Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Анализ принципов построения сетей связи следующего поколения 27
1.1 Модель сетей связи следующего поколения NGN 27
1.2. Технические средства, реализующие модель NGN 30
1.3. Анализ путей использования технических средств NGN для развития сетей связи общего пользования 33
1.4. Выбор и обоснование технических средств NGN для развития Интеллектуальных сетей 41
1.5. Сравнительный анализ основных механизмов обеспечения качества обслуживания в сетях связи общего пользования и обоснование выбора дифференцированных услуг... 45
ГЛАВА 2. Анализ существующих методов тестирования технических средств цифровых сетей связи 56
2.1. Разработка стадий тестирования 56
2.2. Анализ тестирования соответствия 62
2.3. Анализ тестирования совместимости и взаимодействия 64
2.4. Анализ интегрального тестирования 67
Выводы по главе 2 70
ГЛАВА 3. Разработка новых методов тестирования технических средств NGN 71
3.1. Модельные сети как инструментарий для тестирования технических средств NGN 71
3.2. Разработка требований к построению и архитектуры модельной сети 72
3.3. Порядок проведения тестирования 79
3.4. Разработка архитектуры для распределенных и региональных модельных сетей... 82 Выводы по 3 главе 88
ГЛАВА 4. Разработка методов оценки качества обслуживания при тестировании технических средств NGN 89
4.1. Общие положения 89
4.2. Роль оценки качества при тестировании 92
4.3. Реализация услуги реального времени для NGN DiffServ 94
4.4. Процесс поступления нагрузки 97
4.5. Процесс обслуживания в пограничном узле сети 104
4.6. Процесс обслуживания из конца в конец 113
4.7. Пример расчета параметров обслуживания 114
Выводы по главе 4 119
Заключение 120
Список литературы
- Анализ путей использования технических средств NGN для развития сетей связи общего пользования
- Анализ тестирования совместимости и взаимодействия
- Разработка требований к построению и архитектуры модельной сети
- Реализация услуги реального времени для NGN DiffServ
Введение к работе
Актуальность проблемы. Уже более чем десятилетие, основной тенденцией развития сетей связи является конвергенция, проявляющаяся в интеграции ресурсов различных сетей связи для оказания услуг их пользователям Изначально реализованная в интеграции ресурсов сетей фиксированной телефонной связи общего пользования (ТфОП) и сетей подвижной связи (ССПС), в дальнейшем конвергенция явилась основой для интеграции ресурсов этих сетей и Интернет, что привело к созданию так называемых пакетных сетей связи общего пользования Технологической базой для последних стало появление концепции NGN (Next Generation Network) - сети связи следующего поколения В концепции NGN существенно расширено представление о возможностях сетей связи общего пользования с точки зрения оказания услуг, в первую очередь, за счет реализации базовой услуги передачи голосовой информации пакетным способом (VoIP - voice over IP). Также сформулированы новые задачи создания сетей NGN, важнейшей из которых является обеспечение единообразного предоставления услуги в различных сетях связи, независящего от технологии ее оказания Совокупность мероприятий, направленных на решение указанной задачи, названа гармонизацией
К основным направлениям гармонизации относятся
организационное взаимодействие между операторами,
системно-сетевые решения,
стандартизация,
тестирование
Для исследовательской работы выбрано направление тестирования, как наименее разработанное в области сетей связи следующего поколения
Актуальность работ по тестированию технических средств сети NGN обосновывается-
увеличением количества производителей оборудования вследствие роста доли программного продукта в технических средствах электросвязи,
уменьшением периода разработки и внедрения новых услуг,
отставанием процесса стандартизации от процессов разработки и внедрения новых технологий, увеличением доли корпоративных стандартов,
увеличением стоимости тестирования по сравнению с сетями с коммутацией каналов из-за большей функциональности оборудования
С учетом изложенного, для проведения тестирования оборудования NGN, и, в первую очередь, новых протоколов передачи информации, как наиболее сложных элементов NGN, представляется целесообразной разработка новых методов тестирования
В настоящее время процесс тестирования технических средств можно разделить на следующие этапы
- тестирование соответствия требованиям технических стандартов
(conformance),
тестирование совместимости между собой (compatibility),
тестирование взаимодействия с сетью связи (mterworking) Тестирование соответствия технических средств установленным
требованиям проводится, как правило, в заводских условиях, для тестирования совместимости и взаимодействия технических средств используются сети операторов электросвязи
