45294

Оценка показателей качества передачи данных в сетях с коммутацией пакетов. Уровни приоритетов, уровни надежности, классы скорости. Качество передачи данных в классах сетей 3G

Доклад

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Оценка показателей качества передачи данных в сетях с коммутацией пакетов. Качество передачи данных в классах сетей 3G. Оценка качества передачи данных в сетях с коммутацией пакетов Развитие технологий 2G 3G идет в направлении перехода от технологий передачи данных с коммутацией каналов к технологиям передачи данных с коммутацией пакетов Pcket Switched Dt ServicePSD Generl Pcket Rdio Service GPRS. Рассмотрим методы измерений показателей и расчета параметров качества предоставления услуг передачи данных в сетях подвижной связи с...

Русский

2013-11-20

126 KB

24 чел.

22. Оценка показателей качества передачи данных в сетях с коммутацией пакетов. Уровни приоритетов, уровни надежности, классы скорости. Качество передачи данных в классах сетей 3G.

Оценка качества передачи данных в сетях с коммутацией пакетов

Развитие технологий 2G/3G идет в направлении перехода от технологий передачи данных с коммутацией каналов к технологиям передачи данных с коммутацией пакетов (Packet Switched Data Service(PSD)/General Packet Radio Service (GPRS)). Рассмотрим методы измерений показателей и расчета параметров качества предоставления услуг передачи данных в сетях подвижной связи с коммутацией пакетов (GPRS/GPRS, UMTS).

Проверка показателей качества пакетной передачи данных может осуществляться испытательными центрами при добровольной сертификации услуг, территориальными центрами надзорных органов при проверке лицензионной деятельности операторов связи или специалистами операторов мобильной связи при проверке стабильности показателей качества и разработке мероприятий для улучшения работы сети оператора мобильной связи.

Показатели качества пакетной передачи данных выбираются и контролируются в соответствии с внутренними регламентирующими документами операторской компании. Параметры качества услуг пакетной передачи данных в сетях мобильной связи стандарта GSM определены в международных рекомендациях, однако до настоящего времени в России отсутствуют нормативные документы на них и методики оценочных испытаний. Контролирующие органы только устанавливают рекомендуемые формы декларирования услуги и наименования показателей качества. Типовая форма спецификации услуги приведена в прил. 3.

В рекомендациях Международного консультативного комитета по телеграфии и телефонии различные приложения, которые могут использовать передачу данных через сети GSM со службой GPRS (GSM/GPRS), характеризуются профилем качества обслуживания QoS (см. п. 3.3). Возможные значения параметров профиля качества QoS относятся к одному из следующих классов:

• к приоритету,

• задержке,

• надежности,

• пиковой пропускной способности,

• средней пропускной способности.

Комбинируя эти параметры, можно создать необходимое число профилей QoS, удовлетворяющих конкретным классам приложений. Дополнительные ограничения на реально предоставляемое качество обслуживания накладывают функциональные возможности используемых радиотелефонов, поддерживающих GPRS (количество каналов, схема кодирования).

Стандарт GSM/GPRS поддерживает 3 уровня приоритетов (высокий, нормальный и низкий), при помощи которых устанавливаются последовательности обслуживающих процедур в случае аварийных или сбойных ситуаций, а также при перегрузке в сети. Уровни приоритетов и их характеристики приведены в табл. 2.19.

Таблица 2.19. Уровни приоритета

Приоритет

Приоритет

Интерпретация

1

Высокий

Обязательства по обслуживанию должны иметь преимущество по отношению к классам 2 и 3

2

Нормальный

Обязательства по обслуживанию должны иметь преимущество по отношению к классу 3

3

Низкий

Обязательства по обслуживанию должны выполняться после классов 1 и2

В GSM/GPRS обеспечивается 5 классов надежности. Каждый класс определяет вероятность потери, дублирования или ошибочного изменения последовательности пакетов. Путем комбинации режимов GTP, LLC и RLC устанавливаются параметры производительности для каждого класса надежности. Фактически GSM/GPRS позволяет выбирать нужные характеристики надежности в очень широком диапазоне возможностей. Классы надежности и их характеристики приведены в табл. 2.20.

