автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.13, диссертация на тему:Исследование и разработка методов оценки пропускной способности элементов мультисервисных сетей на этапе установления соединений

ВВЕДЕНИЕ.

1 АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ РАСЧЕТА КАЧЕСТВА ОБСЛУЖИВАНИЯ ВЫЗОВОВ

В МУЛЬТИСЕРВИСНОЙ СЕТИ.

1.1 Мультисервисные сети в России.

1.2 Развитие средств телекоммуникаций в Бурятии.

1.2.1 Общая характеристика региона.

1.2.2 Телекоммуникационная сеть г. Улан-Удэ.

1.2.3 Расчет средневзвешенного индекса развития телекоммуникаций по Бурятии.

1.3 Анализ работ по расчету пропускной способности мультисервисных сетей.

1.4 Выводы.

2 РАЗРАБОТКА ПРИБЛИЖЕННЫХ МЕТОДОВ

ДЛЯ АНАЛИЗА И СИНТЕЗА ПОЛНОДОСТУПНЫХ УЧАСТКОВ МУЛЬТИСЕРВИСНОЙ СЕТИ.

2.1 Расчет пропускной способности участка мультисервисной сети.

2.1.1 Нагрузка на участке мультисервисной сети.

2.1.2 Исследование скученности неоднородной нагрузки.

2.1.3 Метод эквивалентных замен.

2.1.4 Численный пример.

2.1.5 Результаты численных исследований и их анализ.

2.2 Проектирование нагрузки на участке мультисервисной сети.

2.2.1 Постановка задачи.

2.2.2 Расчет скученности объединенной нагрузки.

2.2.3. Расчет нормы на средние потери вызова.

2.2.4. Метод условного разделения пропускной способности.

2.2.5. Алгоритм проектирования нагрузки для участка мультисервисной сети.'.".'.

2.2.6. Численный пример.

2.3 Выводы.

3 РАЗРАБОТКА ПРИБЛИЖЕННЫХ МЕТОДОВ

ДЛЯ АНАЛИЗА И СИНТЕЗА В СТРУКТУРНО-СЛОЖНЫХ МУЛЬТИСЕРВИСНЫХ СИСТЕМАХ.

3.1 Актуальность исследования структурно-сложных мультисервисных систем.

3.2 Расчет пропускной способности для неполно доступного участка мультисервисной сети.'.

3.3 Численный пример.-.-.•.-.-.

3.4 Результаты численных исследований и их анализ.

3.5 Проектирование нагрузки на участке мультисервисной сети при неполнодоступной структуре пучка каналов.

3.5.1 Алгоритм проектирования/. •.•.-.;.:.-. -.

3.5.2 Численный пример.

3.6 Выводы.

4 ИССЛЕДОВАНИЕ МУЛЬТИСЕРВИСНЫХ СИСТЕМ

ПРИ ОГРАНИЧЕННОМ ЧИСЛЕ ИСТОЧНИКОВ НАГРУЗКИ.

4.1 Разработка математической модели при ограниченном числе источников мультисервисной нагрузки. . ;.

4.1.1 Математическое описание исследуемой системы.

4.1.2 Вывод расчетных формул для интенсивностей потоков вызовов, нагрузок и потерь.

4.1.3 Разработка алгоритма расчета интенсивностей потоков вызовов, нагрузок и потерь.

4.2 Разработка математической модели для мультисервисной системы при совместном обслуживании пуассоновского и примитивного потоков вызовов.

4.2.1 Математическое описание исследуемой системы.

4.2.2 Расчет характеристик качества обслуживания вызовов.

4.2.3 Результаты численных исследований и их анализ.

4.3 Выводы.

В последнее десятилетие основным направлением в области развития телекоммуникационных сетей является создание интегрированной универсальной мультисервисной сети (МС), объединяющей различные виды связи на основе единых организационных и технологических принципов. Решением этой проблемы занимаются во многих информационно развитых странах, а также в нашей стране. Такая сеть предоставляет пользователям возможность мультисервисного обслуживания, т.е. возможность передавать, принимать и обрабатывать в цифровом виде различную по характеру и объему информацию.

Традиционные информационные потоки, порождаемые речевыми сообщениями, дополняются потоками факсимильных сообщений, звуковой почты, мобильной' связи, верификации кредитных" карточек, соединений с сетью Интернет и т.д. '

В соответствии с принятой классификацией сетевые приложения мультисервисных сетей связи можно разбить на три основные группы: передача данных, пакетная телефония и потоковое видео. Нагрузка коммуникационных приложений, относящихся к первой группе, как правило, передается по принципу Best Effort. Она не чувствительна, если ее величина лежит в разумных пределах.

Нагрузка коммуникационных приложений второй и третьей групп принадлежит к категории мультимедийных нагрузок (Stream Traffic). Для ее передачи необходимо выделить гарантированную полосу пропускания и обеспечить характеристики качества обслуживания (QoS).

Если в начальный период использования сети Интернет главным достоинством пакетной передачи информации была возможность создавать надежные сети, способные передавать нагрузку на большие расстояния, то сейчас на первый план выходит способность современных пакетных технологий обеспечить заданное QoS.

К технологиям, обладающим данными характеристиками, необходимо, в первую очередь, отнести Frame Relay, ATM, а также MPLS.

Применение технологий Frame Relay, ATM, MPLS дает возможность внести в архитектуру протокола IP механизм образования виртуальных путей, позволяющих рассматривать процесс их предоставления для поступающих потоков, анализируемых на уровне соединения, аналогично процессу, имеющему место при занятии маршрута в сетях с коммутацией каналов.

Это означает, что модели и методы оценки показателей передачи нагрузки, развитые в теории телетрафика при анализе классических систем связи, можно переносить на модели, появляющиеся при описании процесса передачи мультимедийной нагрузки современных пакетных сетей.

В настоящее время известен ряд работ, касающихся анализа и синтеза мультисервисных сетей. В частности, можно отметить работы В.А.Ершова, Э.Б.Ершовой, В.С.Лагутина, С.Н.Степанова, Н.А.Кузнецова, A.A.Fredericks, K.W.Ross и других.

Вместе с тем, вопросы расчета пропускной' способности участков мультисервисных сетей и сейчас остаются открытыми, что объясняется новизной и сложностью проблемы, а также многообразием возможных вариантов источников мультимедийной нагрузки и количества объединяемых каналов для предоставления услуги пользователю цифровой сети.

