Разработка и исследование метода расчета качества обслуживания пользователей широкополосной интегрированной мультисервисной корпоративной сети

Цыбаков, Валентин Иванович

Системы, сети и устройства телекоммуникаций

автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.13, диссертация на тему:Разработка и исследование метода расчета качества обслуживания пользователей широкополосной интегрированной мультисервисной корпоративной сети

кандидата технических наук: Цыбаков, Валентин Иванович
город: Москва
год: 2005
специальность ВАК РФ: 05.12.13

Диссертация по радиотехнике и связи на тему «Разработка и исследование метода расчета качества обслуживания пользователей широкополосной интегрированной мультисервисной корпоративной сети»

Автореферат диссертации по теме "Разработка и исследование метода расчета качества обслуживания пользователей широкополосной интегрированной мультисервисной корпоративной сети"

УДК 681324:621.328

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДА РАСЧЕТА КАЧЕСТВА ОБСЛУЖИВАНИЯ ПОЛЬЗОВАТЕЛЕЙ ШИРОКОПОЛОСНОЙ ИНТЕГРИРОВАННОЙ МУЛЬТИСЕРВИСНОЙ КОРПОРАТИВНОЙ СЕТИ

Специальность: 05.12.13 - Системы, сети и устройства телекоммуникаций

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

МТУ СИ Москва - 2005г.

Работа выполнена на кафедре автоматической электросвязи Московского технического университета связи и информатики.

Научный руководитель: Официальные оппоненты:

д.т.н., профессор Ершов В. А. д.т.н., профессор Гольдштейн Б.С. к.т.н., Филюшин Ю.И.

Ведущая организация:

ФГУП ЦНИИС

Защита состоится « 3 у> ^елес^Ир 2005 г. в *^г5"~час. на заседании диссертационного совета К219.001.03 по присуждению ученой степени кандидата технических наук в Московском техническом университете связи и информатики по адресу: 111024, Москва, ул. Авиамоторная, д.8-а.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан «¿_» ¡¡^.2005 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета К219.001.03 кандидат технических наук, доцент г г Поборчая

2М6 г<Г91б

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Современный этап развития общества характеризуется высокими темпами роста объема информации, которую необходимо передавать, распределять и доставлять по заданному адресу. В силу этого постоянно возрастает роль средств связи, обеспечивающих реализацию информационного обмена. Сложившиеся на современном этапе экономические и политические условия обусловили создание территориально распределенных предприятий и структур, чгго вызвало необходимость построения корпоративных сетей связи, предоставляющих крупным ведомствам, корпорациям и производствам качественную и надежную связь, например, центрального аппарата с региональными предприятиями или связь предприятий между собой. Процесс информационного обмена активно стимулируется расширением коммерческой деятельности крупных компаний. Таким образом, на сегодняшний день на первый план выступает проблема создания корпоративных сетей связи, имеющих свои принципиальные отличия от сетей общего пользования.

В настоящее время отчетливо проявляется феномен прямой зависимости эффективности деятельности крупных ведомств, корпораций и производственных предприятий от способности корпоративной сети связи удовлетворять все потребности а передаче и доставке информации. Постоянно требуется расширение телекоммуникационных услуг для обеспечения современных технологий делопроизводства, управления и автоматизации производственного процесса, что обуславливает появление мультисервисного трафика (МТ) и создания мультисервисных корпоративных сетей. Расширение спектра телекоммуникационных услуг и требования более высокого качества передачи информации потребовали перехода мультисервисных корпоративных сетей, предоставляющих пользователям услуги с фиксированной шириной полосы битовых скоростей передачи (ШПБСП) и определяемых пределами пропускной способности звена до 2,048 Мбит\с (узкополосных), к широкополосным мультисервисным корпоративным сетям связи, предоставляющих пользователям услуги как с фиксированной, так и с переменной шириной полосы битовых скоростей передачи и определяемых пределами пропускной способности, начиная с 155 Мбит\с и до 2,4 Гбит\с.

на новый уровень - интеграции инфокоммуникационных и телекоммуникационных услуг и становятся широкополосными интегрированными мультисервисными корпоративными сетями связи (ШИМКС) В настоящее время ШИМКС приобретают все больший интерес в связи с тем, что они обеспечивают ряд стратегических преимуществ, в том числе защиту инвестиций, сделанных в существующую сетевую инфраструктуру, сокращение инвестиционного риска при использовании новых технологий, ускорение продвижения новых услуг на рынок, повышение конкурентоспособности услуг.

Мультисервисные сети связи сами по себе являются объектами высокой структурной сложности, а с учетом свойств ШИМКС степень сложности возрастает, поскольку возникает целый ряд ограничений и соответственно усложняющих факторов, важнейшими из которых являются конечное число пользователей сети, наличие различных классов пользователей, разнообразие профилей трафика, гетерогенный характер трафика, меняющийся вектор качества обслуживания пользователей разных классов, возможные требования сбалансированности трафика и выравнивания качества обслуживания различных классов пользователей.

Создание ШИМКС невозможно без оценки требуемых сетевых ресурсов и непосредственно связано с проблемой расчета пропускной способности сети для обслуживания пользователей с заданным качеством, что является на сегодняшний день исключительно актуальной проблемой, поскольку позволяет дать реальную оценку необходимого объема сетевых ресурсов, обеспечить их эффективное использование, осуществить мониторинг текущей сетевой нагрузки, а также прогнозировать направления модернизации сети.

Анализ опубликованных работ показал, что на настоящий момент отсутствуют методы расчета качества обслуживания пользователей и оценки пропускной способности мультисервисной сети, которые учитывают указанные выше специфические особенности широкополосных интегрированных мультисервисных корпоративных сетей. Поэтому тема диссертационной работы является актуальной.

Цель работы. Целью диссертационной работы является разработка и исследование метода расчета качества обслуживания пользователей широкополосной интегрированной мультисервисной корпоративной сети с учетом конечного числа пользователей, гетерогенного характера трафика, переменного числа классов пользователей, разнообразия профилей трафика, изменяющегося вектора качества

обслуживания пользователей разных классов, требований сбалансированности трафика и выравнивания качества обслуживания различных классов пользователей.

Методы исследования. При решении поставленных задач в работе использовались методы теории телетрафика, теории сетей связи, методы теории вероятностей и математической статистики, численные методы теории массового обслуживания.

Научная иовнзна результатов диссертационной работы заключается в следующем:

1. Проведено исследование гетерогенного мультисервисного трафика ШИМКС с фиксированной ШБСП дня каждого класса пользователей и разработан метод анализа его характеристик, который позволяет, во-первых, определить степень влияния на качество обслуживания введения порогового ограничения для определенных классов пользователей мультисервисных сетей и, во-вторых, рассчитать для этого случая минимально необходимую пропускную способность мультисервисной сети.

2. Доказана справедливость применения представленной в диссертации математической модели, разработанной с учетом конечного числа источников нагрузки для случая пуассоновского мультисервисного трафика, поступающего от каждого источника, для описания функционирования узла коммутации в направлении, связи ШИМКС.

3. Решена задача анализа характерно гик мультисервисного трафика ШИМКС с переменной ШБСП для различных классов пользователей, что позволило расширить область применения разработанной математической модели за счет введения параметров, учитывающих реальные условия

4. Сформулированы основные принципы и разработан алгоритм расчета вероятности noiepb вызовов в ШИМКС с неременной ШПБСП при использовании технологии ATM.

5. Доказан волнообразный характер изменения качества обслуживания пользователей в зависимости от изменения интенсивности нагрузки отдельного класса пользователей Полученные результаты позволяют наиболее эффективно строить процесс планирования и развития мультисервисной интегрированной корпоративной сети.

6. Разработан и исследован мегод расчета качества обслуживания пользователей широкополосной интегрированной мультисервисной корпоративной

сети, который в отличие от других полностью учитывает все особенности рассматриваемого класса сетей. Предлагаемый метод позволяет решать прямую и обратную задачу проектирования ШИМКС: выбрать нагрузочные и структурные параметры, при которых обеспечивается заданное качество обслуживания, а для заданной структуры узла коммутации - по заданной нагрузке определить вероятность потерь с учетом эффекта конечного числа источников

7. Получены результаты численного исследования разработанного метода применительно к различным корпоративным сетям и даны численные оценки влияния конечного числа пользователей и характера мультисервисного трафика на процесс эквализации потерь.

Практическая ценность и пеалидания результатов работы.

На основании разработанного в диссертации метода построены инженерные методики и программы расчета на современных ПК качественных показателей реальных широкополосных интегрированных мультисервисных корпоративных сетей Поскольку величина затрат вычислительных ресурсов и времени для проведения вычислений является вполне приемлемой, то данные методики могут быть использованы при проектировании ШИМКС. Применяя разработанный в диссертации метод при проектировании сети ЗАО «Комстар», удалось сократить требуемый объем канального ресурса на 17%.

Результаты статистических исследований, проведенных на 85 АТС Московской городской телефонной сети под руководством автора, позволили объективно оцепить качество обслуживания при предоставлении Итерпет-услу! корпоративной сетью ЗАО «МТУ-Интел» и соотнести этот результат с оценкой, найденной с применением разработанного в диссертации метода. Получено подтверждение совпадения теоретических и статистических данных, что позволило внести соответствующие коррективы в структуру корпоративной сети с целью обеспечения необходимого качества обслуживания пользователей.

Результаты диссертационной работы были использованы-при проектировании мультисервисной корпоративной сети ЗАО «Компания «МТУ-Информ»,

при разработке перспективного плана модернизации телекоммуникационной инфраструктуры ОАО МГТС для обслуживания трафика пользователей Интернет,

при проектировании модемного пула ЗАО «МТУ-Интел». Предложенные в диссертации модели оценки качества обслуживания пользователей проверены экспериментально на коммутационных узлах сети ЗАО «Компания «МТУ-Информ». Они показали хорошую согласованность теоретических результатов с результатами статистических измерений и, в частности, позволили спрогнозировать необходимую емкость модемного пула компании при обеспечении заданного качества обслуживания.

Отдельные теоретические результаты диссертации и методики были использованы на сетях ЗАО «Компания МТУ-Информ» и СЦС «Совинтел» при оценке качества обслуживания пользователей, при определении величин требуемых пропускных способностей в направлениях связи в ходе разработки проектных решений, связанных с масштабированием сети. Кроме того, результаты диссертации также были использованы при построении схем подключений различного числа типов абонентских устройств и оптимизации их структурной конфигурации.

Внедрение результатов диссертационной работы подтверждено соответствующими актами о реализации и использовании.

Апробация результатов работы. Основные практические и теоретические результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на российских и международных научно-технических конференциях:

59-ая научная сессия РНТОРЭС им. A.C. Попова (Москва, 19-20 мая 2004 г.); 4-ая Международная конференция Ассоциации документальной электросвязи «Состояние и перспективы развития Интернета в России» (Ватутинки 25-27 сент. 2002г.);

научно-техническая конференция профессорско-преподавательского, научного и инженерно-технического состава МТУСИ (Москва 28 январь 2003г.);

. научно-техническая конференция «Проблемы и системы эксплуатационного управления сетями связи в условиях конвергенции» (Санкт-Петербург, 9-11 декабря, 2003 г.).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 11 печатных работ.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Мультисервисный трафик ШИМКС с фиксированной ШПБСП для каждого класса пользователей является гетерогенным. Разработанный в диссертации метод анализа позволяет определить его характеристики.

