Optik liniya terminali ma’lumot uzatish trafigi parametrlari analitik ifodalari va modeli

OPTIK LINIYA TERMINALI MA’LUMOT UZATISH TRAFIGI PARAMETRLARI ANALITIK IFODALARI VA MODELI

Matyokubov O‘tkir Karimovich, Matqurbanov To‘lqin Alimboyevich, Yangibayeva Madina Rustamovna

Muhammad al-Xorazmiy nomidagi TATU Urganch filiali, [e-mail]

Annotatsiya: Maqolada passiv optik aloqa tizimining tuzilishi bo‘yicha bir qancha mulohazalar keltirilgan. Passiv optik aloqa tizimining yuqori trafik oqimini qo‘llab quvvatlaydi bunda asosiy qurilma Optik liniya terminali (OLT) hisoblanadi. Maqolada Pareto taqsimlash nazariyasidan foydalangan holda passiv optik kirish tarmog‘i asosiy elementi trafik oqimini analitik ifodasi keltirilgan. Ushbu analitik ifodalar asosida OLT dagi trafik xarakteristikalarining kirish oqimlari (kiruvchi oqim) parametrlariga bog‘liqligi o‘rganiladi.

Kalit so‘zlar; PON, Pareto taqsimlash, OLT, FTTH, MAC

Kirish

Hozirda internet tarmog‘i foydalauvchilari oshishi polasa kengligiga bo‘lgan ehtiyoj keskin oshishiga olib keldi. Passiv optik tarmoq (PON) texnologiyasi internetga ulanish uchun asosiy kirish texnologiyasi sifatida qaralmoqda, chunki u polasa kengligi talablariga javob beradigan kengaytiriladigan va tejamkor arxitekturaga ega. Foydalanuvchi talablarini qondirish va tizim ishlashining maqbul va aniq prognozlarini olish uchun tarmoq yuklamasining xususiyatlarini e’tiborga olish kerak. Bunda ko‘rilayotgan tarmoq trafigining analitik ifodalari ishlab chiqilishi kerak. Hizmatlarning keng doirasiga ega bo‘lgan multiservis tarmoqlarining trafik oqimi, tarmoq parametrlarining xilma-xilligini belgilaydi. Maqolamizda biz passiv optik aloqa tarmog‘i trafigini analitik ifodalarini keltirishda cheklangan Pareto taqsimotidan foydalanamiz. Zamonaviy tarmoqni barpo etishda muhim vazifa barcha turdagi trafik uchun hizmat ko‘rsatishning tegishli sifatini ta’minlashdan iborat. Multiservis tarmoqlarida va keyinchalik keyingi avlod kirish tarmoqlarida hizmat ko‘rsatish sifati yomonlashishining asosiy sababi tarmoq qurilmalari buferlarida navbatlar tufayli yuzaga kelgan paketli kechikishlardir. Shuning uchun biz PON tizimlarida kommutatsiya va marshrutlash funktsiyalarini integratsiyalashgan holda amalga oshiruvchi Optik liniya terminali (OLT) qurilmasida trafik oqimi uchun navbat tizimini analitik ifodasidan foydalanamiz. Ushbu biz keltirgan ifodadan kelajakda tizimni tahlil qilish va tarmoqni rejalashtirish bosqichida paket kechikishi va paket kechikishining o‘zgarishi kabi QoS xususiyatlarini bashorat qilish uchun ishlatiladi [1].
Trafik oqimi
Navbat tizimini tavsiflashda muhim vazifa kiruvchi va hizmat ko‘rsatuvchi so‘rovlar oqimini tavsiflashdir. OLT dagi kirish so‘rovlari sifatida biz Ethernet kadrlarining tizimga kelishi boshlanishini ko‘rib chiqishimiz kerak. Kiruvchi so‘rovlar orasidagi intervallar tasodifiy kirish oqimlarini yaratadi, ularni qo‘shni so‘rovlarning kelishi o‘rtasidagi vaqt taqsimoti bilan tavsiflash mumkin. Trafikning matematik ifodasi, o‘rtacha hizmat ko‘rsatish vaqti bo‘yicha tasodifiy sonli so‘rovlarning ehtimolini taqsimlash funktsiyasidir. Keng ko‘lamli tadqiqotlar shuni ko‘rsatadiki, bugungi kunda multiservis tarmoqlarida ko‘pchilik tarmoq trafik oqimlari o‘ziga o‘xshshlik Hurst parametrini masofaning uzoqliligiga bog‘liqligi bilan tavsiflanishi mumkin. Hurst parametri o‘ziga o‘xshashlik o‘lchovini ifodalaydi. Stoxastik jarayonlarda o‘ziga o‘xshash jarayonlarning Hurst parametrini (H) baholashning bir necha usullari mavjud. Biroq, qaysi usul eng yaxshi natija berishi haqida hech qanday mezon yo‘q. Hurst parametrini baholashning bir necha xil usullari mavjud bo‘lib, ular turli natijalarga olib kelishi mumkin. Shuning uchun H parametrini hisoblash mumkin emas, lekin uni taxmin qilish mumkin. Bunda H parametr qisqa masofaga bog‘liqlikda 0< H <0,5 (SRD) uzoq masofaga bog‘liqlikda (LRD) 0,5< H<1 bilan tavsiflandi [2].
Tarmoq trafigining analitik tavsifi yo‘q, chunki biz keyingi paketlarning hajmi va kelish vaqtini oldindan aytib bera olmaymiz. Shuning uchun biz tarmoq trafigini faqat stoxastik jarayon sifatida tasvirlashimiz mumkin. Demak, H parametri va ehtimollik taqsimotidan foydalangan holda biz ikkita bir hil paket yetib kelish vaqti va paket hajmi kabi stoxastik jarayonlarni tasvirlashimiz mumkin [3].
Barcha jarayonlar odatda ehtimollik taqsimoti bilan tavsiflanadi. O‘ziga o‘xshash jarayonni o‘ta yuklangan taqsimotlar bilan tasvirlash mumkin. Stoxastik jarayonni ehtimollik taqsimoti bilan modellashtirishda asosiy vazifa tarmoq trafigining stoxastik jarayonining ishonchli ifodasi bo‘ladigan to‘g‘ri taqsimotni tanlashdir. Paket uzatish uchun kutilmagan talabga ega bo‘lgan yuqori tezlikdagi tarmoqlarda Pareto taqsimotiga asoslangan trafik modeli mavjud, ushbu model paketlarning kelish vaqtlaridagi uzoq muddatli korrelyatsiyani hisobga oladi [4, 8]. O‘ta yuklangan taqsimotlarning asosiy xususiyati shundaki, ular trafik parametrining tasvirlanishi bo‘yicha giperbolik tarzda tasvirlandi, bu esa yengil yuklanishli taqsimotlarga qarama-qarshi bo‘lib, ular eksponent ravishda tasvirlanadi. Pareto taqsimotining ehtimollik zichligi funktsiyasida “a” parametri - shakl parametrini va k - tasodifiy o‘zgaruvchan x ning minimal mumkin bo‘lgan ijobiy qiymatini ifodalaydi [5].
Pareto taqsimotining o‘rtacha qiymati - M, dispersiya - 𝜎² va variatsiya koeffitsienti – v teng.