Таким образом, актуальность проблемы создания методов анализа и синтеза мультисервисной сети обусловлена необходимостью:

• обеспечения оптимальных режимов работы и определения пропускной способности и приемлемой загрузки участков сети;

• эффективного использования оборудования сети связи при обеспечении требуемого качества обслуживания. Требуется как можно более точное определение вероятности потерь, так как ошибки, допущенные в расчетах, приводят к завышенным требованиям к оборудованию, необходимому для обслуживания трафика.

Целью диссертационной работы является:

1. Разработка и исследование приближенного метода, пригодного для расчетов пропускной способности элементов мультисервисной сети при полнодоступной и неполнодоступной схемах доступа к среде передачи данных по технологии ATM.

2. Разработка алгоритма определения допустимой величины нагрузки для отдельно взятого участка мультисервисной сети при заданных требованиях к вероятности потери вызова.

3. Развитие математических моделей для участка МСС с учетом ограниченного числа источников нагрузки.

Методы исследования. Для решения поставленных задач использовались аналитические методы теории вероятностей, теории массового обслуживания и теории телетрафика. Достоверность полученных результатов диссертационной работы подтверждается строгостью применяемого математического аппарата, сравнением точных и приближенных значений характеристик качества обслуживания вызовов, а также положительными результатами апробации и внедрения. Численные расчеты проведены с использованием современных средств вычислительной техники.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Осуществлен сравнительный анализ уровня развития основных средств телекоммуникаций в России и Республике Бурятия. Для этой цели ' произведен расчет индексов развития по отдельным направлениям и средневзвешенного индекса, что позволило получить количественные параметры, характеризующие динамику развития средств связи в республике Бурятия и возможность внедрения фрагментов мультисервисной сети.

2. Исследована скученность мультисервисной нагрузки в зависимости от параметров, характеризующих её состав. В результате установлено, что коэффициент скученности наиболее существенно зависит от профиля нагрузки, с помощью которого задается относительный вес каждой группы источников.

3. Исследована точность приближенных моделей, основанных на Z-аппроксимации, при исходных данных, которые характерны для современных потоков мультисервисной нагрузки, передаваемых с помощью технологии ATM.

4. Решена задача определения допустимой величины мультисервисной нагрузки для участка сети при заданных требованиях к вероятности потерь вызова.

5. Разработана новая математическая модель для мультисервисной системы при ограниченном числе источников нагрузки. По сравнению с аналогичными результатами, полученными ранее Ершовым В.А. и его учениками, предлагаемая модель носит более общий характер и доведена до конечных математических соотношений, выражающих вероятности состояний системы.

Практическая ценность результатов диссертационной работы заключается в том, что исследование перечисленных выше вопросов создает основу для более достоверного анализа и прогнозирования качества обслуживания пользователей современных мультисервисных сетей. В работе излагаются принципы построения моделей, которые могут быть использованы для вычисления характеристик обслуживания и оценки величины ресурса, необходимого для передачи с заданным качеством нагрузки мультисервисных сетей. Основные алгоритмы и методы доведены до реализации в виде программ, что способствует более широкому применению полученных результатов в практической деятельности по разработке, проектированию и эксплуатации сетей связи. С использованием простых вычислительных средств они позволяют:

1) определять пропускную способность участков'мультисервисной сети в случае полнодоступного и неполнодоступного пучка каналов; 2) осуществить расчет допустимого числа потоков нагрузки разного типа при условии, что известно количество каналов на данном участке сети и соблюдаются установленные требования к качеству обслуживания вызовов; 3) рассчитывать потери по вызовам на участках сети при ограниченном количестве источников мультимедийной нагрузки или при комбинированном характере источников, когда объединяются простейший и примитивный потоки.

Реализация результатов исследований. Основные результаты, изложенные в диссертации, включены в отчеты по НИР «Разработка моделей и алгоритмов оптимизации стратегии модернизации телекоммуникационных сетей» (шифр «Аспект-Сибирь»), а также применяются в учебном процессе кафедры АЭС СибГУТИ и БФ СибГУТИ в лекционных курсах «Теория телетрафика» и «Сети связи». Программы, с помощью которых реализуются теоретические результаты исследований, использовались для решения задач анализа технического состояния и планирования развития телефонной сети г. Улан-Удэ. Это подтверждается актами внедрения, которые приведены в приложении диссертации.

Апробация работы. Основные результаты, изложенные в I диссертационной работе, докладывались и обсуждались на: Международной научно-технической конференции «Информатика - и проблемы телекоммуникаций» (Новосибирск, 2002 г.), Российских научно-технических конференциях (Новосибирск, 1999, 2000, 2004 г.г.), научно-практических конференциях ВСГТУ (Улан-Удэ, 1999, 2001 г.г.), Региональной научно-технической школе-семинаре «Современные проблемы радиотехники СПР-2003» (Новосибирск, 2003 г.).

Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 9 печатных работах, их них 1 статья, тезисы 7 докладов в материалах Международных, Российских и Региональных научно-технических конференций, 1 учебное пособие.

Структура и объем работы. По структуре диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения. Объём работы составляет 153 страницы,

4.3 Выводы

1 В известных математических моделях для решения задач теоретической оценки качества предоставляемых услуг и проектирования необходимых ресурсов мультисервисной сети предполагается, что нагрузка поступает от бесконечного числа источников, то есть является пуассоновской. Это можно считать оправданным только для магистральных участков сети.

2 В работах Ершова В.А. с соавторами предлагаются способы расчета пропускной способности звена мультисервисной сети при ограниченном количестве источников нагрузки, что вполне оправдано. Такая постановка вопроса весьма актуальна, так как число абонентов некоторых классов может быть небольшим. В отличие от этих работ, где рассматривается не более трех классов пользователей, предлагаемая модель с ограничением числа источников носит самый общий характер и содержит системы уравнений статистического равновесия.