Для осуществления тестирования совместимости и взаимодействия технических средств Европейский институт стандартизации в области телекоммуникаций - ETSI (European Telecommunication Standard Institute) -разработал подход по интегральному тестированию (TR 101 667) Сама идея интегрального тестирования является целесообразной с точки зрения предоставления оператору для эксплуатации высококачественного оборудования Однако при существующих темпах развития и внедрения новых технологий, интегральное тестирование на сетях операторов, с учетом организации опытных зон, достаточно дорого и продолжительно
Представляется, что наилучшим выходом из существующей ситуации является создание модельных сетей для проведения тестов совместимости и далее объединение ресурсов модельных сетей для обеспечения интегрального тестирования в полной мере с учетом тестов взаимодействия, что и предложено в диссертации
Цель и задачи исследования. Целью диссертации является разработка новых методов тестирования технических средств NGN Для достижения указанной цели в диссертации решены следующие задачи
анализ основных характеристик сетей связи следующего поколения и технических средств, используемых для построения этих сетей,
анализ особенностей использования технических средств NGN для развития сетей связи общего пользования, интеллектуальных сетей и предоставления универсальных услуг,
анализ существующих методов тестирования цифровых сетей связи, основанных на применении стандартов ETSI,
разработка метода тестирования с использованием выделенных модельных сетей для тестирования технических средств NGN,
разработка метода тестирования с использованием распределенных модельных сетей для тестирования технических средств NGN,
разработка архитектуры сети связи общего пользования на основе технических средств NGN, ориентированной на обеспечение гарантированного качества обслуживания,
разработка моделей и методов расчета модельных сетей и оценки параметров качества обслуживания для сетей NGN доменной архитектуры
Методы исследования. При проведении исследований в диссертационной работе использованы методы теории вероятностей, математической статистики и теории массового обслуживания
Научная новизна. Основными результатами работы, обладающими научной новизной, являются
разработанная доменная архитектура NGN на основе механизма дифференцированных услуг,
разработанный метод тестирования совместимости технических средств NGN, а также параметров качества обслуживания с использованием выделенных модельных сетей,
разработанный метод тестирования взаимодействия технических средств NGN, а также параметров качества обслуживания с использованием распределенных модельных сетей,
разработанная модель пограничного узла модельной сети NGN доменной архитектуры и метод оценки качества обслуживания в модельных сетях NGN доменной архитектуры на основе дискретного пачечного Марковского процесса (D-BMAP),
разработанный метод расчета показателей качества обслуживания в модельной сети NGN доменной архитектуры с использованием алгоритма Круза
Практическая ценность. Основным результатом работы, имеющим практическую ценность, является построение модельной сети технопарка ЦНИИС на основе разработанных в диссертации методов и полученных численных оценок
Практическая ценность работы подтверждается решениями МСЭ-Т, включившего в вопросы исследовательского периода 2005-2008 годов проблему стандартизации процессов тестирования технических средств NGN с использованием выделенных и распределенных модельных сетей, и новой рекомендацией МСЭ-Т Q 3900, разработанной на основе результатов диссертации
Реализация результатов работы. Основные результаты диссертационной работы внедрены в ОАО МГТС, ФГУП ЛОНИИС, ЗАО Алкатель, ФГУП ЦНИИС, а также использованы при разработке ФГУП ЦНИИС вкладов в МСЭ-Т с предложениями новых рекомендаций серии Q 3900, что подтверждено соответствующими актами
Апробация работы. Результаты диссертационной работы были апробированы на следующих научно-технических конференциях
4-я Международная конференция «Системно-сетевые решения и оборудование для построения сетей связи на основе технологий NGN», 24-26 августа, 2004, Нижний Новгород,
IX Санкт-Петербургская международная конференция «Региональная Информатика», 22-24 июня, 2004, С-Петербург,
5-я Международная конференция «Развитие услуг связи на основе телекоммуникационных технологий следующего поколения», 23-25 августа, 2005, Нижний Новгород,
The 7th International Conference on Advanced Communication Technology (ICACT'2005), Phoemx Park, Korea, February 21-23,2005,
The 8th International Conference on Advanced Communication Technology (ICACT'2006), Phoenix Park, Korea, February 20-22,2006,
61-я научно-техническая конференция, посвященная Дню радио, 21 апреля, 2006, С-Петербург.
