11 Forgalom s megbzhatsgelmleti alapok Forgalomelmleti alapok v

11. Forgalom- és megbízhatóság-elméleti alapok • Forgalomelméleti alapok v Kapcsolóeszközök esetében v Vezérlők (processzorok) esetében • Megbízhatóság-elméleti alapok v Működőképesség és megbízhatóság v Tartalékolási módszerek Széchenyi István Egyetem, Műszaki tudományi kar Informatikai és Villamosmérnöki Intézet Távközlési Tanszék 186. fólia Digitális kapcsolás- és jelzéstechnika Nappali hallgatóknak – 2009. tavasza © 2009, Dr. Seres Péter

Kapcsolóeszközök forgalomkezelő képességének meghatározása Széchenyi István Egyetem, Műszaki tudományi kar Informatikai és Villamosmérnöki Intézet Távközlési Tanszék 187. fólia Digitális kapcsolás- és jelzéstechnika Nappali hallgatóknak – 2009. tavasza © 2009, Dr. Seres Péter

Egy összeköttetés felépítésének fázisai Az összeköttetés felépítése elindul Hívás kezdeményezése (a hívó felvesz) TH Hívószám beadása Az összeköttetés felépült Hívó vagy hívott letesz (a kapcsolat megszűnése – bontás) A hívott jelentkezik Hívásjelzés Kapcsolat hívó és hívott között (beszédállapot) időtengely Készenléti jelzés (T-hang) adása Hívásfelépítés kezelése Csengetés tartama Díjkötelezettség időtartama A hívott vonal foglaltságának tartásideje A hívó vonal foglaltságának tartásideje Széchenyi István Egyetem, Műszaki tudományi kar Informatikai és Villamosmérnöki Intézet Távközlési Tanszék 188. fólia Digitális kapcsolás- és jelzéstechnika Nappali hallgatóknak – 2009. tavasza © 2009, Dr. Seres Péter

Beszédkapcsolat hosszának alakulása f(t) Az exponenciális eloszlás számított sűrűségfüggvénye: ahol k az átlagos tartásidő hossza 1/ k Függvényértékek A mért és számított függvény alatti, a th 1 … th 2 intervalummal kijelölt területek különbsége Definíció szerint az f(t) függvény, vagy a gyakoriság-függvény alatti kijelölt terület mértéke (P) annak valószínűségét adja, hogy a tartásidő (t) számított, illetve mérhető értéke a th 1 … th 2 intervallumba esik: P = p(th 1 t th 2) Tartásidők mért gyakoriságértékei t=th 1 t=th 2 Tartásidő hossza [perc] Széchenyi István Egyetem, Műszaki tudományi kar Informatikai és Villamosmérnöki Intézet Távközlési Tanszék 189. fólia t Digitális kapcsolás- és jelzéstechnika Nappali hallgatóknak – 2009. tavasza © 2009, Dr. Seres Péter

Teljes elérhetőségű fokozat (térosztásos modell) Bemeneti nyaláb 1 2 3 4 S 2 3 4 Kapcsolóelemek Kimeneti nyaláb 1 n KAPCSOLÓFOKOZAT Széchenyi István Egyetem, Műszaki tudományi kar Informatikai és Villamosmérnöki Intézet Távközlési Tanszék 190. fólia Digitális kapcsolás- és jelzéstechnika Nappali hallgatóknak – 2009. tavasza © 2009, Dr. Seres Péter

Hívásszámok alakulása egy kapcsolófokozatban Egyidejű összeköttetések száma Az egyidejű összeköttetések határértéke veszteségmentes kapcsolás esetén (n > S) Elvesző hívások száma (forgalmi veszteség) n Az egyidejű összeköttetések határértéke veszteséges kapcsolás esetén (n < S) m 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 0 Egy nap órái Széchenyi István Egyetem, Műszaki tudományi kar Informatikai és Villamosmérnöki Intézet Távközlési Tanszék 191. fólia Digitális kapcsolás- és jelzéstechnika Nappali hallgatóknak – 2009. tavasza © 2009, Dr. Seres Péter