3 По сравнению с опубликованными раннее работами, которые посвящены исследованиям полнодоступного пучка каналов при обслуживании мультисервисной нагрузки указанного типа, в диссертации рассматривается также наиболее общий случай с точки зрения состава источников, когда объединяются простейший и примитивный потоки поступающих вызовов, формируемых соответствующими группами источников нагрузки. При этом для разных групп источников нагрузки характерны следующие особенности:

-поток поступающих вызовов является простейшим с заданной суммарной интенсивностью, что теоретически соответствует бесконечному числу источников нагрузки:

-количество источников нагрузки в группе ограничено и для вызовов определенного типа все источники характеризуются некоторой постоянной в группе интенсивностью посылки вызова в свободном состоянии.

Для вероятностей состояний рассматриваемого пучка составлена система уравнений статистического равновесия.

4 В результате решения системы уравнений статистического равновесия для каждого из рассмотренных случаев получены явные формулы, которые позволяют вычислить:

1) индивидуальную вероятность потери вызова каждого типа;

2) средние потери по вызовам и по нагрузке для системы в целом.

При разных профилях поступающей нагрузки представлены примеры численных расчетов, с помощью которых анализируются зависимости характеристик системы от ее параметров.

5 Разработанные алгоритмы и программы позволяют рассчитывать потери по вызовам в пучке заданной емкости от источников разных видов с помощью выведенных формул. Полученные графические иллюстрации показывают зависимости вероятности потерь вызовов на отдельном участке мультисервисной сети от параметров системы и характера нагрузки.

106

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проблема эффективного использования пропускной способности телекоммуникационных систем и средств связи в условиях интегрированного разнородного трафика, а также задача определения сетевых ресурсов, необходимых для предоставления пользователю мультисервисного обслуживания с гарантированным уровнем качества обслуживания являются актуальными и важными, имеющими большое теоретическое и практическое значения.

В процессе решения указанных задач в диссертационной работе получены следующие результаты:

1 На основе собранных данных произведен подробный анализ уровня развития новых технологий по республике Бурятия и внедрения услуг мультисервисной сети в г.Улан-Удэ, и, как результат, рассчитан средневзвешенный индекс развития, являющийся критерием создания фрагментов мультисервисной сети.

Сделан вывод о создании хороших условий для построения и развития мультисервисной сети связи, которая является одной из основных целей, ,, поставленных Министерством связи России.

2 Исследован один из важных параметров мультисервисной нагрузки -это коэффициент скученности, выражающийся через математическое ожидание и дисперсию нагрузки. Скученность обусловлена неординарностью потока занятий каналов, поэтому при поступлении вызовов от источников разных категорий коэффициент скученности мультисервисной нагрузки равен средневзвешенному числу каналов, которые требуются для обслуживания вызовам отдельных категорий, с весами, равными интенсивности нагрузки на каналы, создаваемой вызовами этих категорий. В результате исследования зависимости скученности от различных параметров, выявлена следующая закономерность: - коэффициент скученности не зависит от конкретной численности источников нагрузки, а зависит только от профиля нагрузки, с помощью которого задается относительный вес каждой группы источников (причем скученность является возрастающей функцией от относительного веса группы источников).

3 Произведена оценка точности приближенного метода расчета потерь вызовов при различных значениях параметров. Показано, что точность приближенного метода является удовлетворительной. Отмечено, что относительная погрешность приближенного метода будет минимальна для тех потоков вызовов, для которых кратность вызова близка к скученности объединенной нагрузки.

4 Разработан алгоритм проектирования нагрузки на участке мультисервисной сети с помощью метода эквивалентных замен и метода условного разделения пропускной способности пучка. Его применение предполагает вычисление коэффициента скученности поступающей нагрузки, расчета нормы на средние потери вызовов, определение пропускной способности пучка каналов относительно источников нагрузки /-он категории, расчет коэффициента пропорциональности, через который устанавливается взаимосвязь между профилем мультисервисной нагрузки и численностью соответствующих источников.

5 Разработана математическая модель для мультисервисной системы при ограниченном числе источников нагрузки. Данная модель носит самый общий характер и содержит системы уравнений статистического равновесия.

Результаты расчета вероятностных характеристик и определения пропускной способности звена мультисервисной сети в соответствии с предложенным методом наглядно показывают, что для проведения практических расчетов интенсивностей потоков вызовов, нагрузок и потерь могут быть использованы достаточно простые расчетные формулы при высокой вычислительной эффективности.

Для более точного анализа пропускной способности участка мультисервисной сети разработана математическая модель при комбинированном характере обслуживаемой нагрузки, когда часть нагрузки является пуассоновской (от бесконечного числа источников вызовов), а другая часть создается ограниченным числом источников. Проведенные численные расчеты показали, что значения вероятностей потерь, вычисленных с учетом ограниченного числа источников нагрузки существенно ниже. Разработанные методы оценки показателей совместного обслуживания отличаются хорошей точностью и приемлемы для инженерных расчетов. program BROAD22; uses graph; label LI,L2; const vmax=120; N=3; Dcl=0.05;

Q:array[l.N] of integer =(1,2,3); Pr:array[l.N] of real=(0.8,0.15,0.05); var gr,V,g,c,i,il J,k,iv,M,W,Nv:integer; p2, ac,cl,p0,p3 ,pl,pmy,y,z,D,yl,zn,SA:real; x:array[l.N] of integer; Al,P:array[l.N]of real; Px,Py:array[l.N*20] of integer; y2: array [l.N,0.vmax] of real, flhtext; grdriver: integer; grmod: integer; grppath: string; size: word;

Pk: Pointer; procedure graf(cl: real ;p2: real); label ml; var jl,j,u: integer; xl,yl,x2,y2:integer; x,y:real; s: string; begin setcolor(15);u:=0; line(50,50,50,450); line(50,450,600,450); x:=cl* 1200; y:=ln(p2)*0.4343*80; xl :=round(x);yl :=round(y); Px[gr]:=xl;Py[gr];=yl; Str(cl:0:2,s); line(xl-190,453,xl-190,447);outtextxy(xl-200,455,s); setlinestyle(userbitln,$ 1010,l);setcolor(6);line(xl-190,50,xl-190,447);

И1» \ setcolor(6);setlinestyle(userbitln,$1010,l);line(530,50+j*80,55,50+j*80); setlinestyle(solidln,0,2);setcolor(15); line(45,50+j*80,55,50+j*80);

