Гибридтік байланыс желі құрылымдары

Бұл жағдайда ресурстарды бөлу және трафикті басқару процестері желінің  жұмыс сипаттамаларына қойылатын  талаптары әртүрлі қосымшалардің үлкен мөлшерінің болуы жағдайында координацияланған болулары тиіс (Кесте 2.1). Қызмет көрсету сапасын анықтайтын жұмыс сипаттамаларын және сәйкес нормаларды толығымен қарастыру келесі бөлімдерде болады.

 

2.1-кесте. Әртүрлі қосымшалардың желілік сипаттамаларға сезімталдығы

Трафик типі	Жіберу жолағы	Жоғалтулар	Кідіру	Джиттер
Дауыс	Өте төмен	Орташа	Жоғары	Жоғары
Электронды коммерция	Төмен	Жоғары	Жоғары	Төмен
Транзакциялар	Төмен	Жоғары	Жоғары	Төмен
Электронды пошта	Төмен	Жоғары	Төмен	Төмен
Telnet	Төмен	Жоғары	Орташа	Төмен
«Жағдайдан жағдайға»  желідегі іздеу	Төмен	Орташа	Орташа	Төмен
Желідегі тұрақты іздеу	Орташа	Жоғары	Жоғары	Төмен
Файлдарды жолдау	Жоғары	Орташа	Төмен	Төмен
Бейнеконференция	Жоғары	Орташа	Жоғары	Жоғары
Мультикастинг	Жоғары	Жоғары	Жоғары	Жоғары

 

 

2.1 IP желілеріндегі қызмет көрсету сапасын стандарттау бойынша ЭСХҰ жұмыстары

 

 

ІР желілеріндегі қызмет көрсету  сапасын стандарттау бойынша  ЭСХҰ жұмыстарының аясында ІР бағытталған  хаттамалар негізінде құрылған желілер  үшін QoS қамтамасыз ету есебін шешудің келесі кезеңдері ұсынылады:

• ІР желілерінің жұмыс сипаттамаларының келісілген жалпы жиынтығын және оларға арналған нормаларды құру;
• "терминал-терминал" конфигурациясында қызмет көрсету сапасының берілген көрсеткіштерін қамтамасыз ететін желілік механизмдерді енгізу;
• жабылдама хаттамаларына қызмет көрсету сапасының көрсеткіштерінің қалыпты мәндерін енгізу;
• қолдаудың желілік механизмдерінің архитектурасын әзірлеу.

2002 жылы ИК 13 ЭСХҰ аталған кезеңдердің  біріншісіне жауап беретін екі  халықаралық стандартты жариялады. ЭСХҰ Y.1540 ұсынысы ІР желілерінде пакеттерді жіберуге арналған стандартты желілік сипаттамаларды сипаттайды. ЭСХҰ Y.1541 [5] Ұсынысы Y.1540 анықталған параметрлер үшін нормаларды анықтайды. Одан басқа, бұл ұсыныста қосымшаларға байланысты қызмет көрсету сапасының алты санаты анықталған.

Бұл ұсыныстар телекоммуникациялық  көріністің барлық қатысушылары үшін маңызды – операторлар мен провайдерлер, жабдық өндірушілері мен ақырғы пайдаланушылар. Желілік операторлар мен провайдерлер оларды ақырғы пайдаланушылардығ қызмет көрсету сапасына қоятын талаптарына сәйкес ІР желілерін жоспарлау, кеңейту және бағалау кезінде пайдаланатын болады. Өндірушілер бұл ұсыныстарға желілік провайдерлердің маманданымдарына жауап беретін жабдықты жасау кезінде қолданатын болады. Және, ақырғы пайдаланушылар (бірінші кезекте, корпоративтік) Y.1540 және Y.1541 ұсыныстарын бұл сипаттамалардың пайдаланушылардың талаптарына сәйкестігі тарапынан нақты қызмет ететін ІР желілердің сипаттамаларын бағалау кезінде пайдаланатын болады. Y.1540 және Y.1541 ұсыныстарының ІР желілерінде QoS қамтамасыз етуге байланысты желілік негізгі сипаттамаларға қатысты кейбір жерлерін толығырақ қарастырайық.

