3.2.1.1. Lưu lượng kờnh thoại:
Khỏi niệm về lưu lượng (của kờnh truyền) hiểu theo nghĩa hẹp được hỡnh thành gắn liền với 1 kờnh thoại truyền thống sử dụng đụi cỏp kim loại. Trong đú, để đỏnh giỏ mức độ sử dụng đường truyền người ta quan tõm đến thời gian đườngdõy bị chiếm dụng để truyền tải cỏc thụng tin hữu ớch. Khoảng thời gian này khụng chỉ phụ thuộc vào số cuộc gọi thành cụng trong một khoảng thời gian quan sỏt mà cũn phụ thuộc vào độ dài ngắn của cỏc cuộc đàm thoại.
Trong khoảng thời gian quan sỏt, trung bỡnh trong 1 (giõy) đường dõy bị chiếm dụng 0,06 (giõy) để truyền thụng tin hữu ớch, lưu lượng của kờnh thoại sẽ là :
A= 0,06/1= 0,06 (earlang/line)
Lượng thụng tin được truyền qua 1 kờnh thoại trong khoảng thời gian t sẽ là: T = t * A * 64(Mb/s).
3.2.1.2. Lưu lượng hiểu theo nghĩa rộng
Thuật ngữ lưu lượng trong viễn thụng (Traffic) chỉ lượng thụng tin được chuyển tải qua kờnh, nú phụ thộc vào tốc độ trung bỡnh của kờnh thụng tin và thời gian thực hiện việc truyền dẫn
Lưu lượng kờnh truyền luụn gắn liền với một kờnh hay một nhúm kờnh truyền dẫn thụng tin (đụi dõy cỏp đồng cho thuờ bao thoại, luồng trung kế E1..), đú là đại lượng đỏnh giỏ hiệu suất sử dụng kờnh truyền.
Ta xem xột 1 kờnh truyền dẫn thụng tin trong 1 khoảng thời gian nào đú: Tần suất trung bỡnh xuất hiện của cỏc cuộc gọi (số lần chiếm dụng kờnh trung bỡnh trong 1 giõy): là f (lần), thời gian chiếm dụng trung bỡnh mỗi cuộc gọi là to giõy. Lưu lượng của kờnh truyền sẽ là: Ak= to.f (erlang/kờnh)
Tốc độ trung bỡnh của kờnh truyền là Ro(Kb/s), lưu lượng được chuyển qua kờnh trong thời gian t sẽ là: T= Ro*Ak * t (Kb)
Khi ta đề cập cỏc thuờ bao, hay cỏc kờnh truyền loại k nghĩa là chỳng cú cựng lưu lượng Ak (erlang/kờnh).
3.2.1.3. Tớnh lưu lượng vào, ra cho 1 vựng lưu lượng
Xột 1 vựng lưu lượng. Dựng phương phỏp mụ phỏng lưu lượng thụng tin với 1 vựng lưu lượng theo sơ đồ mạng 4 cực như sau:
Trong đú: OriT: Lưu lượng xuất phỏt TerT: Lưu lượng kết cuối IntT: Lưu lượng nội vựng OutT: Lưu lượng đi ra IncT: Lưu lượng đi tới
TraT: Lưu lượng chuyển tiếp.
Cụng thức tớnh lưu lượng đi ra OutT: OutT = (OriT – IntT) + TraT T(in) (tổng LL vựng) TerT OriT IntT IncT OutT
Cụng thức cho ta biết lưu lượng đi ra khỏi vựng sẽ bằng Tổng lưu lượng xuất phỏt trừ đi phần lưu lượng nội vựng (nhu cầu liờn lạc nội bộ trong vựng), cộng lưu lượng chuyển tiếp qua vựng đú.
Cụng thức tớnh lưu lượng đi tới IncT: IncT = (TerT-IntT) – TraT
Lưu lượng đi tới vựng sẽ bằng lưu lượng kết cuối trừ lưu lượng nội vựng, cộng lưu lượng chuyển tiếp qua vựng đú.
Tổng lưu lượng vào, ra 1 vựng lưu lượng sẽ được tớnh theo cụng thức:
T(ex) = OutT + IncT
Cỏch tớnh lưu lượng của nhúm kờnh thoại:
Với 1 kờnh thoại truyền thống (sử dụng đụi dõy cỏp đồng) lưu lượng Ak cú thứ nguyờn là erlang/line. Đõy là đại lượng xỏc định hiệu xuất sử dụng kờnh truyền, bằng phương phỏp thống kờ và tham khảo từ cỏc hóng cung cấp dịch vụ như NTT, … VNPT đó xỏc định một cỏch định lượng như sau:
+Khu vực thành phố, tỉnh lỵ và khu cụng nghiệp: Ak = 0,1 erlang/line +Khu huyện lỵ: Ak = 0,08erlang/line
+Khu vực phụ cận tỉnh lỵ, huyện lỵ: Ak = 0,06 erlang/line +Khu vực vựng sõu vựng xa : Ak = 0,04erlang/line
Xột trong vựng lưu lượng cú tổng số thuờ bao thoại là L, cú n nhúm thuờ bao, trong mỗi nhúm (nhúm i) cú Li thuờ bao cú lưu lượng Ai (erlang/line).
