Расчет и проектирование средств централизованного технического обслуживания разнородного коммутационного оборудования

На современном этапе развития телекоммуникационных систем происходит существенное изменение критериев оценки качественно-экслуатационных возможностей цифровых АТС. Если ранее самым существенным показателем являлись только надежность и заданное качество обслуживание вызовов, то в настоящий момент одним из главных показателей является уровень организации процесса технического обслуживания цифровых АТС. Создание систем поддержки процесса технического обслуживания обусловлено большой сложностью цифрового оборудования АТС, необходимостью манипулировать различными возможностями и услугами, которые современные цифровые АТС представляют пользователям.

Как показали исследования, традиционные формы и методы эксплуатации АТС при возрастающем объеме оборудования, установленного на отечественных сетях связи, требуют чрезвычайно высоких трудовых и финансовых затрат [1].

В настоящее время в России преобладающими системами на сетях связи являются электронно-механические АТС. Основными недостатками этих станций, с позиций данной работы, является отсутствие эффективных встроенных средств автоматического технического обслуживания. Поэтому до недавнего времени единственно приемлемыми считались децентрализованная форма и профилактический метод обслуживания [72]. В этих условиях затраты труда на обслуживание достигают значительных величин: до 4 чел/ч в год на один обслуживаемый номер на станциях декадно-шаговой, и до 1.8 чел/ч в год на станциях координатной системы.

Основные направления решения этой проблемы — это автоматизация и централизация процессов технического обслуживания, создание центров технического обслуживания (ЦТО), оснащенных средствами сбора и обработки технической информации и укомплектованных выездными бригадами, а также квалифицированными специалистами, координирующими выполнение работ по техническому обслуживанию и ремонту всех видов оборудования в зоне действия ЦТО. Важности этого направления способствует и постепенное вытеснение устаревших электромеханических систем коммутации электронными системами с программным управлением [25].

К числу важнейших преимуществ новых цифровых систем коммутации с программным управлением относят такие эксплуатационные качества, как высокая надежность, функциональная полнота операций технического обслуживания, автоматизация мер технической эксплуатации и т. п. Использование типовых элементов замены (ТЭЗ) позволяет сократить затраты труда на техническое обслуживание в несколько раз по сравнению с электромеханическими системами эквивалентной мощности. В то же время цифровые АТС наилучшим образом приспособлены к централизованной форме эксплуатации. Более того, централизация функций по технической эксплуатации цифровых систем коммутации являются необходимым средством для поддержания высоких показателей по надежности этих систем при небольших эксплуатационных затратах. Тем не менее, в настоящий момент времени, отечественные телефонные сети в целом находятся в начальной стадии замены электро-механических систем коммутации на цифровые системы. Поэтому, в силу того, что у отечественных пользователей практически отсутствует опыт организации централизованного технического обслуживания, этот процесс реализуется в зависимости от конкретных условий и специфики работы того или иного пользователя. Достаточно велика степень разнородности типов цифровых систем коммутации, и, следовательно, способов их технического обслуживания. В результате, на отечественных сетях связи стихийно создавались центры технического обслуживания, в которых собирается и обрабатывается не имеющая общего формата техническая информация. Это, в свою очередь, требует организации множества рабочих мест, и подготовку высоко квалифицированного персонала.

Сложность проблемы построения подобных систем привела к проведению многочисленных исследований, посвященных теоретическим вопросам эксплуатации оборудования сетей электросвязи. В разработке этого вопроса можно выделить следующие направления:

• научные основы построения средств технического обслуживания;

• организация управления технического обслуживания в условиях применения средств вычислительной техники;

• методы оценки надежности и качества работы элементов сетей связи;

• методы контроля оборудования сетей связи;

• методы централизованного управления обслуживанием;

• методы выбора параметров и нормативов систем управления, анализ эффективности средств технического обслуживанияСуществуют, также, многоплановые работы, в которых применен комплексный подход к анализу вышеперечисленных проблем. Однако, в них не исследуются вопросы организации сбора и автоматизированной обработки технологической информации, задачи вычислительного комплекса ЦТО, методы управления обслуживанием. Как следствие, отсутствуют и научно обоснованные принципы построения ЦТО.

Все вышеизложенное показывает актуальность и своевременность проводимых в настоящей работе исследований.

