Trafic (telecomunicații)

În telecomunicații, traficul termenul indică cantitatea de date introduse într - o rețea de telecomunicații sau a unui aparat de rețea ( de trafic oferite) pentru a fi apoi transmise , sau cantitatea de date de ieșire transportate de rețea sau de ieșire dintr - un aparat de rețea. (Eliminat trafic ), în timp ce diferența dintre cele două tipuri de trafic, adică traficul pe care rețeaua nu îl poate elimina și care, prin urmare, este refuzat sau nu este livrat, se numește trafic pierdut .

Baza teoriei este prezența unui sistem tipic de servicii caracterizat printr-un număr S de servere , printr-o intrare de cereri de servicii către sistem și printr-o ieșire de cereri servite. Posibila prezență a unui sistem de cozi (cu tampon ) face ca teoria traficului să fie strâns legată de teoria cozii .

Tipul de trafic

Traficul unei rețele de telecomunicații poate fi generat de două tipuri de surse de informații :

CBR ( Constant Bit Rate ), sursele emit la un bit-rate constant ca în cazul vorbirii (în virtutea digitalizării semnalului prin PCM );
VBR ( Variable Bit Rate ), sursele emit cu viteză variabilă în timp caracterizată printr-o rată de vârf și o rată medie de emisie (de exemplu, date audio-video și trafic Internet ): acest tip de trafic corespunde unei benzi extrem de variabile în timp , denumită în general bandă largă .

Fiecare dintre tipurile de surse de mai sus poate fi în timp real sau non -în timp real .

Rețelele moderne de telecomunicații integrate în servicii (voce și date) trebuie să fie capabile să gestioneze ambele tipuri de trafic, eventual acordând prioritate uneia sau alteia, asigurând conformitatea cu specificațiile de calitate a serviciului (QoS) cerute.

Trafic în rețele cu comutare de pachete

În rețelele cu comutare de pachete , traficul poate fi măsurat în pachete pe secundă sau în biți pe secundă. În general, cele două unități de măsură nu sunt echivalente, deoarece nu toate pachetele au aceeași dimensiune, iar rețeaua trebuie să efectueze operațiuni și să utilizeze resurse bazate atât pe numărul de pachete, cât și pe numărul de biți transmis.

De exemplu, fiecare dispozitiv la nivel de legătură sau mai mare va trebui să efectueze operațiuni pentru fiecare pachet redirecționat, indiferent de dimensiunea acestuia (verificare, rutare, coadă, transmisie, arbitraj de canal de ieșire).

Mai mult, fiecare pachet generat de stratul de aplicație trebuie încapsulat prin adăugarea de informații la cap sau la sfârșitul pachetului ( antet ) pentru fiecare nivel traversat, crescând astfel dimensiunea în octeți a fiecărui pachet. Pe de altă parte, transmiterea pachetului și a tuturor antetelor acestuia pe o linie de comunicație va necesita un timp de transmisie proporțional cu dimensiunea pachetului.

Prin urmare, un flux de 1 Mbit / s format din pachete de 1 kbit corespunde a 10 pachete / s; dacă pachetele au o dimensiune de 100 de biți, rețeaua va trebui să dispună de 100 de pachete / s, cu un angajament mai mare al resurselor sale.

Trafic în rețele cu comutare de circuit

În rețelele cu comutare de circuit , cum ar fi rețeaua de telefonie , traficul sau intensitatea traficului sunt măsurate în erlang .

Formalizare

Traficul oferit $A_{o}(t)$ ${\ displaystyle A_ {o} (t)}$ ${\ displaystyle A_ {o} (t)}$ este definit ca numărul de cereri de servicii care ajung la sistemul de servire în funcție de timp. Procesul aferent este denumit Proces Interrival. Dacă există mai multe surse, traficul total oferit este suma traficului oferit de fiecare sursă.

Traficul a fost eliminat $A_{s}(t)$ ${\ displaystyle A_ {s} (t)}$ ${\ displaystyle A_ {s} (t)}$ este definit ca numărul de cereri de servicii pe care sistemul le poate gestiona. Procesul aferent se numește procesul Serviciului.

Trafic pierdut $A_{p}(t)$ ${\ displaystyle A_ {p} (t)}$ ${\ displaystyle A_ {p} (t)}$ este definit ca numărul de cereri de servicii care nu sunt permise în sistem.

Aceste cantități pot fi modelate prin procese aleatorii, deoarece traficul de intrare nu este cunoscut deterministic a priori. Distribuțiile tipice de probabilitate ale acestor procese sunt distribuția Poisson și distribuția binomială .

Dacă procesele sunt staționare , intensitatea medie a traficului (sau pur și simplu traficul ) este definită ca valoarea așteptată a procesului. Traficul este măsurat în erlang .

