CC BY
0
Vol. 16. No. 2-2024 H&ES RESEARCH
RF TECHNOLOGY AND COMMUNICATION doi: 10.36724/2409-5419-2024-16-2-13-19
ПРОБЛЕМАТИКА ОРГАНИЗАЦИИ ФИКСИРОВАНОГО И МОБИЛЬНОГО ДОСТУПА В КОРПОРАТИВНЫХ СЕТЯХ СВЯЗИ
СТЕПАНОВА
Ирина Владимировна 1
КНАЖ НУМА 2
Сведения об авторах:
1 кандидат технических наук, доцент, Московский технический университет связи и информатики, Москва, Россия, w515iv@mail.ru
2 аспирант, Московский технический университет связи и информатики, Москва, Россия
АННОТАЦИЯ
Введение: Проблематика прогнозирования необходимой пропускной способности различных участков сетей пакетной коммутации широко известна. Возникновение перегрузок на участке доступа к сетевым ресурсам может быть следствием перехода на более совершенные устройства кодирования информации. Часто пожелания пользователей и возможности операторов связи вступают в противоречие. Внедрение и использование технологии коммутации по меткам IP/MPLS в сочетании с организацией туннелей до некоторой степени снимает проблему задержек при передаче пакетов по сети. Однако при использовании фиксированного ресурса скорости туннеля возможны просчеты при его определении как в большую, так и в меньшую сторону. С другой стороны, для операторов связи важно эффективное использование собственных ресурсов (ресурсов сети) при соблюдении требований по ожидаемому качеству передачи информации. Кроме того, имеется широкая номенклатура кодеков, отличающихся друг от друга не только стоимостью, но и такими показателями как скорость одного соединения, качество восстановленного сигнала. Получили развитие и распространение кодеки с улучшенными характеристиками и, как следствие, более высокой скоростью на одно соединение. Как альтернатива - появились кодеки с переменной скоростью работы. Выбор кодеков заказчиком может существенно повлиять на такой показатель как вероятность отказа в обслуживании из-за исчерпания выделенного ресурса скорости. Представляет интерес проведение оценки - насколько зависит этот показатель от скорости работы кодека и каковы перспективы применения кодеков с переменной скоростью. Для корпоративных сетей связи (КСС) необходимо учитывать различные подходы в организации фиксированного и мобильного доступа. Для некоторых видов КСС перспективен переход к оборудованию мобильной связи поколения 5G, который, в частности облегчает организацию удаленного доступа сотрудников. При этом остро встают вопросы защищенности информации от постороннего доступа и проблема потерь сообщений при передаче. Цель работы: представить результаты исследования по оценке вероятности отказов в обслуживании вызовов на участке доступа к сети технологии IP/MPLS из-за отсутствия свободного ресурса Обоснованность данного подхода доказана аналитически с учетом самоподобного характера трафика и с привлечением методов теории массового обслуживания. Результат: для варианта фиксированного доступа предложен подход к оценке вероятности отказов в обслуживании вызовов, а для мобильного доступа получены результаты моделирования работы системы связи технологии 5G при фиксированной величине потерь сообщений.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: корпоративные сеть связи, фиксированный доступ, вероятность потерь по вызовам, ресурс скорости, мобильная связь, вероятность потери сообщений.
Для цитирования: Степанова И.В., Кнаж Нума. Проблематика организации фиксированого и мобильного доступа в корпоративных сетях связи // Наукоемкие технологии в космических исследованиях Земли. 2024. Т. 16. № 2. С. 13-19. Сок 10.36724/2409-5419-2024-16-2-13-19
1 Общая проблематика развития корпоративных сетей связи
Сети на базе технологии IP (Internet Protocol) служат транспортом для разнообразных сервисов. Перечислим основные факторы субъективного восприятия качества связи со стороны пользователей: голосовая связь - нет искажений голоса и отказов в обслуживании вызовов; видеосвязь - высокое качество изображения, нет задержек; передача данных -высокая скорость передачи, отсутствие ошибок и сбоев [1-3].
