
Телекомунікаційні системи та мережі. Том 1. Структура й основні функції. / Зміст / Розділ 7. Методи розподілу інформації / Тема 7.7. Способи розподілу навантаження в мережах зв’язку
- Розділ 1. Основи побудови телекомунікаційних систем
- Тема 1.1. Місце систем телекомунікацій в інформаційній інфраструктурі сучасного суспільства
- Тема 1.2. Загальна архітектура й завдання телекомунікаційних систем
- Тема 1.3. Класифікація мереж, клієнтів, операторів і послуг зв’язку
- Тема 1.4. Стисла характеристика існуючих телекомунікаційних технологій
- Тема 1.5. Вимоги до сучасних і перспективних ТКС
- Тема 1.6. Контрольні запитання та завдання
- Розділ 2. Мережі зв’язку наступного покоління: архітектура, основні характеристики й послуги
- Тема 2.1. Визначення й характеристика основних можливостей NGN
- Тема 2.2. Інфокомунікаційні послуги. Особливості послуг зв’язку наступного покоління
- Тема 2.3. Багаторівнева архітектура й функціональний склад NGN
- Тема 2.4. Перспективи концепції NGN
- Тема 2.5. Контрольні запитання та завдання
- Розділ 3. Стандартизація мережних протоколів і телекомунікаційного обладнання
- Тема 3.1. Відкриті системи та їх взаємодія
- Тема 3.2. Основні організації зі стандартизації мережевих рішень
- Тема 3.3. Еталонна модель взаємодії відкритих систем
- 3.3.1. Багаторівневий підхід і декомпозиція задачі мережної взаємодії
- 3.3.2. Інтерфейс, протокол, стек протоколів
- 3.3.3. Загальна характеристика моделі OSI
- 3.3.4. Фізичний рівень. Функції й приклади протоколів
- 3.3.5. Канальний рівень. Функції та приклади протоколів
- 3.3.6. Мережний рівень. Функції та приклади протоколів
- 3.3.7. Транспортний рівень. Функції та приклади протоколів
- 3.3.8. Сеансовий рівень. Функції та приклади протоколів
- 3.3.9. Представницький рівень. Функції та приклади протоколів
- 3.3.10. Прикладний рівень. Функції та приклади протоколів
- 3.3.11. Поділ ЕМВВС на мережонезалежні і мережозалежні рівні
- Тема 3.4. Стандартні стеки мережних протоколів
- 3.4.1. Стек протоколів OSI
- 3.4.2. Стек протоколів TCP/IP
- 3.4.3. Стек протоколів IPX/SPX
- 3.4.4. Стек протоколів NetBIOS/SMB
- 3.4.5. Стек протоколів технології Х.25
- 3.4.6. Стек протоколів технології Frame Relay
- 3.4.7. Стек протоколів технологій B-ISDN та АТМ
- 3.4.8. Сімейство протоколів DECnet
- 3.4.9. Мережна модель DoD
- 3.4.10. Зв’язок стандартів IEEE 802 з моделлю OSI
- 3.4.11. Стек протоколів мереж наступного покоління
- Тема 3.5. Стандартизація мережного обладнання
- Тема 3.6. Контрольні запитання та завдання
- Розділ 4. Лінії зв’язку
- Тема 4.1. Фізичні параметри середовищ поширення електромагнітних хвиль
- Тема 4.2. Загальні відомості про лінії зв’язку
- Тема 4.3. Основні властивості кабельних ліній зв’язку
- Тема 4.4. Металеві лінії зв’язку
- Тема 4.5. Теорія волоконних світловодів
- Тема 4.6. Властивості неоднорідних ліній
- Тема 4.7. Конструкції кабелів зв’язку
- Тема 4.8. Електромагнітні впливи в лініях зв’язку
- Тема 4.9. Структуровані кабельні системи
- Тема 4.10. Атмосферний лазерний зв’язок
- Тема 4.11. Особливості радіоліній, радіорелейних і супутникових ліній зв’язку
- 4.11.1. Загальні принципи побудови радіоліній зв’язку
