Создание Ш-ЦСИС приводит к появлению новых классов источников нагрузки, передающих пакетизированные: речь, изображения, файлы, интерактивные данные. Поэтому без построения достаточно адекватных математических моделей нельзя построить хорошо работающую Ш-ЦСИС. Фундаментальным вопросом теории телетрафика является вопрос о моделях источников нагрузки.

Как уже отмечалось, главной особенностью источников нагрузки Ш-ЦСИС является то, что они характеризуются различными скоростями передачи информации. Требуемая скорость передачи источника нагрузки может иметь случайный характер как в момент возникновения заявки на обслуживание, так и в процессе передачи информации. Это обстоятельство необхо-

Модель мультиплексора М + ОЮ!\ с ожиданием димо учитывать при построении Ш-ЦСИС. Нагрузка, создаваемая источниками, уже не является обычной пуассоновской нагрузкой, как это обычно предполагается при анализе телефонных сетей и не является также маркированной пуассоновской нагрузкой, как это принимается при анализе У-ЦСИС.

Рис. 9.20. Модель мультиплексора М + ОЮ!\ с ожиданием димо учитывать при построении Ш-ЦСИС. Нагрузка, создаваемая источниками, уже не является обычной пуассоновской нагрузкой, как это обычно предполагается при анализе телефонных сетей и не является также маркированной пуассоновской нагрузкой, как это принимается при анализе У-ЦСИС.

Введение новых моделей работы источников нагрузки требует новых описаний для самой нагрузки. Разработки аналитических моделей нагрузки должны иметь достаточно общий характер, учитывая многие параметры источников нагрузки. В основу таких математических моделей положены марковский и специальный полумарковский процессы.

При описании моделей нагрузок, возникающих в Ш-ЦСИС, используется трехуровневая модель обработки нагрузок, представленная на рис. 9.21. Первый уровень - уровень вызовов и отбоев (Call Level) - соответствует продолжительности сеанса связи. На этом уровне необходимо учитывать активность отдельных источников нагрузки - знать интенсивности поступления вызовов от них и интенсивности их обслуживания. Так как Ш-ЦСИС является мультисервисной сетью, она характеризуется большим разнообразием источников нагрузки и их числом. Первый уровень оперирует со шкалой времени секунды-часы, и он непосредственно связан с определением необходимого числа виртуальных каналов для обеспечения всех видов коммуникационного сервиса.

Второй уровень расшифровывает сеанс связи (Burst Level). Он описывает характер битового потока в моменты обслуживания пользователя и со-

Трехуровневая модель нагрузки:

Рис. 9.21. Трехуровневая модель нагрузки: Г, - время активного состояния пользователя; Т„ - время пассивного состояния пользователя; (а- время активной передачи информации пользователя; /„ - длительность паузы в передаче информации; /п п- длительность паузы между передачей ячеек; и - время передачи ячейки ответствует моментам его активности и пассивности. Распределение длительностей пауз между битовыми потоками определяет берстность сообщения. Битовый поток, генерируемый источником, подразделяется на ячейки постоянной длины, образуемые пакетизатором, включаемым часто в СМ. Второй уровень оперирует шкалой времени, измеряемой секундами. На этом уровне решается вопрос допуска вызова в сеть.

Третий уровень - уровень передачи ячеек (Cell Level), передаваемых в транспортную сеть. Транслируемые ячейки от всех источников нагрузки образуют трафик в Ш-ЦСИС. Статистический закон распределения этого трафика является сегодня предметом интенсивных исследований. Данный уровень характеризуется типичными интервалами времени, составляющими миллисекунды, и он непосредственно определяет емкость буферных накопителей, вероятность потерь ячеек и время их ожидания в очереди.

Каждый из уровней характеризуются определенными моделями нагрузки и соответственно характеристиками качества обслуживания.

Ш-ЦСИС является системой высокой структуры сложности, для которой аналитические модели только начали разрабатываться сравнительно недавно. Для проверки аналитических моделей нагрузки и качества обслуживания пользователей (GoS) широко используют имитационное моделирование. В Ш-ЦСИС GoS оценивают не только вероятностью потерь информационных ячеек, но и вероятностью их задержки, а также величиной джиттера задержки.