Str(-j:0,s);outtextxy(35,45+j*80,s);Str(10:0,s);outtextxy(20,55+j*80,s); for jl:=l to 10 do line(48,50+jl*8+j*80,52,50+jl*8+j*80);end; x2:=Px[gr-6];y2:=Py[gr -6]; u:=round(gr/6)-l ;u:=gr-(u*6)-2; if gr<7 then goto ml; if u=l then begin setcolor(l);setlinestyle(solidln,0,2);end; if u=2 then begin setcolor(2);setlinestyle(solidln,0,2);end; if u=3 then begin setcolor(3);setlinestyle(solidln,0,2);end; if u=4 then begin setcolor(9);setlinestyle(Dashedln,0,2);end; if u=5 then begin setcolor(10);setlinestyle(Dashedln,0,2);end; if u=6 then begin setcolor(l l);setlinestyle(Dashedln,0,2);end; Iine(x2-190,50-y2,xl-190,50-yl); ml: end; function ERL(v,y;real):real; var i,iv: integer; p,del:real; begin iv:=trunc(v);del:=v-iv; p:=y*(2-del+y)/(del+y*(2+y)); for i:=l to iv do p:=p*y/(i+del+p*y); ERL:=p end; begin grdriver:=VGA; grmod:-VGAHi; grppath: -d: \tp\bgi';

InitGraph(grdriver,grmod,gфpath); assign(fH,'resbr4.txt');rewrite(fll); v:=30;while v<=vmax do begin gr:=0; write(fll,'V=',V:3); cl:==0.2;while cl<=0.65 do begin writeln(fll); write(fll,' cl=',cl:4:3);writeln(fll); ас:=сРУ; for i:=l to N do Al[i]:=ac*Pr[i]; zn:=0; for i:=l to N do begin x[i]:=0;p[i]:=0;y2[i,0]:=1;M:=V Div Q[i]; for k:=l to M do y2[i,k]:=y2[i,k-l]*Al[i]/k end; L2: W:=0; for i:=l to N do W:=W+X[i]*Q[i]; If W>V then begin {1} c:=n; LI: ifX[c]=0 then begin c:=c-l; goto LI; end; if c>l then begin {3} X[c]:=0; X[c-l]:=X[c-l]+l; Goto L2;end end else{l} begin{4} pl:=l; for i:=l to n do pl*y2[i,X[i]];zn:zn+pl; for i:=l to N do if W>v-Q[i] thenp[i]:=p[i]+pl; X[n]:=X[n]+l;Goto L2 end{4};

SA:=0;pmy:=0; write(fU,' pt='); for i=l to N do begin p[i]:=p[i]/zn; write(fll,p[i]:9:6);p2:=p[i];gr:=gr+l; graf(cl,p2); pmy:=pmy+p[i]*Al [i]*Q[i]; SA:=SA+Al[i] *Q[i] end;writeln(fll); pmy:=pmy/SA; y:=0;D:=0; for i:=l to N do begin y:=y+Q[i]*Al[i];D:=D+sqr(Q[i])*Al[i] end; z:=D/y;yl :=y/z; pO:=Erl(V/z,yl); write(fll,' Plind-); for i:=l to N do begin p3:=(l+(l-pO)/(l+pO)*(Q[i]/z-l))*pO; write(fll,p3:9:6);gr:=gr+l;p2:=p3; graf(cl,p2); end;writeln(fll); cl:=cl+Dcl end; readln;InitGraph(grdriver,grmod,gфpath);; v:=v+30; end;gr;=0; close(fll);end. program BROADd; потери в ЦСИО по точной и приближенной формуле} label L1,L2; const vmax=50; {максимальное число каналов} N=3; (число потоков} Dcl=0.05;

Q:array [1.N] of integer = (1,2,3); Pr:array [1.N] of real = (0.8,0.15,0.05); var c,i,il,j,k,v,iv,M,W,EV: integer; d, pl,p2,p0,p3,pmy,y,z,DD,vl,v2,yl,zn,SA,g,vz,RV,cl,ac: real; x: array [I. N] of integer;

A1,P:array [1.N] of real;

B,gm: array [0.vmax] of real; y2: array [1.N, 0.vmax] of real; tl: text; procedure geifa (vl,v2: integer; d,yl,y2: real; var pb,pf: real); var Ck,Cl,gk,gl,s,sb,sf,x: real; v,k,l,kl: integer; begin v:= vl+v2; Cl:=l; s:=l;gl:=l; sb:=0; sf:=v2; forl:=0 to v2 do begin if 1 >0 then begin Cl:=((v2-l+l)/y2)*Cl; x:=v-l+l; if x >d then begin gl:=((x-d)/x)*gl; Cl:= Cl/(l-gl); sb:= sb + gl *C1 end; s:=s+Cl;if v2>l then sf:=sf + (v2-l)*Cl end; for k:=l to vl do begin if k=l then begin Ck:= CI; gk:= gl end; kl:=k+l;

Ck:= ((vl-k+1) *kl/k/y 1) * Ck; x:= v-kl+1; if x >d then begin gk:=((x-d)/x)*gk; Ck:= Ck/(l-gk); sb:= sb+gk*Ck end; s:=s+Ck; if v2>l then sf: = sf + (v2-l)*Ck end end; pb: =(sb + l)/s; pf: = sf/s/y2 end; begin assign (fl.'rbrdl.pas'); rewrite (fl); v:= 30; while v <; Vmax do begin d:= 0.9*v; write (fl, 'v-, v:3); cl:=0.3; while cl<0.75 do begin writeln (fl); write (fl,'cl=',cl :4:3); writeln (fl); ac:= cl*v; for i:=l to N do Al[i]:= ac * Pr[i]; gm[v]:=l; for i: = v downto 1 dogm[i-l]:= gm[i]*(i-d)/i;

B[0]:=1; for i:=l to v do B[i]:=B[i-l]*(l-gm[i-l]);

Zn:=0; for i:=l to N do begin x[i]:= 0; p[i]:=0; y2[i,0]:=l; M:= v Div Q[i]; for k:=l to M do y2[i, k]:= y2[i,k-l]*Al[i]/k end; L2: W:=0; for i:= 1 to N do W:=W+X[i]*Q[i]; if W>v then begin{l} c:=n; LI: if X[c]=0 then begin

