal to P ij . and is distributed according to the normal law ...
Если хотя бы один показатель параметра физического уровня не соответствует нормативным значениям исправного состояния элемента СС, то необходимо провести ряд мероприятий по восстановлению работоспособности элементов СС (блок 17):If at least one indicator of the parameter of the physical level does not correspond to the normative values of the serviceable state of the SS element, then it is necessary to take a number of measures to restore the operability of the SS elements (block 17):
- определить причину изменения качественных характеристик (параметров) на физическом уровне;- to determine the reason for the change in quality characteristics (parameters) at the physical level;
- изменить качественные характеристики (параметры) элементов СС на физическом уровне при затраченном времени восстановления t6;- change the quality characteristics (parameters) of the SS elements at the physical level with the spent recovery time t 6 ;
- восстановить элементы СС за длительность t7.- restore the elements of the SS for the duration t 7 .
По окончании восстановительных мероприятий провести контрольные измерения качественных характеристик (параметров) физического уровня СС, чтобы убедиться в достоверности восстановления функционирования элементов СС физического уровня. В дальнейшем процесс переходит в блок 19, который необходим для выхода в режим нормального (требуемого) функционирования СС на физическом уровне и определения конечного времени моделирования.At the end of the recovery measures, carry out control measurements of the quality characteristics (parameters) of the physical layer of the SS in order to ensure the reliability of the restoration of the functioning of the elements of the SS of the physical layer. In the future, the process goes to block 19, which is necessary to enter the mode of normal (required) SS functioning at the physical level and determine the final simulation time.
Если значение качественных характеристик (параметров) не соответствует требуемым, то в блоке 9 и 10 режим локализации неисправности при отказе функционирования СС и выявляет работоспособные элементы СС с помощью обмена сигналов между элементами СС.If the value of the quality characteristics (parameters) does not correspond to the required ones, then in
После обработки потоковых сигналов в блоке 9 и 10 в блоке 11 проводится ряд мероприятий по реконфигурации структуры СС на исправных элементах СС:After processing the streaming signals in
определяется тип неисправности за время Тн;the type of malfunction is determined for the time T n ;
производится анализ, диагностика, оценка состояния элементов СС, при которых могли бы выполняться основные задачи сети за время t4,analysis, diagnostics, assessment of the state of the SS elements are performed, at which the main tasks of the network could be performed in time t 4 ,
изменяется топологическая, потоковая структура СС за время реконфигурации t5.the topological, streaming structure of the SS changes during the reconfiguration time t 5 .
В дальнейшем если все качественные показатели характеристик (параметров) физического уровня соответствуют нормативным значениям исправного состояния элементов СС, то функционирование СС модели с учетом ВДФ завершается и процесс функционирования цикла замыкается.In the future, if all the qualitative indicators of the characteristics (parameters) of the physical layer correspond to the normative values of the serviceable state of the elements of the SS, then the functioning of the SS of the model taking into account the VDF is completed and the process of the cycle functioning is closed.
Выходными результатами состояния функционирования физического уровня элементов СС с учетом ВДФ являются длительности исправной (Ти) и неисправной (Тн) работы сети, которые в дальнейшем используются при вычислении коэффициента исправного действия или готовности СС.The output results of the state of functioning of the physical level of the elements of the SS, taking into account the VDF, are the durations of the serviceable (T and ) and faulty (T n ) network operation, which are further used in calculating the coefficient of serviceable action or the availability of the SS.
При проведении вычислений с помощью предложенных методах и программных приложений получили графические временные диаграммы оценки функционирования СС с учетом ВДФ физического уровня (фиг. 2).When carrying out calculations using the proposed methods and software applications, graphical time diagrams for assessing the functioning of the SS, taking into account the VDF of the physical layer, were obtained (Fig. 2).
Предлагаемый способ и реализующая система моделирования обеспечивают устранение и расширение функциональных возможностей технических решений с обеспечением моделированной работы СС с учетом ВДФ, осуществляется расчет коэффициента исправного действия и сравнение его с требуемыми значениями свойств устойчивости СС.The proposed method and the realizing modeling system ensure the elimination and expansion of the functionality of technical solutions with the provision of simulated operation of the SS taking into account the VDF, calculating the coefficient of good operation and comparing it with the required values of the stability properties of the SS.
