Поняття про телефонне навантаження та якість обслуговування

Теорія розподілу інформації виникла слідом за появою пристроїв для її передавання. Інформацію необхідно доставити за призначеною адресою, для чого треба створити шлях передавання між терміналами користувачів мережі і забезпечити виклик адресату. Одними із пристроїв, що виконують розподіл інформації, є системи комутації. Теорія розподілу інформації або теорія телетрафіку є теоретичною базою для побудови систем комутації, що визначає залежність між вимогами до обслуговування, якістю обслуговування і кількістю приладів або каналів, які обслуговуються[ ].

Теорія розподілу інформації розглядає методи розрахунку пропускної здатності комутаційних схем (КС) та мереж зв’язку. Ці методи дозволяють розрахувати окремі схеми і вибрати оптимальні варіанти для їх побудови.

Телефонне навантаження виникає з ініціативи викликаючої лінії (абонента, з’єднувальної лінії від станції підприємства, закладу та ін.). На окремих ступенях шукання відбувається розподіл цього навантаження по різним напрямкам (наприклад, по станціям) і об’єднання навантажень, які надходять із різних напрямків. При цьому можуть змінюватися як величина навантаження, так і її характер. Тому необхідно не тільки вміти визначати навантаження, яке виникає, але й враховувати кількісні та якісні зміни при проходженні по з’єднувальному тракту.

Для кількісної оцінки інтенсивності телефонного повідомлення вводиться поняття телефонного навантаження, що являє собою сумарний час заняття з’єднувальних шляхів комутаційної системи за визначений проміжок часу. Розрізняють телефонне навантаження, яке надходить, обслужене та втрачене.

Обслуженим телефонним навантаженням за проміжок часу називається сумарний час заняття всіх V з’єднувальних шляхів комутаційної системи за цей проміжок часу. Таким чином:

,

де - сумарний час заняття і-ого з’єднувального шляху комутаційної системи.

Телефонним навантаженням, яке надходить, за проміжок часу називається навантаження, яке було б обслуженим, якщо б кожному виклику, що надійшов, був негайно наданий один із з’єднувальних шляхів комутаційної системи і з’єднання доведене до кінця:

,

де - сумарний час заняття і-ого з’єднувального шляху комутаційної системи без відмов. Тут V1=∞, оскільки кожний виклик, що надійшов, повинен негайно обслуговуватися.

Втраченим телефонним навантаженням за проміжок часу називається частина телефонного навантаження, яке надходить, що не обслуговується із-за відсутності вільних з’єднувальних шляхів у комутаційній системі. Таким чином:

.

Оскільки з’єднувальні тракти утворюються, як правило, з декількох ступенів шукання, поняття навантаження, яке надходить, обслужене та втрачене навантаження можуть бути віднесені і до АТС в цілому, і до кожної ступені шукання окремо. Виклики, які виробляються джерелом навантаження (абонентами), завжди надходять на вхід першого ступеня шукання. Це навантаження, яке надійшло, розраховують виходячи із кількості джерел навантаження N, середньої кількості викликів С на одне джерело навантаження та середньої тривалості заняття комутаційних приладів першого ступеня шукання t. Тоді навантаження, яке надійшло:

.

Розмірність телефонного навантаження – час, щоб підкреслити, що величина навантаження складається з проміжків часу, які відповідають окремим заняттям, одиниця вимірювання телефонного навантаження – часозаняття (ч.-зан.). Одне часозаняття – це навантаження, яке може бути створене одним джерелом навантаження при його неперервному занятті на протязі однієї години.

Якщо телефонне навантаження (яке надійшло або обслужене) віднести до тривалості періоду, для якого воно було розраховане або на протязі якого воно спостерігалося, отримують величину, яка називається інтенсивністю навантаження. Одиниця інтенсивності телефонного навантаження називається Ерлангом, на честь основоположника теорії телефонного повідомлення датського математика та інженера А. К. Ерланга. Один Ерланг (Ерл) - це така інтенсивність навантаження, при якій на протязі одного часу буде обслужене навантаження в одне часозаняття. Інтенсивність навантаження, яка виражена в Ерлангах, являє собою середню кількість одночасних занять на протязі інтервала часу, що розглядається.

При проектуванні телефонних станцій, розраховуючи величину інтенсивності навантаження, яке надходить, враховують наявність різних категорій джерел навантаження (ТА кварт., ТА підпр., такс.), тобто враховують структуру джерел навантаження, так як середня кількість викликів і середня тривалість занять бувають різними для різних категорій джерел. Тоді:

,

де Y- інтенсивність навантаження, яке надходить; -відповідно кількість джерел, середня кількість викликів за одиницю часу та середня тривалість занять на одне джерело навантаження і-ої категорії.

