Задача 2
Требования к полосе пропускания определяются гарантиями качества обслуживания, предоставляемыми оператором пользователю. Параметры QoS описаны в рекомендации ITU Y. 1541. В частности, задержка распространения из конца в конец при передаче речи не должна превышать 100 мс, а вероятность превышения задержки порога в 50 мс не должна превосходить 0,001, т.е.
tp <100, мс
p{tp>50Mc} < 0.001
Задержка из конца в конец складывается из следующих составляющих:
tp = tgfrtn + tfl + tcore + t,ea(2/1)
где tp - время передачи пакета из конца в конец;
tпакет - время пакетизации (зависит от типа трафика и кодека);
tад - время задержки при транспортировке в сети доступа;
tсore - время задержки при распространении в транзитной сети;
tбуф - время задержки в приёмном буфере.
Применение низкоскоростных кодеков «съедает» основную часть бюджета задержки. Задержка в приёмном буфере также велика, поэтому на сеть доступа и транспортная сеть должны обеспечивать минимальную задержку.
Допустим, что задержка сети доступа не должна превышать 5 мс. Время обработки заголовка IP-пакета близко к постоянному. Распределение интервалов между поступлениями пакетов соответствует экспоненциальному закону. Поэтому для описания процесса, происходящего на агрегирующем маршрутизаторе, можно воспользоваться моделью M/G/1.
Для данной модели известна формула, определяющая среднее время вызова в системе (формула Полячека- Хинчина) /19/.
(2.2)
где фj , - средняя длительность обслуживания одного пакета;
- квадрат коэффициента вариации,
лj, - параметр потока, из первой задачи NУ_секj ;
tа?- среднее время задержки пакета в сети доступа, t = 0,005 с.
Ненулевой коэффициент вариации учитывает возможные отклонения при использовании в заголовках IP полей ToS. Кроме того, время обработки IP-пакета в значительной мере зависит от используемых на маршрутизаторе правил обработки.
Из формулы (2.2) следует зависимость максимальной величины для средней длительности обслуживания одного пакета от среднего времени задержки в сети доступа.
(2.3)
Построим данные зависимости при помощи прикладной программы MathCad.
Рисунок 3- Зависимость максимальной величины для средней длительности обслуживания одного пакета от среднего времени задержки в сети доступа для кодека G.711
Интенсивность обслуживания связана со средним временем задержки пакета в сети доступа обратно пропорционально:
(2.4)
Для G.711а
Для G.729
Время должно выбираться как минимальное из двух возможных значений. Первое значение - величина, полученная из последней формулы. Второе значение - та величина, которая определяется из условия ограничения загрузки системы - р. Обычно эта величина не должна превышать 0,5.
При среднем значении задержки в сети доступа 5 мс коэффициент использования равен:
сj=лj•фj(0.005) (2.5)
с1=
с2=
При таком высоком использовании малейшие флуктуации параметров могут привести к нестабильной работе системы. Определим параметры-системы при её использовании на 50%. Средняя длительность обслуживания будет равна
(2.6)
Определим интенсивность обслуживания при этом
(2.7)
Задержка и сети доступа рассчитывается по формуле:
Рассчитывать вероятность при известных л и ф нецелесообразно, т.к. в Y.1541 вероятность P{t>50Mc} < 0.001 определена для передачи из конца в конец.
При известном среднем размере пакета h, определяем требуемую полосу пропускания
цj = вj•hj (бит/с) (2.8)
Сравним полученные результаты
Рисунок 2 - Полоса пропускания
Из графика видно, что для передачи одной и той же информации, то есть одного объема при использовании услуги Triple Play, необходима различная полоса пропускания, в нашем случае при использовании кодека G.711 а с длиной пакета 160 байт необходима большая полоса пропускания, чем при использовании кодека G.729 с длиной пакета 20 байт.
Предположим, что в структурном составе абонентов отсутствуют группы пользователей использующие видео. При этом в вышеприведённом анализе следует опустить расчёт числа пакетов, возникающих при использовании сервисов высокоскоростной передачи данных и видеоуслуг.
Число генерирующих пакетов, возникающих в ЧНН, будет равно
N1 = Ntel + Nint = N *(2 9)
N2 = Ntel + Nint = N *
где Ntel - число пакетов телефонии, генерируемое всеми пользователями
в час наибольшей нагрузки;
Nint - число пакетов интернета, генерируемое второй группой
пользователей в час наибольшей нагрузки
р2H - доля пользователей группы 2 в общей структуре абонентов
nj - число пакетов, генерируемых в секунду одним абонентом при
использовании кодека G.711;
t- средняя длительность разговора в секундах;
f -- число вызовов в час наибольшей нагрузки;
N -- общее число пользователей.
Число пакетов в секунду:
(2 10)
Среднее время обслуживания одного пакета при норме задержки 5 мс:
Коэффициент использования:
сj=л j•фj (0.005),
При использовании системы на 50%:
Требуемая пропускная способность:
цj = вj•hj (бит/с)
Для второго кодека проводим аналогичные вычисления. Сравним полученные результаты.
Рисунок 3 - Пример отображения результатов расчета: требуемая полоса пропускания
Из графика видно, что для передачи информации одного объема, необходима различная полоса пропускания, в данном случае при использовании кодека G.711а с длиной пакета 160 байт необходима большая полоса пропускания, чем при использовании кодека G.729 с длиной пакета 20 байт.
мультисервисный пакет кодек тунеллирование
- Введение
- Задача 1
- 1.1 Провести расчёт производительности узла доступа с учётом структуры нагрузки поступающей от абонентов, пользующихся различными видами услуг
- 1.2 Факторы влияющие на качество речи и выбор кодека
- 1.3 Расчёт числа пакетов от первой группы (телефония)
- 1.4 Расчёт числа пакетов от второй группы (телефония и интернет)
- 1.5 Расчёт числа пакетов от третьей группы абонентов (triple play)
- 1.6 Требования к производительности мультисервисного узла доступа
- Задача 2
- Задача 3
- Составить математическую модель эффекта туннелирования в MPLS, которая представляет собой сеть массового обслуживания с последовательными очередями.
- Заключение
- Инжиниринг трафика
- 19.9.5. Виды широковещательного трафика
- Переадресация трафика
- 2.1 Расчет трафика мультисервисной сети
- 1.2. Объем и интенсивность трафика
- Анализатор трафика
- 1.5 Расчет трафика, генерируемого пользователями
- Характеристики трафика
- Расчет центрально-сжатых элементов
- 12.2.3.1. Пакет передачи трафика