Таблица 2.20. Уровни надежности

Класс

Режим GTP

Режим

кадров LLC

Режим защиты

данных LLC

Режим

блоков RLC

Тип трафика

1

СП

СП

3

СП

Трафик не в реальном времени (приложения, чувствительные к ошибкам), неспособный справиться с потерей данных

2

БП

СП

3

СП

Трафик не в реальном времени (приложения, чувствительные к ошибкам), способный справиться с редкими случаями потери данных

3

БП

БП

3

СП

Трафик не в реальном времени (приложения, чувствительные к ошибкам), способный справиться с потерей данных GMM/SM и SMS

4

БП

БП

3

БП

Трафик в реальном времени (приложения, чувствительные к ошибкам), способный справиться с потерей данных

5

БП

БП

НЗ

БП

Трафик в реальном времени (приложения, нечувствительные к ошибкам), способный справиться с потерей данных

Примечание. СП - с подтверждением; БП - без подтверждения; 3 - защищенный; Н - незащищенный

Стандарт GSM 02.60 определяет 4 класса задержки (от 1 до 4). При обработке пакетов маршрутизаторы GSM/GPRS вносят определенные задержки в передачу данных. Эти задержки определяются имеющимися сетевыми ресурсами, выделяемыми оператором для обслуживания конкретного трафика. Стандарт GSM/GPRS обеспечивает оптимизацию по четырем классам задержек, среди которых один класс - best effort («наибольшие усилия») [41] является обязательным. Задержки информации вне GSM/GPRS-сети в расчет не принимаются. Производительность определяется двумя согласуемыми параметрами: максимальной битовой скоростью и средней битовой скоростью. Эти скорости могут быть согласованы в единицах ТСН от I до 8. Например, 9,6 кбит/с - 8x9,6 кбит/с. Кроме того, может быть дифференцирована битовая скорость в зависимости от типа линии («вверх» или «вниз»). Для этой цели используется параметр Mobile Station Multislot Capability. Классы средней и пиковой скорости приведены соответственно в табл. 2.21 и 2.22.

Таблица 2.21. Класс средней скорости

Класс средней скорости

Средняя скорость, октет/с

Средняя скорость, бит/с

1

Best effort

2

100

0,22

3

200

0,44

4

500

1,11

5

1 000

2,2

6

2 000

4,4

7

5 000

11,1

8

10 000

22

9

20 000

44

10

50 000

111

11

100 000

220

12

200 000

440

13

500 000

1 110

14

1 000 000

2 200

15

2 000 000

4 400

16

5 000 000

11 100

17

10 000 000

22 000

18

20 000 000

44 000

19

50 000 000

111 000

Таблица 2.22. Класс пиковой скорости

Класс средней скорости

Пиковая скорость, октет/с

Пиковая скорость, кбит/с

1

1 000

8

2

2 000

16

3

4 000

32

4

8 000

64

5

16 000

128

6

32 000

256

7

64 000

512

8

128 000

1 024

9

256 000

2 048

Каждое приложение, которое требуется реализовать в сети GSM/GPRS, определяется составом услуг, параметрами производительности и качества услуг. Одновременно может поддерживаться несколько профилей передачи данных для каждого пользователя. Возможность запросить значение каждого атрибута QoS, включая хранящиеся в HLR значения по умолчанию. Сеть должна согласовать каждый атрибут на уровне, соответствующем доступным ресурсам GPRS. Сеть должна всегда стремиться предоставлять необходимые ресурсы для поддержки согласованного профиля QoS.

Первоначально предполагалось использовать технологию GPRS для передачи данных в сетях GSM, характеризующихся изменяемой во времени необходимой скоростью передачи. С этой целью технология GPRS унаследовала преимущества сетей с пакетной коммутацией и сетей передачи данных, которые позволяют оптимально мультиплексировать информацию, передаваемую несколькими пользователями по радиоканалам. Услуги, предоставляемые в режиме реального времени, также могут быть встроены в GPRS, однако для этого необходимо дополнительно решить вопрос о качестве передаваемой информации, так как пропускная способность сети с коммутацией пакетов не всегда позволяет обеспечить малую задержку, необходимую для подобного вида услуг. Типичными примерами таких услуг являются голосовая телефония и двусторонняя передача видеоизображения (видеотелефония).

