АЛМАТИНСКИЙ ИНСТИТУТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ

 

Кафедра Автоматическая электросвязь

 

 

 

АБОНЕНТСКИЙ ДОСТУП И СЕТИ ИНТЕГРАЛЬНОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ

 

Методические указания к выполнению лабораторных работ

(для студентов всех форм обучения специальности 380140-Сети связи и системы коммутации)

 

 

Алматы  2004

 

 

СОСТАВИТЕЛЬ: Ю.М. Гармашова. Абонентский доступ и сети интегрального обслуживания. Методические указания к выполнению лабораторных работ (для студентов всех форм обучения специальности: 380140 - Сети связи и системы коммутации). – Алматы: АИЭС, 2004. –  24 с.

 

 

 

Методические указания содержат указания по подготовке к проведению лабораторных работ, в них приведены описания каждой лабораторной работы, дан теоретический материал для проведения лабораторных работ, приведена методика лабораторных работ, контрольные вопросы и список рекомендуемой литературы.

Все лабораторные работы должны быть проведены в компьютерном классе.

Методические указания предназначены для студентов всех форм обучения специальности: 380140 - Сети связи и системы коммутации.

Ил. 5, табл. 8, библиогр. –  8 назв.

 

 

Рецензент: д-р техн. наук, проф. Г.П. Данилина.

 

 

Печатается по плану издания Алматинского института энергетики и связи на 2003 г.

 

 

 

ã                        Алматинский институт энергетики и связи, 2004г.

 

1 Лабораторная работа. Изучение процесса обмена информацией в цифровой сети интегрального обслуживания

 

1.1        Цель работы

 

Получение навыков по изучению процесса обмена информацией в цифровой сети интегрального обслуживания

 

1.2   Теоретический материал

 

Управление процессом обмена информацией в цифровой сети интегрального обслуживания осуществляется на коммутационных узлах. Проблемы управления коммутационной системой цифровой сети интегрального обслуживания описываются при исследовании методов управления процессом обмена информацией в ЦСИО, управления интенсивностью потоков информации.

Устройства, обеспечивающие функционирование систем коммутации ЦСИО, осуществляют обслуживание поступающих потоков информации. К таким устройствам относятся линии связи, блоки питания, преобразователи, регистры и т.д.

Для простоты в дальнейшем будут использоваться термины устройства - "линии", вызов абонента (звонок) – "требование", использование линии совместно с устройствами на её концах для обслуживания в течение некоторого времени – "занятие".

Число необходимых линий определяется интенсивностью поступающих потоков требований и временем занятия, т.е. предъявляемым к коммутационным системам или коммутационным устройствам требованиям, определяются такими параметрами как поток требований и продолжительность занятия. В связи с этим для изучения процесса обмена информацией определим следующую постановку задачи.

Предположим, что число линий в коммутационной системе коммутационного узла ЦСИО равно N. Пусть создается пуассоновский поток требований от S источников, который поступает на коммутационную систему. Поток требований характеризуется интенсивностью, выражаемой числом требований в единицу времени. Пуассоновский поток требований имеет постоянную интенсивность. Все продолжительности состояния занятости распределены экспоненциально с одним и тем же средним значением, а нагрузка имеет пуассоновское распределение и называется чисто случайной. Если на пучок N линий в коммутационной системе поступает случайная нагрузка А, то в нем происходит обслуживание некоторой фактической нагрузки Y, а остальная часть не принимается на обслуживание. Необходимо определить параметры потока информации и показатели качества обслуживания.

При расчете коммутационной системы обычно исходят из характеристик потока, наблюдаемого в течение более или менее длительного времени - часа наибольшей нагрузки (ЧНН), т.е. интервала 60 мин., когда нагрузка максимальна, а коммутационные устройства и пучки линий должны функционировать с соответствующей эффективностью. Статистические параметры /средние значения/ и дисперсия некоторого числа одновременно занятых линий коммутационной системы не должны зависеть от времени t [1].

Рассмотрим эти необходимые параметры. Средняя продолжительность занятия tср. представляет среднее значение случайной продолжительности занятия и определяется как сумма значений времен занятия, деленная на общее число занятий в течение определенного периода наблюдений /пусть в среднем 1 - 3 мин./. Интенсивность обслуживаний

 

.                                                      (1.1)

 

Интенсивность потока требований l есть среднее число требований, отнесенное к единице времени, и называется также интенсивностью вызовов. Обратная величина  - средний интервал между поступлениями требований

 

.                                                       (1.2)

 

Вызов, например, на АТС поступает в среднем через 3 - 6 сек.

