Коммутация в сетях с использованием асинхронного метода переноса и доставки (стр. 13 из 17)

(5.8)

На основе разработанного метода был построен приведенный ниже алгоритм расчета вероятностных характеристик звена Ш-ЦСИС.

5.3 АЛГОРИТМ РАСЧЕТА ВЕРОЯТНОСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЗВЕНА Ш-ЦСИС

1. Классификация всех пользователей по характеру трафика на CBR- и VBR- пользователей.

2. Выбор значения берстности В для VBR-пользователей.

3. Определение средней скорости передачи, исходя из выбранной берстности и максимальной скорости передачи VBR- пользователя

4. Расчет эквивалентных ШПБСП для всех VBR-пользователей на основе средних и максимальных скоростей VBR- пользователей.

5. Выбор базовой ШПБСП, как наименьшего общего кратного ШПБСП всех CBR- и VBR-пользователей.

6. Определение максимального числа базовых ШПБСП на основе заданной скорости среды передачи.

7. Расчет индивидуальных вероятностей потерь для всех классов пользователей, имеющих доступ к ресурсу звена.

8. Расчет средневзвешенной вероятности потерь.

9. Пересчет фактически поступающих нагрузок пользователей в нормализованные битовые интенсивности поступающей нагрузки звена согласно [5].

10. Вычисление пропускной способности, выделяемой для каждого класса пользователей, и общей пропускной способности звена.

5.4 РАСЧЕТ ЗВЕНА Ш-ЦСИС С ATM ПРИ МУЛЬТИСЕРВИСНОМ ОБСЛУЖИВАНИИ

Рассмотрим применение предложенного метода на примере расчета звеньев Ш-ЦСИС. Пусть к ресурсу звена имеют доступ два класса пользователей:

1. Стандартные телефонные сообщения, передаваемые по каналам ИКМ— 30/32 и формирующие трафик типа VBR с пиковой скоростью (PCR) 2 Мбит/с, берстностью В=2,5 и допустимой вероятностью потерь ячеек CLR=10^-5;

2. Интернет - сообщения, образуемые в ходе просмотра Web-страниц и формирующие трафик типа ABR (доступная битовая скорость) с PCR=2 Мбит/с, берстностью В=10 и CLR=10^-8

При проведении расчетов учитывали стандарты ITU-T и предполагали, что звено Ш-ЦСИС использует транспортный модуль STM-1 SDH. Резервирования ресурсов звена нет.

Исходные данные для 1-го класса пользователей:

Берстность В=2,5

Скорость передачи информации r_max=0.064 Мбит/с

Пиковая скорость (PCR) =2 Мбит/с

Скорость передачи полезной нагрузки- С=150 Мбит/с

Интенсивность поступающей нагрузки - А=80 Эрл

Допустимая вероятность потери ячеек CLR=10^-5

Исходные данные для 2-го класса пользователей:

Берстность В=10

Скорость передачи информации- r_max=0.037 Мбит/с

Пиковая скорость (PCR) =2Мбит/с

Скорость передачи полезной нагрузки- С=150 Мбит/с

Интенсивность поступающей нагрузки – А=8 Эрл

Допустимая вероятность потери ячеек CLR=10^-8

Решение:

Эквивалентная ШПБСП для 1-го класса пользователей с трафиком VBR при заданной норме на P_cell определиться в виде:

,

Где j(Р_cell)=0,273 для Р_cell=10^-5,

Отношение В=r_max/m получило название берстности. Отсюда находим т:

m и s² соответственно первый и второй моменты распределения вероятностей ШПБСП во времени;

К((Р_cell)=0,273*0,0256*10⁶+0,085²*150*10⁶=1,091 Мбит/с

Таким образом, эквивалентная ШПБСП для 1-го класса пользователей с трафиком VBR равна 1,091 Мбит/с. Суммарное число эквивалентных ШПБСП, требуемых для обслуживания одной заявки 1-го класса пользователей равно 3. Заданный порог резервирования равен единицы, так как резервирования ресурсов звена нет.

Эквивалентная ШПБСП для 2-го класса пользователей с трафиком VBR при заданной норме на Р_cell определиться в виде:

Где j(Р_се11)=1,581 для Р_се11=10^-8,

Так как В=r_max/m получило название берстности. Отсюда находим m:

m и s² соответственно первый и второй моменты распределения вероятностей ШПБСП во времени;

K(P_cell)=l,581*0,0037*10⁶+0,049²*150*10⁶=0,366 Мбит/с.

