IV Fəsil. İntellektual şəbəkənin keyfiyyət xarakteristikaları

IV Fəsil. İntellektual şəbəkənin keyfiyyət xarakteristikaları
İntellektual şəbəkə avadanlığının işini təhli etməklə asanlıqla görmək olar ki, bu sistemə kütləvi xidmət sistemi(KTS) kimi məhdud gözləməli xidmət sisteminə, Başarin- Kendalın təklif etdiyi təsnifatda isə , M/M/1/r≤∞/f1 xidmət modelinə uyğun gəlir. Bu modeldə M giriş Erlanq selini, N-paketlərarası Puasson paylanmalı fasilə müddətlərini, r SSP modulunda sabit intensivliklə məhdud müddədə məşğul edilən gözləmə yerlərinin sayını göstərir. Xidmətedici sistemin ixtiyari gözləmə yerində konkret uzunluqda paketə, onlar üçün ayrılmış müddətdə, xidmət göstərilir. Bu müddəddə xidmət edilə bilməyən paketlər sistem tərəfndən məcburən kənarlaşdırılır. Paketin uzunluğu L=B.t düsturu ilə hesablanır. Burada, B paket selinin veriliş sürətini,t = olub paketə xidmət müddətinı və paketlərə xidmət olunma intensivliyini göstərir, r≤∞ işarəsi gözləmə yerlərinin məhdudluğunu, f - xidmət prosesindəki prioritetliyi göstərir. İntellektual məhdud gözləməli xidmət sisteminin modelinin xüsusiyyəti odur ki, siqnallaşma paketləri xidmətedici SSP modulunda azad gözləmə yerləri (yaddaş, reqistr) olarsa konkret uzunluğa malik paketlər onlardan birini məşğul edir və xidmət edilməsi üçün növbəyə düzülür. Adətən xidmət edici sistemlər(yaddaşlar) bufer yaddaşının uzunluğu və gözləmə yerlərinin sayı ilə məhdudlanır (r=konst). Əgər xidmətedici SSP modulunun bufer yaddaşına paket selləri daxil olan anda, gözləmə yerlərinin hamısı məşğul edilibsə,bu halda yeni daxil olan paketlər xidmət edilməsi üçün növbəyə düzülür və gözləmə yerləri azad olduqca onlarda xidmət edilir və baxılan halda SSP ilə SCP arasında birləşmə prosesi baş tutur. Lakin bufer yaddaçında gözləmə müddəti məhdud olduğu üçün( 0,3 sanıyə) paketlərin müəyyən hissəsi itir. Ona görədə bufer yaddaşının (gözləmə yerlərinin) məhdudluğunun xidmət keyfiyyətinə (itki ehtimalı) təsirinin araşdırılmasına praktiki ehtiyac yaranır.SSP ilə SCP qovşaqları arasında verliş sürəti 64 kilobit/san. olan E1 xətt dəstələrində azad kanallar olmadıqda da eyni məsələ ortaya çıxır. İntellektual şəbəkənin əsas elementlərini bir daha yada salaq.İntellektual şəbəkənin (IŞ) əsas elementini xidmətləri kommutasiya edən SSP (Servıce Switchınq Point) və servis xidmətlərini idarə edən SCP qovşağları təşkil edir. SSP qovşağının avadanlığı (modulları ) mövcud ümumi istifadəli telefon şəbəkəsinin(ingilis dilində PSTN) ayrı-ayrı telefon stansiyalarının inzibatı binasında qurulur. SSP və SCP qovşaqları arasında rabitə yaratmaq üçün müstəqil E1 xətt dəstələri əsasında veriliş sürəti B= 64 k Bit/san olan xidməti - siqnallaşma kanalları təşkil edilir. və ya bir qədərdə dəqiq desək müstəqil siqnallaşma şəbəkə kanalları E1 tipli portları ilə (E1 tipli rəqəm kanalları) təşkil edilir. SSP qovşağının verici və qəbuledici hissələrinin stansiyalarda yerləşdirilməsi onlar arasında verliş sürəti B=64Kbit/saniyə olan diskret kanallar yaratmağa imkan verilir. Paket sellərinə xidmət etmək üçün INAR (Intelleqent Network Application Protokol) adlı protokoldan istifadə edilir.