 

 

2.2 ЭСХҰ Y.1540 ұсынысы

 

 

Y.1540 ұсынысында пайдаланушымен  бағаланатын қызмет көрсету сапасына әсер ету деңгейі бойынша аса маңызды келесі желілік сипаттамалар қарастырылады (дерек көзінен қабылдаушыға дейін):

• желі өнімділігі;
• желінің/желі элементтерінің сенімділігі;
• кідіріс;
• кідіріс вариациясы (джиттер);
• пакеттерді жоғалту.

Пайдаланушының желі өнімділігі (немесе мәліметтердің берілу жылдамдығы) өлшем бірлігі бит секундына болатын жіберудің тиімді жылдамдығы ретінде анықталады. Бұл параметрдің мәні өткізу жолағы деп қате түрде айтылатын желінің өткізгіштігінің максималды бейімділігіне сәйкес келмейтінін атап өткен жөн. Өнімділіктің минималды мәні қызметтер провайдерімен кепілденеді, ол өз кезегінде желілік провайдерден сәйкес кепілдік алуы тиіс.

Y.1540 ұсынысында түрлі қосымшалар  үшін әртүрлі болатын желі  өнімділігің нормативтік сипаттамалары келтірілмеген. Сонымен қатар, Y.1541 ұсынысында жіберудің тиімді жылдамдығымен байланысты параметрлер  ЭСХҰ Y.1221 ұсынысында суреттелген ІР желісінің трафигінің дескрипторы арқылы анықталуына болады екендігі атап өтілген.

Желінің/желі элементтерінің сенімділігі. Пайдаланушылар әдетте байланыс жүйелерінен сенімділіктің жоғары деңгейін күтеді. Желінің сенімділігі бірқатар параметрлер арқылы анықталуы мүмкін, олардың ішінде жиі кездесетіні нысанның тұрып қалу уақытының тоқтап қалу және бас тарту арасындағы уақыттарды қосатын нысанды бақылаудың жалпы уақытына қатынасы арқылы есептелетін дайындық коэффициенті қолданылады. Идеалды жағдайда дайындық коэффициенті 1 тең болуы тиіс, ол желінің жүз пайыздық дайындығын білдіреді. Тәжірибе жүзінде дайындық коэффициенті «тоғыздықтар» санымен бағаланады. Мәселен "үш тоғыз" дайындық коэффициенті 0,999 құрайтынын білдіреді, ол жылына желінің қолжетімсіздігінің (тоқтап тұру) тоғыз сағат уақытына сәйкес келеді. ЖҚТЖ желісінің дайындығы "бес тоғыз" мәнімен бағаланады, ол жылына 5,5 мин. тоқтап тұруды білдіреді. 2.2 кестеде «тоғыздықтардың» түрлі саны үшін тоқтап қалу уақыты бойынша деректер келтірілген.

 

2.2-кесте. Дайындық коэффициенттері және жабдықтың тоқтап қалу уақытының сәйкес мәндері

Дайындық коэффициенті	Тоқтап қалу уақыты
0,99	3,7 күн жылына
0,999	9 сағат жылына
0,9999	53 минут жылына
0,99999	5,5 минут жылына
0,99999999	30 секунд жылына

 

Деректердің дәстүрлі жабдығында құрылған (серверлер, маршрутизаторлар) ІР желілерінде  «бес тоғызды» қамтамасыз ету жеткілікті түрде күрделі мәселе болып табылатындығын атап өткен жөн. Оның себебі болып ІР желілерінде ақпараттық ағындарды өңдеу басым бөлігінде бағдарламалық қамтамаға негізделетіні табылады (ЖҚТЖ орын алатын аппараттық емес). Сол кезде желілік жабдықтың жұмыс істемей қалу статистикасы бағдарламалық қамтаманың сенімділігі аппараттық қамтаманың сенімділігінен екі есе төмен екендігін көрсетеді.