- 4.11.2. Поширення радіохвиль у радіолініях зв’язку
- 4.11.3. Особливості поширення радіохвиль у радіорелейних лініях зв’язку
- 4.11.4. Особливості поширення радіохвиль у супутникових лініях зв’язку
- 4.11.5. Особливості побудови радіоліній зв’язку
- 4.11.6. Загальні характеристики побудови супутникових ліній зв’язку
- 4.11.7. Зони бачення для ССЗ
- 4.11.8. Статистична структура сигналів СЛЗ
- 4.11.9. Основні складові систем супутникового зв’язку
- 4.11.10. Методи організації супутникового зв’язку
- 4.11.11. Обґрунтування щодо вибору параметрів апаратури при проектуванні радіорелейних ліній
- 4.11.12. Вибір енергетичних характеристик радіорелейних ліній
- 4.11.13. Стійкість функціонування радіорелейних ліній
- Тема 4.12. Контрольні запитання та завдання
- Розділ 5. Способи формування групових сигналів
- Тема 5.1. Стисла характеристика способів формування групових сигналів
- Тема 5.2. Способи формування аналогових групових сигналів
- Тема 5.3. Способи формування цифрових групових сигналів
- Тема 5.4. Об’єднання синхронних цифрових потоків
- Тема 5.5. Об’єднання асинхронних цифрових потоків
- Тема 5.6. Об’єднання низькошвидкісних потоків
- Тема 5.7. Кодове ущільнення сигналів
- Тема 5.8. Види сигналів у системах з кодовим поділом
- Тема 5.9. Технологія спектрального ущільнення
- Тема 5.10. Формування групового сигналу з використанням IP-технологій
- Тема 5.11. Контрольні запитання та завдання
- Розділ 6. Методи доступу
- Тема 6.1. Загальна характеристика методів доступу
- Тема 6.2. Методи вирішення конфліктів в алгоритмах доступу
- Тема 6.3. Моделі й архітектура мережі доступу
- Тема 6.4. Оптичні технології в мережах доступу
- Тема 6.5. Методи використання фізичних ресурсів у мережах доступу
- Тема 6.6. Особливості використання просторово-поляризаційних параметрів при радіодоступі
- Тема 6.7. Контрольні запитання та завдання
- Розділ 8. Системи синхронізації
- Тема 8.1. Види синхронізації, їхня роль, місце й завдання у сучасних цифрових системах зв’язку
- Тема 8.2. Фазова (частотна) синхронізація
- Тема 8.3. Тактова (символьна) синхронізація
- Тема 8.4. Джитер і вандер цифрових сигналів
- Тема 8.5. Циклова (кадрова) синхронізація
- Тема 8.6. Мережна синхронізація цифрового зв’язку
- Тема 8.7. Контрольні запитання та завдання
- Розділ 9. Системи сигналізації
- Тема 9.1. Види і склад сигналів
- Тема 9.2. Класифікація протоколів сигналізації
- Тема 9.3. Внутрішньосистемна сигналізація в ЦСК
- Тема 9.4. Особливості сигналізації в стиках V.5
- Тема 9.5. Абонентська сигналізація
- Тема 9.6. Обладнання сигналізації сучасних ЦСК
- Тема 9.7. Специфічні особливості українських систем сигналізації
- Тема 9.8. Методологія специфікації та опису систем сигналізації
- Тема 9.9. Цифрова багаточастотна сигналізація R2D
- Тема 9.10. Загальноканальна система сигналізації № 7
- Тема 9.11. Сигналізація DSS1
- Тема 9.12. Сигналізація на корпоративних мережах
- Тема 9.13. Сигналізація на мережах з комутацією пакетів
- Тема 9.14. Сигналізація на мережі B-ISDN/ATM
- Тема 9.15. Сигналізація в мережі ІР-телефонії
- Тема 9.16. Контрольні запитання та завдання
- Розділ 10. Технології та протоколи управління в ТКС