Интенсивность нагрузки (в Эрлангах) численно равна среднему числу одновременно занятых линий и определяется как нагрузка, делённая на интервал времени, из чего вытекает безмерный характер Эрланга как единицы измерения интенсивности нагрузки. Вероятность занятости линии равна интенсивности нагрузки, обслуженной этой линией. Интенсивность поступающей нагрузки есть интенсивность нагрузки, которая могла быть обслужена.

Следовательно,

.                                                   (1.3)

 

Потери (вероятность потерь) - вероятность того, что поступившие требования будут отклонены из-за блокировки, оценивается как число отклоненных требований, деленное на число поступивших требований за определенное время. Если за вероятность обслуживания взять некоторую величину, то вероятность потерь

 

.                                                  (1.4)

 

Нагрузка Y в Эрлангах есть интенсивность нагрузки, обслуженной коммутационной системой. Для систем с потерями  

 

,

 

а для систем с ожиданием .

Среднее число занятых каналов

 

                                                 (1.5)

 

где  

 

Вероятность того, что канал занят:

 

,                                                   (1.6)

 

где N - число каналов.

 

,                                                        (1.7)

 

где n – количество свободных каналов.

 

Среднее время простоя каналов:

 

                                            (1.8)

 

Итак, эффективность функционирования характеризуют:

-     пропускная способность;

-     потери или время полной загрузки при заданной обслуженной нагрузке;

-     среднее время ожидания или простоя канала.

При этом необходимо учитывать связь между качеством обслуживания и затратами (числом линий и коммутационных элементов).

 

 

 

 

 

 


Рисунок 1.1

 

 

 

1.3   Проведение лабораторной работы

 

1.3.1 Составить структурную схему коммутационной системы на определенное число линий.

1.3.2 Для указанного по варианту типа линий определить оптимальное число каналов N, вероятность занятости Рзан и время простоя одного канала tпр. Для этого составить программу на языке Pascal.

1.3.3 Все полученные результаты свести в таблицу, провести анализ достаточной эффективности коммутационной системы.

1.3.4 Построить графики зависимостей числа каналов от вероятности занятости каналов и времени простоя.

Исходные данные приведены в таблицах 1 и 2.

 

Таблица 1

Вариант

Тип линий

tСР, сек

tВ, сек

n

1

Проводной

160

3,0

10

2

Кабельный

100

3,8

20

3

Коаксиальный

65

3,2

15

4

Проводной

150

4,5

22

5

Кабельный

120

5,2

6

6

Коаксиальный

70

3,0

12

7

Проводной

140

6,0

9

8

Кабельный

60

5,5

11

9

Коаксиальный

75

3,9

18

10

Проводной

120

4,0

25

 

Таблица 2

Вариант

Тип линий

Шаг изменения tСР

Шаг изменения tВ

1

Проводной

10

5

2

Кабельный

20

3

3

Коаксиальный

10

7

4

Проводной

15

6

5

Кабельный

10

4

6

Коаксиальный

20

5

7

Проводной

10

3

8

Кабельный

15

7

9

Коаксиальный

10

6

10

Проводной

5

4

 

Тип системы с потерями или с ожиданием указывает преподаватель.

1.3.4 Сделать выводы.

 

 

1.4   Контрольные вопросы

 

1.4.1 Назовите основные характеристики канала связи.

1.4.2 Чем характеризуется эффективность использования канала связи?

1.4.3 Как определить основные характеристики процесса обмена информацией в цифровой сети интегрального обслуживания?

1.4.4 От каких характеристик зависит выбор числа каналов системы обслуживания?

 

 

2 Лабораторная работа. Оценка среднего времени установления соединения на сети абонентского доступа цифровой сети интегрального обслуживания

 

2.1 Цель работы

 

Изучение процесса установления соединения в цифровой сети интегрального обслуживания и оценка среднего времени установления соединения на сети абонентского доступа.

 

2.2 Теоретический материал

 

Цифровая сеть интегрального обслуживания (ЦСИО) создается на базе цифровой телефонной сети с использованием станций этой сети, их межстанционных каналов, абонентских линий и ресурсов системы общеканальной сигнализации. Для целей сигнализации в ЦСИО на абонентском участке применяются средства D-канала, а на межстанционном участке – система сигнализации №7 (СС-7) [2].

На абонентской сети (базовом доступе) информация пользователя ЦСИО передается по двум В-каналам со скоростью 64 кбит/с в каждом, а информация сигнализации (S – информация) – по D-каналу со скоростью 16 кбит/с. По D-каналу могут также передаваться низкоскоростные сигналы данных (Р - информация) и данных телеметрии (Т – информация). В целом система сигнализация ЦСИО на абонентском участке представляет собой трехуровневую систему, определенную рекомендациями МСЭ-Т I.420 – I.450. В лабораторной работе предлагается метод оценки среднего времени установления соединений в ЦСИО для процедуры с коммутацией каналов.

Время установления соединения на ISDN сети включает два слагаемых wP и wЦСИО. Величина wP определяется временем реакции вызываемого терминала. Её максимальное значение не может превосходить величину тайм-аута Т, значение которого определяется в рекомендации Q.118. Поэтому для оценки времени установления соединения достаточно определить wЦСИО. Её величина состоит из КD слагаемых, значения которых обусловлены задержками сообщений на абонентском участке, и КСС7 слагаемых, соответствующих задержкам сообщений на межстанционном участке:

 

.                                       (2.1)

 

Для простоты примем, что средние значения  совпадают и равны , а средние значения  равны . Тогда для среднего значения wЦСИ О справедливо выражение:

 

.                                (2.2)

 

Таким образом, задача оценки среднего времени установления соединения сводится к оценкам  и .

В данной лабораторной работе рассмотрим оценку среднего времени установления соединения на сети абонентского доступа цифровой сети интегрального обслуживания методом задержки сигнальной информации в D-канале.

 

Метод задержки сигнальной информации в D-канале.

Схема эталонной модели подключения терминалов ЦСИО приведена на рисунке 2.1. В данной модели к одному сетевому окончанию может быть подсоединено n £8 терминалов TEi. Через NT сигнальные сообщения от всех терминалов поступают по D-каналу на станцию ЕТ. Канал D – двусторонний, причем вся передаваемая по нему информация отражается обратно при приеме, что называют отражением в D-канале. Все терминалы следят за отраженными данными в D-канале и в случае несовпадения переданных и отраженных данных прерывают


Рисунок 2.1

 


передачу и ожидают освобождения D-канала. Обозначим lS, lP, lT соответственно интенсивности поступающих от одного терминала пуассоновских потоков S-, P- и Т – сообщений. Тогда на NT поступают потоки высокоприоритетных сообщений интенсивностью  и низкоприоритетных сообщений интенсивностью  (рисунок 2.3). Каждому переданному через NT сообщению предшествует передача m последовательных «1», причем


 


Рисунок 2.2

 

8£m£11, что соответствует состоянию «Проверка D-канала» терминала, получившего доступ к линии связи. Учитывая длину передаваемых по D-каналу сообщений, будем считать, что она включает и эти m бит.

Пусть qS – среднее число S-сообщений, ожидающих передачи в буфере ТЕ, а QS=nqS – среднее суммарное число S-сообщений, ожидающих передачи через сетевое окончание NT. Тогда

 

.

 

Согласно формуле Литтла левая часть этого равенства есть среднее время ожидания S-сообщений в буфере ТЕ, а правая часть – среднее время ожидания высокоприоритетных заявок в системе массового обслуживания с одним прибором, относительным приоритетом и двумя поступающими потоками интенсивностью LS и LPT. Поскольку эти две величины совпадают, для определения средней задержки сигнального сообщения на абонентском участке можно воспользоваться следующей формулой:

 

,                                  (2.3)

 

где vD  - скорость передачи по D-каналу;

bS,bPT – вторые начальные моменты длин высокоприоритетных и низ-коприоритетных сообщений соответственно;

 - нагрузка потока S-сообщений, поступающих через сетевое окончание NT на станцию, Эрл;

lS – средняя длина S-сообщений.

