На правах рукописи

Амарян Сергей Рубенович

РАЗРАБОТКА МЕТОДА ВЫБОРА СТРУКТУРЫ И ОЦЕНКИ ПРОПУСКНОЙ

СПОСОБНОСТИ КОРПОРАТИВНЫХ СЕТЕЙ СВЯЗИ

Специальность 05.12.13 - Системы, сети и устройства

телекоммуникаций

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва – 2009

Работа выполнена на кафедре систем управления городских телефонных сетей Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Московский технический университет связи и информатики» (ГОУ ВПО МТУСИ)

Научный руководитель кандидат технических наук, профессор Попова Адина Григорьевна

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Ромашкова Оксана Николаевна кандидат технических наук Голышко Александр Викторович

Ведущая организация Институт проблем передачи информации Российской академии наук

Защита диссертации состоится 2009 года в часов на заседании диссертационного совета Д 219.001.03 по защите докторских и кандидатских диссертаций при ГОУ ВПО «Московский технический университет связи и информатики» по адресу: 111024, Москва, ул. Авиамоторная, дом 8а, ауд.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МТУСИ.

Автореферат разослан 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Косичкина Т. П.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы обусловлена имеющимися потребностями в предоставлении современных услуг связи, что находит отображение в высоких темпах развития корпоративных сетей связи в рамках Единой сети электросвязи (ЕСЭ) Российской Федерации. Для корпоративных сетей связи характерны: стремление к объединению средств электросвязи, информатизации и управления; более высокие по сравнению с сетями общего пользования требования к устойчивости функционирования сетей и их информационной безопасности; преимущественное использование ресурсов собственных сетей связи, не исключающее возможность использования ресурсов других операторов. Пропускная способность – это доступная пользователю полоса пропускания между двумя точками присутствия оператора. Пропускная способность корпоративной сети определяется ее узкими местами и особенностями технологических решений, которые могут быть использованы при построении корпоративной сети и, в частности, при организации используемой транспортной структуры, структур доступа и структур сопряжения с действующими сетями общего пользования. Для построения корпоративных сетей связи перспективно использование разработок технологии Internet Protocol / Multiprotocol Label Switching (IP/MPLS), обеспечивающих высокую защищенность и высокую пропускную способность.

Взаимодействие распределенных корпоративных структур может быть реализовано с использованием ресурсов глобальной сети или путем формирования виртуальных частных сетей на базе транспортных структур технологии IP/MPLS. Единой эталонной архитектуры для IP/MPLS - магистралей не существует. Для корпоративных сетей связи нужно находить индивидуальные решения с учетом: топологии;

особенностей распределения трафика; потребности в изменении первоначально образуемой сетевой структуры из-за перераспределения потоков трафика; необходимого качества обслуживания; влияния таких дополнительных ограничений, как существующая транспортная инфраструктура традиционных операторов связи. Появление технологии MPLS позволило поднять возможности IP-сетей до уровня решений операторского класса, и, в том числе, в части предоставления услуг виртуальных частных сетей Virtual Private Network (VPN) на основе MPLS.

К основным факторам, определяющим перспективность построения MPLS VPN, следует отнести:

планируется конвергенция трафика данных, голоса и видео в одну сеть и необходимы гарантии, что чувствительный к задержкам трафик и важные данные получат необходимый уровень качества обслуживания Quality of Service (QoS);

структура трафика соответствует полносвязной сетевой топологии;

компания разворачивает большую виртуальную частную сеть (несколько сотен и более сайтов) или планирует быстрый рост сети в ближайшем будущем;

планируется внедрение многоадресных приложений;

предъявляются высокие требования безопасности к трафику;

планируется внедрение дополнительных приложений, таких как мультимедийные видеоконференции, совместная работа над электронными документами.

Новые технические решения изменяют традиционные подходы к организации корпоративных информационно-справочных систем, основу которых составляют современные контакт – центры. Так, находят широкое применение интерактивные информационно-справочные системы IVR (Interactive Voice Response), позволяющие автоматизировать обслуживание значительной доли вызовов.

Для описания функционирования ЕСЭ Российской Федерации в условиях преобладания трафика телефонии применяются математические модели и методы теории телетрафика. Основным инструментом исследования в теории телетрафика является метод уравнений вероятностей состояний, позволяющий для каждой системы массового обслуживания (СМО) составить уравнение, связывающее между собой вероятности соседних состояний.