A forgalom definíciója és mértékegysége [erlang] Egységnyi a forgalom (A = 1 erlang), ha Q = T Az erlangban mért forgalom értelmezése: Feltételezés: Egy nyaláb vonalainak száma: n A nyalábon mérhető forgalom: A erlang Jelentése: a megfigyelés tartama alatt a nyaláb n vonala közül átlagosan A darab van foglalt állapotban Széchenyi István Egyetem, Műszaki tudományi kar Informatikai és Villamosmérnöki Intézet Távközlési Tanszék 192. fólia Digitális kapcsolás- és jelzéstechnika Nappali hallgatóknak – 2009. tavasza © 2009, Dr. Seres Péter

Alapfogalmak a forgalmi méretezéshez Átvitt forgalom (A) 1 1 Kapcsolófokozat n S Kimenetekből álló nyaláb Bemenetekből álló nyaláb Forgalmi igény + megismételt hívások = Felajánlott forgalom (Af ) Megjegyzések: 1) Ha a megismételt hívások száma elhanyagolható a forgalmi igényhez képest: Forgalmi igény Felajánlott forgalom 2) Veszteséges rendszer: Amikor egyetlen szabad kimenet sincs, akkor a bemeneteken felajánlott hívások nem érik el a kimeneteket és elvesznek (elvesző forgalom: Av ). A = Af – Av Széchenyi István Egyetem, Műszaki tudományi kar Informatikai és Villamosmérnöki Intézet Távközlési Tanszék 193. fólia Digitális kapcsolás- és jelzéstechnika Nappali hallgatóknak – 2009. tavasza © 2009, Dr. Seres Péter

Időtorlódás – Hívástorlódás Azokat az időtartamokat, amelyek alatt egy fokozat minden kimenete foglalt, veszélyes időszakasznak (tv) nevezzük tv 1 tv(m-1) tv 2 tv m Időtengely Megfigyelés időtartama (T) IDŐTORLÓDÁS (E): Ha minden kimenet foglalt, a hívások nem képesek áthaladni a fokozaton: HÍVÁSTORLÓDÁS (B) B= Elvesző forgalom Felajánlott forgalom Széchenyi István Egyetem, Műszaki tudományi kar Informatikai és Villamosmérnöki Intézet Távközlési Tanszék 194. fólia Digitális kapcsolás- és jelzéstechnika Nappali hallgatóknak – 2009. tavasza © 2009, Dr. Seres Péter

Erlang B-formula – I. Feltételek: 1) Veszteséges rendszert vizsgálunk 2) A bemenetek száma jóval nagyobb, mint a kimeneteké (S >> n) 3) A lefoglalások tartásideje exponenciális eloszlást követ 4) Statisztikai egyensúly áll fenn (a változások sebessége lassú) Ebben az esetben: Hívástorlódás = Időtorlódás En(Af) = B Széchenyi István Egyetem, Műszaki tudományi kar Informatikai és Villamosmérnöki Intézet Távközlési Tanszék 195. fólia Digitális kapcsolás- és jelzéstechnika Nappali hallgatóknak – 2009. tavasza © 2009, Dr. Seres Péter

Erlang B-formula – II. Széchenyi István Egyetem, Műszaki tudományi kar Informatikai és Villamosmérnöki Intézet Távközlési Tanszék 196. fólia Digitális kapcsolás- és jelzéstechnika Nappali hallgatóknak – 2009. tavasza © 2009, Dr. Seres Péter

n egész számú értékei Kimenetek száma (n) Erlang diagram: n = f(Af, E) Az n = f (Af) függvény azon pontjainak sora, ahol E = En(Af) = k Az n = f (Af) függvény pontjainak az a tartománya, ahol E = En(Af) < k Az n = f (Af) függvény pontjainak az a tartománya, ahol E = En(Af) > k Fölfelé kerekítés Af Széchenyi István Egyetem, Műszaki tudományi kar Informatikai és Villamosmérnöki Intézet Távközlési Tanszék 197. fólia Felajánlott forgalom (Af) Digitális kapcsolás- és jelzéstechnika Nappali hallgatóknak – 2009. tavasza © 2009, Dr. Seres Péter