 

2.3 Проведение лабораторной работы

 

2.3.1 С помощью описанного метода  провести численный анализ ISDN по оценке среднего времени установления соединения в абонентской сети ЦСИО для случая соединения с коммутацией каналов.

2.3.2 Построить график зависимости  от  нагрузки, создаваемой сигнальными сообщениями.

Исходные данные должны быть определены в предположении, что рассматриваемая система удовлетворяет требованиям рекомендаций МСЭ-Т на качественные и вероятностно-временные характеристики.

В расчете надо принять, что по D-каналу передаются сообщения максимальной длины. Заметим, что по рекомендации МСЭ-Т нормальной нагрузкой в D-канале считается величина, не превосходящая 0,1 Эрл.

Примем допущения:

bS = 3,318*105; bS = bPT;  LS = LPT.

Исходные данные приведены в таблицах 3 и 4.

 

Таблица 3


Вариант

lS, байт

1

96

2

102

3

140

4

93

5

52

6

84

7

42

8

120

9

64

0

105

 

 


Таблица 4

Вариант

pS

Шаг изменения pS

1

0,1

0,15

2

0,2

0,1

3

0,3

0,02

4

0,4

0,04

5

0,2

0,05

6

0,01

0,1

7

0,02

0,17

8

0,03

0,1

9

0,04

0,12

0

0,05

0,14

 

2.3. Сделать выводы.

 

2.4 Контрольные вопросы

 

2.4.1 Где происходит задержка информации на абонентской части сети?

2.4.2 Что такое базовый и первичный доступ?

2.4.3 Какова скорость D-канала на абонентской части сети?

2.4.4 Какова скорость D-канала на первичном доступе?

2.4.5 Объясните изучаемый метод задержки?

 

 

3 Лабораторная работа. Оценка среднего времени установления соединения на межстанционном участке цифровой сети интегрального обслуживания

 

3.1 Цель работы

 

Изучение процесса установления соединения в цифровой сети интегрального обслуживания и оценка среднего времени установления соединения на межстанционном участке.

 

3.2 Теоретический материал

 

Время установления соединения в ISDN включает два слагаемых wP и wЦСИО. Величина wP определяется временем реакции вызываемого терминала. Её максимальное значение не может превосходить величину тайм-аута Т, значение которого определяется в рекомендации Q.118. Поэтому для оценки времени установления соединения достаточно определить wЦСИО. Её величина состоит из КD слагаемых, значения которых обусловлены задержками сообщений на абонентском участке, и КСС7 слагаемых, соответствующих задержкам сообщений на межстанционном участке:

 

.                                        (3.1)

 

Для простоты примем, что средние значения  совпадают и равны , а средние значения  равны . Тогда для среднего значения wЦСИ О справедливо выражение:

 

.                                (3.2)

 

Таким образом, задача оценки среднего времени установления соединения сводится к оценкам  и .

В данной лабораторной работе рассмотрим оценку среднего времени установления соединения на межстанционном участке цифровой сети интегрального обслуживания методом задержки сигнальной информации.

 

Метод задержки сигнальной информации на межстанционном участке

Для определения величины w применим метод, предложенный в [2] и модифицируем его с учетом особенностей применения СС-7 и ЦСИО. В данном методе под задержкой сигнального сообщения на межстанционном участке понимается время его обработки на различных функциональных уровнях в процессе передачи по маршруту сети СС-7. Введем величину nПС – число транзитных пунктов сигнализации и nПОС – число пунктов обработки сигналов на маршруте сети СС-7. Тогда величина (nПС+nПОС+1) соответствует числу звеньев сигнализации данного маршрута. Предполагая независимость задержек сигнальных сообщений на всех функциональных уровнях, получаем

 

   (3.3)

 

где  – среднее значение задержки сигнального сообщения на звене сигнализации  при прохождении последовательности уровней 2-1-2, включая время ожидания в очереди на передачу и время ретрансляции в случае ошибочной передачи.

Величины и  равны средним временам обработки сигнальных сообщений на уровнях 3 и 4 соответственно.

Из [2,3] следует, что

                      (3.4)

 

где  -  средняя длина значащей сигнальной единицы (бит);

l0  -длина заполняющей сигнальной единицы (бит);

vCC7  -скорость передачи (бит/мс);

Pбит - коэффициент ошибок в канале;

pCC7 - нагрузка на канал СС-7 (Эрл);

TL - время распространения сигнала в петле связи (мс).

