<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">mireabulletin</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Russian Technological Journal</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Russian Technological Journal</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">2782-3210</issn><issn pub-type="epub">2500-316X</issn><publisher><publisher-name>RTU MIREA</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.32362/2500-316X-2024-12-2-39-47</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">mireabulletin-879</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>СОВРЕМЕННЫЕ РАДИОТЕХНИЧЕСКИЕ И ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>MODERN RADIO ENGINEERING AND TELECOMMUNICATION SYSTEMS</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Анализ структурной надежности сетей связи с механизмами защитного переключения для одного защищаемого и одного резервного участков</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Analysis of the structural reliability of communication networks supporting protective switching mechanisms for one protected section and one backup section</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0001-6083-1242</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Батенков</surname><given-names>К. А.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Batenkov</surname><given-names>K. А.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Батенков Кирилл Александрович, д.т.н., доцент, профессор кафедры прикладной математики, Ин- ститут информационных технологий</p><p>119454, Москва, пр-т Вернадского, д. 78</p><p>Scopus Author ID 35777325300</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Kirill A. Batenkov, Dr. Sci. (Eng.), Docent, Professor, Department of Applied Mathematics, Institute of Information Technologies</p><p>78, Vernadskogo pr., Moscow, 119454</p></bio><email xlink:type="simple">pustur@yandex.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0002-2187-7325</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Фокин</surname><given-names>А. Б.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Fokin</surname><given-names>A. B.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Фокин Александр Борисович, сотрудник</p><p>302015, Россия, Орёл, ул. Приборостроительная, д. 35</p><p>Scopus Author ID 57218934996</p><p> </p></bio><bio xml:lang="en"><p>Aleksandr B. Fokin, Employee</p><p>35, Priborostroitelnaya ul., Orel, 302015</p></bio><email xlink:type="simple">tatarin57ru@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-2"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>ФГБОУ ВО «МИРЭА – Российский технологический университет»</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>MIREA – Russian Technological University</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><aff-alternatives id="aff-2"><aff xml:lang="ru"><institution>ФГКВОУ ВО «Академия Федеральной службы охраны Российской Федерации»</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Russian Federation Security Guard Service Federal Academy (FSO Academy of Russia)</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2024</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>05</day><month>04</month><year>2024</year></pub-date><volume>12</volume><issue>2</issue><elocation-id>39–47</elocation-id><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Батенков К.А., Фокин А.Б., 2024</copyright-statement><copyright-year>2024</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Батенков К.А., Фокин А.Б.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Batenkov K.А., Fokin A.B.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://www.rtj-mirea.ru/jour/article/view/879">https://www.rtj-mirea.ru/jour/article/view/879</self-uri><abstract><sec><title>Цели</title><p>Цели. Известно, что соглашение об уровне обслуживания является важным инструментом выстраивания разумных отношений между абонентами и операторами телекоммуникационных сетей, в т.ч. в части качества предоставляемых услуг, одной из составляющих которого является надежность, оцениваемая коэффициентом готовности. Наиболее подходящей моделью для оценки надежности предоставляемой услуги оказывается случайная графовая модель, строящаяся на основе контура обслуживания – совокупности технических средств, участвующих в оказании данной услуги. В данной постановке оценка надежности услуги отталкивается от надежности составляющих телекоммуникационную сеть (граф) элементов – узлов (вершин) и линий связи (ребер). При этом коэффициенты готовности узлов и линий определяются конструктивными особенностями среды распространения и организующих их технических средств. Целью работы является разработка подхода к анализу надежности телекоммуникационных сетей, поддерживающих механизмы защитного переключения для одного защищаемого и одного резервного участков, позволяющего на основе компьютерного моделирования проводить сравнение подобных механизмов.Методы. Использованы методы теории случайных графов, матриц, вероятностей и компьютерного моделирования.Результаты. Предложено разбивать на три группы элементы маршрута (как основные, так и резервирующие): первая группа указывает на постоянные неизменяемые части путей, вторая – идентифицирует резервируемые участки, а третья группа указывает на резервирующие участки. При этом каждый из резервируемых и резервирующих участков формируется на основе заданных предпочтений и обычно направлен на увеличение результирующей надежности, хотя возможно использование и других правил. Для схем защитного переключения для одного защищаемого и одного резервного участков показан вариант формирования маршрутов, используемых для дальнейших расчетов показателя надежности путем компьютерного моделирования.