Для выбора параметров ЦТО, а также методов контроля и управления необходимо иметь эффективные методы расчета массы характеристик информационных потоков, показателей качества и надежности.

Область исследования. Область исследования в данной работе ограничивается вопросами построения оптимальной структуры ЦТО, разработки расчетных и оценочных методов обработки передаваемой в ЦТО технологической информации. Также, в область исследования включены проблемы организации централизованной сети технического обслуживания на базе концепции управления сетью электросвязи (ТМ1Ч) в той ее части, которая касается управления сетевыми элементами. При этом автор стремился к всестороннему рассмотрению исследуемых вопросов, исходя из единой проблемы достижения качественного технического обслуживания систем коммутации с программным управлением.

Цель работы включает в себя следующее:

• Исследование структуры сетей электросвязи и построение математической модели, описывающей взаимодействие ЦТО и АТС.

• Исследование влияния вероятностных характеристик функционирования оборудования и методов контроля его функционирования на характеристики потоков технологической информации, поступающей в ЦТО.

• Получение аналитических выражений позволяющих рассчитывать основные характеристики и параметры функционирования ЦТО.

• Исследование влияния применения концепции управления сетью электросвязи (ТМ1Ч) на характеристики потоков технологической информации и на параметры функционирования ЦТО.

• Получение итоговых аналитических выражений позволяющих рассчитывать основные характеристики и параметры функционирования ЦТО.

Целевые задачи организации средств технического обслуживания, решаемые в условиях ЦТО, можно разделить на три группы:

• контроль работоспособности и ремонт;

• централизованное управление техническим обслуживанием и ремонтом;

• учет и планирование;

Как уже отмечалось, наиболее исследованы задачи первой группы. Значительно менее исследованы задачи управления ремонтом, и совершенно не исследованы задачи планирования. Такое положение дел объясняется, по-видимому, тем, что теория и практика строительства ЦТО находятся на одном из первых этапов своего развития. Задачи планирования по своей постановке близки к задачам выбора параметров ЦТО. Необходимость планирования обусловлена в первую очередь тем, что сети электросвязи непрерывно развиваются, изменяется состав оборудования, его надежность, технологии ремонта и т. п. Поэтому возникает необходимость периодической коррекции параметров ЦТО с тем, чтобы они оставались близкими к оптимальным. Даже при одинаковых критериях оптимальности методы решения задач планирования и выбора параметров могут существенно отличаться, поскольку планирование осуществляется в процессе развития системы, а выбор параметров — при её проектировании. Современное состояние теории построения таких систем характерно появлением ряда работ, в которых значительное внимание уделяется вопросам оптимального управления ЦТО.

Специфика данной работы. Специфика данной работы определяется следующими основными особенностями: • ЦТО обслуживаются не вся сеть электросвязи, а некоторые ее локальные фрагменты, включающие в себя системы коммутации, объединенные по ряду признаков (территориальному, административному и т. п.);

• Показатели работоспособности и надежности устройств, включенных в ЦТО, не имеют самостоятельного значения и существенны лишь постольку, поскольку они влияют на качество работы в целом;

• Устройства систем коммутации рассматриваются преимущественно как сложные технические системы, для которых характерны частичные отказы, в том числе мелкие и мельчайшие повреждения;

• ЦТО в месте с обслуживаемым оборудованием, рассматривается как развивающаяся система. Процесс развития зависит от внешних факторов, и предсказуем лишь частично.

Научная новизна работы. Научная новизна данной работы заключается в рассмотрении влияния показателей надежности функционирования оборудования АТС на характеристики центра технической эксплуатации. Также в работе рассматривается влияние применения стандартных протоколов технического обслуживания на параметры сети управления оборудованием электросвязи.

Практическая ценность полученных результатов. Практическая ценность полученных результатов заключается в предоставлении операторам сетей методов расчета параметров центра технического обслуживания, в зависимости от характеристик цифровых систем коммутации, подключаемых к ЦТО. С помощью результатов полученных в данной работе при централизации процесса технического обслуживания оператор может оценить влияние применения стандартной стратегии управления оборудованием сети электросвязи.

Работа состоит из четырех глав, заключения и приложений.

В первой главе развивается комплексный подход к поставленной проблеме построения средств технического обслуживания: выбирается генеральная цель проектирования и, на основе анализ структуры систем технического обслуживания осуществляется декомпозиция генеральной цели до уровня локальных задач.