L = n i i 1 Li (3.1)
Tổng lưu lượng của L thuờ bao: T =
n i i 1 Li.Ai (3.2) = OriT + TerT 3.2.2.Ma trận lưu lượng:
Trong một Quốc gia hay vựng lónh thổ, cỏc nhà quy hoạhc mạng Viễn thụng sẽ chia ra thành cỏc vựng lưu lượng để thuận tiện cho cụng tỏc dự bỏo và xõy dựng mạng. Số vựng lưu lượng khụng phải là 2 hay 3 vựng, mà cú thể là rất nhiều (n vựng lưu lượng). Để thuận tiện cho việc thể hiện và tớnh toỏn lưu lượng thụng tin
trao đổi giữa cỏc vựng ta sử dụng cỏc ma trận lưu lượng với n hàng n cột (ma trận vuụng). Ngoài cỏc thụng số về tờn vựng lưu lượng, mỗi phần tử T(i,j) sẽ là lưu lượng xuất phỏt từ vựng thứ (i) đến vựng (j).
Ma trận lưu lượng cũng là hỡnh thức để cỏc cỏch nhà Quy hoạch mạng đưa ra cỏc kết quả về lưu lượng làm cơ sở cho cỏc bước tiếp theo.
Khi xõy dựng bất kỳ tuyến truyền dẫn nào ta cũng cú thể tớnh toỏn 1 cỏch đơn giản kớch cỡ mạng từ ma trận lưu lượng núi trờn.
3.2.3.Cỏc bước dự bỏo lưu lượng
Dự bỏo lưu lượng là đỏnh giỏ số lượng của lưu lượng kờnh truyền tại một thời điểm khi mà nhu cầu về sử dụng cỏc dịch vụ Viễn thụng (thoại và phi thoại) đó đựơc thực hiện. Kết quả của dự bỏo được sử dụng để lập kế hoạch quản lý và nghiờn cứu lý thuyết tối ưu hoỏ mạng sao cho sử dụng tốt nhất về lưu lượng. Đõy là một bài toỏn cú ý nghĩa rất lớn về hai mặt kinh tế và kỹ thuật được cỏc nhà quản lý ngành Viễn thụng và cỏc nhà khai thỏc, cung cấp dịch vụ đặc biệt quan tõm.
Dự bỏo lưu lương cú rất nhiều phương phỏp khỏc nhau, nhưng núi chung cần thực hiện theo cỏc bước cơ bản như sau:
Bước 1 Xỏc định mục đớch và đối tượng của dự bỏo. Trong đú mục đớch, lưu lượng
và thời điểm dự bỏo sẽ được xỏc định.
Bước 2 Thu thập dữ liệu cà đưa ra cỏc giả định: Đưa ra cỏc giả định của dự bỏo như
thay đổi hệ thống cước và cỏc dự ỏn phỏt triển của địa phương... Dữ liệu về xu hướng của nhu cầu lưu lượng cũng được thu thập và phõn tớch
Bước 3 Nghiờn cứu xu hướng lưu lượng: Cỏc đăc trưng lưu lượng được ghi lại và
phõn tớch gồm cú: xu hướng lưu lượng theo thời gian, tỏch biệt xu hướng lưu lượng của địa phương và Quốc gia, cỏc nhõn tố chớnh tỏc động đến lưu lượng (Số thuờ bao, ...), quan hệ của lưu lượng và sự phỏt triển của địa phương, sự thay đổi lưu lượng theo thời gian.
Bước 4 Chọn phương phỏp dự bỏo: Xem xột cỏc đặc trưng của lưu lượng và sự biến
Bước 5 Tớnh lưu lượng năm cơ sở: Lưu lượng trung bỡnh của năm được so sỏnh,
tớnh toỏn.
Bước 6 Dự bỏo lưu lượng: Giỏ trị dự bỏo được tớnh bằng phương phỏp chuỗi thời
gian, hoặc bằng cỏch nhõn tỉ lệ tăng lưu lượng với lưu lượng cơ sở.
Bước 7 Kiểm định và xỏc định giỏ trị dự bỏo: Xem xột cỏc đặc trưng thay đổi của
cỏc yếu tố được sử dụng trong dự bỏo, giỏ trị dự bỏo được so sỏnh với lưu lượng tổng thể và cỏc vựng lưu lựng tương tự.
