Классификация сетей электросвязи (стр. 4 )

друг от друга узлов связь проходит через не­сколько промежуточных узлов. В результате этого возрастает загрузка узлов транзитной связью. Кроме того, при установлении связи и поиске тракта возникают задержки. Примеры реализации сети сотовой структу­ры неизвестны.

2.2.2.8 Сеть симметричной структуры. В сети симметричной структуры все узлы имеют оди­наковый ранг и расположены на одном уровне (рис. 2.9). Связь между двумя узлами можно установить либо непосредственно, либо через несколько промежуточных узлов. Выбор тракта с учетом времени распространения и экономических показателей в каждом случае ограни­чен небольшим числом вариантов.

Прямые пучки соединительных линий между двумя узлами прокладываются только при высокой степени тяготения между этими узлами. Симметричная структу­ра сети является вариантом петлевой структуры. Основ­ные преимущества рассматриваемой сети — хорошая помехоустойчивость и возможности осуществления аль­тернативного выбора путей установления связи. Проек­тирование и расчет пучков соединительных линий в сети такой структуры затруднены, в особенности для боль­ших сетей.

2.2.2.9 Сеть комбинированной структуры. Комбинированная структура сети может быть образо­вана путем объединения сетей петлевой и разветвлен­ной структур (рис. 2.10). Преимущество комбинирован­ной сети заключается в том, что прямыми пучками мож­но связать узлы, между которыми имеет место наиболее интенсивный трафик, а для остальных направлений на­грузка предварительно концентрируется на центральном узле, а затем передается по общему пучку. Таким обра­зом осуществляется согла­сование структуры сети с тяготением нагрузки по на­правлениям.

Однако сложность сети комбинированной структуры затрудняет расчеты емкостей пучков соединительных линий и коммутационного оборудования в зависимости от распределения нагрузки.

Примерами использова­ния комбинированной структуры сети являются местные (при наличии большого числа коммутационных станций на одной сети)  и между­городные сети.

Рис. 2.10. Комбинированная структура сети

2.2.2.9 Иерархическая сеть. Иерархическая сеть представляет собой не некото­рую топологическую форму сети, а ее следует рассмат­ривать как способ организации сети. Признаками иерар­хической сети являются четкая подчиненность узлов и однозначно предписанные пути установления связи. Со­вокупность узлов одного ранга называется уровнем сети.

Иерархическая сеть является очень гибкой по от­ношению к меняющейся нагрузке. Расчет пучков сое­динительных линий по результатам измерений нагруз­ки является достаточно простым. Все телефонные сети общего пользо­вания имеют иерархическую структуру.

2.3 Понятие свойств структуры сети

2.3.1 Матрица связности (смежности) – простейшая запись структуры сети порядка N. Вхождения а принимают значения 1, если есть ребро (линия связи), 0 – если ребро отсутствует. По диагонали ставятся прочерки, указывающие неопределенность (узел сам с собой).

 

Для обеспечения связи в сети должен стоять путь или пути.

2.3.2 Путь – () упорядоченный набор ребер, начинающийся в узле аi  и заканчивающийся в узле аj, в котором конец каждого предыдущего ребра совпадает с началом следующего. Путь ненаправленный при двусторонней связи и ребра при этом не направленные.

2.3.3 Ранг пути – (r) число ребер, входящих в данный путь. Минимальный ранг пути – 1, максимальный – N – 1, когда путь проходит через все узлы.

2.3.4 Связанность сети – (n) минимальное число независимых путей между парой узлов сети. Независимые пути – не имеющие общих ребер и не приходящие через один и тот же узел. У полносвязной сети n = N -1, у древовидной сети n = 1, у петлевой - n = 2. Путь, начинающийся и заканчивающийся в одном и том же узле называется контуром.

2.3.5 Сечение сети – неизбыточная совокупность ребер, которые надо изъять из сети, чтобы нарушилась ее связность.

2.3.6 Ранг сечения – число входящих в него ребер.

2.4 Показатели сети.

2.4.1 Показатели оценки путей.

2.4.1.1 Длина пути – сумма длин всех ребер, образующих данный путь:

где:  k - порядковый номер пути;

- путь от аi до аj;

- ненаправленный путь от m до р - участок пути от аi до аj

Матрица кратчайшего пути

, где

2.4.1.2 Пропускная способность пути – определяется минимальной пропускной способностью ребра из множества ребер:

2.4.1.3 Емкость (мощность) пути  V() - максимальное число каналов которое может быть получено на данном пути. Определяется минимальной емкостью ребра из множества ребер, образующих путь:

2.4.1.4 Пропускная способность и емкость пути – сумма пропускных способностей или емкостей ребер, входящих в данное сечение

   

2.4.1.5 Надежность пути – вероятность исправного состояния всех его ребер, надежность множества путей – вероятность неисправного состояния хотя бы одного пути из множества.

Структурные матрицы могут быть использованы для нахождения путей по минимальной длине , рангу , стоимости и других показателей.

2.5 Матрицы оценки сети.

2.5.1 Матрица длин ребер (линий)   , где=0;   - расстояние от пункта аi до пункта аj; , если между аi и аj нет ребра.

2.5.2 Матрица пропускных способностей ребер , где - максимальное число бит, которой может быть пропущено по всем каналам данного ребра, или обслужена нагрузка в эрлангах при заданном качестве.

2.5.3 Емкость (мощность) ребра (линий) – число типовых каналов данного ребра

2.5.4 Матрица емкостей , где - число каналов от аi до аj. При отсутствии ребра между пунктами .

2.5.5 Матрица пучков прямых каналов , где число каналов начинающихся в узле аi и заканчивающихся в узле аj, независимо от того, через какие еще транзитные или сетевые узлы они проходят. В такой матрице строки и столбцы соответствующие сетевым узлам (узлам кроссировок) содержит нули.

2.5.6 Матрица надежности , где – вероятность надежной работы данного ребра сети, - вероятность выхода его из строя.

2.5.7 Матрица стоимостей , где – стоимость ребра между пунктами аi и аj, а  - стоимость узла аi.

Кроме перечисленных могут применятся и другие показатели ребер – стоимость передачи единицы объема сообщения, затухание в канале.

2.6 Характеристики функционирования сетей связи

Характеристики функционирования описывают степень соответствия сетей связи своему целевому предназначению. К основным характеристикам относят:

- пропускная способность

- живучесть;

- функционирующая нагрузка

- надежность функционирования

- степень использования каналов;

2.6.1 Пропускная способность сети связи определяет объем сообщений, который может быть передан при заданных вероятносно-временных ограничениях. Пропускная способность может быть выражена через два взаимозависимых параметра: интенсивности нагрузки и качества обслуживания в каждом направлении связи.