</p></sec><sec><title>Выводы</title><p>Выводы. На примере магистральной сети путем компьютерного моделирования показано, что использование механизмов защитного переключения для случая одного требуемого маршрута передачи демонстрирует существенный рост надежности, за исключением применения защитного переключения на участках, что связано, прежде всего, с особенностями топологии рассматриваемой сети. </p></sec></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><sec><title>Objectives</title><p>Objectives. The service level agreement is an important tool used in building reasonable relations between subscribers and operators of telecommunication networks. This includes the quality of services provided. One key component is reliability as assessed by the availability factor. The most suitable model for assessing the reliability of the service provided is a random graph model based on the service contour. This is the set of technical resources involved in the provision of this service. In this formulation, the assessment of the reliability of the service is based on the reliability of elements which constitute the telecommunications network (graph), nodes (vertices) and communication lines (edges). At the same time, the availability factors of nodes and lines are determined by the design features of the distribution environment, as well as the technical means used to organize them. The purpose of this work is to develop an approach to analyzing the reliability of telecommunication networks which support protective switching mechanisms for one protected and one backup sections.Methods. The following methods are used: theory of random graphs, matrices, probabilities and computer modeling.</p></sec><sec><title>Results</title><p>Results. The elements of the route, both basic and reserving, are divided into three groups. The first indicates permanent unchangeable parts of the paths, the second group identifies the reserved sections, and the third group indicates the reserving sections. At the same time, each of the reserved and reserving sections is formed on the basis of specified preferences. They are usually aimed at increasing the resulting reliability, although other rules may be used. In the case of protective switching schemes for one protected section and one backup sections, a variant of forming routes used for further calculations of the reliability indicator is shown.Conclusions. Using the example of a backbone network, the study shows that the use of protective switching mechanisms for the case of one required transmission route demonstrates a significant increase in reliability, with the exception of the use of protective switching in sections. This is primarily due to the topology features of the network under consideration.</p></sec></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>сеть связи</kwd><kwd>граф</kwd><kwd>вероятность связности</kwd><kwd>защитное переключение</kwd><kwd>надежность</kwd><kwd>услуга</kwd><kwd>коэффициент готовности</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>communication network</kwd><kwd>graph</kwd><kwd>connectivity probability</kwd><kwd>protective switching</kwd><kwd>reliability</kwd><kwd>service</kwd><kwd>availability factor</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Нетес В.А. Соглашение об уровне обслуживания и надежность. Надежность. 2017;17(4):27–30. http://doi.org/10.21683/1729-2646-2017-17-4-27-30</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Netes V.A. Service level agreement and dependability. Nadezhnost’ = Dependability. 2017;17(4):27–30 (in Russ.). http://doi.org/10.21683/1729-2646-2017-17-4-27-30</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Батенков К.А., Батенков А.А. Анализ и синтез структур сетей связи по детерминированным показателям устойчивости. Труды СПИИРАН. 2018;3(58):128–159. https://doi.org/10.15622/sp.58.6</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Batenkov K.A., Batenkov A.A. Analysis and synthesis of communication network structures by deterministic stability indicators. Trudy SPIIRAN = SPIIRAS Proceedings. 2018;3(58):128–159 (in Russ.). https://doi.org/10.15622/sp.58.6</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Батенков А.А., Батенков К.А., Фокин А.Б. Вероятность связности телекоммуникационной сети на основе приведения нескольких событий несвязности к объединению независимых событий. Информационно-управляющие системы. 2021;6(115):53–63. https://doi.org/10.31799/1684-8853-2021-6-53-63</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Batenkov A.A., Batenkov K.A., Fokin A.B. Analysis of the probability of connectivity of a telecommunications network based on the reduction of several non-connectivity events to a union of independent events. Informatsionno- upravlyayushchie sistemy = Information and Control Systems. 2021;6(115):53–63 (in Russ.). https://doi.org/10.31799/1684-8853-2021-6-53-63</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Нетес В.А. Виртуализация, облачные услуги и надежность. Вестник связи. 2016;8:7–9.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Netes V.A. Virtualization, cloud services and reliability. Vestnik svyazi = Vestnik Communications. 2016;8:7–9 (in Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Батенков К.А. Точные и граничные оценки вероятностей связности сетей связи на основе метода полного перебора типовых состояний. Труды СПИИРАН. 2019;18(5):1093–1118. https://doi.org/10.15622/sp.2019.18.5.1093-1118</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Batenkov K.A. Accurate and Boundary Estimate of Communication Network Connectivity Probability Based on Model State Complete Enumeration Method. Trudy SPIIRAN = SPIIRAS Proceedings. 