LI: ifX[c]=0 then begin c:= c-1; goto LI; end; if c>l then begin {3} X[c]:=0; X[c-1]:= X[c-1]+1; Goto L2; end end else {1} begin{4} pl:= B[W]; for i:=l to n do pl:=pl*y2[i,X[i]];zn:=zn+pl; for i:=l to N do begin g:=l; if W<v-Q[i] then begin if W+Q[i]> d then g:=l - B[W+Q[i]]/B[W] else g;=0 end; p[i]:=p[i]+pl*g end;

X[n]:= X[n]+1; Goto L2 end {4};

SA:=0; pmy:=0; for i:=l to N do begin p[i]:=p[i]/zn; pmy: = pmy + p[i]*Al[i]*Q[i]; SA:=SA+Al[i]*Q[i]; writeln(fl,' Рточн-, p[i]:9:6 ); end; pmy:=pmy/SA; {приближенный метод} y:=0; DD:=0; for i:=l to N do begin y:=y+Q[i]*Al[i]; DD:=DD+sqr(Q[i])*Al[i] end; z:= DD/y; yl:=y/z; vz:=V/z; EV:=trunc (vz); RV:=Vz-EV; geifa (EV,0,d/z,yl,yl,pl,pmc); geifa (EV+ l,0,d/z,yl,yl,p2,pmc); pO:=pl*(l -RV)+p2*RV; for i:=l to N do begin p3:= (l+(l-pO)/(l+pO)*(Q[i]/z-l))*pO; writeln (fl, 'Plind-, p3:9:6); end; cl:=cl+Dcl; end;

V:=V+10;cnd; close (fl); end. program Mult2; const na=5; {number of intensities} n=3; {number of call types} vmax=18; {max.number of channels} Mmin=3; {min.number of call sources} type arn=array [l.n] of real; ain=array[l.n] of integer; const R:ain=( 1,2,4); {kratnost}

T:arn=(l.0,1.0,1.0); {mean holding times} var i,Sa,il,ivar,v:integer; Y,YO,PC,PY,del:real; M0:ain; {numbers of call sources} A,Al,La,Pi:arn; fl :text;

Procedure MultFin(k:integer;var Y,PC,PY:real;var La,Pi:arn); label LI,L2; var B,i,j,ind:integer;

GL,WP,W,WY,SW.GP:real; ml,x:ain;

M,L,SL,SP:arn;

W0:array[l.n,0.vmax] of real;

Procedure PLUS(il:integer; var ind:integer); var i,j:integer; begin ind:=0; for i:=il downto 1 do if x[i]<ml[i] then begin x[i]:=x[i]+l; ind:=l; for j:=i+l to n do x[j]:=0;exit end end {PLUS} ; begin

SW: =0 ; GL : =0 ; GP : =0 ; WP : =0 ; WY: =0 ; for i:=l to n do begin x[i]:=0; SL[i]:=0;SP[i]:=0; M[i] :=M0[i] * (k+1E6 * (к-1) ) ; A[i] :=A1 [i]/(k+lE6 * (к-1)) ; ml[i]:=v div R[i] ; if ml[i]>M[i] then ml[i]:=trunc(M[i]) ; W0 [ i, 0 ]: =1 ; for j:=l to ml[i] do

W0[ij]:-W0[i,j-1]*(M[i]-j +l)/j*A[i]*T[i] end {i};

LI: B:=0; for i:=l to n do B:=B+x[i]*R[i] ; if B>v then begin i:=n; while (x[i]=0) do i:=i-l; if i=l then goto L2 else begin

PLUS(i-l,ind) ; if ind=0 then goto L2; goto LI end end else begin {3} W:=l; for i:=l to n do W:=W*W0[i,x[:i] ] ; SW:=SW+W; for i:=l to n do begin

L[i] :=A[i] *(M[i]-x[i]) *W; SL[i]:=SL[i]+L[i] ;

GL:=GL+L[i] ; if B>v-R[i] then begin SP[i]:=SP[i]+L[i]; GP:=GP+L[i] end end; PLUS(n,ind) ; if ind=l then goto LI end {3}; L2: for i:=l to n do begin La[i]:=SL[i]/SW; Pi[i]:=SP[i]/SL[i];

WY:= WY+SL[i]*T[i]*R[i]; Wp:=Wp+SP[i]*T[i]*R[i] end;

Y:=WY/SW;PC:=GP/GL;PY:=WP/WY end {MiltFin}; begin assign(fl, 'resmul2.pas'); rewrite (fl) ; for i:=I to n do MO[i]:=Mmin; for il:=0 to n do begin if il>0 then M0[il]:=M0[il]*2; Sa:=0; for i:=l to n do Sa:=Sa+R[i]*MO[i]; writeln(fl,' il—,il:2,' Sa=',Sa:3); v:=6; while (v<=vmax) do begin write(fl,' v—,v:2) ; for ivar:=l to n do begin for ii=l to n do Al[i]:=v/Sa*ivar/na; MultFin(l,Y,PC,PY,La,Pi) ; write(fl,' M0-); for i:=l to n do write(fl,M0[i]:3); write(fl/A=-,A[l]:9:6) ; write(flY-,Y:8:4,! PC=',PC:8:6,' PY=',PY:8:6) ; for i:=l to n do write(fl,' Pi=',Pi[i]:9:6) ; writeln(fl) ;

MultFin(2,Y0,PC,PY,La,Pi); del:=(YO-Y)/YO; write(flYO-,Y0:8:4,' deKdel:7:4,' PC=',PC:8:6,' PY=1, PY: 8 : 6); for i:=l to n do write(fl,' Pi=', Pi[i]:9:6); writein(fl);

Y^J*itdn (f 1 j end; v:=v+6; writeln(fl) end end; close(fl) end. proqram MultTest; const na=5; {number of intensities} n=3; { number of call types} vmax=12; {max. number of channels} type arn=array[l.n]of real; arn^array [l.n] of integer; const M0:ain= (10,5,2); {numbers of call sources} R:ain= (1,2,4); {kratnost}

A0:arn= (0.2,0.1,0.02); {call intensities for one free source} T:arn= (1.0,1.0,1.0); {mean holding times} var i,ia,il,ivar,v: integer; Y,Y0,PC,PY,del: real; A,Al,La,Pi: arn; fl: text;Procedure MultFin (k, ia: integer; var Y,PC,PY: real; var La.Pi: arn); label LI.L2; varB, i,j, ind: integer;