Наибольшее распространение получила аналитическая модель датского математика Эрланга А. Классическими моделями информационных потоков, используемыми в теории телетрафика, являются: М – пуассоновский поток вызовов; Er – поток Эрланга порядка r; Г – гамма распределение. Методы теории телетрафика развивали в своих работах такие ученые как Севастьянов Б.А., Хинчин А.Я, Saaty T.L., Lindley D.V., Башарин Г.П., Шнепс М. А., Харкевич А.Д., Степанов С.Н.

Методы расчета корпоративных сетей связи должны учитывать изменения в структуре и характеристиках потоков трафика, а также возникающие потребности в изменении первоначально образуемой сетевой структуры. Применительно к корпоративным сетям связи актуально использование методов теории телетрафика в сочетании с методами моделирования самоподобных процессов, наблюдающихя в локальных вычислительных сетях и в сетях Internet. Вклад в исследование самоподобных процессов внесли Leland W.E., Taqqu M.S.,Нейман В., Ромашкова О.

Целью диссертации является разработка метода выбора структуры и оценки пропускной способности корпоративных сетей связи, учитывающего особенности организации виртуальных частных сетей связи и корпоративных информационно справочных систем.

Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:

проанализированы и определены перспективные подходы к построению современных корпоративных сетей связи на технологии IP/MPLS с привлечением других информационных технологий, позволяющие: выбрать схему прохождения различных видов трафика между уровнями управления корпорации; учесть комплекс требований по качеству и пропускной способности; определить особенности совместного использования оборудования разных технологий;

систематизированы методы и подходы к теоретическому и экспериментальному исследованию функционирования корпоративных сетей связи, организованных на основе технологии коммутации пакетов IP/MPLS;

разработаны рекомендации по использованию теоретических моделей исследования с учетом фрактального характера трафика, отображаемого параметром самоподобия Херста;

определены подходы к выбору сетевых ресурсов виртуальных частных сетей VPN с учетом особенностей канальной и потоковой моделей исследования;

разработан метод расчета и построения корпоративных сетей, учитывающий особенности и возможности организации виртуальных частных сетей связи на технологии IP/MPLS, а также специфику реализации корпоративных информационно справочных систем;

разработана методика расчета корпоративных информационно-справочных систем, учитывающая особенности обслуживания клиентов в контакт - центрах.

Методы исследования. В основу проводимых исследований положены методы теории телетрафика, вычислительной математики и программирования.

Научная новизна и результаты, выносимые на защиту, состоят в следующем:

разработаны рекомендации по применению математических моделей теории телетрафика, позволяющие производить общую оценку функционирования транспортной инфраструктуры корпоративных сетей связи в зависимости от величины показателя Херста, отражающего самоподобный характер корпоративного трафика;

разработан метод расчета и построения корпоративных сетей, учитывающий потенциал технологии коммутации пакетов IP/MPLS по созданию виртуальных частных сетей VPN и особенности функционирования корпоративных информационно - справочных систем.

Личный вклад. Теоретические и практические исследования, расчеты и проведенное моделирование на ЭВМ, а также полученные из них выводы и рекомендации получены автором лично.

Практическая ценность. Разработанный в диссертации метод поэтапного построения корпоративных сетей позволяет решать широкий перечень задач по исследованию функционирования, выбору структуры и расчету пропускной способности корпоративных сетей связи, организованных на основе технологии коммутации пакетов IP/MPLS. Исследование характеристик работы корпоративных сетей позволило учесть фрактальный характер трафика в рекомендациях по выбору математической модели для оценки допустимой интенсивности нагрузки на транспортную инфраструктуру.

Реализация результатов работы. Основные теоретические и практические результаты, полученные в работе, использованы в учебном процессе кафедры СУ ГТС МТУСИ, а также в научно-производственной деятельности ООО «Италтел Руссия», что подтверждено соответствующими актами.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были представлены и обсуждались на Международных форумах информатизации МФИи МФИ-2008, на научно-технической конференции профессорско - преподавательского, научного и инженерно технического состава МТУСИ 2006 года, на Московской отраслевой научно-технической конференции «Технологии информационного общества» 2007 года, на заседаниях кафедры систем управления городских телефонных сетей МТУСИ.

Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 16 печатных работах, из них: 7 статей, в том числе – одна статья в журнале из Перечня ВАК Министерства образования Российской Федерации; 9 докладов на конференциях; без соавторов опубликовано 5 работ.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и приложений. Она включает 92 страницы текста, 40 рисунков, 17 таблиц, 3 приложения. Список литературы включает 102 наименования.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснованы выбор темы диссертации, ее актуальность, новизна, определены цель и задачи исследования, структура и объем диссертации, коротко изложено ее содержание.