2. Характеристики мультисервисного трафика ШИМКС с переменной ШПБСП для отдельных классов пользователей отличны от характеристик МТ ШИМКС с фиксированной ШПБСП. Рассмотренная в диссертации процедура преобразования позволяет выполнять эквивалентные по вероятности потерь преобразования трафика ШИМКС с переменной ШПБСП в трафик с фиксированной ШПБСП для отдельных классов пользователей.

3. Разработанная математическая модель функционирования узла коммутации для направления связи ШИМКС учитывает гетерогенный характер МТ как при фиксированной, так и при переменной ШБСП и конечное число источников нагрузки при условии, что поток вызовов, поступающий от каждого источника, создающего МТ, является пуассоновским.

4. Разработанный метод расчета качества обслуживания позволяет определять реальные ресурсы ШИМКС как при фиксированной, так и при переменной ШБСП, необходимые при данном объеме МТ и фиксированных параметрах качества обслуживания (КО) воЗ или ОоБ.

5. Предложенная методика оценки качества обслуживания пользователей и пропускной способности синхронного транспортного модуля на широкополосных сетях определяет условия рациональной загрузки звена передачи, когда его использование различными классами пользователей как при фиксированной, так и при переменной ШБСП является неравномерным.

Струетупа и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и приложения. Работа изложена на 169 страницах машинописного текста, содержит 55 рисунков, 5 таблиц; список литературы включает 84 наименования,

Краткое содержание работы

Во введении обоснована актуальность темы исследования, сформулированы цель и задачи работы, перечислены основные научные результаты диссертации, определены практическая ценность и область применения результатов, приведены сведения об апробации работы, представлены основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе диссертации проведен анализ состояния проблемы оценки качества обслуживания пользователей ШИМКС. Современная корпоративная сеть - это широкополосная интегрированная мультисервисная сеть, предоставляющая пользователям непрерывно расширяющийся спектр различных информационных и телекоммуникационных услуг (ИТУ). Продолжающийся рост интереса к мультимедийным средствам связи, потребности в передаче разнородного трафика, а также достаточно высокий уровень затрат на создание и эксплуатацию отдельных территориально-распределенных сетей дополнительно стимулирует совершенствование и развитие ШИМКС. В настоящее время на базе корпоративной сети создается корпоративная широкополосная мультисервисная платформа, которая обеспечивает предоставление каналов связи с заданным КО (QoS или GoS), видеотелефонию, дистанционную работу, мультивидеоконференцию я видеоконференцию, доступ в сети Интернет и Экстранет, доступ к базам данных - аудиовизуальный информационный поиск, например, услуги бронирования мест в гостинице и электронные библиотеки, взаимодействие локальных вычислительных сетей (LAN), передачу данных, передачу изображения, дистанционное обучение, видео по требованию, обработку данных, в том числе с распараллеливанием процессов, обработку изображений и др. Следует заметить, что ИТУ могут объединяться как, например, в интеллектуальной сети, представляющей собой интеллектуальную надстройку ШИМКС. Поскольку ШИМКС являются развивающимися сетями, то они обеспечивают поддержку расширения спектра услуг за счет построения на основе существующих новых "высокоуровневых" услуг.

Таким образом, процесс развития широкополосных сетей связи в настоящее время, пройдя все стадии разработки стандартов и нормативных документов, достиг стадии выпуска в производство готовых решений, позволяющих создавать высокоскоростные сети связи с поддержкой, к примеру, ставших уже привычными функций ISDN в масштабах корпоративных региональных сетей. Это в свою очередь вызвало интенсивный рост МТ. Дополнительным фактором роста МТ является постепенный переход к виртуальным ШИМКС на базе существующих ШИМКС. В этом случае проблема обеспечения КО как для ШИМКС, так и всех построенных на ее базе виртуальных МСКС становится особенно острой.

ШИМКС - структурно-сложный объект, построение которой невозможно без разработки научно-обоснованных методов расчета качества обслуживания пользователей. Особенно необходимо учитывать то обстоятельство, что

предоставление каждого вида услуг должно осуществляться с заданным качеством обслуживания пользователей (Quality of Service - QoS).

Классификация и анализ существующих методов расчет КО мультисервисных сетей связи показали, что большинство существующих методо оценки качества обслуживания пользователей в мультисервисной сети, основываются на пуассоновских моделях, и не учитывают либо гетерогенный характер трафика, либо влияние конечного числа источников нагрузки, либо оба указанных фактора. Это принципиально ограничивает возможность их применения при решении задач проектирования мультисервисных корпоративных сетей на всех участках, начиная с участка абонентского доступа и выше по сетевой иерархии. Методы оценки качества обслуживания пользователей для случая мультисервисного трафика, учитывающие конечное число источников нагрузки, встречаются в специальной литературе только для некоторых частных случаев, и при этом являются весьма трудоемки в вычислительном отношении. В частности, известные методы оценки качества обслуживания пользователей Ш-ЦСИС ограничиваются лишь случаем использования моделей с многомерной пуассоновской нагрузкой.

Исследование вопроса о фактическом значении величины КО пользователей ШИМКС, о степени использования магистрального оборудования различными классами пользователей при мультисервисном трафике показало, что математические модели, которые могут быть положены в основу метода расчета КО пользователей ШИМКС, в настоящее время отсутствуют. Данное обстоятельство серьезно усложняет вопрос о выборе реальной загрузки оборудования как в части определения исходных данных для проектирования ШИМКС, так и в части получения информации в сетевых системах управления Как следствие, возникают ошибки проектирования сети и проблемы неэффективного использования ее ресурсов.

Вторая глава посвящена разработке и исследованию метода анализа характеристик гетерогенного мультисервисного трафика ШИМКС с фиксированной ШПБСП для каждого класса пользователей. Основной проблемой, которая здесь решается, является построение математической модели для оценки качества обслуживания, обеспечиваемого узлом коммутации на направлении связи с ШИМКС, генерирующей гетерогенный мультисервисный трафик.

Мультисервисные сети (МС) в отношении предоставления пользователям сетевых ресурсов разделяются на три категории:

1. с фиксированной ШПБСП для отдельных классов пользователей;

2. с по требованию переменной ШПБСП для отдельных классов пользователей;

3.с фиксированной ШПБСП для одних классов и переменной - для других.

Типичным примером МС первого типа являются узкополосные цифровые сети с

интеграцией служб (У-ЦСИС), примером сетей второго типа - широкополосные ЦСИС, в которых используется технология ATM, а также сеть Интернет. Реальные корпоративные сети относятся к смешанному типу. Следует заметить, что при построении широкополосных сетей особенно на начальном этапе проектирования часто используется подход, основанный на применении концепции фиксированной ШПБСП.

Хотя принципы функционирования сетей первого и второго типа существенно различаются, аналитическое описание этих сетей можно провести на единой основе. Показано, что математические модели, разработанные для сетей второго типа, при определенных условиях можно свести к математическим моделям сетей первого типа. В основе этого лежит возможность преобразования (замены) переменной ШПБСП на эквивалентную в отношении вероятности потерь ячеек фиксированную, которую в этом случае рассматривают как эквивалентную (или эффективную) фиксированную ШПБСП.

Для характерисшки мультисервисного трафика ШИМКС используется фактор берсгности В, когорый определяет превышение максимальной скорости передачи информации над средней скорое (ыо:

В = п—Lm-si (1)

i f'<«>*

Исследование ШИМКС сводится к построению математической модели функционирования узла коммутации. При этом рассматривается направление связи, сформированное на основе фиксированных ШПБСП каждого класса пользователей, и учитывается ограничение, имеющее место для корпоративных сетей, - конечное число источников при пуассоновском МТ, поступающем от каждого пользователя. Источники нагрузки разбиваются на группы по следующему принципу. В первую группу источников нагрузки входят Ni источников, вызовы которых требуют для обслуживания один элементарный канал (элементарную ФШПБСП). Во вторую группу входят N2 источников, вызовы которых требуют для обслуживания не более двух каналов. В и-тую группу источников нагрузки входят Nu источников, вызовы которых требуют для обслуживания и каналов. Введём следующие обозначения: ак ,к = 1, и -интенсивность поступления вызова от одного свободного источника нагрузки к-той группы источников; at l - вероятность поступления вызова, требующего для

обслуживания I каналов от к-ой группы источников; - средняя длительность

обслуживания I каналов от Аг-ой группы источников, требующего для обслуживания / каналов.

Предполагается, что на направление связи (звено), сформированное из V элементарных (базовых) полос битовых скоростей передачи информации, поступают и примитивных потоков с параметрами ак , к = 1, и. С вероятностью IVи поступает /канальный вызов от А-той группы источников (А-того потока вызовов). Если число свободных каналов в момент поступления ¿-канального вызова меньше /, то вызов теряется. Очевидно и £ V . Показано что, вероятность потерь /-канальных вызовов из-за занятости каналов пучка будет иметь следующий вид:

= I £

I х6«

Если нагрузка пуассоновская, то

J-¡

М = 1

(2)

где

ЕЫ

" 1-1 I-'_, (3)

*»Г| -Млгк , +1 £ ]-1)-24А,т(Т,-к)

к=вк! ¡=1 Ы1

(О, если С <0 (Л если с И О

М(4)°

а я

I, если V ш II

, если V * </

(1 - доступность пучка V.

Общие потери из-за занятости каналов пучка:

¡-I к-!

Нагрузка, обслуженная звеном:

У=1>[к]„.(5)

Е-П/'ГУ-^ЁЛ/ГГГ,-*;

к!

где

О , если с < 0 / , если с й О

Показано, что рассмотренная в этом разделе модель при принятых выше предположениях описывает функционирование узла коммутации ШИМКС, если мультисервисный трафик создают пользователи с фиксированной ШПБСП. Приведенные соотношения позволяют решать прямую задачу по выбору нагрузочных и структурных параметры узла, при которых обеспечивается заданное КО. На основе этих же соотношений можно решить обратную задачу - для заданной структуры узла коммутации ШИМКС по заданной нагрузке рассчитать качество обслуживания -определить вероятность потерь, учитывая при этом эффект конечного числа источников.

Следует отметить, что область применения данной модели включает и другие мультисервисные сети с фиксированной ШПБСП, например, У-ЦСИС, для которых можно определить вероятностные и нагрузочные характеристики. В этом случае необходимо также учитывать, что коммутационные узлы У-ЦСИС являются узлами с ограниченной доступностью. Поэтому при нахождении вероятностных характеристик необходимо принимать во внимание эффективную доступность в направлениях связи, а также то, что вероятности потерь для отдельных классов пользователей сети являются функциями поступающих нагрузок. При этом эффективная доступность коммутационного узла сети является функцией обслуженных нагрузок, следовательно, расчет потерь на узле коммутации У-ЦСИС можно весги лишь итерационным методом.