 

Из [2] и [4] известны две оценки , которые приводятся в таблицах 5 и 6 соответственно. В [4] также предложена оценка , которая приведена в таблице 5. Таким образом, с использованием оценки ,  и формулы (3.4) для определения w212 может быть получена оценка  по формуле (3.3).    

 

Таблица 5

pCC7

£ 0,2

16

144

0,2< pCC7 £0,3

36

194

0,3< pCC7£0,5

95

255

 

 

 

 

 

Таблица 6

 ,байт

 для  pCC7

Норма 0,2 Эрл

Норма + 30 %

23

19

60

50

22

70

140

33

100

279

55

160

 

3.3 Проведение лабораторной работы

 

3.3.1 С помощью описанного метода  провести численный анализ по оценке среднего времени установления соединения  в ЦСИО для случая соединения  с коммутацией каналов.

Исходные данные должны быть определены в предположении, что рассматриваемая система удовлетворяет требованиям рекомендаций МСЭ-Т на качественные и вероятностно-временные характеристики.

3.3.2 Используя рассчитанную ранее , провести расчет значений  двумя способами. При первом способе для оценки w3 будем использовать таблицу 5, а при втором  -  таблицу 6. В обоих случаях будем считать, что

 

pS = 0,1, nПС = 1, nПОС= 0,  Pбит = 10-6, l0 = 6, vCC7 = 64 кбит/с,TL= 4*10-3.

 

Значение  определяется по таблице 5, а расстояние между станциями равно 30 км. Величина lСС7 определена из рекомендаций МСЭ-Т lСС7 = 105байт.

КD=6, КCC7=4

3.3.3 Построить график зависимости  от pCC7 нагрузки на канал СС-7.

3.3.4 Построить график зависимости  от  средней длины значащей сигнальной единицы.

3.3.5 Сделать выводы.

 

3.4 Контрольные вопросы

 

3.4.1 Где происходит задержка информации на станционной сети?

3.4.2 Что такое первичный доступ?

3.4.3 Какова скорость D-канала на первичном доступе?

3.4.4 Объясните изучаемые методы задержки?

 

4 Лабораторная работа. Изучение систем с адаптивной коммутацией  цифровой сети интегрального обслуживания

 

4.1 Цель работы

 

Изучение принципов функционирования систем с адаптивной коммутацией цифровой сети интегрального обслуживания.

 

4.2 Теоретический материал

 

Рассмотрим систему с адаптивной коммутацией (АК).

При адаптивной коммутации вся информация передается кадрами. Кадр состоит из двух областей: области с коммутацией каналов (КК), она разделена на N1 каналов для передачи речи, и области с коммутацией пакетов (КП), она разделена N2 каналов для передачи пакетов. Кроме того, пакеты могут занимать любой из N1 каналов области коммутации каналов, если этот канал не используется для передачи речи.

Речевая нагрузка считается нагрузкой первого класса, а передача пакетов считается нагрузкой второго класса. Вызов первого класса имеет абсолютный приоритет перед нагрузкой второго класса. Вызов первого класса блокируется, если при его поступлении все каналы заняты обслуживанием нагрузки первого класса. Если при поступлении вызова первого класса канал занят пакетом, то вызов первого класса может при необходимости сбросить пакет, занимающий один из канальных интервалов области КК. Сброшенный пакет (нагрузка второго класса) возвращается в очередь и ожидает в порядке поступления освобождение канала для завершения обслуживания. Такая стратегия управления кадром называется схемой с подвижной границей.

Вызов первого класса блокируется, если при его поступлении все каналы заняты обслуживанием нагрузки первого класса.

Если использовать канальные интервалы первого класса для улучшения производительности системы по нагрузке второго класса сверх нормальной величины, рассчитанной на N2 канальных интервалов в кадре, то могут возникнуть чрезвычайно большие очереди пакетов и возникает перегрузка. Такое явление наблюдается, если продолжительность занятия для нагрузки первого класса значительно больше длительности пакетов, и происходит из-за того, что во время продолжительности обслуживания вызова поступают пакеты, переполняющие систему. Для устранения перегрузки применяют стратегию подвижной границы, направляя пакеты в область КК, но при этом нельзя рассчитывать на увеличение производительности.

