Методика расчета стандартизованных показателей качества дополнительных услуг на сетях подвижной связи

14 декабря 2011 г. 11:12

ТЕХНОЛОГИИ

Методика расчета стандартизованных показателей качества дополнительных услуг на сетях подвижной связи

Ключевые слова:

стандартизированные показатели качества, сети подвижной связи, дополнительные услуги связи.

Рассматривается процесс предоставления дополнительных услуг на сети подвижной связи как последовательную цепочку осуществления функций, необходимых для реализации дополнительной услуги. Определены обобщенные математические выражения для расчета стандартизованных показателей качества.

Максименко В.Н.,

профессор МТУСИ

Васильев М.А.,

руководитель проекта ОАО "МТС”

На всех сетях электросвязи наряду с базовыми услугами оказываются дополнительные услуги связи. Право оказания таких услуг предоставляется в соответствии с лицензионными условиям на осуществление деятельности в области электросвязи в соответствии с [1]. Понятие таких услуг определяется в соответствии с донным документом из следующих условий: "Оказание услуг (сотовой) связи может с согло-сия абонента сопровождаться оказанием оператором связи иных услуг, технологически неразрывно связанных с у ату гоми связи и направленных на повышение их потребительской ценности".

Технологическая сущность их оказания заключается в использовании в составе сети связи элементов, выходящих за рамки стандартизованного оборудования сети, перечень которого определяется технологическим стандартом той или иной сети. Эти элементы взаимодействуют с основными элементами по принципу отношений "клиент-сервер" В качестве клиентов при таком взаимодействии принципиальным образом выступают стандартизованные элементы сети, а серверами — оборудование для оказания дополнительных услуг. Это обусловлено ролями, определенными для таких элементов в рамках клиент-серверных отношений, а именно: "клиент-сервер" — вычислительная или сетевая архитектура, в которой задания или сетевая нагрузка распределены между поставщиками услуг (сервисов), называемыми серверами, и заказчиками услуг, называемыми клиентами. Таким образом, дополнительная функциональность сети создается путем запроса выполнения соответствующих функций со стороны элементов, входящих в стандартную структуру сети связи.

Перечень взаимодействующих сетевых элементов и серверов, последовательность их

взаимодействия проектируются на стадии разработки реализации той или иной дополнительной услуги [2]. Для общего случая структурная схема сети связи, обеспечивающей возможность оказания дополнительных услуг, приведена на рис. 1.

На современном этапе развития сетей связи роль дополнительных услуг возрастает в силу очевидного стремления операторов расширять спектр предоставляемых абоненту услуг связи. Задача проектирования технологического решения не представляет затруднений, поскольку функции серверов дополнительных услуг определяются разработчиком по необходимой конфигурации потребительских свойств той или иной дополнительной услуги, а функции сетевых элементов заданы в рамках технологических стандартов сети.

Напротив, оценка показателей качества для этого класса услуг разработана только для самых простейших их видов, в которых задействовано крайне ограниченное число серверов дополнительных услуг. Так, для сетей подвижной связи стандарта GSM перечень таких услуг приведен в стандарте (3). Наиболее известными из этого перечня являются дополнительные услуги SMS и MMS. В общем случае, дополнительные услуги можно трактовать как инфоком-муникоционные услуги (ИК- услуги). В этом слу-чое качество И К-услуг определяется сетевыми и информационными показателями.

В силу указанных причин весьма актуальной является разработка методического подхо-

да к оценке стандартизованных сетевых показателей качества для дополнительных услуг, предоставляемых на современных сетях связи.

Если можно выделить параметры качества на отдельных этапах предоставления дополнительной услуги и если они допускают представление в виде стандартизованных параметров качества, то можно пред положить, что поставленную задачу можно решить в следующей последовательности:

—декомпозиция конкретной услуги, ИСХОДЯ из ее описания в абонентском договоре на обслуживание, на отдельные этапы предоставления, для которых уже определены стандартные критерии качества,

— контроль качества на отдельных этапах,

— композиция стандартных показателей качества полной услуги, исходя из стандартных показателей качества на отдельных этапах.

Справедливость сделанного предположения подтверждается рос суждениями ниже.

Взаимодействие элементов сети рассматривается как обмен транзакциями, которые характеризуют этапы реализации запросов, направленных на предоставление ими соответствующих функций (фрагментов дополнительной услуги).

Для отдельно взятого элемента сети стандартизованные показатели качества осуществления функции этого элемента определяются транзакциями, включающими последовательность следующих информационных сообще-

СЕТЬ СВЯЗИ ОПЕРАТОРА

Аоммлммм услуги

R4C.1. Обобщенная структурная схема сети связи с оказанием дополнительных уатуг

26

T-Comm #4-2011

— запрос на выполнение функции,

— уведомление о начале обслуживания запроса,

— результат выполнения функции.