Для достижения приемлемого качества речи при ее маршрутизации через сети с пакетной коммутацией были разработаны новые схемы кодирования информации, новые методы пакетизации и алгоритмы эффективного управления радиоресурсами. Привлекательность концепции передачи речи через GPRS (см. п. 2.7.6) объясняется тем. что использование пакетной передачи данных позволяет существенно увеличить статистическую пропускную способность радиоинтерфейса. Это увеличение достигается в результате мультиплексирования нескольких источников речи, которая представляет собой сочетание звуков и пауз.

Расчет показателей качества передачи данных с учетом классов предоставления услуг (Качество передачи данных в классах сетей 3G)

Представленные ниже определения классов услуг высокоскоростной передачи данных и параметров качества их предоставления (DQ) относятся как к сетям с коммутацией каналов, так и к сетям с коммутацией пакетов. Таким образом, определения различных классов услуг передачи данных являются идентичными вне зависимости от того, какая технология используется для высокоскоростной передачи данных в сетях GSM/GPRS или UMTS. Продолжительность сеанса передачи/вызова для каждого отдельного класса услуги передачи данных определена стандартом ETSI TS 102 250-5. Следует иметь в виду, что качество предоставления услуг передачи данных зависит ото всех этапов осуществления вызова или сеанса передачи. Для проведения тестовых испытаний качества предоставления услуг желательно разбиение процесса определения качества на отдельные и независимые этапы и участки измерений. Однако для окончательного определения QoS они должны быть приведены к общему процессу обеспечения соединения или сеанса передачи. Классы передачи данных для сетей 3G определены стандартом ETSI TS 123 107, разработанным в соответствии со спецификацией TR 23.907 группы 3GPP, и приведены в табл. 2.25.

Таблица 2.25. Классы передачи данных дли сетей 3G

Класс

Классы обмена

обмена

Диалоговый

Потоковый

Интерактивный

Фоновый

Основ-

Сохранение времен-

Сохранение

Режим с

Получатель не

ные

ных соотношении

временных

запросом

ожидает полу-

харак-

(изменений) между

соотношении

ответа.

чения данных

терис-

элементами инфор-

(изменений)

Сохра-

в пределах оп-

тики

мационного потока.

между эле-

нение

ределенного

Диалоговый режим

ментами ин-

содержа-

времени.

(постоянная и не-

формацион-

ния

Сохранение

большая задержка)

ного потока

содержания

Пример

Передача речи

Передача

Про-

Фоновая за-

приме-

потока видео

смотр

грузка элек-

нения

Web-

тронной почты

сайтов

Качество передачи данных в диалоговом классе Data Quality (DQ-CSD/DQ-PSD) характеризует качество сквозной передачи данных услуги диалогового класса и соответствующей высокоскоростной дуплексной передаче данных в режиме, практически близком к режиму реального времени. Показатель рассчитывается исходя из следующих условий:

•  качество передачи данных между конечными пользователями определяется путем измерения средней пропускной способности сети при передаче данных в обоих направлениях в режиме негарантированной передачи;

•  текущие измерения величины пропускной способности сети при передаче данных должны быть обработаны и усреднены по продолжительности вызова/сеанса передачи и представлены в битах в секунду;

•   должно быть произведено определение:

■   минимальной пропускной способности для 10 % общей продолжительности вызовов/сеансов передачи данных;

■  максимальной пропускной способности для 10% общей продолжительности вызовов/сеансов передачи данных и ее наихудшее значение;

■  максимальной задержки, имевшей место в течение всего времени вызова/сеанса обмена при передаче данных.

Определение параметра DQ может быть проведено с использованием следующих выражений:

DQ (прием абонентом А) = пропускная способность [бит/с],

DQ (прием абонентом В) = пропускная способность [бит/с] (2.46)

При расчетах необходимо учитывать следующие особенности и допущения:

• началом передачи конкретной последовательности данных необходимо считать обмен кадрами заранее определенного образца данных между терминальными устройствами DTE абонентов А и В для данного вызова/сеанса передачи;

• соединение считается завершившимся и обеспечившим передачу образца данных после проведения расчета по определению средней пропускной способности при передаче образца данных для данного вызова/сеанса передачи.

