Уровень обслуживания

В телекоммуникационной технике, и в частности в технике телетрафика , качество голосового обслуживания определяется двумя показателями: уровнем обслуживания ( GoS ) и качеством обслуживания ( QoS ).

Уровень обслуживания — это вероятность того, что вызов каналов в группе будет заблокирован или задержан на срок, превышающий указанный интервал, выраженный в виде обычной или десятичной дроби . Это всегда относится к часу наибольшей нагрузки , когда интенсивность движения наибольшая. Уровень обслуживания можно рассматривать независимо с точки зрения входящих и исходящих вызовов, и он не обязательно одинаков в каждом направлении или между различными парами источник-назначение. «Уровень обслуживания» иногда означает меру входящего трафика колл-центра для проверки соблюдения условий для измерения успешности обслуживания клиентов.

С другой стороны, качество обслуживания , которое спроектировано или предназначено для обеспечения отдельного канала , например уровень голосовой связи или уровень программы, называется качеством обслуживания. Критерии качества для таких схем могут включать выравнивание амплитуды в заданном диапазоне частот или, в случае цифровых данных, передаваемых по аналоговым цепям, могут включать выравнивание фазы . Критерии качества обслуживания мобильной связи в сетях сотовой связи включают вероятность нештатного завершения вызова.

Что такое уровень обслуживания и как он измеряется?

Когда пользователь пытается совершить телефонный звонок, оборудование маршрутизации, обрабатывающее вызов, должно определить, следует ли принять вызов, перенаправить вызов на альтернативное оборудование или полностью отклонить вызов. Отклоненные вызовы происходят в результате большой нагрузки трафика (перегрузки) в системе и могут привести к задержке или потере вызова. Если звонок задерживается, пользователю просто приходится ждать, пока трафик уменьшится, однако если звонок потерян, то он удаляется из системы. ^[1]

Уровень обслуживания – это один из аспектов качества, которое клиент может ожидать при совершении телефонного звонка. ^[2] В системе потерь уровень обслуживания определяется как доля вызовов, потерянных из-за перегрузки в час наибольшей нагрузки. ^[3] Для системы потерянного вызова уровень обслуживания можно измерить с помощью уравнения 1 . ^[4]

{\mbox{Grade of Service}}={\frac {\mbox{number of blocked calls}}{\mbox{total offered calls}}}\qquad (1)

Для системы отложенного вызова уровень обслуживания измеряется с использованием трех отдельных терминов: ^[1]

Средняя задержка $t_{d}$ – Описывает среднее время, которое пользователь тратит на ожидание соединения, если его вызов задерживается.
Средняя задержка $t_{o}$ – Описывает среднее время, которое пользователь проводит в ожидании соединения, независимо от того, задерживается ли его вызов.
Вероятность того, что пользователь может задержаться дольше, чем время t , в ожидании соединения. Время t выбирается поставщиком телекоммуникационных услуг, чтобы он мог оценить, соответствуют ли его услуги установленному уровню обслуживания.
Где и когда измеряется уровень обслуживания?

Уровень обслуживания можно измерить с использованием различных участков сети. Когда вызов маршрутизируется от одного конца к другому, он пройдет через несколько станций. Если уровень обслуживания рассчитывается на основе количества вызовов, отклоненных последней группой каналов, то уровень обслуживания определяется критериями блокировки конечной группы каналов. Если уровень обслуживания рассчитывается на основе количества отклоненных вызовов между коммутаторами, то уровень обслуживания определяется критериями блокировки между обменами. ^[1]

Уровень обслуживания следует рассчитывать с использованием как сетей доступа, так и базовых сетей, поскольку именно эти сети позволяют пользователю установить сквозное соединение. ^[4] Кроме того, уровень обслуживания следует рассчитывать на основе среднего значения интенсивности движения в часы наибольшей нагрузки в 30 самых загруженных транспортных дней в году. Это подойдет для большинства сценариев, поскольку интенсивность дорожного движения редко превышает контрольный уровень.

Уровень обслуживания является мерой возможности пользователя получить доступ к магистральной системе в часы наибольшей нагрузки. Загруженность определяется спросом клиентов в самый загруженный час в течение недели, месяца или года.

Класс обслуживания

Различные телекоммуникационные приложения требуют разного качества обслуживания. Например, если поставщик телекоммуникационных услуг решит предложить голосовое соединение различного качества, то для голосового соединения премиум-класса потребуется лучшее качество соединения по сравнению с обычным голосовым соединением. Таким образом, в зависимости от предполагаемого использования подходят различные качества обслуживания. Чтобы помочь поставщикам телекоммуникационных услуг продавать свои различные услуги, каждая услуга отнесена к определенному классу. Каждый класс обслуживания определяет требуемый уровень обслуживания. ^[4]

Чтобы определить класс обслуживания для конкретной услуги, сетевые коммутаторы и маршрутизаторы проверяют вызов на основе нескольких факторов. К таким факторам можно отнести: ^[2]

Тип услуги и приоритет в зависимости от приоритета
Личность инициирующей стороны
Личность стороны-получателя