Основные положения, выносимые на защиту:
доменная архитектура NGN на основе механизма дифференцированных услуг обеспечивает построение сетей связи с гарантированным качеством обслуживания,
методы тестирования технических средств NGN на основе выделенных и распределенных модельных сетей обеспечивают тестирование совместимости и взаимодействия сетевых элементов, а также параметров качества обслуживания,
модель пограничного узла модельной сети NGN доменной архитектуры обеспечивает адекватное отображение процесса обслуживания поступающего трафика,
метод расчета показателей качества обслуживания элемента сглаживания пограничного узла модельной сети NGN доменной архитектуры на основе D-ВМАР позволяет определить функцию распределения вероятности числа перемаркированных пакетов,
метод расчета показателей качества обслуживания буферного накопителя пограничного и транзитного узла с использованием алгоритма Круза позволяет определить максимальную задержку передачи пакетов
Личный вклад автора. Основные положения, теоретические выводы и практические рекомендации диссертационной работы получены автором лично
Публикации. Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 8 печатных работах
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка сокращений, списка литературы Работа содержит 129 страниц машинописного текста, в том числе 49 рисунков и список литературы из 107 наименований
Анализ путей использования технических средств NGN для развития сетей связи общего пользования
Организационное взаимодействие операторов включает в себя несколько аспектов, основными из которых являются: - системно-технические способы взаимодействия с новыми участниками рынка, под которыми понимаются так называемые поставщики услуг; - распределение функций и ответственности между операторами сетей связи общего пользования и, в возможной перспективе, организационное отделение функций доступа к сети связи от функций транзита; - внедрение функций мониторинга и раздельного учета трафика по услугам; - отработка механизмов реализации различных уровней качества обслуживания. Системно-технические способы взаимодействия с новыми участниками рынка организуются по разному за рубежом и в России.
Зарубежные операторы, вследствие существующих в их странах системах регулирования, рассматривают оказание новых услуг, в основном, как отдельный, самостоятельный вид бизнеса, вынося его в дочерние компании и стремясь к привлечению независимых партнеров.
Крупные российские операторы, напротив, стараются самостоятельно предоставлять своим абонентам весь комплекс услуг, включая даже контентное наполнение различных информационных приложений. В результате поставщики услуг оказываются по отношению к операторам связи в конкурентной позиции. Поскольку их возможности в части оказания новых услуг оказываются ограниченными самими операторами связи, поставщики услуг в ответ начинают конкурировать на рынке традиционных услуг связи. Примером этого является IP-телефония.
Задачей гармонизации является создание системно-технических условий, стимулирующих операторов связи и поставщиков услуг осуществлять совместную деятельность.
Одним из важных вопросов при организации взаимодействия с новыми участниками рынка является распределение функций и ответственности между операторами сетей связи общего пользования.
Характерной тенденцией развития рынков услуг связи является их сегментация на услуги доступа и услуги транзита [26]. Доступ является наиболее затратной частью оказания услуг связи, поэтому законодательство зарубежных стран направлено на первоочередную либерализацию именно этого сегмента с целью привлечения новых дополнительных инвестиций. Конкуренция на уровне сетей доступа, как показывает практика, позволяет существенно снизить уровень цен и увеличить число пользователей. В то же время либерализация услуг доступа требует решения множества правовых вопросов, связанных с ответственностью операторов связи перед абонентами и взаимной ответственностью операторов и поставщиков услуг доступа.