H parametri va a shakl parametri o‘rtasidagi bog‘liqlik H= (3-a)/2 ifoda bo‘yicha aniqlanadi [9]. Ushbu ifodaga asoslanib, H parameter uzoq masofaga bog‘liqlik bo‘yicha (LRD) 0,7≤H≤0,9 qiymatlar oralig‘iga tegishli bo‘lib bunda a qiymat oralig‘i 1,6 ≥ a ≥ 1,2 ga teng bo‘ladi, lekin Pareto taqsimoti uchun chekli o‘rtacha va cheksiz dispersiya mavjud bo‘lib unga ko‘ra 1 ≤ a ≤ 2 ga teng.

Haqiqiy tizimlar uchun tasodifiy o‘zgaruvchilarning qiymatlari cheklangan.
O‘ziga o‘xshash jarayonlarni tavsiflash uchun cheklangan (chegaralangan) taqsimotni kiritish mumkin. Ushbu cheklangan taqsimot taqsimotning yuklanganlik shaklini o‘zgartirmasdan, tasodifiy o‘zgaruvchining maksimal qiymatini o‘rnatishga imkon beradi. Cheklangan taqsimot ikkita chegara mavjudligi bilan farq qiladi [6].
Cheklangan (yoki kesilgan) Pareto taqsimoti uchta parametrga ega bular: a, L va k. Standart Pareto taqsimotida bo‘lgani kabi, a shaklni aniqlaydi, k minimal qiymatni, L esa maksimal qiymatni bildiradi. [7-8]

PON tizimlari
Passiv optik aloqa tarmoqlari ovozli signal hizmatlari, standart va yuqori aniqlikdagi video (STV va HDTV) signal hizmtlari, videokonferensaloqa (interaktiv video) hizmatlari va ma’lumotlar trafigini almashish kabi turli hizmatlarni taqdim etish uchun mo‘ljallangan. Passiv optik tarmog‘ida manbadan manzilgacha signal almashish liniyasida faol elementlar mavjud emas. Passiv optik tarmog‘i optik tolalar, ulagichlar va splitterlar kabi passiv optik komponentlaridan tashkil topgan. Passiv optik tarmog‘idagi barcha uzatishlar optik liniya terminali (OLT) va optik tarmoq qurilmalari (ONU) o‘rtasida amalga oshiriladi (1-rasm). OLT markaziy aloqa offisida (CO) joylashadi va optik kirish tarmog‘ini magitral tarmog‘iga (MAN) yoki butun jahon internet tarmog‘iga (WAN) ulaydi. ONU uy qurilmasi - uygacha optik tola (FTTH) arxitekturasiga asoslanib optik tola yotqizilgan uyda joylashadi va quyi bo‘g‘inga trafik oqimini qabul qiluvchi qurilma hisoblandi. OLT orqali uzatiladigan Ethernet paketlari passiv 1:N splitterdan o‘tadi va har bir ONUga yetib boradi. OLT MAC (Media Access Control) protokoli yordamida hizmatlar o‘rtasida dinamik polasa kengligi taqsimoti va ustuvorlikni ta’minlaydi. Paketlar OLT tomonidan uzatiladi va ONU tomonidan ularning Media kirishni boshqarish (MAC) manzili asosida olinadi. PON OLT uskunasining asosiy funktsiyalarini to‘rt darajaga bo‘lish mumkin, bular fizik daraja, MAC daraja, paketlarni qayta ishlash va trafikni boshqarish darajalarga bo‘linadi. MAC darajasining funktsiyalari asosan signallarni kadrlarga ajratish, mediaga kirishni boshqarish, operatsiyalar, ma’muriyat va texnik hizmat ko‘rsatish (OAM), dinamik polasa kengligi ajratish (DBA), oldinga xatoliklarni tuzatish (FEC) va xavfsizlikni o‘z ichiga oladi. [9,10].

Public switched telephone network ^{Optical line terminal}

Optical fiber

ONU

ONU
Possiv optical splitter