Лекции по Планированию и построению систем сигнализации цифровых сетей связи   

4. Нормируемые параметры и основные расчетные соотношения системы сигнализации № 7

4.2. Расчет вероятностновременных характеристик элементов системы сигнализации № 7

Важным этапом планирования и проектирования сети сигнализации является расчет значащих характеристик ее основных элементов.

Из предыдущего параграфа следует, что одним из главных параметров CC 7, определяющих качество обслуживания пользователей ЦСС, является время задержки передачи сигнальных сообщений.

Подсистема передачи сообщений МТРобрабатывает сигнальные сообщения, поступающие от различных подсистем пользователей, в режиме разделения времени. Если необходимо обработать за данный интервал времени более одного сигнального сообщения, могут случаться задержки сигналов по причине образования очереди на обслуживание. Из этой очереди сигнальные единицы и сообщения передаются в порядке их поступления.

В рекомендации Q.706 приведена сводка приближенных уравнений, позволяющих рассчитать важнейшие характеристики сети СС 7, в частности задержки сигнальных пакетов в узлах сигнализации, вызванные наличием очередей в обслуживании ЗнСЕ [9, 10].

Для анализа задержек сигнальных сообщений в подсистеме МТР в настоящее время используется математический аппарат теории массового обслуживания. Так, приведенные в рекомендациях уравнения получены на основе применения модели М/G/1/W/PR. Модель разработана с учетом влияния помех на звене передачи, использования двух методов исправления ошибок и следующих допущений:

поток поступающих сигнальных единиц – простейший (функция распределения времени поступления сообщений – экспоненциальная);

функция распределения времени обслуживания – произвольная;

число обслуживающих приборов – один (звено сигнализации без избыточности);

способ обслуживания – с ожиданием;

время распространения по шлейфу звена сигнализации – постоянно, включая время обработки в оконечных устройствах (SP).

Учет искажений сигнальных сообщений за счет помех на звене сигнализации предполагает следующие допущения: ошибка при передаче ЗнСЕ является случайной; ошибки статистически независимы; дополнительная задержка, вызванная повторной  передачей ошибочной СЕ рассматривается как часть времени ожидания соответствующей сигнальной единицы.

На величину задержки сигнальных пакетов в узлах сигнализации влияют как выше рассмотренные параметры сигнального трафика, так  и ряд коэффициентов:

 – средняя задержка, вызванная образованием очередей при отсутствии искажений;

 – дисперсия задержки, вызванной образованием очередей, при отсутствии искажений;

 – средняя задержка, вызванная образованием очередей, при наличии искажений;

 – дисперсия задержки, вызванной образованием очередей, при наличии искажений;

– доля (вероятность) сообщений с задержкой, превышающей величину Т;

а – нагрузка в эрлангах, обусловленная поступлением ЗнСЕ (исключая повторную передачу);

 – средняя длительность  времени передачи ЗнСе;

 – время передачи заполняющих СЕ;

 – время распространения по шлейфу, включая время обработки в оконечном устройстве;

 – вероятность ошибки ЗнСЕ.

Приводимые величины задержек нормируют относительно средней длительности  времени передачи ЗнСЕ Тm, т. е.

.

Следовательно, задержка D является величиной безразмерной. Если величину задержки не нормировать, то при расчетах следует учитывать ее размерность в миллисекундах.

При основном методе исправления ошибок и отсутствии искажений средняя нормированная задержка может определяться в соответствии с выражением

,                                     (4.3)

где  – нормируемое среднее время передачи заполняющих СЕ;  Tf  = 0,75 мс – среднее время передачи заполняющих СЕ;  Tm  = 1,875 мс – средняя длительность времени передачи ЗнСЕ. Коэффициент k1 имеет следующий смысл:

.

Нормированная дисперсия задержки определяется выражением

,                  (4.4)

где  .

При  основном  методе исправления ошибок и наличии искажений необходимо использовать следующие расчетные формулы:

1. Для среднего значения нормированной задержки

,                 (4.5)

где  и определяются по формулам

;

;

– вероятность ошибки ЗнСЕ;  – нормированное время распространения  по шлейфу.

2. Для величины дисперсии задержки

,               (4.6)

где  определяется из выражения

.

В случае применения метода превентивного циклического повторения в условиях отсутствия искажений выражения имеют следующий вид:

1. Для средней задержки

,                                        (4.7)

здесь

,

где ; .

2. Для дисперсии задержки

,                                       (4.8)

где  определяется из выражения

,

а величина  

.

В случае применения метода превентивного циклического повторения при наличии искажений необходимо использовать следующие расчетные формулы:

1. Для средней задержки

,                               (4.9)

.

2. Для дисперсии задержки

,          (4.10)

где  и  определяются выражениями

;

;

; ;

.

Вероятность  в формуле (2.10) находится из уравнения

.           (4.11)

Кроме средней задержки и дисперсии для качественного обслуживания пользователя ЦСС имеет важное значение такая характеристика как вероятность ( того, что сообщение будет задержано на время, превышающее величину tдоп. Данная вероятность характеризует долю задержанных сообщений на величину, превышающую tдоп.

Вероятность  в рамках принятых допущений и ограничений можно определить из выражения

,                        (4.12)

где и  означают среднее и стандартное отклонения задержки, соответственно; tдоп – регламентированное значение времени задержки.

Допустимые задержки tдоп  сигнализации для национального компонента определены в Рекомендациях МСЭ Q.709 (табл. 4.13).

Таблица 4.13

Допустимые задержки tдоп  сигнализации для национального компонента

Страна

Соединения, %

Задержки tдоп, мс

Сообщение

простое

интенсивной обработки

большая

около 95

300

430

440

640

средняя

около 95

260

300

400

440

Рассмотренные выше нормируемые параметры сигнального трафика, требования к задержкам сигнальных сообщений и приведенные основные расчетные соотношения позволяют определить пригодность сети сигнализации через оценку ее вероятностновременных характеристик. Однако как показывает практика, расчета одних только вероятностновременных характеристик бывает недостаточно.

Сигнальный трафик, как и пользовательская нагрузка, имеет ряд важных параметров, отражающих объем передаваемых данных. Естественно, характеристики сигнальной нагрузки (нагрузочные характеристики) не позволяют непосредственно судить о качестве обслуживания пользователей ЦСС, но оценка объемов сигнального трафика позволяет оптимальным образом определить и распределить ресурс ЦСС, выделенный под сеть СС 7, обеспечить минимизацию очередей на сигнальных пунктах, а следовательно, снизить время задержки сигнальных сообщений.



*****

© 2009-2017 Банк лекций siblec.ru
Лекции для преподавателей и студентов. Формальные, технические, естественные, общественные, гуманитарные, и другие науки.