В первой главе проанализированы направления развития корпоративных сетей связи в рамках Единой сети электросвязи Российской Федерации.

Развитие корпоративных сетей связи в Российской Федерации идет опережающими темпами. В них находят применение современные информационные технологии, реализуются перспективные концепции Next Generation Network (NGN) и Internet Protocol Multimedia Subsystem (IMS).

В перечень услуг пользователя корпоративной сети включаются услуги мобильной связи, услуги справочных служб информационных контакт - центров, различные виды переадресации, доступ к телефонной сети общего пользования и различным базам данных. В качестве примера рассмотрены особенности предоставления услуги IP Centrex, особенностью которой является возможность существенного изменения первоначально образуемой структуры сети под влиянием ряда факторов, среди которых следует выделить аутсорсинг виртуальных ресурсов. Рассмотрены особенности использования конвергентных УПАТС, которые становятся «точкой интеграции» локальной вычислительной и телефонной сетей корпорации.

Хотя корпоративные сети являются полигоном новых услуг, наиболее востребованными остаются услуги телефонной связи. В модели Эрланга с отказами, используемой для описания систем телефонной связи состояние «все V линий заняты» характеризует вероятность Pv, которую называют первой формулой Эрланга. В качестве основного параметра в этой формуле используется интенсивность поступающей нагрузки r = l¤m, где l - интенсивность пуассоновского потока вызовов, m параметр экспоненциального распределения длительность обслуживания вызова (заявки на осблуживание). Параметр r интерпретируется как среднее число вызовов за интервал времени, равный средней длительности занятия.

На новом витке технологий связи методы теории телетрафика также используются для описания функционирования сложных систем телекоммуникаций. Однако отказ от одного из базовых предположений модели Эрланга при описании СМО приводит к более сложным аналитическим выражениям.

Например, корпоративная информационно-справочная система может рассматриваться как многофазная СМО. Аналитическое описание такой системы с учетом взаимного влияния между фазами, становится неоправданно сложной задачей (особенно, с учетом возможного изменения дисциплины обслуживания вызовов).

Перспективно использование одного из базовых методов теории телетрафика - метода декомпозиции, предполагающего аналитическое исследование функционирования отдельных фаз обслуживания с учетом изменения параметров потока трафика при прохождении предыдущих фаз обслуживания.

Специфика развития телекоммуникаций в России и за рубежом заключается в стремлении реализовать широкий круг услуг с привлечением компьютерных технологий и технологий коммутации пакетов. Для сетей с коммутацией пакетов характерны проявления самоподобного (фрактального) характера трафика передачи данных, подразумевающие масштабную инвариантность по времени, долговременную зависимость, «весомые» распределения с высокой вероятностью пиковых значений, степенные законы убывания статистик второго порядка. Наиболее важным параметром самоподобного процесса является величина Н - параметр Херста, характеризующий разброс значений входного процесса, и величину пиков нагрузки. Для представления свойств самоподобных потоков используются модели со следующими распределениями: логарифмически - нормальное; Вейбулла (W); Парето (P).

В корпоративных сетях связи фрактальный характер трафика начинается проявляться, если доля трафика передачи данных близка к половине интенсивности трафика телефонии. Поскольку аналитическое описание работы систем с фрактальным трафиком предполагает использование сложной интегральной формы, получили распространение и используются различные программы моделирования процессов обслуживания совокупного трафика.

Во второй главе определены перспективные подходы к построению современных корпоративных сетей связи.

Современные корпоративные сети связи представляют собой сложные, многоуровневые и многовариантные структуры, объединяющие в себе сервисы пакетной телефонии, передачи данных, видеоконференцсвязи. Для каждого уровня построения корпоративной сети связи актуально использование специальных методов исследования, позволяющих производить сравнение и обоснованные выбор вариантов организации связи.

