Описание программ расчетов матрицы информационного тяготения и сетевых параметров проектируемой IP-сети
Программа расчета матрицы информационного тяготения
Постановка задачи расчета матрицы информационного тяготения (МИТ) предполагает (в простейшем случае) заданными прогнозные значения числа коммутаторов (n), их абонентские емкости EMK(I), I = 1,2,3,..,N, удельную абонентскую нагрузку. Требуется рассчитать матрицу информационного тяготения, представляющую собой квадратную таблицу размерности [n x n], n – число рассматриваемых коммутаторов.
Элемент матрицы МТ [j, i] представляет собой интенсивность потока (пакетов/c) или нагрузки (Эрл), исходящей от i-го коммутатора в направлении j-го коммутатора. Если i не равно j, соответствующий элемент матрицы относится к межстанционному потоку. Напротив, если номера i = j, имеем дело с внутристанционным трафиком, который замыкается в зоне коммутатора и не поступает на межстанционные пучки.
В основе программы следующий алгоритм:
1. Задается прогнозируемое число коммутаторов «n».
2. Задается число IP-абонентов для зоны обслуживания каждого коммутатора (таблица автоматически генерируется на базе файла abonent).
3. Задается удельная абонентская нагрузка 0.055 Эрл и другие параметры.
4. Умножением числа IP-абонентов (по всем зонам) на удельную абонентскую нагрузку находится суммарный внешний трафик «А» в Эрлангах.
5. Теперь полученные минуто-занятия «А» пересчитываются в пакетизированный трафик (пакетов/с). Для этого умножается суммарный трафик «А» в Эрл на скорость работы кодека (РПУ) (паузы при этом исключаются, т.е. их не кодируются).
Делением результата на объем пакета находится интенсивность суммарного входящего потока «В» в измерении «пакет/с» (шаг 5 автоматически выполняется данной программой).
6. Далее алгоритм расщепляет суммарный входящий поток «пакет/с» по всем направлениям связи с учетом неравномерности распределения абонентов по зонам обслуживания коммутаторов. Расщепление потока «В» выполняется в соответствии с известным методом «Equal Distribution», согласно которому элемент матрицы «В[i,j]» определяется перемножением абонентских емкостей рассматриваемых коммутаторов на суммарный трафик «В» и делением результата на суммарную абонентскую емкость сети в квадрате: TR(I,J) = EMK(I)* EMK(J) * В / ES/ ES.Рассчитанная матрица информационного тяготения представлена для большей точности в трех разных форматах. За основу дальнейших расчетов берется наиболее точное представление по значению суммарного внешнего трафика, которое должно соответствовать исходному.
Программа расчета сетевых параметров проектируемой IP-сети
Для расчета сетевых параметров используется программа DimKP, в основе которой следующий алгоритм:
1. Задается: число абонентов и скорость работы кодека. Другие параметры задаются аналогично предыдущей программе и вычисляются данной программой автоматически. 2. Производится умножение числа абонентов на удельную абонентскую нагрузку и скорость работы кодека (РПУ), а затем делением на объем пакета находится интенсивность входящего потока в измерении «пакет/с».
3. Далее алгоритм «предлагает» не одно, а несколько вариантов канальной скорости (бит/с) в зависимости от загрузки. Выбор окончательного варианта осуществляется исследователем визуально для максимальной загрузки. При этом во внимание принимаются заданные нормы для хорошего качества доставки:
– задержка пакета не должна превышать 0.01 с (или 10 мс);
– вероятность потери пакета не должна превышать 3 %.
Значения сетевых параметров получают, вводя в программу DimKP значение интенсивности входящей нагрузки для каждого маршрутизатора в направлении других маршрутизаторов, которые берутся из полученной матрицы информационного тяготения. С помощью этой же программы строится график зависимости пропускной способности сети от требуемой вероятности потерь.
ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ РАСЧЕТНОГО РАЗДЕЛА
В качестве примера выполнены расчеты для сети емкостью 35 тыс. абонентов, в которой число маршрутизаторов n=8, заданная скорость кодека VoIP – 5,3 кбит/с, скорость кодека IPTV MPEG-4 – 10 Мбит/с (при этом транслируется один канал).