Рассмотренная математическая модель для расчета вероятностных и нагрузочных характеристик звена передачи широкополосной сети при гетерогенном МТ позволяет исследовать предельный случай, имеющий важное практическое значение, когда на узел сети поступает гетерогенный пуассоновский МТ, создаваемый всеми пользователями ШИМКС. Этот случай предполагает, что число источников нагрузки IV-* ао, при этом нагрузка, создаваемая одним источником, а 0. При таких

предположениях доказано, что существует предел, определяющий суммарную нагрузку, поступающую на направление связи' А = lim (в • N )

Условия, при которых указанное соотношение можно считать справедливым, на практике встречается часто, поэтому в диссертации он рассматривается более детально.

Графические зависимости вероятностей потерь вызовов на звене передачи для различных классов приведены на рис.1, где Ртеап - средневзвешенная вероятность потерь вызовов, Р,- вероятность потерь вызовов /-того класса пользователей.

_ Л__, _ j

--«>■ ——- - .. i ' - 1 1 ------

1 2 3 4 5

1 I 5

Рис.!

Графические зависимости использования среды передачи различными классами пользователей приведены на рис.2, где рГшк - общее использование звена , />/ -использование звена /-тым классом пользователей.

Исследования показали, что при МТ имеет место значительный разброс КО для пользователей различных классов. Кроме того, при достаточно высоком использовании среды передачи, доля использования среды разными классами пользователей, характеризуется значительной неравномерностью. Эту особенность следует учитывать при проектировании узлов сети, осуществляя соответствующий подбор нагрузочных и структурных параметров системы.

ЛЛ32.

Sr ~ 1 1

; - - 1

Рис.2

Кроме того, в диссертации рассмотрен подход к управлению качеством обслуживания ШИМКС, который основан на использовании процедуры резервирования ШПБСП.

В третьей главе проведена разработка и исследование метода расчета качества обслуживания пользователей ШИМКС при наличии переменных ШПБСП. Для этого предварительно проводится анализ характеристик мультисервисного трафика КС с переменной шириной полосы битовой скорости передачи для отдельных классов пользователей.

Широкополосные мультисервисные сети основаны на технологии ATM. При этом пользователи Ш-ЦСИС создают нагрузку, характеризующуюся переменной битовой скоростью передачи (VBR). Если источники нагрузки с VBR заменить источниками нагрузки с постоянной битовой скоростью (CBR) и допустить, что вероятности потерь ячеек при нагрузке, создаваемой источниками с CBR, равны вероятностям потерь ячеек при нагрузке, создаваемой источниками с VBR, то в этом случае для анализа мультисервисных сетей с переменной ШПБСП можно использовать математические модели, разработанные для широкополосных мультисервисных сетей с фиксированной ШПБСП. В работе рассмотрена процедура и практические аспекты замены ШПБСП классов пользователей с VBR на ШПБСП классов пользователей с эффективной CBR, эквивалентной в отношении QoS.

В рассматриваемом методе эквивалентная ШПБСП определяется в зависимости от средней скорости передачи т и дисперсии о*2 скорости передачи информации. Эквивалентная ШПБСП зависит от общей скорости передачи С по звену, принятого значения вероятности потерь ячеек Лом и числа соединений, находящихся в обработке.

Эквивалентная ШПБСП определяется формулой:

k « i,2ra + (р^ = ю-) ,(?)

Pío« - общие потери, о' =m(h-m), А - пиковое значение битовой скорости передачи источника. В этом случае:

U - i 2 т + 6" m (h ~ " > ' С

Приемлемая точность для к обеспечивается при следующих условиях:

-г 2, — 2 0.05 « 15 ¿ — < 1000 W k h h

Графические зависимости эквивалентной ШПБСП Eqb(h) от параметров й, т

представлен : на рис. 3 - Eqb(h)=f(h/m) при фиксированном т"32кб/с, на рис. 4 -зависимость Eqb(m)-f(m) при фиксированном Л=48кб/с

JS.lt* ч-и' | »МП* 1 „.„„ш»' 1 314 И* И » «2 1С* 3.810* 1.М|' т-32 КЬ/Зес, 0153МЬЛ5ес

14 08 12 1С Ь м

Рис.3

410*10' | 1(11)5 10*

С-ШМЬШ5ес

Е^ЗОС ^ ЕчЙк)310 2 10* ии'

.."л

- -- ------ — - -

0.4

О и к

Рис. 4

Эквивалентной ШПБСП в зависимости от ШПБСП передаваемого сообщения при фиксированном значении максимального значения й = 48 кб/с определяется :

к = аш + • С) С

а = 1 _ 2|<* р- « (Ю) 100

-=-6Ю8 (П) я

При Р\т/*10* формула эквивалентной ШПБС сохраняет приемлемую точность в узком диапазоне изменения условий (8) При нарушении одного из них выражение (9) приводит к завышенной или заниженной оценке необходимой ШПБСП. Для учета указанных обстоятельств формулу (9) можно преобразовать к следующему виду:

— = х(1 + Зг(1 - X)) аЬ

при г£1 и х <. —■ (12)

Зг

При невыполнении условий (12) принимается к = аЬ ,

где а • = » (Ь - га ), х = * = ' '^ (,3>

11 С / л

По приведенным формулам можно определить эквивалентную величину ШПБСП для любого вида источников нагрузки (УВЛ, СВЯ). Как следует из приведенных выше соотношений, величина эквивалентной полосы зависит от ШПБСП передающей среды. Эквивалентная ШПБСП уменьшается с ростом скорости передачи на звене передачи. Это необходимо обязательно учитывать при проектировании широкополосных МС.

При проектировании широкополосной МС необходимо располагать данными изысканий: интенсивность поступающих мультисервисных нагрузок - вектор А; приемлемое качество обслуживания мультсервисных пользователей - вектор Р; значения берстностей для каждого класса пользователей -вектор В; оценка приемлемой скорости среды передачи - С; а также выбрать уровни порогового резервирования (определение вектора Т). После определения необходимых параметров производится расчет основных вероятностных характеристик на звене передачи по разработанному алгоритму и проверяется соответствие требуемым техническим характеристикам сети.

В широкополосных мультисервисных сетях влияние многих нагрузочных и структурных параметров на характеристики качества обслуживания пользователей имеет сложный характер. В результате изменение вектора ОоБ приобретает волнообразный характер, что проявляется даже в случае двух классов пользователей.

Показано, что введение дополнительно одной элементарной ШПБСП не означает улучшения воЭ для всех классов пользователей: для одних классов пользователей -улучшается, для других - ухудшается. Графические зависимости вероятности потерь от числа ШПСБП при заданном профиле трафика, приведенные на рис. 5, подтверждают.

1 0,1 ' 0,01 - | И А 1:А. ■ •-Р ».9 1 - 1 , А1 ■ ш~Р2 - Ж 12 3 рл. РЗО 1

0.0001 • «-Об ■ 1Е-0§ ■ 16-07 / ц п * ¡И * к-

1С-00 - 16-0« =ь п п *

1Е-10 11« * # Л» —1— * **

Рис.5

Проведенные в диссертации исследования показали, что свойства мультисервисного широкополосного трафика существенно отличаются от телефонного. На качество обслуживание влияет множество факторов: число элементарных ШПБСП-V; число классов пользователей - и; марки отдельных классов пользователей; соотношение марок отельных классов пользователей между собой; соотношение марок отельных классов пользователей между собой Mark/ (i = I, и) и числом элементарных

базовых полос V; интенсивности мультисервисных нагрузок - A, (i = 1,и); соотношение интенсивностей мультисервисных нагрузок между собой.

Кроме того, во всем диапазоне изменения интенсивности нагрузки телефонного трафика А1 потери обоих классов пользователей носят сложный волнообразный характер и потери вызовов пользователей, которым предоставляются 34-х мегабитные цифровые потоки (потери Р2) оказываются экстремально высокими.

При фиксированных нагрузках на величину потерь вызовов существенное влияние оказывает величина берстности передаваемых сообщений. Ошибка в задании берстности приводит к значительным погрешностям на этапе проектирования широкополосной мультисервисной сети. Особенно опасно завышение берстности, которое приводит к занижению требуемой пропускной способности звеньев.

Доказано, что правило выравнивания вероятностей потерь по вызовам, справедливое для пуассоновской системы, не работает при конечном числе широкополосных источников нагрузки, кроме того, выравнивание вероятностей потерь по времени не приводит к соответствующему выравниванию потерь по вызовам и с ростом числа элементарных ШПБСП потери по вызовам сходятся к потерям по времени. В результате можно упростить расчеты за счет перехода к более простой пуассоновской модели при незначительном снижении точности вычислений. Установленная закономерность начинает проявляться уже с Ух 300 ШПБСП.

Показано что, интенсивности обслуженных нагрузок для классов пользователей i 2 2 превышают соответствующие интенсивности поступающих нагрузок. Превышение обслуженной нагрузки над поступающей увеличивается с ростом марки.

Проведены исследования по эффективному резервированию канальных ресурсов, которые являются гибкой программной процедурой обеспечения требуемого качества обслуживания пользователей.

Таким образом, разработанный в третьей главе метод расчета КО ШИМКС позволяет учитывать конечное число пользователей, гетерогенный характер трафика,

переменное число классов пользователей, разнообразие профилей трафика, изменяющийся вектор качества обслуживания пользователей разных классов, требования сбалансированности трафика и выравнивания качества обслуживания различных классов пользователей для корпоративной сети.

В четвертой главе на базе разработанного в диссертации метода проведены исследования ряда широкополосных интегрированных мультисервисных корпоративных сетей связи.

Как известно, фундаментальной проблемой построения мультисервисных сетей является проблема обеспечения требуемой величины QoS и GoS (Рекомендации МСЭ-Т Е 720 «Концепция QoS» и Е.600 «Параметры GoS, обусловленные трафиком МС'»). Параметры QoS и GoS, в значительной мере обуславливаются принятой архитектурой транспортной сети ШИМКС. Проведена оценка КО (GoS) пользователей и пропускной способности синхронного транспортного модуля аппаратуры SDH при обслуживании МТ. Предполагается, что обработка сообщений, предварительно сформированных аппаратурой синхронной цифровой иерархии, осуществляется посредством оборудования ATM. Эта аппаратура передаст информацию в формате скоростных контейнеров: 2, 8, 34,45, 150, 620,2400 Мбит/с и более высоких скоростей.

В настоящее время остается актуальным и неисследованным вопрос о допустимой величине МТ, его профиле и интенсивности, о качестве обслуживания широкополосных пользователей На основе результатов исследований, проведенных в диссертации, построена методика выработки рекомендаций по определению допустимой загрузки аппаратуры SDH с МТ и допустимому КО пользователей. Рассмотрение методики проведено на примере оборудования, получающем все большее распространение на сетях РФ в виде синхронного транспортного модуля STM-16, образующего скоростной стандарт 2,4 Гбит/с. Показано, что полученные в результате применения разработанной методики выводы и предлагаемый подход можно распространить на другие типы синхронных транспортных модулей.

