63504 (Организация интеллектуальной сети в г. Кокшетау на базе платформы оборудования Alcatel S12), страница 13

1/час;

1/час.

Интенсивности поступления тех же запросов в одну секунду в течение ЧНН:

(6.14)

1/c

1/c

1/c

Суммарная интенсивность поступления запросов на все виды услуг, задействованных в сети:

(6.15)

1/c

Средняя интенсивность поступления запросов на ИУ, приходящаяся на каждое звено ОКС:

(6.16)

где n_к - число дуплексных звеньев ОКС, соединяющих SSP с SCP.

Вероятности появления услуг y_i [7]:

(6.17)

Среднее число транзакций на одну услугу:

(6.18)

транзакций/услугу.

где n_TPi - число транзакций, обеспечивающих реализацию услуги y_i.

Значения n_TPi обычно задаются в исходных данных, исходя из имеющейся статистики [7].

Часть услуг требует для своего выполнения передачи некоторых статистических данных. Обозначим через S_i процент каждой из услуг y_i ,требующий передачи дополнительной статистической информации. Среднее число транзакций на одну услугу, с учетом необходимой передачи статистики:

(6.19)

транзакций/услугу.

Среднее число транзакций, осуществляемых в одну секунду, с учетом передачи статистических данных:

(6.20)

транзакций/услугу.

Указанная интенсивность осуществления транзакций служит основой для расчета требуемого числа звеньев системы ОКС №7 между SSP и SCP.

Допустим, что каждая транзакция включает в себя п_зн ЗНСЕ, передаваемых в одном направлении по звену ОКС.

Из рисунка 6.3, например, следует, что для реализации вызова одной интеллектуальной услуги требуется передать 6 ЗНСЕ.

Учитывая, что в канале осуществляется дуплексная передача, в среднем, в каждом направлении необходимо передать 3 ЗНСЕ [19].

Средняя длительность группы ЗНСЕ, передаваемой в одном направлении в течение одной транзакции:

(6.21)

где _зн - средняя длительность ЗНСЕ.

Обозначим через в_ТР - среднюю длину пакета, передаваемого в течение одной транзакции в одном направлении канала ОКС №7, а через в_3Н - среднюю длину ЗНСЕ, выраженные в байтах.

Количество n_3Н значащих единиц, передаваемых в одном направлении в течение одной транзакции:

(6.22)

Значения в_ТР и в_3Н обычно задаются в пределах 140 и 53 байта соответственно, исходя из имеющихся статистических данных.

Следовательно, каждая транзакция осуществляет передачу в одном направлении, в среднем, 2,6 сигнальных единицы.

Среднюю длительность одной ЗНСЕ обозначим через _3Н.

Помимо ЗНСЕ в канале присутствует поток СЗСЕ с интенсивностью _СЗ, практически не зависящей от поступающих запросов на ИУ, и средним временем передачи _СЗ Указанные СЗСЕ используются для управления сетью и имеют приоритет выше, чем приоритет ЗНСЕ. Наконец, всё оставшееся свободное время в канале заполняется потоком ЗПСЕ, с интенсивностью _ЗП и длительностью передачи _ЗП

Длительности передачи СЕ зависят от их длины и скорости В_к передачи информации в канале [7].

Если обозначить в_зн, в_сз и в_зп соответствующие средние длины сигнальных единиц, выраженные в байтах, то:

(6.23)

(6.24)

(6.25)

Обычно скорость модуляции В_к в канале ОКС №7 составляет 64 кбит/с. Если принять значения длин сигнальных единиц, соответственно: в_зн=53 байтов, в_сз=8 байтов, в_зп=6 байтов, то получим следующие значения средних времен передачи СЕ [19]:

мс;

мс;

мс.

Если принять среднее число ЗНСЕ передаваемых в течение одной транзакции по каналу ОКС в одну сторону n_3П =2,6, то среднее время передачи одной транзакции [7]:

, мс. (6.26)

мс.

Количество звеньев ОКС №7 от SSP к SCP определяется исходя из требования минимальной загрузки канала ,значение которой выбирается в пределах =0,2:

(6.27)

Значение n_к округляется до ближайшего большего целого числа. Интенсивность поступления транзакций в расчете на одно звено ОКС №7:

(6.28)

является одной из основных характеристик работоспособности звена.

Предположим, что поступающие транзакции, а также СЗСЕ и ЗПСЕ образуют простейшие пуассоновские потоки [6].

На самом деле это не так. Однако принятие экспоненциального распределения обеспечивает некоторый дополнительный запас при расчетах.

Простейшая модель канала передачи данных между SSP и SCP и обратно, представляет одноканальную СМО, в которой обрабатываются три потока сообщений:

Z₁ - поток СЗСЕ, имеющих наивысший приоритет;

Z₂ - поток транзакций, реализующих запросы на ИУ;

Z₃ - поток ЗПСЕ, имеющих самый низший приоритет.