1. Расчет матрицы информационного тяготения
Требуется дать описание программы и алгоритма расчета. Выполняется программа расчета МИТ. Результаты отражаются в виде таблиц:Таблица – Исходные и промежуточные данные
Наименование показателя | Единица измерения | Значение показателя |
Число коммутаторов | ||
Средняя длительность разговора | секунд | |
Интенсивность вызовов (в час от абонента) | ||
Удельная исходящая абонентская нагрузка | Эрл. | 0,0556 |
Суммарная входящая абонентская нагрузка | Эрл. | 2905,556 |
Объем пакета (кадра) | байт | |
Скорость работы РПУ | бит/с | |
Средняя длительность фонемы | секунд | 1,34 |
Средняя длительность паузы | секунд | 1,67 |
Среднее число активных периодов в разговоре | ||
Суммарный внешний трафик | пакетов/с | 3954,3 |
Номер коммутатора | Число абонентов | Всего абонентов |
1 | 2400 | 35200 |
2 | 2400 | |
3 | 4500 | |
4 | 5400 | |
5 | 4300 | |
6 | 6200 | |
7 | 5400 | |
8 | 4600 |
Таблица – Матрица информационного тяготения для IP-телефонии
Номер маршрутизатора | М1 | М2 | М3 | М4 | М5 | М6 | М7 | М8 |
М1 | 16,9 | 16,9 | 31,6 | 38,9 | 33,8 | 46,2 | 38,9 | 35,2 |
М2 | 16,9 | 16,9 | 31,6 | 38,9 | 33,8 | 46,2 | 38,9 | 35,2 |
М3 | 31,6 | 31,6 | 59,0 | 72,7 | 63,1 | 86,5 | 72,7 | 65,9 |
М4 | 38,9 | 38,9 | 72,7 | 89,6 | 77,8 | 106,6 | 89,6 | 81,2 |
М5 | 33,8 | 33,8 | 63,1 | 77,8 | 67,5 | 92,5 | 77,8 | 70,5 |
М6 | 46,2 | 46,2 | 86,5 | 106,6 | 92,5 | 126,7 | 106,6 | 96,5 |
М7 | 38,9 | 38,9 | 72,7 | 89,6 | 77,8 | 106,6 | 89,6 | 81,2 |
М8 | 35,2 | 35,2 | 65,9 | 81,2 | 70,5 | 96,5 | 81,2 | 73,5 |
Итогом работы является МИТ размером 8*8 (n – исходное заданное число коммутаторов), которая представлена в листинге для большей точности в трех разных форматах (получаем три таблицы указанного вида). Сумма элементов матрицы должна быть равна суммарному входящему потоку.
Суммируя элементы матрицы, получим суммарный внешний трафик равный 3954,3 пакет/с, значение которого соответствует исходному.
2. Расчет канального ресурса проектируемой сети
Требуется дать описание программы и алгоритма расчета канального ресурса (программы DimKP).
Значения сетевых параметров получаем, вводя в программу значение интенсивности входящей нагрузки (из МИТ) для каждого маршрутизатора в направлении других маршрутизаторов. Полученные результаты оформим в виде таблиц, приведенных ниже, где:
– С – скорость (пропускная способность), бит/с;
– ρ – загрузка;
– tзад – задержка;
– Рсд – вероятность своевременной доставки;
– Рп – вероятность потерь.
Рассчитаем сетевые параметры для пользователей VoIP. При этом во внимание принимаются заданные нормы для хорошего качества доставки:
а) задержка пакета не должна превышать 0.01 с (или 10 мс);
б) вероятность потери пакета не должна превышать 3 %.