При обслуживании нагрузок первого и второго классов вводятся следующие обозначения:

-       r1 – коэффициент использования системы для нагрузки первого класса;

-       r2 – коэффициент использования системы для нагрузки второго класса;

-       m1 и m2 – интенсивности обслуживания нагрузки первого и второго классов.

Задержка нагрузки второго класса при абсолютном приоритете нагрузки первого класса обозначается m2·E(T).

Отношение интенсивностей обслуживания первого и второго классов

 

µ = m2 / m1.

         

Для определения нормированной задержки нагрузки второго класса в кадре необходимо рассмотреть три случая [7]:

а) в системе нет перегрузки r2 < 1, тогда

 

m2·E(T) = ,

 

где  = ;

 

б) в системе r2 = 1, тогда

 

m2·E(T) = ;

 

в) в системе перегрузка r2 > 1, тогда

 

m2×E(T) = ,

 

где  = 2 - r2 -  .

4.3 Проведение лабораторной работы

4.3.1 Рассмотреть систему с адаптивной коммутацией (АК) (с подвижной границей), определить общую скорость передачи по тракту и число каналов нагрузки первого класса, при 

 

N = N1 + N2,

 

где N – число канальных интервалов в цикле;

N1 – число каналов, выделенных под нагрузку первого (речь) класса;

N2 – число каналов, выделенных под нагрузку второго класса (пакеты).

4.3.2 Построить график зависимости нормированной задержки m2·E(T) нагрузки второго класса от коэффициента использования r2 для трёх случаев:

 

µ = m2 / m1 = 10; 100; 10000,

 

где m1 и m2 – интенсивности обслуживания нагрузки первого и второго классов.

4.3.3 Охватить весь диапазон значений r2, включая область перегрузки.

4.3.4 Объяснить влияние увеличения µ на задержку.

 

Для проведения расчета примем допущения:

Пусть r1 £ 1 для поддержания сравнительно низкой величины вероятности блокировки.

Для случая r2 < 1, значения задержек вычислить для r2 Î[0;1] с шагом 0,1.

Для случая r2 > 1, значения задержек вычислить для r2 Î[1;2] с шагом 0,1.

Исходные данные приведены в таблице 7.

 

Таблица 7

Параметры

Номер варианта

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

N

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

r1

0,1

0,02

0,01

0,04

0,05

0,09

0,03

0,08

0,07

0,06

N2

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

 

 

4.4 Контрольные вопросы

 

4.4.1 Из чего состоит кадр адаптивной коммутации?

4.4.2 При каких условиях возникает блокировка нагрузки первого класса?

4.4.3 Почему возникает перегрузка в системе?

4.4.4 Привести варианты уменьшения перегрузок?

 

 

 

 

 

 

 

5 Лабораторная работа. Оценка характеристик трафика широкополосной цифровой сети интегрального обслуживания

 

5.1 Цель работы

 

Изучение и расчет характеристик трафика широкополосной цифровой сети интегрального обслуживания 

 

5.2 Теоретический материал

 

Широкополосная цифровая сеть интегрального обслуживания требует гибкого изменения ширины полосы пропускания канала между пунк­тами передачи и приема информации. Пакетная коммутация АТМ технологии с предварительным выбором виртуальных путей и кана­лов обеспечивает плавное изменение ширины полосы пропускания канала практически на любую величину [5] вплоть до использова­ния всей сети для передачи информации между двумя заданными пунктами. По мере необходимости увеличения ширины полосы про­пускания канала между определенными пунктами передачи инфор­мации в сети виртуальные пути передачи захватывают все большую и большую часть сети. Это связано с нерегулярностью генерации информации источниками к тому же с различной скоростью.

Будем характеризовать каждую службу скоростью, с которой источник формирует (генерирует) битовую информацию. При этом необходимо отметить, что скорость поступления во многом опре­деляется способом кодирования и сжатия данных и, следователь­но, зависит от умения осуществлять обработку сигналов, достиг­нутого уровня технологии и стоимости обработки.

