Уровень обслуживания

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

Уровень обслуживания — это вероятность того, что вызов в группе каналов будет заблокирован или задержан более чем на указанный интервал, выраженная в виде обычной или десятичной дроби . Это всегда относится к часу пик , когда интенсивность трафика самая высокая. Уровень обслуживания может рассматриваться независимо с точки зрения входящих и исходящих вызовов и 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 с целью измерения успешности обслуживания клиентов.

С другой стороны, качество обслуживания , которое отдельная схема спроектирована или обусловлена ​​для предоставления, например, голосовой уровень или программный уровень, называется качеством обслуживания. Критерии качества для таких схем могут включать выравнивание амплитуды в указанном диапазоне частот или, в случае цифровых данных, передаваемых по аналоговым схемам, могут включать выравнивание фазы . Критерии мобильного качества обслуживания в сотовых телефонных схемах включают вероятность ненормального завершения вызова.

Что такое уровень обслуживания и как он измеряется?

Когда пользователь пытается сделать телефонный звонок, оборудование маршрутизации, обрабатывающее звонок, должно определить, принять ли звонок, перенаправить звонок на альтернативное оборудование или полностью отклонить звонок. Отклоненные звонки происходят из-за большой нагрузки на трафик (перегрузки) в системе и могут привести к задержке или потере звонка. Если звонок задерживается, пользователю просто нужно подождать, пока трафик не уменьшится, однако если звонок теряется, он удаляется из системы. ^[1]

Уровень обслуживания — это один из аспектов качества, которое клиент может ожидать получить при совершении телефонного звонка. ^[2] В системе потерь уровень обслуживания описывается как доля звонков, потерянных из-за перегрузки в час пик. ^[3] Для системы потерянных звонков уровень обслуживания можно измерить с помощью уравнения 1. [ ^4]

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

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

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

Уровень обслуживания можно измерить, используя различные разделы сети. Когда вызов маршрутизируется с одного конца на другой, он пройдет через несколько коммутаторов. Если уровень обслуживания рассчитывается на основе количества вызовов, отклоненных конечной 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 от коммутатора к коммутатору. ^[1]

Уровень обслуживания следует рассчитывать с использованием как сетей доступа, так и основных сетей, поскольку именно эти сети позволяют пользователю выполнить сквозное соединение. ^[4] Кроме того, уровень обслуживания следует рассчитывать на основе среднего значения интенсивности трафика в час пик для 30 самых загруженных дней в году. Это подойдет для большинства сценариев, поскольку интенсивность трафика редко будет превышать контрольный уровень.

Уровень обслуживания — это мера способности пользователя получить доступ к магистральной системе в час наибольшей загруженности. Загруженность основана на спросе клиентов в час наибольшей загруженности в течение недели, месяца или года.

Класс обслуживания

Различные телекоммуникационные приложения требуют различных Качеств Обслуживания. Например, если поставщик телекоммуникационных услуг решает предложить различные качества голосового соединения, то премиум-голосовое соединение потребует лучшего качества соединения по сравнению с обычным голосовым соединением. Таким образом, различные Качества Обслуживания являются подходящими в зависимости от предполагаемого использования. Чтобы помочь поставщикам телекоммуникационных услуг продвигать свои различные услуги, каждая услуга помещается в определенный класс. Каждый Класс Обслуживания определяет требуемый уровень обслуживания. ^[4]

Чтобы определить класс обслуживания для определенной услуги, сетевые коммутаторы и маршрутизаторы проверяют вызов на основе нескольких факторов. Такие факторы могут включать: ^[2]

• Тип обслуживания и приоритет в зависимости от старшинства
• Личность инициирующей стороны
• Личность получателя

Качество обслуживания в широкополосных сетях

В широкополосных сетях качество обслуживания измеряется с использованием двух критериев. Первый критерий — вероятность потери пакетов или задержек в уже принятых вызовах. 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 от установленных вызовов не терялись из-за поступления новых вызовов. Как и в сетях с коммутацией каналов, уровень обслуживания может быть рассчитан 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 помнить, что слишком большое количество каналов создаст ситуацию, когда оператор предоставляет избыточную емкость, которая может никогда не использоваться или, по крайней мере, может быть сильно недоиспользована. Это добавляет расходы, которые должны нести другие части сети. Чтобы определить правильное количество требуемых каналов, поставщики телекоммуникационных услуг используют таблицы трафика. ^[4] Пример таблицы трафика можно увидеть на рисунке 1. [ ^4] Из этого следует, что для того, чтобы телекоммуникационная сеть продолжала предлагать заданный уровень обслуживания, количество каналов, предоставляемых в группе каналов, должно увеличиваться (нелинейно) при увеличении интенсивности трафика. ^[4]

Предположения Erlang о потерянных вызовах

Для расчета уровня обслуживания определенной группы каналов или маршрутов Агнер Краруп Эрланг использовал набор предположений, которые основывались на потере вызовов в сети, когда все каналы в группе были заняты. Эти предположения таковы: ^[4]

• Весь трафик через сеть является чисто случайным, т.е. все входящие и исходящие вызовы являются независимыми случайными событиями.
• Существует статистическое равновесие, т.е. среднее количество вызовов не меняется.
• Полная доступность сети, т.е. каждая розетка коммутатора доступна из каждой розетки
• Любой вызов, столкнувшийся с перегрузкой, немедленно теряется.

Из этих предположений Эрланг разработал формулу Эрланга-B, которая описывает вероятность перегрузки в группе цепей. Вероятность перегрузки дает испытываемый уровень обслуживания. ^[4]

Расчет уровня обслуживания

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

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

A = Ожидаемая интенсивность движения в эрлангах, N = Количество контуров в группе.

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

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

Ссылки

1. Кеннеди И., Теория потерянных вызовов, Конспект лекций, ELEN5007 – Инженерия телетрафика, Факультет электротехники и информационной инженерии, Университет Витватерсранда, 2005
2. Peuhkuri M., Качество обслуживания IP, Хельсинкский технологический университет, Лаборатория телекоммуникационных технологий, 1999.
3. Фарр Р.Э., Телекоммуникационный трафик, тарифы и издержки. Введение для менеджеров, Питер Перегринус, 1988.
4. Флуд, Дж. Э., Коммутация телекоммуникаций, трафик и сети, Глава 4: Телекоммуникационный трафик, Нью-Йорк: Prentice-Hall, 1998.
5. Риттер, М., Фуок, П., Многоскоростные модели для определения размеров и оценки производительности сетей ATM, COST 242, Институт компьютерных наук, Университет Вюрцбурга, июнь 1994 г.

•  В этой статье использованы материалы из общедоступного федерального стандарта 1037C. Администрация общих служб . Архивировано из оригинала 2022-01-22. (в поддержку MIL-STD-188 ).