Рассмотрим показатель качество передачи данных между пользователями для услуг передачи данных потокового класса в сети мобильной связи с коммутацией каналов (DQ-CSD), который относится к передаче данных в одном направлении («вверх» или «вниз») в режиме, близком к режиму передачи данных в реальном масштабе времени (например, при передаче видеосигналов).

При определении показателя DQ-CSD должно быть произведено определение:

•  минимальной пропускной способности для 10 % общей продолжительности вызовов/сеансов передачи данных;

• максимальной пропускной способности для 10 % общей продолжительности вызовов/сеансов передачи данных и ее наихудшее значение;

• максимальной задержки, имевшей место в течение всего времени вызова/сеанса обмена при передаче данных.

Следует иметь в виду, что для услуг потокового класса рассматривается только направление по линии «вниз», однако если при данном применении услуги будет иметь место и передача данных по линии «вверх», то это должно быть учтено при приеме данных, принимаемых абонентом В.

DQ-CSD определяется измерением пропускной способности передачи данных на линии «вниз» в режиме негарантированной передачи. Измерения пропускной способности передачи данных должны быть обработаны и усреднены по продолжительности вызова/сеанса передачи и представлены в битах в секунду. Определение параметра DQ для потокового класса может быть проведено с использованием выражения

При расчетах необходимо учитывать следующие особенности и допущения:

•  началом передачи конкретной последовательности данных необходимо считать момент начала передачи кадров заранее определенного индексированного образца данных от абонента В к абоненту А для данного вызова/сеанса передачи;

• соединение считается завершившимся и обеспечившим передачу образца данных после проведения расчета по определению средней пропускной способности при передаче образца данных для данного вызова/сеанса передачи.

Показатель качество передачи данных между конечными пользователями в интерактивном классе (DQ-CSD) определяется пугем измерения интервала времени, необходимого для загрузки в абонентское устройство DTE абонента А определенных файлов с фиксированным объемом данных, которые запрашиваются абонентом А посредством посылки запроса на сервер передачи данных. Этот параметр относится к дуплексной передаче данных в режиме без обеспечения гарантий на время передачи (on a best effort basis). Определение параметра DQ для интерактивного класса находится по формуле

где t1 - момент времени, когда абонентское устройство DTE абонента А посылает запрос на передачу данных; t2 - момент времени, когда абонент А получает запрошенный полный и неповрежденный файл (файлы).

При расчетах необходимо учитывать следующие особенности и допущения;

•  началом передачи конкретного запроса необходимо считать момент начала передачи абонентским устройством DTE абонента А запроса на передачу данных;

•  окончанием загрузки файла(файлов) следует считать момент, когда абонентское устройство DTE абонента А приняло неповрежденный файл (файлы).

Качество передачи данных между пользователями для услуг передачи данных фонового класса в сети мобильной связи с коммутацией каналов (DQ-CSD) определяется путем измерения времени, необходимого для загрузки в абонентское устройство DTE абонента А файлов с фиксированным объемом данных, когда это запрашивается абонентом А посредством передачи запроса на оконечный сервер. Этот показатель качества передачи данных фонового класса не относится к классу передачи данных в реальном масштабе времени (однако при тестовых испытаниях такой показатель QoS, как время передачи, также измеряется).

Определение параметра DQ для фонового класса может быть проведено с использованием выражения

где t1 - момент времени, когда абонентское устройство DTE абонента А посылает запрос на передачу данных; t2 - момент времени, когда абонент А получает полный неповрежденный файл (файлы).

При расчетах необходимо учитывать следующие особенности и допущения:

• абонентское устройство DTE абонента А уже подключено к серверу передачи  данных   в  процессе  процедуры  установления  вызова (соединения);

• началом передачи конкретного запроса необходимо считать момент начала передачи абонентским устройством DTE абонента А запроса на передачу данных;

• окончанием загрузки файла(файлов) следует считать момент, когда абонентское устройство DTE абонента А приняло неповрежденный файл( файлы).


