Коммутация в сетях с использованием асинхронного метода переноса и доставки (стр. 12 из 17)
Следующий исходный пункт останется неизменным, если не произойдет переполнения. В этом случае первый порт, в котором произойдет переполнение, будет исходным пунктом. Если мы примем за исходный пункт порт 0, а остальные порты циклически пронумеруем от 1 до N-1, тогда SI бит, обозначающий следующий исходный пункт, будет обновлен вместе с соседними RS полями так:
и
где i=1, 2...N-l. Для разделения вызова каждый входной порт должен знать, сколько получено копий за временной интервал. Эта информация называется начальным числом копий (SCN).
Рисунок 4.11 - Операции в CRAN узле
Затем устанавливается ряд цепей обратной связи для возвращения этой информации во вводные порты. SCN и соседние текущие суммы вычисляются так
SCN0=RS0, и
4.2.3 КОНЦЕНТРАЦИЯ
Исходным пунктом в CRAN не обязательно является вывод 0 и получившаяся в итоге последовательность адресов трассировки в RBN может быть непрерывно монотонной. В RBN могут происходить столкновения, как показано на рисунке 4.12. Эта проблема разрешима, если к RBN присоединить дополнительный RAN с фиксированным исходным пунктом 0. Дополнительный RAN пересчитывает текущие суммы RA и таким образом получившаяся последовательность RA становится непрерывно монотонной (Рисунок 4.13).
Рисунок 4.12 - Циклические монотонные адреса вызывают столкновение ячеек в RBN. Порты 2 и 6 свободны
Рисунок 4.13 - Использование дополнительной RAN для накапливания активных ячеек
5 РАСЧЕТ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ ЗВЕНА Ш-ЦСИС С ТЕХНОЛОГИЕЙ ATM ПРИ МУЛЬТИСЕРВИСНОМ ОБСЛУЖИВАНИИ
5.1 ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ПО РАСЧЕТУ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ ЗВЕНА Ш- ЦСИС ДЛЯ ПЕРВОГО И ВТОРОГО КЛАССА ПОЛЬЗОВАТЕЛЕЙ
Уточним понятие звена Ш-ЦСИС и определим факторы, влияющие на его пропускную способность. Звено - это участок сети между двумя соседними узлами коммутации. Важнейшим фактором, влияющим на GoS в Ш-ЦСИС, является процедура доступа пользователей в сеть. Эта проблема обусловлена характером трафика. В Ш-ЦСИС пользователь создает информационный поток, битовая скорость которого является случайной величиной. Технология ATM позволяет предоставлять пользователю по требованию переменную ширину полосы битовых скоростей передачи (ШПБСП), а узлы Ш-ЦСИС в режиме коммутации пакетов формируют виртуальный канал с переменной пропускной способностью.
В Ш-ЦСИС с ATM различают четыре класса трафика:
Класс А - трафик CBR, создаваемый пользователем, передающим информацию с постоянной битовой скоростью;
Классы В и С - трафик, создаваемый пользователем, передающим информацию с переменной битовой скоростью (УВК):
Класс В - трафик VBR, создаваемый при требовании передачи информации в реальном масштабе времени (real time VBR);
Класс С-трафик VBR, не требующий передачи информации в реальном масштабе времени (non-real time VBR);
Класс D- разделяется на два подкласса: трафик ABR на доступной битовой скорости и трафик UBR- при неспецифированной битовой скорости
Трафик VBR представляет собой наиболее общий тип трафика Ш-ЦСИС. Для определения пропускной способности звена Ш-ЦСИС необходимо оценить влияние фактора трафика VBR. При этом можно воспользоваться понятием эквивалентной ШПБСП. Переход к эквивалентной ШПБСП позволяет свести решение задачи в Ш-ЦСИС к использованию математических моделей.
На рисунке 5.1 представлена схема обслуживания заявок и среда передачи, реализующая звено Ш-ЦСИС. Примем что на звене Ш-ЦСИС применен транспортный модуль SDH-STM-1. С учетом структуры модуля диапазон скоростей передачи информации для различных классов пользователей может составлять от 2 до 34 Мбит/с. Если пользователь формирует цифровой поток с плезеохронной скоростью 140 Мбит/с и применяется STM-1, то этот случай является вырожденным.