С другой стороны, для операторов связи важно эффективное использование собственных ресурсов (ресурсов сети) при соблюдении требований по ожидаемому качеству передачи информации. При организации фиксированного доступа пользователей КСС к сетевым ресурсам есть возможность оперативного изменением (снижения) скорости кодирования при перегрузках. Необходимость такого регулирования возникает как следствие не контролируемого роста абонентской емкости в филиалах КСС, а также как следствие перспективности туннелирования в сетях технологии IP/MPLS с фиксированным ресурсом скорости. Необходимо обеспечить контроль таких показателей как: задержка передаваемых пакетов; вариации задержек; уровень потерь пакетов (сообщений) [4-6].
Перспективы перехода к оборудованию мобильной связи поколения 5G расширяют спектр требований заказчиков: некоторым приложениям требуется пиковая скорость передачи данных в несколько гигабит в секунду; другим требуется доставка пакетов данных с задержкой всего в несколько миллисекунд; для третьих критично время автономной работы в течение нескольких лет. При этом остро встают вопросы защищенности информации от постороннего доступа и проблема потерь сообщений при передаче. При организации фиксированного доступа пользователей КСС к сетевым ресурсам есть возможность оперативного изменением (снижения) скорости кодирования при перегрузках.
Необходимость такого регулирования возникает как следствие не контролируемого роста абонентской емкости в филиалах КСС, а также как следствие перспективности туннелирования в сетях технологии IP/MPLS с фиксированным ресурсом скорости. Чтобы удовлетворить эти требования в сети технологии 5G используются виртуализация сетевых функций и сегментация сети. Это позволяет обеспечить гибкий базовый ресурс, который можно легко перенастроить для поддержки новых требований по мере их возникновения. Сравнивать эффективность перспективных кодов позволяет моделирование работы участка доступа сети при фиксированных показателях качества связи и, в частности, при заданной вероятности потери сообщений [7, 8].
2 Систематизация факторов влияния на пропускную способность сети
Корпоративная сеть связи (КСС) - комплексная система, состоящая из различных элементов, таких как компьютеры, серверы, МФУ, цифровые АТС и в том числе IP-телефонной АТС (IP-PBX), системное и прикладное программное обеспечение, сетевые адаптеры, коммутаторы и маршрутизаторы,
кабельная система (рис. 1). Целями создания корпоративной сети является обеспечение взаимосвязи системных приложений, которые расположены в различных узлах, и доступ к ним удаленных пользователей. Чаще всего КСС является территориально распределенной - она связывает офисы, подразделения, участки и прочие структуры, которые находятся на значительном удалении друг от друга [2,3].
Сеть предприятия Рис. 1. Пример построения корпоративной сети связи
Сетевые сервисы в разной степени чувствительны к изменениям параметров. Качество начинает ухудшаться в периоды перегрузок (когда количество передаваемых пакетов приближается или превышает предельное значение для данного интерфейса/канала). В зависимости от типа приложения пользователи КСС предъявляют к ним различные требования. К примеру, задержка при получении письма по внутрикорпоративной почте до двух минут приемлема с точки зрения пользователя, однако прерывания связи, искажение или пропадание звука и изображения при селекторных совещаниях с использованием видеоконференцсвязи резко снижают оценки пользователей данного сервиса.
С точки зрения операторов IP сети качество транспортной среды определяется несколькими параметрами:
- с орость подключения к магистральной сети;
- отеря пакетов IP (процент потерь, Packet Loss);
- круговая задержка (Round-Trip Delay, RTD, Round-Trip Time RTT, Round-Trip Latency, RTL);
- вариация задержки (Jitter; IP Packet Delay Variation, IPDV, Packet Delay Variation, PDV).