Таблица – Cетевые параметры для маршрутизатора М1 по всем направлениям связи
Направление связи | С, бит/с | ρ | tзад | Рсд | Рп |
М1-М2 | 0,2 | 0,014793 | 0,968015 | 0,031985 | |
0,4 | 0,039448 | 0,872061 | 0,127939 | ||
0,6 | 0,088757 | 0,712138 | 0,287862 | ||
0,8 | 0,236686 | 0,488246 | 0,511754 | ||
М1-М3 | 0,2 | 0,007911 | 0,982894 | 0,017106 | |
0,4 | 0,021097 | 0,931577 | 0,068423 | ||
0,6 | 0,047468 | 0,846049 | 0,153951 | ||
0,8 | 0,126582 | 0,726309 | 0,273691 | ||
М1-М4 | 0,2 | 0,006427 | 0,986104 | 0,013896 | |
0,4 | 0,017138 | 0,944417 | 0,055583 | ||
0,6 | 0,038560 | 0,874939 | 0,125061 | ||
0,8 | 0,102828 | 0,777670 | 0,222330 | ||
М1-М5 | 0,2 | 0,007396 | 0,984008 | 0,015992 | |
0,4 | 0,019724 | 0,936031 | 0,063969 | ||
0,6 | 0,044379 | 0,856069 | 0,143931 | ||
0,8 | 0,118343 | 0,744123 | 0,255877 | ||
М1-М6 | 0,2 | 0,005411 | 0,988300 | 0,011700 | |
0,4 | 0,014430 | 0,953200 | 0,046800 | ||
0,6 | 0,032468 | 0,894700 | 0,105300 | ||
0,8 | 0,086580 | 0,812800 | 0,187200 | ||
М1-М7 | 0,2 | 0,006427 | 0,986104 | 0,013896 | |
0,4 | 0,017138 | 0,944417 | 0,055583 | ||
0,6 | 0,038560 | 0,874939 | 0,125061 | ||
0,8 | 0,102828 | 0,777670 | 0,222330 | ||
М1-М8 | 0,2 | 0,007102 | 0,984644 | 0,015356 | |
0,4 | 0,018939 | 0,938575 | 0,061425 | ||
0,6 | 0,042614 | 0,861794 | 0,138206 | ||
0,8 | 0,113636 | 0,754300 | 0,245700 |
Таблица – Cетевые параметры для маршрутизатора М2 по всем направлениям связи
Направление связи | С, бит/с | ρ | tзад | Рсд | Рп |
M2-M1 | 0,2 | 0,014793 | 0,968015 | 0,031985 | |
0,4 | 0,039448 | 0,872061 | 0,127939 | ||
0,6 | 0,088757 | 0,712138 | 0,287862 | ||
0,8 | 0,236686 | 0,488246 | 0,511754 | ||
М2-М3 | 0,2 | 0,007911 | 0,982894 | 0,017106 | |
0,4 | 0,021097 | 0,931577 | 0,068423 | ||
0,6 | 0,047468 | 0,846049 | 0,153951 | ||
0,8 | 0,126582 | 0,726309 | 0,273691 | ||
М2-М4 | 0,2 | 0,006427 | 0,986104 | 0,013896 | |
0,4 | 0,017138 | 0,944417 | 0,055583 | ||
0,6 | 0,038560 | 0,874939 | 0,125061 | ||
0,8 | 0,102828 | 0,777670 | 0,222330 | ||
М2-М5 | 0,2 | 0,007396 | 0,984008 | 0,015992 | |
0,4 | 0,019724 | 0,936031 | 0,063969 | ||
0,6 | 0,044379 | 0,856069 | 0,143931 | ||
0,8 | 0,118343 | 0,744123 | 0,255877 | ||
М2-М6 | 0,2 | 0,005411 | 0,988300 | 0,011700 | |
0,4 | 0,014430 | 0,953200 | 0,046800 | ||
0,6 | 0,032468 | 0,894700 | 0,105300 | ||
0,8 | 0,086580 | 0,812800 | 0,187200 | ||
М2-М7 | 0,2 | 0,006427 | 0,986104 | 0,013896 | |
0,4 | 0,017138 | 0,944417 | 0,055583 | ||
0,6 | 0,038560 | 0,874939 | 0,125061 | ||
0,8 | 0,102828 | 0,777670 | 0,222330 | ||
М2-М8 | 0,2 | 0,007102 | 0,984644 | 0,015356 | |
0,4 | 0,018939 | 0,938575 | 0,061425 | ||
0,6 | 0,042614 | 0,861794 | 0,138206 | ||
0,8 | 0,113636 | 0,754300 | 0,245700 |
Таблица – Cетевые параметры для маршрутизатора М3 по всем направлениям связи
