Оценка качества передачи трафика в IP – сети

Задание

АНАЛИЗ КАЧЕСТВА ПЕРЕДАЧИ ТРАФИКА В IP – СЕТИ

С N -УЗЛАМИ

Оценка качества передачи трафика в IP – сети

Рассмотрим IP – сеть, состоящую из большого числа цифровых терминалов, подключенных к сети узлов коммутации пакетов (маршрутизаторов), соединенных между собой каналами связи.

Целью определения качества передачи является оценка задержки передачи пакета из конца в конец.

Примем следующие допущения:

Ø A – число терминалов, подключенных к маршрутизатору, которые установили соединение и являются участниками диалога с бесконечной продолжительностью;

Ø каждый терминал обслуживается двумя буферами накопления пакетов. Терминал формирует пакет и помещает его в буфер. Следующий пакет помещается в этот же буфер, который к этому моменту должен быть очищен;

Ø буфер, соответствующий терминалу, обрабатывается в моменты времени.

Ø Если в данный момент сформирован не пустой пакет, он помещается в очередь для последующей отправки. Очередь обрабатывается в соответствии FIFO (первый пришел – первый обслуживается);

предполагается, что поведение абонента не зависит от состояния очереди.

К числу основных параметров, определяющих технические возможности тракта передачи пакетов, относятся следующее:

M – число узлов, установивших связь с входным маршрутизатором;

R_и – скорость передачи данных от телефона, бит/с;

R_k – пропускная способность тракта (от маршрутизатора), бит/c;

L_и – длина информационной части пакета, бит;

L_сл – служебные биты пакета, бит;

h=L_и/R_и – время передачи терминалом информационной части пакета, с.

Для упрощения положим, что значения R_и,L_и,L_сл,h одинаковы для всех абонентов. Отсюда следует, что время передачи (обслуживания) при обслуживании пакета является постоянной величиной и определяется выражением согласно [1]

. (1)

Коэффициент использования сети К_исп, определяемый как произведение средней скорости поступления пакетов λ в систему на среднее время обслуживания

t_обсл каждого пакета:

К_ис = λ× . (2)

В общем случае для многолинейных систем СМО при режиме коммутации КП-D:

, (3)

где – среднее количество маршрутов в сети. Здесь будем брать =М.

Для рассматриваемой системы коэффициент использования сети (3) как функция параметров канала связи [1], может быть записан в виде:

; (4)

В результате среднее время задержки можно оценить соотношением

(5)

Рассмотрим систему с множественным доступом. В этом случае задержка при передаче пакетов речи состоит из пяти компонентов:

Ø задержки пакетизации;

Ø задержки в трафике;

Ø задержки в очереди;

Ø задержки на передачу;

Ø задержки распространения.

Задержка пакетизации относится к времени, проходящему на узле источника, прежде чем накопится определенное количество бит для того, чтобы передача была эффективной. Задержка в трафике – это функция работы системы по множественному доступу.

Время обслуживания [1] для случая произвольного доступа можно оценить соотношением:

. (6)

где γ – отношение времени передачи подтверждения к времени пакета; β – отношение времени распространения к времени передачи пакета; δ – отношение среднего времени ожидания сверх необходимого минимума к передачам пакетов из-за столкновений в канале при множественном доступе; q – вероятность успешной передачи сообщения при использовании того или иного множественного доступа. Вероятность успешной передачи сообщения примем в пределах 0.7≤ q ≤ 0.95.

Учитывая малость значений величин γ и δ, будем иметь

. (7)

В результате приближенное выражение для общей задержки пакетизации для системы с множественным доступом

(8)

Для канала с вероятностью q = 0.8 успешной передачи выражение (8) может быть преобразовано согласно [1] к виду:

. (9)

Общая задержка [1] складывается из задержки в очереди, задержки пакетизации и кодирования, тогда общая задержка равна:

. (10)

где k_код – емкость буфера (окна) речевого кодека, байт.