Таким образом, эквивалентная ШПБСП для 2-го класса пользователей с трафиком VBR равна 0,366 Мбит/с. Суммарное число эквивалентных ШПБСП, требуемых для обслуживания одной заявки 2-го класса пользователей равно 1. Заданный порог резервирования равен единицы, так как резервирования ресурсов звена нет.

Рассмотрим случай, когда доступ пользователей к ресурсу звена не ограничен и резервирования ШПБСП нет. Распределение вероятностей числа одновременно занятых ПБСП на звене имеет вид:

Так как в Ш-ЦСИС все пользователи, по условию, имеют равный доступ к ресурсу звена, то имеем полнодоступный пучок и, следовательно,

В этом случае вероятность потерь по вызовам на звене для пользователей для 1-го и 2-го класса:

, Р₁=5,249*10^-3 и P₂=l,697*10^-3

Результаты полученные при расчете звена Ш-ЦСИС с ATM при мультисервисном обслуживании для 1-го и 2-го классов пользователей сведены в таблице 1.

Таблица 1

Параметры	1-ый класс пользователей	2-ой класс пользователей
Берстность	2,5	10
Вероятность потерь ячеек Pcell	10-5	10-8
Пиковая скорость передачи (PCR), Мбит/с	2	2
Эквивалентная ШПБСП, Мбит/с	1,091	0,366
Интенсивность поступающей нагрузки, Эрл	80	8
Суммарное число эквивалентных ШПБСП, для обслуживания одной заявки 1-го класса.	3	1
Заданный порог резервирования	1	1
Пропускная способность звена, Эрл	0,772	0,772
Вероятность индивидуальных потерь	5,249*10-3	1,697*10-3

6. РАСЧЕТ ЭФФЕКТА СТАТИСТИЧЕСКОГО МУЛЬТИПЛЕКСИРОВАНИЯ В ATM СЕТИ

6.1 МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ТРАФИКА В УЗЛЕ ДОСТУПА И ЦИФРОВОМ ГРУППОВОМ ТРАКТЕ Ш-ЦСИО НА ТЕХНОЛОГИИ ATM

Технология ATM ориентирована на установление соединения. В этом случае можно полагать, что число заявок на предоставление виртуальных соединений, поступающее за существенный временной интервал на i-й абонентский узел или узел доступа, или цифровой групповой тракт (i= 1,2,...,N) от пользователей от k -й службы есть случайный процесс:

N

_i (t) = g (t)(t-t₀), (6.1)

где g

- значение в момент t интенсивности потока заявок на

установление виртуальных соединений от i – го абонента

к-ой службы.

Имеющийся на сегодняшний день научный, технологический и практический опыт реализации ATM сетей свидетельствует о том,

что g

=1…..N (t). Поэтому:

N

_i (t) = N (t). (6.2)

Значение случайного процесса суммирования потока заявок, поступающих на i-ый узел или цифровой групповой тракт от всех к - служб в момент t, составляет [33, 35]:

g_{S i} =

g_{S i} (t). (6.3)

Суммарное число заявок на предоставление виртуальных соединений от абонентов (источников) всех к - служб i -го узла доступа или цифрового группового тракта в момент t можно пола гать величиной случайной - значением случайного процесса в момент t:

N_SВCi (t)=g_{S i} (t)(t - t₀₎. (6.4)

Но, если в ныне существующих сетях связи с временным разделением сетевым ресурсом является канал связи с опреде ленной полосой пропускания, то в сетях ATM - это производитель ность узла коммутации или пропускная способность (полоса про пускания) цифрового группового тракта (пути передачи) или линии доступа.

6.2 МЕТОД ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА СТАТИСТИЧЕСКОГО УПЛОТНЕНИЯ ИСТОЧНИКОВ

Применение технологии ATM для транспортирования ин формации, когда каждый источник (абонент) получает от телекоммуникационной сети только тот ресурс пропускной способности, который ему нужен, дает возможность использовать выгоды статистического мультиплексирования для повышения эффективности использования пропускной способности цифровых трактов связи [15,31–35].

В упрощенной форме принцип статистического мультиплексирования показан на рисунке 6.1. В верхней части рисунка показаны источники (видеодисплей, сервер, видеокамера и монитор) и генерируемый ими пачечный трафик типа "вкл-выкл" (on-off).

В нижней части рисунка показан суммарный трафик, для транспортирования которого требуется только цифровой тракт с пропускной способностью, равной пропускной способности двух индивидуальных каналов вместо четырех. Естественно предположить, что чем больше источников мультиплексируются вместе, тем больший выигрыш можно получить.

Будем оценивать эффективность метода статистического мультиплексирования в момент t отношением суммарного количества виртуальных соединений N

(t) = N (t) абонентов к – служб i-го узла связи: