Контр. №1

1. Министерство цифрового развития, связи и массовых коммуникаций российской федерации

2. Ордена Трудового Красного Знамени федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

3. Московский технический университет связи и информатики

Факультет ЦЗОПБ

Кафедра «Сети связи и системы коммутации»

Контрольная работа №1

по дисциплине «Мультисервисные системы и сети»

«Расчет задержек значащих сигнальных единиц системы ОКС №7 при передаче по IP-сети по протоколу SIGTRAN»

Вариант 15

Выполнил:

студент гр. БТС2251

Проверил:

доцент, к.т.н. Данилов А.Н.

Москва, 2025

1. Цель работы: произвести расчет задержек значащих сигнальных единиц системы ОКС №7 при передаче по IP-сети по протоколу SIGTRAN.

2. Выполнение работы

Найдем задержку значащих сигнальных единиц на входе и на выходе программного коммутатора Softswitch.

Для этого воспользуемся исходными данными:

А = 0,18 Эрл. - сигнальная нагрузка на линию;

А = 0,4 Эрл. - сигнальная нагрузка на линию;

К = 5⋅10^-4 с - время распространения сигнала в петле связи;

T_f = 7,5⋅10⁴ с - время передачи в канал значащей сигнальной единицы;

l - средняя длина значащей сигнальной единицы;

v = 8000 байт/с - быстродействие канала;

Р_u - вероятность передачи значащей сигнальной единицы с ошибкой;

1мс - среднее время обслуживания протокольного блока (датаграммы, пакета, кадра, ячейки) в системе.

Рисунок 1 - Исследуемая схема передачи сигнальных сообщения по протоколу Sigtran

В рекомендациях МСЭ-Т рассматриваются два типа задержек значащих сигнальных единиц – задержка в очереди на передачу и общая задержка в звене сигнализации ЗС сети ОКС 7.

Случайная величина (СВ) задержки сигнальных единиц в очереди на передачу соответствует интервалу времени, начиная от момента поступления сигнальных единиц в очередь на передачу и заканчивая моментом начала ее успешной передачи. СВ и СВ общей задержки сигнальной единицы в ЗС связаны между собой соотношением

,

где - СВ времени передачи в канал сигнальной единицы.

В соответствии с рекомендациями МСЭ-Т для СВ должны рассчитываться ее среднее значение и дисперсия . Для СВ рассчитываются среднее значение и 95% квантиль. Расчеты должны производиться как при наличии ошибок в ЗДС ( ), так и в их отсутствии ( ). Здесь P_u обозначена вероятность передачи сигнальной единицы с ошибкой.

Согласно рекомендациям МСЭ-Т при расчетах достаточно рассматривать три основные модели потоков сигнальных единиц.

Модель 1. Поток сигнальных единиц, время передачи которых имеет детерминированное распределение (константа).

Модель 2. Поток сигнальных единиц, время передачи которых имеет экспоненциальное распределение.

Модель 3. Суперпозиция потока сигнальных единиц с детерминированным временем передачи с потоком сигнальных единиц с экспоненциальным распределением времени передачи.

Средняя длина значащей сигнальной единицы l=30, 32, 38, 52, 65 байт.

Для упрощенного приближенного расчета 95% квантили СВ (величина ) может быть использована формула

,

где , T_95%=3T_m.

Здесь - среднее время передачи значащей сигнальной единицы (с).

Для расчета задержек значащих сигнальных единиц требуются перечисленные ниже характеристики СВ

Модель 2.

, , , _.

Расчеты задержек значащих сигнальных единиц в ЗС проводятся как для случая применения основного метода защиты от ошибок, так и в случае применения метода превентивного циклического повторения. Расчет задержек в случае превентивного циклического повторения осуществляется по методу, изложенному в рекомендации МСЭ-Т Q.706.

Найдем показатели среднего значения задержки значащей сигнальной единицы Q и ее дисперсию для разных длин значащих сигнальных единиц (32 байт, 34 байт, 40 байта, 54 байт, 67 байт) по формулам

- при отсутствии ошибки:

_,

_,

- при наличии ошибки:

_,

_.

Для этого рассчитаем среднее время передачи в канал для пяти значений значащих сигнальных единиц при нагрузке А=0,4 Эрл.

Рассчитаем начальные моменты времени передачи в канал значащей сигнальной единицы:

Величины .

Найдем интенсивность λ сигнального трафика:

Рассчитаем относительную частоту γ передачи значащей сигнальной единицы в канал:

Для расчета задержек сигнальных единиц необходимо при заданном значении найти значение вероятности по формуле

.

Рассчитаем , , _.

Рассчитаем начальные моменты числа ретрансляций значащих сигнальных единиц и начальные моменты СВ виртуального времени обслуживания значащих сигнальных единиц:

Расчет сигнальной нагрузки при наличии ошибок

Расчет среднего значения задержки значащей сигнальной единицы в очереди на передачу:

- при отсутствии ошибок:

- при наличии ошибок:

Расчет дисперсии задержки значащей сигнальной единицы в очереди на передачу:

- при отсутствии ошибок

- при наличии ошибок

Для упрощенного приближенного расчета 95% квантили СВ (величина ) может быть использована формула

,

где , .

Рассчитаем время задержки 95% квантиля для значащих сигнальных единиц при отсутствии ошибок.

Рассчитаем время задержки 95% квантиля для сигнальных единиц при наличии ошибок

Выполним аналогичные расчеты при нагрузке на сигнальную линию А=0,18 Эрл и оформим результаты в виде таблицы 1.

Таблица 1 - Показатели задержки сигнальной информации в сети по протоколу SIGTRAN

Длина ЗнСЕ, байт	При нагрузке А=0,18 Эрл.
	При отсутствии ошибки		При наличии ошибки
	Среднее значение, мс	95% квантиль, мс	Среднее значение, мс	95% квантиль, мс
30	0,786	15	1,862	27
32	0,814	16	1,97	29
38	0,896	19	2,304	34
52	1,088	26	3,134	47
65	1,276	32	3,97	60
При нагрузке А=0,4 Эрл.
30	1,625	18	2,199	30
32	1,708	20	2,324	32
38	1.958	23	2,707	38
52	2,542	32	3,644	52
65	3,083	40	4,571	65

Исходя из полученных данных, построим график зависимости среднего времени задержки от длины значащей сигнальной единицы (ЗнСЕ) (рис. 2 - 3).

Рисунок 2 - График зависимости среднего времени задержки от длины сигнальной единицы

Рисунок 3 - График зависимости времени задержки от длины сигнальной единицы для 95% квантиля

Исходя из проделанной работы можно сделать вывод, что при увеличении нагрузки на линию, увеличивается и среднее время задержки сигнального сообщения. По графику зависимости среднего времени задержки сигнальной информации от длины сигнальной единицы (рис. 2), можно сделать вывод, что на время задержки влияет не только увеличение длинны сигнальной единицы, а также увеличение нагрузки и наличие ошибок.

На графике зависимости времени задержки от длины сигнальной единицы для 95% квантиля (рис. 3) также видно, что на время задержки влияет не только увеличение длинны сигнальной единицы, а также увеличение нагрузки и наличие ошибок.