Законом «О связи», предусматривается использование свободных ресурсов корпоративных (технологических) сетей Российской Федерации для развития сетей связи общего пользования, и в частности, для создания сетей связи следующего поколения NGN. В большинстве проектов информатизации органов государственной власти Российской Федерации для реализации сетей доступа предлагается использовать ресурсы существующих телекоммуникационных сетей региональных операторов связи: волоконно-оптические линии связи; цифровые каналы первичной сети;

линейные ресурсы телефонных сетей. Наиболее перспективными представляются варианты строительства комбинированной наложенной сети передачи данных в виде двух сегментов. Первый сегмент является открытой сетью для всех пользователей и строится на базе существующих ресурсов IP-сетей общего пользования (в том числе и ресурсов сети Internet) и технологии виртуальных частных сетей. Защищенная сеть для пользователей с гарантированной безопасностью передачи информации (второй сегмент) строится на базе выделенных каналов связи.

Анализ направлений развития сетей корпоративной связи позволил выделить несколько характерных вариантов построения и определить их особенности:

использование в офисах корпораций последних достижений передачи информации позволяют обеспечивать пользователям услугу «мобильность» и минимизировать расходы на междугородную и международную связь;

для организации связи между офисами корпорации могут создаваться виртуальные частные сети VPN, структура и пропускная способность которых зависят от требований заказчиков;

крупные сети корпоративной связи, охватывающие различные регионы Российской Федерации и обеспечивающие услугами связи и информатики государственные и коммерческие структуры, обычно имеют многоуровневую структуру;

использование на транспортном уровне технологии IP/MPLS позволяет объединять в проектируемой сети связи ресурсы собственно корпоративной сети и сети связи нового поколения NGN.

В качестве примера проведен расчет и предложен вариант проектирования сети связи, объединяющей в себе корпоративную сеть и сеть связи общего пользования на базе пакетной сети IP/MPLS. Исходные данные соответствовали возможному варианту построения сети NGN в одном из регионов России.

В третьей главе систематизированы методы теоретического описания и построения корпоративных сетей связи.

Отдельным направлением исследований самоподобных процессов в телекоммуникациях является оценка величины параметра Херста H, который для пуассоновских потоков имеет значение H = 0,5.

Приведем данные исследований, выполненных в разных странах:

значение Н = 0,724 характеризует локальную вычислительную сеть на 25 станций с использованием канала технологии FastEthernet 100Мбит/с;

значение Н = 0,65 соответствует локальной сети со смешанным трафиком телефонии и передачи данных;

значения в диапазоне Н = 0, 50,…0,55 были зарегистрированы на телефонных сетях связи для часа наибольшей нагрузки и подтверждают возможность использования формул теории телетрафика.

Сети с пакетной коммутацией приобретают роль транспортной инфраструктуры для различных приложений корпоративных сетей связи. Следует учитывать базовое положение одной из теорем теории телетрафика: увеличение числа каналов или линий, связывающих узлы коммутации пакетов между собой, снижает эффективность использования пропускной способности канала. Этой особенностью объясняется использование различных методов перехода к эквивалентным однолинейным системам массового обслуживания СМО.

Перечислим математические модели для описания функционирования систем массового обслуживания, которые могут быть использованы для описания транспортной инфраструктуры сетей с пакетной коммутацией:

СМО вида fBM/D/1 - однолинейная модель с ожиданием и детерминированным временем обслуживания c = 1/ m., где показатель fBM соответствует процессу фрактального броуновского движения на входе системы;

СМО вида М/D/1 - с ожиданием, пуассоновским потоком на входе и детерминированным временем обслуживания;

СМО вида М/М/1 - однолинейная модель Эрланга с ожиданием.

Для СМО вида fBM/D/1 известны аналитические выражения, полученные Норосом. В частности, можно оценить среднее время пребывания заявки mT в системе как Для системы массового обслуживания M/D/1 справедлива формула Оценить показатель mT для системы массового обслуживания M/M/1 позволяет формула:

Результаты расчетов показателя mT в зависимости от интенсивности поступающей нагрузки r для различных математических моделей представлены в таблице 1 и на рисунке 1.

Ранее считалось, что система M/M/1 дает самую завышенную оценку для среднего времени пребывания требования в системе, то есть расчет выполняет для наихудших условий. Но анализ зависимостей на рисунке 1 показывает, что при использовании системы fBM/D/1 увеличение значения Н в диапазоне от 0,55 до 0,724 приводит к существенному росту mT в зависимости от r в диапазоне значений r 0,5.

Это подтверждает выводы, полученные в работах Leland W.E., Taqqu M.S., Треногина Н.Г. и Соколова Д.Е., о том, что для фрактальных процессов при H 0,5 имеет место ухудшение характеристик качества обслуживания по сравнению с любыми другими распределениями потока на входе системы. Кроме того, стремление повысить величину r до значений r = 0,8,….0,9 будет приводить к резкому росту среднего времени пребывания требований в системе.