В соответствии с предложенной методикой для расчета КО пользователей (параметра GoS) и оценки загрузки модуля задаются основные исходные данные в виде битовой скорости на звене передачи - Cimk , максимальных скоростей передачи информации пользователей (Мбит/с) - С, (/ = /,«), где и - число классов пользователей, вектора вероятности потерь ячеек Ркц, который определяет КО пользователей, вектора берстности В, задаваемого исходя из свойств передаваемой

информации и определяющего эффективность использования технологии ATM. Для синхронного транспортного модуля STM-16 (С|,„к » 2,4 Гбит/с) задаются максимальные скорости передачи информации пользователей: 2, 8, 34, 45, 150, 620 Мбит/с. Согласно мргодике определяются вспомогательные параметры:

1. вектор средних скоростей (Мбит/с) - ш Г с У

Bunt J

2. эффективная ФШПБСП (Ceq - Мбит/с)

3 вектор марок пользователей i-того класса : Mark ( „ Roundoff ^ j •

4. число ФШПБСП. Для заданных исходных данных -Vs 1584.

В соответствии с предложенной методикой выбираются ограничительные пороги резервирования ресурсов фиксированных ШПБСП - б, которые в значительной степени определяют требуемое КО - вероятность блокировки на уровне вызова системы ATM. На основании исходных данных, используя результаты главы 3, вычисляются вероятности блокировок для каждого класса пользователей, нагрузка, обслуженная

всеми эквивалентными ШПБСП (ЭШПБСП), - Y = YJMark¡(l-Р,)-А,, Y=392,18

i-i

Эрл., нагрузка, обслуженная одной ЭШПБСП - у = Y/V =0,248 Эрл. Пропускная способность звена для i-того класса пользователей и общая пропускная способность

звена определяется соответственно, как р, = А, • ■ (/ - Р,) и р, "^р, ■

Clink ¡m¡

Графические зависимости вероятности средневзвешенных потерь вызовов - Рвот,

и вероятности потерь вызовов для каждого класса пользователей - Р, (/ = /,6),

вычисленные при А|= 160 эрл и профиле заданного МТ приведены на рис.6.

Графические зависимости средней величины использования среды передачи Рипк (Эрл) и величины использования среды передачи для каждого класса пользователей, вычисленные при А]" 160 эрл и профиле заданного МТ приведены на рис.7.

.0.297.

рИпк

0.1

.0.024.,, 01

3 4

Рис. 7

В заключении сформулированы основные научные результаты, полученные в диссертационной работе:

1. Показано, что отсутствие научно обоснованных методов оценки качества обслуживания пользователей широкополосных интегрированных мультисервисных корпоративных сетей связи и соответствующей методики определения оптимальной загрузки среды передачи приводит к нерациональному использованию звеньев широкополосной сети и, как следствие, к низкому использованию дорогостоящего сетевого оборудования.

2. Разработан метод расчета качества обслуживания пользователей и пропускной способности звена широкополосной интегрированной мультисервисной корпоративной сети.

3. Разработаны рекомендации о допустимой величине мультисервисного трафика, его профиле и интенсивности при обеспечении заданного качества обслуживания корпоративных пользователей широкополосных услуг.

4. Доказана возможность введения порогового резервирования в ШИМКС при обслуживании мультисервисного трафика с целью обеспечения требуемого качества обслуживания.

5. Показано, что использования среды передачи различными классами пользователей является неравномерным. Получены условия рациональной загрузки звена передачи при заданном профиле МТ и скорости передачи на звене 2,4 Гбит/с.

6. Решена прямая задача - оценка КО отдельных классов пользователей ШИМКС при заданном числе ШПБСП в направлении связи и обратная задача -определение числа необходимых ШПБСП в направлении связи по заданному КО пользователей ШИМКС.

7. Изучены возможности и даны рекомендации по расчету качества обслуживания на звене ШИМКС при организации обходов на широкополосной мультисервисной сети. Результаты исследований были применены для организации обходного направления в рассматриваемой ШИМКС для организации связи с Интернет, что привело к улучшению качества обслуживания пользователей.

8. Разработана методика оценки качества обслуживания пользователей ШИМКС и пропускной способности синхронного транспортного модуля аппаратуры синхронной цифровой иерархии при обслуживании высокоскоростного мультисервисного трафика и технологии ATM. Разработанная методика проиллюстрирована на примере расчета звена сети со скоростью передачи 2,4 Гбит/с. Таким образом, в диссертации разработан и исследован метод расчета качества обслуживания пользователей широкополосной интегрированное мультисервисной корпоративной сети связи и разработаны инженерные методики по его использованию при построении мультисервисиых сетей. Реализация результаюв работы подтверждена соответствующими актами.

Публикации по теме диссертации

1. Голышко A.B., Ершов В.А., Цыбаков В.И. Оценка эффективности введения мультисервисной интеграции на корпоративной сети. Вестник связи, №10,

2000, с.с. 99-102.

2. Голышко A.B., Ершов В.А., Цыбаков В.И. Оценка эффективности интеграции различных видов обслуживания на корпоративной мультисервисной сети. Электросвязь. 2000. №12, с.с. 16-19.

3. Голышко A.B., Ершов В.А., Цыбаков В.И. Статистический анализ качества предоставления Интернет-услуг модемным пользователям. Вестник связи, №7,

2001, с.с. 24-29.

4. Голышко A.B., Ершов В.А., Цыбаков В.И. Метод расчета емкости модемного пула Интернет-провайдеров Вестник связи, №8,2001, с с. 51-54.

5 Голышко A.B., Ершов В.А., Цыбаков В.И. Применение полиномиальной регрессии для аналитического представления данных статистических измерений в Интернет. Вестник связи. №9,2001, с.с. 66-69.

6. Ершов В.А., Голышко A.B., Цыбаков В.И. Оценка качества обслуживания пользователей Интернет, включенных в электромеханические АТС. Вестник связи . № 12,2000, с.с. 70-72.

7. Цыбаков В.И Пропуск IP-трафика в мультисервисных сетях связи». Тезисы доклада на 4-ой Международной конференции Ассоциации документальной электросвязи «Состояние и перспективы развития Интернета в России», Ватутинки 2527 сент. 2003г.

8. Цыбаков В.И. Численные исследования дисперсионных свойств нагрузки. Вестник связи. № 12,2002г., с.с. 55-58.

9. Цыбаков В.И. Организация обходов для Интернет-трафика на мультисервисной корпоративной сети. Доклад на научной конференции профессорско-преподавательского, научного и инженерно-технического состава МТУСИ, Москва 28 января 2003г.

10. Цыбаков В.И. Анализ характеристик мультисервисного трафика с переменной шириной полосы битовой скорости передачи для отдельных классов пользователей в корпоративной сети связи с ATM. Тезисы доклада на 59 сессии РНТОРЭС им. A.C. Попова 2004.

11. Цыбаков В.И., Розенцвайг И.З. Практические аспекты мониторинга сетей ОКС-7: система СПАЙДЕР. Опыт эксплуатации в сетях МТУ-Информ, Петербург-Транзит-Телеком, Комбелга. Тезисы доклада на конференции «Проблемы и системы эксплуатационного управления сетями связи в условиях конвергенции», 9-11 декабря, Санкт-Петербург, 2003 г.

№22890

РНБ Русский фонд

2006-4 26436

Подписано в печать 01.11.2005 г. Формат 60x84/16. Объем 1,3 усл.п.л. Тираж 100 экз. Заказ_

ООО «Инсвязьиздат». Москва, ул. Авиамоторная, 8.

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Цыбаков, Валентин Иванович

Введение.

1. Анализ структуры корпоративных сетей.

1.1. Анализ принципов построения современных мультисервисных корпоративных сетей.

1.2. Анализ влияния новых информационных технологий на функционирование современных мультисервисных корпоративных сетей.

1.3. Состояние проблемы оценки качества обслуживания пользователей мультисервисных сетей.

1.4. Выводы.

2. Разработка и исследование метода анализа характеристик гетерогенного трафика широкополосной интегрированной мультисервисной корпоративной сети связи с фиксированной шириной полосы битовой скорости передачи для каждого класса пользователей.

2.1. Концепция построения математической модели для направления связи широкополосной интегрированной мультисервисной корпоративной сети (ШИМКС) с гетерогенной нагрузкой.

2.2. Разработка математических моделей направления связи с фиксированной шириной полосы битовой скорости передачи (ФШПБСП) для каждого класса пользователей.

2.2.1. Разработка математической модели направления связи ШИМКС для случая конечного числа источников при мультисервисной пуассоновской нагрузке, поступающей от каждого источника.

2.2.2. Разработка математической модели направления связи ШИМКС для случая бесконечного числа источников при мультисервисной пуассоновской нагрузке, поступающей от каждого источника.

2.2.3. Разработка математической модели направления связи ШИМКС при введении резервирования ширины полосы битовых скоростей передачи.

2.3. Численные исследования по применению разработанных математических моделей направления связи ШИМКС для оценки характеристик мультисервисного трафика и расчета вероятностных характеристик качества обслуживания.

2.4. Выводы.

3. Разработка и исследование метода расчета качества обслуживания широкополосной интегрированной мультисервисной корпоративной сети связи с переменной шириной полосы битовой скорости передачи для отдельных для классов пользователей.

3.1.Анализ характеристик мультисервисного трафика ШИМКС с переменной шириной полосы битовой скорости передачи.

3.2. Разработка алгоритма расчета вероятности потерь вызовов ШИМКС при переменной полосе битовой скорости передачи и использовании технологии ATM.

3.3. Анализ фундаментальных свойств трафика и оценки качества обслуживания пользователей в мультисервисной широкополосной сети с ATM.

3.3.1.Введение понятия нормализованных интенсивностей поступающих и обслуженных нагрузок.

3.3.2. Исследование волнообразного характера изменения качества обслуживания (GoS) в широкополосных мультисервисных сетях от изменения нагрузочных и структурных параметров

3.3.2.1. Исследование волнообразного характера изменения качества обслуживания пользователей в широкополосных мультисервисных сетях от изменения интенсивности нагрузки отдельного класса пользователей.

3.3.2.2. Исследование волнообразного характера изменения качества обслуживания пользователей в широкополосных мультисервисных сетях от изменения числа элементарных ШПБСП.

3.3.3. Исследование влияния берстности на величину качества обслуживания в широкополосных мультисервисных сетях.

3.3.4. Эквализация качества обслуживания пользователей.

3.4. Оценка качества предоставления услуг широкополосной мультимедийной связи.

3.4.1. Оценка пропускной способности среды передачи и качества обслуживания вызовов при широкополосной мультимедийной связи.

