Глава 6 Методы и средства обеспечения качества обслуживания в ngn

6.1 Общие требования к качеству доставки информации в сетях с разными технологиями

Требования к качеству доставки информации через сеть определяют сетевые службы. Ни одна сеть не может удовлетворить любым требованиям службы. Недостатки сети должны компенсироваться устрой­ствами адаптации. Сеть обладает свойствами семантической и временнóй прозрачности.

Под семантической прозрачностью принято понимать способность сети обеспечивать доставку информации от источника до адресата с приемлемым для данной службы уровнем ошибок.

Типы ошибок и их количество во многом определяются способом передачи информации и физической природой канала.

Ни одна система передачи не является идеальной. В реальных каналах дейст­вуют искажения сигналов, замирания, шумы, различные помехи, которые в дис­кретном канале появляются в виде ошибок, определяющих верность приема ин­формации.

Одним из наиболее часто используемых показателей, которым принято ха­рактеризовать качество цифровых систем передачи, является коэффициент двоич­ных ошибок (Bit Error Rate, BER). При передаче в течение достаточно большого (репрезентативного) интервала времени коэффициент двоичных ошибок сходится к вероятности ошибочного приема двоичного символа (вероятность ошибки на бит – формула 6.1).

(6.1)

где N_BER – количество двоичных символов, принятых с ошибкой;

N_Σ – общее количество переданных бит.

В пакетных сетях биты формируются в па­кеты. Поэтому в качестве показателя, характеризующего качество передачи паке­тов, принято использовать вероятность приема пакета с ошибками или вероят­ность искажения пакета (Packet Error Rate, PER).

(6.2)

где N_PER  количество пакетов, принятых с ошибками;

N_ΣПАК  количество переданных пакетов.

Ошибки в общем случае могут привести к разным последствиям. В некоторых случаях пакеты могут быть потеряны, а в других случаях  поступать не по назначению.

Потеря пакетов может происходить из-за ошибок при маршрутизации или вследствие перегрузок. Вероятность потери пакета (Packet Loss Rate, PLR) есть отношение количества утерянных пакетов к общему количеству переданных за достаточно большой промежуток времени.

Иногда пакеты могут поступать пользователю, которому они не предназначены. Будем называть такие случаи доставкой пакета не по адресу (вставкой пакета). Вероятность доставки пакета не по адресу (Packet Insertion Rate, PIR) есть коли­чество пакетов, доставленных не по адресу, за достаточно большой интервал на­блюдения.

Природа этих ошибок во многом определяется техническими устройствами, в которых они возникают. Ошибки, зависящие от систем передачи, определяются в основном физической средой (коаксиальный кабель, волоконно-оптическая линия и др.) и рядом других факторов (видом ко­дирования, скремблирования и т. д.).

Под временнóй прозрачностью сети принято понимать её свойство поддерживать значение времени задержки и джиттера (разброса) задержки, при которых обеспечивается требуемое качество обслуживания.

Временную прозрачность принято оценивать двумя показателями: временем задержки и джиттером задержки.

Время задержки определяется разницей во времени между началом передачи пакета источником и окончанием приема этого же пакета получателем.

Задержка может быть различной для каждого пакета и представляет со­бой случайную величину. Числовыми характеристиками этой случайной вели­чины являются среднее время задержки и дисперсия времени задержки.

Время доставки является очень важной сетевой характеристикой для служб, требующих доставки в реальном масштабе времени, например, для телефонии, видеотелефонии и организации распределенных вычислений.

Для каждой службы могут быть определены пре­дельно допустимые вероятности ошибок и время задержки. В таблице 6.1 приве­дены требования к задержке, вероятности ошибки на бит, вероятности потери па­кета и вероятности засылки пакета не по адресу для основных служб, полученные в результате исследований Европейского исследовательского центра в области телекоммуникаций (Research on Advanced Communication in Europe, RACE).

Таблица 6.1. Параметры основных служб

Служба	PBER	PPLR	PPIR	Задержка, мс
Телефония	10-7	10-3	10-3	25/500
Передача данных	10-7	10-6	10-6	1000 (50)
Телевизионное вещание	10-6	10-8	10-8	1000
Звуковые сигналы с высокой точностью воспроизведения	10-5	10-7	10-7	1000
Управление обработкой в распределен­ных базах данных	10-5	10-3	10-3	1000

Следует отметить, что для передачи данных было внесено дополнительное требование к задержке (не более 50 мс), необходимое для обеспечения функционирования распределенных баз данных. В том случае, если некоторые показатели временнóй и семантической прозрачности сети не удовлетворяют требованиям службы, то терминальное устройство может выполнить дополнительную обработку (коррекцию) выходного сигнала.

Такая дополнительная обработка заключается в обнаружении и исправлении ошибок или в устранении джиттера времени доставки пакетов.