5 Обслуживание мультисервисного трафика

5.1 Общие положения

В мультисервисных сетях связи используется пакетный способ передачи информации. При этом передаются одним и тем же способом передаются как речевая информация, подвижные изображения, так и данные. Естественно, каждый вид информации использует разные скорости передачи пакетов. Поэтому в зависимости от категории вызова необходимо выделять необходимый ресурс скорости из общего ресурса системы. Например, для передачи речи необходимо скорость 64 кбит/с, для видео конференций с кодеком Н.263 – 320 кбит/с, а для обмена файлами – 1024 кбит/с. Для распределения общего ресурса скорости между всеми услугами. Весь ресурс можно представить определенным количеством условных портов, где скорость передачи каждого составит минимальную скорость из услуг. В этом случае такая скорость составляет 64.кбит/с. В зависимости от категории вызова используется одновременное занятие нескольких портов, через которые передаются пакеты с заданной скоростью. Таким образом, при поступлении требования на предоставление услуги передачи речи будет одновременно занято один порт. На видео конференцию –5, а на передачу файлов – 16 условных портов.

Естественно, возможно использовать и другие условные скорости и в таких случаях будет другое количество условных портов.

При такой модели обслуживания мультисервисного трафика необходимо отличать поток требований на предоставление сервиса от потока занятия портов, поскольку они значительно отличаются свойствами. Если поток требований ординарный, то поток занятия портов будет неординарным, так как для некоторых занятий потребуется несколько портов. Поэтому следует отличать нагрузки по требованиям и нагрузки на порты.

Для системы массового обслуживания мгновенная интенсивность обслуженной нагрузки по вызовам в момент времени t имеет значение j(t), равно количеству одновременно обслуживаемых выходов. В противоположность этому интенсивность обслуженной нагрузки на порты – это количество i(t) одновременно занятых портов в момент времени. В общем случае i(t) ≠ j(t), потому что один вызов может занимать несколько портов.

Аналогично необходимо различать соответствующие виды входящей нагрузки вызовов и портов. Мгновенное значение интенсивности входящей нагрузки по вызовам в момент времени t – есть случайная величина, равная количеству вызовов, обслуживаемой в момент времени с условной СМО с бесконечным количеством одновременных соединений: один выход – одно соединение. Рассмотрим отдельный случай, когда для обслуживания каждого вызова необходимо одинаковое количество портов. Тогда в любой момент времени обслуженная нагрузка на порты будет в m раз больше нагрузки на вызов. i(t) = m(t). Если поток вызовов экспоненциальный и характеризуется параметром λ, то входящая нагрузка вызовов будет пуассоновской, а ее математическое ожидание Λ_В и дисперсию D_В можно определить с помощью следующего соотношения:

Λ_В= D_В= λ ,

Где – среднее врем обслуживания одного вызова.

В представляемой системе с бесконечным количеством портов, как и в реальной, количество занятых портов будет в m раз больше количества обслуживаемых требований. Отсюда выплывают формулы, по которым можно определить интенсивность входящей нагрузки на порты и его дисперсию:

` 7.98

Здесь используется такое правило, известное из теории вероятностей: если случайная величина увеличивается на постоянный коэффициент, то на этот же коэффициент необходимо умножить ее математическое ожидание, а дисперсию увеличивается на коэффициент в квадрате.

Из приведенных формул видно, что D_П >Λ_П, и эта нагрузка есть скученной из-за неординарности потока занятия портов. Коэффициент скученности S_П равняется количеству портов. Которые необходимы для обслуживания одного требования:

7.99

При поступлении требования от источников разных категорий формула 7.98 справедливая для математического ожидания и дисперсии нагрузки на порты, какие создают вызовы i-й категории,i = 1,…,n:

.

Подставляя эти соотношения в формулы 5.7 и5.8, можем найти коэффициент скученности объединенной нагрузки на порты:

. 7.100

Здесь коэффициент скученности мультисервисной нагрузки равняется средневзвешенному количеству портов m, которые необходимы для обслуживания требований отдельных категорий, с весами , что равняется интенсивности нагрузки на порты, создаваемой требованиями этих категорий, i = 1,…,n.