Для проверки уровня сервиса необходим контроль и управление следующими параметрами: задержка (delay); джиттер (jitter); ширина полосы пропускания (bandwidth); показатели потери пакетов (packet loss parameters).
Требования к полосе пропускания задаются индивидуально для каждого проекта КСС [1,2].
Большое количество приложений и все возрастающий объем трафика приводят к росту нагрузки на корпоративную сеть. Традиционно, нагрузку на сеть можно регулировать увеличением ширины полосы пропускания используемых линий связи и увеличением производительности сетевых устройств (коммутаторы доступа, коммутаторы ядра, роутеры, мультиплексоры).
Однако, эти два вида регулирования не учитывают какой именно тип трафика должен передаваться в первую очередь, а для какого допустима передача во вторую очередь. При распределении ресурсов система управления ресурсами должны учитываться не только наличие ресурсов и общая стратегия управления ресурсам, но и требования к QoS (Quality of Service) для приложения.
3 Оценка вероятности отказов в предоставлении речевого соединения на участке доступа к ресурсам пакетной сети
Методы проектирования КСС существенно отличаются от тех, что используются при создании локальных сетей. Главное отличие - территориально-распределенные сети объединяют удаленные друг от друга объекты и часто используют относительно медленные линии связи. При проектировании офисной локальной сети основные издержки приходятся на покупку оборудования и прокладывание кабеля, а в террито-риально-распределенных сетях добавляются значительные затраты на арендную плату за использование инфокоммуни-кационных каналов связи. С одной стороны, по мере развития бизнес-процессов растет потребность в передаче все более значительных объемов информации, а с другой стороны может повышаться цена аренды ресурсов у местных, как правило малочисленных, операторов. При проектировании КСС необходимо точно прогнозировать объем передаваемых данных и решать вопросы аренды скорости передачи информации на участках доступа к ресурсам пакетных сетей (например, сети Интернет и специализированные сети технологии MPLS).
Начальный этап проектирования КСС особенно важен, поскольку просчеты и ошибки могут в дальнейшем приводить к необходимости аренды дополнительных сетевых ресурсов и даже к созданию дополнительных, параллельных сетевых структур [2, 5].
Используем одно из базовых положений теории массового обслуживания о том, что интенсивность нагрузки характеризует среднее число одновременных соединений на участке сети [7], определим среднюю величину интенсивности трафика Онеобх (в данном случае - необходимый ресурс скорости) как
0необх = Шх7, (1)
где величина В\ характеризует скорость кодека на одно соединение (Bit/rate);
Y - интенсивность нагрузки или среднее число соединений на участке сети в текущий момент времени.
Оценка по средней величине Q, как показано в формуле (1), не учитывает колебаний трафика. Не учитывается такое свойство как самоподобие потоков трафика, особенности изменения интенсивности потоков трафика во времени [6,7]. Ее использование может привести к просчетам при проектировании как в выделении недостаточного ресурса скорости, так и в выделении избыточного ресурса.
В первом случае возрастает вероятность отказов в предоставлении связи, а во втором - требуются необоснованные расходы при аренде ресурса. Кроме того, при сравнении про-
токолов и технологий можно получить излишне пессимистичный или оптимистический результат.
Предлагается задействовать математический аппарат теории массового обслуживания для проведения оценок. Основываясь на данных публикаций [3, 6, 7] можно сделать предварительный вывод, что так называемые «накладные» расходы существенно влияют на пропускную способность для одного соединения, причем уменьшение пропускной способности наиболее выражено при использовании классических 1Р-кодеков.