Направление связи | С, бит/с | ρ | tзад | Рсд | Рп |
М3-М1 | 0,2 | 0,007911 | 0,982894 | 0,017106 | |
0,4 | 0,021097 | 0,931577 | 0,068423 | ||
0,6 | 0,047468 | 0,846049 | 0,153951 | ||
0,8 | 0,126582 | 0,726309 | 0,273691 | ||
М3-М2 | 0,2 | 0,007911 | 0,982894 | 0,017106 | |
0,4 | 0,021097 | 0,931577 | 0,068423 | ||
0,6 | 0,047468 | 0,846049 | 0,153951 | ||
0,8 | 0,126582 | 0,726309 | 0,273691 | ||
М3-М4 | 0,2 | 0,003439 | 0,992565 | 0,007435 | |
0,4 | 0,009170 | 0,970259 | 0,029741 | ||
0,6 | 0,020633 | 0,933083 | 0,066917 | ||
0,8 | 0,055021 | 0,881036 | 0,118964 | ||
М3-М5 | 0,2 | 0,003962 | 0,991434 | 0,008566 | |
0,4 | 0,010565 | 0,965734 | 0,034266 | ||
0,6 | 0,023772 | 0,922902 | 0,077098 | ||
0,8 | 0,063391 | 0,862937 | 0,137063 | ||
М3-М6 | 0,2 | 0,002890 | 0,993751 | 0,006249 | |
0,4 | 0,007707 | 0,975004 | 0,024996 | ||
0,6 | 0,017341 | 0,943759 | 0,056241 | ||
0,8 | 0,046243 | 0,900016 | 0,099984 | ||
М3-М7 | 0,2 | 0,003439 | 0,992565 | 0,007435 | |
0,4 | 0,009170 | 0,970259 | 0,029741 | ||
0,6 | 0,020633 | 0,933083 | 0,066917 | ||
0,8 | 0,055021 | 0,881036 | 0,118964 | ||
М3-М8 | 0,2 | 0,003794 | 0,991798 | 0,008202 | |
0,4 | 0,010116 | 0,967190 | 0,032810 | ||
0,6 | 0,022762 | 0,926178 | 0,073822 | ||
0,8 | 0,060698 | 0,868761 | 0,131239 |
Таблица – Cетевые параметры для маршрутизатора М4 по всем направлениям связи
Направление связи | С, бит/с | ρ | tзад | Рсд | Рп |
М4-М1 | 0,2 | 0,006427 | 0,986104 | 0,013896 | |
0,4 | 0,017138 | 0,944417 | 0,055583 | ||
0,6 | 0,038560 | 0,874939 | 0,125061 | ||
0,8 | 0,102828 | 0,777670 | 0,222330 | ||
М4-М2 | 0,2 | 0,006427 | 0,986104 | 0,013896 | |
0,4 | 0,017138 | 0,944417 | 0,055583 | ||
0,6 | 0,038560 | 0,874939 | 0,125061 | ||
0,8 | 0,102828 | 0,777670 | 0,222330 | ||
М4-М3 | 0,2 | 0,003439 | 0,992565 | 0,007435 | |
0,4 | 0,009170 | 0,970259 | 0,029741 | ||
0,6 | 0,020633 | 0,933083 | 0,066917 | ||
0,8 | 0,055021 | 0,881036 | 0,118964 | ||
М4-М5 | 0,2 | 0,003213 | 0,993052 | 0,006948 | |
0,4 | 0,008569 | 0,972209 | 0,027791 | ||
0,6 | 0,019280 | 0,937470 | 0,062530 | ||
0,8 | 0,051414 | 0,888835 | 0,111165 | ||
М4-М6 | 0,2 | 0,002345 | 0,994929 | 0,005071 | |
0,4 | 0,006254 | 0,979717 | 0,020283 | ||
0,6 | 0,014071 | 0,954363 | 0,045637 | ||
0,8 | 0,037523 | 0,918868 | 0,081132 | ||
М4-М7 | 0,2 | 0,002790 | 0,993967 | 0,006033 | |
0,4 | 0,007440 | 0,975869 | 0,024131 | ||
0,6 | 0,016741 | 0,945705 | 0,054295 | ||
0,8 | 0,044643 | 0,903475 | 0,096525 | ||
М4-М8 | 0,2 | 0,003079 | 0,993343 | 0,006657 | |
0,4 | 0,008210 | 0,973372 | 0,026628 | ||
0,6 | 0,018473 | 0,940088 | 0,059912 | ||
0,8 | 0,049261 | 0,893490 | 0,106510 |
Таблица – Cетевые параметры для маршрутизатора М5 по всем направлениям связи
Направление связи | С, бит/с | ρ | tзад | Рсд | Рп |