Yuxadıda qeyd edildi ki, intellektual şəbəkələr servis növlərini abunəçilərə təqdim edən modullardan(Xidmətləri kommutasiya edən SSP qovşağI) və mərkəzi verilənlər bazası modulundan(xidmətləri idarə edən SSP mərkəzi qovşağı) ibarətdir. Burada, məntiqi proqramlar əsasında, servis xdmətləri verilənlər seli banqında saxlanılır. SCP-yə xüsusi xidmət qovşağının (XXQ) ödənişli analoqu kimi baxmaq olar. Ancaq XXQ-dən fərqli olaraq, burada abunəçilər birbaşa deyil, hər bir ATS-də qurulmuş SSP qovşağına qoşulmaqla, mərkəzi SCP qovşağı ilə rabitə yarada bilərlər. Beləliklə, intellektual şəbəkənin tətbiqi ilə, birləşmələrin kommutasiya ilə xidmət növlərinin kommutasiyası funksiyanın bir-birindən ayrılması mümkün olmuşdur. Lakin XXQ-dən fərqli olaraq, intellektual şəbəkənin qurulmasından asılı olan, kvaziasılı və ya tam müstəqil siqnallaşma kanalları istifadə edilir. Bu isə artıq IP texnologiyası deməkdir.
4.2 SSP modulunun xidmət keyfiyyətininin hesablanması metodikası
Kütləvi xidmət nəzəriyyəsi modelləri əsasında intellektual şəbəkənin xidmət keyfiyyətini xarakterizə edən keyfiyyət xarakteristikalarını təyin edək. İntellektual şəbəkənin SSP qovşağının bufer yaddaşında xidmət olunması üçün paketlər məcburi növbəyə düzülür. Buferdə paket növbələrinə xidmət texnologiyası müxtəlif növlü informasiya texnologiyaları əsasında təşkil edilə bilər. İntellektual şəbəkənin
funksional sxeminə görə onun SSP adlı modulunun birinci fazası r1 sayda, ikinci fazası isə r2 sayda gözləmə yerinə malikdir. Xidmətedici sistem kimi paketlər əvvəlcə r1 sayda gözləmə yeri olan (şəkil4.1) bufera daxil olub növbəyə düzülür və Puasson qanunu əsasında xidmət edilir. Sonra isə onlar r2 sayda gözləmə yeri olan buferə daxil olub ixtiyari paylanma qanunu ilə xidmət olunurlar. Gözləmə yerlərinin məhdudluğu (r1<∞) artıq paketlərin xidmət olunmadan
Şəkil 4.1 ÜKS sistemində növbələrin yaranmasının iki modeli
Sistemdən kənarlaşdırılması prosesinə səbəb olur. Lakin xidmət ediləcək paketlərin buferin gözləmə yerlərində (yaddaşında) gözləmə müddətinə məcburi məhdudiyyətlər qoyulmuşdur. Beynəlxalq Telekommunikasiya İttifaqının G.701 saylı tövsiyyəsinə görə bu müddət 0,3 saniyədən çox ola bilməz və buna paketlərin son məntəqəyə çatdırılma ehtimalı deyilir. Riyazi olaraq bu kriteriya aşağıdakı kimi yazılır:
(4.1)
Bu ifadənin mahiyyəti odur ki, xidmət prosesində 10000 paketdən yalnız biri 0,3 saniyə müddətində gecikə bilər. Fərz edək ki, V tutumlu tam imkanlı r1 sayda gözləmə yerinə malik SSP modulunun bufer yaddaşının məşğulluğ müddəti eksponensial qanunla tənzimlənir. Bufer yaddaşı μ intensivliyi ilə xidmət edilən λ parametrli paketlərlə məşğul edilir (yüklənir). Paket selləri SSP qovşağının bufer yaddaşına daxil olan zaman azad gözləmə yerləri( reqistrlər) olarsa onlardan biri məşğul edilir və bufer yaddaşında-gözləmə yerlərində növbəyə düzulməklə məhdud gözləmə sistemində xidmət edilir. Bu halda azad gözləmə yerlərinin məşğul olunma üsulunun heç bir praktiki əhəmiyyəti olmur. Sistemə paketlər çoxluğu daxil olduqca onlar müəyyən müddət orada gözləməklə xidmət edilir. SSP qovşağının buferinin məşğuledilmə vaxtı τ təsadüfi kəmiyyət olub, eksponensioal (üstü) qanunla tənzimlənir.