Генерирование информации источником в самом общем ви­де может быть представлено с помощью стохастического процесса b(k)(t), изображенного на рисунке 5.1. Процесс передачи информации продолжается в течение отрезка времени Т. Это может быть дли­тельность ведения телефонного разговора, сеанс взаимодействия с ЭВТ для передачи данных, сессия видеоконференции и т.д. Стохастический процесс можно характеризовать [6]:

-                    максимальной (пиковой) скоростью передачи источника k службы ;    

-       средней скоростью передачи источника k-и службы ;

-          соотношением между пиковой и средней скоростью источника k службы, т. е. коэффициентом пачечности или пачечностью  ;

-        средней длительностью пика Тp(k).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Рисунок 5.1 - Процесс генерирования информации источником с изменяющейся скоростью передачи

 

Очевидно, что даже для одной службы стохастический про­цесс от сеанса к сеансу может протекать по-разному, но пиковая и средняя скорость передачи, а также коэффициент пачечности или пачечность достаточно полно характеризуют службу. Пачечность речевых служб в основном связана с периодом активности абонента и паузами в разговоре, каждый из которых, как правило, продолжается около 50% времени.

С помощью кодирования всегда можно преобразовать ско­рость передачи, генерируемую источником с изменяющейся ско­ростью передачи, в скорость с фиксированным значением за счет снижения качества обслуживания при ограничении пиковой скоро­сти (рисунок 5.2,а) или за счет снижения эффективности использова­ния пропускной способности канала путем передачи фиктивной информации (рисунок 5.3,б) На рисунке 5.3,а показано, что источнику предоставляется сетью скорость передачи, которая меньше пико­вой скорости. В результате этого в те промежутки времени, когда скорость, необходимая источнику, превышает скорость, предос­тавляемую сетью, происходит снижение качества обслуживания. И наоборот, на рисунке 5.3,б показано, что скорость передачи, предос­тавляемая источнику информации, всегда больше или равняется требуемой, что приводит к нерациональному расходу сетевых ресурсов.

Одним из ключевых понятий в описании широкополосных се­тей является скорость передачи службы, определяемая в рекомендациях ITU-T по ШЦСИО как скорость передачи инфор­мации, доступная пользователю данной службы. В соответствии с этой характеристикой все службы ШЦСИО можно разделить на две категории: с постоянной скоростью передачи (ПСП) и с изме­няющейся скоростью передачи (ИСП).

Службы с ИСП  могут быть разделены на службы стартстопного и непрерывного типов. Для стартстопных служб с ИСП характерно наличие в информационном потоке периодов активности и пауз (информационно-поисковые системы): скорость передачи в таких системах меняется скачком от нуля до ВMAX.

В службах с ИСП непрерывного типа скорость передачи в течение сеанса связи меняется плавно (цифровая видеотелефония со статистическим кодированием).

При решении задачи распределения сетевых ресурсов меж­ду различными службами абонент каждой службы характеризует­ся, с одной стороны, традиционными параметрами графика:

-     интенсивностью входящего потока заявок на предоставле­ние услуг k службы  y(k), выз/час;

- средней длительностью сеанса связи Тc(k), с;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Рисунок 5.2 - Преобразование источника с изменяющейся скоростью передачи в источник с постоянной скоростью передачи за счет снижения качества обслуживания (а) и эффективности использования пропускной способно­сти цифрового тракта (б)

 

-            удельной интенсивностью нагрузки

η(k) = γ(k) Тc(k) / 3600 Эрл,                                       (5.1)

 

а, с другой стороны, параметрами упомянутого выше случайного процесса, но характеризующими конкретного абонента k службы ШЦСИО (определены Рек. ITU-T 1.311):

- пиковой (максимальной) битовой скоростью передачи Вmax(k);

- средней битовой скоростью передачи Вcp(k);

- пачечностью kп(k), определяемую отношением Вmax(k) / Вcp(k);

- средним временем пика Тp(k) .

Службы с ПСП характеризуются тем, что на всей длительности сеанса связи скорость передачи информации Вmax(k) (пиковая скорость) остается постоянной (например, цифровая телефония   без   обнаружения   пауз   и   использования статистического уплотнения) [8].

 

5.3 Проведение лабораторной работы

 

5.3.1 Ознакомиться с основными характеристиками широкополосной цифровой сети интегрального обслуживания.

5.3.2 По заданным параметрам трафика широкополосной цифровой сети интегрального обслуживания и по классу обслуживания, таблица 6, необходимо рассчитать отсутствующие параметры трафика.