М5-М1 | 0,2 | 0,007396 | 0,984008 | 0,015992 | |
0,4 | 0,019724 | 0,936031 | 0,063969 | ||
0,6 | 0,044379 | 0,856069 | 0,143931 | ||
0,8 | 0,118343 | 0,744123 | 0,255877 | ||
М5-М2 | 0,2 | 0,007396 | 0,984008 | 0,015992 | |
0,4 | 0,019724 | 0,936031 | 0,063969 | ||
0,6 | 0,044379 | 0,856069 | 0,143931 | ||
0,8 | 0,118343 | 0,744123 | 0,255877 | ||
М5-М3 | 0,2 | 0,003962 | 0,991434 | 0,008566 | |
0,4 | 0,010565 | 0,965734 | 0,034266 | ||
0,6 | 0,023772 | 0,922902 | 0,077098 | ||
0,8 | 0,063391 | 0,862937 | 0,137063 | ||
М5-М4 | 0,2 | 0,003213 | 0,993052 | 0,006948 | |
0,4 | 0,008569 | 0,972209 | 0,027791 | ||
0,6 | 0,019280 | 0,937470 | 0,062530 | ||
0,8 | 0,051414 | 0,888835 | 0,111165 | ||
М5-М6 | 0,2 | 0,002703 | 0,994156 | 0,005844 | |
0,4 | 0,007207 | 0,976625 | 0,023375 | ||
0,6 | 0,016216 | 0,947407 | 0,052593 | ||
0,8 | 0,043243 | 0,906501 | 0,093499 | ||
M5-M7 | 0,2 | 0,003213 | 0,993052 | 0,006948 | |
0,4 | 0,008569 | 0,972209 | 0,027791 | ||
0,6 | 0,019280 | 0,937470 | 0,062530 | ||
0,8 | 0,051414 | 0,888835 | 0,111165 | ||
М5-М8 | 0,2 | 0,003546 | 0,992333 | 0,007667 | |
0,4 | 0,009456 | 0,969331 | 0,030669 | ||
0,6 | 0,021277 | 0,930995 | 0,069005 | ||
0,8 | 0,056738 | 0,877324 | 0,122676 |
Таблица – Cетевые параметры для маршрутизатора М6 по всем направлениям связи
Направление связи | С, бит/с | ρ | tзад | Рсд | Рп |
М6-М1 | 0,2 | 0,005411 | 0,988300 | 0,011700 | |
0,4 | 0,014430 | 0,953200 | 0,046800 | ||
0,6 | 0,032468 | 0,894700 | 0,105300 | ||
0,8 | 0,086580 | 0,812800 | 0,187200 | ||
М6-М2 | 0,2 | 0,005411 | 0,988300 | 0,011700 | |
0,4 | 0,014430 | 0,953200 | 0,046800 | ||
0,6 | 0,032468 | 0,894700 | 0,105300 | ||
0,8 | 0,086580 | 0,812800 | 0,187200 | ||
М6-М3 | 0,2 | 0,002890 | 0,993751 | 0,006249 | |
0,4 | 0,007707 | 0,975004 | 0,024996 | ||
0,6 | 0,017341 | 0,943759 | 0,056241 | ||
0,8 | 0,046243 | 0,900016 | 0,099984 | ||
М6-М4 | 0,2 | 0,002345 | 0,994929 | 0,005071 | |
0,4 | 0,006254 | 0,979717 | 0,020283 | ||
0,6 | 0,014071 | 0,954363 | 0,045637 | ||
0,8 | 0,037523 | 0,918868 | 0,081132 | ||
М6-М5 | 0,2 | 0,002703 | 0,994156 | 0,005844 | |
0,4 | 0,007207 | 0,976625 | 0,023375 | ||
0,6 | 0,016216 | 0,947407 | 0,052593 | ||
0,8 | 0,043243 | 0,906501 | 0,093499 | ||
М6-М7 | 0,2 | 0,002345 | 0,994929 | 0,005071 | |
0,4 | 0,006254 | 0,979717 | 0,020283 | ||
0,6 | 0,014071 | 0,954363 | 0,045637 | ||
0,8 | 0,037523 | 0,918868 | 0,081132 | ||
М6-М8 | 0,2 | 0,002591 | 0,994399 | 0,005601 | |
0,4 | 0,006908 | 0,977594 | 0,022406 | ||
0,6 | 0,015544 | 0,949587 | 0,050413 | ||
0,8 | 0,041451 | 0,910377 | 0,089623 |
Таблица – Cетевые параметры для маршрутизатора М7 по всем направлениям связи
Направление связи | С, бит/с | ρ | tзад | Рсд | Рп |
М7-М1 | 0,2 | 0,006427 | 0,986104 | 0,013896 | |