- Тема 10.1. Зміст задач управління в мережах наступного покоління
- Тема 10.2. Підсистема управління послугами
- Тема 10.3. Підсистема контролю й управління мережею
- Тема 10.4. Підсистема мережного управління на рівнях транспорту й доступу
- 10.4.1. Базова архітектура управління на рівнях транспорту й доступу ТКС
- 10.4.2. Класифікація й маркування пакетів трафіка
- 10.4.3. Управління інтенсивністю трафіка
- 10.4.4. Управління чергами на мережних вузлах
- 10.4.5. Маршрутизація: мета, основні задачі й протоколи
- 10.4.6. Сигнальні протоколи резервування мережних ресурсів
- 10.4.7. Функції управління канального рівня щодо забезпечення QoS
- 10.4.8. Рівні якості обслуговування й відповідні їм моделі обслуговування
- Тема 10.5. Перспективи розвитку технологій мережного управління
- Тема 10.6. Контрольні запитання та завдання
- Розділ 11. Конвергенція в телекомунікаційних системах
- Тема 11.1. Конвергенція в ТКС: історія, мета та задачі
- Тема 11.2. Види конвергенції
- Тема 11.3. Приклади рішень щодо конвергенції в системах телекомунікацій
- Тема 11.4. Якість конвергентних послуг
- Тема 11.5. Контрольні запитання та завдання
- Розділ 12. Методи забезпечення інформаційної безпеки об’єктів телекомунікаційної системи
- Тема 12.1. Основні терміни та поняття у сфері інформаційної безпеки
- Тема 12.2. Основні підходи до забезпечення інформаційної безпеки
- Тема 12.3. Криптографічний захист інформації
- Тема 12.4. Використання механізму електронного цифрового підпису
- Тема 12.5. Технічний захист інформації
- Тема 12.6. Контрольні запитання та завдання
- Розділ 13. Електроживлення телекомунікаційних систем зв’язку
- Тема 13.1. Загальні положення
- Тема 13.2. Системи електроживлення підприємств електрозв’язку
- Тема 13.3. Типове обладнання електроустановок підприємств електрозв’язку
- Тема 13.4. Дистанційне електроживлення
- Тема 13.5. Джерела безперебійного живлення (ДБЖ)
- Тема 13.6. Електромагнітна сумісність джерел електроживлення
- Тема 13.7. Перспективи розвитку електроживлення ТКС
- Тема 13.8. Контрольні запитання та завдання
7.7.2. Обхідні напрямки
Встановлення з’єднань між абонентами різних АТС районованої телефонної мережі здійснюється за допомогою міжстанційних з’єднувальних ліній (ЗЛ). При цьому для поліпшення використання сполучних ліній і підвищення ймовірності встановлення з’єднання сучасні системи автоматичної комутації дозволяють окрім основного шляху встановлення з’єднання (шляхи першого вибору) використовувати один або кілька обхідних шляхів (шляхи других і наступних виборів). Наприклад, на мережі, що містить чотири районних АТС, спрощену схему якої наведено на рис. 7.7.4, установлення з’єднань між абонентами, включеними в АТС А і АТС В, може виконуватися з використанням однієї із ЗЛ пучка АВ (шлях першого вибору), але якщо всі ЗЛ цього пучка зайняті, то можна використовувати обхідний шлях ACB (шлях другого вибору) із заняттям однієї із ЗЛ пучка АС і однієї із ЗЛ пучка СВ (із заняттям двох сполучних ліній, тобто по одній лінії в кожному з пучків, що становлять обхідний шлях). Якщо ж усі ЗЛ хоча б в одному з розглянутих пучків (АС або СВ) зайняті, то можна використовувати обхідний шлях третього вибору, наприклад ADB.
