Ip-телефония

     f₁ – число вызовов в час наибольшей нагрузки для первой группы абонентов;

     p₁ – доля пользователей группы 1 в общей структуре абонентов;

     N – общее число пользователей. 

2. Расчёт  числа пакетов  от второй группы (телефония  и интернет)

 

     Рассуждения, приведённые для первой группы абонентов, в полной мере можно применить  и ко второй группе для расчёта числа пакетов, возникающих в результате пользования голосовыми сервисами. Разница будет лишь в индексах. 

      N_{2_тj} = n_1j· t₂· f₂·p₂· N =  50·180·4·0,4·3500 = 50 400 000 пакетов    

     где  N_{2_тj} – число пакетов, генерируемое второй группой пользователей в час  наибольшей нагрузки при использовании голосовых сервисов;

     n_1j – число пакетов, генерируемых в секунду одним абонентом;

     t₂ – средняя длительность разговора в секундах для второй группы абонентов;

     f₂ – число вызовов в час наибольшей нагрузки для второй группы абонентов;

     p₂ – доля пользователей группы 2 в общей структуре абонентов;

     N – общее число пользователей.

     Для расчёта числа пакетов, генерируемых второй группой пользователей при  использовании сервисов передачи данных, необходимо задаться размером пакетов.  При построении сети NGN, как правило, на одном или нескольких участках сети на уровне звена данных используется та или иная разновидность технологии Ethernet, поэтому использовать пакеты, превышающие максимальную длину поля данных Ethernet, не имеет смысла. Очень длинный пакет рано или поздно будет фрагментирован, что приведёт, во-первых, к излишней нагрузке на коммутаторы, и, во-вторых, к возможным перезапросам в случае потерь.

       Кроме того, использование пакетов  большого размера затрудняет  обеспечение качества обслуживания и на магистральной сети, и в сети доступа. Более того, как правило, корпоративные пользователи устанавливают на границе своей сети «firewall», который, иногда, ограничивает максимальный размер кадра. При передаче данных вместо протоколов RTP и UDP используется TCP, вносящий точно такую же избыточность (20 байт).

     Для расчёта числа пакетов в час  наибольшей нагрузки необходимо задаться объёмом переданных данных. Предположим, что абоненты второй группы относятся  к интернет-сёрферам, т.е. в основном просматривают веб-страницы. Средний объём данных, переданных за час при таком способе подключения, составит около V₂ необходимо выразить в битах. То есть V₂  ≈ V₂(Мбайт) /8·1024·1024 бит. Число пакетов, переданных в ЧНН, будет равно 

      N_{2_дj} = p₂· N ·V_2j/h_j  

     N_{2_д1} = p₂· N ·V_2j/h₁ = 0,4·3500·1310720/160 = 11,4688·10⁶ пакетов  

     N_{2_д2} = p₂· N ·V_2j/h₂ = 0,4·3500·1310720/80 = 22,9376·10⁶ пакетов 

     где  N_{2_дj} – количество пакетов, генерируемых в час наибольшей нагрузки абонентами второй группы при использовании сервисов передачи данных;

     p₂ – доля пользователей группы 2 в общей структуре абонентов;

     h_2j – размер поля данных пакета;

     N – общее число пользователей.

     Суммарное число пакетов, генерируемых второй группой пользователей в сеть в час наибольшей нагрузке, будет равно

     

     N_2j = N_{2_тj} + N_{2_дj}   

     N₂₁ = N_{2_тj} + N_{2_д1} = 66,78·10⁶ + 11,7504·10⁶ = 78,5304·10⁶ пакетов 

     N₂₂ = N_{2_тj} + N_{2_д2} = 50,4·10⁶ + 22,9376·10⁶ = 73,3376·10⁶ пакетов 

     1.3 Расчёт числа пакетов от третьей группы абонентов (triple play) 

     Все рассуждения, проведённые относительно первых двух групп, остаются в силе и для третьей группы, применительно  к сервисам передачи голоса, а именно: 

      N_{3_тj} = n_1j· t_{3_т}· f₃· p₃· N = 50·180·4·0,07·3500 = 8 820 000 пакетов 

     где  N_{3_т} – число пакетов, генерируемое третьей группой пользователей в час наибольшей нагрузки при использовании голосовых сервисов;

     n_1j – число пакетов, генерируемых в секунду одним абонентом;

     t₃  – средняя длительность разговора в секундах;

     f₃ – число вызовов в час наибольшей нагрузки;

     p₃ – доля пользователей группы 3 в общей структуре абонентов;

     N – общее число пользователей.

     Предположим, что абоненты третьей группы относятся  к «активным» пользователям интернета, т.е., используют не только http, но и ftp, а также прибегают к услугам пиринговых сетей. Объём переданных и принятых данных данных при таком использовании интернета составляет до V₃ . Число пакетов, переданных в ЧНН, будет равно 

     N_{3_дj} = p₃· N · V₃/h_j     

     N_{3_д1} = p₃· N · V₃/h₁ = 0,07·3500·8,5197·10⁶/160 = 13,0458·10⁶ пакетов

        

     N_{3_д2} = p₃· N · V₃/h₂ = 0,07·3500·8,5197·10⁶/80 = 26,0916·10⁶ пакетов 

     Для расчёта числа пакетов, генерируемых пользователями видео-услуг, воспользуемся  соображениями относительно размера  пакета, приведёнными в предыдущем пункте. Размер пакета не должен превосходить 200 (120) байт (вместе с накладными расходами).