Задачей гармонизации является нахождение баланса интересов операторов связи и поставщиков услуг и путей распределения ответственности между ними.
Внедрение функций мониторинга и раздельного учета трафика по услугам позволяет определить организационные границы отдельных услуг связи, как абонентских, так и операторских, в структуре сети связи. Раздельный учет трафика необходим для оценки экономической эффективности услуг связи и предотвращения негативной практики перекрестного субсидирования. Также такой учет обеспечивает прозрачность взаиморасчетов операторов. Внедрение раздельного учета трафика по оказываемым услугам связи требует, тем не менее, решения множества организационных и правовых вопросов.
Задачей гармонизации является поиск оптимальной политики внедрения указанных функций в соответствии действующими налоговым и гражданским законодательствам и техническим состоянием сетей связи.
При снижении регулирующей роли государства ответственность за организацию межоператорского взаимодействия перекладывается на самих операторов [32], в том числе отработка механизмов реализации различных уровней качества обслуживания.
Здесь возникают два круга проблем. Первый связан с тем, как создать общие обязательные правила взаимодействия, как гарантировать обеспечение их выполнения без заключения двусторонних соглашений между всеми операторами и какие альтернативные организационные механизмы могут быть для этого использованы (ассоциации, саморегулирующиеся организации и т.п.).
Второй круг проблем - это техническая спецификация и унификация этих отношений. Здесь появляется задача формирования требований к услугам, их качеству. Примером решения этой задачи являются соглашения об уровнях качества обслуживания (SLA).
Задачей гармонизации является отработка различных способов организации межоператорских отношений и обеспечения согласованного взаимодействия между этими способами. Пример: междоменные построения в DiffServ [28].
Основной итог конвергенции, который должен быть достигнут, - это единая телекоммуникационная и компьютерная сеть. Степень их конвергируемости всё время возрастает, и в последнее время одним из основных вопросов является выбор перспективного способа коммутации - каналов или пакетный. Технологические достижения в области VoIP, массовое появление SIP- терминалов (например, в Японии их уже 6,3% от общего числа), включение пакета Messenger с реализацией SIP в Windows последних версий сделали достаточно обоснованным выбор в сторону коммутации пакетов, которая является основной и в концепции NGN [10], и в 3G [44]. Безусловно, этому способствовало также то, что в мире в настоящее время уже 700 млн. персональных компьютеров. С учетом предстоящей реализации концепции u-общества и сенсорных сетей это число ещё многократно возрастёт [29].
Реализация на едином пакетном способе коммутации всех существующих ныне услуг телекоммуникаций - одно из главных проявлений гармонизации в системно-сетевых решениях.
Второй важнейший системно-сетевой вопрос - адресация. Каждый терминал или пользователь должны иметь уникальный адрес вне зависимости от их текущего местоположения и точки подсоединения. Этому способствует как разработанный подход в рамках концепции ENUM [13], так и возможность реализации указанных требований по адресации в IPV6 [78].
Единство предоставления услуг требует и принципиальных преобразований в области сигнализации, так как существовавшее до последних лет разнообразие протоколов, подразделявшихся на межстанционные, доступа, абонентской сигнализации, не способствовало обеспечению единообразного предоставления услуг.
Анализ тестирования совместимости и взаимодействия
Как видим, операция INAP-R содержат универсальные признаки (SEQUENCE - последовательность, IMPLICIT OCTET STRING - октетная строка, INTEGER - интеграция, ENUMERATED - ненумерованный, CHOICE - выбор, SIZE - размер) и прикладные признаки, к которым в первую очередь относится ARGUMENT, характеризующий содержание операции. Среди параметров -большинство опциональных, отмеченных словом OPTIONAL. К обязательным параметрам относится ключ услуги (ServiceKey), который разрешено кодировать в пределах 216-1.