5.3.3 Построить график зависимости пиковой битовой скорости передачи от средней длительности сеанса связи. На графике показать среднюю битовую скорость передачи.

5.3.4 Сделать выводы.

 

5.4 Контрольные вопросы

 

5.4.1 Как изменяется пропускная способность ШЦСИО?

5.4.2 От чего зависит скорость генерации информации в ШЦСИО?

5.4.3 Чем отличаются службы с постоянной скоростью передачи от служб с изменяющейся скоростью передачи?

5.4.4 Что такое удельная интенсивность нагрузки?

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 8 - Параметры графика широкополосных интерактив­ных служб

 

Служба

Класс пользо-

вателей

Вmax

бит/с

Пачечность

Длительность сеан­са связи

Число вызовов в ЧНН, γ

Тс

Телефония

КС

ДС

УАТС

64 к

64 к

64 к

1

1

1

100

100

100

3.6

14.4

162.0

Факс (цветной)

ДС

УАТС

1

1

3

3

12.0

12.0

Передача файлов

ДС

УАТС

1

1

1

1

10.8

10.8

Видеотеле­фония

КС

ДС

УАТС

10 М

10 М

10 М

5

5

5

100

100

100

0.72

0.72

3.60

Поиск видео

КС

ДС

УАТС центр служб

10 М

10 М

10 М

10 М

54

18

18

48

540

180

180

480

0.2

2.0

8.0

46.2

Поиск доку­ментов

КС

ДС

УАТС центр служб

64 к

64 к

64 к

64 к

200

 200

200

200

300

300

300

300

0.6

3.0

6.0

39.6

Данные по требованию

ДС

УАТС

64 к

64 к

200

200

30

30

24.0

72.0

 

Примечание - КС - квартирный сектор; ДС - деловой сектор; УАТС -учрежденческие АТС.

Список литературы

 

1.   Бесслер Р., Дойч А. Проектирование сетей связи. Справочник. Пер. с нем. – М.: Радио и связь, 1988. – 272 с.

2.   Жарков М.А. и др. Оценка среднего времени установления соединения в цифровой сети интегрального обслуживания//Электросвязь. – 1991. - №9. – С.35-37.

3.   Башарин Г.П. и др. Анализ маршрутных задержек в сети каналов системы сигнализации МККТТ №7// Автоматика и вычислительная техника. – 1986. - №2

4.   Methods of Determining Information Signal Delays at Levels 3 and 4 in SS7. – SGXI. Contribution 48.- CCITT. – Geneva. – 1986.

5.   Теория телетрафика. Учебник для вузов/ Ю.Н.Корнышев, А.П. Пшеничников, А.Д. Харкевич. – М.: Радио и связь, 1996. – 272 с.

6.   Назаров А.Н. Симонов М.В. АТМ: технология высокоскоростных сетей. - М.: Эко-Трендз, 1997. – 232 с.

7.   Шварц М. Сети связи: протоколы, моделирование и анализ: Ч. II. Пер. с англ. – М.: Гл. ред. физ.-мат. лит., 1992. – 272 с.

8.    Назаров А.Н. Модели и методы расчета структурно-сетевых параметров АТМ сетей. - М.: Горячая линия - Телеком, 2002. – 265 с.

 

 

 

Содержание

1 Лабораторная работа

3

2 Лабораторная работа

7

3 Лабораторная работа

11

4 Лабораторная работа

15

5 Лабораторная работа

18

Список литературы

23

Сводный план 2003 г., поз 90

 

 

 

Юлия Михайловна Гармашова

 

 

АБОНЕНТСКИЙ ДОСТУП И СЕТИ ИНТЕГРАЛЬНОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ

Методические  указания  к  выполнению лабораторных работ

(для студентов всех форм обучения специальности 380140 –

Сети связи и системы коммутации)

 

Редактор Ж.М. Сыздыкова                                      

Специалист по стандартизации Н.М. Голева

 

 

Подписано в печать    11.04

Формат 60х84 1/16

Тираж 50  экз.

Бумага типографская №1

Объем 1,5 уч.-изд.л.

Заказ       . Цена 48 тенге

 

 

 

Копировально-множительное бюро

Алматинского института энергетики и связи

480013, Алматы, Байтурсынова, 126