В качестве объекта исследования рассмотрим участок доступа при включении IP PBX в сеть пакетной коммутации для этапа установления нового голосового соединения. Представим его как СМО вида М/М/Уэкв/Уэкв, где величина Уэкв обозначает число соединений, которое может быть реализовано на выделенном для этих целей ресурсе скорости Q. Такое представление позволяет использовать первую формулу Эрланга для расчета вероятности отказа в обслуживании вызова Р, или при фиксированной величине Рдоп определять допустимую интенсивность нагрузки Гдоп. Отказ в обслуживании наступает, когда полностью использован весь ресурс скорости, доступный для данного вида трафика Q. Число эквивалентных каналов Уэкв будем определять по формуле
Уэкв = Q /q, (2)
где величина q характеризует усредненную скорость одного голосового соединения с учетом характеристик кодеков разного вида, их доли в общем количестве, величины накладных расходов в передаваемых пакетах с учетом особенностей технологий и протоколов пакетной сети
q = £Bljxzj, (3)
j
где j - фактор влияния; zj - оценка влиянияу' - фактора на величину q в относительных единицах; Blj - усредненная скорость одного голосового соединения с учетом влияния j -фактора (например, использование конкретного кодека или определенного протокола защиты информации).
Обозначим среднее число одновременных соединений на участке сети как Y/'доп, определяя его для заданного значения вероятности потерь вызовов на участке доступа Рдоп из-за занятости сети. Можем получить допустимое число пользователей в i-ом офисе как
N/'доп = Y/'доп / (yi х ki), (4)
где Y/'доп - допустимая интенсивность нагрузки, определенная по первой формуле Эрланга для заданного значения вероятности потерь вызовов на участке доступа Рдоп и числа эквивалентных каналов Уэкв, определяемого по формуле (2); yi - удельная абонентская нагрузка, Эрл; N/'доп - допустимое число пользователей в i-ом офисе; Ki - доля вызовов, направляемых/поступающих в/из пакетную/пакетной сети от других офисов.
Величина Уэкв зависит от соотношения между аппаратами с разными типами кодеков, кроме того, возможно изменение принципов кодирования (переход в автоматическом режиме на более низкие скорости) при перегрузке.
В таблице 3 представлены результаты расчетов. Общий алгоритм расчетов следующий.
1. Определяем совокупность факторов влияния для конкретного случая и рассчитываем значение q по формуле (3).
2. Рассчитываем величину Уэкв по формуле (2), исходя из предполагаемых значений арендуемого ресурса скорости для речевого трафика.
3. По 1-ой формуле Эрланга, используя программу калькулятор Эрланга, получаем зависимость Yiдоп = F(V3kb) при Рдоп = const. Но сначала находим верхнюю границу Vmax = Q!q\
4. Для значений Yi доп получим допустимое число пользователей в i-ом офисе №доп.
Возможно изменение порядка расчета в соответствии с целями и задачами. Например, может стоять задача по оценке необходимой пропускной способности для речевого трафика на участке доступа Q при известном числе пользователей и заданном типе кодеков.
Проведем расчет в соответствии с предложенным алгоритмом для определения зависимости №доп = F(Q). Предположим, что величина Q принимает значения Q = 2Мбит/с -5 Мбит/с. В офисе используется кодек G.711. Удельная абонентская нагрузка у = 0,2 Эрл. Доля вызовов, направляемых/поступающих в/из пакетную /пакетной сети от других офисов ki =0,3. Погрешность будет иметь место из-за того, что значения Уэкв будут целыми числами (округление в меньшую сторону). В таблице 1 приводятся результаты расчетов. Аналогичные расчеты, выполненные для кодека G.723.1 с исходной скоростью Bit rate = 5,3 кбит/с, представлены в таблице 2. Были учтены возможности кодека G.722 по изменению скорости Bit/rate, а именно проведены расчеты №доп для фиксированной величины Q и значений скорости Bit rate = 24, 32, 48, 56, 64 кбит/с (см. табл. 3).
