Задержка сообщений в канале ОКС №7 при передаче от SSP к SCP

Характеристика сети телекоммуникаций г.Кокшетау Концептуальные основы интеллектуальных сетей Новые услуги электросвязи Сравнение возможностей оборудования различных производителей Построение ИС на базе оборудования Alcatel 1000 S12 Обоснование выбора оборудования для создания интеллектуальной сети Стандартизация концепции ИС Прикладной протокол INAP и интерфейсы ИС Интерфейсы ИС Программное обеспечение ИС и создание интеллектуальных услуг Реализация ИС на базе оборудования Alcatel 1000 S12 Узел SMP платформы IN Alcatel Распределение нагрузок при обслуживании вызовов к ИСС Расчет временных характеристик интеллектуальных сетей Задержки вызова услуги в телефонной сети г.Кокшетау Задержка сообщений в канале ОКС №7 при передаче от SSP к SCP Задержка обработки запросов на интеллектуальную услугу в вычислительной системе SCP Выбор производительности процессорной системы SCP Программный расчет Система защиты интеллектуальной сети. Угрозы и решения Потенциальные угрозы Требования к системе защиты Услуги и механизмы работы системы защиты Вопросы по электробезопасности Производственное освещение Охрана окружающей среды на предприятиях связи Общие положения Доходы от основной деятельности Прибыль от реализации услуг

260457

знаков

таблиц

изображений

Задержки вызова услуги в телефонной сети г.Кокшетау Читать далее: Задержка обработки запросов на интеллектуальную услугу в вычислительной системе SCP

6.4 Задержка сообщений в канале ОКС №7 при передаче от SSP к SCP

В звене ОКС №7 сообщения передаются с помощью пакетов, называемых сигнальными единицами - СЕ. Эти СЕ имеют различное назначение и переменную длину. Одно сообщение может передаваться с помощью нескольких СЕ [16].

Используется три типа СЕ:

1) значащие СЕ (ЗНСЕ) - их длина может быть до 273-х байтов;

2) сигнальные единицы состояния звена (СЗСЕ) используются для индикации состояния оконечных устройств и управления звеном сигнализации. Их длина может быть 7 или 8 байтов;

3) заполняющие СЕ (ЗПСЕ), которые имеют нулевую полезную длину, однако, наличие ЗПСЕ позволяет оперативно контролировать работоспособность звена сигнализации при отсутствии пользовательского сигнального трафика. Они передаются лишь в том случае, когда отсутствуют для передачи ЗНСЕ или СЗСЕ.

При передаче в ОКС №7 сигнальные единицы СЗСЕ имеют наивысший приоритет. Следующий приоритет принадлежит ЗНСЕ. При передаче СЕ используется дисциплина обслуживания с относительным приоритетом, ибо нельзя прервать начатую передачу СЕ [6].

Для достижения требуемой производительности и повышения надежности передачи сигнальных сообщений между SSP и SCP обычно используют одновременно несколько звеньев ОКС.

Допустим, что сеть предоставляет М_у различных услуг.

Количество пользователей услуги y_i составляет число N_yi.

Количество запросов на услуги y_i ,поступающее от одного пользователя в ЧНН, составляет _i

Таблица 6.1 - Исходные параметры

Параметры		Услуги
Параметры		1	2	3
Наименования	Обозначения	FPH	CCC	ACC
Количество пользователей услуги, тыс	N_yi	1,5	2,5	30
Количество звонков в ЧНН на одного пользователя	∆_i	10	1,0	0,5
Число транзакций на одну услугу	n_TPI	1	3	6,5
Процент услуг, требующих обработки статистики, %	S_i	100	0	0
Среднее число обращений к памяти при записи	n_ЗУ_I	0	0	0,8
Среднее число обращений к памяти при чтении	n_ЧУ_I	1	1	2
Среднее время одного обращения к памяти, мс	τ_ОБ	15
Число зеркальных дисков	n_ЗД	3
Средняя длина одной транзакции, байт	в_ТР	140
Средняя длина СЗСЕ, байт	в_СЗ	8
Средняя длина ЗНСЕ, байт	в_ЗН	53
Средняя длина ЗПСЕ, байт	в_ЗП	6
Средняя интенсивность поступления СЗСЕ, 1/с	λ_СЗ	2
Допустимый расчетный коэффициент загрузки канала ОКС-7	p_ОКС	0,2
Время обработки одной транзакции базовой процессорной системой, мс	τ_ПБ	10
Коэффициент использования процессорного времени	α_П	0,2
Коэффициент вариации длительности обработки транзакций процессорами	v_ПД	1,0
Среднее время анализа ответа на каждую транзакцию в SSP, мс	t_SSP	0.2

Интенсивности поступления запросов на услугу y_i в ЧНН от всех N_yi пользователей:

(6.13)

1/час;

1/час.

