Розробка методу імітаційного моделювання цифрових систем комутації на основі мереж Петрі

Abstract

UА: Дисертація присвячена розробці загального методу моделювання цифрових вузлів комутації довільної структури в умовах сучасних мереж зв’язку. В роботі розвиваються принципи імітаційного моделювання на основі мереж Петрі для ци-фрових систем комутації. Основна ідея роботи — використання функціонального і структурного опису останніх засобами спеціального розширення мереж Петрі і автоматичне перетворення її графа у вихідні дані для універсального імітаційного моделюючого алгоритму. Встановлено, що принципи функціональної декомпози-ції, за яким оригінал описується набором підмереж, що можуть дублюватися і дробитися (розшаро¬вуватися), збільшує спроможність моделювання, дає можли-вість ієрархічного ускладнення моделі без погіршення наочності, використання комп’ютерної графіки і т.ін. Запропоновано засоби аналізу алгоритмічних власти-востей мережних моделей, їх кількісних показників функціонування. Розроблений метод не вимагає навичок програмування, його ефективність підтверджено практичним застосуванням до реальних вузлів комутації. Метод використовують деякі підприємства зв'язку як засіб технічної експертизи цифрових систем комутації.

RU: Диссертация посвящена разработке общего метода моделирования цифро-вых узлов коммутации произвольной структуры при функционировании в условиях современных сетей связи. В работе развиваются принципы имитационного моделирования на основе сетей Петри в приложении к цифровым системам коммутации. Основная идея работы — использование функционального и структурного описания последних средствами специального расширения сетей Петри и автоматическое преобразование ее графа в исходные данные для универсального имитационного моделирующего алгоритма. Установлено, что для построения и анализа сложных сетевых моделей удобно использовать принципы функциональной декомпозиции (разделения на подсети по функциональному признаку) и расслоения. При этом алгоритм работы системы, представленный SDLдиаграммой, транслируется в подсеть алгоритма, схема случайных событий во внешней среде — в подсеть внешнего окружения, и т.д., подсети могут дублироваться и дробиться (расслаиваться). Это позволяет для создания, отладки модели и автоматической подготовки части исходных данных использовать компьютерную графику, что снижает трудоемкость процесса моделирования. Такой подход дает возможность легко учесть разнообразные внешние (нестационарность, повторные вызова и т.д.) и внутренние (сбои, отказы и т.д.) факторы влияний, дает возможность иерархического усложнения модели без ухудшения наглядности. Предложены способы анализа алгоритмических свойств сетевых моделей для их отладки, оценки корректности построения и конструктивности алгоритмов, реализуемых моделируемым объектом. Разработанные принципы и приемы реализованы программно и обоб-щены в новый метод моделирования, который не требует владения навыками программирования. Эффективность метода подтверждена практическим применением к реальным узлам коммутации и сопоставлением результатов моделирования со статистическими данными. Метод используют некоторые предприятия связи как средство технической экспертизы цифровых систем коммутации.

EN: Dissertation is devoted to the development of general method for digital switching centers of arbitrary structure during the function in the modern communication networks. Simulation principles, based on Petri nets in conformity with digital switching systems are developed in this work. General concept of this work is usage of functional and structural description of these systems by the special Petri net extension means and automatic transformation their graph into the initial data for universal simulation algorithm. It was found, that it is convenient to use the principles of decomposition (dividing into subnets based on functional indications) and separation for construction and analysis of complex network models. Meanwhile system functioning algorithm, represented by SDL-diagram is transformed into algorithm subnet and circuit of arbitrary event in the external environment is transformed into external surrounding subnet, and so on, subnet can be duplicated and divided (separated). This allows to use computer graphic for model development and debugging and for automatic processing of part of initial data, what reduces working hours for simulation process. This approach gives the opportunity simply to account various external (nonstationarity, repeated calls and so on) and internal (failures, errors and so on) effecting factors and allows hierarchical model com-plication without obviousness deterioration. Analysis methods of network model algorithmic properties are proposed for debugging and evaluation of construction correctness and constructivness of algorithms, realized with modeled object. Developed principles and means are software implemented and systematized into the new simulation method, that do not require special programming skills. Efficiency of this method is confirmed with practical use in real switching centers and with the comparison of simulation results with statistic data. This method is used by some communication enterprises as means for technical examination of digital switching systems.