Надежность систем телекоммуникаций

 

 

Курсовой  проект по надежности систем телекоммуникаций

 

Волоконно-оптические линии связи и оптические системы передачи относятся к классу восстанавливаемых объектов. Функционирование ВОЛС во времени – это последовательность интервалов его работоспособности (нормальное функционирование), чередующихся с интервалом его неработоспособного состояния (простоя). Для определения эксплуатационной надежность волоконно-оптических линий связи необходимо выполнить расчет по следующим показателям:

- среднее время  между отказами (наработка на отказ) - среднее время между отказами, выраженное в часах;

- среднее время  восстановления связи - среднее  время перерыва связи, выраженное  в часах;

- интенсивность  восстановления - условная плотность вероятности восстановления для момента времени t при условии, что до этого момента восстановление изделия не было завершено;

- интенсивность  отказов - среднее число отказов  в единицу времени (час);

- коэффициент  готовности - вероятность нахождения  линии в безотказном состоянии в произвольно выбранный момент времени.

Под надежностью системы  следует понимать ее способность  выполнять заданные функции с  заданным качеством в течение  некоторого промежутка времени в  определенных условиях. По теории надежности отказы рассматриваются как случайные  события. Интервал времени от момента включения до первого отказа является случайной величиной, называемой «время безотказной работы». При эксплуатации ВОЛС должна быть рассчитана ее надежность по следующим показателям: коэффициент готовности и наработка на отказ. Ниже в таблицах приведены данные отказов волоконно-оптических магистралей связи различной протяжённости.

 

 

1). Магистраль связи имеет условное обозначение (А-Б)  L-409

Дата	Время простоя начало и конец, час	Длительность  устранения повреждения, час	Причина повреждения
2000 год
2.11.00		0,183	Станционное повреждение: сбой синхронизации
4.11.00		3,483	Станционное повреждение: несогласованная  работа  на уровне STM-1
2001 год
21.05.01	04:30-11:16	6,76	Умышленное повреждение: обрыв  кабеля и попытка хищения кабеля в кабельной канализации.
2005 год
17.04.05	9:37-12:50	4	Умышленное повреждение: обрыв  кабеля и попытка хищения кабеля.
2006 год
24.08.06	9:50-13:20	3,5	Повреждение со стороны сторонних  организаций: обрыв кабеля при рытье  траншеи для электросилового кабеля в кабельной канализации
7.09.06	04:40-10:30	5,83	Умышленное повреждение: обрыв  кабеля и попытка хищения кабеля.
2007 год
29.06.07	21:46-01:10	3,4	Умышленное повреждение: обрыв  кабеля и попытка хищения кабеля.
1.07.07	5:10-9:20	4,17	Умышленное повреждение: обрыв  кабеля и попытка хищения кабеля.
5.09.07	10:30-12:20	1,83	Повреждение со стороны сторонних  организаций: обрыв кабеля при ремонте  водопровода
7.10.07	15:30-20:50	5,62	Повреждение со стороны сторонних  организаций: обрыв кабеля при проводке газопровода.
14.10.07	00:49-00:17	0,47	Станционное повреждение: зависание  блока  TSI
28.12.07	19:05-19:30 19:47-20:45	Суммарное 1,39	Станционное повреждение: Неисправность блока, перегрузка портов  SLT
2008 год
27.04.08	18:40-01:10	6,5	Умышленное повреждение: обрыв  кабеля и попытка хищения кабеля.

 

Как видно из табл. 2.1 общее число линейных повреждений равно 9, из них умышленные повреждения составляют 6 и со стороны сторонних организаций 3, 4-станционные повреждения. Все повреждения относятся к повреждениям первой категории. От общего числа повреждений 69% составляют линейные повреждения, 21% повреждений составляют станционные повреждения. От линейных повреждений 66,6 % составляют умышленные повреждения с попыткой хищения кабеля и 33,4 % повреждений вызваны сторонними организациями. Умышленное повреждение в среднем приходится на  весенне-летний период с 18:00-5:00 утра. Повреждения совершенные сторонней организацией приходится в осеннее время года с 9:00-12:00 часов дня, т.е. в рабочее время. Станционные повреждения происходят в среднем в осенне-зимний период  с 19:00-21:00 часов.

Для определения интенсивности  внезапных отказов   ВОЛС  используется следующая формула:

 ^,                 (2.1)

где    N – количество повреждений волоконно-оптической линии связи с

нарушением действия связи;

К–число лет наблюдений;

l- длина магистрали.

Интенсивность отказов  на 100 км определяется по формуле (2.1) и равна

λ= 9* 100/8*409=900/3272=0,275 1/ч.

Интенсивность отказов на  409км составляет   λ= 1,125 1/ч.

Среднее время простоя для линейного повреждения определяется по формуле:

        (2.2)

где  t₁;t₂;t_n- длительность повреждений;

N- количество повреждений. 

t_{ср лин} = 4,62 часа.

Среднее время наработки на отказ линии связи на 100 км в течение года определяется из соотношения

     ,             (2.3)

Т_о=8760/0,275=31854,5 часа=1327 дней=3года 6 месяцев,

среднее время наработки  на отказ линии связи  на 409 км  в течение года составляет

Т_о=7786,6 час=324 дня=10 месяцев и 10 дней.

Определим среднее время восстановления ВОЛС по формуле

             (2.4)

 

где   t_ПН - время поиска неисправности;

t_УН = t_З + t_К - время устранения неисправности;

t_З - время замены неисправного элемента;

t_К - время контроля;

N- количество повреждений. 

Подставляя данные в  формулу (2.4) получим

Т_В = 47,136/13=3,6 часа.

 Интенсивность восстановления ВОЛС определяется по формуле 

 откуда        (2.5)

 

         μ = 1/3,6=0,27.

Коэффициент готовности  линии связи в течение одного года  определяется по формуле

         (2.6)

где   t-время (в часах) в течение одного года;

  λ- интенсивность отказов;

t_{ср лин}- среднее время простоя за счёт одного линейного повреждения.

Коэффициент готовности  линии связи определяется по формуле

                 (2.7)

Кг=7786,6/7786,6 + 3,6= 0,99953.

Параметры эксплуатируемой  кабельной магистрали соответствует  нормам и способна выполнять заданные функции с необходимым качеством.

Оценку потерь  дохода предприятия определим по формуле

Д_пот=Т_{общ пр}*(N_оцк)*S_{ст  кан} ,     (2.8)

где   Т_{общ пр}- общее время простоя магистрали длиной L (час);

N_оцк- количество цифровых каналов связи;

S_{ст. кан}- тариф одного ОЦК магистрали связи в зависимости от длины L при круглосуточной аренде (сум).

Д_пот=6*120960*101,9=73 954 944 сум.