Параметры, приведенные в нотации InitialDP, имеют следующие назначения: - calledPartyNumber- номер вызываемой стороны; - callingPartyNumber- номер вызывающей стороны; - callingPartyCategory- номер категории вызывающей стороны; - cGEncountered (callGapEncountered) - поступивший вызов относится к вызовам, требующим специфических услуг при передаче к SCP; эти условия могут быть введены оператором (manual cGEncountered) или применены для обслуживания вызова при перегрузке SCP (scpOverload). Заметим, что поскольку для INAP-R SSP и IP всегда предполагаются совмещенными, то следующие за cGEncountered в стандарте ETS 300374 опциональные параметры ipSSPCapabilities (ресурсы IP поддерживаются без SSP) и ipAvailable (наличие IP в SSP) в операции InitialDP для INAP-R не используются; - locationNumber - идентифицирует географическую зону местоположения, вызывающего услугу интеллектуальной сети мобильного абонента; - originalCalledPartyDP - определяет набранный номер (оригинальный) в случае, если имеет место перенаправление вызова на этапе установления его соединения к SSP. Далее в ETSI 300374 (Core-INAP) [22] следует параметр расширения последовательности рассмотренных выше параметров с дополнительным описанием типа нового параметра и его значений. В INAP-R параметр расширения не применяется ни в одной из операций, за исключением операций учета стоимости; -61 - highLayerCompatibility - определяет уровень совместимости, который будет использован при соединении с ISDN-терминалом. Уровень совместимости определяется EDSS1; - serviceinteractionindicators - индикаторы взаимодействия услуг ISDN и интеллектуальной сети. В ETS 300374 подробно не специфицированы и поэтому детально рассмотрены в отдельном приложении 3 к спецификациям INAP-R; - additionalCallingPartyNumber - дополнительно определенный номер вызывающей стороны. Используется также при связи с терминалами ISDN и определяет пользователя базового доступа ISDN; - ForwardCallindicator - индикатор вызова в прямом направлении. Определяет тип вызова (национальный или международный), индицирует возможности сети доступа, например ISDN; - bearerCapability - определяет тип соединения, например ЬеагегСар. Для INAP-R ЬеагегСар (возможности соединений) инициализирует параметры ISUP-R, поскольку на первом этапе внедрения услуг интеллектуальной сети в России SSP устанавливается на комбинированных АМТС/АТС. Для абонентов ISDN этой же комбинированной станции ЬеагегСар индицирует параметры возможностей соединений для доступа EDSS1; - eventType BCSM (Basic Call State Model) - параметр индицирует точки обнаружения операции InitialDP в событиях базовой модели вызова; - redirectionPartyiD - идентифицирует номер, с которого вызов был перенаправлен; - redirectioninformation - определяет информацию для перенаправления вызова.
Применение языка ASN.1, достаточно сложного для алгоритмического обеспечения, с точки зрения тестирования потребовало разработки соответствующего инструментария для проверки алгоритма при его написании.
Итак, при широком внедрении цифровых АТС, а значит и ОКС № 7 в части тестирования требуется обязательная тщательная проверка алгоритмов вследствие сложности их написания на языке ASN.1 и взаимодействия между различными сетями поскольку ОКС № 7 используется как в ТфОП, так и в СПС и Интеллектуальных сетях.
Последнее, а также либерализация рынка услуг связи, привели к тому, что отдельные сегменты рынка (например, местные сети) стали заполняться существенно большим числом поставщиков оборудования, что по-новому поставило вопрос совместимости технических средств электросвязи различных производителей.
Таким образом, на этапе цифровизации сетей связи были определены следующие стадии тестирования технических средств, являющиеся основными по содержанию и сегодня [39]: - тестирование соответствия требованиям стандартов; - тестирование совместимости технических средств между собой; - тестирование взаимодействия технических средств с сетью связи. Основной организацией по стандартизации тестирования цифровых сетей выступил Европейский институт стандартизации в области телекоммуникаций (ETSI -European Telecommunication Standard Institute.
