При вирішенні задачі розподілу мережевих ресурсів між різними службами, абонент кожної служби характеризується, з одного боку, традиційними параметрами трафіку:
- інтенсивністю вхідного потоку заявок на надання послуг к-й служби # 951; (К). викл / год;
- середньою тривалістю сеансу зв'язку Тс (к), с;
- питомої інтенсивністю навантаження # 947; (К) Ерл.
а з іншого боку, параметрами випадкового процесу. але що характеризують конкретного абонента к-й служби ШЦСІО:
- пікової (максимальної) бітової швидкістю передачі В (к) max. біт / с;
- середньої бітової швидкістю передачі ВСР; біт / с;
- пачковим до (к) n. яка визначається відношенням В (к) max / ВСР; біт / с;
- середнім часом піку Тр (к), с.
Реальний розмір переданих по мережі даних складається з безпосередньо даних і необхідного службового обрамлення, що становить накладні витрати на передачу.
Багато технологій встановлюють обмеження на мінімальний і максимальний розміри пакету. Так, наприклад, для технології Х.25 максимальний розмір пакета складає 4096 байт, а в технології Frame Relay максимальний розмір кадру - 8096 байт.
Таким чином, можна виділити наступні характеристики трафіку:
- «Вибухонебезпечність», пачковим,
- терпимість до затримок (джиттеру і абсолютним затримок),
- час відповіді на сигнальний запит або на будь-яку транзакцію
- обсяг трафіку і його розподіл в часі (доби, місяця і т.п.)
- швидкість джерела і необхідна пропускна здатність
- розподіл трафіку по мережних інтерфейсів відповідно до коефіцієнтів тяжіння
Ці характеристики з урахуванням маршрутизації, пріоритетів, з'єднань і т.д. як раз і визначають характер роботи додатків в мережі.
Найбільше проблем виникає при спробі «зібрати» безліч однофункціональних мереж в одну гнучку мультисервісну мережу.
Ще важче отримати таку мережу, яка б могла дозволити абсолютно всі проблеми, хоча б в найближчому майбутньому.
Обгрунтування проектних рішень мультисервісної мережі
На першому етапі проектування необхідно оцінити навантаження від різних терміналів і послуг, яку необхідно пропустити через проектовану мережу. Для оцінки навантаження необхідно знати:
· Типи послуг від терміналів,
· Питоме навантаження від кожного терміналу по кожній послузі,
· Статистичні властивості навантаження від кожної послуги,
· Сумарне навантаження від всіх послуг і терміналів,
· Розподіл навантаження за напрямками.
Для оцінки кількості терміналів використовуються різні методи:
· Маркетингові дослідження (наприклад, для мереж загального користування - в основу оцінок може бути покладено зростання продажів персональних комп'ютерів)
· Прогнозування зростання терміналів на основі наявних даних за попередній період (для корпоративних мереж) і т.п.
Навантаження, створювана кожним терміналом може бути оцінена на основі наявних статистичних вимірювань або нормативів.
Маючи на увазі, що в мультисервісних мережах використовуються в основному багатофункціональні термінали, здатні підтримувати різні послуги, необхідно оцінити навантаження по кожній послузі (сумарно - у вузлі доступу).
Для розподілу навантаження за напрямками використовуються методи, засновані на розрахунку коефіцієнтів тяжіння.
На другому етапі проектування мультисервісної мережі необхідно:
· Вибрати і обгрунтувати технології для реалізації транспортної мережі,
· Вибрати і обгрунтувати топології побудови транспортної мережі, включаючи топологію фізичного рівня (шина, зірка, кільце, змішана тощо), логічні топології організації з'єднань на фізичному рівні, а також на верхніх рівнях з урахуванням резервування фізичних шляхів, логічних каналів і організації альтернативних маршрутів,
· Деталізувати стеки і профілі протоколів трьох нижніх рівнів (оцінити необхідність підтримки, тип протоколу, його становище в стеці) по всіх мережевих вузлів (вузлів доступу, комутаторів, мультиплексорам, маршрутизаторів, шлюзів), включаючи службові протоколи мережевого рівня (ICMP, IGMP, IGRP , RSVP, протоколи маршрутизації)
· Визначити відповідно до обраної технологією і типом взаємодіючих мереж - типи мережевих інтерфейсів, пропускну здатність яких необхідно в подальшому розрахувати.
На третьому етапі проектування необхідно:
· Розрахувати обсяги сумарного (від всіх терміналів) інформаційного трафіку (в площині U), по кожній з послуг, а також загальний (сумарний) трафік з усіх послуг в точках концентрації, мультиплексування, інших видів агрегування трафіку мереж і вузлів доступу (AN)
· Розрахувати загальний (сумарний) інформаційний трафік з усіх послуг в вузлах комутації і маршрутизації магістральної мережі (CN) з урахуванням розподілу трафіку за напрямками між мережевими вузлами (включаючи вузли комутації-маршрутизації і сервери підтримки служб)
· Оцінити частку надлишкового трафіку, що вноситься службової частиною інформаційних протоколів, протоколів ТСР-UDP / IP,
· Оцінити частку надлишкового трафіку, що вноситься службовими протоколами, необхідними для:
Ø управління викликами (сигнальні протоколи SIP, ISUP, Q.931, PSTN-V5.2, H.225, ...)
Ø управління шлюзами (Н.245, Н.248, MGCP, RAS, ...)
· Вибрати дисципліни обслуговування черг для різних сервісів з дотриманням необхідних для даного сервісу показників якості обслуговування,
· Оцінити обсяги буферної пам'яті мережевих вузлів і необхідну продуктивність цих вузлів.