GL,WP,W,WY,SW,GP: real; ml, x: ain; M,L,SL,SP: arn; W0: airay [l.n,0.vmax] of real; Procedure PLUS (il: integer; var ind: integer); var ij: integer; beqin ind:=0; for i:=il downto 1 do if x[i]<ml[i] then beqin x[i]:=x[i]+l; ind:=l; for j:-=i+l to n do x[j]:=0; exit end end {PLUS}; beqin SW:=0;GL:=0;GP:=0;WP:=0;WY:=0; for i:=l to n do beqin x[i]:=0; SL[i]:=0; SP:=0; M[i]:=M0[i]l*(k+lE6*(k - 1)); A[i]:=Al[i]/(k+lE6*(k-l))*ia/na; ml[i]:=v div R[i]; if ml[i]>M[i] then ml[i]:=trunc(M[i]); W0[i.0]:=l; forj:=l to ml[i] do

W0[i, j];=WO[ij - l]*(M[i] -j +1) /j *A[i] *T[i] end{i}; L1:B:=0; for i:=l to n do B:=B+x[i] *R[i]; if B>v then beqin i:=n; while (x[i]=0) do i:=i- 1; if i=l then doto L2 else beqin PLUS(i-l,ind);

If ind=0 then doto L2; doto LI end end else beqin {3} W:=l; for i:=l to n do W:=W*W0 [i, x[i]]; SW:=SW+W; for i:=l to n do beqin

L[i]:=A[i] * (M[i] -x[i] ) *W; SL[i]:=SL[i]+L[i]; GL:=GL+L[i]; If B>v - R[i] then beqin SP[i]:=SP[i]+L[i]; GP:=GP+L[i] end end; PLUS (n, ind);

Ifind=l then goto LI end{3}; L2 : for i i=l to n do beqin La[i]:=SL[i] / SW; Pi[i]:=SP[i] / SL[i]; WY:=WY+SL[i] *T[i] *R[i]; WP:=WP+SP[i] *T[i] *R[i] end; Y:=WY / SW; PC:=GP / GL; PY:=WP / WY end {MultFin}; beqin assign (fl,1 resmult.pas '); rewrite (fl); write (fl,' число источников M0= '); for i:=l to n do write (fl, M0[i]:3); writeln(fl); write (fl,1 кратность R= '); for i:=l to n do write (fl, R[i]:3); writeln(fl); for i:=l to n do Al[i]:=A0[i]; for il:==0 to n do beqin {il}; if il >0 then A1 [il]:=Al[il]*2; v:=4; while (v<=vmax) do beqin {v} writein (fl,' v-, v:2); for ivar:==l to na do beqin {ivar} ia:=ivar*v div 4;

MultFin (1, ia, Y, PC, PY, La, Pi); write (fl,' A=*); for i:=l to n do write (fl, A[i]:9:6); writein (fl,' Y= Y:10:6,' PC= PC:8:6,' PY= ', PY:8:6); for i:=1 to n do write (fl,' La=', La[i]:9:6,' Pi=\ Pi[i]:9:6); writein (fl);

MultFin (2, ia, Y0, PC, PY, La, Pi); del:=(Y0-Y)/Y0; writein (fl,' Y=Y0:10:6,' del= del:7:4,' PC= PC:8:6,' PY=PY:8:6); for 1=1 to n do write (fl,1 La= La[i]:9:6,' Pi= Pi[i]:9:6); writeln(fl);

• . 1 / pi ( kLa ь|> kb «1* ф Ф ф чЬ ф ф ф ф ф ф ф ф ф ф ф Ф Ф Ф Ф Ф Ф Ф ф Ф ф ф ф Ф Ф Ф ф ф I \

X/t*1TPl Ты TI i end {ivar}; v:=v+4; writeln(fl) end{v} end{il}; close (fl) end.

120

1. Аджемов А.С., Бизин А.В., Филюшин Ю.И. Вопросы организации коммутации разноскоростных трактов.// Электросвязь — 1988 - №10 с. 45-48.

2. Беллами Дж. Цифровая телефония. Пер с англ. М.: Радио и связь, 1986. 544с.

3. Битнер В.И. Доступ к ресурсам цифровой сети интегрального обслуживания.// Учебное пособие. — Новосибирск, 2000 — 80с.

4. Боккер П. ISDN. Цифровая сеть с интеграцией служб. Понятия. Методы. Системы. Пер. с нем. М.: Радио и связь, 1991 — 304 с.

5. Булгак В.Б. Связь Российской Федерации составная часть глобальной информационной инфраструктуры XXI века.// Приложение к журналу «Электросвязь» - 1997. №2.

6. Варакин Л.Е. Направление развития инфокоммуникаций России на основе современных технологий и мировых тенденций // Труды MAC -2001 №1. с. 2-13 (приложение к журналу «Электросвязь»).

7. Васильев А.Б., Пяттаев В.О. Принципы построения мультисервисных сетей на ВСС России. // ИКС, 2002 №8.- С.23-25.

8. Васильченко А.И., Воробьева О.М., Жарков М.А. Рогушин И.И., Задержка сигнала при цифровой коммутации широкополосного тракта в ЦСИС. // Электросвязь 1988 - №12 с. 28-31.

9. Волобой Г.С., Перспективы развития местных телефонных сетей.// Электросвязь. 1998 - №1.

10. Годовой отчет 2000 ОАО «Электросвязь» Республики Бурятия.

11. Гольдштейн Б.С. Протоколы сети доступа. Том 2 — М.: Радио и связь -1999.

12. Голынко А.В., Ершов В.А., Цыбаков В.И. Оценка эффективности интеграции разных видов обслуживания на корпоративной мультисервисной сети // Электросвязь — 2000 №12. с. 16-19.

13. Давыдов Г.Б., Волчкова Н.В., Путь развития электросвязи России.// Электросвязь 1993 —№11.

14. Давыдов Г.Б., Рогинский В.Н., Толчан А.Я. Сети электросвязи: М.: Связь, 1977.

15. Докучаев В.А., Куриосова Н.И., Пшеничников А.П. Автоматизация проектирования сети межстанционных сетей связи ГТС.// Электросвязь. 1997-№8-С. 11-14.