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

30867. Эндокринная функция эпифиза, тимуса, почек и сердца 29.5 KB
  Тимозин способствует повышению реактивности организма стимулирует эритро и лимфопоэз. Повышение увеличение растяжения подавляет секрецию ренина снижение уменьшение растяжения стимулирует. Повышение концетрации натрия стимулирует секрецию ренина понижение – тормозит.Активация симпатических влияний н на ЮГК стимулирует секрецию ренина.
30868. Понятие о крови 29.5 KB
  Понятие о крови Кровь это жидкая ткань относится к соединительной ткани. Представление о крови как системе создал наш соотечественник Г. Система крови включает: а периферическую кровь б органы кроветворения в органы кроверазрушения г депо крови Функции крови: 1. Регуляторная заключается в транспорте гормонов и других биологически активных веществ 5 Поддержание гомеостаза 6 Обеспечение креаторных связей Объем крови 68 от массы тела 46 литров .
30869. Общая характеристика форменных элементов крови и их роль в организме. Гемопоэз, механизм и регуляция образования форменных элементов крови. Лейкоциты 60 KB
  С помощью лейкоцитов обеспечивается мощный тканевой и кровяной барьеры против микробной вирусной и паразитарной инфекции. Морфологической особенностью лейкоцитов отличающей их от других форменных элементов крови является наличие ядра различного по размерам и степени дифференцировки у разных видов. Агранулоциты: а лимфоциты б моноциты Время жизни большинства лейкоцитов невелико: от нескольких часов до нескольких суток. Тканевые за пределами сосудистого русла основное состояние лейкоцитов.
30870. Виды иммунитета 77 KB
  Клетки моноцитарномакрофагальной системы. За счет компонента С5 комплекс прикрепляется адгезия к мембране клеткимишени поверхности микробов клетками инфицированными вирусами. К ним принадлежат все гранулоциты: полиморфноядерные нейтрофилы эозинофилы базофилы тучные клетки таким термином обозначают клетки перешедшие в ткань. Клетки макрофагальномоноцитарной системы.
30871. Эритроциты 35 KB
  Функции эритроцитов: 1. Эритрон Эритрон часть системы крови обеспечивающая поддержание постоянства количества эритроцитов. В эритрон входят: а эритороидный ряд красного косного мозга б ретикулоциты и эритроциты в органы разрушения эритроцитов г продукты распада эритроцитов д Эритропоэтины вырабатываются почками печенью а также продукты распада эритроцитов Эритрокинетика Эритрокинетика это процессы направленные на образование и разрушение эритроцитов. Продолжительность жизни эритроцитов 120 дней.
30872. Понятие о системах групп крови 45.5 KB
  Понятие о системах групп крови В настоящее время установлено что каждая клетка человеческого организма в том числе и эритроцит содержит на своей поверхности набор специфических белков Антигенов закрепленных генетически которые и обеспечивают её видовую и индивидуальную специфичность. Кроме антигенов существует и второй класс белков антитела к антигенам которые циркулируют в плазме крови и при взаимодействии с определенным антигеном расположенным на мембране клетки способны вызывать реакцию агглютинации образуя т....
30873. Понятие о гемостазе 47 KB
  Понятие о гемостазе Система гемостаза совокупность процессов направленных с одной стороны на предупреждение и остановку кровотечения а с другой на сохранение жидкого состояния циркулирующей крови. Задача поддержание адекватного состояния жидкостных характеристик крови. Плазменный собственно свертывание крови или гемокоагуляция обеспечивает остановку кровотечения из более крупных сосудов. Тромбоцитарный гемостаз: Тромбоциты Как лекоциты выполняют в основном защитную функцию так тромбоциты прежде всего участвуют в свертывании...
30874. Процесс свертывания крови 84.5 KB
  Процесс свертывания крови Гемокоагуляция собственно свертывание крови Основные положения теории свертывания крови А. Процесс свертывания крови стадийный. В современной теории свертывания крови различают 3 фазы свертывания: 1 фаза образование протромбиназного комплекса; 2 фаза образование тромбина; 3 фаза образование фибрина. Международный комитет по номенклатуре факторов свертывания крови обозначил плазменные факторы римскими цифрами в порядке хронологического открытия всего их по количеству тринадцать IXIII IIа ...
30875. Противосвертывающие факторы 26 KB
  Противосвертывающие факторы Противосвертывающая система обеспечивает поддержание крови в жидком состоянии. Механизмы обеспечивающие жидкое состояние крови: 1. В норме сосудистая стенка препятствует свертыванию крови: т. имеет одноименный электрический заряд с форменными элементами крови; адсорбирует активные факторы свертывания особенно тромбин; 2.