3.4.2. Анализ зависимости качества обслуживания пользователей при предоставления услуг широкополосной мультимедийной связи от изменения берстности мультимедийного сообщения

3.5. Учет эффекта конечного числа источников широкополосной мультисервисной нагрузки на пропускную способность звена широкополосной мультисервисной сети.

3.5.1. Разработка метод расчета качества обслуживания на звене связи при конечном числе источников широкополосной мультисервисной нагрузки.

3.5.2. Сравнительный анализ результатов оценки качества обслуживания ШИМКС на основе пуассоновской модели, учитывающей конечное число источников широкополосной мультисервисной нагрузки при большом числе элементарных ШПБСП.

3.6. Выводы

4. Разработка методики и численные исследования метода расчета качества обслуживания пользователей ШИМКС

4.1. Анализ специфики основных видов мультисервисных услуг, предоставляемых пользователю корпоративной сети.

4.2. Разработка методики оценки качества обслуживания пользователей ШИМКС и пропускной способности синхронного транспортного модуля аппаратуры SDH при обслуживании мультисервисной нагрузки.

4.2.1. Постановка задачи.

4.2.2. Обоснование выбора основных исходных данных для оценки качества обслуживания высокоскоростных пользователей.

4.2.3. Построение процедуры расчета вспомогательных параметров.

4.2.4. Методика расчета качества обслуживания пользователей каждого класса и загрузки модуля STM.

4.3. Методика расчета качества обслуживания пользователей при организации обходных направлений связи для пропуска Интернет-трафика в узкополосной составляющей мультисервисной корпоративной сети.

4.4. Оптимизация емкостей пучков каналов при организации обходов для обслуживания Интернет-трафика в узкополосной составляющей корпоративной сети.

4.4.1. Постановка задачи оптимизации пучков каналов при организации обходов для обслуживания Интернет-трафика в узкополосной составляющей корпоративной сети.

4.4.2. Разработка метода расчета маргинального использования пучков каналов при оптимизации структуры корпоративной сети.

4.4.3. Разработка укрупненного алгоритма оптимизации корпоративной Интернет-сети.

4.5. Выводы.

Введение 2005 год, диссертация по радиотехнике и связи, Цыбаков, Валентин Иванович

Актуальность проблемы. Современный этап развития общества характеризуется высокими темпами роста объема информации, которую необходимо передавать, распределять и доставлять по заданному адресу. В силу этого постоянно возрастает роль средств связи, обеспечивающих реализацию информационного обмена. Сложившиеся на современном этапе экономические и политические условия обусловили создание территориально распределенных предприятий и структур, что вызвало необходимость построения корпоративных сетей связи, предоставляющих крупным ведомствам, корпорациям и производствам качественную и надежную связь, например, центрального аппарата с региональными предприятиями или связь предприятий между собой. Процесс информационного обмена активно стимулируется расширением коммерческой деятельности крупных компаний. Таким образом, на сегодняшний день на первый план выступает проблема создания корпоративных сетей связи, имеющих свои принципиальные отличия от сетей общего пользования.

В настоящее время отчетливо проявляется феномен прямой зависимости эффективности деятельности крупных ведомств, корпораций и производственных предприятий от способности корпоративной сети связи удовлетворять все потребности в передаче и доставке информации. Постоянно требуется расширение телекоммуникационных услуг для обеспечения современных технологий делопроизводства, управления и автоматизации производственного процесса, что обуславливает появление мультисервисного трафика (МТ) и создание мультисервисных корпоративных сетей. Расширение спектра телекоммуникационных услуг и требования более высокого качества передачи информации потребовали перехода от мультисервисных корпоративных сетей, предоставляющих пользователям услуги с фиксированной шириной полосы битовых скоростей передачи (ШПБСП) и определяемых пределами пропускной способности звена до 2,048 Мбит\с (узкополосных), к широкополосным мультисервисным корпоративным сетям связи, предоставляющим пользователям услуги как с фиксированной, так и с переменной шириной полосы битовых скоростей передачи и определяемым пределами пропускной способности, начиная с 155 Мбит\с и до 2,4 Гбит\с.

Интенсивное развитие информационных технологий и рост потребностей пользователей в различных видах информации выдвинул проблему предоставления инфокоммуникационных услуг. В результате этого корпоративные сети связи переходят на новый уровень - интеграции инфокоммуникационных и телекоммуникационных услуг и становятся широкополосными интегрированными мультисервисными корпоративными сетями связи (ШИМКС). В настоящее время ШИМКС приобретают все больший интерес в связи с тем, что они обеспечивают ряд стратегических преимуществ, в том числе защиту инвестиций, сделанных в существующую сетевую инфраструктуру, сокращение инвестиционного риска при использовании новых технологий, ускорение продвижения новых услуг на рынок, повышение конкурентоспособности услуг.

Мультисервисные сети связи сами по себе являются объектами высокой структурной сложности, а с учетом свойств ШИМКС степень сложности возрастает, поскольку возникает целый ряд ограничений и, соответственно, усложняющих факторов, важнейшими из которых являются конечное число пользователей сети, наличие различных классов пользователей, разнообразие профилей трафика, гетерогенный характер трафика, меняющийся вектор качества обслуживания пользователей разных классов, возможные требования сбалансированности трафика и выравнивания качества обслуживания различных классов пользователей.

Методы исследования. При решении поставленных задач в работе использовались методы теории телетрафика, теории сетей связи, элементы теории вероятностей и математической статистики, численные методы теории массового обслуживания.

Научная новизна результатов диссертационной работы заключается в следующем: •

1. Проведено исследование гетерогенного мультисервисного трафика

ШИМКС с фиксированной ШБСП для каждого класса пользователей и разработан метод анализа его характеристик, который позволяет, во-первых, определить степень влияния на качество обслуживания введения порогового ограничения для определенных классов пользователей мультисервисных сетей и, во-вторых, рассчитать для этого случая минимально необходимую пропускную способность мультисервисной сети.

3. Решена задача анализа характеристик мультисервисного трафика

ШИМКС с переменной ШБСП для различных классов пользователей, что позволило расширить область применения разработанной математической модели за счет введения параметров, учитывающих реальные условия.

4. Сформулированы основные принципы и разработан алгоритм расчета вероятности потерь вызовов в ШИМКС с переменной ШПБСП при использовании технологии ATM.

5. Доказан волнообразный характер изменения качества обслуживания пользователей в зависимости от изменения интенсивности нагрузки отдельного класса пользователей. Полученные результаты позволяют наиболее эффективно строить процесс планирования и развития мультисервисной интегрированной корпоративной сети.

6. Разработан и исследован метод расчета качества обслуживания пользователей широкополосной интегрированной мультисервисной корпоративной сети, который в отличие от других полностью учитывает все особенности рассматриваемого класса сетей. Предлагаемый метод позволяет решать прямую и обратную задачу проектирования ШИМКС: выбрать нагрузочные и структурные параметры, при которых обеспечивается заданное качество обслуживания, а для заданной структуры узла коммутации - по заданной нагрузке определить вероятность потерь с учетом эффекта конечного числа источников.

Личный вклад. Все исследования и связанные с ними расчеты, а также вытекающие из них теоретические выводы, их интерпретация, обобщения и практические рекомендации получены автором лично. Практическая ценность и реализация результатов работы. На основании разработанного в диссертации метода построены инженерные методики и программы расчета на современных ПК качественных показателей реальных широкополосных интегрированных мультисервисных корпоративных сетей. Поскольку величина затрат вычислительных ресурсов и времени для проведения вычислений является вполне приемлемой, то данные методики могут быть использованы при проектировании ШИМКС. Применяя разработанный в диссертации метод при проектировании сети ЗАО «Комстар», удалось сократить требуемый объем канального ресурса на 17%.

Результаты статистических исследований, выполненных на 85 АТС Московской городской телефонной сети, проведенных под руководством автора, позволили объективно оценить качество обслуживания при предоставлении Интернет-услуг корпоративной сетью ЗАО «МТУ-Интел» и соотнести этот результат с оценкой, найденной с применением разработанного в диссертации метода. Получено подтверждение совпадения теоретических и статистических данных, что позволило внести соответствующие коррективы в структуру корпоративной сети с целью обеспечения необходимого качества обслуживания пользователей. Результаты диссертационной работы были использованы: при проектировании мультисервисной корпоративной сети ЗАО «Компания «МТУ-Информ», при разработке перспективного плана модернизации телекоммуникационной инфраструктуры ОАО МГТС для обслуживания трафика пользователей Интернет, при проектировании модемного пула ЗАО «МТУ-Интел». Предложенные в диссертации модели оценки качества обслуживания пользователей проверены экспериментально на коммутационных узлах сети ЗАО «Компания «МТУ-Информ». Они показали хорошую согласованность теоретических результатов с результатами статистических измерений и, в частности, позволили спрогнозировать необходимую емкость модемного пула компании при обеспечении заданного качества обслуживания.

Отдельные теоретические результаты диссертации и методики были использованы на сетях ЗАО «Компания МТУ-Информ» и СЦС «Совинтел» при оценке качества обслуживания пользователей, при определении величин требуемых пропускных способностей в направлениях связи в ходе разработки проектных решений, связанных с масштабированием сети. Кроме того, результаты диссертации были использованы при построении схем подключений различного числа типов абонентских устройств и оптимизации их структурной конфигурации.

59-ая научная сессия РНТОРЭС им. А.С. Попова (Москва, 19-20 мая 2004 г.);

4-ая Международная конференция Ассоциации документальной электросвязи «Сост ояние и перспективы развития Интернета в России» (Ватутинки, 25-27 сентября 2002 г.); научно-техническая конференция профессорско-преподавательского, научного и инженерно-технического состава МТУСИ (Москва, 28 января 2003 г.); научно-техническая конференция «Проблемы и системы эксплуатационного управления сетями связи в условиях конвергенции» (Санкт-Петербург, 9-11 декабря 2003 г.).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 11 печатных работ.

Содержание работы.

В первой главе диссертации проведен анализ особенностей построения и функционирования ШИМКС и состояния проблемы оценки качества обслуживания пользователей широкополосной интегрированной мультисервисной корпоративной сети связи.

Во второй главе выполнена разработка и исследование метода анализа характеристик гетерогенного ШИМКС с фиксированной шириной полосы битовой скорости передачи для каждого класса пользователей сети связи.

В третьей главе разработан и исследован метод расчета качества обслуживания пользователей ШИМКС связи с переменной шириной полосы битовой скорости передачи для отдельных классов пользователей сети.

В четвертой главе разработана методика оценки качества обслуживания пользователей ШИМКС и пропускной способности синхронного транспортного модуля аппаратуры СПИ при обслуживании мультисервисной нагрузки, а также проведены численные исследования методики применительно к конкретным ШИМКС.