Введем следующие временные характеристики процесса осуществления элементом сети своих функций в части предоставления фрагмента дополнительной услуги:

— »з — момент времени прихода запроса на выполнение функции;

— 1у — момент времени уведомления (подтверждения) со стороны элемента о начале обслуживания им поступившего запроса,

— *р — момент времени выдачи элементом сети результата выполнения функции,

Далее, введем следующие количественные характеристики процесса осуществления элементом сети своих функций в части предоставления фрагмента дополнительной услуги:

— N3 — число поступивших на элемент сети запросов на выполнение функции;

— Ыу — число уведомлений (подтверждений) со стороны элемента о начале обслуживания им поступившего запроса,

— Ыр — количество сообщений, событий, в которых заключается результат выполнения функции.

Возникновение параметров !у и Ыу вызво-но тем что выполнение функции элемента сети в зависимости от реализации или требований технологических стандартов могут иметь зо-держку между моментом времени прихода на запрос услуги и моментом начала ее осуществления, например при наличии механизмов буферирования очередей запросов на обслуживание На этом этапе могут возникать и потери запросов, например, из-за конечной емкости буфера.

Эти параметры в общем случае входят в показатели доступности услуги и поэтому должны иметь возможность быть выделенными в самостоятельную составляющую.

Осематично перечисленные параметры показаны на рис 2. В виде прямоугольника изображено устройство (сервер или сетевой элемент), которое выполняет отдельную логическую функцию. На вход устройства в момент Ь поступает запрос на выполнение функции. В момент 1у устройство направляет уведомление о начале обслуживания запроса. Далее, устройство выполняет функцию и в момент 1р выдает сообщение о результате ее выполнения. За время, в течение которого производятся вероятностные оценки, на устройство поступает N3 запросов на выполнение функции, устройство формирует Ыу сообщений о начале обслуживания запроса и Ыр сообщений, в которых заключается результат выполнения функции. То-

N3

Му

Уведомление О -начале

Рис 2

кое представление выбрано по той причине, что оно позволяет включать его в последовательность выполнения функций, входящих в дополнительную услугу.

С использованием введенных параметров можно определить как временные, так и вероятностные показатели качества выполнения функции сетевым элементом в стандертизован-ных категориях "доступность'1, "непрерывность" и "целостность"

В соответствии с [4] донные термины трактуются следующим образом

Доступность к функции характеризует время и вероятность доступа к донной функции, т.е. к процессу ее исполнения.

Непрерывность выполнения функции характеризует условия завершения ее предоставления вопреки желанию абонента.

Целостность выполнения функции непосредственно отражает качество предоставляемой функции во время ее осуществления.

Определения и обозначения параметров по указанным категориям приведены в табл. 1.

Следует отметить, что качество предоставляемой функции во время ее осуществления кроме выделенного параметра Л в некоторых случаях содержит специфические показатели работы соответствующего сервера на уровне

приложения. Например, применительно к дополнительным услугам на базе определения местоположения (см [5]), сервер этой функции в категории "целостность" имеет помимо показателя качества "время ответа" также и такие показатели качества как "горизонтальная точность" и "вертикальная точность". Эти показатели относятся к информационным и определяют качество метода определения местоположения. (6]. Они используются для управления качеством услуги. Значения этих показателей задаются в зависимости от требуемой точности вычислений и ограничения требуемого времени вычислений.

В соответствии с введенными определениями справедливы следующие численные соотношения:

ТА * 1у - 1з; РА=Ыу/Мз; РК = Ыр/Ыу; Т1 = 1р-1у;

Распространение способа определения указанных параметров качества ТА, РА, РЯ и Т1 для случаев последовательного взаимодействия двух и трех элементов сети показано на рис. 3 и табл. 2.

Таблица 1

Категория показателен качества Наименование Обозначения

«Доступность» (ЛсссяЫМ!у) Задержка выполнения логической функции ТА

Вероятность доступа к выполнению логической функции РА

«Непрерывность» (Кс1ашаМП|у) Вероятность выполнения логической функции р|<

«Целостность» (1шевту) Время выполнения логической функции Т1

Таблица 2

Параметр Два элемента Три элемента

ТА ТА; = ТА1 + ТА2 +ТН ТА, = ТА 1 + ТА2 + ТАЗ+Т11 +112

РА РА; - РА I * РАЗОРЮ РА, РА 1 * РА2 * РАЗ * РК1 ♦ РК2

Р1< РК: РК1 • РИ2* РАЗ РИ, - РК 1 * РК2 * РИЗ * РА2 * РАЗ

Т1 Т1; = ТП + Т12"-ТА2 ТЬ = Т!1 + Т12 + Т13 + ТА2 + ТАЗ

Т-Сотт #4-2011

27

N31

Nyl

Умдемпм—о Поги>«еская

1 ? Фу**иия 1

tp1 — PR1 -

ta3 РАЗ ТАЗ

Потчосмя

Функция 3

1»з «РЗ

^3

Формулы для случая последовательного взаимодействия л элементов сети, следующие из указанных выше результатов, следующие:

PR3

TI3

Np3

Г Ап = '£ТЛ1 + ХГЛ = (£(7Х/ + Г/,))-771

15)

РАп = |~[ /'Я/ * Р[ /М/ = IП1 т * РЛ'Н РКп

М М м

(6) ряп = Прш* П/,/|'=1П1 ™* р'и)* рм

м (•' н

И

Т1п = ¿Л/ + £ ГА1 = I £ (77/ + 7»/)) - 7Ш

Предложенная методика применима к любой цепочке взаимодействующих функций. Следует заметить, что цепочка взаимодействия может быть упрощена, если для какой-либо группы ее последовательных элементов известны стандартизованные показатели качества и если в этой группе нет разветвления в рамках

анализируемои дополнительной услуги к другим элементам внешним по отношению к группе. В этом случае группа таких элементов может быть объединена в один элемент цепочки.

В общем случае функциями, включаемыми в цепочку рис 3, могут быть функции сетевых элементов СПС, например, функции элементов сети радиодоступа, подсистемы коммутации и транспортной сети. Специально следует заметить, что элементы сети радиодоступа для большинства дополнительных услуг могут рассматриваться как группа с параметрами качества, известными из статистики представления основных услуг связи СПС

Некоторую специфику именно применительно к дополнительным услугам имеют параметры категории "доступность" ТАп и РАп в цепочке из п функций. В формулах (5,6) под п следует понимать номер функции, которая, исход я из потребительских свойств конкретной дополнительной услуги, определяет факт доступности с точки зрения абонента. В обобщенном варианте это — номер сервера, от которого абоненту поступает сообщение типа "запрос принят на обслуживание".

Параметры элементов по задержкам и вероятностям могут опред еляться а) по имею щим-

ся статисту^еским данным, б) поданным технической документации, в) по SLA, г) расчетным путем

Литература

1. Постановление Правительства РФ от 18 февраля 2005 г. N*87 "Об утвержде***) перечня наименований услуг связи, вносимых в лиценз**! и перечней лиценэио»«ых условий" (с измонени»*1 от 29 декабря 2005 г.).

2 Маилменко ВЛ^ Ваольев МА Методжа системного гроектуравания ин^хжс»АМуг*<шционных услуг сетей 3G. Электросвязь №6,2011, С 37-41.

3. ETSI TS 102 250-2. Speech processing, Transmission and Quality Aspects (STQ); QoS aspects for popular services in GSM and 3G networks; Part 1: Identification of Quafcty of service aspects.

4. Рекомендация МСЭ-Т E.800 (08.94) Terms and definitions related to quaity of service and network performance including dependabiSty.

5. 3GPP TS 22 071. 3id Generation Partnership Project; Technical Specification Group Services and System Aspects; Location Services (ICS); Service description; Stage 1 (Release 7).

6 Максименко B.H., Васильев МА Принца контроля качества услуг LBS в сети сотовой под вижной связи Электросвязь, № 7 2007, С 26-29.

The method of standardized quality indicators calculation for additional services on mobile networks

Maksimenko V.N., Vasilev M A

Abstract

The process of providing additional services on the mobile network is considered as a consistent chain of functions. These functions are necessary for the implementation of additional service. Generalized mathematical expressions for calculating the standardized quality indicators are defined.

References

1. The governmental order of he Russian Federation from February, 18th. 2005 №87 "About ihe statement of the list of names of the telecommunication service brought in the licenses, and lists of license conditions" (w#h changes from December, 29th, 2005).

2. Maksimenko V. N, tosíev M. A A technique of system designing infocommunication services of networks 3G- Hedtosvyaz, №6, 2011, P 37-41.

3.ETSITS 102250-2. Speech processing. Transmission and Quaity Aspects (STQ); QoS aspects for popular services fi GSM and 3G networks; Pat 1: Ideníficaüon of Quality of service aspects.

4. Recorriendo Ions MC3-T E800 (08.94) Terms and definüons related to quality of service and network performance inducing dependability.

5. 3GPP TS 22 071. 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Services and System Aspects; Location Services (LCS); Service description, Stage 1 (Release 7).

6. Maksimenko V. N, Vbsiev M. A Principles of quality assurance of services LBS in o network of cellular mobile communication. Electrosvyaz. №7, 2007, P 26-29.

28

T-Comm #4-2011