ІР пакеттерін жеткізу параметрлері. Жалпы жағдайда байланыс сеансы үш фазадан тұрады – байланысты орнату, ақпаратты жолдау және байланысты ажырату. Y.1540 Ұсынысында байланыс сеансының үш фазасының тек қана екіншісі қарастырылады – ол ІР пакеттерін жеткізу фазасы. Мұндай талпыныс байланысты орнатуға бағытталмаған ІР желілерінің табиғатын көрсетеді. Қалған екі фаза үшін QoS жұмыстық сипаттамалардың маманданымын және параметрлерін (байланысты орнату және ажырату) кейіндері өткізу жоспарлануда.

ЭСХҰ Y.1540 Ұсынысы ІР пакеттерінің жеткізілуін сипаттайтын келесі параметрлерді анықтайды.

IP пакетінің жеткізілуінің кідіруі (IP packet transfer delay, IPTD). IPTD параметрі екі оқиға арасындағы уақыт ретінде анықталады (t2 - t1) - t1 уақытында желінің кіріс нүктесіне пакетті енгізу және и t2 уақытында желінің шығыс нүктесінен пакетті шығару, мұндағы (t2 > t1) және (t2 - t1) <= Ттах.

Жалпы, IPTD параметрі сәтті жіберілген де, қателермен зақымданған да пакеттердің  барлығы үшін дерек көзі мен қабылдаушы арасындағы пакеттің жеткізілу уақыты ретінде анықталады.

Y.1540 ұсынысында мамандандырылған  ІР параметр пакеттің жеткізілуінің  орташа кідіруі жіберілген және қабылданған пакеттердің таңдалған жиынтығында пакеттердің кідірулерінің орташа арифметикалық мәні ретінде анықталады. Орташа кідіріс мәні желіде жіберілетін трафик пен қолжетімді желілік ресурстарға, жеке жағдайда өткізу қабілеттілігіне байланысты. Жүктеменің өсуі және қолжетімді желілік ресурстардың азаюы желі түйіндеріндегі кезектердің өсуіне әкеп соғады, және салдары ретінде, пакеттердің жеткізілуінің орташа кідірістерінің артуына әкеп соғады.

Тілдік ақпарат, және кейбір жағдайда бейнеақпарат кідірістерге сезімтал трафиктің мысалдары болып табылады, ал деректер қосымшалары негізінде кідірістерге аса сезімтал емес. Пакеттің жеткізілуінің кідірісі Ттах белгілі бір мәнінен асқан кезде, мұндай пакеттер тасталады. Нақты уақыт қосымшаларында (мәселен, IP-телефонияда) бұл дыбыс сапасының нашарлауына әкеп соғады. ІР пакеттерінің орташа кідірістеріне байланысты шектеулер Voice over IP (VoIP) технологиясының, бейне-конференциялардың және басқа да нақты уақыт қосымшаларының сәтті енгізілуі үшін басты рөл ойнайды. Бұл параметр көп жағдайда пайдаланушылардың осындай қосымшаларды қабылдауға дайындығын анықтайтын болады.

IP пакетінің кідіру вариациясы (IP packet delay variation, IPDV). Vk параметрі, IPDV кідірісінің вариациясын сипаттайды. k индексі бар ІР пакет үшін бұл параметр желінің кіріс және шығыс нүктелерінің арасында индексі к пакетті жеткізу кезінде Xk кідірісінің абсолютті мәні мен сол желілік нүктелер үшін IP, dj2 пакетін жеткізу кідірісінің анықталған эталондық (немесе тіректік) мәні арасындағы айырмашылық ретінде анықталады:

Vk = Xk - d1,2.