На рисунке 2 представлены зависимости среднего времени пребывания требования в системе mT от параметра самоподобия Херста H при фиксированных величинах r. Анализ зависимостей рисунка 2 показывает, что защиту от негативного влияния фрактальных свойств потоков трафика в сети с пакетной коммутацией, используемой в качестве транспортной инфраструктуры корпоративной сети связи, обеспечит ограничение интенсивности нагрузки на однолинейную систему передачи информации величиной r 0, 4.

Таблица 1- Результаты расчетов среднего времени пребывания требования в системе mT в зависимости от величины r для различных систем массового обслуживания Величина r =l/m Система массового обслужива- Система массового Система Рисунок 1 - Зависимость среднего времени пребывания требования в системе Рисунок 2 - Зависимость среднего времени пребывания требования В четвертой главе изложены результаты разработки метода расчета и построения сетей корпоративной связи, позволяющего учесть особенности реализации виртуальных частных сетей и корпоративных информационно - справочных систем в условиях интеграции различных видов трафика. Разработаны рекомендации для построения сети корпоративной связи, определяющие совокупность задач и подходы к их решению на каждом из ниже перечисленных этапов.

1.Определение структурных характеристик сети должно производиться с учетом возможности использования фрагментов уже функционирующей корпоративной сети, наличия или отсутствия нескольких уровней управления в рамках корпорации, требований к качеству обслуживания, предполагаемой пропускной способности сети и ее элементов, а также перспектив дальнейшего развития сети. Ключевым вопросом является вопрос обеспечения/гарантирования необходимых параметров сети (задержка, джиттер, уровень потерь пакетов) при передаче данных реального времени – голоса и видео. Стратегия интеграции корпоративного трафика в условиях перехода от телефонной сети общего пользования к системе корпоративной связи на базе сети передачи данных, которая должна обеспечивать обмен телефонной и факсимильной информацией на основе цифровых каналов связи, а также реализацию услуг видеоконференцсвязи, рассмотрена на примере системы корпоративной телефонной связи компаний группы «Связьинвест».

2. Для крупных корпораций актуально проектирование собственной VPN с использованием ресурсов транспортных сетей технологии IP/MPLS. Конечной целью проектирования VPN является достижение максимального суммарного дохода сети от всех VPN, реализованных в данной сети. Перспективным инструментом для прогнозирования пиковых значений и распределения мультимедийного трафика становится моделирование процессов, происходящих в рамках корпоративной сети. В работе проводилось моделирование процессов обслуживания трафика в офисных системах, выполненных на базе системы имитационного моделирования общего назначения GPSS (General Purpose Simulation System). На рисунке 3 в качестве примера представлены результаты моделирования суммарной нагрузки телефонии и трафика Internet, выполненные для центрального офиса небольшой корпоративной сети. Продолжительность проведенного моделирования устанавливалась эквивалентной работе каждого из офисов в течение 480 минут. При желании эта величина может быть увеличена для изучения влияния фрактального характера трафика передачи данных. Количество серий опытов при моделировании работы центрального офиса устанавливалось равным 100. Результаты моделирования позволили установить, что потребность в доступной пользователю полосе пропускания, выраженная через максимальное значение суммарной скорости передачи информации, не превышает величину 2000 Кбит/с. Аналогичное моделирование выполнялось для совокупности офисов корпоративной сети с различным составом оборудования в них.

Применение канальной модели предполагает ориентацию на пиковые значения трафика, которые могут быть установлены путем моделирования. В результате сравнительного анализа канальной и потоковой моделей организации корпоративных VPN в качестве основной была выделена потоковая модель, которая позволяет передавать и принимать трафик без его предварительного определения от одной конечной точки VPN к каждой другой конечной точке VPN. Использование канальной модели перспективно тогда, когда применение потоковой модели затруднено.

Рисунок 3 - Результаты моделирования суммарной нагрузки телефонии и трафика Internet для центрального офиса, которая выражена через суммарную скорость передачи 3. Корпоративные инфрмационно- справочные системы, являющиеся фактором значительных затрат для любого провайдера телекоммуникационных услуг должны рассчитываться с привлечением метода декомпозиции. Анализ тенденций развития корпоративных информационно-справочных структур показал, что выбор системы массового обслуживания для описания функционирования корпоративной информационно-справочной структуры определяется дисциплиной обслуживания вызовов, принятым вариантом распределения вызовов между операторами, используемым набором регламентов и правил по взаимоотношению с клиентами.