На рисунке 6.4 показана схема обслуживания указанных потоков заявок в одноканальной СМО.

Коэффициент загрузки канала сигнальными единицами СЗСЕ, образующими поток Z₁:

(6.29)

Коэффициент загрузки канала сигнальными единицами ЗНСЕ, образующими поток Z₂ [7]:

(6.30)

Рисунок 6.4 - Обслуживание заявок в одноканальной СМО

Поскольку всё время канала, не занятое передачей транзакций и СЗСЕ, используется для передачи ЗПСЕ, суммарный коэффициент загрузки канала всегда равен 1, следовательно, коэффициент загрузки канала сигнальными единицами ЗПСЕ, образующими поток Z₃ [19]:

(6.31)

Заявки, поступившие в канал и ожидающие передачи, заносятся в соответствующие очереди О₁, О₂ и О₃. В очередях заявки упорядочены по времени их поступления. Когда в канале заканчивается передача очередного сообщения, то управление переходит к программе «Диспетчер». Программа выбирает для очередной передачи сообщение с наивысшим приоритетом, если очереди более старших приоритетов не содержат сообщений (т.е. оказываются пустыми). Выбранное для передачи сообщение захватывает канал на все время его передачи. Если в систему поступает N простейших потоков сообщений с интенсивностями , средние длительности передачи сообщений каждого типа, соответственно, равны , и вторые начальные моменты соответственно

, то среднее время t_K ожидания в очереди сообщений, имеющих приоритет К, определится соотношением:

(6.32)

где , , - загрузки, создаваемые СЕ i-го типа [7].

Используя понятие коэффициента вариации длины сообщений:

(6.33)

где - среднеквадратичное отклонение времен передачи сообщений i-го типа, получим соотношение:

(6.34)

В рассматриваемом конкретном случае анализа имеются всего N=3 типа передаваемых сообщений [6].

Для сообщений потока Z₁ (к=1):

(6.35)

Для сообщений потока Z₂ (к=2):

(6.36)

Для сообщений, образующих поток Z₃ (к=3):

(6.37)

где , и - коэффициенты вариации длин сообщений для потоков СЗСЕ, транзакций и ЗПСЕ соответственно [19].

При определении значений коэффициентов вариации длин сообщений необходимо учесть, что все сигнальные единицы СЗСЕ и ЗПСЕ имеют практически постоянную длину ( =0; =0) и, следовательно, =0 и =0.

Сообщения транзакций, напротив, имеют информационные части переменной длины. Если предположить, что длины указанных сообщений распределены по экспоненциальному закону, то , и коэффициент вариаций v_tp оказывается равным 1.

Учитывая все сказанное, определим значения времени ожидания в очередях для сообщений каждого типа [7].

Среднее время ожидания в очереди на передачу для СЗСЕ, имеющих наивысший приоритет:

(6.38)

Среднее время ожидания в очереди на передачу для сообщений транзакций, имеющих второй приоритет:

(6.39)

Среднее время ожидания в очереди на передачу для сообщений ЗПСЕ оказывается бесконечно большим. Очередь ЗПСЕ считается неограниченной, поскольку значение R₃=l:

(6.40)

При определении характеристик ИС особый интерес представляют временные задержки в очередях передаваемых транзакций t_TРО .Задержки в очередях сигнальных единиц СЗСЕ, имеющих наиболее высокий приоритет, оказываются меньшими, по сравнению с задержками транзакций, что способствует улучшению управляемости ИС [8].

Среднее время передачи и ожидания в очередях для одной транзакции:

(6.41)

В течение каждой транзакции указанное время повторяется дважды: при передаче информации от SSP к SCP и от SCP к SSP.

6.5 Задержка обработки запросов на интеллектуальную услугу в вычислительной системе SCP

Соединение на участке SSP - SCP посредством протоколов семейства IN АР является жизненно необходимой частью ИС. Отказ в работе SCP приводит к остановке всей системы в целом, и, как следствие, к отказу в обработке «интеллектуальных вызовов».

С целью предотвращения подобных аварийных ситуаций, обычно SCP выполняются в виде двух машинных кластеров. Компьютеры работают в режиме с разделением нагрузки.

Обозначим через t_SCP - среднее время, затрачиваемое вычислительной системой SCP на обработку одной транзакции.

Указанное время зависит от производительности процессорной системы SCP. Следует отметить, что указанное время включает в себя не только время непосредственной обработки сообщений процессором SCP, но также и задержки в очередях SCP [6].

Для уменьшения влияния очередей на процесс обработки транзакций в SCP обычно используются высокопроизводительные многопроцессорные ВС.