Очевидно, что как правила допуска вызова к обслуживанию, так и сама стратегия обслуживания существенно влияют на указанные выше характеристики качества обслуживания. Поэтому проблема поддержания уровня GoS (потерь сообщения, задержки и джиттера) в Ш-ЦСИС решается на всех трех уровнях обслуживания (см. рис. 9.21), которым соответствуют рассмотренные выше три уровня управления [9.9, 9.15].

Решению этих трех фундаментальных проблем при создании Ш-ЦСИС посвящено большое число исследований.

Изучение комплекса проблем первого уровня показывает, что на первом этапе при нормально функционирующем оборудовании Ш-ЦСИС, последнюю можно начинать проектировать условно как сеть коммутации каналов. На этом этапе можно оценить пропускные способности виртуальных путей для различных направлений связи и эффективность их использования, решить вопрос о резервировании ШПБСП для отдельных классов пользователей, о приемлемом качестве обслуживания.

Изучение комплекса проблем второго уровня позволяет устранять перегрузки битовых потоков, обеспечить качество предоставления услуги (QoS) пользователю, при необходимости управлять QoS.

https://pokeraff.online.

Общая идеология исследования уровня информационной ячейки, как правило, базируется на предположении, что поток ячеек является непрерывным с некоторой заданной средней скоростью.

Один из подходов исследования этой проблемы основан на двух предположениях:

• малая емкость буферного накопителя и относительно малая скорость поступления информационных ячеек, при которых вероятность поступления двух ячеек на один путь была бы мала;

• вероятность перегрузки, с которой возникает большое число необ-служенных ячеек в одно и то же время, пренебрежимо мала.

Эти предположения дают возможность моделировать уровень с помощью бернуллиевского и пуассоновского случайных процессов. Указанные предположения приводят к уже хорошо изученным моделям массового обслуживания с ограниченной емкостью буфера и детерминированным временем обслуживания. В таких моделях вероятность потерь ячеек главным образом зависит от интенсивности нагрузки и в меньшей степени от числа источников, создающих нагрузку. Кроме того, такие модели не являются чувствительными к пропорции ячеек, генерируемых пользователями различных классов.

При изучении уровня интервала активности интерес исследователей направлен на изучение поведения очередей при перегрузках. Один из подходов в изучении этого уровня базируется на аппроксимации, получившей название аппроксимации «жидкий поток» (Fluid Flow Approximation), при которой предполагается, что информация поступает непрерывно в период активности, и обслуживающее устройство с буфером работают таким образом, что характер исходящего потока аналогичен входящему. В этом случае используют марковские модели, позволяющие получить решение в замкнутом виде для бесконечных очередей и численное решение для конечных очередей.

С упрощением аналитической модели потока появляется возможность учесть такие важные параметры, как общее число источников нагрузки, максимальную скорость передачи, число активных источников и коэффициент активности или берстность источников нагрузки определенного класса, которая, как было показано выше, характеризуется значительной вариацией для различных скоростей передачи и видов информации.

От системы управления трафиком требуется определенная гибкость, так как необходимо поддерживать заданные уровни QoS и GoS. Сложность решения этой проблемы обусловлена большим разнообразием классов пользователей. При этом от системы управления требуется, с одной стороны, относительная простота реализации на уровне ATM и с другой, - робастность, т. е. обеспечение высокой эффективности управления ресурсами при изменении трафичной ситуации на сети.

При организации доступа в Ш-ЦСИС выделяют два аспекта:

• правило доступа вызова в сеть (Call Admission);

• стратегия обслуживания вызова, когда вызов уже принят к обслуживанию (Source Policing).

Первый аспект связан с изучением влияния приоритетов на качество обслуживания, второй - с равномерностью выдачи информационных ячеек в сеть. Правила допуска вызова в сеть основаны на знаниях о состоянии звена, т. е. числа принятых к обслуживанию вызовов различного типа. Решение о принятии следующего вызова принимается, если вероятность потерь информационных ячеек лежит в допустимых пределах (Р = 10"5-10“9).

Чтобы удовлетворить этим аспектам в Ш-ЦСИС, необходимо реализовать две функции управления и контроля трафиком в сети: управление доступом пользователя в сеть (Connection Admission Control - САС) и управление параметрами использования (Usage Parameter Control - UPC). Эти вопросы будут рассмотрены ниже.

Пакетизация информации и статистическое мультиплексирование | Мультисервисные телекоммуникационные сети | Категории сервиса уровня atm