Разработанная методика проектировании корпоративных информационносправочных систем включает в себя следующие этапы:

определение необходимого ресурса доступа и оценка возможности его перераспределения между различными видами трафика;

оценка структуры информационно-справочной системы с позиции возможностью ее изменения в зависимости от поставленных задач и потребностей в обслуживании трафика;

выбор количества потоков Е1 или скорости передачи информации по IP-каналу до вышестоящего поставщика (с учетом типа используемого кодека). От этого будет зависеть максимально возможное количество одновременно поддерживаемых телефонных разговоров;

оценка возможностей регулирования показателей работы контакт – центра, который рассматривается как многофазная система массового обслуживания.

Одним из наиболее важных требований представляется обеспечение обслуживания практически всех поступивших вызовов оператором корпоративной информационно - справочной системы.

Для выполнения этого требования следует параллельно решать задачи:

обеспечивать практически безотказный доступ к ресурсам контакт - центра на первой фазе обслуживания;

выделять достаточно большую емкость интерактивного голосового меню IVR.

Основные средства регулирования показателей работы контакт – центра:

изменение дисциплины обслуживания вызовов в IVR (с ожиданием, с ограниченным ожиданием, а также с фиксированным временем обслуживания, по истечении которого следует отключение пользователя);

изменение продолжительности сообщений IVR;

выбор варианта обращения к системе IVR (принудительного при занятости всех операторов, в результате сознательного выбора абонента, с использованием комбинации двух этих вариантов).

На практике большее распространение получили системы, обладающие возможностью задерживать поступающие вызовы в очереди (например, с использованием системы IVR), если их немедленное обслуживание невозможно. Представим в качестве примера результаты расчета работы контакт - центра. На рисунке 4 представлена схема обслуживания вызовов без использования IVR. Заданы характеристики: максимальное число рабочих мест операторов М, определяемое техническими характеристиками контакт - центра; число каналов доступа составляет V = n х 30, где n – число потоков Е1 на входе системы. Допустимые потери Р распределяются между участком доступа и системой операторов где Pдоступ - допустимые потери по вызовам на участке доступа из-за занятости всех каналов на участке доступа;

Pоператоры – допустимые потери по вызовам из-за занятости всех операторов.

Рисунок 4 - Схема обслуживания вызовов без использования IVR Для расчетов используем первую формулу Эрланга, определяя допустимую поступающую нагрузку Yпост. доп. как функцию Yпост. доп. = EV [Pдоступ.].

Для оценки допустимой нагрузки, которая может поступить к операторам информационно-справочной системы, используем формулу:

Предположим, что все операторы объединены в одну группу. Тогда необходимое число рабочих мест операторов составит Vоператоры = E[Yоператоры доп.; Pоператоры.].

Предположим также, что М = 48 мест, n = 2 и V = 60, то есть выполняется традиционное требование по предварительному выбору пропускной способности участка доступа к информационно-справочной системе: число каналов доступа должно хотя бы на 25% превышать число рабочих мест. Расчет, проведенный для Pдоступ = 0.5%, показал, что поставленным условиям удовлетворяет вариант построения Callцентра на 47 операторов, которому соответствует величина Pоператоры 8,5%.

Алгоритм обслуживания вызовов с использованием IVR представлен на рисунке 5. Будем учитывать равенство где W опер. – доля вызовов, направляемых операторам;

W IVR – доля вызовов, направляемых в IVR.

Рисунок 5 - Схема обслуживания вызовов с использованием IVR При проведении расчетов был задан диапазон изменения величины W IVR = 0, … 0,9. Последнее значение W IVR = 0,9 характерно для информационно-справочных систем операторов мобильной связи. Внесем коррективы в последовательность расчета, определяя допустимую нагрузку, которая может поступить к операторам ИСС, как Результаты вычислений представлены на рисунке 6. Использование IVR позволяет существенно сократить число рабочих мест. Например, при W IVR = 0,9 необходимое число операторов снижается до Vоператоры IVR = 8 (в шесть раз), а при W IVR = 0,8 необходимое число операторов снижается до Vоператоры IVR = 12 (в четыре раза).

Если предположить, что W IVR = 0,5, то получаем необходимое число Vоператоры IVR = 26 рабочих мест операторов.