Во второй главе развивается подход к поставленной проблеме формирования методов расчета характеристик ЦТО. Осуществляется переход от функциональной структуры ЦТО к комплексу систем массового обслуживания, позволяющих описать процессы обслуживания информационных потоков. На основе анализа структуры ЦТО, осуществляется рассмотрение задач расчета параметров системы массового обслуживания. Проводятся исследования характеристик потоков технологической информации, поступающих в ЦТО от объектов обслуживания и характеристики потоков управляющей информации, генерируемых ЦТО для обеспечения процессов технического обслуживания. Рассматриваются различные дисциплины обслуживания. На базе аналитического описания деинтегрированных систем массового обслуживания осуществляется переход к общему аналитическому описанию системы массового обслуживания, соответствующей структуре ЦТО. Так же во второй главе решаются основные математические задачи данной работы: получение формул, позволяющих производить расчет различных характеристик ЦТО, в частности расчета количества персонала.

В третьей главе анализируется влияние применения стратегии управления оборудованием электросвязи (ТМТчГ) на параметры функционирования ЦТО. На основе результатов, полученных во второй главе, формируются итоговые аналитические соотношения расчета характеристик ЦТО, учитывающие особенности применения концепции ТМИ при организации процесса централизованного ТО.

Четвертая глава посвящена описанию внедрения и практического применения результатов данной работы.

Основные результаты работы состоят в следующем:

• Исследована структура целей и задач интеграции телекоммуникационного оборудования в сеть централизованного технического обслуживания и эксплуатации.

• Исследовано влияние применения различных методов контроля функционирования оборудования АТС на характеристики потоков информации которой АТС обменивается с пультами технического обслуживания и ЦТО.

• Построена модель, описывающая функционирование внутристанционной системы технического обслуживания, модель взаимодействия АТС с центром обслуживания и модель среды централизованного техобслуживания и эксплуатации.

• Использование аналитических выражений, описывающих вероятности обнаружений отказов оборудования при различных методах контроля, позволило определить суммарный показатель интенсивности потока обнаружений как для различных групп оборудования одной АТС, так и для групп АТС, подключаемых к центру обслуживания и эксплуатации. Благодаря полученной обобщенной интенсивности потока информационных сообщений стал возможным расчет основных характеристик и аналитических выражений, использование которых, позволяет оценивать параметры качества функционирования среды централизованного техобслуживания и осуществлять прогноз при планировании перехода к централизованному техобслуживанию.

• В работе рассмотрены основные принципы концепции ТМТ^, проанализированы наиболее перспективные решения процесса централизации ТО существующие на данный момент времени. Основное внимание уделено проблеме построения (^-адаптера, используемого в качестве интерфейса между оборудованием сети связи и сетью централизованного ТО. Приведены и оценены методы построения такого адаптера для цифровых АТС, в частности описан способ построения объектной модели одной из подсистем технического обслуживания.

• В качестве наиболее перспективной технологии, используемой для организации взаимодействия объектов в сети ТМПЧ, была выбрана технология СОЛВА, используемая для взаимодействия информационных объектов в сетях ЭВМ с распределенной вычислительной нагрузкой.

• Одним из наиболее важных результатов исследований, поведенных в настоящей работе, можно считать оценку влияния применения технологии СО ЯВА, на полученные ранее характеристики функционирования модели АТС-ЦТО. В работе было показано, что применение данной технологии не привносит качественных изменений в функционирование описанной модели, а количественные изменения могут быть рассчитаны по полученным аналитическим соотношениям.

Практическим применением результатов данной работы является создание и ввод в эксплуатацию четырех различных систем централизованного техобслуживания в составе комплекса АТСЦ-90 в одиннадцати городах РФ.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

При переходе на централизованную форму технического обслуживания и эксплуатации с применением концепции Т]УШ возникает необходимость решения ряда принципиально новых задач управления, контроля и планирования. От того насколько точно сформулированы и решены задачи, зависит эффективность функционирования среды централизованного технического обслуживания и эксплуатации.

В данной работе исследованы как теоретические вопросы, связанные с проблемой централизацией технического обслуживания, так и практические вопросы, связанные с проблемой интеграции в сеть централизованного техобслуживания конкретных видов коммутационного оборудования.