Учебные пособия / ММвСС (01.09.2016) v2
.pdfМатематические модели в сетях связи
(ММвСС)
Парамонов Александр Иванович
alex-in-spb@yandex.ru +7(921) 756-15-23
1
Содержание
Введение
1.Задачи моделирования сетей связи 1.1 Задачи моделирования 1.2 Виды моделей
1.3 Специфика сетей связи, выбор метода моделирования
2.Сеть связи как СМО. Качество обслуживания.
2.1Показатели качества функционирования сетей связи. Рекомендации
2.2Определение СМО, элементы СМО, Дисциплины обслуживания
2.3Процесс поступления заявок (трафик). Определение потока, параметры потока
2.4Процесс обслуживания заявок
3
2
Введение
Математические моделирование является
основным методом, применяемым для анализа сетей связи и их элементов. Математические модели используются как в задачах планирования развития технологий и услуг, так и в задачах разработки технических решений по построению сетей связи и их элементов, разработке методов эксплуатации, управления качеством предоставления услуг.
Математические модели являются базовым элементом, в задачах оптимизации технических решений.
3
1.Задачи моделирования
1.1Моделирование
Моделирование – способ исследования свойств (получения знаний) об объекте Модель – описание основных характеристик (качеств и функций) объекта
.
. |
Моделирование |
Математическое
Физическое
Аналитическое Имитационное
Специфика сетей связи
–значительные масштабы исследуемой сиcтемы;
-изменение свойств системы в процессе развития;
-случайные процессы при функционировании; -использование различных технологии реализации услуг
….. |
4 |
1.3 Модель ВОС (OSI)
|
Уровень |
Функции |
|
|
|
7 |
Прикладной |
Алгоритм предоставления услуги (ПО) |
|
|
|
6 |
Представления |
Форматы представления данных |
|
|
|
5 |
Сессии (сеансовый) |
Алгоритм управления сеансом связи |
|
|
|
4 |
Транспортный |
Способ доставки данных |
|
|
|
3 |
Сетевой |
Выбор маршрута доставки в сети связи |
|
|
|
2 |
Канальный |
Передача сообщений (кодирование) |
|
|
|
1 |
Физический |
Передача сигналов в среде распространения |
|
|
|
5
1.2 Задачи моделирования, предметная область
Основная задача моделирования – описание свойств сетей связи и их элементов
Выбор той или иной модели сети связи зависит от предметной области, т.е. от того какие свойства сети связи предполагается исследовать. В качестве примера можно привести:
-развитие технологий связи и услуг; -качество обслуживания трафика (предоставления услуг);
-надежность сети связи (доступность услуг связи); -экономические показатели.
Для моделирования качества обслуживания трафика используется модели сети связи как системы массового обслуживания (СМО), известные из теории телетрафика (теории массового обслуживания).
Для моделирования надежности сети связи используются методы теории надежности, теории вероятностей и математической статистики.
Для моделирования экономических показателей используют методы экономики.
6
1.2 Пример моделей развития технологий и услуг
Закон Нильсена (Рост скорости ПД)
Кбит/c |
10000 |
|
|
|
|
1000 |
|
|
|
|
|
данных |
|
|
|
|
|
100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
передачи |
10 |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Скорость |
0,1 |
|
|
|
|
0,01 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,001 |
|
|
|
|
|
1983 |
1988 |
1993 |
1998 |
2003 |
|
|
|
Год |
|
|
Прирост аналоговых абонентских линий(США)
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
% |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
линий |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
исла |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Прирост |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1981 |
1983 |
1985 |
1987 |
1989 |
1991 |
1993 |
1995 |
1997 |
1999 |
2001 |
2003 |
2005 |
||||
-2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Год |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
доступа |
40,0 |
|
|
|
|
35,0 |
|
|
|
|
|
уровне |
|
|
|
|
|
30,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Оптимистическицй прогноз |
|
|
на |
25,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
данных |
20,0 |
|
|
|
|
Мбитс/ |
|
|
Прагматический прогноз |
||
передачи |
15,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Скрость |
10,0 |
|
|
|
|
5,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Пессимистический прогноз |
|
|
0,0 |
|
|
|
|
|
2008 |
2009 |
2010 |
2011 |
2012 |
|
|
|
Год |
|
|
Изменение телефонного трафика в сети общего пользования США
7
1.2 Пример моделей развития технологий и услуг
Трафик тыс. часозаняти
300000
250000
200000
150000
100000
50000
0
к |
2001 |
2001 |
к |
||
2003 |
-4% в 2007 |
-15% в 2010 к |
+0.6%в |
||
Max |
|
|
|
|
|
1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010
Год
Трафик ТфОП |
|
Трафик замкнутый в мобильной сети |
|
8
Иллюстрации (надежность сетей связи)
Alcatel-Lucent Bell Labs
Уязвимости системы телекоммуникаций
|
30 |
|
|
|
|
|
|
% |
25 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
отказов, |
20 |
|
|
|
|
|
|
15 |
27 |
26 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Доля |
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
5 |
|
|
|
15 |
12 |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
Ошибки персонала |
Непреднамеренная разрушительная деятельность людей |
Отказы технических средств |
Ошибки ПО |
Природные явления |
Вандализм |
|
|
Потери времени, %
35
30
25
20
15
10
5
0
32
|
25 |
|
25 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
13 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Природные явления |
Ошибки персонала |
Непреднамеренная |
разрушительная |
деятельность людей |
Отказы технических |
средств |
Ошибки ПО |
Вандализм |
США (FCC)
N |
Группа факторов |
Доля от общего |
Потери пользователь-ского |
|
|
количества отказов, % |
времени, % |
|
|
|
|
1 |
Отказы технических средств |
19 |
7 |
2 |
Перегрузки сети |
6 |
44 |
3 |
Ошибки ПО |
14 |
2 |
4 |
Ошибки персонала |
25 |
14 |
5 |
Вандализм |
1 |
1 |
6 |
Непреднамеренная разрушительная деятельность людей |
24 |
14 |
7 |
Природные явления |
11 |
18 |
1.3 Сеть связи
УС2 |
УС3 |
ЛС23 |
D
УС1 A
ЛС12 |
ЛС34 |
|
ЛС25 |
УС4 |
ЛС36 |
BB
CC
ЛС61 ЛС45
УС6 |
ЛС56 |
УС5 |
Узел связи
Линияинияссвязивязи
Канал связи 1 Канал связи 2 Канал связи V
Канало образующая аппаратура
10