Интенсивности поступления тех же запросов в одну секунду в течение ЧНН:

(6.14)

1/c

Суммарная интенсивность поступления запросов на все виды услуг, задействованных в сети:

(6.15)

1/c

Средняя интенсивность поступления запросов на ИУ, приходящаяся на каждое звено ОКС:

(6.16)

где n_к - число дуплексных звеньев ОКС, соединяющих SSP с SCP.

Вероятности появления услуг y_i [7]:

(6.17)

Среднее число транзакций на одну услугу:

(6.18)

транзакций/услугу.

где n_TPi - число транзакций, обеспечивающих реализацию услуги y_i.

Значения n_TPi обычно задаются в исходных данных, исходя из имеющейся статистики [7].

Часть услуг требует для своего выполнения передачи некоторых статистических данных. Обозначим через S_i процент каждой из услуг y_i ,требующий передачи дополнительной статистической информации. Среднее число транзакций на одну услугу, с учетом необходимой передачи статистики:

(6.19)

транзакций/услугу.

Среднее число транзакций, осуществляемых в одну секунду, с учетом передачи статистических данных:

(6.20)

транзакций/услугу.

Указанная интенсивность осуществления транзакций служит основой для расчета требуемого числа звеньев системы ОКС №7 между SSP и SCP.

Допустим, что каждая транзакция включает в себя п_зн ЗНСЕ, передаваемых в одном направлении по звену ОКС.

Из рисунка 6.3, например, следует, что для реализации вызова одной интеллектуальной услуги требуется передать 6 ЗНСЕ.

Учитывая, что в канале осуществляется дуплексная передача, в среднем, в каждом направлении необходимо передать 3 ЗНСЕ [19].

Средняя длительность группы ЗНСЕ, передаваемой в одном направлении в течение одной транзакции:

(6.21)

где _зн - средняя длительность ЗНСЕ.

Обозначим через в_ТР - среднюю длину пакета, передаваемого в течение одной транзакции в одном направлении канала ОКС №7, а через в_3Н - среднюю длину ЗНСЕ, выраженные в байтах.

Количество n_3Н значащих единиц, передаваемых в одном направлении в течение одной транзакции:

(6.22)

Значения в_ТР и в_3Н обычно задаются в пределах 140 и 53 байта соответственно, исходя из имеющихся статистических данных.

Следовательно, каждая транзакция осуществляет передачу в одном направлении, в среднем, 2,6 сигнальных единицы.

Среднюю длительность одной ЗНСЕ обозначим через _3Н.

Помимо ЗНСЕ в канале присутствует поток СЗСЕ с интенсивностью _СЗ, практически не зависящей от поступающих запросов на ИУ, и средним временем передачи _СЗ Указанные СЗСЕ используются для управления сетью и имеют приоритет выше, чем приоритет ЗНСЕ. Наконец, всё оставшееся свободное время в канале заполняется потоком ЗПСЕ, с интенсивностью _ЗП и длительностью передачи _ЗП

Длительности передачи СЕ зависят от их длины и скорости В_к передачи информации в канале [7].

Если обозначить в_зн, в_сз и в_зп соответствующие средние длины сигнальных единиц, выраженные в байтах, то:

(6.23)

(6.24)

(6.25)

Обычно скорость модуляции В_к в канале ОКС №7 составляет 64 кбит/с. Если принять значения длин сигнальных единиц, соответственно: в_зн=53 байтов, в_сз=8 байтов, в_зп=6 байтов, то получим следующие значения средних времен передачи СЕ [19]:

мс;

мс.

Если принять среднее число ЗНСЕ передаваемых в течение одной транзакции по каналу ОКС в одну сторону n_3П=2,6, то среднее время передачи одной транзакции [7]:

, мс. (6.26)

мс.