Таким образом, за счет вышеуказанных операций достигается технический результат, представленное научно-методическое обеспечение является основой для разработки подхода и научно-технических предложений по выявлению технических требований к оборудованию функционирующего на СС на физическом уровне с учетом ВДФ при планировании и развертывании сети связи.Thus, due to the above operations, a technical result is achieved, the presented scientific and methodological support is the basis for the development of an approach and scientific and technical proposals for identifying technical requirements for equipment operating at the SS at the physical level, taking into account the VDF when planning and deploying a communication network.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020126841A RU2745031C1 (en) | 2020-08-10 | 2020-08-10 | A method for modeling the processes of functioning of a communication network taking into account the impact of destabilizing factors |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020126841A RU2745031C1 (en) | 2020-08-10 | 2020-08-10 | A method for modeling the processes of functioning of a communication network taking into account the impact of destabilizing factors |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2745031C1 true RU2745031C1 (en) | 2021-03-18 |
Family
ID=74874480
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020126841A RU2745031C1 (en) | 2020-08-10 | 2020-08-10 | A method for modeling the processes of functioning of a communication network taking into account the impact of destabilizing factors |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2745031C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20050254455A1 (en) * | 2002-11-06 | 2005-11-17 | Jurgen Plehn | Method and device for optimising cellular wireless communication networks |
US20080208784A1 (en) * | 2006-11-15 | 2008-08-28 | Gene Network Sciences, Inc. | Systems and methods for modeling and analyzing networks |
US20160219024A1 (en) * | 2015-01-26 | 2016-07-28 | Listal Ltd. | Secure Dynamic Communication Network And Protocol |
RU2631970C1 (en) * | 2016-11-14 | 2017-09-29 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Академия Федеральной службы охраны Российской Федерации" (Академия ФСО России) | Modeling technique of management and communication processes in distributed territory |
US20180123941A1 (en) * | 2015-04-01 | 2018-05-03 | Neutrona Networks International Llc | Network management system with traffic engineering for a software defined network |
-
2020
- 2020-08-10 RU RU2020126841A patent/RU2745031C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20050254455A1 (en) * | 2002-11-06 | 2005-11-17 | Jurgen Plehn | Method and device for optimising cellular wireless communication networks |
US20080208784A1 (en) * | 2006-11-15 | 2008-08-28 | Gene Network Sciences, Inc. | Systems and methods for modeling and analyzing networks |
US20160219024A1 (en) * | 2015-01-26 | 2016-07-28 | Listal Ltd. | Secure Dynamic Communication Network And Protocol |
US20180123941A1 (en) * | 2015-04-01 | 2018-05-03 | Neutrona Networks International Llc | Network management system with traffic engineering for a software defined network |
RU2631970C1 (en) * | 2016-11-14 | 2017-09-29 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Академия Федеральной службы охраны Российской Федерации" (Академия ФСО России) | Modeling technique of management and communication processes in distributed territory |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3320653B1 (en) | Parallelized network traffic flow availability simulation using stochastic process and traffic engineering algorithms | |
CN110618924B (en) | Link pressure testing method of web application system | |
CN107872457B (en) | Method and system for network operation based on network flow prediction | |
US11057787B2 (en) | Method and test system for mobile network testing as well as prediction system | |
CN105469317B (en) | A kind of reliability of power communication network analysis method | |
CN108683564B (en) | Network simulation system reliability evaluation method based on multidimensional decision attributes | |
US8180716B2 (en) | Method and device for forecasting computational needs of an application | |
US20080301073A1 (en) | Method for wafer analysis with artificial neural network and system thereof | |
CN103608815B (en) | Method and diagnostic system for supporting the controlled fault detection in technical systems | |
CN117692940B (en) | Microwave system performance detection method based on microwave link | |
US10841820B2 (en) | Method and test system for mobile network testing as well as prediction system | |
RU2745031C1 (en) | A method for modeling the processes of functioning of a communication network taking into account the impact of destabilizing factors | |
CN114244737A (en) | Method, device and system for evaluating network quality | |
Zhang et al. | Probabilistic analysis of network availability | |
CN115225455B (en) | Abnormal device detection method and device, electronic device and storage medium | |
TWI695282B (en) | System and method for analyzing potential degradation probability of broadband service equipment | |
CN111190784A (en) | Capacity pressure measuring method, system, device and storage medium suitable for production system | |
Taluja et al. | A comprehensive approach for assessing the reliability of complex networks using OANN approach | |
WO2024139508A1 (en) | Network optimization method, electronic device and storage medium | |
CN116112344B (en) | Method, equipment and medium for detecting machine room fault network equipment | |
CN113938185B (en) | OLP optical line protection method and system based on ROADM system | |
RU2731358C1 (en) | Method for simulating a multilevel distributed information and measurement system for monitoring and managing a transport communication network | |
RU2815224C1 (en) | Method of ensuring stable functioning of complex technical system | |
Safonova et al. | On the estimate of the structural reliability of corporate telecommunications networks | |
CN117596131A (en) | Service quality-oriented power communication network testing method and device |