Kétfokozatú linkrendszer Az A-B linkek feltételezett forgalmi terhelése (b) Kiválasztott, n-vonalas irány Bemeneti vonalak A 1 B 1 n 1. irány m 1 1 1 Ak j z-edik irány n Bj Ai Bn k m m-edik irány A bemenetekről a kiválasztott irány felé felajánlott forgalom (Af irány) Széchenyi István Egyetem, Műszaki tudományi kar Informatikai és Villamosmérnöki Intézet Távközlési Tanszék 198. fólia Digitális kapcsolás- és jelzéstechnika Nappali hallgatóknak – 2009. tavasza © 2009, Dr. Seres Péter Kimeneti irányok vonalai 1 1

Időtorlódás számítása kétfokozatú linkrendszerben A Jacobaeus formula: Széchenyi István Egyetem, Műszaki tudományi kar Informatikai és Villamosmérnöki Intézet Távközlési Tanszék 199. fólia Digitális kapcsolás- és jelzéstechnika Nappali hallgatóknak – 2009. tavasza © 2009, Dr. Seres Péter

Erlang B-formula, rekurzív képlet: Bizonyítható, hogy ha is merjük Ex-1(Af) értékét, abból Ex(Af) így számítható: Biztosan állítható, hogy Ennek ismeretében sorjában meghatározható E 1(Af), E 2(Af), E 3(Af), … En-1(Af), és végül En(Af) Széchenyi István Egyetem, Műszaki tudományi kar Informatikai és Villamosmérnöki Intézet Távközlési Tanszék 200. fólia Digitális kapcsolás- és jelzéstechnika Nappali hallgatóknak – 2009. tavasza © 2009, Dr. Seres Péter

Kétfokozatú link-rendszer forgalmi méretezése b = az A és B fokozat közötti linkeknél feltételezett átlagos forgalom Kiválasztott irány 1 n 1 n 1 A 1 B 1 n 1. irány m 1 k Jacobaeus formula (a kiválasztott irány elérhetetlenségének valószínűsége): k-adik irány Bx Ar AM 1 1 BN m-edik irány m Airány = a bemenetekről a kiválasztott irány felé felajánlott forgalom értéke Széchenyi István Egyetem, Műszaki tudományi kar Informatikai és Villamosmérnöki Intézet Távközlési Tanszék 201. fólia Digitális kapcsolás- és jelzéstechnika Nappali hallgatóknak – 2009. tavasza © 2009, Dr. Seres Péter

Szimmetrikus, T-S-T architektúrájú digitális kapcsolómező forgalomkezelői ekvivalense Bemeneti T-kapcsolók ekvivalense 1 N Tbe 1 1 x N Tbe r 1 x N S-kapcsoló ekvivalense IR 1 IR x 1 N T 1 x be M N Széchenyi István Egyetem, Műszaki tudományi kar Informatikai és Villamosmérnöki Intézet Távközlési Tanszék IR N 202. fólia Kimeneti T-kapcsolók ekvivalense 1 x N Tki 1 Tki k Tki m 1 1. irány N 1 N k-adik irány m-edik irány Digitális kapcsolás- és jelzéstechnika Nappali hallgatóknak – 2009. tavasza © 2009, Dr. Seres Péter

Szimmetrikus, T-S-T architektúrájú kapcsolómező blokkoltsági valószínűségének számítása Jacobaeus formula: Blokkoltság valószínűségének számított értékei: B N A b Csatornaszám/irány Erlang/link Blokkoltság valószínűsége 30 20 0, 8 1, 6× 10 -3 256 205 0, 8 4, 4× 10 -7 512 410 0, 8 2, 0× 10 -13 Széchenyi István Egyetem, Műszaki tudományi kar Informatikai és Villamosmérnöki Intézet Távközlési Tanszék 203. fólia Digitális kapcsolás- és jelzéstechnika Nappali hallgatóknak – 2009. tavasza © 2009, Dr. Seres Péter

