Leistungscharakteristika von ATM-Netzen für ... - Torsten E. Neck

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ATM-SPEZIFISCHE LEISTUNGSCHARAKTERISTIK 113 Diensten mit kleinen Nutzdatenportionen festzustellen: durch die Blockungscharakteristik der Zelle müssen mehrere („lange“) Perioden des Quellsignales abgewartet werden, bis eine Zellübertragung stattfinden kann. Betrachtet man beispielsweise einen partikularen COM_DO-Kanal von MONSUN, der in einem angenommen konstanten Raster von 50 ms MV_COM-PDUs von 6 Oktett Länge anliefert, und soll ferner jede Zelle vollständig mit MV_COM-Paketen gefüllt sein, bevor sie übertragen wird, so müssen acht MV_COM-Pakete oder 400 ms abgewartet werden. Als Alternative bietet sich die Übertragung von nur teilweise gefüllten Zellen an, was einen Durchsatzverlust bewirkt. Für die erste Rechnung sei angenommen, daß die MONSUN-PDUs durch eine transparente AAL-CS ohne Hinzufügen von Overhead-Informationen auf die Größe des Payload-Feldes der ATM-Zellen geblockt werden. 3Tabelle 7.2 stellt die von dieser Quelle herrührenden Verzögerungen für MONSUN und ARTEMIS für die in Frage kommenden PDUs auf verschiedenen Ebenen zusammen: Tabelle 7.2: Abschätzung der Paketierverzögerungen in MONSUN/ARTEMIS Anwendung Kanal Layer Periode [ms] PDU- Länge PDUs/Zelle Paketier-Verzögerg. MONSUN COM_DO MV_COM Regelg. 50 6 8,0 400,0 ms TP4 50 14 3,4 171,4 ms DAT_UP Regelg. 15 32 1,5 22,5 ms TP4 15 40 1,2 18,0 ms ARTEMIS DAT_UP Regelg. 15 32 1,5 22,5 ms Wird jedoch ein aggregierter Kanal betrachtet, können die Zellen durch eine Mischung aus MONSUN-PDUs angefüllt werden, was die Paketierverzögerung reduziert. Die 3Tabelle 7.2 ist daher als Worst-Case anzusehen. Rechnet man bei die Verwendung von AAL3/4 mit einer Payload-Länge von 44 Oktetten, und setzt man voraus, daß die Blockung im CPCS geschieht, so kommt man auf folgende Werte: Tabelle 7.3: Abschätzung der Paketierverzögerungen auf AAL3/4 in MONSUN/ARTEMIS Anwendung Kanal Layer Periode [ms] PDU- Länge PDUs/Zelle Paketier-Verzögerg. MONSUN COM_DO MV_COM Regelg. 50 6 7,3 366,7 ms TP4 50 14 3,1 157,1 ms DAT_UP Regelg. 15 32 1,4 20,6 ms TP4 15 40 1,1 16,5 ms ARTEMIS DAT_UP Regelg. 15 32 1,4 20,6 ms Man erkennt, daß sich die höhere Effizienz bei Verwendung von AAL5 in diesem Falle nachteilig auswirkt. Diplomarbeit Torsten Neck
114 ÜBERTRAGUNG DER MULTIMEDIALEN DATEN ÜBER EIN ATM-NETZ 7.3.3 Zellverzögerung durch Multiplexen auf der Physikalischen Schicht 7.3.3.1 Kanalmultiplex im ATM-Netz Die Technik der VPI und VCI ermöglicht das Multiplexen verschiedener Verbindungen auf eine ATM-Übermittlungsstrecke. Die Zellen der gemultiplexten Datenströme sind mit einer der vereinbarten Bitrate entsprechenden Häufigkeit vertreten, aber unabhängig voneinander im Gesamtzellstrom verteilt. Anders formuliert, ergibt sich die Übermittlungsrate einer Verbindung aus der Zahl der ihr zugeordneten Zellen in einem hinreichend großen Beobachtungszeitraum (vgl. partikularer Kanal in den oberen Schichten). Durch die Zellratenentkopplung wird auf der Anschlußleitung immer ein kontinuierlicher Zellstrom übertragen. Zwischen den Zellen der verschiedenen Verbindungen fließen außerdem noch Signalisierungszellen und, falls erforderlich, Leerzellen. Die Belastung eines ATM-Multiplexanschlusses ist als Quotient aus Zahl der genutzten Zellen und Gesamtzahl aller Zellen definiert. Der Zugang der einzelnen Verbindungen zum ATM-Anschluß erfolgt über eine von allen Verbindungen genutzte Warteschlange (Zugangspuffer). In sie stellen die Verbindungen gemäß ihrer Übermittlungsrate Zellen ein, die vom ATM-Anschluß nach dem FIFO-Prinzip entnommen werden. Ist der Speicher voll, wird der Zugang blockiert und die nun ankommenden Zellen verworfen. Festlegungen für die Implementierung bestimmen, daß die Warteschlange so dimensioniert sein muß, daß die Wahrscheinlichkeit für den Zellverlust unter den Wert 10 -9 sinkt. 7.3.3.2 Statistische Aspekte des Zell-Multiplexens Der Abstand, in dem beim Zellmultiplex die Zellen einer Verbindung im effektiven Zellstrom auftreten, ist nicht festgelegt und somit als Zufallsvariable X mit diskretem Wertebereich (⊂ℵ 0 ) aufzufassen. Die Werte sind von der Übertragungsrate der Verbindung und der der anderen gemultiplexten Verbindungen abhängig. Unter dieser Voraussetzung läßt sich die Wahrscheinlichkeit dafür, daß zwischen zwei Zellen einer ersten Verbindung A n Zellen anderer Verbindungen liegen, schreiben (P A ist die Zellenwahrscheinlichkeit für die Verbindung A): n ( X = n + 1) = P ⋅(1 − P P ) A Ebenso läßt sich der partikulare Durchsatz Ξ 3 der Verbindung A mit Hilfe des Zellabstandes X A ausdrücken (diesmal als Zellrate, nicht als Bitrate): Ξ A = Bei zeitkontinuierlichen Diensten ist X eine Konstante (vgl. Multiplex im STM) und der Wert von X damit die Periode, Ξ der Takt des Quellensignales. Im zeitdiskreten Fall ist X die Zufallsvariable, die in hinreichend langen Beobachtungsperioden durch den Mittelwert µ approximiert und mit der Standardabweichung s charakterisiert werden kann. A 1 X A 40 A 40 Das Zeichen Ξ wird in optischer Anlehnung an das zuvor für den analogen Sachverhalt auf höheren Ebenen benutzte Θ gesetzt und zur inhaltlichen Verdeutlichung des Bezuges zur Zufallsvariable X. Ermittlung der Leistungscharakteristika ATM-basierter Inhouse-Netzwerkinstallationen
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