Последний вариант представляет наиболее характерным, если в число обращений на обслуживание не будут входить операции пополнения счетов или проверки их состояния. Кроме того, вариант обслуживания вызовов при W IVR = 0,5 представляет интерес с точки зрения оптимизации загрузки операторов контакт - центра.

Последние исследования по организации работы контакт - центров показывают, что в случае значительной загрузки операторов, превышающей 50…60% времени в течение часа, резко возрастает нестабильность трудовых ресурсов. Работники склонны менять место работы, бастовать, требовать повышения заработной платы. Перед администрацией контакт - центра имеется альтернатива:

сокращать число рабочих мест (при W IVR = 0,5 минимальное число рабочих мест операторов в рассматриваемом примере составляет Vоператоры IVR = 26 мест);

использовать максимальное число рабочих мест операторов, учитывая отрицательные социальные последствия сверх эксплуатации, что обеспечит среднее использование одного рабочего места Рисунок 5 - График зависимости необходимого числа операторов Выбор варианта обслуживания определяется режимом работы контакт – центра. Для контакт – центров, работающих в импульсном режиме и создаваемых для обслуживания общественных мероприятий на короткий срок (например, проведение спортивных соревнований) можно предусматривать значительную до 70% нагрузку на оператора с учетом 10 минутного перерыва в течение часа при соответствующем материальном стимулировании. Для контакт – центров, функционирующих на постоянной основе, следует исходить из второго варианта.

Статистическое моделирование в реальном времени процессов обслуживания вызовов, результат которого представлены на рисунке 7, проводилось в целях исследования зависимости вероятности отказа в обслуживании оператором от интенсивности нагрузки на контакт – центр.

Рисунок 7 - Зависимость вероятности потерь вызовов из - за занятости операторов Как показало моделирование, возможно существенное перераспределение вызовов между операторами и системой IVR. В результате оценки данных моделирования был сделан вывод, что отклонение результатов аналитического расчета от результатов эксперимента не превышает 10% с доверительной вероятностью 0,95.

Основные результаты работы приведены в заключении:

1.Современные корпоративные сети связи являются сложными, многоуровневыми и многовариантными структурами, которые объединяют в себе сервисы пакетной телефонии, передачи данных, видеоконференцсвязи.

Для каждого уровня построения корпоративной сети связи актуально использование специальных методов исследования, позволяющих сравнивать и обоснованно выбирать варианты организации связи. В диссертационной работе определена стратегия интеграции корпоративного трафика с использованием технологии IP/MPLS. В качестве актуальной задачи исследований определено достижение гарантированно низкой вероятности потерь по вызовам (или времени ожидания начала обслуживания) и минимально возможных задержек в продвижении Internet – трафика. В работе систематизированы подходы к оценке пропускной способности сети пакетной коммутации при обслуживании голосового трафика и трафика видеоконференций. Представлены результаты расчета системы многоуровневой корпоративной телефонной связи.

2.Базой для корпоративных сетей связи становятся виртуальные частные сети VPN, которые должны обеспечивать доступ удаленных филиалов и пользователей к сети предприятия, объединяя удаленные локальные сети поверх общей транспортной структуры (сети поставщика услуг или общедоступной сети Internet).

При проектировании VPN должно достигаться совместное решение задачи маршрутизации трафика с учетом перераспределения пропускной способности транспортной сети.

Обоснована перспективность использования модели потока при расчете VPN, позволяющей передавать трафик в сеть без определения всех нагрузок вида «точка-точка». Потоковая модель гарантирует определенную полосу пропускания, позволяя передавать и принимать трафик без точного его определения от одной конечной точки VPN к каждой другой конечной точке VPN.

3. Проведенные исследования позволили сделать следующие выводы:

если для интенсивности нагрузки r на однолинейную систему передачи информации транспортной инфраструктуры выполняется соотношение r 0, 4, то для описания функционирования системы можно использовать ее представление в виде СМО M/M/1,используя формулы теории телетрафика;

начиная со значений r = 0,5 и выше, следует рассматривать функционирование системы передачи информации как СМО fBM/D/1, поскольку возникает и при росте r усугубляется расхождение между результатами оценки (например, при показателе Херста равном Н = 0,724 имеет место резкий рост среднего времени пребывания требований в системе).

Защиту от негативного влияния фрактальных свойств потоков трафика в сети с пакетной коммутацией, используемой в качестве транспортной инфраструктуры корпоративной сети связи, может обеспечить ограничение пропускной способности транспортной системы передачи информации величиной r 0, 4.