Тестированию соответствия (conformance) в рекомендациях ETSI уделено особое внимание. Стандарты ETSI, описывающие тестирование соответствия (conformance) можно подразделить на методологические и прикладные.
Методологические стандарты определяют как требования к тестированию, так и его структуру, а также набор необходимых правил, которые должны быть выполнены при тестировании. К методологическим стандартам можно отнести также и стандарты по определению и использованию при тестировании языка TTCN, ориентированного на проверку алгоритмов и спецификаций.
Прикладные стандарты ETSI в области тестирования соответствия регламентируют процедуры тестирования и определяют состав и содержание тестов непосредственно для какой-либо из технологий телекоммуникаций, например, протоколов ОКС № 7, стандартов DECT и GSM и т.д.
Основы методологии тестирования соответствия изложены в стандарте ETSI ETS 300 406 [51]. Стандарт ETS 300 406 определяет требования к тестированию соответствия как к вполне определённой структуре тестов, желательно к тому же автоматизированной. При этом фиксируется некая базовая, обязательная спецификация, которая должна быть проверена. Опционально она может быть дополнена и другими спецификациями, Действительно, например, для цифровых систем коммутации при тестировании ОКС № 7 при использовании их на ТфОП обязательным является проверка подсистем МТР и ISUP, в то время как проверка INAP необходима лишь в случаях, когда цифровая АТС выполняет функции комбинированной АМТС/АТС или транзитного узла и может не осуществляться для цифровых АТС, выполняющих функции оконечных и узловых сельских станций, районных АТС.
Разработка требований к построению и архитектуры модельной сети
Помимо указанной причины существуют, по крайней мере, еще две, требующие дальнейшего развития концепции модельных сетей.
Первая связана с уже упоминавшейся быстрой сменой версий программного обеспечения и разработкой новых услуг для технических средств NGN. Кроме того, существенно возросшее количество типов поставляемого оборудования не позволяет собрать все оборудование NGN на одной площадке. Это приводит естественным образом к вопросу о возможности совместного использования ресурсов модельной сети ЦНИИС и производителей оборудования для тестирования технических средств NGN.
На рис. 37 представлена архитектура распределенной модельной сети ЦНИИС и европейских производителей оборудования, которая была разработана в рамках проекта MODENET. Данный проект был предложен ЦНИИС зарубежным фирмам-поставщикам в 2004 году и работы по нему стали основной для концепции создания Международных центров по тестированию и внедрению новых технологий телекоммуникаций.
В соответствии с представленной архитектурой в единую сеть посредством Интернет объединены модельные сети ЦНИИС, как сеть Министерства информационных технологий и связи Российской Федерации, и модельные сети основных европейских поставщиков технических средств NGN на рынок телекоммуникаций Российской Федерации: Alcatel, Siemens, Ericsson, Italtel, Iskratel.
При этом база с результатами тестирования располагается на модельной сети ЦНИИС с учетом последующего внедрения технических средств NGN на сетях связи Российской Федерации.
С помощью данной распределенной модельной сети возможно не только решение вопросов, связанных с ограничением по возможностям размещения многочисленных технических средств территориально на одной площадке и оперативным изменением версий программного обеспечения и введением новых услуг, но и с полноценным проведением тестирования взаимодействия или Endo-End в терминологии NIT, в том числе и для параметров качества обслуживания. Последнее является чрезвычайно важным, т.к. тестирование параметров качества обслуживания на распределенной модельной сети дает возможность их оценки, как в ненагруженной сети, так и при перегрузках сети.
Вторая причина, требующая дальнейшего развития концепции модельных сетей, как раз и связана непосредственно с проблемами тестирования качества обслуживания, более того - с тестированием сетей NGN с доменной архитектурой.
На рис. 38 приведена архитектура распределенной сети доменной структуры, в которой каждая из модельных сетей представляет собой домен общей сети. Все домены связаны между собой по принципу каждый с каждым. При этом организация взаимосвязи обеспечивается на основе динамически изменяемого в зависимости от целей и задач тестирования соглашения о качестве обслуживания.