В заключении сформулированы основные научные результаты, полученные в диссертационной работе:

2. Разработан метод расчета качества обслуживания пользователей и пропускной способности звена широкополосной интегрированной мультисервисной сети;

3. Разработаны рекомендации о допустимой величине мультисервисного трафика, его профиле и интенсивности при обеспечении заданного качества обслуживания пользователей широкополосных услуг;

4. Доказана возможность введения порогового резервирования в ШИМКС при обслуживании мультисервисного трафика с целью обеспечения требуемого качества обслуживания;

5. Показано, что использование среды передачи различными классами пользователей является неравномерным. Получены условия рациональной загрузки звена передачи при заданном профиле МТ и скорости передачи на звене 2,4 Гбит/с;

6. Решена прямая задача - оценка КО отдельных классов пользователей ШИМКС при заданном числе ШБСП в направлении связи и обратная задача - определение числа необходимых ШБСП в направлении связи по заданному КО пользователей ШИМКС;

7. Изучены возможности и даны рекомендации по расчету качества обслуживания на звене ШИМКС при организации обходов на широкополосной мультисервисной сети. Результаты исследований были применены для организации обходного направления в рассматриваемой ШИМКС, что привело к улучшению качества обслуживания пользователей;

Таким образом, в диссертации разработан и исследован метод расчета качества обслуживания пользователей широкополосной интегрированной мультисервисной корпоративной сети связи и разработаны инженерные методики по его использованию при проектировании мультисервисных корпоративных сетей. Реализация результатов работы подтверждена соответствующими актами.

Заключение диссертация на тему "Разработка и исследование метода расчета качества обслуживания пользователей широкополосной интегрированной мультисервисной корпоративной сети"

4.5. Выводы

1. Разработана методика оценки качества обслуживания пользователей и пропускной способности синхронного транспортного модуля аппаратуры SDH при обслуживании высокоскоростной мультисервисной нагрузки и ATM. Разработанная методика проиллюстрирована на примере звена сети со скоростью передачи 2,4 Гбит/с (синхронный транспортный модуль STM-16), которые получают все большее распространение на широкополосных сетях РФ. Хотя методика и проиллюстрирована на примере конкретного синхронного транспортного модуля, тем не менее, она применима для любого типа STM.

2. Отсутствие численных методов оценки качества обслуживания при предоставлении широкополосных услуг и соответствующей методики загрузки среды передачи приводит к нерациональной загрузке звеньев широкополосной сети и, как следствие, низкому использованию дорогостоящего сетевого оборудования.

3. Исследован вопрос рекомендаций о допустимой величине мультисервисной загрузки, ее профиле и интенсивности, качестве обслуживания широкополосных пользователей, и выработаны соответствующие рекомендации.

4. Исследовано использование среды передачи - параметра рппк (Эрл) и величины использования среды передачи для каждого класса пользователей, вычисленные при заданном профиле мультисервисного трафика и скорости передачи на звене 2,4 Гбит/с; получены приемлемые условия загрузки звена передачи.

5. Исследовано качество обслуживания высокоскоростных пользователей при использовании для скорости передачи на звене 2,4 Гбит/с при различном качестве обслуживания и профиле мультисервисной нагрузки.

6. В широкополосных цифровых сетях с ATM избыточные нагрузки для различных классов пользователей весьма малы, так как создаются классами пользователей с большими значениями ШПБСЛ, например 2-34 Мбит/с и даже более. Их значения часто лежат в диапазоне R < 1 Эрл. Эта область значений избыточных нагрузок не позволяет использовать метод Раппа из-за значительных погрешностей, вносимых данным методом.

7. Изучены возможности применения метода эквивалентных замен (МЭЗ) для расчета качества обслуживания на звене при организации обходов в мультисервисной широкополосной сети.

8. Метод Раппа рекомендуется применять в области интенсивностей избыточных мультисервисных нагрузок R ^ 1 Эрл.

9. В области R<1 Эрл следует использовать более точный МЭЗ, например, EERT (Extended Equivalent Random Theory).

10. Приведен и исследован алгоритм оптимизации по критерию стоимости узкополосной подсети, обеспечивающей распределение мультисервисного трафика. Учет марок классов пользователей осуществляется специальными процедурами вычисления пиковости интенсивности нагрузки.

11. Показано, что возможен однозначный переход от маркированной интенсивности нагрузки к интенсивности нагрузки, описываемой своими первыми двумя моментами.

12. Исследован вопрос рационального в вычислительном отношении определения маргинального использования пучков каналов с учетом непуассоновского характера. Предложена эффективная вычислительная процедура для нахождения маргинального использования при маркированной нагрузке.

13. В рамках этой части работы исследована общая сходимость и ее скорость, а также сходимость некоторых базовых вычислительных процедур. Показано, что при приемлемой погрешности сходимость обеспечивается за 5-6 итерационных циклов.

14. Результаты исследований были применены для организации обходного направления в рассматриваемой корпоративной сети для организации связи с Интернет, что привело к улучшению качества обслуживания пользователей этой сети.

Заключение

Создание широкополосных интегрированных мультисервисных корпоративных сетей связи является современной тенденцией построения телекоммуникационных сетей нового поколения. Широкополосные интегрированые мультисервисные корпоративные сети являются дорогостоящими объектами высокой структурной сложности, для которых методы оценки величины обслуживаемого трафика и качества обслуживания еще недостаточно исследованы.

Показано, что для описания функционирования ШИМКС требуется переход к трехуровневой модели нагрузки и учета ее при исследовании проблемы оценки качества обслуживания, которое требуется обеспечивать на всех уровнях передаваемого трафика.

Выявлены основные отличия ШИМКС от сетей общего пользования в части трафичных характеристик, важнейшими из которых являются конечное число пользователей сети, наличие различных классов пользователей, разнообразие профилей трафика, гетерогенный характер трафика, меняющийся вектор качества обслуживания пользователей разных классов, возможные требования сбалансированности трафика и выравнивания качества обслуживания различных классов пользователей.

Показано, что существующие методы оценки качества обслуживания мультисервисных сетей не позволяют учесть ограничения, связанные с отличительными особенностями ШИМКС, в том числе получить оценку использования отдельных звеньев мультисервисной корпоративной сети при различных профилях интенсивности мультисервисной нагрузки, учесть фактор конечного числа источников, гетерогенный характер трафика и др.

Показано, что важной проблемой является проблема оценки использования отдельных звеньев сети ШИМКС при различных профилях интенсивности мультисервисной нагрузки, однако фундаментальной проблемой ШИМКС, имеющей важное теоретическое и практическое значение, является в конечном счете проблема оценки качества обслуживания пользователей на корпоративных сетях, для решения которой требуется разработка метода расчета качества обслуживания пользователей ШИМКС.

При переходе к новому поколению мультисервисных корпоративных сетей проблемы оценки качества обслуживания пользователей на ШИМКС станут еще более актуальными и в тоже время еще более сложными за счет появления новых ограничивающих факторов.

На основе исследования ШИМКС с фиксированной ШБСП показано, что математическая модель направления связи ШИМКС с фиксированной ШПБСП соответствует частному случаю широкополосной сети с переменной ШПБСП, когда берстность В=1.

Разработана и исследована математическая модель направления связи ШИМКС с фиксированными ШПБСП. Доказано, что вероятностные оценки качества обслуживания и нагрузочные характеристики широкополосной сети с ФШПБСП могут рассматриваться как нижние оценки соответствующих трафичных и вероятностных характеристик широкополосной сети с ПШПБСП (наихудший случай). Показано, что для получения значений этих характеристик требуются значительно меньшие затраты времени вычислений и их можно использовать как надежные предварительные экспресс-оценки.

Разработана и исследована математическая модель направления связи ШИМКС с ФШПБСП при поступлении мультисервисной гетерогенной нагрузки, которая учитывает как случай конечного, так и случай бесконечно большого числа источников мультисервисной нагрузки.

Исследовано влияние резервирования сетевых ресурсов ШИМКС с ФШПБСП на качество обслуживания пользователей и величину использования каналов. Показано, что резервирование канальных ресурсов является гибкой процедурой обеспечения требуемого качества обслуживания пользователей программными средствами, но приводит к незначительному снижению пропускной способности в направлениях связи. Однако в области малых вероятностей потерь вызовов это снижение оказывается пренебрежимо малым.

Проведенное численное исследование показало, что предложенный метод расчета качества обслуживания ШИМКС с ФШПБСП позволяет реализовать эквализацию вероятностей потерь вызовов на звене, позволяя обеспечить требуемый уровень качества обслуживания вызовов при незначительном снижении величины общей обслуженной нагрузки.

Доказано, что расчет пропускной способности звеньев ШИМКС с ФШПБСП требует обязательного учета конечного числа источников нагрузки всех классов пользователей корпоративной сети. Проектирование ШИМКС без учета этого фактора может приводить к грубым ошибкам в виде завышения общего объема оборудования сети.

Указанные вопросы качества обслуживания рассмотрены для разнородных классов пользователей, при этом исследовано влияние числа разнородных пользователей на качество их обслуживания и загрузку звеньев между маршрутизаторами или узлами коммутации.

Показано, что предложенная модель расчета пропускной способности элементов ШИМКС с фиксированными ШПБСП может непосредственно применяться для проведения расчетов соответствующих характеристик узкополосной ЦСИС, а также использоваться для получения оценок важнейших параметров широкополосных сетей.

Анализ характеристик мультисервисного трафика ШИМКС с переменной шириной полосы битовой скорости передачи показал, что свойства этого трафика существенно отличаются от свойств обычного телефонного трафика.

Установлено, что на качество обслуживания пользователей ШИМКС влияет множество факторов: число элементарных ШПБСП - V; число классов пользователей - и; марки отдельных классов пользователей; соотношение марок отельных классов пользователей между собой; соотношение марок отельных классов пользователей между собой Магкг (,1 = 1, и) и числом элементарных базовых полос V; интенсивности мультисервисных нагрузок - А, (1 = 1,и); соотношение интенсивностей мультисервисных нагрузок между собой.

Доказана справедливость применения эквивалентного преобразования переменной ШБСП в фиксированную по критерию вероятности потерь вызовов для мультисервисного трафика. Установлено, что эквивалентная ШПБСП уменьшается с ростом скорости передачи на звене передачи, что обязательно должно быть учтено при проектировании ШИМКС.

Построена математическая модель, и на ее основе разработан метод расчета качества обслуживания ШИМКС с переменной шириной полосы битовой скорости передачи.

Разработан алгоритм расчета вероятности потерь вызовов ШИМКС с переменной шириной полосы битовой скорости передачи при поступлении широкополосной нагрузки и использовании технологии ATM.

Проведенный численный анализ качества обслуживания пользователей, создающих интерактивный трафик с переменной битовой скоростью (трафик VBR), для передачи которого используются цифровые потоки 2 и 34 Мбит/с, и при применении синхронного транспортного модуля STM-1, позволяет сделать следующие выводы: во всем диапазоне изменения интенсивности нагрузки телефонного трафика А1 потери обоих классов пользователей носят сложный волнообразный характер, потери вызовов пользователей, которым предоставляются 34-х мегабитные цифровые потоки (потери Р2), оказываются экстремально высокими.

Анализ фундаментальных свойств трафика ШИМКС показал, что изменение качества обслуживания ШИМКС от изменения нагрузочных и структурных параметров системы носит волнообразный характер. Проведенные исследования подтвердили существенную зависимость характера изменения трафика от интенсивности нагрузки отдельного класса пользователей, от числа элементарных ШБСП.