Таблица 1
Результаты расчетов допустимой величины №доп при использовании кодека G.711 со скоростью Bit/ rate = 64 кбит/с и использовании протокола MPLS для исходных данных у = 0,2 Эрл, ki =0,3
Q, Мбит/с q, кбит/с Уэкв Рдоп, Увдоп №доп
MPLS промили MPLS MPLS
2 88.8 22 1 10.8 180
3 88,8 33 1 18,88 314
4 88,8 45 1 28,45 474
5 88,8 56 1 37,46 624
2 88.8 22 5 12.6 209
3 88,8 33 5 21,51 358
4 88,8 45 5 31,66 527
5 88,8 56 5 41,23 687
Таким образом, сравнение кодеков с позиции пропускной способности участка доступа показывает, что при прочих равных условиях 1Р-кодек дает трехкратное преимущество по числу пользователей.
Возможность регулирования пропускной способности путем снижения скорости в кодеке С.722 будет давать меньший эффект, чем полный переход на кодеки 1Р-телефонии, но с
другой стороны - все-таки позволит увеличить число пользователей в конкретном офисе более чем вдвое при фиксированном допустимом значении потерь по вызовам.
Таблица 2
Результаты расчетов допустимого числа пользователей в i-ом офисе корпоративной сети при использовании кодека G.723.1 со скоростью Bit/rate = 5,3 кбит/с и использовании протокола MPLS для исходных данныху = 0,2 Эрл, ki =0,3
Q, Мбит/с q, кбит/с Уэкв Рдоп, У1доп №доп
MPLS промили MPLS MPLS
2 32.6 61 1 41.6 693
3 32,6 92 1 68,2 1136
4 32.6 122 1 94,7 1578
5 32,6 153 1 122,7 2043
2 32.6 61 5 45.6 760
3 32.6 92 5 73,6 1225
4 32,6 122 5 101,2 1686
5 32,6 153 5 130,2 2169
Таблица 3
Результаты расчетов допустимого числа пользователей в i-ом офисе корпоративной сети при использовании кодека G.722 и протокола MPLS для исходных данныху = 0,2 Эрл, ki =0,3, Рдоп = 1 промиля
Скорость Bl, Bit/rate кбит/с q, кбит/с Q, Мбит/с Уэкв MPLS У1доп MPLS №доп MPLS
64 88.8 2 22 10.8 180
56 80.8 2 24 12.2 203
48 72.8 2 27 14.4 240
32 56.8 2 35 20.5 341
24 48.8 2 40 24.4 406
4 Результаты моделирования работы оборудования мобильного доступа 5С в корпоративных сетях связи
Наблюдается быстрое внедрение решений оборудования 5G на участке доступа корпоративных сетей связи. Важной особенностью является то, что в 5G NR применяются два новых канальных кода с исправлением ошибок. В частности, коды LDPC (Low Density Parity Check) заменили турбокоды для каналов данных, а полярные коды заменили сверточные коды с нейтрализацией хвоста (Tail-Biting Convolutional Codes - ТВСС) каналов управления. Сообщение представляет собой сигнал в физическом канале передачи данных линии Downlink (Physical Downlink Shared Channel - PDSCH).
Для определения исходных параметров моделирования было решено обратиться к показателям, зафиксированным в запущенных на момент июля 2022 года сетях 5G [8-11]. По результатам усреднения скорости закачки (Download speed) десяти операторов-лидеров, была установлена исходная планка пропускной способности канала в380 Мбит/сек.
Еще одним параметром, который можно определить на основании данных из открытых источников, является имеющаяся в наличии у оператора и используемая для сети 5G NR
полоса спектра. На основании данных по запущенным в коммерческое использование 5G сетям [11, 12] для рассмотрения был выбран часто используемый частотный диапазон - бэнд п78 (3,5 ГГц), в котором поддерживается временной дуплекс (TDD).
На физическом уровне объем передаваемых данных связан с размером транспортного блока (TBS). Отметим, что расчеты TBS по методике, изложенной в рекомендации TR 38.214 [13], предполагают в канале PDSCH применение LDPC кода. Размеры транспортных блоков, скорости кода и порядки модуляции для случая полярного кода принимались равными тем, что получены для LDPC. В таблице 4 приведены выбранные для моделирования некоторые параметры и размеры транспортныхблоков [14, 15].