Traficul oferit poate fi, de asemenea, exprimat ca produs al frecvenței medii a cererilor de serviciu (frecvența inter-sosiri) ori durata medie a timpului de serviciu solicitat și $A_{s}$ ${\ displaystyle A_ {s}}$ ${\ displaystyle A_ {s}}$ ca produs al frecvenței medii a cererilor acceptate (frecvența de intrare sau de trecere) după valoarea medie a timpului de serviciu ( Legea lui Little ).

Raportul $C.$ ${\ displaystyle C}$ $C.$ între traficul oferit $A_{o}$ ${\ displaystyle A_ {o}}$ ${\ displaystyle A_ {o}}$ și numărul de servitori disponibili $M.$ ${\ displaystyle M}$ $M.$ oferă o măsură a cât de mult este „încărcat” sistemul: dacă $C.$ ${\ displaystyle C}$ $C.$ este mult mai mic decât unul, sistemul este ușor încărcat dacă $C.$ ${\ displaystyle C}$ $C.$ este aproape de unul, sistemul este aproape încărcat, dacă $C.$ ${\ displaystyle C}$ $C.$ este mai mare decât una în care sistemul operează în pierdere.

Raportul (întotdeauna <1) p între traficul eliminat As și numărul de servere active S măsoară în schimb utilizarea serverelor în sine, adică procentul mediu de timp în care fiecare server este activ.

Formalizarea matricială

O rețea de telecomunicații are, în general, multe puncte de intrare și ieșire pentru trafic. Pentru a exprima traficul oferit sau eliminat, este posibil să se utilizeze o reprezentare matricială printr-o matrice de trafic, cu un rând pentru fiecare punct de intrare și o coloană pentru fiecare punct de ieșire din trafic, în care elementul $a_{i,j}$ ${\ displaystyle a_ {i, j}}$ $a _ {{i, j}}$ reprezintă traficul de intrare de la nod $the$ ${\ displaystyle i}$ $the$ și destinat nodului $j$ ${\ displaystyle j}$ $j$ .

Trafic, probabilitate de blocare și congestie

Într-o rețea de telecomunicații cu comutare de circuit, tipică vorbirii, traficul oferit influențează puternic parametrul de performanță cunoscut sub numele de probabilitatea de a bloca Pb: aceasta este de fapt o funcție directă a traficului oferit Ao și o funcție inversă a resurselor de rețea disponibile sau numărul de canale de comunicare care, de fapt, sunt întotdeauna limitate. Dacă traficul oferit crește dincolo de o anumită limită sau nivel stabilit de planificatorii de rețea (sau calitatea scade sub o anumită limită) și, prin urmare, nu poate fi deservită de resursele rețelei (canalele disponibile), rețeaua intră în „blocare” sau refuză cereri suplimentare de servicii de la noi utilizatori până la restabilirea condițiilor de prag sub normal. Graficul de referință al traficului în funcție de timp este cel al unei linii drepte cu saturație finală la atingerea pragului limită de trafic. Traficul aruncat este egal cu produsul dintre traficul oferit Ao și probabilitatea de blocare a Pb, în timp ce traficul eliminat As este egal cu produsul dintre Ao și complementul cuiva al probabilității de blocare. Exemplul tipic este acela al refuzului unui apel telefonic cu un semnal de ocupat la actul inițial al semnalizării prin ridicarea receptorului de la baza telefonului.

Pe de altă parte, în cazul rețelelor cu comutare de pachete, tipice transportului de date, pe măsură ce crește numărul de utilizatori conectați și traficul conex, rețeaua nu intră în blocaj, dar în virtutea multiplexării statistice împarte întreaga lățime de bandă disponibilă printre toți utilizatorii.cu rezultatul că viteza de transfer oferită fiecărui utilizator este redusă cu o creștere aproximativ exponențială a timpilor de așteptare a pachetelor din tampoanele de coadă ale routerelor (modelul MM1). Controlul suplimentar al congestiei , reactiv sau preventiv, împiedică rețeaua să intre în congestie pierzând pachete din cauza depășirilor de tampon.

Utilizați la dimensionare

Conceptul de trafic, precum și cel al unui sistem de coadă , este utilizat pentru dimensionarea diferitelor dispozitive de rețea din rețelele de telecomunicații . În special, în rețelele cu comutare de circuit, specificațiile privind calitatea serviciului (QoS) care urmează să fie oferite, adică probabilitatea de pierdere sau de blocare, a fost fixată și valoarea unui anumit trafic mediu care trebuie eliminat la intrare este cunoscut, folosind relația erlang B se obține numărul de canale necesare pentru a fi multiplexate la ieșire pentru a obține performanța dorită.

Elemente conexe

Portal IT

Portal de inginerie