· Оптимізувати (оцінити і розрахувати) пропускну здатність використовуваних інтерфейсів для обраної топології мережі,
1. Вибір і обгрунтування технології для реалізації транспортної мультисервісної мережі
· Наявність відкритих стандартів на протоколи і інтерфейси, що використовуються в обраній технології
· Врахування досвіду інших операторів (включаючи зарубіжних) по експлуатації обраній технології
· Функціональні можливості обраній технології (підтримка необхідних показників якості функціонування - пропускної здатності, показників затримки, ймовірності втрат пакетів, надійності)
· Наявність повної лінійки устаткування, що підтримує обирану технологію і декількох конкуруючих вендорів
2. Деталізація стеків протоколів, включаючи протоколи верхніх рівнів для підтримки служб
Графічне відображення стеків протоколів, з деталізацією внутрішньосистемних і міжсистемних інтерфейсів, з посиланням на відповідні відкриті стандарти або із зазначенням на фірмові стандарти.
Приклад графічного відображення стека протоколів технології GPRS
Приклад графічного відображення стека протоколів Softswitch Nortel Networks.
Приклад графічного відображення інтерфейсів технології GSM
Приклад характеристик інтерфейсів і типів послуг, що надаються через ці інтерфейси.
Тип сервісу GSM
4. Статистичні властивості навантаження від кожної послуги,
Наприклад, на даних малюнках представлені графіки завантаження інтерфейсу Е1 стисненим мовним пакетним трафіком по годинах доби і днів тижня.
Наведені малюнки показують, що співвідношення між піковими обсягами інформації, що передається та середнім об'ємом переданої інформації, є величиною досить стабільною, що лежить в діапазоні - 2 ... 3. У розрахунках можна прийняти це співвідношення рівним 2,5.
Таке ж співвідношення між піковим навантаженням і середньої можна спостерігати і для послуг передачі даних.
Це дозволяє розрахувати пікові значення навантаження протягом години, знаючи середні значення навантажень. Середні значення навантажень можна обчислити на основі наявних статистичних даних.
Необхідна швидкість (інформаційна) Кбіт / с
Необхідна швидкість передачі інформації для кожного виду сервісу коливається в широких межах і залежить від наступних параметрів:
· Рівня обслуговування, обраного абонентом (більш високі рівні обслуговування мають більш високі тарифи і вимагають більш високої швидкості передачі інформації),
· Для визначення середніх швидкостей передачі інформації, необхідні відомості про статистичному структурному складі клієнтів (за рівнями доходів або платоспроможному попиту).
Час очікування відповіді на запит інформації - не більше 1 хв.
5. Сумарне навантаження від всіх послуг і терміналів.
Не маючи інших статистичних даних, можна вважати що трафік реального часу, що вимагає попереднього встановлення з'єднання і резервування смуги пропускання на весь час сеансу, в пакетних мережах не береться статистичному мультиплексуванню, а, отже, навантаження, створювану окремими терміналами, можна як і в ТМЗК - підсумовувати. Тобто підсумовуються (з урахуванням коефіцієнта концентрації в доступі) смуги пропускання, займані окремим розмовною з'єднанням. Смуга пропускання кожного розмовного з'єднання визначається типом використовуваного кодека і надмірністю протокольного стека RTP / UDP / IP.
Для трафіку не реальну часу, можна використовувати статистичне мультиплексування, тобто підсумовувати трафік від різних послуг з урахуванням Кпач.
6. Розподіл навантаження за напрямками.
Для розподілу навантаження від діалогових симетричних послуг (в першу чергу мовні послуги) за напрямками використовуються методи відомі з теорії побудови ТМЗК, а саме - засновані на розрахунку коефіцієнтів тяжіння.
Для перенесення трафіку з мереж ТМЗК в пакетні мультисервісні мережі, можна використовувати наявну ситуацію модель розподілу трафіку в ТМЗК.
У мережі, яка проектується вперше, немає таких вихідних даних. Тому, можна розрахувати коефіцієнти тяжіння з урахуванням розподілу кількості терміналів за напрямками.
Для якісного пропуску всіх видів трафіку по мультисервісної мережі, необхідно дотримуватися певні співвідношення між усіма видами трафіку. Відомо, що найбільш критичним до затримок (прямо впливає на якість передачі) є трафік реального часу.
Якщо необхідна пропускна здатність для трафіку реального часу досягає 30% від загальної пропускної здатності інтерфейсу, то якість передачі цього трафіку різко знижується. Тому, для гарантованого пропуску всіх видів трафіку на етапі проектування і початкової експлуатації мережі необхідно дотримуватися співвідношення між трафіком типу 1/2/3 як 30/30/40, тобто трафік реального часу має 30% від загальної смуги пропускання, трафік транзакцій - 30%, передача даних - 40%.
- оцінка кількості користувачів;
- для профілю G.7xx / RTP / UDP / IP / MPLS / ... оцінка надмірності трафіку.
Мовну навантаження можна оцінити трьома способами:
1-ий СПОСІБ. У Ерланген по типовим значенням з ВНТП
2-ий СПОСІБ. Навантаження можна оцінювати в кбіт / с для кожного типу кодека, з урахуванням резервування смуги пропускання і протокольної надмірності IP-технології.
3-ий СПОСІБ. Мовну навантаження можна оцінювати в КБ (Мбайтах).
Середньостатистична тривалість мовного сеансу N хвилин. При швидкості V кбіт / c, за одне з'єднання (виклик), можна передати N * V кбайт.