16. Долотов Д.В., Фрейнкман В.А. Развитие услуг ISDN на ВСС России // Вестник связи 1998 - №11 - с. 59-60 - 1999. №1 - с. 53-55.

17. Евреинов Э.В., Мамзелев И.А., Единая распределительная система -техническая основа информатизации общества.// Электросвязь — 1991 — №2.

18. Ершов В. А., Вероятностные характеристики идеального неполнодоступного включения при неординарном потоке выводов.// Электросвязь 1988 - № 10 - С. 48-50.

19. Ершов В.А. Коммутация на интегральной цифровой сети связи. М. Связь, 1987.

20. Ершов В.А., Ершов Д.В. Управление канальными ресурсами ЦСИС на основе его резервирования.// Электросвязь 1994 - №12 - С. 8-11.

21. Ершов В.А., Ершова Е.Б., Кузнецов Н.А. Телекоммуникационные сети тенденции развития. 41. Интегральные процессы в телекоммуникационных сетях // Труды MAC - 1997 - №4 — С 2-6 (приложение к журналу «Электросвязь»).

22. Ершов В.А., Ершова Э.Б., Ковалев В.В. Метод расчета пропускной способности звена Ш-ЦСИС с технологией ATM при мультисервисном обслуживании // Электросвязь 2000 - №3- с. 20-23.

23. Ершов В.А., Ершова Э.Б., Щека А.Ю. Метод оценки качества обслуживания на мультисервисной сети с учетом числа пользователей // Электросвязь 2001 - №8 - с. 5-9.

24. Ершов В.А., Ершова Э.Б., Щека А.Ю. Метод расчета потерь вызовов в ATM-сети при конечном числе источников нагрузки // Электросвязь — 2001 №9 - с. 33-35.

25. Ершов В.А., Кузнецов Н.А. Метод расчета пропускной способности магистралей мультисервисных телекоммуникационных сетей.// Труды MAC. 1999 —№ 1 (9) - С. 22-24 (приложение к журналу «Электросвязь», №3 за 1999 г.).

26. Ершов В.А., Соловьев А.В. Робастные сети связи.// Электросвязь -1994-№4-С. 6-8.

27. Ершова Э.Б., Ершов В.А. Цифровые системы распределения информации. М.: Радио и связь. 1983.

28. Захидов М.Ш., Ляховецкий Г.Я. Особенности районирования ГТС при внедрении электронных систем коммутации.// Сети, узлы связи и распределение информации. Л., - 1983, с. 3-7.

29. Корнышев Ю.Н., Фань Г.Л. Теория распределения информации: Учебное пособие для вузов.- М.: Радио и связь, 1985.- 184 е., ил.

30. Коротков А.В. Федеральная целевая программа «Электронная Россия (2002-2010 годы)» и развитие инфокоммуникационных технологий. // Электросвязь, 2002.- №8.-С.2-4.

31. Крук Б.И., Шувалов В.П., Попантонопуло В.Н. Телекоммуникационные системы и сети. Том 1. — Новосибирск, ЦЭРИС, 2000.

32. Лазарев В.Г. Интеллектуальные цифровые сети. Справочник М. Финансыи статистика. 1996.

33. Лешевич В.К., Снегов В.М., Яковлев О.Е. Оптимальное планирование развития внутризоновых первичных сетей связей.//Сети и каналы связи. Ленинград - 1989 - с. 93-97.

34. Лившиц Б.С., Пшеничников А.П., Харкевич А.Д. Теория телетрафика. Учебник для вузов.-2-е изд., перераб. и доп.- М.: Связь, 1979.- 224с., ил.

35. Лохмотко В.В., Пирогов К.И. Анализ и оптимизация цифровых сетей интегрального обслуживания. Минск, «Навука i тэхшка», 1991.

36. Лохтин В.И., Навоев П.В., Кравченко К.Ю. «Связьинвест»: тенденции развития МСС в регионах. // ИКС, 2002.- №8.-С.26-28.

37. Малашенко Ю.Э. Обзор моделей перспективного планирования сетей связи.// М.: ВЦ АН СССР, 1984.

38. Марченко И.В. Мультисервисные сети: мифы и реальность. // Вестник связи.- 2002 №8.- С.46-49.

39. Мейкшан В.И. Основы построения цифровых систем коммутации.// Учебное пособие Новосибирск, 1997.

40. Миков А.С. Создание МСС как первоочередная задача отрасли. // ИКС-2002 -№8 . -С.21-23

41. Москвитин В.Д. и другие. Анализ закономерностей развития инфоком муникаций в мире. // Электросвязь, 2002.- №8.-С.5-9.

42. Нанзанова А. «Электросвязь» Бурятии приросла к Сибири. Аргументы и факты.-2002.-№50.

43. Нейман В.И. Дальнейшая эволюция цифровой техники коммутации.// -М. Радио 1997 - №7, №8.

44. Нейман В.И. Цифровые системы автоматической коммутации.// М. Радио - 1997. №6.

45. Перспективы развития мультисервисных сетей в России. Материалы 2-ой международной конференции «Построение интеллектуальной мультисервисной сети связи в составе российской инфокоммуникационной инфраструктуры».// Вестник связи — 2002 -№9. с. 4-42.

46. Рейман Л.Д. Концепция развития рынка телекоммуникационных услуг// Электросвязь. 2001 - №1 - с. 2-3.

47. Савостицкий Ю.А. Простые формулы для оценки требуемого числа каналов и вероятности потери вызова // Электросвязь.- 2001. 38 . с 15-16.

48. Соколов Н.А. Сети абонентского доступа: принципы построения // Пермь: ТОО. Типография «Книга», 1999.

49. Соколов Н.А. Эволюция местных телефонных сетей. Пермь, -типография «Книга», 1994 375 с.

50. Тарамыкина Т. Местные сети: состояние и перспективы развития.// Электросвязь -1997 №12 с. 5-7.

51. Улан-Удэ: история и современность /составители Иметхенов А.Б., Егоров

52. Е.М. -Улан -Удэ: Издательство БНЦ СО РАН, 2001 -С.220-226.

53. Убайдулаев P.P. Волоконно -оптические сети. М.: Эко-Трендз, 2000. 268с.

54. Филюшин Ю.И. Асинхронный режим передачи и принципы построения узлов быстрой коммутации пакетов.// Электросвязь — 1991 №9.