Количество звеньев ОКС №7 от SSP к SCP определяется исходя из требования минимальной загрузки канала ,значение которой выбирается в пределах =0,2:

(6.27)

Значение n_к округляется до ближайшего большего целого числа. Интенсивность поступления транзакций в расчете на одно звено ОКС №7:

(6.28)

является одной из основных характеристик работоспособности звена.

Предположим, что поступающие транзакции, а также СЗСЕ и ЗПСЕ образуют простейшие пуассоновские потоки [6].

На самом деле это не так. Однако принятие экспоненциального распределения обеспечивает некоторый дополнительный запас при расчетах.

Простейшая модель канала передачи данных между SSP и SCP и обратно, представляет одноканальную СМО, в которой обрабатываются три потока сообщений:

Z₁ - поток СЗСЕ, имеющих наивысший приоритет;

Z₂ - поток транзакций, реализующих запросы на ИУ;

Z₃ - поток ЗПСЕ, имеющих самый низший приоритет.

На рисунке 6.4 показана схема обслуживания указанных потоков заявок в одноканальной СМО.

Коэффициент загрузки канала сигнальными единицами СЗСЕ, образующими поток Z₁:

(6.29)

Коэффициент загрузки канала сигнальными единицами ЗНСЕ, образующими поток Z₂ [7]:

(6.30)

Рисунок 6.4 - Обслуживание заявок в одноканальной СМО

Поскольку всё время канала, не занятое передачей транзакций и СЗСЕ, используется для передачи ЗПСЕ, суммарный коэффициент загрузки канала всегда равен 1, следовательно, коэффициент загрузки канала сигнальными единицами ЗПСЕ, образующими поток Z₃ [19]:

(6.31)

Заявки, поступившие в канал и ожидающие передачи, заносятся в соответствующие очереди О₁, О₂и О₃. В очередях заявки упорядочены по времени их поступления. Когда в канале заканчивается передача очередного сообщения, то управление переходит к программе «Диспетчер». Программа выбирает для очередной передачи сообщение с наивысшим приоритетом, если очереди более старших приоритетов не содержат сообщений (т.е. оказываются пустыми). Выбранное для передачи сообщение захватывает канал на все время его передачи. Если в систему поступает N простейших потоков сообщений с интенсивностями , средние длительности передачи сообщений каждого типа, соответственно, равны , и вторые начальные моменты соответственно , то среднее время t_K ожидания в очереди сообщений, имеющих приоритет К, определится соотношением:

(6.32)

где , , - загрузки, создаваемые СЕ i-го типа [7].

Используя понятие коэффициента вариации длины сообщений:

(6.33)

где - среднеквадратичное отклонение времен передачи сообщений i-го типа, получим соотношение:

(6.34)

В рассматриваемом конкретном случае анализа имеются всего N=3 типа передаваемых сообщений [6].

Для сообщений потока Z₁ (к=1):

(6.35)

Для сообщений потока Z₂ (к=2):

(6.36)

Для сообщений, образующих поток Z₃ (к=3):

(6.37)

где , и - коэффициенты вариации длин сообщений для потоков СЗСЕ, транзакций и ЗПСЕ соответственно [19].

При определении значений коэффициентов вариации длин сообщений необходимо учесть, что все сигнальные единицы СЗСЕ и ЗПСЕ имеют практически постоянную длину (=0; =0) и, следовательно, =0 и =0.

Сообщения транзакций, напротив, имеют информационные части переменной длины. Если предположить, что длины указанных сообщений распределены по экспоненциальному закону, то , и коэффициент вариаций v_tp оказывается равным 1.

Учитывая все сказанное, определим значения времени ожидания в очередях для сообщений каждого типа [7].

Среднее время ожидания в очереди на передачу для СЗСЕ, имеющих наивысший приоритет:

(6.38)

Среднее время ожидания в очереди на передачу для сообщений транзакций, имеющих второй приоритет:

(6.39)

Среднее время ожидания в очереди на передачу для сообщений ЗПСЕ оказывается бесконечно большим. Очередь ЗПСЕ считается неограниченной, поскольку значение R₃=l:

(6.40)

При определении характеристик ИС особый интерес представляют временные задержки в очередях передаваемых транзакций t_T_РО .Задержки в очередях сигнальных единиц СЗСЕ, имеющих наиболее высокий приоритет, оказываются меньшими, по сравнению с задержками транзакций, что способствует улучшению управляемости ИС [8].

Среднее время передачи и ожидания в очередях для одной транзакции:

(6.41)