IP-телефония и видеосвязь (стр. 3 из 4)

N_ΣG₁=2500∙(50∙180∙5∙1∙2500∙15∙1024∙1024/160)+2500/160∙(15∙1024∙1024∙0,35+75∙1024∙1024∙0,05+0,05∙2500∙1600∙3300)=2,765∙10¹⁶ (т.е. без сжатия)

N_ΣG₂=2500∙(33,3∙180∙5∙1∙2500∙15∙1024∙1024/23,625)+2500/23,625(15∙1024∙1024∙0,35+75∙1024∙1024∙0,05+0,05∙2500∙10836∙3300)=12,47∙10¹⁶ (т.е. со сжатием)

Учитывая, что π₁+ π₂+ π₃=1, получим

N_Σj=N∙(n₁_j∙t∙ f + (π₂∙V₂ +π₃∙V₃)/h_j) + π₃ N∙ n₃_j ∙t₃__B (1.1.16)

N_Σ₁=2500∙(50∙180∙5+(0,35∙15∙1024∙1024+0,75∙75∙1024∙1024)/160)+0,05∙2500∙1600∙3300=1,78∙10⁹ пакетов в час (т.е. без сжатия)

N_Σ₂=2500∙(33,3∙180∙5+(0,35∙15∙1024∙1024+0,75∙75∙1024∙1024)/23,625)+0,05∙2500∙10836∙3300=11,37∙10⁹ пакетов в час (т.е. со сжатием)

Среднее число пакетов в секунду рассчитывается для двух выбранных кодеков и равно

N_{Σ_сек}_j= N_Σj/3600, (1.1.17)

N_{Σ_сек1}= N_Σ₁/3600=4,94∙10⁵ пакетов в секунду

N_{Σ_сек2}= N_Σ₂/3600=31,583∙10⁵ пакетов в секунду

Данные показатели позволяют оценить требования к производительности и маршрутизатора, агрегирующего трафик мультисервисной сети доступа NGN.

Анализируется как и какие группы сети больше всего загружают систему для рассчитываемых длин пакетов. Для этого формируется таблица 1.1.2 и строится диаграмма рисунок 1.1.2.

Таблица 1.1.2 - Количество передаваемых пакетов в сек для трех групп пользователей

	количество передаваемых пакетов в сек
	G.711 u	G.723 m
1 группа (π₁),%	67,5·10⁶	44,955·10⁶
2 группа (π₂) ,%	125,375·10⁶	608,762222·10⁶
3 группа (π₃) ,%	726,965∙10⁶	4889,698∙10⁶

Рисунок 1.1.2 - Пример доли передаваемых пакетов тремя группами

Пример вывода о загрузке системы пользователями трех групп.

Из графика видно, что наибольший передаваемый трафик идет на первую группу при кодеке G.711u и G.723 m, которая составляет всего лишь 5% от общего числа пользователей. Пользователи обычной телефонии, при ее преобладающем количестве, загружают систему больше всех.

Задача 2

Требования к полосе пропускания определяются гарантиями качества обслуживания, предоставляемыми оператором пользователю. Параметры QoS описаны в рекомендации ITU Y. 1541.

Число генерирующих пакетов, возникающих в ЧНН, будет равно

(1.2.1)

где N_tel - число пакетов телефонии, генерируемое всеми пользователями в час наибольшей нагрузки;

Nint - число пакетов интернета, генерируемое второй группой пользователей в час наибольшей нагрузки

π₂_H - доля пользователей группы 2 в общей структуре абонентов

n_j - число пакетов, генерируемых в секунду одним абонентом при использовании кодека;

t- средняя длительность разговора в секундах;

f - число вызовов в час наибольшей нагрузки;

N - общее число пользователей.

для G.711 u

для G.723 m

Число пакетов в секунду:

(1.2.2)

для G.711 u

для G.723 m

Среднее время обслуживания одного пакета при норме задержки: (1.2.3)

Коэффициент использования:

ρ_j=λ _j∙τ_j (1.2.4)

ρ₁=336∙10³∙2,97∙10^-6=0,99792

ρ₂=370∙10³∙2,7∙10^-6=0,999

При использовании системы на 50%:

Интенсивность обслуживания связана со средним временем задержки пакета в сети доступа обратно пропорционально:

(1.2.5)

Требуемая пропускная способность:

φ_j = β_j∙h_j(1.2.6)

φ₁ =

бит/с

φ₂ =

бит/с

Зависимость максимальной величины для средней длительности обслуживания одного пакета от среднего времени задержки в сети доступа.