Kapcsolóelemek forgalomkezelő képességének méretezése (összefoglalás) • A méretezés valószínűségelméleti alapokra épül. • A méretezés célja: annak meghatározása, hogy egy kapcsolóelem kimenetei (egy átviteli út csatornái) milyen valószínűséggel válnak egyidejűleg foglalttá, ha ismerjük (vagy feltételezzük) az adott irányban felajánlott forgalom mértékét. • Tehát a méretezés paraméterei: – a vizsgált fokozat kimeneteinek (a vizsgált átviteli út csatornáinak) száma, – a kimenet irányában (az átviteli út irányában) felajánlott forgalom mértéke, – az adott irányban megengedett veszteségi valószínűség. Széchenyi István Egyetem, Műszaki tudományi kar Informatikai és Villamosmérnöki Intézet Távközlési Tanszék 204. fólia Digitális kapcsolás- és jelzéstechnika Nappali hallgatóknak – 2009. tavasza © 2009, Dr. Seres Péter

A telefonforgalom definiálása – I. 7 vonalból álló nyaláb 1. th 1 th 7 th 9 th 12 th 13 th 15 th 14 th 17 th 8 th 10 th 11 5. 7. th 5 th 6 3. 6. th 3 th 4 2. 4. Egy-egy hívás tartásideje th 2 th 16 th 18 th 19 Megfigyelés időtartama (T) A nyalábban – a megfigyelés időtartama alatt – a hívások száma: c=19, az i-edik beszélgetés tartásideje: t hi, a thi tartásidők átlagértéke: t átl Széchenyi István Egyetem, Műszaki tudományi kar Informatikai és Villamosmérnöki Intézet Távközlési Tanszék A c számú hívás, vagyis a nyaláb forgalmának volumene: 205. fólia Digitális kapcsolás- és jelzéstechnika Nappali hallgatóknak – 2009. tavasza © 2009, Dr. Seres Péter

A telefonforgalom definiálása – II. A forgalom intenzitása (röviden: a forgalom): ahol T = megfigyelés ideje Széchenyi István Egyetem, Műszaki tudományi kar Informatikai és Villamosmérnöki Intézet Távközlési Tanszék 206. fólia Digitális kapcsolás- és jelzéstechnika Nappali hallgatóknak – 2009. tavasza © 2009, Dr. Seres Péter

A forgalom mértékének értelmezése I. A kapcsolt forgalom mértékegysége: erlang A forgalom értéke akkor 1 erlang (A = 1 erlang), ha a volumen értéke egyenlő a megfigyelés időtartamával (Q=T) II. Az erlangban kifejezett forgalom értelmezése – n-tagú csoport (n vonalból álló nyaláb) esetében: a) a nyalábban egyidejűleg foglalt vonalak számának várható értéke; b) a kezdeményezett hívások számának várható értéke az átlagos tartásidőnek megfelelő időtartam alatt – egytagú csoport (egyetlen vonal) esetében: a megfigyelés időtartama alatt a vonal foglalttá válásának valószínűsége. Széchenyi István Egyetem, Műszaki tudományi kar Informatikai és Villamosmérnöki Intézet Távközlési Tanszék 207. fólia Digitális kapcsolás- és jelzéstechnika Nappali hallgatóknak – 2009. tavasza © 2009, Dr. Seres Péter

Vezérlőegység forgalomkezelő képességének meghatározása • A forgalomkezelő képesség mérőszáma vezérlőegységek esetében • Kapcsolóeszközök és vezérlőegységek forgalomkezelő képességének összehasonlítása • Gyakorlati megfontolások Széchenyi István Egyetem, Műszaki tudományi kar Informatikai és Villamosmérnöki Intézet Távközlési Tanszék 208. fólia Digitális kapcsolás- és jelzéstechnika Nappali hallgatóknak – 2009. tavasza © 2009, Dr. Seres Péter

Feladatkezelés elve – Virtuális gép FIZIKAI GÉP (hardver) Adattár Adatok Folyamatrekordok i k Programtár 1 2 Egyidejűleg futtatható folyamatok száma: k VIRTUÁLIS GÉP (szoftver) Adattár i-edik folyamat adatai Folyamatrekord i CPU Széchenyi István Egyetem, Műszaki tudományi kar Informatikai és Villamosmérnöki Intézet Távközlési Tanszék 209. fólia Digitális kapcsolás- és jelzéstechnika Nappali hallgatóknak – 2009. tavasza © 2009, Dr. Seres Péter