0,4 | 0,017138 | 0,944417 | 0,055583 | ||
0,6 | 0,038560 | 0,874939 | 0,125061 | ||
0,8 | 0,102828 | 0,777670 | 0,222330 | ||
М7-М2 | 0,2 | 0,006427 | 0,986104 | 0,013896 | |
0,4 | 0,017138 | 0,944417 | 0,055583 | ||
0,6 | 0,038560 | 0,874939 | 0,125061 | ||
0,8 | 0,102828 | 0,777670 | 0,222330 | ||
М7-М3 | 0,2 | 0,003439 | 0,992565 | 0,007435 | |
0,4 | 0,009170 | 0,970259 | 0,029741 | ||
0,6 | 0,020633 | 0,933083 | 0,066917 | ||
0,8 | 0,055021 | 0,881036 | 0,118964 | ||
М7-М4 | 0,2 | 0,002790 | 0,993967 | 0,006033 | |
0,4 | 0,007440 | 0,975869 | 0,024131 | ||
0,6 | 0,016741 | 0,945705 | 0,054295 | ||
0,8 | 0,044643 | 0,903475 | 0,096525 | ||
М7-М5 | 0,2 | 0,003213 | 0,993052 | 0,006948 | |
0,4 | 0,008569 | 0,972209 | 0,027791 | ||
0,6 | 0,019280 | 0,937470 | 0,062530 | ||
0,8 | 0,051414 | 0,888835 | 0,111165 | ||
М7-М6 | 0,2 | 0,002345 | 0,994929 | 0,005071 | |
0,4 | 0,006254 | 0,979717 | 0,020283 | ||
0,6 | 0,014071 | 0,954363 | 0,045637 | ||
0,8 | 0,037523 | 0,918868 | 0,081132 | ||
М7-М8 | 0,2 | 0,003079 | 0,993343 | 0,006657 | |
0,4 | 0,008210 | 0,973372 | 0,026628 | ||
0,6 | 0,018473 | 0,940088 | 0,059912 | ||
0,8 | 0,049261 | 0,893490 | 0,106510 |
Таблица – Cетевые параметры для маршрутизатора М8 по всем направлениям связи
Направление связи | С, бит/с | ρ | tзад | Рсд | Рп |
М8-М1 | 0,2 | 0,007102 | 0,984644 | 0,015356 | |
0,4 | 0,018939 | 0,938575 | 0,061425 | ||
0,6 | 0,042614 | 0,861794 | 0,138206 | ||
0,8 | 0,113636 | 0,754300 | 0,245700 | ||
M8-M2 | 0,2 | 0,007102 | 0,984644 | 0,015356 | |
0,4 | 0,018939 | 0,938575 | 0,061425 | ||
0,6 | 0,042614 | 0,861794 | 0,138206 | ||
0,8 | 0,113636 | 0,754300 | 0,245700 | ||
М8-М3 | 0,2 | 0,003794 | 0,991798 | 0,008202 | |
0,4 | 0,010116 | 0,967190 | 0,032810 | ||
0,6 | 0,022762 | 0,926178 | 0,073822 | ||
0,8 | 0,060698 | 0,868761 | 0,131239 | ||
М8-М4 | 0,2 | 0,003079 | 0,993343 | 0,006657 | |
0,4 | 0,008210 | 0,973372 | 0,026628 | ||
0,6 | 0,018473 | 0,940088 | 0,059912 | ||
0,8 | 0,049261 | 0,893490 | 0,106510 | ||
М8-М5 | 0,2 | 0,003546 | 0,992333 | 0,007667 | |
0,4 | 0,009456 | 0,969331 | 0,030669 | ||
0,6 | 0,021277 | 0,930995 | 0,069005 | ||
0,8 | 0,056738 | 0,877324 | 0,122676 | ||
М8-М6 | 0,2 | 0,002591 | 0,994399 | 0,005601 | |
0,4 | 0,006908 | 0,977594 | 0,022406 | ||
0,6 | 0,015544 | 0,949587 | 0,050413 | ||
0,8 | 0,041451 | 0,910377 | 0,089623 | ||
М8-М7 | 0,2 | 0,003079 | 0,993343 | 0,006657 | |
0,4 | 0,008210 | 0,973372 | 0,026628 | ||
0,6 | 0,018473 | 0,940088 | 0,059912 | ||
0,8 | 0,049261 | 0,893490 | 0,106510 |
Рассчитаем сетевые параметры для суммарного внешнего трафика VoIP с помощью программы DimKP (вносим его значение и по результатам расчета построим график зависимости пропускной способности от вероятности потерь при разных значениях загрузки ρ =0,2; 0,4; 0,6; 0,8).