Таблица 4
Параметры расчетов и размеры транспортных блоков
BLER performant е under CDL models and 25&QAM modulation
Конфигурация Высокоскоростная Среднеско-ростная Низкоскоростная
Модуляция 256-QAM 16-QAM QPSK
Скорость кода 948/1024 340/1024 251/1024
Количество выделенных ресурсных блоков RB 22 22 22
Размер транспортного блока (TBS) 25608 4480 1736
Одним из ограничений применения полярных кодов в 5G NR является малый предельный размер закодированного блока на выходе кодера. В случае линии Downlink он составляет 512 бит, а максимальное количество информационных символов равно 140 битам. Для все заданных конфигураций задавался пороговый показатель коэффициента ошибки передачи блока (BLER) в 10% [10-12].
Имитационное моделирование проводилось в среде MATLAB 2022b, предоставляющей широкие возможности для настройки компонентов сигналов стандарта 5G NR.
На рисунке 2 приведена блок-схема используемой модели и основные проводимые в ней операции. Предварительно были определены максимальные значения отношения сигнал-шум, при превышении которых BLER был значительно меньше целевого показателя в 10%. Некоторые результаты моделирования представлены на рисунке 3.
§ w
¡■I ■ 1
- — — LDPC- COL -А
V \ 1 -
\ 1 1
1 \
1
1 \
1 1
1 1 \ -
■ а ■ 1 ■ 1 ■
Рис. 2. Блок-схема имитационной модели
£0 22 24 26 28 30 32 3436
SNR (dB)
Рис. 3. Зависимости BLER от показателя отношение сигнал/шум SNR при кодировании LDPC для высокоскоростной конфигурации в каналах CDL-D, CDL-A
Ввиду большого размера блоков, предоставленного одному устройству, для всех моделей каналов достижение целевого значения BLER в 10% потребовало наличия достаточно высоких значений отношения сигнал/шум SNR. В результате искажений возникающая ошибка декодирования одного бита нарушает целостность всего транспортного блока, что критичнее для блоков больших размеров.
4 Выводы
1. На пропускную способность участков доступа КСС влияют такие факторы как:
- развитие технологий кодирования и декодирования информации (в частности, переход на кодеки улучшенного качества преобразования речи, такие как G.722);
- увеличение числа пользователей и рост объемов трафика в конкретных филиалах корпорации;
- просчеты в распределении предоставляемой скорости доступа как между офисами, так и между приложениями и пользователями разных классов обслуживания (возможно изменение предпочтений в пользовании оконечными устройствами);
- перераспределение потоков трафика между филиалами компании при появлении новых офисов или изменение их местоположения;
- рост трафика удаленного доступа;
- изменение общепринятых подходов к защите трафика в пакетных сетях (переход к использованию туннелирования в сочетании с технологией IPSec или с технологией MPLS).
2. Переход к принципам организации тоннелей в сетевых структурах таких как IP-MPLS позволяет увеличить защищенность и снизить общие задержки передачи, но повышает требования к обоснованию предоставляемого ресурса скорости. Актуальность оценки вероятности отказов из-за недоступности ресурса скорости на участке доступа связана с
многообразием используемых кодеков и возможным быстрым ростом числа сотрудников в отдельных филиалах компаний. Фактически речь идет о новом факторе отказов в обслуживании, который необходимо учитывать. В качестве инструмента расчетов допустимого числа пользователей в офисах предлагается использовать модели Эрланга.
3. Проведенное имитационное моделирование системы мобильного доступа поколения 5G показало, что высокий порядок модуляции (256-QAM) - одна из причин, ведущих к высоким требованиям к SNR для успешной передачи сообщений. Из-за малого расстояния между модуляционными символами в случае помех при передаче велика вероятность ошибочного приема и последующего неверного декодирования. Был отмечен серьезный выигрыш полярных кодов, стандартизованных 5G NR, по сравнению с LDPC 5G NR, и, одновременно, проигрыш в задержке декодирования.