Рис. 7.7.4. Спрощена схема мережі з чотирьох районних АТС
Таким чином, основна частина телефонного навантаження, що надходить від абонентів АТС А до абонентів АТС В (інтенсивність навантаження що надходить уAB), обслуговуватиметься ЗЛ пучка АВ, однак деяка частина цього навантаження в моменти зайнятості всіх ліній пучка АВ пропонуватиметься пучкам АС і СВ, що становить шлях другого вибору. Цю частину навантаження називають надлишковим навантаженням (RAB). Отже, пучок АС має обслуговуватись як навантаження, що надходить, уAC, так і надлишкове навантаження RAB.
Окрім того, якщо ЗЛ пучка АС використовуються також і для встановлення з’єднань між АТС А и D (YAD) обхідним шляхом ACD у разі, коли всі ЗЛ пучка АD (шлях першого вибору) зайняті, тоді пучок АС обслуговуватиме навантаження, що надходить уAC, надлишкове навантаження RAB (частину навантаження уAB, що не обслуговане пучком АВ), і надлишкове навантаження RAD (що залишилося від навантаження уAD, запропонованого пучку АD).
Якщо вхідне навантаження створюється найпростішим потоком викликів, то надлишковий потік викликів матиме інший характер, його не можна описати пуасонівським розподілом і вважати найпростішим потоком. Тому для опису суміші викликів, що надходить, і надлишкових потоків телефонних викликів у тому разі, коли ті самі пучки ЗЛ обслуговують і потоки, що надходять, і надлишкові потоки, середні значення навантаження виявляються недостатніми й розрахунок кількості ліній у таких пучках не може виконуватися звичайними методами за середнім значенням.
Параметри надлишкового навантаження. Розглянемо повнодоступний пучок з V ліній, на першу лінію якого надходить потік з інтенсивністю y. Виклики, що надходять у моменти зайнятості першої лінії, пропонуються для обслуговування другій і наступній лініям пучка й утворюють надлишковий потік для першої лінії пучка. Аналогічно можна розглядати надлишковий потік для перших двох ліній пучка, що надходить на всі інші лінії, і надлишковий потік для будь-якого числа перших υ1 ліній розглянутого пучка, що надходить, на інші V—V1 ліній пучка.
На рис. 7.7.5 наведено повнодоступний пучок, що містить V ліній, на який надходить потік ПП, що характеризується інтенсивністю навантаження y. Надлишковий потік Пн створює інтенсивність навантаження R. Якщо вважати, що вхідний потік Пп найпростіший, то надлишковий потік Пн не буде найпростішим. Виклики цього потоку можуть з’явитися не в будь-який момент розглянутого періоду, а тільки в моменти, коли всі v ліній пучка зайняті, тобто виклики надлишкового потоку зосереджені тільки на частині розглянутого інтервалу часу, виходить, надлишковий потік більш концентрований. За однаковим навантаженням надлишковий потік вимагає більше ліній для свого обслуговування, ніж найпростіший потік.
Для характеристики статистичних (випадкових) коливань надлишкового потоку крім інтенсивності навантаження, тобто середньої величини (першого моменту випадкової величини), використовують також дисперсію σ2 (другий момент). Нерівномірність надлишкового потоку характеризується найчастіше відношенням дисперсії до середнього значення навантаження — коефіцієнтом скупченості
Рис. 7.7.5. Схема повнодоступного пучка
![]() | (7.7.31) |
або коефіцієнтом розсіювання
D = σ2 – R, | (7.7.32) |
що являє собою різницю між дисперсією й середнім значенням навантаження.
Якщо врахувати, що для найпростішого потоку дисперсія σ2 дорівнює середньому значенню R, то зазначені коефіцієнти дорівнюватимуть: z = 1, D = 0. Щодо вирівняних потоків z < 1, a D від’ємне; щодо надлишкових потоків z > 1 та D > 0.