Дерек көз бен қабылдаушы арасындағы IP пакетінің жеткізілуінің эталондық  кідірісі, di2, берілген желілік нүктелер арасындағы ІР бірінші пакетінің  жеткізілуінің кідірісінің абсолюттік мәні ретінде анықталады. IP пакетінің кідіріс вариациясы, немесе джиттер, тізбектес пакеттер қабылдаушыға уақыттың жүйелі емес кезеңдерінде келетінімен анықталады. IP-телефония жүйелерінде бұл, мысалы, дыбыстың бұрмалануына және нәтижесінде сөз түсініксіз болатынына әкеп соғады.

IP пакеттерінің жоғалу коэффициенті (IP packet loss ratio, IPLR). IPLR коэффициенті жоғалған пакеттердің жалпы санының жіберілген және қабылданған пакеттердің таңдалған жиынтығында қабылданған пакеттердің жалпы санына қатынасы түрінде анықталады. ІР желілеріндегі пакеттердің жоғалуы олардың берілуі кезіндегі кідірістердің мәні жоғарыда Ттах ретінде анықталған нормаланған мәннен асып кеткенде туындайды. Егер пакеттер жоғалса, онда деректерді жолдау кезінде олардың қабылдаушы тараптың сұранысы бойынша қайталанып жіберілуі мүмкін. VoIP жүйелерінде қабылдаушыға Ттах асатын кідіріспен келген пакеттер тасталады, ол қабылданатын сөздің күйзеліске ұшырауына әкеп соғады. Пакеттердің жоғалуын туындататын себептер ішінде, аса жүктеу кезінде туындайтын желі түйіндеріндегі кезектердің өсуін атап өткен жөн.

IP пакеттерінің қателер коэффициенті (IP packet error ratio, IPER). IPER коэффициенті қателермен қабылданған пакеттердің жалпы санының сәтті қабылданған және қатемен қабылданған пакеттердің сомасына қатынасы ретінде анықталады.

 

 

2.3 ЭСХҰ Y.1541 ұсынысы

 

 

Y.1540 ұсынысы пайдаланушылардың  терминалдарын байланыстыратын  халықаралық тракттарда ІР желілерінде  орындалуы тиіс онда мамандандырылған  параметрлердің сандық мәндерін  анықтайды. Параметрлер нормалары  QoS түрлі санаттары бойынша бөлінген, олар кепілденген қызмет көрсету сапасын қамтамасыз ету үшін қолданылатын қосымшалар мен желілік механизмдерге байланысты анықталған. 2.3-кестеде жоғарыда анықталған желілік сипаттамаларға нормалар келтірілген.

Кестеде келтірілген параметрлердің мәндері сәйкесінше орташа кідірістер, джиттер, жоғалулар және пакеттер қателері үшін жоғарғы шектерді көрсетеді. Y.1541 ұсынысында параметрлер жиынтығының маманданымдары келтірілген, олар байқау периоды, тесттік пакеттер ұзындығы, пакеттер саны және т.б. секілді желілік сипаттамалардың нақты мәндерінің өлшемімен байланысты. Жеке жағдайда, IP-телефониядағы дыбыс пакеттерінің жіберілу сапасын бағалау кезінде бақылаудың минималды аралығы типтік жіберу жылдамдығы 50 пакет/с болған жағдайда 1-20 болуы тиіс. Кідіріс, джиттер және жоғалулар үшін ұсынылған өлшеу аралығы 60 с кем болмауы тиіс.(2.3-кесте).

Y.1540 ұсынысында мамандандырылған  ІР параметр пакеттің жеткізілуінің  орташа кідіруі жіберілген және  қабылданған пакеттердің таңдалған  жиынтығында пакеттердің кідірулерінің орташа арифметикалық мәні ретінде анықталады. Орташа кідіріс мәні желіде жіберілетін трафик пен қолжетімді желілік ресурстарға, жеке жағдайда өткізу қабілеттілігіне байланысты. Жүктеменің өсуі және қолжетімді желілік ресурстардың азаюы желі түйіндеріндегі кезектердің өсуіне әкеп соғады, және салдары ретінде, пакеттердің жеткізілуінің орташа кідірістерінің артуына әкеп соғады.