Литература
1. Степанова И.В., ПатенченковаЕ.К., КнажНума. Оценка факторов влияния на пропускную способность сетей пакетной коммутации II Наукоемкие технологии в космических исследованиях Земли, 2023, №5. С. 48-56.
2. Степанова И.В., КнажНума. Особенности организации сетей связи с привлечением технологии MPLS II T-Comm: Телекоммуникации и транспорт. 2022. Том 16. №5. С. 63-68.
3. Степанова И.В., Куник П.А., КнажНума. Анализ подходов к развертыванию корпоративных систем мобильного широкополос-
ного доступа II Труды международной научно-технической конференции "Телекоммуникационные и вычислительные системы. Международный форуминформатизации МФИ 2021. Москва. С.15 -30.
4. Кнаж Нума. Влияние протокола туннелирования на требуемую полосу пропускания II Системы синхронизации, формирования и обработки сигналов. 2023. Том 14. №3. С. 55-60.
5. Степанова И.В., Егоров А.Н. Построение сети связи горнодобывающего комплекса на оборудовании перспективной технологии MESH II Труды международной научно-технической конференции "Телекоммуникационные и вычислительные системы. Международный форум информатизации МФИ 2021. Москва. С. 5-14.
6. Лихтциндер Б.Я. Трафик мультисервисных сетей доступа (интервальный анализ и проектирование). М.: Горячая линия - Телеком, 2018.290 с.
7. Пшеничников А.П. Теория телетрафика. Учебник для вузов. М.: Горячая линия - Телеком, 2017. 212 с.
8. Xu J., Yuan Y. Channel Coding in 5G New Radio (1st ed.). CRC Press. 2022.
9. Christopher Cox. An Introduction to 5G: The New Radio, 5G Network and Beyond John Wiley & Sons, 2021.
10. 3GPP TS 38.212, V15.0.0, NR; Multiplexing and channel coding.
11. URL:https://www.opensignal.com/reports/2022/09/global/5g-global-mobile-network-experience-awards
12. UR ttps://en.wikipedia.org/wiki/List_of_5G_NR_networks
13. Toskala A., Nakamura T., Holma H. 5G Technology: 3GPPNew Radio, John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, New Jersey. 2019.
14. Ulrich Trick an Introduction to the 5th Generation Mobile Networks De Gruyter Oldenbourg, 2021.
15. Haesik Kim Design and Optimization for 5G Wireless Communications John Wiley & Sons, 2020.
PROBLEMS OF ORGANIZING FIXED AND MOBILE ACCESS IN CORPORATE COMMUNICATION NETWORKS
IRINA V. STEPANOVA
Moscow, Russia, w515iv@mail.ru
KNAJ NOUMA
Moscow, Russia
KEYWORDS: corporate communication network, fixed access, probability of call losses, speed resource, mobile connection, possibility of message loss.