Спостереження за величиною телефонного навантаження, яке створюється однією і тією ж групою джерел навантаження, показує, що інтенсивність телефонного навантаження змінюється у великих межах, особливо за добу. Найбільше навантаження припадає на наступні години: 11.00-12.00 та 19.30-20.30. Кількість з’єднувальних пристроїв для всіх ступенів шукання прийнято визначати для ГНН. Під годиною найбільшого навантаження (ГНН) розуміють неперервний інтервал часу тривалістю в одну годину, на протязі якого інтенсивність навантаження, що надходить на телефонну станцію, набуває найбільшого значення.

В системах телефонної комутації знаходять застосування дві основних дисципліни обслуговування телефонних викликів: без втрат і з втратами телефонного повідомлення. При обслуговуванні без втрат усім викликам, які надійшли, негайно надається необхідне з’єднання. Реальні комутаційні системи в більшості випадків з економічної точки зору проектуються у режимі із втратами повідомлення. Розрізняють явні та умовні втрати телефонного повідомлення[ ].

Обслуговування з явними втратами телефонного повідомлення передбачає, що виклик і повідомлення, яке з ним пов’язане, при отриманні відмови у негайному встановленні з’єднання повністю втрачається і більше на обслуговування не надходить, тобто викликаючий абонент отримує сигнал “Зайнято” і повинен дати „відбій”. Обслуговування з умовними втратами телефонного повідомлення передбачає, що повідомлення, яке надходить в момент зайнятості з’єднувальних шляхів комутаційної системи, не втрачається, але затримується обслуговування цього повідомлення (це не відноситься до випадку, коли зайнята лінія виклик. абонента).

За способом обслуговування затриманих викликів можливий підрозділ на обслуговування із чеканням та з повторними викликами.

При обслуговуванні із чеканням затримані виклики ставляться у чергу та обслуговуються по мірі звільнення з’єднувальних шляхів (“пасивне” чекання). При обслуговуванні з повторними викликами виклики, які надійшли в момент зайнятості з’єднувальних шляхів, повторюються через випадкові або фіксовані проміжки часу до отримання необхідного з’єднання (“активна” черга).

Кількість втрачених викликів у системах з явними втратами та кількість абонентів, які чекають, у системах із чеканням можуть бути використані для характеристики якості обслуговування викликів.

Якість обслуговування у системах з явними втратами характеризується ймовірністю втрат (втратами), яка визначається як відношення кількості втрачених викликів до загальної кількості викликів, що надійшли на входи АТС:

.

Індекси при С означають втрачені виклики, виклики, які надійшли, та обслужені виклики. Якщо сумарна ймовірність втрат на всьому з’єднувальному тракті не буде перевищувати 0,02-0,03, то така якість обслуговування буде оцінюватися в цілому як задовільна. Втрати, які допускаються для з’єднувального тракту, складаються із втрат на кожну з комутаційних ділянок (ступенів шукання, що входять до складу цього тракту): -втрати, які допускаються на 1,2,…,s ступенях.

Для розглянутої комутаційної схеми задається дисципліна, час обслуговування викликів і потік, що надходить, при яких визначається якість обслуговування викликів. Отримані результати якості обслуговування порівнюються з нормованими, і робиться висновок про можливості використання запропонованої структури КС у розглянутому випадку. Це - пряма задача. Частіше виникає зворотна, коли необхідно знайти оптимальну структуру КС, що задовольняє заданим вимогам реального потоку, що надходить, тривалості і якості обслуговування викликів.

У загальному випадку, під нормою втрат викликів розуміють середньостатистичне значення припустимих втрат при числі викликів, що прагне до нескінченності. Втрати викликів нормуються в частках від цілого - у відсотках або проміле (проміле - десята частина відсотка або 1/1000, що позначається %.). Утрати викликів Ρ = 0,005 або 5%. означають, що, у нормальних умовах роботи КС, з тисячі викликів, що надійшли, п’ять одержать відмовлення.

У системах з чеканням виклик повинен бути обслугований не пізніше обумовленого часу. Тут якість обслуговування оцінюється імовірністю чекання P(g· > 0) і імовірністю чекання понад задане припустимого часу P(g > 1_ДОП), де g - час чекання[ ].

Усі ці показники залежать від структури комутаційних схем, типів потоків викликів, що визначають процес надходження викликів у мережах зв’язку і деяких інших параметрів.