55. Шварц М. Сети связи: протоколы, моделирование и анализ. 41. 42. М.: Наука, 1992.

56. Шехтман Л.И. Система телекоммуникации: проблемы и перспективы (опыт системного исследования).- М.: Радио и связь, 1998.

57. Шмалько А.В. Цифровые сети связи: основы планирования и построения.- М.: Эко Трендз, 2001. - 282с.

58. Шиепс М.А. Численные методы теории телетрафика. М.: Связь, 1974231с.

59. Шнепс-Шнеппе М. Проблемы построения мультисервисных сетей. //

60. Электросвязь, 2001.-№6.-С.48.

61. Штермер X. И др. Теория телетрафика. Основы расчета систем проводной связи. Перевод с немецкого под редакцией Г.П. Башарина. М.: Связь, 1971.

62. Fredericks A.A. Congestion in Blocking Systems A Simple Approximation

63. Technigue //BSTJ,v.59,1980, P.805-827.

64. Ritter M., Tran-Gia Phuoc. Multi-Rate Models for Demensioning and Performance // Evaluation of ATM Networks / COST 242. Interim Report.-1994

65. Лагутин B.C., Костров В.О. Формализованное представление процессазанятия полосы передачи в мультисервисных пакетных сетях.// Электросвязь.-2003.- №1.- с.31-34

66. Ершов В.А., Ершова Э.Б. Метод расчета пропускной способности узла мультисервисной ATM сети, с обходами // Электросвязь.- 2002.-№12.с.10-12

67. Степанов С.Н. Оптимизированный алгоритм оценки характеристик пропускной способности идеально-симметричных схем // Электросвязь.-2002.- №12.- с.13-16

68. Ершов Д.В. Разработка и исследование методов расчета пропускной способности узла коммутации цифровой сети с интеграцией служб при управлении канальными ресурсами // Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук — Москва, 1993

69. Юрасова JI.B. Разработка метода оптимизации емкостей пучков каналов и анализ их вероятностных характеристик при неоднородных нагрузках на узлах коммутации. // Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва, 1991.

70. Цифровые сети: методы расчета пропускной способности. Сборник научных трудов / Отв. ред. проф.М.А.Шнепс.-Рига:ЛГУ им. П.Стучки, 1989.-264с

71. Шнепс М.А. Системы распределения информации. Методы расчета: Справочное пособие. -М.: Связь, 1979-344с.,ил.

72. Перспективные телекоммуникационные технологии. Потенциальные возможности / Под ред. Л.Д.Реймана и Л.Е.Варакина.- М.: MAC, 2001-256с

73. Баркун М.А., Ходасевич О.Р. Цифровые системы синхронной коммутации .- М.: Эко-Трендз, 2001

74. Шедоева С.В. Аналого-цифровая ГТС и автоматизация проектирования сети.// Российская научно-техническая конференция СибГУТИ (тезисы докладов научно-технической конференции СибГУТИ).- Новосибирск, 1999. с.64.

75. Шедоева С.В. Упрощенный метод расчета ресурсов в элементах сетиинтегрального обслуживания.// Российская научно-техническая конференция СибГУТИ (тезисы докладов научно-технической конференции СибГУТИ). -Новосибирск, 2000. с.32.

76. Мейкшан В.И., Шедоева С.В. Описание математической модели участка цифровой сети интегрального обслуживания.// II конференция по фундаментальным и прикладным проблемам физики (тезисы докладов БНЦ СО РАН). Улан-Удэ, 2000. с. 65.

77. Шедоева С.В. Расчет потерь вызовов в структурно-сложных узлах коммутации сетей связи.// Региональная научно-техническая Школа-семинар "Современные проблемы радиотехники СПР-2003".-Новосибирск, НГТУ, 2003, с. 10.

78. Шедоева С.В. Математическая модель участка мультисервисной сети при комбинированном характере источников ошибок// Информатика и проблемы телекоммуникаций: Материалы Российской научнотехнической конференции, том 1.—Новосибирск: СибГУТИ, 2004.—С. 85-86.

79. К.А. Зарецкий, В.И. Мейкшан, С.В. Шедоева. Математические модели для оценки пропускной способности элементов мультисервисных сетей связи. —Улан-Удэ: Изд-во БНЦ СОР АН, 2004—24 с.

80. Lindberger К. Simple approximations of over from system quantities for additional demands in the optimization/ Proc/10th Int. Teletraffic Congr., Section 5.3, Paper 3.- Montreal, 1983.

81. В.С.Лагутин, В.О.Костров. Оценка характеристик пропускной способности мультисервисных пакетных сетей при реализации технологии разделения типов нагрузки.// Электросвязь.-2003.-№3.-с.28-32.

82. Также Шедоевой С.В. переданы для использования разработанные алгоритмы и программы расчета вероятностных характеристик для определения величины качества обслуживания (QoS).

83. Результаты исследований Шедоевой С.В. актуальны. Они позволяют теоретически обосновать и решать задачу определения сетевых ресурсов, необходимых для предоставления пользователю мультисервисного обслуживания с гарантированным уровнем QoS.

84. Начальник отдела эксплуатациии оперативного управления: ^zxi^-^k^ В.М. Красняков

85. Эти результаты, реализованные в виде комплекса программ для персональных ЭВМ, используются при изучении дисциплин "Теория телетрафика" и "Теория сетей связи", а также в курсовом и дипломном проектировании.

86. В лекционном курсе «Теория телетрафика» в части нагрузка и характеристики качества обслуживания, измерения параметров нагрузки и потерь;

87. В лекционном курсе «Сети связи» в части методов анализа, синтеза и оптимального проектирования мультисервисных сетей;

88. В курсовом и дипломном проектировании при расчетах вероятностных характеристик по специальности «Сети связи и системы коммутации».

89. Разработанные алгоритмы программы расчета величины качества обслуживания (QoS), т.е. потерь вызовов пользователей мультисервисных сетей, переданы для использования в учебном процессе Бурятского филиала СибГУТИ.

90. Зам. директора по УР: О^^Х^У' Г.Г. Дондокова

91. Декан ФУПС: Jz^wfА.М-Г. Ярина1. Председатель

92. ЦК «МТС и СК»: o^Wyl- Н.Д. Ванданова