PDF de programación - Conmutación de circuitos Traffic Analysis

ARQUITECTURA DE REDES, SISTEMAS Y SERVICIOS
Área de Ingeniería Telemática

Conmutación de circuitos

Traffic Analysis

Area de Ingeniería Telemática

http://www.tlm.unavarra.es

Arquitectura de Redes, Sistemas y Servicios

3º Ingeniería de Telecomunicación

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Temario

Introducción

•
• Arquitecturas, protocolos y estándares
• Conmutación de paquetes
• Conmutación de circuitos

• Principios básicos
• Conmutadores, redes de Clos, T, S, TST…
• Prestaciones

• Tecnologías
• Control de acceso al medio en redes de área local
• Servicios de Internet

Hemos visto

• Arquitectura de la red telefónica

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Hemos visto

Bloqueo interno

Bloqueo externo

• El

conmutador

tiene
recursos para hacer llegar un
circuito de la entrada a la salida

no

• El

conmutador

tiene
suficientes recursos de salida
para cursar una nueva llamada

no

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Objetivo: Diseño

• Normalmente

equipamiento
asume que no
los
usuarios requerirán servicio al
mismo tiempo

todos

• Diseñar la red (topología)

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Objetivo: Diseño

• Normalmente

equipamiento
asume que no
los
usuarios requerirán servicio al
mismo tiempo

todos

• Diseñar la red (topología)
• Capacidad

de

las
interna
(bloqueo interno) (…)

de

conmutación
centrales

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Objetivo: Diseño

• Normalmente

equipamiento
asume que no
los
usuarios requerirán servicio al
mismo tiempo

todos

N

...

• Diseñar la red (topología)
• Capacidad

de

las
interna
(bloqueo interno) (…)

de

conmutación
centrales

• Capacidad de

los enlaces

(llamadas simultáneas) (…)

Objetivo: Diseño

• Normalmente

equipamiento
asume que no
los
usuarios requerirán servicio al
mismo tiempo

todos

• Objetivos de calidad:

– Ej: número de llamadas que no

se pueden cursar
– La calidad de

las

llamadas

garantizada por la tecnología

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Problema tipo a resolver

• Conmutador con líneas de entrada y de salida
• Entradas usuarios finales o troncales: lo que nos importará es la

cantidad de llamadas que llegan al conmutador

• Salidas troncales (máximo N llamadas simultáneas salen)
• Decidir N para poder cursar las llamadas con una probabilidad

de bloqueo objetivo

• o decidir la cantidad de llamadas que puede cursar para un N

…

1

…

N

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Definiciones

Capacidad
• Recursos de un sistema para dar un servicio, número de líneas de

salida…

• Ej: nuestra centralita tiene 5 líneas para llamadas salientes

Carga (Intensidad de trafico)
• Cantidad de servicio demandada al sistema, medida como cantidad de

recursos necesarios en un determinado momento

• Ej: nuestra centralita tiene en media 3.2 llamadas salientes

Calidad de servicio
• Medida del servicio obtenido del sistema
• Ej: nuestra centralita con las líneas de entrada que tenemos y la carga

típica que soporta pierde menos del 0.1% de las llamadas

A continuación en más detalle…

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Capacidad

• Medida de la habilidad del sistema para proporcionar

servicio

• Típicamente se mide como el número de servidores

(líneas de salida, puertos de un conmutador…)

• Variable de diseño del sistema
• Proporcional al coste

– Más capacidad = más coste y más calidad de servicio

1

…

N

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Carga o Tráfico

• Medida de la demanda de servicio al sistema
• Agregación de todas las peticiones de servicio de los usuarios
• = recursos en uso del sistema bajo condiciones de servicio ideales
• Variable aleatoria

– Peticiones de servicio llegan de forma aleatoria
– Solicitan servicio durante una cantidad de tiempo no predecible
• Volumen de tráfico: suma de las duraciones de los servicios

s Volumen de tráfico

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tiempo

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Carga o Tráfico

• Depende de

– Número de usuarios (n)
– Tasa a la que generan llamadas (λi)
– Duración de las llamadas (s)

• El servidor no distingue el efecto del n o de λi

– Ej: 600 usuarios, cada uno con una petición por hora, es

equivalente a 10 usuarios con una petición por minuto cada uno

• Se reduce a:

– Tasa de generación de llamadas de todos los usuarios (λ)
– Duración de las llamadas (s)

• El primer paso del análisis de tráfico es la caracterización de las

llegadas de peticiones y la duración de las mismas

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Medida del Tráfico

•

Intensidad de tráfico

I =

Volumen de tráfico

Tiempo de observación

=

Tiempo acumulado de ocupación

Tiempo de observación

• Sin unidades físicas. Se mide en Erlangs (E) (Agner Krarup

Erlang 1878-1929)

!

• 1 Erlang = el tráfico que mantiene ocupada completamente una

línea durante el tiempo de observación

• Ejemplo:

– 600 usuarios, cada uno en media hace 1 llamada por hora
– El tiempo medio de duración de las llamadas es de 3 minutos
– ¿Cuanto tráfico representan?
– Tiempo observación: 60 minutos
– T. acumulado de ocupación : 600llamadas x 3minutos/llamada =

1800min

– 1800/60 = 30 Erlangs
– ¿Significa esto que necesitamos 30 líneas?

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Medida del Tráfico

• Normalmente la intensidad del tráfico varía con el tiempo (no es
un proceso estocástico estacionario) pero se puede considerar
estable en un tiempo limitado

Tráfico

tráfico medio
Durante la mañana

tráfico medio
del día

tiempo

• En telefonía se caracteriza por horas
• Varía entre meses, entre días y entre horas del mismo día (y

dentro de la hora)

• Suele haber patrones semanales
• Días de fiesta, el clima, etc. afectan al patrón

a Hora cargada (“busy hour”)

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• No es el volumen de tráfico mayor
la
llevaría a un
la

del año (nochevieja, día de
madre,…) pues
sobredimensionamiento para
mayor parte del tiempo
1 teléfono en hora cargada approx.
0.05-0.1 E y 3-4min duración

•

•

•

•

•

Periodo de 60 minutos consecutivos
durante los cuales el volumen de
tráfico es máximo
Los análisis para dimensionamiento
de equipos se efectúan siempre
sobre la hora cargada
Para
toman
determinarla
medidas en intervalos de 15min y
entonces es el periodo de tiempo de
4 intervalos consecutivos con mayor
volumen de tráfico
Se calcula la hora cargada en un
periodo largo (unas semanas) en la
época del año de mayor tráfico

se

• Diferentes

patrones

usuarios

residenciales y empresariales

Calidad de servicio

• Medida de la bondad del servicio proporcionado
• En telefonía:

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– Probabilidad de bloqueo = probabilidad de que el sistema no pueda

aceptar una llamada entrante.

En ese caso:
– Se descarta: La llamada es rechazada y el usuario a veces no
puede hacer una llamada → Menos calidad de servicio (congestion
theory)

– Se hace esperar la llamada hasta que se libere un servidor: El
usuario a veces ve que sus llamadas tardan más en establecerse
→ Menos calidad de servicio (queueing theory)

• Requisito de diseño del sistema: probabilidad de bloqueo

objetivo y dimensionar la capacidad para conseguirla

• Se suele distinguir:

– Sistema en situación de Bloqueo

Todos los recursos están ocupados y una llamada nueva que
llegue será rechazada

– Sistema en situación de Congestión
Se han empezado a rechazar llamadas

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a Tráfico ofrecido vs cursado

• Tráfico ofrecido: el tráfico total que sería cursado por una red

que pudiera dar servicio a todas las peticiones

• Diseño (por economía) hace que en ciertas situaciones no se

pueda cursar todo el tráfico (llamadas bloqueadas)

• Asumiremos que la