2019;18(5):1093–1118 (in Russ.). https://doi.org/10.15622/sp.2019.18.5.1093-1118</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Анфёров М.А. Алгоритм поиска подкритических путей на сетевых графиках. Russ. Technol. J. 2023;11(1):60–69. https://doi.org/10.32362/2500-316X-2023-11-1-60-69</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Аnfyorov M.A. Algorithm for finding subcritical paths on network diagrams. Russ. Technol. J. 2023;11(1):60–69 (in Russ.). https://doi.org/10.32362/2500-316X-2023-11-1-60-69</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Батенков А.А., Батенков К.А., Фокин А.Б. Формирование сечений телекоммуникационных сетей для анализа их устойчивости с различными мерами связности. Информатика и автоматизация. 2021;20(2):371–406. https://doi.org/10.15622/ia.2021.20.2.5</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Batenkov A.A., Batenkov K.A., Fokin A.B. Forming the telecommunication networks’ cross-sections to analyze the latter stability with different connectivity measures. Informatika i avtomatizatsiya = Informatics and Automation. 2021;20(2):371–406 (in Russ.). https://doi.org/10.15622/ia.2021.20.2.5</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Wosinska L., Chen J., Larsen C.P. Fiber Access Networks: Reliability Analysis and Swedish Broadband Market. IEICE Trans. Commun. 2009;E92–B(10):3006–3014. https://doi.org/10.1587/transcom.E92.B.3006</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Wosinska L., Chen J., Larsen C.P. Fiber Access Networks: Reliability Analysis and Swedish Broadband Market. IEICE Trans. Commun. 2009;E92–B(10):3006–3014. https://doi.org/10.1587/transcom.E92.B.3006</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Vasseur J.-P., Pickavet M., Demeester P. Network Recovery. Protection and Restoration of Optical, SONET-SDH, IP, and MPLS. San Francisco, CA: Elsevier; 2004. 542 p.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Vasseur J.-P., Pickavet M., Demeester P. Network Recovery. Protection and Restoration of Optical, SONET-SDH, IP, and MPLS. San Francisco, CA: Elsevier; 2004. 542 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Lashgari M., Tonini F., Capacchione M., Woosinka L., Rigamonti G., Monti P. Techno-economics of Fiber vs. Microwave for Mobile Nransport Network Deployments. J. Opt. Comm. and Netw. 2023;15(7):C74–C87. https://doi.org/10.1364/JOCN.482865</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Lashgari M., Tonini F., Capacchione M., Woosinka L., Rigamonti G., Monti P. Techno-economics of Fiber vs. Microwave for Mobile Nransport Network Deployments. J. Opt. Comm. and Netw. 2023;15(7):C74–C87. https://doi.org/10.1364/JOCN.482865</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Yusuf M.N., Bakar K.b.A., Isyaku B., Saheed A.L. Review of Path Selection Algorithms with Link Quality and Critical Switch Aware for Heterogeneous Traffic in SDN. Int. J. Electr. Computer Eng. Syst. 2023;14(3):345–370. https://doi.org/10.32985/ijeces.14.3.12</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Yusuf M.N., Bakar K.b.A., Isyaku B., Saheed A.L. Review of Path Selection Algorithms with Link Quality and Critical Switch Aware for Heterogeneous Traffic in SDN. Int. J. Electr. Computer Eng. Syst. 2023;14(3):345–370. https://doi.org/10.32985/ijeces.14.3.12</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Isyaku B., Bakar K.B.A., Nagmeldin W., Abdelmaboud A., Saeed F., Ghaleb F.A. Reliable Failure Restoration with Bayesian Congestion Aware for Software Defined Networks. CSSE. 2023;46(3):3729–3748. https://doi.org/10.32604/csse.2023.034509</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Isyaku B., Bakar K.B.A., Nagmeldin W., Abdelmaboud A., Saeed F., Ghaleb F.A. Reliable Failure Restoration with Bayesian Congestion Aware for Software Defined Networks. CSSE. 2023;46(3):3729–3748. https://doi.org/10.32604/csse.2023.034509</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Bosisio A., Berizzi A., Lupis D., Morotti A., Iannarelli G., Greco B. A Tabu-search-based Algorithm for Distribution Network Restoration to Improve Reliability and Resiliency. J. Modern Power Systems and Clean Energy. 2023;11(1):302–311. https://doi.org/10.35833/MPCE.2022.000150</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Bosisio A., Berizzi A., Lupis D., Morotti A., Iannarelli G., Greco B. A Tabu-search-based Algorithm for Distribution Network Restoration to Improve Reliability and Resiliency. J. Modern Power Systems and Clean Energy. 2023;11(1):302–311. https://doi.org/10.35833/MPCE.2022.000150</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Сергеева Т.П., Тетёкин Н.Н. Методы повышения надежности в сетях SDN. T-Comm. 2014;6:53–55.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Sergeeva T.P., Tetekin N.N. Reliability Enhancemrnt Methods for SDN Networks. T-Comm. 2014;6:53–55 (in Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit15"><label>15</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Батенков А.А., Батенков К.А., Фокин А.Б. Анализ вероятности связности телекоммуникационной сети на основе инверсий ее состояний. Вестник Томского государственного университета. Управление, вычислительная техника и информатика. 2022;59:91–98. https://doi.org/10.17223/19988605/59/10</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Batenkov A.A., Batenkov K.A., Fokin A.B. Network connectivity probability analysis based on its states inversion. Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Upravlenie, vychislitelnaja tehnika i informatika = Tomsk State University Journal of Control and Computer Science. 2022;59:91–98 (in Russ.). https://doi.org/10.17223/19988605/59/10</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
