Сетевая телефонияРефераты >> Коммуникации и связь >> Сетевая телефония
- При Гауссовском распределении Р0 = 1 - 0,1944 = 0,8066 = 80,66%.
- При нормальном распределении Р0 = 1 - 0,0405 = 0,9595 = 95,95%.
Получив некоторые сведения относительно степени использования обслуживающего устройства, выясним теперь, каким образом кадры скапливаются в очередях и как влияют связанные с этими очередями задержки на процесс передачи кадров от одной локальной сети к другой.
В теории массового обслуживания среднее число объектов (unit) в системе обычно обозначается L, а среднее число объектов в очереди - Lq. Для одноканальной однофазной системы, L равняется средней скорости поступления заказов, деленной на разность между средней скоростью обслуживания и скоростью поступления заказов.
- При Гауссовском распределении L = 19,44 / (100 – 19,44) = 0,2414.
- При нормальном распределении L = 4,05 / (100 – 4,05) = 0,0422.
Таким образом, в буфере маршрутизатора и линии связи в любой момент находится чуть больше 4 - 24% одного кадра. Чтобы определить среднее число объектов в очереди (Lq), перемножим степень использования обслуживающего устройства (P) на число объектов в системе (L).
- При Гауссовском распределении Lq = 0,2414 * 19,44 = 0,0469.
- При нормальном распределении Lq = 0,0422 * 4,05 = 0,00171.
Теория массового обслуживания позволяет рассчитать среднее время нахождения объекта в системе (W) и среднее время ожидания в очереди (Wq).
Среднее время нахождения в системе представляет собой величину, обратную разнице между скоростью обслуживания и скоростью поступления заказов. Подставив числа из нашего примера, найдем, что в данном случае каждый кадр проводит в системе в среднем:
- При Гауссовском распределении W = 1 / (100 - 19,44) = 0,0124с.
- При нормальном распределении W = 1 / (100 - 4,05) = 0,0104с.
Очереди в системе можно охарактеризовать еще одним параметром, а именно временем ожидания. В нашем случае значение Wq равно произведению времени ожидания в системе на степень использования обслуживающего устройства. Таким образом, для нашей сети:
- При Гауссовском распределении Wq = 0,0124 * 0,1944 = 0,00241с.
- При нормальном распределении Wq = 0,0104 * 0,0405 = 0,00042с.
Проведем аналогичные расчеты для каналов различной пропускной способности для Гауссовского распределения.
Таблица №1 - Варьирование пропускной способности глобальной сети.
Скорость линии (бит/с) |
19200 |
32000 |
64000 |
128000 |
256000 |
512000 | |
Время передачи кадра, с |
0,033333 |
0,02 |
0,01 |
0,005 |
0,0025 |
0,00125 | |
Средняя скорость обслуживания |
30 |
50 |
100 |
200 |
400 |
800 | |
Степень использования канала |
P |
0,648148 |
0,3889 |
0,1944 |
0,097222 |
0,0486 |
0,02431 |
Вероятность отсутствия кадров в системе |
P0 = 1 - P |
0,351852 |
0,6111 |
0,8056 |
0,902778 |
0,9514 |
0,97569 |
Среднее число объектов (всего) |
L |
1,842105 |
0,6364 |
0,2414 |
0,107692 |
0,0511 |
0,02491 |
Среднее число объектов в очередях |
Lq = L * P |
1,193957 |
0,2475 |
0,0469 |
0,01047 |
0,0025 |
0,00061 |
Полное время ожидания |
W |
0,094737 |
0,0327 |
0,0124 |
0,005538 |
0,0026 |
0,00128 |
Время ожидания в очереди |
Wq = W * P |
0,061404 |
0,0127 |
0,0024 |
0,000538 |
0,0001 |
3,1E-05 |
Закономерное уменьшение выигрыша во времени ожидания по мере роста пропускной способности особенно хорошо видно при сравнении производительности глобальной сети для каналов с разной пропускной способностью. При увеличении пропускной способности канала связи выше четвертого уровня (128000 бит/с) вероятность отсутствия кадров в системе практически не растет.
Используя данный метод мы определили, что при Гауссовском распределении нагрузки на канал его скорость должна составлять 128 кбит/с. Время ожидания в очереди при этом составит 0,000538 сек, а время передачи по каналу связи в одну сторону - 0,005 сек. Степень использования канала 90%, а вероятность отсутствия кадров в системе – 10%. При этом в буфере обмена маршрутизатора в любой момент времени находится 0,5 % одного кадра.
Применительно к нашему варианту таблица варьирования пропускной способности глобальной сети выглядит следующим образом.
Занятие линии одним абонентом, часы |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 | |
Cкорость кодирования голоса, бит/с |
19800 |
19800 |
19800 |
19800 |
19800 |
19800 |
19800 | |
Трафик от одного абонента в сутки, бит |
71280000 |
71280000 |
71280000 |
71280000 |
71280000 |
71280000 |
71280000 | |
Средняя длина кадра, бит |
1200 |
1200 |
1200 |
1200 |
1200 |
1200 |
1200 | |
Число кадров от одного абонента |
59400 |
59400 |
59400 |
59400 |
59400 |
59400 |
59400 | |
Число абонентов |
18 |
18 |
18 |
18 |
18 |
18 |
18 | |
Общее число кадров |
1069200 |
1069200 |
1069200 |
1069200 |
1069200 |
1069200 |
1069200 | |
Процент от общего числа звонков |
50% |
50% |
50% |
50% |
50% |
50% |
50% | |
Скорость поступления кадров |
148,5 |
148,5 |
148,5 |
148,5 |
148,5 |
148,5 |
148,5 | |
Скорость линии (бит/с) |
2048000 |
4096000 |
8192000 |
16384000 |
32768000 |
65536000 |
131072000 | |
Время передачи кадра, с |
0,0046875 |
0,0023438 |
0,0011719 |
0,0005859 |
0,000293 |
0,0001465 |
7,324E-05 | |
Средняя скорость обслуживания |
213,33333 |
426,66667 |
853,33333 |
1706,6667 |
3413,3333 |
6826,6667 |
13653,333 | |
Степень использования канала |
P |
0,6960938 |
0,3480469 |
0,1740234 |
0,0870117 |
0,0435059 |
0,0217529 |
0,0108765 |
Вероятность отсутствия кадров в системе |
P0 = 1 - P |
0,3039063 |
0,6519531 |
0,8259766 |
0,9129883 |
0,9564941 |
0,9782471 |
0,9891235 |
Среднее число объектов (всего) |
L |
2,2904884 |
0,5338526 |
0,2106881 |
0,0953043 |
0,0454847 |
0,0222366 |
0,0109961 |
Среднее число объектов в очередях |
Lq = L * P |
1,5943947 |
0,1858057 |
0,0366647 |
0,0082926 |
0,0019789 |
0,0004837 |
0,0001196 |
Полное время ожидания |
W |
0,0154242 |
0,003595 |
0,0014188 |
0,0006418 |
0,0003063 |
0,0001497 |
7,405E-05 |
Время ожидания в очереди |
Wq = W * P |
0,0107367 |
0,0012512 |
0,0002469 |
5,584E-05 |
1,333E-05 |
3,257E-06 |
8,054E-07 |