По аналогии с проектом MODENET на рис. 38 помимо домена ЦНИИС изображены домены Siemens, Alcatel, Ericsson, что для данного рисунка является чисто условным, т.к. распределенная модельная сеть доменной структуры пока еще не существует, но проведение работ по ее созданию планируется в 2006 году.
Одним из важнейших преимуществ создания распределенной сети доменной структуры является возможность тестирования и обработки содержания соглашения о качестве обслуживания, которое, как было показано в параграфе 3.1, является одним из ключевых элементов при построении сетей NGN с гарантированным качества обслуживания.
Таким образом, концепция создания модельных сетей, дополненная распределенными модельными сетями, в том числе и доменной структуры, позволяет при реализации обеспечить не только тестирование совместимости или в терминологии NIT Nodeo-Node, но и тестирование взаимодействия или Endo-End, а также тестирование параметров качества обслуживания и соглашений о качестве обслуживания.
Создание модельных сетей требует достаточно больших инвестиций, что под силу не каждому государству. Поэтому, МСЭ-Т и МСЭ-Д (сектор развития Международного Союза Электросвязи) в своих документах предполагают также создание региональных модельных сетей. Региональные модельные сети не имеют особенностей по сравнению с вышерассмотренными, они лишь документально отражают право государств региона на доступ к модельной сети, если последняя аттестована МСЭ-Т и МСЭ-Д.
Архитектура Международного центра по внедрению и тестированию новых технологий изображена на рис. 39. Базой для создания Международного центра служит модельная сеть или модельные сети, выполненные на основе рекомендации ITU Q.3900. В состав Sub-центров входят следующие: - системно-сетевой Sub-центр; - Sub-центр - тестирования; - Sub-центр качества; - Sub-центр знаний; - База знаний. Все Sub-центры связаны между собой, как это показано на рис.39, и с базой знаний.
База знаний содержит результаты тестирования на модельной сети, нормативно-технические документы, книги и статьи в области телекоммуникаций по профилю деятельности Международного центра. Результаты тестирования представляются на основе проекта рекомендации ITU Q.ttt5
Реализация услуги реального времени для NGN DiffServ
Эффективное использование процесса D-BMAP как модели трафика в сетях NGN обусловлено следующими причинами. Во-первых тем, что процесс D-BMAP позволяет моделировать трафик мультимедийных услуг и служб, требующих переменной скорости обслуживания в пакетных сетях связи. Так, например, в [89] авторы использовали процесс D-BMAP для представления размеров кадров на выходе кодека MPEG-1 [71]. В [92] процесс был использован для представления элементарного потока MPEG-1 на уровне групп кадров. В [42] процесс D-BMAP использован как модель пакетного речевого кодека с подавлением пауз и несколькими уровнями комфортного шума. Кроме того, частные случаи процесса D-BMAP, такие как SD-BMAP, ММВР, ВВР и ВР, эффективно использовались в моделировании пакетного трафика передачи данных. В работе [79] был предложен алгоритм моделирования трафика IP при помощи аналога процесса D-BMAP с непрерывным временем.
Одним из основных достоинств процесса D-BMAP является аналитичность. Действительно, процесс D-BMAP является наиболее общим дискретным процессом с Марковской структурой. Это свойство позволяет использовать процесс D-BMAP для исследования процесса обслуживания, как трафика передачи данных, так и трафика мультимедийных служб используя математический аппарат теории массового обслуживания. В самом деле, в последнее время были получены достаточно общие результаты для систем массового обслуживания под нагрузкой процессов D-BMAP. Так, например, в [76] была определена связь между количеством требований в системе в моменты ухода требований, моменты поступления требований и произвольные моменты времени в системе вида D-BMAP/D/1/K. Также в [76] определены вероятностно-временные характеристики системы вида D-BMAP/D/1/K как для суперпозиции процессов поступления, так и для отдельного процесса D-BMAP. Полученные результаты позволили - использовать процесс D-BMAP в ряде прикладных задач. Также отметим, что процесс D-BMAP является замкнутым относительно операции суперпозиции.
