Планирования сетей связи последующего поколения

Планирования сетей связи
последующего поколения.
Методы расчета
Н.А. Соколов
д.т.н., проф. СПбГУТ
e-mail: sokolov@niits.ru
Три этапа при планировании сети
Полный цикл работ по
планированию сети
Этап II
Этап I
Этап III
Время
T0
T1
T2
T3
I – сбор и анализ исходных данных, II – постановка задач,
которые следует решить, III – решение поставленных задач.
1
Задачи расчета сети
Выбор рациональной
структуры сети
Определение пропускной
способности сети и ее
основных элементов
Оптимизация
экономических
характеристик работы сети
Постановка топологических
задач для сети NGN
Декомпозиция показателей
качества обслуживания IP
трафика (EoS, QoS, CoS)
Решение новых задач по
выбору структуры сети
Выбор адекватных
математических моделей и
методов исследования
Исследование моделей и
анализ полученных
результатов
Сложность выбора структуры сети
2
Формирование колец в сети доступа
Причины жалоб абонентов ТФОП
ISO Standards Compendium "ISO 9000 Quality Management, Sixth Edition", 1996.
3
Повышение надежности доступа в сеть
АЛ
РТ
МС
ТА
ТФОП
МТА
ЦКПС
БС
A1 = A2 = 0,999
A = 1 − (1 − A1 )(1 − A2 )
⇒ A ≈ 0,999999
(TO ≈ 1 мин.)
A1
A2
Прогнозирование скорости доступа
Technology Future Inc.
4
Экстраполяция прогнозов
Различия между странами можно обнаружить в трех
показателях исследуемых процессов:
• абсолютное значения максимума (амплитуда);
• скорость развития (частота);
• сдвиг начальной точки на оси "Время" (фаза).
F j (t ) – функция, соответствующая прогностической кривой в стране-аналоге.
kA = ϑ
GR
– коэффициент изменения максимума.
GM
tF = ξ
HM
t – измененное значение скорости развития.
HR
τ
– время отставания .
⇒ F (t ) = k A F j (t F − τ )
Алгоритм синтеза сети класса NGN
5
Алгоритм выбора структуры сети
I
II
Ввод исходных для модернизируемой сети – граф G(a, b)
Выбор вершины, с которой начинается синтез подграфа H(c, d)
III
Удаление вершины и добавление ребер в подграф
IV
Анализ значения капитальных затрат K и принятие решения
V
Переход к этапу III или завершение работы алгоритма
Алгоритм ТЭО
Технико-экономический анализ
Оценка возможности
реализации i-го
сценария
Коррекция ТЗ или
ряда результатов
Нет
Принятие решения
Решение
принято?
Разработка критериев
оценки возможных
сценариев
Да
Завершение
работы
6
Гипотеза о пуассоновском потоке (1)
Для расчета систем с потерями, на вход которых
поступает простейший поток заявок, используется
первая формула Эрланга. Если интенсивность
поступающей нагрузки равна Y , а количество линий V ,
то вероятность потери вызовов π определяется
следующей формулой:
YV
π = VV ! i .
Y
∑ i!
i =0
δ=
ω −π
.
ω
ω – измеренная величина потерь по вызовам.
Гипотеза о пуассоновском потоке (2)
L
25
20
Ca<1
Ca>1
15
10
5
0
-13 -7,6 -6,5 -3,2 -2,2 -2,1 -1,9 -1,8 -1,2 -1
-0,5 -0,4 -0,3 -0,2 -0,1
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
δ
L – частота появления ошибки δ
7
Влияние задержки на QoS
Показатели качества обслуживания
В таблице приведены значения показателей QoS для всех шести классов
(рекомендация ITU-T Y.1541). Эти значения определяются для таких
показателей: IPTD – задержка переноса IP пакетов, IPDV – вариация
задержки IP пакетов, IPLR – доля потерянных IP пакетов, IREP – доля
искаженных IP пакетов.
Класс QoS
IPTD
IPDV
IPLR
IREP
0
100 мс
50 мс
10-3
10-4
1
400 мс
50 мс
10-3
2
100 мс
U
10-3
3
400 мс
U
10-3
4
1с
U
10-3
5
U
U
U
U
8
Аспекты QoS: норма для IPDV
F(t) – Функция распределения времени задержки IP пакетов
1,0
∆F(t)=0,001
IPDV = TMAX − TMIN
Время
0
TMIN
TMAX
Декомпозиция показателей QoS (1)
9
Декомпозиция показателей QoS (2)
Характер входящего потока заявок
Вывод: пуассоновский поток вызовов в телефонной
сети порождает пуассоновский поток IP пакетов, но …
10
Количество обслуживающих линий
При использовании приоритетных дисциплин:
V =1
При использовании N раздельных очередей:
N однолинейных систем
Расчет характеристик СеМО
" Легко " исследуемая СеМО : совокупность систем М / М /1
Одна из интересных задач: оценка ошибки при переходе к
моделям вида G/G/1 для вычисления характеристик СеМО.
Основание для замены модели: ошибка оценки функции
распределения времени задержки заявок S(t) растет при
повышении t, а ошибка при расчете квантиля снижается.
Асимптотические оценки: поведение СеМО определяется
характеристиками наиболее загруженной СМО (так
называемое “узкое горло”).
11
Разработка методов расчета СМО (1)
1. Исследование систем вида G/G/V/n/f1
методом имитационного моделирования.
2. Аппроксимация результатов
моделирования за счет результатов,
полученных для более простых моделей, и
оценка возникающих ошибок.
3. Исследование алгоритмов, отличных от
FIFO и относительных приоритетов, для
изучения соответствующих процессов в
оборудовании NGN.
Разработка методов расчета СМО(2)
λ = min {λ j },
µ = max {µ j }.
12
Разработка методов расчета СМО (3)
S (1) =
1
µ1 − λ
π = e − ( µ −λ )τ
2
⇒ µ1 = λ +
⇒ µ2 = λ −
1
.
S (1)
ln(π )
τ
.
µ = max{µ1 , µ2 }.
В любом случае : µ = λ + C. C ≠ f (λ ).
Для систем с потерями : V ≈ α Y + β .
Разработка методов расчета СМО (4)
σ S21
ρ1 ( ρ 2 )
13
Планирование сетей связи
последующего поколения.
Методы расчета
Вопросы?
Дополнительная информация на сайтах:
http://www.protei.ru
http://www.niits.ru
http://nicksokolov.narod.ru
14