(4.2) burada μ-1=t olub bufer yaddaşının gözləmə yerinin orta məşğulluq müddətini göstərir. Orta məşğulluq müddəti, SSP qovşağının bufer yaddaşına λ sayda paket daxil olub μ intensivliklə xidmət olunu. Sistemin yükləınmə əmsalı ifadə ilə hesablanır. (məsələn, λ = 200 paket μ = 1000-mls. olarsa yükləınmə əmsalı ρ =200/1000 = 0,2 olur ) . Nəzərə alınsa ki, paketin uzunluğu (L) və onun siqnallaşma kanalı ilə verilmə sürətinə (B) xidmət müddəti deyilir, ona görə də yüklənmə əmsalı == Bit/san ifadəsi kimi də hesablana bilər.
Doğrudur, təsvir edilən KXS ideal deyildir, çünki bu halda 3 prosesdən biri müşahidə edilir.
• SSP qovşağının bufer yaddaşında gözləmə yerlərinin sayı sonsuz deyildir (r<∞) və ATS-in yük mənbələrinin sayı isə əksinə sonludur .
• Bufer yaddaşında paketlərin gözləmə müddəti məhdud olur ( τ < t), çünki əks halda paketlərə xidmət göstərilmir və onlar xidmət edilmədən “ atılır.”
• Bufer yaddaşında paketlərə təsadüfi qaydada xidmət edilir, çünki ATS-in idarəedici mikroprosessor sistemi çağırış sellərinə təsadüfi qaydada xidmət edir, əks halda sistemin xidmətedici modullarının sayı artırılmalı idi. Real vəziyyətdə istismarda olan kommutasiya və rabitə sistemləri təsvir edilən texniki modellərdən daha mürəkkəbdir, çünki onların idarəedici sisteminin modulları arasında spesifik birləşmə strukturu (modeli) mövcuddur (paylanmış- qeyri mərkəzləşdirilmiş, mərkəzləşdirilmiş, ierarxıq, radial, şin, ulduz, həlqəvi, dairəvi ,tam imkanlı və s.). Müasir kommutasiya və rabitə sistemləri öz potensial imkanlarına görə( kanalları sayı, verliş sürəti, verliş sisteminin tipi və s.) təsvir edilən texniki modellərə daha yaxındır (Gözləmə müddəti məhdud, xidmət olunma mexanizmi paket texnologiyalı, paketlərin uzunluğu standart, idarəedici modullar qurulmuş struktur əsasında bir-birini əvəz edə bilir və s.).Qarşıya qoyulan vəzifə SSP qovşağının müxtəlif vəziyyətlərdə olma ehtimalını və bufer yaddaşında gözləmə vaxtının paylanma funksiyasını təyin etməkdir. Bu məqsədlə qəbul edirik:
- τ anında sistemin j vəziyyətdə olma ehtimalı – PJ(τ), yəni
(4.3)
- λ(τ) τ anında xidmətedici sistemə daxil olan xidmət ediləcək paketlərin sayı, yəni τ anında buferdə j sayda paketin olma ehtimalı.
Məhdud gözləmə sistemində işləyən tam imkanlı sonlu gözləmə yerinə malik M/M/1 modelli xidmət edici sistemi nəzərdən keçirək.
Fərz edək ki, SSP qovşağı V sayda bufer yaddaşı r sayda gözləmə yerinə malikdir. Bu vəziyyətdəı bufer yaddaşına yeni paket daxil olan müddətdə buferdə xidmət edilən j sayda paket varsa (j=0, . . . v+r) və yeni daxil olan paket xidmət olunmasını gözləyirsə, onda üç halı nəzərdən keçirtmək lazım gəlir.