телефония тунеллирование абонент кодек

(1.2.7)

Построим данные зависимости при помощи прикладной программы MathCad.

Рисунок 1.2.1- Зависимость максимальной величины для средней длительности обслуживания одного пакета от среднего времени задержки в сети доступа для кодека G.711u

Рисунок 1.2.2- Зависимость максимальной величины для средней длительности обслуживания одного пакета от среднего времени задержки в сети доступа для кодека G.723m

Сравним полученные результаты.

Рисунок 1.2.3 - Пример отображения результатов расчета, требуемой полосы пропускания

Из графика видно, что для передачи информации одного объема, необходима различная полоса пропускания, в данном случае при использовании кодека G.711u с длиной пакета 160 байт необходима большая полоса пропускания, чем при использовании кодека G.723 m с длиной пакета 23,625 байт.

Задача 3

Провести расчет математической модели эффекта туннелирования в MPLS, применив MATHCAD или другую программу.

На основе результатов расчета сравнить различные варианты и сделать выводы о возможности организации туннеля между первым узлом и узлом N.

В контексте поставленной задачи поиска стратегии принятия решения об организации LSP-туннеля для оценки альтернативного варианта суммарного времени V₂(N) пребывания пакета в LSP-пути без туннеля допустимо использовать В-формулу Эрланга в качестве адекватной оценки, позволяющей произвести сравнение с V₁(N).

Само по себе решение об организации LSP-туннеля согласно предложенному здесь алгоритму сводится к анализу двух (с туннелем и без туннеля) значений среднего совокупного времени пребывания пакета в узлах от 1 до yзла N.

Здесь:

λ - интенсивность входного потока заявок;

1/μ - среднее время обслуживания в системе М/М/m в стационарных условиях;

ρ=λ/μ нагрузка, обслуживаемая узлом LSP- маршрута;

m - поправочный коэффициент.

LER - Label edge router (краевой маршрутизатор меток) -маршрутизатор, инициирующий LSP в сети MPLS

LSP - Label switched path (коммутируемый посредством меток маршрут) - обеспечиваемый между двумя маршрутизаторами поток пакетов MPLS (маршрут). В общих чертах LSP аналогичны каналам в технологии ATM и Frame Relay.

LSR - Label switched router ( маршрутизатор с коммутацией меток) - один из маршрутизаторов MPLS ,устанавливаемый между LER, обеспечивающий создание LSP.

Расчет:

Алгоритм туннелирования в сети MPLS

Основное отличие технологии MPLS - IP- маршрутизаторы анализируют заголовок каждого пакета, чтобы выбрать направление для его пересылки к следующему маршрутизатору, в технологии MPLS заголовок анализируется только один раз на входе в сеть, после чего устанавливается соответствие между пакетом и потоком.

Принцип коммутации MPLS основывается на обмене меток. Любой передаваемый пакет ассоциируется с тем или иным классом сетевого уровня FEC (Forwarding Equivalence Class), каждый из которых идентифицируется определенной меткой. Значение метки уникально лишь для участка пути между соседними узлами сети MPLS, которые называются также маршрутизаторами, коммутирующими по меткам LSR (Label Switching Router). На рисунке 1.3.1 пограничный маршрутизатор LSR1 - входной, a LSR4 -выходной маршрутизатор. Последовательность маршрутизаторов (LSR1,..., LSR4), через которые проходят пакеты, принадлежащие одному FEC, образует виртуальный тракт LSP, коммутируемый по меткам, LSP (Label Switching Path).

Таким образом, главная особенность MPLS - отделение процесса коммутации пакета от анализа IP - адресов в его заголовке, что открывает ряд возможностей.

Рисунок 1.3.1- Организация туннеля

Существует еще одно весьма важное достоинство MPLS - возможность в рамках архитектуры MPLS вместе с пакетом передавать не одну метку, а стек меток.

Операции добавления/изъятия метки определены как операции на стеке (push/pop). Результат коммутации задает лишь верхняя метка стека, нижние же передаются прозрачно до операции изъятия верхней. Такой подход позволяет создавать иерархию потоков в сети MPLS и организовывать туннельные передачи.