Показано, что при оценке качества обслуживания ШИМКС обязательно должен учитываться фактор берстности. Установлено, что при фиксированных нагрузках величина берстности оказывает существенное влияние на величину потерь вызовов передаваемых сообщений. Ошибка в задании берстности приводит к значительным погрешностям на этапе проектирования широкополосной мультисервисной сети. Показано, что особенно опасно завышение берстности, поскольку оно приводит к занижению требуемой пропускной способности звеньев и вытекающему из этого увеличению вероятности потерь.

Численные исследования разработанного метода расчета качества обслуживания пользователей ШИМКС показали, что для рассмотренных условий в части профиля трафика, интенсивностей нагрузок и берстности синхронный транспортный модуль STM-1 не обеспечивает приемлемого качества обслуживания пользователей с VBR-трафиком с максимальной шириной битовой полосы 34 Мбит/с.

Показано, что изучение проблемы эффективного использования STM-1 следует продолжить в направлении организации для высокоскоростных пользователей резервирования канальных ресурсов звена ШИМКС, реализованного на STM-1.

Доказано, что правило выравнивания вероятностей потерь по вызовам, справедливое для пуассоновской системы, несправедливо при конечном числе источников мультисервисной широкополосной нагрузки.

Установлено, что интенсивности обслуженных нагрузок для классов пользователей i > 2 превышают соответствующие значения интенсивностей поступающих нагрузок, причем превышение обслуженной нагрузки над поступающей увеличивается с ростом марки.

Исследование влияния резервирования сетевых ресурсов на качество обслуживания пользователей и величину использования каналов показало, что резервирование канальных ресурсов является гибкой программной процедурой обеспечения требуемого качества обслуживания пользователей, которое, однако, приводит к некоторому снижению пропускной способности в направлениях связи.

Установлено, что при существенно конечном числе источников нагрузки для различных классов пользователей эквализация вероятностей потерь по времени не приводит к соответствующей эквализации потерь по вызовам. Применение порогового резервирования, использующего принцип выравнивания вероятностей потерь по времени, не приводит к выравниванию потерь по вызовам.

Доказано, что с ростом числа элементарных ШПБСП потери по вызовам сходятся к потерям по времени. Этот факт позволяет упростить процедуру расчета качества обслуживания ШИМКС за счет перехода к более простой пуассоновской модели при незначительном снижении точности вычислений. Показано, что установленная закономерность проявляется, начиная с 300 ШПБСП.

Разработана методика оценки качества обслуживания пользователей ШИМКС и пропускной способности синхронного транспортного модуля аппаратуры SDH при обслуживании высокоскоростной мультисервисной нагрузки, различных профилях трафика и использовании технологии ATM.

Разработанная методика проиллюстрирована на примере расчета качества обслуживания пользователей сети, на звене которого скорость цифрового потока составляет 2,4 Гбит/с (синхронный транспортный модуль STM-16). Показано, что предложенная методика применима для любого типа транспортного модуля STM.

Установлено, что неиспользование разработанных численных методов оценки качества обслуживания пользователей широкополосных услуг ШИМКС и соответствующей методики загрузки среды передачи приводит к нерациональной загрузке звеньев широкополосной сети и, как следствие, к низкому использованию дорогостоящего сетевого оборудования.

На основе проведенных исследований относительно допустимой величины мультисервисной нагрузки, ее профиле, интенсивности и качестве обслуживания пользователей широкополосных услуг ШИМКС разработаны соответствующие рекомендации.

Исследована величина общего использования среды передачи, долей этой величины, вносимых в использование среды передачи каждым классом пользователей, вычисленных при заданном профиле мультисервисного трафика и скорости передачи на звене 2,4 Гбит/с, и получены условия загрузки звена передачи, приемлемые для данных значений параметров.

Разработан и исследован алгоритм оптимизации по критерию стоимости узкополосной подсети ШИМКС, который обеспечивает распределение мультисервисного трафика, при этом учет марок классов пользователей осуществляется с помощью специальных процедур вычисления пиковости интенсивности нагрузки.

Показано, что возможен однозначный переход от маркированной интенсивности нагрузки ШИМКС к интенсивности нагрузки, описываемой своими первыми двумя моментами.

Исследован вопрос рационального в вычислительном отношении определения маргинального использования пучков каналов ШИМКС с учетом непуассоновского характера нагрузки. Предложена эффективная ф вычислительная процедура для нахождения маргинального использования при маркированной нагрузке. В рамках этой части работы исследована общая сходимость и ее скорость, а также сходимость некоторых базовых вычислительных процедур. Показано, что при приемлемой погрешности сходимость обеспечивается за 5-6 итерационных циклов.

Показано, что применение разработанного метода расчета качества обслуживания ШИМКС позволило повысить качество обслуживания пользователей Интернет при организации обходного направления в исследуемой ШИМКС для связи с этой сетью.

На основании разработанного в диссертации метода построены инженерные методики и программы расчета на современных ПК # качественных показателей реальных широкополосных интегрированных льтиссрвисных корпоративных сетей. Поскольку величина затрат вычислительных ресурсов и времени для проведения вычислений является вполне приемлемой, то данные методики могут быть использованы при проектировании реальных ШИМКС. Применяя разработанный в диссертации метод при проектировании сети ЗАО «Комстар», удалось сократить требуемый объем канального ресурса на 17%.

Результаты диссертационной работы были использованы при проектировании мультисервисной корпоративной сети ЗАО «Компания «МТУ-Информ», при разработке перспективного плана модернизации телекоммуникационной инфраструктуры ОАО МГТС для обслуживания трафика пользователей Интернет, при проектировании модемного пула ЗАО «МТУ-Интел».

Предложенные в диссертации модели оценки качества обслуживания пользователей проверены экспериментально на коммутационных узлах сети ЗАО «Компания «МТУ-Информ». Они показали хорошую согласованность теоретических результатов с результатами статистических измерений и, в частности, позволили спрогнозировать необходимую емкость модемного пула компании при обеспечении заданного качества обслуживания.

Отдельные теоретические результаты диссертации и методики были использованы на сетях ЗАО «Компания МТУ-Информ» и СЦС «Совинтел» при оценке качества обслуживания пользователей, при определении величин требуемых пропускных способностей в направлениях связи ШИМКС в ходе разработки проектных решений, связанных с масштабированием сети. Кроме того, результаты диссертации были использованы при построении схем подключений различного числа типов абонентских устройств и оптимизации их структурной конфигурации.

Библиография Цыбаков, Валентин Иванович, диссертация по теме Системы, сети и устройства телекоммуникаций

1. Башарин Г.П., Куренков Б.Е. Метод расчета индивидуальных характеристик избыточной нагрузки в сетях коммутации каналов. // Электросвязь, 1991, №6, сс.9-12.

2. Боккер П. ISDN. Цифровая сеть с интеграцией служб. Понятия, методы, системы. Перевод с немецкого Э.Б. Ершовой, Э.В. Кордонского. М.: Радио и Связь, 1991, с.302.

3. Бондарь Н.А. Разработка метода оптимизации числа каналов на сети связи при введении квазиэлектронных узлов коммутации. Кандидатская диссертация. М.: МТУ СИ, 1986.

4. Бондарь Н.А., Дедоборщ В.Г., Ершов В.А. Исследование пропускной способности и расчет емкости пучков каналов АМТСКЭ "Кварц" на сетях с обходами. // Электросвязь, 1985, №.6.

5. Бочаров П. П., Печинкин А.В. Теория массового обслуживания. М.: Изд. Российского Университета дружбы народов, 1995, с.529.

6. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. М.: ГИФ-МЛ, 1962, с.564.

7. Виноградов И.М. Основы теории чисел. М.: Наука, 1965, с. 172.

8. Волков Е.А. Численные методы. М.: Наука, 1982, с.256.

9. Ю.Гантмахер Ф. Р. Теория матриц. М.: Наука, 1967, с.575

10. Гнеденко Б.В. Курс теории вероятностей. М.: Наука, 1965, с.400.

11. Голышко А.В., Ершов В.А., Цыбаков В.И. Метод расчета емкости модемного пула Интернет-провайдеров. // Вестник связи, 2001, № 8, сс. 51-54.

12. Голышко А.В., Ершов В.А., Цыбаков В.И. Оценка эффективности введения мультисервисной интеграции на корпоративной сети. // Вестник связи, 2000, № 10.

13. Н.Голышко А.В., Ершов В.А., Цыбаков В.И. Оценка эффективностиинтеграции различных видов обслуживания на корпоративной мультисервисной сети. // Электросвязь, 2000, №12, сс.16-19.

14. Голышко А.В., Ершов В.А., Цыбаков В.И. Применение полиномиальной регрессии для аналитического представления данных статистических измерений в Интернет. // Вестник связи, 2001, № 9, сс. 66-69.

15. Голышко А.В., Ершов В.А., Цыбаков В.И. Статистический анализ качества предоставления Интернет-услуг модемным пользователям. // Вестник связи. 2001, № 7, сс.24-29.

16. Давыдов Г.Б., Рогинский В.Н., Толчан А.Я. Сети электросвязи. М.: Связь, 1977, с.360.

17. Дедоборщ В.Г., Ершов В.А., Ильина Л.Д., Левина Г.Б., Бондарь Н.А. Оценка точности критерия минимума капитальных затрат при расчете числа каналов на междугородной телефонной сети. // Электросвязь, 1989, № 10.

18. Дедоборщ В.Г., Ильина Л.Д., Левина Г.Б. Расчет числа каналов междугородной телефонной сети с обходами с учетом модульности систем передачи. // Электросвязь, 1985, № 3.

19. Демидович Б.П., Марон И.А. Основы вычислительной математики. М:, Наука, 1966, с.664.

20. Ершов В.А. Дисперсионные оценки нагрузки узлов коммутации, ф // Труды V Всесоюзного симпозиума по проблемам управления на сетяхи узлах связи. М.: Наука, 1985, сс.55-57.

21. Ершов В.А. Эволюция сетей связи как основы информационной инфраструктуры. //Перспективные средства телекоммуникаций и интегрированные системы связи. Часть 2. Институт проблем передачи информации. РАН. М., 1992, сс.457-461.

22. Ершов В.А., Бондарь Н.А. Оптимизация пучков каналов на сети связи методом случайного поиска. // Электросвязь, 1986, № 3.

23. Ершов В.А., Голышко А.В., Цыбаков В.И. Оценка качества обслуживания пользователей Интернет, включенных в электромеханические АТС. // Вестник связи, 2000, № 12, сс.70-72.

24. Ершов В.А., Ершов Дм.В. Управление канальными ресурсами ЦСИС наоснове его резервирования. // Электросвязь, 1994, № 12, сс.8-12.

25. Ершов В.А., Игельник М.Б. Вероятностные характеристики идеального неполнодоступного включения при неординарном потоке вызовов. // Электросвязь, 1988, № ю, сс.46-50.

