Исследование методов организации взаимодействия узлов связи

Практическое занятие № 5

Исследование методов организации взаимодействия узлов связи

1. Методика ограничений

Сущность методики ограничений заключается в двухэтапном оценивании сравниваемых сетей связи. На первом этапе все сети проверяются на соответствие минимальным требованиям системы более высокого уровня иерархии (условно). Сети связи, не соответствующие этим требованием, на втором этапе не рассматриваются. Второй этап заключается в определении наилучшей сети.

Пример: Провести оценку трёх типов структур телефонной связи по методике ограничений. Для обслуживания абонентов используется сеть телефонной связи, отвечающая требованиям, приведённым в табл.1.

Таблица 1. Характеристика сетей связи

Основным функциональным назначением проектируемой сети связи является своевременная передача поступающих сообщений с требуемой безопасностью и достоверностью.

В общем случае показателем своевременности связи является время установления соединений (t_уст), определяемое временем ожидания абонентом соединения (t_ож) и временем непосредственного предоставления услуг (t_прс).

                            t_уст = t_ож + t_прс.                                                                (1.1)

При проведении расчётов предполагается, что для телефонной сети связи определяющим критерием является время ожидания абонентом соединения. В этом случае время ожидания соединения абонента не должно превышать требуемого ().

                             t_ож  ≤  .                                                                       (1.2)

Таким образом, оценивание производиться не по показателю качества функционирования сети (пропускной способности, устойчивости, мобильности и другим), а по показателю качества связи: своевременности (внешнему показателю сети связи).

На первом этапе оцениваются варианты сетей связи с точки зрения соответствия их характеристик заданным требованиям. Из табл.1 видно, что сеть связи № 3 не удовлетворяет требованию по критерию обслуживающего персонала (L≤ L^тр), потому для дальнейшего рассмотрения остаются сети связи № 1 и № 2.

На втором этапе сравниваются объекты по выбранному основному критерию (например, время ожидания абонентом не должно превышать требуемое). В соответствии с этим критерием выбирается сеть связи № 2.

Достоинство данной методики – простота, которая достигается за счёт приблизительной точности сравнения. Это обусловлено тем, что после первого этапа все объекты, отвечающие требованиям, ставятся в равные условия, хотя могут иметь существенные различия по частным показателям. Предпочтение во времени ожидания в пять секунд сыграло решающую роль при сравнении сетей связи № 1 и № 2, имеющая время ожидания на пять секунд больше, чем сеть связи № 2, но меньшие затраты по обслуживающему  персоналу и количеству каналов. По совокупности показателей сеть связи   № 2 уступает первой, но в соответствии с выбранным основным критерием ей отдаётся предпочтение.

Рассмотренная методика самостоятельно применяется редко. Практически используются две методики: сначала выполняется первый этап методики ограничений, а затем объекты сравниваются с помощью методик абсолютных или относительных показателей эффективности.

2. Методика расчёта абсолютных показателей эффективности функционирования сетей связи

Абсолютный показатель эффективности функционирования i – сети связи вычисляется по формуле:

                    ,                                                                        (2.1)

где, j – количество частных показателей эффективности,  - средний весовой коэффициент i - го показателя, y(е_ij) – функция полезности или затратности  j – го показателя i – й  сети, характеризующая степень его соответствия заданным требованиям.  

Выбор частных показателей осуществляется исходя из требований абонента, причём частные показатели должны иметь явный физический смысл. Для сети телефонной связи такими требованиями является пропускная способность при  заданном качестве обслуживания абонентов, надёжность функционирования сети и её элементов, мобильность (время изменения структуры сети связи и её состояния), количество обслуживающего сеть персонала, качество разговорного тракта (разборчивость или артикуляция), своевременность передачи сообщения в сети. Два последних требования являются внешними, определяемыми старшей системой (абонентами), а остальные относятся к внутренним.

В зависимости от типа сети связи и её специфических особенностей этот перечень может быть скорректирован и расширен.

Весовые коэффициенты частных показателей эффективности находят путём статистической обработки мнений экспертов. Заключение при анализе сетей связи даёт эксперт. Предполагается, что при проведении экспертного опроса, мнение группы снижает субъективизм оценок. Перед опросом готовятся вопросы, исключающие неоднозначность трактовок. Экспертам рекомендуется выставлять оценки в пределах от 0,01 до 1. Оценки сводятся в матрицу , столбцы которой представляют совокупность оценок, выставленных одним из экспертов, а строки соответствуют одному из n показателей:

                                  =    ,                                              (2.2)

Затем определяется среднее весовое значение для каждого из весовых показателей по формуле:

                                        ,                                                   (2.3)

После этого для каждого показателя выбирается функция полезности  (или затратности), значение которой лежит в пределах от нуля до единицы и зависит от удовлетворения требованиям, предъявляемым  к сети по данному показателю эффективности. При составлении таких функций обращается внимание на их физический смысл. Например, показателем мобильности сети связи является время изменения её структуры или состояния (), которое требуется для выполнения необходимого комплекса мероприятий N_необх. Критерием оценки мобильности сети связи служит выражение, показывающее степень соответствия времени изменения её структуры (состояния) установленному (допустимому) времени:

                             при N ≤ N_необх,                                                   (2.4)

Исходя из этого функция полезности, характеризующая мобильность сети связи может быть записана следующим образом:

              =                                                (2.5)

Значение этой функции изменяется в пределах от нуля до единицы и чем ближе значение  к , тем большее значение принимает данная функция, что не противоречит физическому смыслу описываемого процесса.

Такие функции ограничивают разброс значений параметров, что обеспечивает равные условия учёта каждого из рассматриваемых показателей эффективности. Элемент субъективизма вносят весовые коэффициенты, которые перемножаются на соответствующие значения функций. В теории сетей такой подход называется аддитивной свёрткой. Элемент субъективизма  в данной методике незначителен, так как опрос экспертов ведётся не применительно к какой – либо из рассматриваемых сетей связи в частности, а производится сравнение сетей исходя из одних и тех же весовых коэффициентов. В результате вычислений для каждой из рассматриваемых сетей связи находится абсолютный показатель эффективности. Предпочтение отдаётся сети, у которой абсолютный показатель эффективности окажется выше.

Задание

1. Группе экспертов из пяти студентов рассчитать абсолютные показатели эффективности функционирования сетей связи. Исходные данные табл.1.

2. Сделать выводы.