Таблица – Cетевые параметры для суммарного внешнего трафика VoIP
Скорость, бит/c | Загрузка | Задержка, с | Вероятность своевременной доставки | Вероятность потерь |
93637824,00 | 0,2 | 0,000063 | 0,999863 | 0,000137 |
46818912,00 | 0,4 | 0,000169 | 0,999453 | 0,000547 |
31212608,00 | 0,6 | 0,000379 | 0,998770 | 0,001230 |
23409456,00 | 0,8 | 0,001012 | 0,997813 | 0,002187 |
Рисунок – Зависимость пропускной способности от вероятности потерь для суммарного внешнего трафика VoIP
Таблица – Сводная таблица сетевых параметров для VoIP при ρ = 0,8
Маршрутизатор | Суммарная интенсивность нагрузки, пакет/с | Суммарная пропускная способность, Мбит/с | Время задержки, с | Вероятность потерь |
М1 | 258,4 | 0,236686 | 0,511754 | |
М2 | 258,4 | 0,236686 | 0,511754 | |
М3 | 483,1 | 0,126582 | 0,273691 | |
М4 | 595,3 | 0,102828 | 0,222330 | |
М5 | 516,8 | 0,118343 | 0,255877 | |
М6 | 707,8 | 0,086580 | 0,187200 | |
М7 | 595,3 | 0,102828 | 0,222330 | |
М8 | 539,2 | 0,113636 | 0,245700 |
Рассчитаем сетевые параметры для пользователей IPTV. В сети используется режим многоадресной рассылки. Так как используем MPEG-4 со скоростью 10 Мбит/с, то пропускная способность канала связи от севера до маршрутизатора при трансляции одного IPTV-канала составляет 10 Мбит/с. Рассчитаем интенсивность обслуживания пакетов:
пак/с
Рассчитываем интенсивность поступающей нагрузки для различных значений загрузки ρ:
пак/с;
пак/с;
пак/с;
пак/с.
Рассчитаем сетевые параметры при передаче IPTV трафика. Вводим значения интенсивности нагрузки в программу DimKP.
Таблица – Сетевые параметры для IPTV для всех направлений связи
, пак/с | Скорость, бит/с | Загрузка | Время задержки,с | Вероятность СД | Вероятность потерь |
422,298 | 0,2 | 0,000592 | 0,998720 | 0,001280 | |
0,4 | 0,001579 | 0,994880 | 0,005120 | ||
0,6 | 0,003552 | 0,988480 | 0,011520 | ||
0,8 | 0,009472 | 0,979520 | 0,020480 | ||
844,596 | 0,2 | 0,000296 | 0,999360 | 0,000640 | |
0,4 | 0,000789 | 0,997440 | 0,002560 | ||
0,6 | 0,001776 | 0,994240 | 0,005760 | ||
0,8 | 0,004736 | 0,989760 | 0,010240 | ||
1266,894 | 0,2 | 0,000197 | 0,999573 | 0,000427 | |
0,4 | 0,000526 | 0,998293 | 0,001707 | ||
0,6 | 0,001184 | 0,996160 | 0,003840 | ||
0,8 | 0,003157 | 0,993173 | 0,006827 | ||
1689,192 | 0,2 | 0,000148 | 0,999680 | 0,000320 | |
0,4 | 0,000395 | 0,998720 | 0,001280 | ||
0,6 | 0,000888 | 0,997120 | 0,002880 | ||
0,8 | 0,002368 | 0,994880 | 0,005120 |
Таким образом, суммарное значение интенсивности поступающей нагрузки будет равно: λ=3954,3+1689,192=5643,492 пак/с. Далее сведем результаты расчета сетевых параметров для суммарного внешнего трафика VoIP и IPTV в таблицу и построим график зависимости пропускной способности от вероятности потерь при ρ=0,8.