26. Ершов В.А., Кузнецов Н.А. Метод расчета пропускной способности магистралей мультисервисных телекоммуникационных сетей. М.: Труды MAC, N1, 1999, сс.22-24

27. Ершов В.А. Кузнецов Н.А. Мультисервисные телекоммуникационные сети М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2003 ,-43 2с.

28. Ершов В.А., Куренков Б.Е., Сергеева О.Ф. Оптимизация иерархической узкополосной цифровой сети с интеграцией служб. // Перспективные

29. Щ средства телекоммуникаций и интегрированные средства связи. М.:

30. ИППИ РАН. Часть 2, 1992, сс.462- 481.

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

32. Корнышев Ю.П., Пшеничников А.П., Харкевич А. Д. Теория ф телетрафика. М.: Радио и Связь, 1996.

33. Корнышев Ю.Н., Фань Г.Л. Теория распределения информации. М.: Радио и связь, 1985. с. 184.

34. Лившиц Б.С., Фидлин Я.В., Харкевич А.Д. Теория телефонных и телеграфных сообщений. М.: Связь, 1971, с.304.

35. Поляк Б.Т. Введение в оптимизацию. М.: Наука, 1983, с.384.

36. Растригин JI.A. Системы экстремального управления. М.: Наука, 1974, с.632.

37. Растригин JI.A. Статистические методы поиска. М.: Наука, 1968, с.367.

38. Справочник по специальным функциям. Под редакцией А. Абромовица и И. Стеган. М.: Наука, 1979, с.832.

39. Уайлд Д. Дж. Методы поиска экстремума. Перевод с англ. под ред. А.А.

40. Фельдбаума. М.: Изд. "Наука", Главная редакция физико-математической литературы, 1967, с.268.

41. Хемминг Р. В. Численные методы. М.: Наука, 1968, с.400.

42. Хинчин А.Я. Цепные дроби. М.: Наука, 1978, с. 119.

43. Цыбаков В.И. Пропуск IP-трафика в мультисервисных сетях связи. Тезисы доклада на III Международной конференции Ассоциации документальной электросвязи «Состояние и перспективы развития Интернета в России», Ватутинки, 25-27 сент. 2002г.

44. Цыбаков В.И. Численные исследования дисперсионных свойств нагрузки. // Вестник связи, 2002, № 12, сс.55-58.

45. Цыбаков В.И. Организация обходов для Интернет-трафика на• мультисервисной корпоративной сети. Доклад на научной конференции проф.-препод., научного и инж.-тех. состава МТУ СИ «Состояние и перспективы развития Интернета в России», Москва, 28 янв. 2003г.

46. Цыбаков В.И. 4-я Международная конференция Ассоциации документальной электросвязи и информатизации «Состояние и перспективы развития Интернета в России», Москва, 3 0 сентября-02 октября 2003г.

47. Цыбаков В.И. Метод расчета маргинального использования пучка каналов при оптимизации структуры корпоративной сети. // Электросвязь, 2002, №4.

48. Юрасова JI.B. Разработка метода оптимизации емкостей пучков каналов и анализ их вероятностных характеристик при неоднородных нагрузках на узлах коммутации. Канд. диссертация. М.: МТУ СИ, 1991, с.235.

49. А Course of Teletraffic Engineering. Telecom Australia. Part I, Part II. 1978.

50. Ash G.R. Design and Control of Network with Dynamic Nonhierarchial Routing. IEEE Comm. Magazine. Oct. 1990.

51. Brooks S.H. Discussion of Random Methods for Seeking Maxima. Operating Research. Vol. 6. March-April. 1958.

52. Cost 224. Performance evaluation and design of multiservice networks. Commission of the European Communities. Information technologies and sciences. France Telecom. Final Report. 1991. pp. 222.

53. Cost 242. Interim report February, 1994.

54. Ershov V., Igelnik M. A Grade of Service Analysis for Multi-Channel Switching in ISDN. ITC-13, Copenhagen, June 19-26, 1991, p.891-898.

55. Ershov V., Yershov Dm. Modelling and Traffic Analysis of Multi-channel Trunk Reservation Switching System. Third German-Soviet Seminar on Flow Control and Integrated Communication Systems. Dortmund, October 1991. P. 8.1-8.10

56. Fakhr El Din M. E., Peiram L. Calculation of the Traffic Capacity of a Private Data Network. Ericsson Technics. 1974. N 2 p. 88-108

57. Fredericks A.A. Congestion in Blocking Systems A Simple Approximation Technique. The Bell System Technical Journal, v. 59, No.6, 1980, pp.SOS-SI?.

58. Griffits John M. ISDN Explained. Worldwide Network and Application Technology. Second Edition. John Wiley&Sons. 1995. 240 p.

59. Harrington James S. Equivalent High Usage Circuit and Their Application in the Analysis and Design if Local Network Employing Alternate Routing. ITC8, 135-1 135-8

60. Herzog U., Lorcher W., Lotze A., Scheherer R. Alternate Routing Tables for the Economic Dimensioning of Telephone Networks. Institute of Switching and Data Technics. University of Stuttgart. 1973.

61. Jagerman D.L. Methods in Traffic Calculations. BSTJ v.63. N 7, p. 12831310.

62. Katayama Т., Sumita S., Inamori H. Study on Traffic Design Method for Resource Sharing in Integrated Services Networks// Review of the Electrical Com. Lab. 1986. Vol.34. No.5.

63. Kelli F. Notes on Eective Bandwidths. University of Cambridge. 1997.Report.

64. Lindberger C. Simple approximations of overflow quantities for additional demands in the optimization. 10 ITC, 1983, Montreal.

65. Lindberger C. The Qualities of Overflow Traffic. An Extension of a Simple Approximation Method: Report in Swedish TELEVERKET, 1981. Ust81 016.

66. Mathcad 6.0 Plus. Финансовые, инженерные и научные расчеты в среде Windows 95,/Перевод с англ. М.: Информационно-издательский дом "Филинъ", 1996, с.712.

67. Pinski Е.А. Simple approximation for the Erlang loss function. Performance evaluation, No. 5, 1990, pp. 131- 136.

68. Pratt C.W. The concept of marginal overflow in alternate routing networks. 5 ITC, 1967, New-York, pp. 51-58.

69. Pratt C.W. The concept of Marginal Overflow in alternate routing. 5 ITC. 1967. N.-J. June, pp. 14-20.

70. Rahko K. Dimensioning Tables for Smooth, Poisson and Pecked Traffic Based on EERT. Report N 2/77. Helsinki University of Technology. Telecommunication Laboratory. Pp. 188.

71. Rahko K. Grade of Service-Design and Calculation. Helsinki University of Technology. Telecommunication Switching Laboratory. Otaakari 5 a 02150 ESPOO 15 Finland.

72. Rahko K. Some Methods for Approximation of Congestion. Helsinki University of Technology. Telecommunication Switching Laboratory. Report 1/83.

73. Rapp Y. Planning of Junction Network in Multi-exchange Area. I. General Principles. Ericsson Technics N1, 1964, p. 4-53.

74. Ross Keith W. Multiservice Loss Models for Broadband Telecommunication Networks. Springer, pp. 343.

75. Shinohara M. Generalization of Pratt's formula for dimensioning circuit-switched networks. // Computer Networks and ISDN Systems, 1990, v.20, pp.115-126.

76. Stallings W. ISDN and Broadband ISDN. McMillan Publ. Co., N.-Y., 1992, p.633.

77. Summers Ch., Dunetz B. ISDN. How to Get a High-Speed Connection to the Internet. John Wiley&Sons, Inc. 1995. pp. 346.

78. Szibicki E. Some Numerical Methods Used for Telephone Traffic Theory Applications. Ericsson Technics, 1964, N2, p. 31-37.

79. Table of the Erlang Loss Formula LM Ericsson, p. 207Stockholm 1979.

80. Tidblom S.-E. Complete equivalent band with formulae for loss rations. Cost 242 Technical document (036) 1992.

81. The Variance of Measured Traffic. Post Office Telecommunication Headquarters. Telecommunication Development Department. Teletrafflc Division. X 56 TD/76. TTR 3021 1976, 14 p.

82. Van Nielen Maarten F.L., Roosma Andre H. Economics of Multi-Service Networks: New Marginal Costs Formulae and Approximations. ITC 12. Torino. 1988. Pp.3.3 iiA.2.1- 3.3HA.2.7.

83. Wallstrom B. Methods for optimizing alternative routing networks.// Ericsson Technics, 1969, v.25, № 1.

84. Whitt W. Heavy-Traffic Approximation for Service System With Blocking. AT&T Bell Lab. Technical J. Vol. 63, N 5, 1984, pp. 689-708.1. Сокращения

85. ATM Asynchronous Transfer Mode, см. АСП В - берстность сообщения

86. САС управление доступом пользователя в сеть с ATM (Connection Admission Control)

87. CBR постоянная во времени битовая скорость

88. DWDM технология спектрального мультиплексирования (Dense

89. Wavelength Division Multiplexing)

90. EIF формула Эрланга для идеального неполнодоступного включения

91. Frame Relay трансляцией кадров

92. GoS качество обслуживания пользователей

93. HTLM язык гипертекстовой разметки (hypertext markup language)

94. HTTP транспортный протокол передачи гипертекста (hypertext transportprotocol)1.-сервер сервер, реализующий Интернет-протокол ISDN - см. У-ЦСИС

95. U-T Международный союз электросвязи QoS - качество предоставления услуг

96. SDH синхронная цифровая иерархия систем передачи информации

97. WAN региональная вычислительная сеть

98. АСП (ATM) асинхронный способ передачи сигналов

99. АТС автоматическая телефонная станция

100. АТС КУ коммутационный узел на базе АТС

101. ГИ режим группового искания

102. ИНПД идеальное неполнодоступное включение Эрланга ИП - интернет-пользователь ИС - Интернет-сессия ИУ - интернет-услуга

103. КМТС корпоративная мультисервисная телекоммуникационная сеть1. КС корпоративная сеть1. КУ коммутационный узел

104. ЛВС локальная вычислительная сеть

105. МГТС Московская городская телефонная сеть

106. МСКТС Мультисервисная корпоративная телекоммуникационная сеть

107. МСС мультисервисная сеть связи

108. МСЭ Международный союз электросвязи

109. МЭЗ метод эквивалентных замен1. ПК персональный компьютер

110. ПЛ промежуточная соединительная линия1. СК система коммутации1. СЛ соединительная линия

111. ТфОП телефонная сеть общего пользования

112. УИС узел исходящих сообщений

113. У-ЦСИС узкополосная цифровая сеть с интеграцией служб (ISDN) ФШПБСП — фиксированная ширина полосы битовой скорости передачи

114. ЦСК цифровая система коммутации

115. ЧНН час наибольшей нагрузки

116. ШМС широкополосная мультисервисная сеть

117. ШПБСП ширина полосы битовой скорости передачи1. ЭАТС Электронная АТС

Похожие работы

Радиотехника и связь
05.12.00