Az igénykezelés elvi vázlata Felsőszintű igénysor Felsőszintű igénykapu Középszintű igénykapu igénysor Nyitás Alapszintű igénysor F K Alapszintű igénykapu Nyitás Ciklikus futásvezérlés Nyitás Végrehajtandó feladat a kijelölt folyamatban A Folyamatkezelés Futásvezérlés szintjei (F, K, A) Futásvezérlés ciklusideje (T ≈ 8~10 ms) 210. fólia F F K K-szintű futás megszakítása folytatása T t Széchenyi István Egyetem, Műszaki tudományi kar Informatikai és Villamosmérnöki Intézet Távközlési Tanszék Átkapcsolás alacsonyabb szintre, ha itt már nincs várakozó igény Ciklikus futásvezérlés idődiagramja (pl. ): F órajel Eredmény K A T Digitális kapcsolás- és jelzéstechnika Nappali hallgatóknak – 2009. tavasza © 2009, Dr. Seres Péter

Műveleti lépések Hívószám. TH beadás, analizálás Kapcs. A hívás kezelésének és felépítésének fázisai: Hívásjelzés Kapcsolat hívó és hívott között (beszédállapot) időtengely A híváskezelés műveletei Hívás felépítésének műveletei Beszédkapcsolat létrehozásának és bontásának műveleti Híváskezelés és műveleti idők Széchenyi István Egyetem, Műszaki tudományi kar Informatikai és Villamosmérnöki Intézet Távközlési Tanszék időtengely 211. fólia Digitális kapcsolás- és jelzéstechnika Nappali hallgatóknak – 2009. tavasza © 2009, Dr. Seres Péter

Processzor működési idői A vezérlő ciklikusan végzi a folyamatok kezelését – az operációs rendszer folyamatát ( ) is beleértve Ciklusidő (tciklus) = konstans Feladatvégzés időtartama 1 2 Ciklusidő = konstans Feladatvégzés időtartama n t Egy-egy folyamat műveleti idői ( i) a ciklusidőn belül, függetlenül attól, hogy az adott feladatot a rendszer milyen futási szinten kezeli. Az elvégzendő műveletek száma (n) ciklusidőnként változhat A vezérlő ciklusidőnkénti terhelésének mértéke Széchenyi István Egyetem, Műszaki tudományi kar Informatikai és Villamosmérnöki Intézet Távközlési Tanszék 212. fólia Digitális kapcsolás- és jelzéstechnika Nappali hallgatóknak – 2009. tavasza © 2009, Dr. Seres Péter

A processzorok forgalomkezelő képességének mérőszáma: BHCA (BHCA = Busy Hour Call Attempts – a. m. forgalmasórai hívások száma) Egy forgalmi eset kezeléséhez szükséges műveleti idők összessége a) Egyetlen hívás kezelésének processzorterhelése a tartásidő függvényében b) Processzor forgalmi terhelése a kezelt hívások számának függvényében Híváskezelésekből adódó terhelés Tartásidő hosszúsága A vezérlő terhelésének mértéke 90% Állandó működés (operációs rendszer) terhelése Kezelt hívások száma egy forgalmas óra alatt A kezelhető hívások számának felső határa (BHCA) A vezérlő terhelésének mértéke = a cikluson belüli műveleti idők és a ciklusidő hányadosának várható értéke Széchenyi István Egyetem, Műszaki tudományi kar Informatikai és Villamosmérnöki Intézet Távközlési Tanszék 213. fólia Digitális kapcsolás- és jelzéstechnika Nappali hallgatóknak – 2009. tavasza © 2009, Dr. Seres Péter

Kapcsolómező és processzor forgalomkezelő képességének összevetése • Egy kapcsolórendszer által kezelt forgalmat (A), amely alapvetően a hívások számával és a tartásidők hosszával összefüggő fogalom, erlangban fejezik ki. • A kapcsolórendszer vezérlőjének terhelését az igénybevételek (hívások) száma határozza meg, és ezt a forgalm, i terhelést BHCA-ban adják meg. • A két jellemzőt megadó formulák: és ahol c = a kezelt hívások száma, tátl = a hívások tartásidőinek átlaga, T = a megfigyelési időtartam. A fentiekből adódik a processzortól megkövetelt forgalomkezelő képesség értékének alsó határa: Széchenyi István Egyetem, Műszaki tudományi kar Informatikai és Villamosmérnöki Intézet Távközlési Tanszék 214. fólia Digitális kapcsolás- és jelzéstechnika Nappali hallgatóknak – 2009. tavasza © 2009, Dr. Seres Péter

Gyakorlati megfontolások • A vezérlőt jellemző BHCA értéket csak nagyon bonyolult módon lehet kiszámítani, ezért a gyártók számítógépes emuláció alapján állapítják meg. • A vezérlés forgalmi terhelése nem csak a forgalom mennyiségétől, hanem annak típusától is függ (pl. kezdeményezett helyi vagy távhívás, végződő helyi vagy távhívás stb. ). • A vezérlés forgalmi terhelésének becslését ezért ún. “forgalmi keverék” (traffic mix) feltételezésével végzik el. • A forgalmi keverék azt tartalmazza, hogy a felhasználás helyén a telefonforgalmat várhatóan milyen hívástípusok adják, és ezek a hívástípusok (forgalmi esetek) milyen hányadban szerepelnek. Széchenyi István Egyetem, Műszaki tudományi kar Informatikai és Villamosmérnöki Intézet Távközlési Tanszék 215. fólia Digitális kapcsolás- és jelzéstechnika Nappali hallgatóknak – 2009. tavasza © 2009, Dr. Seres Péter

Példa: Tételezzük fel, hogy háromféle forgalomforrás (1=helyi, 2=kimenő és 3=bejövő) keveréke terheli a központot, vagyis Tételezzük fel, hogy a központban a helyi forgalom: A 1 = 3000 erlang, t 1átl = 2 perc tartásidő átlaggal, a kimenő forgalom: A 2 = 1000 erlang, t 2átl = 3 perc tartásidő átlaggal, a bejövő (végződő) forgalom: A 3 = 1000 erlang, t 3átl = 3 perc tartásidő átlaggal. A központi vezérlőtől elvárt forgalomkezelő képesség (a forgalmas órában): hívás/óra Széchenyi István Egyetem, Műszaki tudományi kar Informatikai és Villamosmérnöki Intézet Távközlési Tanszék 216. fólia Digitális kapcsolás- és jelzéstechnika Nappali hallgatóknak – 2009. tavasza © 2009, Dr. Seres Péter

Megbízhatóság-elméleti alapok Széchenyi István Egyetem, Műszaki tudományi kar Informatikai és Villamosmérnöki Intézet Távközlési Tanszék 217. fólia Digitális kapcsolás- és jelzéstechnika Nappali hallgatóknak – 2009. tavasza © 2009, Dr. Seres Péter

A közcélú telefonszolgálat folyamatosságának követelménye A közcélú telefonszolgálat folyamatos (24 -órás) rendelkezésre-állását igénylő főbb tevékenységi körök: – gazdasági és kereskedelmi élet, – egészségügyi szolgálatok, – közbiztonsági szolgálatok, – tudakozói szolgálatok, – politikai élet stb. A nem közcélú telefonszolgálatok (pl. vállalati, intézményi hálózatok) esetében a folyamatos rendelkezésre-állás csak bizonyos alkalmazásoknál (pl. kórházban, erőműben stb. ) lehet kötelező követelmény. A folyamatos rendelkezésre-állás gyakorlatilag a hardver-hibák következményeinek kiküszöbölését jelenti. A szoftver-hibák a szoftver megírásának hibáit jelentik, amelyek kiküszöbölése a hardver-hibákhoz képest más kategóriát jelent, így ezzel itt nem foglalkozunk. Széchenyi István Egyetem, Műszaki tudományi kar Informatikai és Villamosmérnöki Intézet Távközlési Tanszék 218. fólia Digitális kapcsolás- és jelzéstechnika Nappali hallgatóknak – 2009. tavasza © 2009, Dr. Seres Péter

A megbízhatóság mérőszámai Hibamentes működési időtartam (MTBF = Mean Time Between Failures) Egy üzembe helyezett, és azt követően folyamatosan üzemben tartott funkcionális egységnél (egyetlen alkatrésznél, több alkatrészből álló áramkörnél stb. ) átlagosan ennyi időtartam elteltével számíthatunk arra, hogy a szóban forgó elem az üzembe helyezését követően elromlik. Meghibásodási tényező ( ; nagyságrendje alkatrészeknél: 10 -3 … 10 -10 – típus-függő) Annak valószínűsége, hogy egy adott típusú alkatrész valamilyen választott időegység (pl. egy óra) tartama során elromlik. A meghibásodási tényező reciprok értéke a hibamentes működési időtartamot jelenti, vagyis MTBF = 1/. Javítás átlagos időtartama (MTTR = Mean Time To Repair) Egy elromlott funkcionális egység kijavításához szükséges átlagos időtartam Használhatósági tényező (A = Availability factor) Egy funkcionális egység rendelkezésre állási valószínűségét adja meg, értékét az alábbi törtből számíthatjuk: Kiesési időarány (U = Unavailability) Egy funkcionális egységnél a hiba bekövetkezése miatti működésképtelenség időtartam-hányada: U=1–A Széchenyi István Egyetem, Műszaki tudományi kar Informatikai és Villamosmérnöki Intézet Távközlési Tanszék 0<A<1 219. fólia Digitális kapcsolás- és jelzéstechnika Nappali hallgatóknak – 2009. tavasza © 2009, Dr. Seres Péter

Nagy megbízhatóságú működés kritériumai • Az alkatrészek MTBF értéke minél nagyobb legyen (pl. néhány tízezer óra, vagy annál is több! – összehasonlításhoz: 1 év = 8760 óra), vagy meleg tartalékolást kell alkalmazni – ld. később! • MTBF >> MTTR, mert akkor Széchenyi István Egyetem, Műszaki tudományi kar Informatikai és Villamosmérnöki Intézet Távközlési Tanszék 220. fólia Digitális kapcsolás- és jelzéstechnika Nappali hallgatóknak – 2009. tavasza © 2009, Dr. Seres Péter

A megbízhatósági modell N elemből álló soros megbízhatósági modell: Be=1 Be=0 FN Fx F 2 F 3 F 1 Ki=0 Ki=1 Bármelyik elem (pl. az i-edik) kiesése (elromlása) a teljes rendszer leállását eredményezi. Az elemek meghibásodási tényezői: F 1 1 F 2 2 F 3 3 Fi i FN N A modell eredő meghibásodási tényezője: Széchenyi István Egyetem, Műszaki tudományi kar Informatikai és Villamosmérnöki Intézet Távközlési Tanszék 221. fólia Digitális kapcsolás- és jelzéstechnika Nappali hallgatóknak – 2009. tavasza © 2009, Dr. Seres Péter

Folyamatos működés • Bármilyen nagy megbízhatóságú alkatrészekből építünk meg egy rendszert, az véges valószínűséggel elromolhat, és a javítás időtartama alatt nem tudjuk működtetni. • Ha egy rendszertől folyamatos használhatóságot kívánunk, akkor tartalékolásról kell gondoskodni. • A tartalékolás lehet kétszeres, háromszoros vagy többszörös, attól függően, hogy a rendszert milyen célra alkalmazzuk. Közcélú telefonközpontoknál elegendő a kétszeres tartalékolás (duplikálás). • A tartalékolásnak különböző módszerei vannak – hideg tartalék – meleg tartalék A továbbiakban csak a meleg tartalékolás eseteivel foglalkozunk Széchenyi István Egyetem, Műszaki tudományi kar Informatikai és Villamosmérnöki Intézet Távközlési Tanszék 222. fólia Digitális kapcsolás- és jelzéstechnika Nappali hallgatóknak – 2009. tavasza © 2009, Dr. Seres Péter

Tartalékolási módszerek • Tartalékolni (meleg tartalékkal ellátni) lehet – a teljes rendszert, – a rendszer kiválasztott részeit külön-külön (rendszer-modulonként). • A tartalékolt rendszer/modul addig tekinthető folyamatosan működőképesnek, amíg mindkét egység hibátlan, vagy a tartalékolt rendszerben legfeljebb egyetlen hiba van jelen. • Ezért sokkal megbízhatóbb, ha a rendszert nem teljes egészében, hanem részenként tartalékoljuk, mert akkor az egyetlen hiba jelenléte részenként értendő. Széchenyi István Egyetem, Műszaki tudományi kar Informatikai és Villamosmérnöki Intézet Távközlési Tanszék 223. fólia Digitális kapcsolás- és jelzéstechnika Nappali hallgatóknak – 2009. tavasza © 2009, Dr. Seres Péter

Tartalékolási módszerek (folytatás) Duplikált egység esetén az átlagos, leállás nélküli működési időtartam: Széchenyi István Egyetem, Műszaki tudományi kar Informatikai és Villamosmérnöki Intézet Távközlési Tanszék 224. fólia Digitális kapcsolás- és jelzéstechnika Nappali hallgatóknak – 2009. tavasza © 2009, Dr. Seres Péter

Tartalékolási módszerek (folytatás) Példák: I. Tartalékolás nélküli egység, nagy megbízhatóságú alkatrészekből megépítve: alkatrészek száma: 1000 darab/egység alkatrészek meghibásodási tényezője (egységesen): = 10 -7/óra Az egység átlagos, számított várható működési időtartama: MTBFegység = 10 000 óra (12 - 13 hónap) II. Tartalékolt egység, kisebb megbízhatóságú alkatrészekből meg-építve: alkatrészek száma: 1000 darab/egység alkatrészek meghibásodási tényezője (egységesen): = 10 -6/óra Egy egység átlagos, számított működési időtartama: MTBFegység = 1 000 óra (5 - 6 hét) A tartalékolt rendszer várható folyamatos működési időtartama, ha egy hiba átlagos javítási ideje (MTTR) 3 óra: MTBFD = 167 667 óra ( kb. 19 év!) Széchenyi István Egyetem, Műszaki tudományi kar Informatikai és Villamosmérnöki Intézet Távközlési Tanszék 225. fólia Digitális kapcsolás- és jelzéstechnika Nappali hallgatóknak – 2009. tavasza © 2009, Dr. Seres Péter

Szinkronizált üzemű tartalékolás Egyedi kimenetek TARTALÉKOLT VEZÉRLŐ EGYSÉG VEZÉRELT EGYSÉG Parancsvevők Parancsvevő Mehet Bemenet Közös bemenet Tiltva Passzív egység Összehasonításhoz Tiltás Tesztelő bemenetek Engedélyezés Aktív egység Vezérlő Ellenőrző egység Riasztás eltérő kimenetek esetén Széchenyi István Egyetem, Műszaki tudományi kar Informatikai és Villamosmérnöki Intézet Távközlési Tanszék 226. fólia Digitális kapcsolás- és jelzéstechnika Nappali hallgatóknak – 2009. tavasza © 2009, Dr. Seres Péter

Terhelés-megosztásos tartalékolás Széchenyi István Egyetem, Műszaki tudományi kar Informatikai és Villamosmérnöki Intézet Távközlési Tanszék Tiltva Kiszolgálási utak terhelésmegosztásos, tartalékolással (1. sz. funkcionális egység) Tiltva 2. sz. kiszolgáló egység Tiltva 1. sz. kiszolgáló egység Tiltva Leválasztva Bemeneti információ (2. sz. ) Bemeneti információ (1. sz. ) TERHELÉS-MEGOSZTÁSOS TARTALÉKOLÁSÚ FUNKCIONÁLIS EGYSÉG Átváltási parancs a 2. sz. funkcionális egység elromlása esetén 1. sz. kiszolgált egység 2. sz. kiszolgált egység Kiszolgálási utak terhelésmegosztásos, tartalékolással (2. sz. funkcionális egység) 227. fólia Digitális kapcsolás- és jelzéstechnika Nappali hallgatóknak – 2009. tavasza © 2009, Dr. Seres Péter