1. O ≤ j < V – Bu halda paketlər selinə xidmət edilir.
2. V ≤ j < v+r –Bu halda paketlər bufer yaddaşında xidmət olunmaq üçün növbədə gözləyir.
3. j= V+r – Bu halda buferdə boş yer olmadığı üçün, paketlərə xidmət edilə bilmir və onlar atılır.
İki ilkin şərti qəbul edirik:
• Paketlərə xidmətlərarası vaxt intervalları və paketlərə xidmət müddəti bir-birindən qəti asılı deyildir və xidmət müddəti eksponensial qanunla paylanır.
• Xidmətedici sistem stasionar vəziyyətdədir (statistik tarazılıq vəziyyəti)
τ anında xidmətedici sistemə – SSP qovşağına j sayda paketin daxil olma ehtimalını hesablayaq. Xidmətedici sistemə yeni paket daxil olanda sistemin “j” vəziyyətdə olma ehtimalı aşağıdakı kimi hesablanır:
(4.4)
(4.5)
Bu rekurrent tənliklər sistemi həll edilmiş və aşağıdakı nəticələr alınmışdır:
(4.6)
harada
(4.7)
P0-1 - Bufer yaddaşında paketlərin olmama ehtimalını göstərir. (4.7) ifadəsinin sağ tərəfindəki toplanan birinci həddi b=1, ortaq vuruğu ρ=λ/vμ olan(v=1 halı) azalan həndəsi silsilənin cəmini göstərir.SSP-nin bufer yaddaşının (əslində SSP qovşağının) xidmət keyfiyyəti- itki ehtimalı məhdud gözləməli xidmət sistemləri üçün aşağıdakı riyazi model əsasında hesablanır:
(4.8)
SSP modulunun bufer yaddaşına τ müddətində n-v sayda (0≤n ≤ r-1) paketin Pn daxilolma ehtimalı aşağıdakı kimi hesablanır:
(4.9)
Bufer yaddaşında gözləmə o vaxt ola bilər ki, bufer yaddaşına yeni paket daxil olanda yaddaşların (gözləmə yerlərinin) hamısı məşğul edilmiş olsun. Bu halda SSP qovşağının bufer yaddaşına yeni daxil olan paketlərin yaddaşda τ müddətdən çox müddətdə gözləmə ehtimalı, tam ehtimallar düsturu əsasında hesablanır:
(4.10)
SSP qovşağının bufer yaddaşında paketlərin gözləmə ehtimalını hesablamaq üçün aşağıdakı riyazi model alınmışdır (Kütləvi xidmət nəzəriyyəsi fənnində bu ifadələrin alınması izah edilmişdir):
(4.11)
Bufer yaddaşında xidmət olunma növbəsini gözləyən paketlərin orta gözləmə müddəti aşağıdakı kimi hesablanır:
(4.12)
Bufer yaddaçına yeni daxil olan paketin gözləmə yerində-bufer yaddaşında gözləmə və ya itmə ehtimalı aşağıdakı kimi hesablana bilər:
(4.13)
Bufer yaddaşında xidmə olunma növbəsini gözləyən paketlərin orta sayı aşağıdakı kimi hesablanır:
(4.14)
ρ=0,2; 0,4; 0,6 və 0,8 qiymətlərində V=1 və V=2 şərtində MATLAB paket proqramı əsasında Pv+r=φ(ρ,r), P(>0)=φ(ρ,r) xarakteristikalar ailəsi işlənilmişdir(şəkil4.2;4.3;4.4;4.5; 4.6) .
Şəkil 4.2 Pv+r=φ (ρ,r), xarakteristikalar ailəsi üçün nümunəvi proqram modeli
Şəkil 4.3 Pv+r=φ (ρ,r), xarakteristikalar ailəsi üçün MATLAB paket proqramı
Şəkil4.4 Pv+r=φ (ρ,r), xarakteristikalar ailəsi
Şəkil4.5 P( >0)= φ (ρ, r) və xarakteristikalar ailəsi
Şəkil 4.6 P A =φ (>)= φ (ρ, r) xarakteristikalar ailəsi
|