4. Разработанная методика расчета корпоративных информационносправочных систем базируется на том, что в работе корпоративных контакт – центров имеет место единый подход к обслуживанию вызовов разного вида, интенсивно используются среда интерактивного голосового меню IVR и средства оперативного изменения состава операторских групп. Моделирование в реальном времени процессов обслуживания вызовов в корпоративной информационно - справочной системе подтвердило соответствие аналитических выражений теории телетрафика реальным процессам.

1. Попова А.Г., Амарян С.Р. Влияние процессов интеграции на характеристики работы корпоративных информационных систем // T-Comm. Телекоммуникации и транспорт. – 2008. – №4. – С.49-51.

2. Амарян С.Р., Степанова И.В. Расчет пропускной способности защищенных каналов VPN // Правовая информатика. –- 2008. – Вып. 11. – С.50-52.

3. Амарян С.Р., Степанова И.В. Анализ методов расчета сетей связи при построении VPN // Правовая информатика. –- 2008. –- Вып. 11. –- С.15-17.

4. Попова А.Г., Амарян С.Р. Анализ перспективных подходов к созданию мультисервисных сетей нового поколения и классификация видов трафика // Деп. в ЦНТИ «Информсвязь» 12.07.05 г., № 2261- св. 2005. –- С.14-21.

5. Попова А.Г., Амарян С.Р. Результаты расчета корпоративной сети связи // Научная конференция профессорско-преподавательского, научного и инженернотехнического состава Московского технического университета связи и информатики:

Тезисы докладов. – М.: Информсвязьиздат, 2006. – Кн. 1. – С.172.

6. Амарян С.Р. Проблемы распределения сетевых ресурсов при реализации виртуальных частных сетей // Труды Московского технического университета связи и информатики.– М.: «ИД Медиа Паблишер», 2007. – С.60-63.

7. Попова А.Г., Амарян С.Р. Сравнительный анализ средств и методов создания виртуальных частных сетей // Деп. в ЦНТИ «Информсвязь» 26.05.06 г., № 2280 св.2006. – С.24-31.

8. Попова А.Г., Амарян С.Р.Расчет задержек и потребности в скорости передачи информации для виртуальных частных сетей // Деп. в ЦНТИ «Информсвязь»

26.05.06 г., № 2280 - св.2006. – С.32-37.

9. Попова А.Г., Амарян С.Р. Развитие методов резервирования ресурсов в сетях технологии MPLS ТЕ // Технологии информационного общества: Тезисы докладов московской отраслевой научно-технической конференции. – М.: Информсвязьиздат, 2007. – С.20.

10. Амарян С.Р. Использование ресурсов сети MPLS для реализации структур VPN // Международный форум информатизации (МФИ-2007): Труды конференции «Телекоммуникационные и вычислительные системы».– М.: МТУСИ, 2007. – С.115.

11. Амарян С.Р. Методы конструирования специальных LSP маршрутов в сетях VPN // Международный форум информатизации (МФИ-2007): Труды конференции «Телекоммуникационные и вычислительные системы».– М.: МТУСИ, 2007. – С.117.

12. Попова А.Г., Амарян С.Р. Методы децентрализации услуг в сетях VPN // Международный форум информатизации (МФИ-2007): Труды конференции «Телекоммуникационные и вычислительные системы».– М.: МТУСИ, 2007. – С.116.

13. Амарян С.Р., Попова А.Г. Анализ особенностей построения корпоративных сетей на технологии IP/MPLS // Международный форум информатизации (МФИТруды конференции «Телекоммуникационные и вычислительные системы».– М.: МТУСИ, 2008. – С.108-110.

14. Амарян С.Р., Попова А.Г. Систематизация подходов к обоснованию выбора сетевых ресурсов VPN // Международный форум информатизации (МФИ-2008):

Труды конференции «Телекоммуникационные и вычислительные системы».– М.:

МТУСИ, 2008. – С.110-112.

15. Амарян С.Р. Анализ фрактальных свойств трафика корпоративных сетей связи // Международный форум информатизации (МФИ-2008): Труды конференции «Телекоммуникационные и вычислительные системы». – М.: МТУСИ, 2008. – С.112-114.

16. Амарян С.Р. Результаты оценки влияния фрактальных свойств трафика на среднее время пребывания требований в системе // Международный форум информатизации (МФИ-2008): Труды конференции «Телекоммуникационные и вычислительные системы».– М.: МТУСИ, 2008. – С.114-118.