Таблица – Расчет сетевых параметров для суммарного внешнего трафика VoIP и IPTV
Скорость, бит/с | Загрузка | Время задержки,с | Вероятность СД | Вероятность потерь |
0,2 | 0,000044 | 0,999904 | 0,000096 | |
0,4 | 0,000118 | 0,999617 | 0,000383 | |
0,6 | 0,000266 | 0,999138 | 0,000862 | |
0,8 | 0,000709 | 0,998468 | 0,001532 |
Для выбора производительности маршрутизаторов и канала связи между маршрутизаторами вычислим суммарную интенсивность входящей нагрузки VoIP и IPTV на каждый маршрутизатор и суммарную пропускную способность, результаты сведем в таблицу. Данные для выбора канала связи в зависимости от пропускной способности сведены в таблицу (приложение В) курсового проекта:
Таблица – Сводная таблица сетевых параметров для VoIP и IP-TV при ρ = 0,8
Маршру-тизатор | Суммарная интенсивность нагрузки, пакет/с | Суммарная пропускная способность, Мбит/с | Время задержки,с | Вероятность потерь |
М1 | 1947,592 | 11,53 | 0,236686 | 0,511754 |
М2 | 1947,592 | 11,53 | 0,236686 | 0,511754 |
М3 | 2172,292 | 12,86 | 0,126582 | 0,273691 |
М4 | 2284,492 | 13,52 | 0,102828 | 0,222330 |
М5 | 2205,992 | 13,06 | 0,118343 | 0,255877 |
М6 | 2396,992 | 14,19 | 0,086580 | 0,187200 |
М7 | 2284,492 | 13,52 | 0,102828 | 0,222330 |
М8 | 2228,392 | 13,19 | 0,113636 | 0,245700 |
Таблица – Выбор канала связи в зависимости от пропускной способности.
Маршрутизатор | Суммарная пропускная способность, Мбит/с | Канал связи |
М1 | 11,53 | E3 |
М2 | 11,53 | E3 |
М3 | 12,86 | E3 |
М4 | 13,52 | E3 |
М5 | 13,06 | E3 |
М6 | 14,19 | E3 |
М7 | 13,52 | E3 |
М8 | 13,19 | E3 |
ЛИТЕРАТУРА
1. Бертсекас, Д.Сети передачи данных /Д. Бертсекас, Р. Галлогер. – М. : Мир, 1989. – 462 с.
2. Гольдштейн, Б.С. IP-телефония /Б.С. Гольдштейн, А.В. Пинчук, А.А.Суховицкий. – М. : Радио и связь, 2001.
3. Жданов, А.В. IP-телефония /А.В. Жданов. – СПб. : Вильямс, 2001.
4. Росляков, А.В. IP-телефония /А.В. Росляков, М.Ю.Самсонов, И.В. Шибаев. – М.: Эко-Трендз, 2001.
5. Рудинская, С.Р. Инфокоммутационные сети. Методы расчета /С.Р. Рудинская. – Минск : РУМЦ ФВН, 2008. – 120 с.
6. Шринивас, В. Качество передачи трафика в IP-сетях /В.Шринивас.– М. : Вильямс, 2003.
7. Яновский, Г.Г. Качество обслуживания в сетях IP / Г.Г. Яновский // Вестник связи. – 2008. – №1.
8. Rec. ITU-T G.1080 (12/2008) “Quality of experience requirements for IPTV services”.
9. IP-TV Combine/ iptv – Integra Telecom – решения IP-TV, VoIP и TriplePlay - http://integratelecom.com.ua/iptv/iptv-combine
Учебное издание
СИСТЕМЫ КОММУТАЦИИ
Методические указания по выполнению курсового проектирования
для студентов специальности
1-45 01 03 – Сети телекоммуникаций
Составитель
Рудинская Сабина Романовна
Редактор Е. Б. Левенкова
Компьютерная верстка С. Р. Рудинская
План 20010/2011 уч. г., поз.
Подписано в печать . Формат 60*84/16.
Бумага офсетная. Гарнитура «Times».
Печать цифровая.
Усл. печ. л. . Уч.-изд. л. .
Тираж 70 экз. Заказ
Издатель и полиграфическое исполнение:
учреждение образования
«Высший государственный колледж связи»
ЛИ № 02330/0131902 от 03.01.2007.
Ул. Ф. Скорины, 8/2, 220114, Минск