Таким чином, процес обслуговування вхідного потоку повнодоступним пучком, що складається з υ ліній, характеризується чотирма величинами: y, V, R та D.
Потік, що надходить, передбачається найпростішим, описується одним параметром — середнім значенням навантаження, оскільки коефіцієнт розсіювання для найпростішого потоку D = 0. Надлишковий потік характеризується двома параметрами — середнім значенням надлишкового навантаження R і коефіцієнтом розсіювання D > 0. Повнодоступний пучок характеризується однією величиною — числом ліній V.
Значення інтенсивності надлишкового навантаження можна розрахувати за формулою Ерланга:
R = y·p = y·E0(y) = f(y, V), | (7.7.33) |
а для коефіцієнта розсіювання надлишкового навантаження справедливий такий вираз:
![]() | (7.7.34) |
У формулах (7.7.33) і (7.7.34) кожна пара параметрів y, V, R та D визначає два інших. Якщо на той самий пучок надходить декілька статистично незалежних друг від друга потоків із середніми значеннями надлишкового навантаження R1, R2, ..., Rk і коефіцієнтами розсіювання D1, D2, ..., Dk, то середнє значення навантаження й коефіцієнт розсіювання об’єднаного потоку дорівнюють сумі відповідних параметрів цих потоків:
R = R1 + R2 + ... + Rk | (7.7.35) |
D = D1 + D2 + ... + Dk | (7.7.36) |
Статистично незалежними потоками можна вважати надлишкові потоки від різних пучків ліній, на кожний з яких надходить найпростіший потік від окремої групи джерел навантаження. Прикладами статистично залежних потоків можуть служити вхідні і надлишкові потоки того самого пучка ліній або надлишкові потоки, виклики яких хоча б частково обслуговувалися тими самими лініями.
Метод еквівалентних замін. Розглянемо метод розрахунку числа ліній у повнодоступному пучку, на якому надходить надлишковий потік Пн, що характеризується середнім значенням навантаження R і коефіцієнтом розсіювання D > 0 (рис. 7.7.6).
Надлишковий потік Пн міг утворитися підсумовуванням декількох надлишкових і найпростіших потоків, і при визначенні його параметрів R і D у разі їх статистичної незалежності можна використовувати формули (7.7.35) та (7.7.36).
Розрахунок повнодоступного пучка за рис. 7.7.6, a полягає у визначенні числа ліній, якщо задані характеристики потоку R, D та зазначена припустима ймовірність втрат p або втрачене навантаження уП, що характеризують потік втрачених викликів Пв.
Основна ідея методу еквівалентних замін полягає в тому, що потік, що надходить, Пн з параметрами R і D заміняється потоком, що пройшов v1 ліній попереднього повнодоступного пучка (рис. 7.7.6, б) і які мають такі самі характеристики, R і D.
Рис. 7.7.6. Схема, що пояснює метод еквівалентних замін
Користуючись співвідношеннями (7.7.35) та (7.7.36), за заданими величинами R та D (рис. 7.7.6, б) можна визначити інтенсивність вхідного навантаження y найпростішого потоку викликів і число лінії V1 у попередньому повнодоступному пучку. З іншого боку, попередній і розрахунковий пучки становлять один загальний повнодоступний пучок ліній, для якого відома інтенсивність вхідного навантаження y найпростішого потоку й задана ймовірність втрат p або втрачене навантаження yп. Тому, користуючись першою формулою Ерланга, можна визначити сумарне число ліній у повнодоступному пучку, що обслуговує навантаження у із втратами р, тобто визначити суму VΣ = V1 + V. Звідси шукане число ліній, у розрахунковому повнодоступному пучку V = VΣ – V1.
Число ліній V1 може бути дробовим, і його слід використовувати в такому вигляді до одержання результатів для V. Значення V доцільно округлити до цілого числа у бік збільшення.