Качество обслуживания в широкополосных сетях

В широкополосных сетях качество обслуживания измеряется по двум критериям. Первый критерий — вероятность потери пакетов или задержки уже принятых вызовов. Второй критерий относится к вероятности того, что новый входящий вызов будет отклонен или заблокирован. Чтобы избежать первого, широкополосные сети ограничивают количество активных вызовов, чтобы пакеты установленных вызовов не терялись из-за поступления новых вызовов. Как и в сетях с коммутацией каналов, уровень обслуживания можно рассчитать для отдельных коммутаторов или для всей сети. ^[5]

Поддержание уровня обслуживания

Поставщик телекоммуникационных услуг обычно знает требуемый уровень обслуживания для конкретного продукта. Чтобы достичь и поддерживать заданный уровень обслуживания, оператор должен обеспечить наличие достаточного количества телекоммуникационных каналов или маршрутов для удовлетворения определенного уровня спроса. Следует также иметь в виду, что слишком большое количество цепей создаст ситуацию, когда оператор предоставляет избыточную мощность, которая никогда не будет использована или, по крайней мере, может быть сильно недоиспользована. Это увеличивает затраты, которые должны нести другие части сети. Чтобы определить правильное количество необходимых каналов, поставщики телекоммуникационных услуг используют таблицы трафика. ^[4] Пример таблицы трафика можно просмотреть на рисунке 1 . ^[4] Отсюда следует, что для того, чтобы телекоммуникационная сеть продолжала предлагать заданный уровень обслуживания, количество каналов в группе каналов должно увеличиваться (нелинейно) при увеличении интенсивности трафика. ^[4]

Предположения Эрланга о потерянном звонке

Чтобы рассчитать уровень обслуживания определенной группы каналов или маршрутов, Агнер Краруп Эрланг использовал набор допущений, основанных на том, что сеть теряет вызовы, когда все каналы в группе были заняты. Эти предположения таковы: ^[4]

Весь трафик через сеть является чисто случайным трафиком, т.е. все поступления и завершения вызовов являются независимыми случайными событиями.
Существует статистическое равновесие, т. е. среднее количество вызовов не меняется.
Полная доступность сети, т. е. каждая розетка выключателя доступна из любого входа.
Любой вызов, обнаруживающий перегрузку, немедленно теряется.

Исходя из этих предположений, Эрланг разработал формулу Erlang-B, которая описывает вероятность перегрузки в группе каналов. Вероятность перегрузки дает опытный уровень обслуживания. ^[4]

Расчет уровня обслуживания

Чтобы определить уровень обслуживания сети, когда известны трафиковая нагрузка и количество каналов, операторы телекоммуникационных сетей используют уравнение 2 , которое представляет собой уравнение Эрланга-B . ^[4]

{\mbox{Grade of Service}}={\frac {\left({\frac {A^{N}}{N!}}\right)}{\left(\sum _{k=0}^{N}{\frac {A^{k}}{k!}}\right)}}\qquad (2)

A = Ожидаемая интенсивность трафика в эрлангах, N = количество контуров в группе.

Это уравнение позволяет операторам определить, соответствует ли каждая из их групп каналов требуемому уровню обслуживания, просто отслеживая эталонную интенсивность трафика.

(Для сетей с задержкой формула Erlang-C позволяет сетевым операторам определять вероятность задержки в зависимости от пикового трафика и количества каналов. ^[4])

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б ^с Кеннеди И., Теория потерянного вызова, конспект лекций, ELEN5007 – инженерия телетрафика, Школа электротехники и информационной инженерии, Университет Витватерсранда, 2005 г.
^ Jump up to: ^а ^б Пеукури М., Качество обслуживания IP, Хельсинкский технологический университет, Лаборатория телекоммуникационных технологий, 1999.
^ Фарр Р.Э., Телекоммуникационный трафик, тарифы и затраты – введение для менеджеров, Питер Перегринус, 1988.
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час ^я ^дж Флуд, Дж. Э. Коммутация телекоммуникаций, трафик и сети, Глава 4: Телекоммуникационный трафик, Нью-Йорк: Prentice-Hall, 1998.
^ Риттер М., Фуок П., Многоскоростные модели для определения параметров и оценки производительности сетей банкоматов, COST 242, Институт компьютерных наук, Вюрцбургский университет, июнь 1994 г.

В этой статье использованы общедоступные материалы из Федеральный стандарт 1037C . Управление общего обслуживания . Архивировано из оригинала 22 января 2022 г. (в поддержку MIL-STD-188 ).

[kennedy-1] Jump up to: ^а ^б ^с Кеннеди И., Теория потерянного вызова, конспект лекций, ELEN5007 – инженерия телетрафика, Школа электротехники и информационной инженерии, Университет Витватерсранда, 2005 г.

[peuhkuri-2] Jump up to: ^а ^б Пеукури М., Качество обслуживания IP, Хельсинкский технологический университет, Лаборатория телекоммуникационных технологий, 1999.

[farr-3] Фарр Р.Э., Телекоммуникационный трафик, тарифы и затраты – введение для менеджеров, Питер Перегринус, 1988.

[flood-4] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час ^я ^дж Флуд, Дж. Э. Коммутация телекоммуникаций, трафик и сети, Глава 4: Телекоммуникационный трафик, Нью-Йорк: Prentice-Hall, 1998.

[ritter-5] Риттер М., Фуок П., Многоскоростные модели для определения параметров и оценки производительности сетей банкоматов, COST 242, Институт компьютерных наук, Вюрцбургский университет, июнь 1994 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]