ABSTRACT
Introduction: The problem of predicting the required throughput of various sections of packet switching networks is widely known. The occurrence of congestion in the access area to network resources may be a consequence of the transition to more advanced information encoding devices. Often the wishes of users and the capabilities of telecom operators come into conflict. The introduction and use of IP/MPLS label switching technology in combination with the organization of tunnels to some extent eliminates the problem of delays in the transmission of packets over the network. However, when using a fixed tunnel speed resource, miscalculations are possible in determining it, both up and down. On the other hand, for telecom operators it is important to effectively use their own resources (network resources) while meeting the requirements for the expected quality of information transmission. In addition, there is a wide range of codecs that differ from each other not only in cost, but also in such indicators as the speed of one connection and the quality of the recovered signal. Codecs with improved characteristics and, as a result, higher speed per connection have become developed and widespread. As an alternative, codecs with variable speed have appeared. The choice of codecs by the customer can sig-
nificantly affect such an indicator as the probability of denial of service due to the exhaustion of the allocated speed resource. It is of interest to assess how dependent this indicator is on the speed of the codec and what are the prospects for using codecs with variable speed. For corporate communication networks (CCN), it is necessary to take into account different approaches to organizing fixed and mobile access. For some types of CCN, the transition to mobile communication equipment of the 5G generation is promising, which, in particular, facilitates the organization of remote access for employees. At the same time, the issues of information security from unauthorized access and the problem of message loss during transmission become acute. Purpose of the work: to present the results of a study assessing the probability of denial of call service in the IP/MPLS technology network access section due to the lack of a free resource. The validity of this approach has been proven analytically, taking into account the self-similar nature of traffic and using methods from the classical theory of teletraffic. Result: an approach has been proposed for estimating the probability of denials of call service for fixed access, and for mobile access the results of modeling the operation of a 5G technology communication system with a given amount of message loss have been obtained.
REFERENCES
1. I.V. Stepanova, E.K.Patenchenkova, Knaj Nouma, "Assessment of factors influencing the throughput of packet switching networks," H&ES, 2023, No. 5, pp. 48-56.
2. I.V. Stepanova, Knaj Nouma, "Features of organizing communication networks using MPLS technology," T-Comm. 2022. Vol. 16. No. 5, pp. 63-68.
3. I.V. Stepanova, P.A. Kunik, Knaj Nouma, "Analysis of approaches to the deployment of enterprise mobile broadband access systems," Proceedings of the international scientific and technical conference "Telecommunication and computing systems - International Forum of Informatization MFI2021, Moscow, pp.15-30.
4. Knaj Nouma, "Impact of the tunneling protocol on the required bandwidth," Systems for synchronization, signal generation and processing. 2023. Vol. 14. No. 3, pp. 55-60.
5. I.V. Stepanova, A.N. Egorov, "Construction of a communication network for a mining complex using advanced MESH technology equipment," Proceedings of the international scientific and technical conference "Telecommunication and computing systems. International Forum of Informatization MFI 2021, Moscow, pp. 5-14.
6. A.P. Pshenichnikov, "Teletraffic theory. Textbook for universities," Moscow: Hotline - Telecom, 2017. 212 p.
7. B.Ya. Lichtzinder, "Traffic of multiservice access networks (interval analysis and design)," Moscow: Hotline - Telecom, 2018. 290 p.
8. J. Xu, Y Yuan, "Channel Coding in 5G New Radio." (1st ed.). CRC Press. 2022.
9. Cox Christopher, "An Introduction to 5G: The New Radio," 5G Network and Beyond John Wiley & Sons, 2021.
10. 3GPP TS 38.212, v15.0.0, NR; Multiplexing and channel coding.
11.URL:https://www.opensignal.com/reports/2022/09/global/5g -global-mobile-network-experience-awards.
12.URL:https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_5G_NR_networks.
13. A. Toskala, T. Nakamura, H. Holma, "5G Technology: 3GPP New Radio," John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, New Jersey. 2019.
14. "Ulrich Trick An Introduction to the 5th Generation Mobile Networks," De Gruyter Oldenbourg, 2021.
15. "Haesik Kim Design and Optimization for 5G Wireless Communications," John Wiley & Sons, 2020.
INFORMATION ABOUT AUTHORS:
Irina V. Stepanova, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, MTUCI, Moscow, Russia, w515iv@mail.ru Knaj Nouma, graduate student, MTUSI, Moscow, Russia
For citation: Stepanova I.V., Knaj Nouma. Building a combined code based on turbo code with additional bit encoding. H&ES Reserch. 2024. Vol. 16. No. 2. P. 13-19. doi: 10.36724/2409-5419-2024-16-2-13-19 (In Rus)