     Одной из наиболее перспективных и динамически  развивающихся услуг является IPTV – передача каналов телевещания с помощью протокола IP. При организации данного сервиса для каждого пользователя в транзитной сети доступа не требуется выделения индивидуальной полосы пропускания. До мультисервисного узла доходит определённое количество каналов, которые распределяются между заказчиками услуги, причём существует возможность организации широковещательной рассылки. Допустим, что в мультисервисной сети предоставляется возможность просмотра K_tv = 55 каналов вещания. Для обеспечения удовлетворительного качества скорость кодирования должна быть порядка 2 Мбит/с.

      Например, при скорости передачи v = 2048000 бит/с и размере полезной нагрузки пакета h_j число пакетов, возникающих при трансляции одного канала, равно:

     n_3j = v/h_j     

n₃₁ = v/h₁ = 2048000/160 = 12800 

    

n₃₂ = v/h2 = 2048000/80 = 25600 

     Количество  пакетов,  передаваемых по каналами в ЧНН, составит 

      N_{3i_Вj} =  p₃· N · n_3i · t_{3_В}      

     N_{3i_В1} =  p₃· N · n_3i · t_{3_В} = 0,07·3500·12800·2400 = 7,526·10⁹ пакетов 

     N_{3i_В2} =  p₃· N · n_3i · t_{3_В} = 0,07·3500·25600·2400 = 15,053·10⁹ пакетов 

     где  N_{3j_В} – число пакетов, генерируемое третьей группой пользователей в час наибольшей нагрузки при использовании видео-сервисов сервисов;

     n_3j – число пакетов, генерируемых в секунду одним абонентом при использовании просмотре видео, сжатого по стандарту MPEG2;

     t_{3_В} – среднее время просмотра каналов в ЧНН, сек;

     p₃ – доля пользователей группы 3 в общей структуре абонентов;

     N – общее число пользователей.

     Суммарное число пакетов, генерируемых третьей  группой пользователей в сеть в час наибольшей нагрузке, будет  равно

     

     N_3j = N_{3j_т} + N_{3j_д} + N_{3j_В}   

     N₃₁ = N_{3j_т} + N_{3j_д1} + N_{3j_В1} = 0,00882·10⁹ + 0,01305·10⁹ + 7,526·10⁹ = 7,548·10⁹ пакетов  

N₃₂ = N_{3j_т} + N_{3j_д2} + N_{3j_В2} = 0,00882·10⁹ + 0,01305·10⁹ + 15,053·10⁹ = 15,0749·10⁹  пакетов 

     1.4 Требования к производительности мультисервисного узла доступа

     Мультисервисный узел доступа должен обслуживать трафик от всех трёх групп пользователей. Кроме того, именно узел доступа должен обеспечить поддержку качества обслуживания путем приоритезации трафика, которая должна осуществляться независимо от используемой технологии транспортной сети доступа.

     Суммарное число пакетов, которое должен обработать мультисервисный узел доступа, будет  равно:  

     Nj_Σj = N_1j + N_2j + N_3j =  n_1j· t₁·f₁·p₁·N + (n_1j· t₂· f₂· p₂· N + p₂· N · V₂/h_j) +

      + (n_1j· t₃·f₃·p₃· N + p₃·N ·V₃/h_j + p₃· N · n_3j · t_{3_В}) 

     Учитывая, что:

     t₁ = t₂ = t₃ = t – средняя длительность разговора в секундах;

     f₃ =  f₂ = f₁ = f – число вызовов в ЧНН;

     получим 

      Nj_Σj = n_1j · t · f ·N · (p₁ + p₂ + p₃) + N/h_j · (p₂·V₂ + p₃·V₃) + p₃· N · n_3j · t_3В                                  

     Учитывая, что  p₁ + p₂ + p₃ = 1, получим

     

     N_Σj = N · (n_1j · t · f  + ( p₂·V₂ +  p₃·V₃)/h_j) + p₃· N · n_3j · t_{3_В}  

     N_Σ1 = N · (n_1j · t · f  + ( p₂·V₂ +  p₃·V₃)/h₁) + p₃· N · n₃₁ · t_{3_В} = 3500·(50·180·4 + (0,4·1,31072·10⁶ + 0,07·8,5197·10⁶)/160) + 0,07·3500·12800·2400 = 7,677·10⁹ пакетов 

     N_Σ2 = N · (n_1j · t · f  + ( p₂·V₂ +  p₃·V₃)/h₂) + p₃· N · n₃₂ · t_{3_В} = 3500·(50·180·5 + (0,4·1,31072·10⁶ + 0,07·8,5197·10⁶)/80) + 0,07·3500·25600·2400 = 15,228·10⁹ пакетов  

     Среднее число пакетов в секунду рассчитывается для двух выбранных кодеков и  равно

     

     N_{Σ_секj} = N_Σj/3600.       

N_{Σ_сек1} = N_Σ1/3600 = 7,677·10⁹/3600 = 2,133·10⁶ пакетов/с 

N_{Σ_секj} = N_Σj/3600= 15,228·10⁹/3600 = 4,23·10⁶ пакетов/с 

     Данные  показатели позволяют оценить требования к производительности маршрутизатора, агрегирующего трафик мультисервисной сети доступа NGN.

     Анализируем как и какие группы сети больше всего загружают систему для рассчитываемых длин пакетов. Для этого формируем таблицу  6 и строим диаграмму рисунок 2. 

     Таблица 5 - количество передаваемых пакетов в сек для трех групп      пользователей

Количество передаваемых пакетов в сек      G.711u      G.726-32 1 группа (p1),%      0,7      0,4 2 группа (p2) ,%      8,5      8,3 3 группа (p3) ,%      90,8      91,3