При построении модели звена примем следующие допущения. Каждый класс пользователей Ki,i=
,создает поступающую нагрузку Ai,i= . Все нагрузки являются пуассоновскими с маркой Marki,i= , причем Marki-число полос битовых скоростей передачи, требуемых для обслуживания пользователей класса Ki,i= . 
Рисунок 5.1
Звено моделируется в виде системы массового обслуживания с явными потерями. Если при поступлении вызова ему не может быть представлена требуемая ШПБСП, то вызов считается потерянным. Это соответствует известной модели «потерянные вызовы стираются»- LCC (Lost Call Cleared).
Исследования показали, что пропускная способность Ш-ЦСИС зависит от многих факторов, основными из которых являются:
o число классов пользователей (источников нагрузки);
o величина ПШБСП, необходимая для обслуживания вызовов различных классов пользователей;
o характер изменения ШПБСП во времени (источники нагрузки с СВКили VBR);
o интенсивности нагрузок, поступающих от пользователей;
o принятая процедура управления доступом заявок в сеть.
Только учет всей совокупности факторов позволяет оценить вероятностные характеристики GoS, в том числе вероятности потерь вызовов для отдельных классов пользователей, т.е. построить вектор потерь вызовов.
Учитывая структурную сложность Ш-ЦСИС, целесообразно сначала рассчитать вероятности потерь на одном звене. Когда решение будет найдено,
можно построить вектор потерь, оценив результирующую вероятность потерь между пользователями сети как вероятность потерь "от точки к точке". Если принять, что вероятности потерь вызовов на отдельных звеньях Ш-ЦСИС являются независимыми, то вероятность потерь «от точки к точке»
(5.1)где Р и Pj -соответственно векторы потерь по вызовам от "точки к точке" и на j-ом звене Ш-ЦСИС на выборочном маршруте; s - число последовательно включенных звеньев.
Применим метод резервирования SLM (Sum Limitation Method), основанный на пороговом ограничении доступа для отдельных классов пользователей по критерию суммарного числа используемых ШПБСП.
5.2 МЕТОД РАСЧЕТА ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ ЗВЕНА Ш-ЦСИС С ATM ТЕХНОЛОГИЕЙ
Метод включает в себя два этапа. На первом все источники трафика VBR заменяются на источники эквивалентного трафика CBR. Эквивалентность понимается в отношении сохранения значения вероятности потерь пакетов (ATM ячеек) Pcell- Замена источников сводится к пересчету ШПБСП.
Эквивалентная ШПБСП для i-го класса пользователей с трафиком VBR при заданной норме на Pcell определиться в виде:
K(Pcell)=j(Pcell)m+s2c, (5.2)
Где с- скорость передачи на звене;
h-максимальное значение ШПБСП i-го класса пользователей для нормализованной битовой интенсивности нагрузки, создаваемой i-м классом пользователей;
m и s2 соответственно первый и второй моменты распределения вероятностей ШПБСП во времени;
j - коэффициент, зависящий от Pcell
Наиболее трудоемкой задачей представляется нахождение значений m и s2
На практике эти величины определяются экспериментально. При этом m вычисляют не непосредственно, а через нормированную максимальную битовую скорость, называемую берстностью.
В Ш-ЦСИС скорость передачи информации представляет собой случайный процесс г (t). В силу физических причин всегда существует ограничение максимально допустимой скорости передачи:
(5.3)Средняя скорость передачи информации за интервал времени Т:
(5.4)Отношение
(5.5)Получило название берстности.
В Ш-ЦСИС при использовании технологии ATM берстность стала важнейшей характеристикой передаваемой информации.
Для различных видов связи и соответственно информации берстность изменяется в широких пределах, на практике В=1...10. Случай В=1 соответствует постоянной скорости передач информации.
Второй этап метода включает собственно расчет вероятностных характеристик звена с учетом выполненной на первом этапе эквивалентной замены ШПБСП. В соответствии с постановкой задачи метод используется для двух стратегий управления ресурсом звена - при отсутствии и наличии резервирования ШПБСП.
Рассмотрим первый случай, когда доступ пользователей к ресурсу звена не ограничен и Р-ШПБСП нет. Распределение вероятностей числа одновременно занятых ПБСП на звене имеет вид:
(5.6)Так как в Ш - ЦСИС все пользователи, по условию, имеют равный доступ к ресурсу звена, то имеем полнодоступный пучок и, следовательно,
(5.7)В этом случае вероятность потерь по вызовам на звене для пользователей класса /: