9.4. Управление качеством услуг в сети UMTS
Службы обмена данными (Bearer Service, BS) в сети UMTS играют ключевую роль в обеспечении качества предоставляемых услуг. Многоуровневая архитектура служб обмена данными сети UMTS, осуществляющая управление качеством услуг, показана на рис. 9.14 [5]. Каждая служба обмена данными (транспортная служба) на уровне N сети UMTS предлагает обслуживание с индивидуальными характеристиками (профилями обслуживания), основываясь на данных, поступающих с уровня (N-1) или более нижних уровней. Параметры службы обмена данными и профили управления качеством определяются классом трафика и рядом системных параметров.
Рассмотрим внутрисистемные функции управления качеством услуг, определяющие взаимосвязи элементов сети и направленность управляющих воздействий. Эти функции реализуются соответствующими программами-администраторами.
Функции управления качеством услуг в плоскости управления
Схема взаимодействия функций управления качеством услуг в плоскости управления с использованием служб обмена данными сети UMTS показана на рис. 9.15. Эти функции поддерживают установление соединений и модификацию обмена данными для обеспечения сигнализации и согласования данных о требуемых параметрах качества услуг внешних сетей. Кроме того, эти функции устанавливают и обеспечивают преобразование всех внутренних процедур обмена в соответствии с запросом о параметрах и профилях качества обслуживания
их внешних сетей. Функции управления качеством услуг, выполняемые службами обмена данными в плоскости управления сети, делятся на четыре вида [6-7].
Функция преобразования (Transiation) используется в абонентском терминале и шлюзе GGSN базовой сети. Она обеспечивает конвертирование потока данных, поступающих от внешних сетей (с учетом их особенностей сигнализации) в форматы потока данных, используемых внутренней службой обмена, и преобразование служебных информационных признаков (атрибутов). Рассмотрим детальнее процесс преобразования данных.
Администраторы служб обмена данными (IP Manager) в абонентском терминале и в шлюзе GGSN базовой сети обмениваются сигналами друг с другом и с помощью функции преобразования — с внешними сетями, чтобы устанавливать или изменять запрашиваемые услуги обмена данными службы обмена данными сети UMTS.
Администратор шлюза SGSN базовой сети в соответствии с предписанным уровнем контроля проверяет соответствие административных прав на использование услуг транспортной сети.
Администратор абонентского терминала преобразует атрибуты
службы обмена данными сети UMTS в параметры местной службы обмена и запрашивает эту службу через администратора местной службы обмена.
Администратор шлюза SGSN базовой сети преобразует ее служебные атрибуты в параметры службы обмена сети радиодоступа (RAB) и в параметры службы обмена интерфейса lu, а параметры В$ UMTS— в параметры службы обмена базовой сети. Кроме того, этот администратор посылает запрос администратору службы обмена интерфейса lu. Администратор шлюза SGSN базовой сети и администратор сети радиодоступа предоставляют требуемые услуги, которые запрашиваются службой обмена интерфейса lu.
функция контроля доступа (Admission Control) обеспечивает данными о всех доступных ресурсах элементов сети и о всех ресурсах, распределенных для службы обмена данными сети UMTS. Она формирует запрос для каждой службы обмена данными сети UMTS или требуемые изменения запрашиваемых ресурсов для элементов сети, а также резервирует эти ресурсы, если они распределены для службы обмена данными более высокого уровня сети UMTS. Функция контролирует пропускную способность элементов сети, чтобы предоставить услугу требуемого качества, т.е. определяет, является ли услуга запрашиваемого качества осуществимой или нет.
Администратор службы обмена данными сети радиодоступа опрашивает программу контроля доступа о возможности элементов сети поддерживать запрашиваемую услугу и о доступе к требуемым ресурсам. Он преобразует параметры службы обмена данными сети RAB в параметры службы обмена данными радиоинтерфейса UTRAN (Uu) и в параметры службы обмена данными интерфейса lu, а также формирует запрос к администраторам службы обмена данными сети радиодоступа и интерфейса lu об обмене данными с требуемыми характеристиками и профилем качества.
Администратор шлюза SGSN преобразует служебные атрибуты в параметры службы обмена базовой сети, что требует от соответствующих администраторов предоставления запрашиваемых услуг.
Администраторы RAB, интерфейса lu и базовой сети используют службы и услуги, предоставленные более низкими уровнями управления.
функции администрирования услуг (Bearer Service Manager) выполняются администратором, который координирует функции плоскости управления и плоскости абонента сети по установлению соединений, измерению и поддержанию параметров качества обслуживания. Он обеспечивает все функции управления качеством услуг соответствующих (важнейших) параметров в плоскости абонента. Администратор услуг предоставляет услуги для других уровней, осуществляет сигнализацию в сети совместно с одноранговыми администраторами служб и использует информацию от других служб обмена данными с различных уровней сети.
Администратор услуг может выполнять преобразования параметров для запроса данных от служб нижних уровней. Кроме того, он может запрашивать другие функции плоскости управления и получать разрешение для обслуживания.
Функция контроля подписки абонента на услуги (Subscription Control) проверяет административные права пользователя службы обмена UMTS, чтобы запрашиваемая услуга использовалась со строго определенными параметрами качества (профилем) в соответствии с соглашением между абонентом и оператором. Эти параметры хранятся в базе данных абонента (HLR) и для зарегистрированных в сети абонентов находятся в виде временных наборов данных в шлюзе SGSN, возвращаясь в HI R после выхода абонента из сети.
Функции управления качеством услуг в плоскости абонента
Схема взаимодействия функций управления качеством услуг в плоскости абонента с использованием служб обмена данными сети UMTS (BR UMTS) показаны на рис. 9.16. Эти функции поддерживают характеристики обмена данными в соответствии с обязательствами, установленными функциями управления В$ UMTS, и выражены соответствующими атрибутами этой службы.
В сети UMTS предусмотрено четыре вида функции управления качеством услуг в плоскости абонента.
Функция администратора ресурсов (Resources Manager) распределяет доступные ресурсы между всеми службами на основе их совместного использования. Администратор ресурсов распределяет доступные сетевые ресурсы в соответствии с запрашиваемым профилем качества услуг. Распределение ресурсов в сети UMTS осуществляется при управлении пропускной способностью канала, управлении мощностью базовых станций сети, управлении мобильностью и др. Каждый из администраторов ресурсов в своем элементе сети отвечает за соответствующие ресурсы. Администратор ресурсов распределяет эти ресурсы между всеми службами с учетом требований к преобразованию этих ресурсов. Таким образом, администратор ресурсов предоставляет атрибуты, определяющие требуемое качество услуг каждой службе обмена данными.
Функция пакетного классификатора (Packet Classifier) в шлюзе SGSN базовой сети и в абонентском терминале распознает элементы
потока данных, полученных от абонента, которые определяют требования к качеству услуг. Эти данные могут поступать из внешних служб обмена данными или локальных служб обмена данными для дальнейшей транспортировки службой обмена UMTS. Информация о требуемых услугах для SS UMTS получается из заголовка потока данных или из характеристик трафика этого потока. Функция пакетного классификатора в АТ реализуется в виде специальной файловой системы (Flash File System, FFS) [8].
Функция преобразования трафика (Traffic Conditioner) устанавливает соответствие между согласованными требованиями к качеству услуг и блоками данных абонентского трафика:
• в абонентском терминале обеспечивает приведение в соответствие потока данных абонента в линии «вверх» на основе атрибутов службы обмена данными UMTS, определяющих качество услуг;
• в шлюзе SGSN базовой сети обеспечивает преобразование потока данных абонента в линии «вниз» на основе атрибутов службы обмена данными UMTS, определяющих качество услуг связи при пакетной коммутации (PDP).
Пакетно-ориентированная передача данных абонента по линии «вниз» производится от внешней службы обмена данных к сети UMTS. Далее входной шлюз UMTS буферизует данные, чтобы иметь возможность не подтверждать с помощью атрибутов качества услуг разрывы в потоке данных абонента. Таким образом, восстановитель трафика обеспечивает непрерывность потока данных абонента в линии «вниз», формируя его в соответствии с заданными требованиями к качеству услуг.
Для восстановления трафика не обязательно использовать только функцию восстановителя трафика. Администратор ресурсов также может обеспечивать приведение в соответствие атрибутов, относящихся к качеству услуг, на основе соответствующей структуры блоков данных. Или если фиксированные ресурсы определены для одной из служб обмена данными, то эти ресурсы строго ограничены условиями передаваемого трафика.
Функция отображения (Mapper) помечает каждый блок данных специальной меткой, определяющей, что этот блок относится к управлению качеством услуг. Метка используется службой обмена данных при преобразовании этого блока.
9.5. Основные требования к параметрам сети UMTS, определяющим качество услуг
В сети UMTS предусмотрены четыре класса трафика, определяющие качество услуг: речевой, потоковый, интерактивный и фоновый.
Главным дифференцирующим фактором для этих классов является их чувствительность к задержке передаваемых в сети потоков данных. Такой подход позволяет реализовать различные уровни качества для различных видов услуг 3G. Речевой и потоковый классы обеспечиваются работой сети в реальном масштабе времени с использованием радиоинтерфейса W-СDMA, в то время как интерактивный и фоновый — передачей жестко организованного, но не привязанного к реальному масштабу времени потока данных. Основные характеристики классов трафика при предоставлении услуг 3G приведены в табл. 9.1.
В табл. 9.2 приведены параметры, характеризующие обмен данными для различных классов трафика и определяющие качество услуг. Качество некоторых услуг связи сети UMTS можно обеспечить, задав требования к так называемым ключевым параметрам функционирования (KPI), указанным в табл. 9.2, например, к максимальным задержкам преобразования, времени доставки сообщений и BER.
В табл. 9.3 приведены диапазоны значений параметров функционирования сети UMTS, которые должны поддерживаться в сети для обеспечения качества услуг. Эти значения обязательны для связанного и несвязанного трафика.
Речевой класс. Требования к параметрам в этом классе трафика определяются порогом человеческого восприятия задержки в передаче речи при обычном или сопровождаемом видео изображением разговоре абонентов. Максимальная задержка передачи речи в цепочке «конечный пользователь — конечный пользователь» не должна превышать 400 мс. Основные технические требования, обеспечивающие такое качество услуги, определены в Рекомендациях 3GPP TS 123 107 [6], TS 129 208 [7] и МСЭ-Т Н.323 [8] и Н.324 [9] и приведены для данного класса трафика в табл. 9.4.
Потоковый класс. Поток данных при оказании мультимедийных услуг характеризуется существенной несимметричностью. Этот поток
делится на два целевых сегмента: «прием/передача web-информации» и «прием/передача информации по запросу». Оба сегмента используют общую технологию сжатия изображения.
Другой характеристикой потока является передача информации в реальном масштабе времени в одном направлении и его ориентация на человеческое восприятие. В этом случае требования к качеству услуг
должны налагать ограничения на временные соотношения между информационными объектами (выборками, пакетами). Кроме того, временная расстановка и относительное положение пакетов внутри потока данных должны жестко сохраняться. Хотя в настоящее время нет опубликованных требований к допустимой задержке информационных блоков, обеспечивающих качество услуг, понятно, что приемлемые изменения задержки информации не должны быть больше задержки, которая определяет порог человеческого восприятия для получаемой конечным пользователем информации. Основные требования к характеристикам передачи данных для услуг потокового класса трафика, обеспечивающие заданное качество услуг, приведены в табл. 9.5.
Интерактивный класс. Данный класс используется для обеспечения качества услуг, когда конечный пользователь (машина или человек) в режиме диалога получает запрашиваемые данные от удаленного источника. Интерактивный трафик создается в классических сетях передачи данных, и в нем обязательно присутствует копия подтверждения (ответа) конечного пользователя о принятой информации. Качество услуг в таких сетях определяет суммарная задержка информации, учитывающая задержку информации в оба конца. Другим параметром качества услуг является уровень ошибок на бит в канале. Основные требования к характеристикам передачи данных для услуг интерактивного трафика, обеспечивающие заданное качество услуг, приведены в табл. 9.6.
Фоновый класс. Примерами применения фонового класса для передачи данных являются электронная почта (е-mail), SMS, получение (загрузка) информации из баз данных, по которой не требуется мгновенное выполнение каких-либо действий пользователя, принявшего сообщение. Характерной чертой этого трафика в сети является то, что поступление переданных данных не ожидается в строго определенный момент. Поэтому фоновый класс является наименее чувствительным к временной задержке передаваемой информации.
Системный подход к управлению различными ресурсами в сетях UMTS, позволил реализовать в сети эффективную систему контроля и обеспечения качества предоставления услуг нового поколения на основе программно-аппаратных средств сети (администраторов и программируемых функций).
Внедрение различных видов услуг в сетях UMTS потребовало применить гибкий подход к заданию требований к качеству предоставления услуг для различных классов трафика сети. Возможность строгого задания требований к качеству услуг в сети позволяет оператору проводить регулярный мониторинг их значений и внутренний аудит качества предоставления услуг. Поэтому существенным преимуществом операторов сетей 36 станет выполнение требований абонентов к качеству любых
услуг 3G, вносимых в договоры об уровне обслуживания (SLA). Это создаст им существенное конкурентное преимущество по сравнению с операторами сетей GPRS, использующих ресурсы сети для обеспечения в первую очередь максимальной емкости сети для услуг передачи речи, а не качества услуг передачи данных.
Перечисленные классы трафика, определяющие качество услуг, позволяют не только задать технические требования к оборудованию 36 и функции управления параметрами качества услуг, но и сформулировать новые принципы тарификации услуг 3G на основе этих параметров.
Детальная информация о требованиях к качеству услуг 3G приведена в следующих спецификациях ETSI:
3GPP ТS23.002: «Архитектура сети»;
3GPP ТS22.105: «Услуги и характеристики услуги»;
3GPP TS 23.060: «Базовые услуги при пакетной передаче данных (GPRS)»,
3GPP TS 23.107: «Концепция и архитектура QoS»,
3GPP ТS23.207: «Концепция и архитектура QoS «конечный пользователь — конечный пользователь».
Глава 10. Параметры качества услуг подвижной связи
10.1. Определение параметров качества основных услуг подвижной связи
Качество услуг подвижной связи характеризуется как техническими, так и нетехническими параметрами. Рассмотрим технические параметры, подлежащие техническому аудиту операторами и потребителями в процессе предоставления услуг. Основные технические параметры качества услуг, приведенные далее, определены с точки зрения конечного пользователя сетей GSM и 3G и могут быть рассчитаны по результатам объективных и субъективных тестов и измерений.
Целью определения и унификации параметров качества услуг является получение согласованного набора параметров, методик их расчета и измерения, позволяющих облегчить сравнение качества услуг связи, предоставляемых различными операторами как внутри сети, так и между сетями связи.
Принято, что выбранные параметры:
• основаны на требованиях пользователей к качеству услуг связи;
• являются параметрами, на которые могут оказывать влияние эксплуатационные характеристики сети или абонентского терминала отправителя сообщений (МО) / получателя сообщений (МТ);
• могут быть измерены при помощи стандартных технических средств;
• могут быть использованы оператором сети подвижной связи для сравнения качества услуг в национальном и международном масштабе.
Для обеспечения различий в понимании терминов «качество услуги» (QoS) и «качество функционирования сети» (NP) в международных стандартах на качество услуг связи [1-3] использованы следующие основные подходы.
1. Качество услуг связи трактуется Рекомендацией Е.800 МСЭ-Т как степень удовлетворения этой услугой пользователя.
2. Качество функционирования сети (NP) трактуется той же Рекомендацией как способность участка сети обеспечить выполнение функций соединения пользователей для обеспечения связи между ними.
Взаимосвязь между удовлетворением потребностей пользователя услуг связи, QoS и NP показана на рис. 10.1.
Техническими стандартами ETSI и рекомендациями IREG Ассоциации GSM устанавливается, что техническими параметрами QoS являются те технические параметры сетей связи, которые определяют степень удовлетворения потребностей абонента (конечного пользователя) в услугах подвижной связи.
Совокупность технических параметров качества услуг связи должна отражать основные аспекты взаимодействия конечного пользователя с сетью связи и аспекты пользования услугой связи как товаром, приобретаемым у оператора соответствующей сети. Такими главными аспектами являются: доступ к сети, доступ к услуге, полнота услуги и непрерывность услуги.
Доступ к сети подтверждается появлением индикации названия сети на абонентском терминале, что является для пользователя сигналом о доступности услуг данного оператора сети.
Доступ к услуге предоставляется оператором по возможности быстро при желании абонента воспользоваться данной услугой.
Полнота услуги отражает качество услуги непосредственно для конечного пользователя в момент ее получения.
Непрерывность услуги характеризует условия завершения ее предоставления (по желанию пользователя или вопреки его желанию).
Для определения параметров качества услуг подвижной связи в настоящее время европейскими операторами сетей подвижной связи используется модель, показанная на рис. 10,2*. Модель имеет три уровня, отражающие для конечного пользователя основные аспекты его взаимодействия с сетью связи и аспекты его пользования услугой.
Первый уровень модели определяет качество доступа к сети конечного пользователя, что является основным требованием при рассмотрении всех прочих аспектов и параметров QoS.
Второй уровень модели отражает следующие три аспекта QoS: доступ к услуге, полноту услуги и непрерывность услуги.
На третьем уровне рассматривается совокупность конкретных услуг связи, предоставляемых оператором сети подвижной связи. Эти услуги определяют соответствующие параметры QoS с точки зрения конечного пользователя.
Взаимоотношения абонентов в этой модели выражены сценарием «конечный пользователь — конечный пользователь», что для телефонии и передачи данных соответствует «абонент А — абонент В», а для передачи SMS и MMS — «отправитель — получатель».
Параметры качества, не зависящие от вида предоставляемых услуг
К этим параметрам относятся параметры качества услуг, связанных с обеспечением доступа к сети подвижной связи.
Доступность сети (Network Accessibility, NA). Данный параметр представляет собой вероятность того, что услуги подвижной связи будут предложены конечному пользователю после появления индикации сети на абонентском терминале (АТ) подвижной связи. Для сетей стационарной связи подобный показатель определен Рекомендацией Е.800 МСЭ-Т [3].
В виде дополнительного параметра качества услуг доступа к сети подвижной связи может быть использован параметр, характеризующий вероятность противоположного события:
Недоступность сети (Network
Non-Accessibility, NNA).
В зависимости от используемого принципа коммутации в сети подвижной связи различают следующие параметры.
Доступность сети с коммутацией каналов (Network Accessibility Circuit Switched, МА-CS). Данный параметр представляет собой вероятность того, что конечному пользователю сети подвижной связи с коммутацией каналов будут предложены услуги подвижной связи после появления индикации требуемой сети на абонентском терминале, работающем в режиме ожидания (in idle mode).
Доступность сети с коммутацией пакетов (Network Accessibility Packet Switched, NA-PS). Данный параметр представляет собой вероятность того, что конечному пользователю сети с коммутацией пакетов будут предложены услуги подвижной связи после появления индикации требуемой сети на абонентском терминале, работающем во вспомогательном режиме (in stand by mode).
Параметры качества услуг телефонии
Наиболее массовой услугой среди услуг подвижной связи была и остается услуга речевой телефонии. Несмотря на тенденции к снижению ее доли в общем объеме услуг подвижной связи, составляющей в разных странах от 60 до 80%, общий трафик речевых услуг продолжает увеличиваться, а соответственно растут и требования к качеству этих услуг со стороны расширяющегося рынка пользователей.
Параметры доступа к услуге
Доступность услуги телефонии (Service Accessibility Telephony, SA-T). Данный параметр представляет собой вероятность того, что конечный пользователь по запросу может получить доступ к услуге подвижной телефонной связи, который ему предлагается после появления индикации сети на абонентском терминале подвижной связи.
В виде дополнительного параметра качества услуг телефонии может быть использован параметр, характеризующий вероятность противоположного события:
Недоступность услуги телефонии (Service Non-Accessibility Telephony,
SNA-Т).
Время установления телефонного соединения (Setup Time Telephony, ST-T). Данный параметр представляет собой временной интервал от момента отправки полных адресных данных для обеспечения соединения до момента получения уведомления об установлении соединения.
Для сетей стационарной связи показатели, подобные приведенным выше, определены Рекомендацией Е.800 МСЭ-Т [3].
Параметры полноты услуги
Качество передачи речи (Speech Quality, SpQ). Данный параметр характеризует качество передачи речи между пользователями в сети подвижной связи в среднем на один вызов.
Параметры непрерывности услуги
Относительное число завершенных соединений телефонии в сети с коммутацией каналов (Call Completion Ratio Circuit Switched, CCR-CS-T). Данный параметр представляет собой вероятность того, что полученная в результате завершенного соединения услуга телефонии будет и дальше обеспечиваться при заданных условиях в течение заданного времени.
В виде дополнительного параметра качества услуг телефонии может быть использован параметр, характеризующий вероятность противоположного события:
Относительное число незавершенных соединений телефонии в ceти с коммутацией каналов (Call Non-Completion Ratio Circuit Switched, CNCR-CS-Т).
Параметры качества услуг передачи коротких сообщений (SMS)
Услуга передачи коротких сообщений (Short Message Service, SMS) является одной из наиболее используемых в странах, применяющих сети стандарта GSM. Данную услугу реализуют путем передачи сообщения длиной не более 160 символов поверх каналов речевого трафика, используя канал ТСН8. Низкий спрос на услуги SMS в странах, ориентированных на применение американских стандартов, связан с ее ограниченными возможностями из-за нерешенных проблем взаимодействия сетей: стандарт IS-95 СDМА использует 225-символьный формат, а IS-136 ТDМА — 256-символьный. Однако эта услуга остается наиболее популярной в молодежном сегменте пользователей, так как для ее передачи требуется 1,75 с эфирного времени и она приносит около 20 % доходов операторов.
Параметры доступа к услуге
Доступность услуги SMS (Service Accessibility SMS МО, SА-SMS-MO). Данный параметр представляет собой вероятность того, что отправитель по запросу может получить доступ к услуге SMS, который ему предлагается после появления индикации сети на его абонентском терминале.
В виде дополнительного параметра качества услуг передачи коротких сообщений может быть использован параметр, характеризующий вероятность противоположного события:
Недоступность услуги SMS
(Service Non-Accessibility SMS МО, SNA-SMS-МО).
Время задержки доступа к услуге SMS (Access Delay SMS МО, АО-SMS-МО). Данный параметр представляет собой временной интервал от момента передачи отправителем короткого сообщения в Центр передачи коротких сообщений (SMSC) до момента получения от него подтверждения о приеме SMS.
Параметры полноты услуг
Время доставки SMS между конечными пользователями (End-to-end Delivery Тimе SMS, ОТ-SMS-МО). Данный параметр представляет собой временной интервал от момента передачи отправителем короткого сообщения в SMSC до момента его получения на МТ. Предполагается, что адресат SMS готов принять сообщение.
Параметры непрерывности услуги
Относительное число завершенных передач SMS в сети с коммутацией каналов (Completion Rate SMS Circuit Switched, CR-SMS-CS). Данный параметр представляет собой вероятность того, что короткое сообщение будет доставлено по месту назначения при заданных условиях. Предполагается, что адресат SMS готов принять сообщение.
Параметры качества услуг передачи мультимедийных сообщений (MMS)
Передача мультимедийных сообщений (Multimedia Messaging Service, MMS) выходит на рынок как новая услуга и следующий после услуг SMS источник повышения доходов операторов. В дополнение к текстовым SMS-сообщениям MMS содержат иллюстрации и аудио файлы. Планируется также реализовать поддержку форматов видеоклипов и презентаций.
Технология передачи MMS в сетях подвижной связи стандартизована Форумом WAP и группой 3GPP. Спецификации 3GPP и стандарты ETSI не содержат ограничений на размеры MMS. Это сделано для обеспечения совместимости при передаче MMS в сетях различных стандартов, а также для избежания проблем, связанных с ограничением длины SMS — до 160 символов. Поэтому размер мультимедийных сообщений зависит как от технологии, так и от оператора, который может ввести стандартный размер MMS для расчета стоимости услуги. Средний размер MMS составляет около 10 Кбайт с текстом и стандартной иллюстрацией (160 х 120 пикселов); 50 Кбайт с текстом, иллюстрацией и аудио, а также 30 Кбайт с текстом и иллюстрацией в формате VGA (640х480 пикселов). Описание стандарта рекомендует использовать следующие форматы данных JPEG, GIF, текст, AMR для голоса и некоторые другие.
Фактически MMS — это единая Мультимедийная презентация, а не текстовый файл с вложениями, и его использование не ограничивается сетями GSM и СDMA. Скорость передачи MMS зависит от их размера и канала передачи данных.
Впервые
услуга ММ$ была введена в Европе венгерским оператором Westel 18 апреля
Параметры доступа к услуге
Доступ конечного пользователя к услуге MMS предлагается после появления индикации требуемой сети на его абонентском терминале.
Относительное число неудачно переданных MMS (MMS Send Failure Ratio, MSFR-МО). Данный параметр представляет собой вероятность того, что отправитель MMS не может передать MMS, хотя запрашивает доступ к услуге путем нажатия кнопки Передача» на своем абонентском терминале.
Время передачи MMS (MMS Send Time, MST-МО). Данный параметр представляет собой временной интервал от момента нажатия кнопки «Передача» абонентского терминала отправителя после редактирования MMS до момента окончания передачи MMS.
Относительное число неудачных выборок MMS (MMS Retrieval Failure Ratio, MRFR-МТ). Данный параметр представляет собой вероятность того, что MMS не может быть загружено в абонентский терминал получателя, который принял от MMSC уведомление о передаче MMS.
Время выборки MMS (MMS Retrieval Тimе, MRT-МТ). Данный параметр представляет собой временной интервал от момента установления WAP-соединения до момента загрузки MMS, поступившего из MMSC. Включение WAP-соединения обеспечивается системной программой подготовки WAP (WGR).
Время доставки MMS (ММS Delivery Time, MDT-МТ). Этот параметр представляет собой временной интервал от момента запуска WGR (системной программы подготовки WAP-соединения) до момента окончания загрузки MMS из ММSС в абонентский терминал получателя.
Параметры полноты услуг
Время доставки MMS между конечными пользователями (MMS End to-end Delivery Тimе МО/MT, MEDT-МО/МТ). Данный параметр представляет собой временной интервал от момента нажатия кнопки Передача» абонентского терминала отправителя до момента получения MMS на абонентском терминале получателя.
Параметры непрерывности услуги
Относительное число неудачно доставленных уведомлений о MMS (MMS Notification Failure Ratio, MNFR-МО/МТ). Данный параметр представляет собой вероятность того, что при обмене мультимедийными сообщениями невозможно доставить уведомление о MMS на абонентский терминал получателя.
Время задержки уведомления о получении MMS (MMS Notification Delay, MND). Данный параметр представляет собой временной интервал от момента поступления MMS в MMSC до момента приема уведомления об этом сообщении на абонентском терминале получателя.
Время уведомления о получении MMS (MMS Notification Тimе, MNT). Данный параметр представляет собой временной интервал от момента завершения передачи MMS в MMSC до момента получения уведомления о приеме MMS абонентским терминалом получателя. Этот параметр связан с параметром MND.
Относительное число неудачно доставленных MMS между конечными пользователями (MMS End-to-end Failure Ratio, MEFR-МО/МТ). Данный параметр представляет собой вероятность того, что служба мультимедийного обмена сообщениями не может доставить MMS на MT после того, как была нажата кнопка «Передача» абонентского терминала отправителя, и этот терминал не получил уведомление от ММSС, подтверждающее успешную передачу сообщения.
Особенности расчета параметров качества услуг подвижной связи
Рассмотренные выше параметры качества услуг подвижной связи рассчитываются по формулам, включающим количественные показатели параметров, измеренные в ходе предоставления услуги. Совокупность условий и принятых допущений при измерениях определяет так называемые контрольные точки измерений или триггерные точки (согласно стандартам ETSI). Выбранные параметры позволяют использовать методы измерения QoS, которые не зависят от конкретной инфраструктуры сетей GSM и 3G.
Приведенные параметры качества услуг являются гармонизированными. Это дает возможность сравнивать методы и результаты измерения QoS при проведении технического аудита в сетях GSM и 3G различных операторов.
Все параметры качества получены на основе эксплуатационных измерений, т.е. измерений, проводимых в условиях установления связи между конечными пользователями в сети подвижной связи. При этом считается, что абонент умеет пользоваться своим мобильным телефоном и услугой. Оценка параметров работоспособности мобильного телефона в, данном случае не производится.
При измерениях параметров качества предполагается следующее:
• услуга находится в состоянии готовности и ее использование не
запрещено по какой-либо причине;
• маршрутизация вызова выполнена правильно, без ошибок;
• мобильный телефон пользователя на другом конце маршрута в цепочке конечный пользователь — конечный пользователь» готов ответить на вызов.
Измерения параметров качества услуг передачи речи и данных должны проводиться только для тех соединений, которые были завершены успешно, а результаты измерений — обрабатываться соответствующими методами статистического анализа, установленными международными стандартами. Однако оценки, которые были получены для соединений, завершившихся неудачно (например, были прерваны), должны быть доступны для дополнительных расчетов и, следовательно, сохранены и отражены в отчетах об измерении качества услуг.
10.2. Расчет параметров качества, не зависящих от вида предоставляемых услуг
Доступность сети с коммутацией каналов определяется из выражения
При расчетах необходимо учитывать следующие особенности и допущения:
• С1 — коэффициент, используемый для оценки потерь распространения сигнала и выбора соты в сети GSM [4];
• любое непредусмотренное вхождение в сеть, отличную от требуемой, рассматривается как отсутствие сети;
• требуемая сеть может состоять из более чем одной сети (например, сеть, обеспечивающая национальный или международный роуминг);
• частота выборок должна быть равной или кратной частоте выборок при определении доступности услуги;
• частота выборок для параметра доступности сети должна быть такой же, как и частота выборок для параметра доступности услуги, чтобы иметь возможность сравнивать эти параметры,
Доступность сети с коммутацией пакетов рассчитывается в соответствии с выражением
При расчетах необходимо учитывать следующие особенности и допущения:
• С1 — коэффициент, используемый для оценки потерь распространения сигнала и выбора соты в сети GSM;
• обслуживание в режиме GPRS доступно в соте, если это указано в системном информационном сообщении типа 4, или типа 7, или типа 8 согласно спецификации GSM 04.08;
• любое непредусмотренное вхождение в сеть, отличную от требуемой, рассматривается как отсутствие сети;
• требуемая сеть может состоять из более чем одной сети (например, сеть, обеспечивающая национальный или международный роуминг);
• частота выборок должна быть равной или кратной частоте выборок при определении доступности услуги;
• частота выборок для параметра доступности сети должна быть такой же, как и частота выборок для параметра доступности услуги, чтобы иметь возможность сравнивать эти параметры.
10.3. Расчет параметров качества услуг телефонии
Расчет параметров доступа к услуге
Доступность услуги телефонии рассчитывается в соответствии с выражением
При расчетах необходимо учитывать следующие особенности и допущения:
• в сети имеются две возможности для определения успешной попытки соединения: 1) пользователь слышит гудок соединения; 2) вызываемый абонент В занят;
• в случае 2 считается, что маршрутизация соединения до пункта назначения выполнена успешно (без каких-либо сбоев);
• начало попытки соединения состоит в успешном нажатии на кнопку «Вызов» абонентского терминала (АТ), при этом важно проверить, что в момент нажатия кнопки АТ находится в зоне покрытия сети; в противном случае попытка соединения должна быть отнесена к случаю отсутствия доступности сети;
• успешная попытка соединения состоит в том, что соединение подтверждается в ходе испытания (например, абонент А слышит гудки или сигнал занятости абонента В).
Время установления телефонного соединения выражается в секундах и рассчитывается по формуле
где t1 — момент нажатия пользователем на кнопку «Вызов» абонентского терминала; t2 — момент установления соединения (например, когда испытательное оборудование обнаруживает сигнал занятости абонента).
При расчетах необходимо учитывать следующие особенности и допущения:
• началом измерения времени установки соединения считается событие, состоящее в успешном нажатии кнопки «Вызов» на АТ, причем в момент нажатия этой кнопки АТ находится в зоне покрытия сети; в противном случае эта попытка вызова должна быть отнесена к случаю отсутствия доступности сети;
• успешное соединение — событие, при котором соединение подтверждается данными измерений (например, абонент А слышит гудок или сигнал занятости);
• если соединение между конечными пользователями не было установлено, то такой вызов не должны учитывать при измерении качества услуг.
Расчет параметров полноты услуги
Проверка качества передачи речи между конечными пользователями осуществляется методом субъективного тестирования качества речи, часто используемым для сравнения различных алгоритмов речевых кодеков. При этом методе слушатели выставляют оценки по шкале средней экспертной оценки MOS (Mean Opinion Score). По этой пятибалльной шкале определяется мнение пользователя о качестве передачи речи и тех затруднениях, которые при этом возникают (шумы, неестественное звучание речи, эхо, пропадание сигнала и т.п.). Измерения качества передачи речи усредняются на один вызов. Возможные значения средней экспертной оценки качества речи по шкале MOS приведены в табл. 10.1.
Экспертная оценка MOS вычисляется как среднеарифметическое для большого числа частных оценок качества речи. На практике считается, что оценка выше, чем 3,5 балла, соответствует качеству речи в стандартном телефонном канале, а ниже 3,0 баллов — качеству синтезированной речи [5].
Для вычисления значений параметров качества передачи речи используют PESQ алгоритм согласно Рекомендации ITU-Т Р.862 [6]:
Одним из подходов к расчету SpQ является сравнение результатов обеих оценок качества передачи речи и использование худшей из двух оценок. Такая комплексная оценка качества передачи речи обозначается SpQ
При расчетах необходимо учитывать следующие особенности и допущения:
• начало соединения — обмен речевыми сигналами между абонентами А и В;
• прекращение соединения — разъединение абонентов А и В;
• акустические характеристики абонентских терминалов не учитываются при измерениях значений параметров качества передачи речи.
Расчет параметров непрерывности услуги
Относительное число завершенных соединений телефонии в сети подвижной связи с коммутацией каналов может быть определено по формуле
При расчетах необходимо учитывать следующие особенности и допущения:
• намеренно завершенным соединением считается прекращение соединения непосредственно абонентом А или В;
• успешной попыткой соединения считается соединение, подтвержденное результатом тестового испытания (например, прием абонентом А гудка или сигнала занятости).
10.4. Расчет параметров качества услуг SMS
Расчет параметров доступа к услуге
Доступность услуги SMS рассчитывается в соответствии с выражением
При расчетах необходимо учитывать следующие особенности и допущения:
• соединение АТ с базовой станцией должно быть установлено через радио интерфейс (уровень 3 модели определения параметров качества), а ответы от центра SMSC должны учитываться статистически;
• началом доступа к услуге SMS является момент отправления SMS;
• попытка передачи SMS является успешной при получении подтверждения от SMSC;
• протокол тестового измерения для каждого соединения должен отражать отклонения от успешной передачи SMS;
• при измерениях должна фиксироваться только первая попытка; если соединение для передачи SMS устанавливается со второй попытки, то этот случай не должен учитываться.
Время задержки доступа к услуге SMS выражается в секундах и рассчитывается по формуле
где treceive MO — момент получения абонентским терминалом отправителя подтверждения от SМSС; tsend SMS — момент отправки короткого сообщения в SMSC.
При расчетах необходимо учитывать следующие особенности и допущения:
• началом передачи SMS является момент его отправления через радио интерфейс;
• попытка передачи SMS является успешной при получении подтверждения от центра SMSC.
Расчет параметров полноты услуг
Время доставки SMS между конечными пользователями выражается в секундах и рассчитывается в соответствии с формулой
где treceive MT — момент получения SMS абонентским терминалом получателя от абонентского терминала отправителя; tsend SMS — момент отправки SMS в SMSC.
При расчетах необходимо учитывать следующие особенности и допущения:
• началом передачи SMS является момент его отправления через радио интерфейс;
• попытка передачи SMS является успешной при получении абонентским терминалом получателя короткого сообщения от абонентского терминала отправителя.
Расчет параметров непрерывности услуги
Относительное число завершенных передач SMS рассчитывается по формуле
CR-SMS-CS = [(Число успешно принятых тестовых SMS— число дубликатов тестовых SMS — число поврежденных тестовых SMS)/Число всех переданных тестовых SMS] 100 %.(10.10)
При расчетах необходимо учитывать следующие особенности и допущения:
• поврежденными тестовыми SMS считаются SMS, имеющие по крайней мере одну ошибку в сообщении;
• успешно переданными и принятыми SMS считаются SMS, прошедшие через SMSC;
• сообщение считается принятым, если оно было успешно доставлено в пределах определенного временного периода («окна») [2].
10.5. Расчет параметров качества услуг передачи данных в сетях с коммутацией каналов
Одним из основных видов услуг в сетях 2.5G, 3G будет высоко-, скоростная передача данных в сетях с коммутацией каналов (Circuit Switched Data Service, CSD). Рассмотрим параметры качества услуг и методы их расчета для сетей подвижной связи с коммутацией каналов (HSCSD/GSM-WAP, UMTS/Release 99).
Параметры доступа к услуге
Доступность услуги передачи данных в сетях с коммутацией каналов (Service Accessibility Circuit Switched Date, SA-CSD). Данный параметр представляет собой вероятность того, что устройство передачи данных (Data Terminal Equipment, DTE) конечного пользователя может получить доступ к услуге передачи данных по соответствующему запросу. Доступ к услуге может быть индицирован посредством приема устройством передачи данных сообщения об установлении связи от устройства передачи данных своей или внешней сети (например, IP-сети).
Существует два типа доступа к услуге передачи данных в сети коммутацией каналов:
• доступ к запрашиваемому абоненту (устройству передачи данных) подвижной сети с коммутацией каналов (Data Circuit-terminating Equipment, DCE);
• доступ к запрашиваемому абоненту или поставщику услуг передачи данных через соответствующий сервер данных.
С точки зрения конечного пользователя два типа доступа одинаковы, следовательно, и формула расчета параметра доступности услуги должна удовлетворять единым требованиям; система тестовых испытаний качества предоставления услуг доступа должна быть универсальной для этих типов доступа. Для этого в ходе измерений качества доступа к услуге передачи данных должны быть выполнены следующие условия:
• передана команда дополнительного тонового вызова (Attention Dial Тоnе, ATDT) с указанием запрашиваемого номера;
• получено сообщение об установлении соединения с заданной сетью от соответствующего DTE;
• передана целевая команда на соответствующий сервер передачи данных; получен ответ от сервера передачи данных, подтверждающий установление соединения.
Конкретные команды и ответы сервера передачи данных приведены в стандарте TS 102 250-3 [10].
Попытка вызова считается успешной, когда устройство передачи данных абонента А принимает подтверждение от тестового сервера. Этим сервером может быть либо специальный тестовый сервер передачи данных, либо сервер передачи данных, доступ к которому обеспечивается при тестировании качества услуг через сеть Интернет.
Расчет параметра SA-CSD производится по формуле Число успешных попыток соединения
При расчетах необходимо учитывать следующие особенности и допущения:
• началом соединения (доступа к услуге передачи данных) считается передача абонентом А команды дополнительного тонового вызова с указанием запрашиваемого номера;
• доступ к услуге передачи данных считается успешным, когда от сервера передачи данных получен ответ, подтверждающий соединение.
Время установления соединения при передаче данных в сети с коммутацией каналов (Set-up Time, ST-CSD). Этот параметр представляет собой временной интервал от момента передачи абонентом А полной адресной информации с помощью команды дополнительного тонового вызова до момента приема ответа, подтверждающего соединение от сервера передачи данных. Параметр выражается в секундах и определяется по формуле
где t1 — момент, когда терминал абонента А посылает команду дополнительного тонового вызова; t2 — момент установления соединения (абонент А получает ответ от сервера передачи данных).
При расчетах необходимо учитывать следующие особенности и допущения:
• началом измерения времени установления соединения считается момент передачи абонентом А команды дополнительного тонового вызова;
• соединение считается успешным, если абонент А получает ответ от сервера передачи данных.
Параметры непрерывности услуги
Относительное число завершенных соединений при передаче данных в сети с коммутацией каналов (Completion Rate Circuit Switched Data, CR-CSD).
Этот параметр представляет собой вероятность разъединения успешно выполненного соединения для передачи данных. Рассчитывается параметр по формуле
При расчетах необходимо учитывать следующие особенности и допущения:
• соединение считается прерванным при условии, что оно намеренно прекращено любым участником, а устройство передачи данных абонента А находилось в режиме Готово»;
• разъединение происходит по инициативе одной из сторон, участвующих в данном соединении;
• успешным считается соединение, если устройство передачи данных абонента А получает от сервера передачи данных ответ.
10.6. Расчет параметров качества услуг передачи данных в сетях с коммутацией пакетов
Следующим шагом в развитии сетей 2G/3G является переход от технологий передачи данных в сетях с коммутацией каналов к технологиям передачи данных в сетях с коммутацией пакетов (Packet Switched Data Service, PSD / General Packet Radio Service, GPRS). Рассмотрим основные параметры качества услуг передачи данных и методы их расчета для сетей подвижной связи с коммутацией пакетов (GPRS, UMTS/Release 4/Release 5) [2, 7].
Определения параметров качества услуг передачи данных
Доступность услуги передачи данных в сетях с коммутацией пакетов (Service Accessibility Rate Packet Switched Data, SA-PSD). Данный параметр представляет собой вероятность того, что абонентский терминал может создать файл PDP-контекста и обеспечить успешный доступ к услуге передачи данных.
Время установления соединения при передаче данных в сети с коммутацией пакетов (Set-up Time Packet Switched Data, ST-PSD). Данный параметр представляет собой временной интервал от момента установления соединения в режиме коммутируемого канала (dial-up) до момента завершения приема или передачи контента.
Доступность соединений для услуг на базе IP (IP-Service Access Ratio, IPSA-PSD). Данный параметр представляет собой вероятность того, что абонентский терминал пользователя может установить успешное соединение по протоколу TCP/IP с обслуживающим IP-сервером.
Относительное число завершенных сеансов при передаче данных в сети с коммутацией пакетов (Completed Session Ratio, CoSeR PSD). Данный параметр представляет собой долю успешно завершенных сеансов передачи данных по отношению к общему числу начавшихся сеансов передачи данных.
Длительность сеанса передачи данных в сети с коммутацией пакетов (Session Тimе, SeT-PSD). Данный параметр представляет собой временной интервал, необходимый для обеспечения успешного завершения сеанса передачи данных.
Средняя скорость передачи данных в сети с коммутацией пакетов (Mean Data Rate, DR-PSD). Данный параметр представляет собой среднюю скорость передачи данных в течение времени соединения.
Относительное число прерванных сеансов передачи данных в сети с коммутацией пакетов (Data Transfer Cut-off Ratio, DT-CoR-PSD). Данный параметр представляет собой долю незавершенных сеансов передачи данных от общего числа успешно начатых сеансов передачи данных.
Время установления соединения для услуг на базе IP-протокола (IP-Service Setup Тimе, IPST-PSD). Данный параметр представляет собой временной интервал от момента передачи абонентским терминалом запроса на установление соединения по протоколу TCP/IP с сервером услуг до момента передачи или приема контента.
Расчет параметров качества услуг передачи данных
В настоящее время существуют два метода расчета параметров QoS: один (метод А) основан на использовании реальной абонентской нагрузки, а другой (метод Б) — на использовании преобразования потока данных. Метод А (рис. 10.3) определяет триггерные точки как независимые от используемых услуг, следовательно, он отражает более общий подход. Метод Б (рис. 10.4) определяет триггерные точки на уровне приложений, следовательно, этот метод ориентирован на услугу. Начальными триггерными точками являются: преобразование данных для web-поиска или получение первого пакета, содержащего контент (метод А), либо передача команды готовности для HTTP-протокола (метод Б). Предлагаемая система тестовых испытаний должна быть гибкой и измерять параметры QoS при использовании обоих подходов.
Доступность услуги передачи данных в сетях с коммутацией пакетов определяется для услуг передачи данных с использованием протоколов: FTP (загрузка/выгрузка файлов), Е-Mail POP3, Е-Mail SMTP,
HTTP. Расчет этого параметра проводится по формуле
где APN — имя точки доступа.
При расчетах необходимо учитывать следующие особенности и допущения.
Для протоколов FTP (загрузка файлов), Е-Mail POP3 (прием), НTTР:
• началом доступа к услуге передачи данных считается передача терминалом абонента А необходимой команды с запросом в сеть (например, АТD*99# (с адресом IP оконечного сервера));
• окончанием доступа к услуге передачи данных является получение первого пакета данных, содержащего контент.
Для протоколов FTP (выгрузка файлов), Е-Mail SMTP (передача), HTTP:
• началом доступа к услуге передачи данных считается передача терминалом абонента А необходимой команды ATD с запросом в сеть;
• окончанием доступа к услуге передачи данных является передача первого пакета данных, содержащего контент.
Термин контент» имеет различное значение в зависимости от услуги, к которой обеспечивается доступ. Так, в случае сеанса передачи данных с использованием протокола FTP контент представляет собой файл, в случае сеанса с использованием протокола HTTP — web страницу, а для сеанса приема/передачи е-mail — текст электронного письма.
Время установления соединения при передаче данных в сети с коммутацией пакетов выражается в секундах и может быть определено по формуле
где t1 — момент, когда терминал абонента А устанавливает соединение в режиме коммутируемого канала (dial-up); t2 — момент завершения приема или передачи контента.
При расчетах необходимо учитывать особенности и допущения, справедливые при расчете параметра SA-PSD (10.14).
Доступность соединения для услуг на базе IP-протокола рассчитывается по формуле
При расчетах необходимо учитывать следующие особенности и допущения.
Для протоколов FTP (загрузка файлов), Е-Mail POP3 (прием), HTTP:
• началом доступа к услуге передачи данных на базе IP-протокола в сетях с коммутацией пакетов считается передача терминалом абонента А синхронизирующей последовательности сигналов;
• окончанием доступа к услуге передачи данных является прием первого пакета данных, содержащего контент.
Для протоколов FTP (выгрузка файлов), Е-Mail SMTP (передача), HTTP:
• началом доступа к услуге передачи данных на базе IP-протокола с коммутацией пакетов считается передача терминалом абонента А синхронизирующей последовательности сигналов;
• окончанием доступа к услуге передачи данных является передача первого пакета данных содержащего контент.
При проведении тестовых испытаний для подсчета числа успешных IP-соединений служба обмена данными сети UMTS должна быть активированной в соте, используемой абонентским терминалом, и соответственно абонентский терминал должен быть с активированным PDP-контекстом.
Время установления соединения для услуг на базе IP-протокола выражается в секундах и определяется по формуле
где t1 — момент отправки запроса на услугу; t2 — момент передачи первого пакета данных, содержащего контент.
При расчетах необходимо учитывать следующие особенности и допущения.
Для протоколов FTP (загрузка файлов), Е-mail POP3 (прием), HTTP:
• началом сеанса передачи данных считается передача первых символов команды синхронизации (SIN);
• окончанием доступа к услуге передачи данных является получение первого пакета данных, содержащего контент.
Для протоколов FTP (выгрузка файлов), Е-mail SMTP (передача), HTTP:
• началом сеанса передачи данных считается передача первых символов команды синхронизации (SIN);
• окончанием доступа к услуге передачи данных является передача первого пакета данных, содержащего контент.
Относительное число завершенных сеансов при передаче данных в сетях с коммутацией пакетов определяется по формуле
При расчетах необходимо учитывать следующие особенности и допущения.
Для протоколов FTP (загрузка файлов), Е-Mail POP3 (прием), HTTP:
• началом сеанса передачи данных считается передача терминалом абонента А синхронизирующей последовательности сигналов;
• окончанием сеанса передачи данных является прием последнего пакета данных, содержащего контент.
Для протоколов FTP (выгрузка файлов), Е-Mail SMTP (передача), HTTP:
• началом сеанса передачи данных считается передача терминалом абонента А синхронизирующей последовательности сигналов;
• окончанием сеанса передачи данных является прием команд FIN/АСК для последнего пакета данных, содержащего контент (см. рис. 10.3, 10.4).
Длительность сеанса передачи данных в сетях с коммутацией пакетов выражается в секундах и может быть определена по формуле
где t1 — момент начала сеанса передачи данных в сетях с коммутацией пакетов; t2 — момент завершения сеанса передачи данных в сетях с коммутацией пакетов.
Условия и допущения, принятые при расчетах параметра SeT-PSD, соответствуют особенностям и допущениям, принятым при расчетах параметра CoSeR-PSD (10.18).
Средняя скорость передачи данных в сетях с коммутацией пакетов. Необходимыми условиями определения этого параметра является успешный доступ к услуге и к сети, а также успешное завершение соединения. Этот параметр выражается в килобитах на секунду и определяется по формуле
При расчетах необходимо учитывать следующие особенности и допущения.
Средняя скорость передачи данных потока измеряется на временном интервале от начала соединения до его завершения при условии успешной передачи содержания контента (файла, электронного письма или web-страницы).
Для протоколов FTP (загрузка файлов):
• началом сеанса передачи данных считается прием терминалом абонента А команды уведомления ACK из группы команд синхронизации SYN и АСК;
• окончанием сеанса передачи данных является прием последнего пакета данных, содержащего контент; последний пакет включает специальный бит окончания загрузки (FIN flag bit). Для протоколов FTP (выгрузка файлов):
• началом сеанса передачи данных считается прием терминалом абонента А команды уведомления АСК из группы команд синхронизации SYN и АСК;
• окончанием сеанса передачи данных является прием команды FIN/АСК, посланной сервером.
Для протокола Е-Mail PОP3 (прием):
• началом сеанса передачи данных считается передача терминалом абонента А команды RETR;
• окончанием сеанса передачи данных является прием терминалом абонента А пакета данных, содержащего завершающую последовательность команд (CRLF. CRLF).
Для протокола Е-Mail SMTP (передача):
• началом сеанса передачи данных считается прием команды подтверждения (250) для команды HELLO, которое послано терминалом абонента А;
• окончанием сеанса передачи данных является прием команды подтверждения (250) для команды ЕОМ. Для протокола HTTP:
• началом сеанса передачи данных считается передача терминалом абонента А первой команды GET;
• окончанием сеанса передачи данных является прием последнего пакета данных, содержащего контент.
Относительное число прерванных сеансов передачи данных в сетях с коммутацией пакетов определяется по формуле
При расчетах необходимо учитывать следующие особенности и допущения.
Для протоколов FTP (загрузка файлов), Е-Mail POP3 (прием), HTTP:
• началом сеанса передачи данных считается передача терминалом абонента А синхронизирующей последовательности сигналов;
• окончанием сеанса передачи данных является прием последнего пакета данных, содержащего контент.
Для протоколов FTP (выгрузка файлов), Е-Mail SMTP (передача), HTTP:
• началом сеанса передачи данных считается передача терминалом абонента А синхронизирующей последовательности сигналов;
• окончанием сеанса передачи данных является прием команды FIN/АСК, посланной сервером.
Для подсчета относительного числа прерванных сеансов передачи данных абонентский терминал должен быть с активированным PDP контекстом.
10.7. Расчет параметров качества услуг MMS
При расчетах параметров качества услуг MMS необходимо учитывать ряд технических условий, критичных для тестовых испытаний [8, 9] по определению числовых значений этих параметров.
Условие 1. Параметр качества услуги нельзя измерять в период времени, когда сеанс WAP в сети деактивирован.
Условие 2. Некоторые мобильные терминалы не поддерживают отправку/получение следующего MMS до тех пор, пока сеанс WAP не прекращен.
Условие 3. Нажатие кнопки Передача» терминала отправителя запускает активацию контекста протокола PDP (Packet Data Protocol), сопровождаемую соединением МО со шлюзом WAP и центром передачи MMS (MMSC).
Условие 4. Отправка MMS с помощью MMSC для MT может быть выполнена без передачи уведомления центром MMSC о получении MMS от МО.
Условие 5. Неудачный прием MMS определен TS 102 250-5 [10] + как простаивание подсистемы MMS.
Условие 6. Возможные сценарии тестовых испытаний для временных параметров качества услуг передачи MMS (МЗТ-МО, MRT-МТ, MDT-МT) зависят от количества использованных в сети центров передачи. С увеличением MMS-трафика или трафика межсетевого обмена число используемых в сети MMSC будет также расти. Поэтому число MMSC в сети определяет условия расчетов параметров. Использование этих условий в ходе конкретных тестовых испытаний и их взаимосвязь с параметрами качества услуги MMS отражено в табл. 10.2.
На рис. 10.5 показаны этапы передачи мультимедийного сообщения от абонентского терминала отправителя (МО) до абонентского терминала получателя (МТ) и связанные с каждым этапом параметры QoS [2].
Относительное число неудачно переданных MMS рассчитывается в соответствии с выражением
Особенности и допущения при расчете этого параметра приведены в табл. 10.2. Последовательность действий, происходящих между терминалом отправителя и сетью при передаче MMS показана на рис. 10.6.
Взаимодействие протоколов WSP, WTP и других с соответствующими системными уровнями управления сети UMTS приведено на рис. 10.7.
Относительное число неудачных выборок MMS может быть рассчитано
согласно выражению
Особенности и допущения при расчете этого параметра приведены
в табл. 10.2. Последовательность действий между терминалом получателя и сетью при доставке MMS показана на рис. 10.8.
Время передачи MMS выражается в секундах и рассчитывается с использованием выражения
где t1— момент нажатия кнопки Передача» на терминале отправителя; t2 — момент окончания передачи MMS в MMSC.
Особенности и допущения при расчете этого параметра приведены в табл, 10.2. а последовательность действий между терминалом отправителя и сетью при передаче MMS показана на рис. 10.6.
Время доставки MMS выражается в секундах и может быть рассчитано с использованием выражения
,
где t1 — момент начала инициализации программы подготовки WAP (WGR); t2 — момент завершения выборки MMS из MMSC.
Особенности и допущения при расчете этого параметра приведены в табл. 10.2, а последовательность действий между сетью и терминалом получателя при доставке MMS показана на рис. 10.9.
Относительное число неудачно доставленных уведомлений о MMS
может быть определено по формуле
Особенности и допущения при расчете этого параметра приведены в табл. 10.2. Последовательность действий между терминалом отправителя, сетью радиодоступа и терминалом получателя отражена на рис. 10.10.
Время уведомления о получении MMS выражается в секундах и может быть определено по формуле
где t1 — момент получения отправителем уведомления о поступлении MMS в терминал получателя; t2 — момент завершения передачи MMS в MMSC.
Особенности и допущения при расчетах этого параметра приведены в табл. 10.2. Последовательность действий между терминалом отправителя, сетью радиодоступа и терминалом получателя показана на рис. 10.10.
Относительное число неудачно доставленных MMS между конечными пользователями может быть рассчитано с использованием выражения
Особенности и допущения при расчете этого параметра приведены в табл. 10.2. Последовательность действий между абонентским терминалом отправителя, сетью радиодоступа и терминалом получателя показана на рис. 10.11.
Время доставки MMS между конечными пользователями выражается в секундах и может быть определено по формуле
где t1 — момент нажатия кнопки Передача» на терминале отправителя; t2 — момент завершения приема MMS терминалом получателя.
Особенности и допущения при расчете этого параметра приведены в табл, 10.2. Последовательность действий между терминалом отправителя, сетью радиодоступа и терминалом получателя при передаче MMS также показана на рис. 10.11.
Таким образом, при тестовых измерениях показателей, определяющих параметр качества (10.33) должны использоваться MMS стандартного размера. Параметр (10.33), характеризующий качество услуг в цепочке «конечный пользователь — конечный пользователь», может быть получен путем обработки результатов измерений с оценкой их коррелированности [10].
Предложенные параметры качества услуг операторов сетей GSM/UMTS могут быть использованы при гармонизации российских требований к качеству и требований европейских стандартов качества ETSI. Кроме того, они могут войти в создаваемую нормативную базу добровольной сертификации качества услуг связи операторов сетей
GSM/UMTS и проекты национальных стандартов и норм качества услуг связи.
10.8. Расчет параметров качества услуг для различных классов трафика передачи данных
Классы трафика (см. гл. 9) определяют параметры качества услуг высокоскоростной передачи данных (DQ) в сетях с коммутацией каналов и с коммутацией пакетов. При этом перечень параметров качества для разных классов трафика должен быть одинаковым и не должен зависеть от технологии высокоскоростной передачи данных в сети 3G (UMTS) или в сети 2.5G (GPRS).
Продолжительность сеанса передачи данных (соединения) для каждого класса трафика передачи данных приведена в стандарте ETSI TS 102 250-5 [10]. Следует иметь в виду, что качество услуг передачи данных зависит от всех этапов сеанса обмена данными. Для тестовых испытаний качества услуг необходимо разделить сеанс на независимые участки и измерить параметры качества услуг на каждом из участков. Все измерения на участках должны быть объединены общим подходом и проводиться для одного и того же сеанса обмена данными.
Классы трафика высокоскоростной передачи данных для сетей 36 определены стандартом ETSI TS 123107 [7], разработанным в соответствии со спецификацией TR 23.907 группы 3GPP, и приведены в табл. 9.1.
Параметры качества услуг передачи данных речевого класса
Параметр качества услуг сквозной передачи данных (DQ) диалогового класса соответствует высокоскоростной дуплексной передаче данных в режиме, практически близком к режиму реального времени.
Параметр качества услуг передачи данных речевого класса определяется путем измерения средней пропускной способности сети при передаче данных в обоих направлениях в режиме негарантированной передачи (режим без гарантий на время передачи). Измеренные значения пропускной способности должны быть усреднены по длительности сеанса передачи данных и выражены в битах в секунду. Кроме того, должны быть измерены:
• минимальная пропускная способность сети на интервалах времени, больших 10% длительности сеанса передачи данных;
• максимальная пропускная способность сети на интервалах времени, больших 10% длительности сеанса передачи данных (должно быть выбрано ее наименьшее значение);
• максимальная задержка, имевшая место в течение всего сеанса передачи данных.
Параметр DQ для речевого класса трафика может быть представлен в следующем виде:
DQ (прием данных абонентом А) = пропускная способность, бит/с;
DQ (прием данных абонентом В) = пропускная способность, бит/с. (10.30)
При расчетах необходимо учитывать ряд особенностей и допущений:
• началом передачи конкретной последовательности данных считается момент взаимного обмена специальными блоками временных кадров между устройствами передачи данных абонентов А и В;
• концом передачи конкретной последовательности временных данных считается момент завершения измерения средней пропускной способности сети.
Параметры качества услуг передачи данных потокового класса
Параметр качества услуг передачи данных потокового класса, характеризующий качество передачи данных между пользователями в сети подвижной связи, относится к передаче данных в одном направлении («вверх» или «вниз») в режиме, близком к режиму передачи данных в реальном масштабе времени, например при передаче видеосигналов. Следует иметь в виду, что для услуг передачи данных потокового класса рассматривается только передача данных в линии «вниз», когда получателем является абонент А. Однако если в данном сеансе будет иметь место передача данных и в линии «вверх», то параметр DQ должен быть рассчитан и для этого случая (прием данных абонентом В).
Параметр качества услуг передачи данных потокового класса трафика между пользователями определяется измерением пропускной способности сети передачи данных в линии «вниз» в режиме негарантированной передачи. Измеренные значения пропускной способности должны быть усреднены по длительности сеанса передачи данных и выражены в битах в секунду.
Кроме того, должны быть измерены:
• минимальная пропускная способность сети на интервалах времени, больших 10% длительности сеанса передачи данных;
• максимальная пропускная способность сети на интервалах времени, больших 10% длительности сеанса передачи данных (должно быть выбрано ее наименьшее значение);
• максимальная задержка, имевшая место в течение всего сеанса передачи данных.
Параметр DQ для потокового класса трафика может быть представлен как
DQ (прием данных абонентом А) = пропускная способность, бит/с. (10.31)
При расчетах необходимо учитывать следующие особенности и допущения:
• началом передачи конкретной последовательности данных считается передача специальных блоков временных кадров от устройства передачи данных абонента В к устройству передачи данных абонента А;
• окончанием передачи конкретной последовательности временных данных считается завершение измерения средней пропускной способности сети при передаче данных в одном направлении.
Параметры качества услуг передачи данных интерактивного класса
Параметр качества услуг передачи данных интерактивного класса в сети подвижной связи характеризует качество дуплексной передачи данных в режиме без обеспечения гарантий на время передачи (on а best effort basis).
Параметр качества передачи данных интерактивного класса определяется измерением интервала времени, необходимого для загрузки в устройство передачи данных абонента А определенных файлов с фиксированным объемом, которые запрашиваются абонентом А посредством посылки запроса на сервер передачи данных.
Параметр DQ для интерактивного класса трафика может быть представлен в виде
где t1 — момент, когда устройство передачи данных абонента А посылает запрос на передачу данных; t2 — момент, когда абонент А получает запрошенный неповрежденный файл (файлы) в полном объеме в интерактивном классе.
Время загрузки данных выражается в секундах.
При расчетах необходимо учитывать следующие особенности и допущения:
• началом загрузки данных считается передача устройством абонента А запроса на передачу данных;
• окончанием загрузки данных считается окончание приема неповрежденного файла (файлов) устройств передачи данных абонента А.
Параметры качества услуг передачи данных фонового
класса
Параметр качества услуг передачи данных фонового класса в сети подвижной связи не относится к параметрам передачи данных в реальном масштабе времени. Этот параметр определяется путем измерения интервала времени, необходимого для загрузки в устройство передачи данных абонента А файлов с фиксированным объемом, которые запрашиваются абонентом А посредством посылки запроса на оконечный сервер передачи данных.
Параметр DQ для фонового класса трафика может быть представлен в виде
где t1 — момент, когда устройство передачи данных абонента А посылает запрос на передачу данных; t2 — момент, когда абонент А получает запрошенный неповрежденный файл (файлы) в полном объеме в фоновом классе.
Время загрузки файла выражается в секундах.
При расчетах необходимо учитывать следующие особенности и допущения:
• устройство передачи данных абонента А уже подключено к серверу передачи данных в процессе установления соединения;
• началом передачи конкретного запроса считается отправление устройством абонента А запроса на передачу данных;
• окончанием загрузки данных считается окончание
приема неповрежденного файла (файлов) устройством передачи данных абонента А.