В ССМС с пакетной технологией

Расчет пропускной способности транспортной сети GPRS (General Packet Radio Service – технология пакетной радиопередачи данных) (домена PS) определяется требованиями к показателям качества обслуживания, в частности, к величине задержки.

Система GPRS, как и любая сеть связи, моделируется системой массового обслуживания (СМО). И при расчете пропускной способности используются формулы, соответствующие выбранной модели. Поскольку система GPRS использует режим коммутации пакетов, для моделирования такой системы применяются системы с очередями.

При оценке пропускной способности принятой модели с очередями (при условии отсутствия искажений передаваемой информации) считается, что среднее время задержки в транспортной сети не превысит допустимое значение.

Используя статистические данные о характере потоков в транспортной сети GPRS и в предположении разумных размеров памяти в узлах системы GPRS, для моделирования коммутатора GPRS используется система M/G/1 (пуассоновский поток на входе, общий вид распределения времени обслуживания, один обслуживающий прибор, бесконечный размер буфера).

Средняя задержка протокольного блока в такой системе рассчитывается по формуле Хинчина-Полячека:

где

q¯- средняя длина очереди в рассматриваемой системе (в числе протокольных блоков – ПБ);

ρ = λ/μ – интенсивность нагрузки системы M/G/1 (ρ < 1);

μ, λ – значения интенсивности поступления и обслуживания ПБ в системе, соответственно;

Для расчета задержки необходимо знать скорость передачи данных В на выходе узла GPRS, которая определяет интенсивность обслуживания как:

С другой стороны, если известны нормы средней задержки, то можно найти требуемую скорость передачи

Поскольку узел GPRS обслуживает пакеты, его можно моделировать системой с постоянным временем обслуживания типа M/D/1. тогда уравнение для нахождения средней задержки приобретает вид:

Из этого выражения следует, что скорость передачи на выходе узла GPRS:

Для точного расчета скорости передачи кроме интенсивности λ (в числе протокольных блоков в единицу времени) и средней длины протокольного блока (в битах на блок), необходимо знать величину квадратичного коэффициента С_s² распределения длин блоков , а также нормы средней задержки.

В таблице 3.2 приведены средние значения задержек трех классов обслуживания, различающихся приоритетом.

Таблица 3.2.

Класс обслуживания определяется нормой на задержку и длину пакета.

Наивысший приоритет имеет класс 1, нормальный приоритет – класс 2, наименьший – класс 3.

Значения интенсивности поступления пакетов λ могут быть выбраны на основе статистических исследований. Как показывает статистика, число пакетов, поступающих в единицу времени на вход коммутатора GPRS, может меняться в широких пределах от сотен пакетов/с во входных узлах до нескольких тысяч пакетов/с в магистральных узлах.

В таблице 3.3 приведены значения скорости передачи, которые могут быть реализованы на выходе коммутатора GPRS в зависимости от его места в сети.

Таблица 3.3.

В обслуживающих узлах GPRS могут быть использованы тракты Е1 плезиохронной цифровой иерархии со скоростью передачи 2,048 Мбит/с, тогда как в магистральных узлах GGSN, где агрегируется нагрузка большого числа источников пакетного трафика, могут использоваться системы STM синхронной цифровой иерархии.