Рассмотрим процесс обслуживания трафика услуги реального времени, реализованного при помощи EF РНВ поступающего в пограничный узел домена NGN DiffServ, представленный на Рис.41, где bo - емкость блока сглаживания, г0 -скорость обслуживания в блоке сглаживания, Ко - емкость буферного накопителя, Во - скорость обслуживания исходящим каналом связи. Вне зависимости от используемой услуги, трафик, поступающий в пограничный узел домена DiffServ, последовательно подвергается сглаживанию и ожиданию в буферном накопителе исходящего порта. Известно, что элемент сглаживания может вызывать задержки отдельных пакетов. Кроме того, ограниченная емкость, как элемента сглаживания, так и буферного накопителя может вызывать потерю пакетов входящего трафика. Потери и задержки вызывают снижение качества обслуживания, предоставляемого входящему трафику услуг.
Предположим, что процесс поступления трафика представлен частным случаем процесса D-BMAP. Для данного процесса D-BMAP поступления представляют интерес две задачи: какие параметры элемента сглаживания (r0,bo), буферного накопителя, Ко, и обслуживающего канала связи, Во, обеспечивают требуемые параметры обслуживания входящего трафика; какие параметры обслуживания входящего трафика являются результатом прохождения трафика через элемент сглаживания с параметрами (r0,bQ), буферный накопитель с параметром Ко, и обслуживающий канал связи с параметром В0.
Представим процесс прохождения трафика через блок сглаживания с параметрами (го,&о) системой с ожиданием и дискретным временем вида D-BMAP/D/Шо где bo - емкость элемента сглаживания. Временная диаграмма системы с ожиданием D-BMAP/D/1/A представлена на рис. 42, где ВИ - временной интервал. Время для такой системы дискретно, состоит из последовательности временных интервалов. Следует отметить, что и-му временному интервалу соответствует промежуток времени («-1,«). Длительность временного интервала постоянна, равна А, и является временем передачи одного пакета по обслуживающему каналу связи. Ячейки поступают в систему в пачках в соответствии с процессом D-BMAP {W(n), «=0,1,...}. Предположим, что пачки пакетов поступают в систему в конце временных интервалов.
Временная диаграмма системы с ожиданием D-BMAP/D/ІАЙГ Пусть случайная величина SQ, SQ={0,\,...,K}, определяет количество пакетов в системе сразу после окончания произвольного временного интервала. Последовательность значений случайной величины SQ в последовательные временные интервалы образует случайный процесс {Sg(«), «=0,1,...}, определенный на пространстве значений случайной величины SQ={0,1,...JC}. Случайный процесс {ЗДи), «=0,1,...} определяет количество пакетов в системе сразу после окончания «-го временного интервала. Для такой системы выполняется следующее динамическое уравнение: SQ (« +1) = max(0, SQ («) -1)+mln(W(n + \),K- SQ («)), (4.20) где W(n) - количество пакетов в пачке, поступившей в «-ый временной интервал; SQ(n) - количество пакетов в системе в конце «-го временного интервала; К- емкость системы. Необходимо отметить, что W(n), а, следовательно, и SQ(n) зависит от состояния модулирующего Марковского процесса в «-ый временной интервал. Примем за состояние системы количество пакетов, остающихся в ней в моменты ухода обслуженного пакета, {SQ{U), «=0,1,...}, SQ={0,\,...JC}. Стохастическое поведение системы с ожиданием, определяющее количество пакетов в ней в моменты ухода обслуженного пакета, определяется Марковским процессом 2-го порядка {SQ(n),Sw(n), «=0,1,...} с дискретным временем и дискретным пространством состояний 5е(«)х5и{«)={0,1,....Д}х{1,2,...,М}, где {SQ(H), «=0,1,...} - количество пакетов в системе в конце «-ого временного интервала, {Sw(n), «=0,1,...} - состояние Марковского процесса D-BMAP в конце «-ого временного интервала.