Bước 8 Tớnh lưu lượng so sỏnh: Lưu lượng so sỏnh là lưu lượng trung bỡnh của năm
so sỏnh.
Bước 9 Tổng hợp cỏc kết quả: Cỏc kết quả được soạn thảo gồm dữ liệu cơ sở để dự
bỏo lưu lượng (lưu lượng so sỏnh và số thuờ bao), kết quả dự bỏo, cỏc giả định cho dự bỏo và cỏc cơ sở để kiểm định/ xỏc định kết quả dự bỏo.
Bước 10 Duy trỡ dự bỏo: Để hoàn thiện phương phỏp dự bỏo cú độ chớnh xỏc cao
hơn cần phải liờn tục so sỏnh kết quả dự bỏo và cỏc giỏ trị thực. Cỏc giỏ trị thực cú thể được thu thập từ cụng tỏc đo đạc thực tế trờn mạng bằng cỏc thiết bị chuyờn dụng.
3.2.4.Phương phỏp dự bỏo đó được ỏp dụng cho mạng Viễn thụng Việt Nam: Nam:
3.2.4.1. Dự bỏo của DETECON
Phương phỏp dự bỏo của DETECON ỏp dụng ở Việt Nam (trong đề ỏn VIE/89/006) cũng dựa trờn cỏc nguyờn tắc chung kể trờn. Cỏc số liệu dự bỏo chủ yếu dựa trờn mối tương quan giữa mức thu nhập quốc dõn trờn đầu người và mật độ điện thoại, phõn bố giữa cỏc tỉnh dựa trờn những chỉ số giỏ trị.
DETECON ỏp dụng phương phỏp dự bỏo nhu cầu điện thoại kiểu trờn xuống. Dự bỏo kiểu trờn xuống được hỡnh thành dựa trờn cơ sở tương quan kinh tế vĩ mụ giữa mật độ đường điện thoại và mức thu nhập quốc dõn theo đầu người. Cỏc số liệu dự bỏo bao gồm: mức thấp, mức cao và mức thoả hiệp.
Dự bỏo nhu cầu về điện thoại ở mức cao: Theo phõn tớch trong đề ỏn VIE/89/006 thỡ dự bỏo ở mức cao cú rất nhiều lý do. Sự tăng trưởng của mức lương,
của mức tiờu thụ, trỡnh độ giỏo dục, sự khộo tay và nguồn tài nguyờn lớn của Việt Nam ở hải ngoại, tất cả những điều đú cho khả năng khụng những đưa nền kinh tế Việt Nam cao hơn những con số dự kiến hiện nay, mà cũn cú khả năng đưa sự phỏt triển với sự phỏt triển với sự linh hoạt đi từ một nờn kinh tế kế hoạch hoỏ tập trung đến một nền kinh tế thị trường tự do và phỏt triển
Dự bỏo nhu cầu điện thoại ở mức thấp: Cơ sở để đỏnh giỏ mức nhu cầu đường điện thoại được dựa trờn những số liệu trong nước. Thu nhập của Việt Nam được đỏnh giỏ theo từ ngữ Thu nhập quốc dõn và cú giỏ trị số 210 Đụ la Mỹ theo đầu người, tăng 8,3% hàng năm.
Cụng thức được DETECON sử dụng trong dự ỏn VIE/89/006 để dự bỏo nhu cầu điện thoại ở Việt Nam là hàm số sau:
Log Y = a + b Log X
Trong đú: Y: Mật độ nhu cầu đường điện thoại
X: Thu nhập quốc dõn theo đầu người
a và b: Cỏc hệ số
Trị số của những hệ số này: a = - 2,66411; b = 1,009725
3.2.4.2. Chương trỡnh dự bỏo và kế hoạch mạng của Telstra:
Cụng cụ dự bỏo và thiết kế mạng của Telstra giới thiệu bỏo gồm: - Chương trỡnh Foreman
- Chương trỡnh Captain
Telstra đó sử dụng cỏc chương trỡnh này để tớnh toỏn dự bỏo cho viễn thụng Việt Nam. Thuật toỏn dự bỏo số thuờ bao ( Subscriber Forecasting Procedure) được sử dụng trong dự bỏo của Telstra như sau:
Tỷ lệ tăng dõn số [Population Growth (PopG)] PopG (1996) = 1,9%
PopG (2000) = 2,25%
PopG (n) = PopG (n-1) + 1/4 PopG (2000) – PopG (1996) ; n = 1997 đến 1999
PopG (n) = PopG (n-1) + 1/15 PopG ( 2015) – PopG (2000); n = 2001ữ2010 Dõn số: [Population (Pop)]
PopG (1996) = 74.106
Pop (n) = Pop (n-1) . [1+ PoG(n)]
Số người trong một hộ gia đỡnh: Household Size (HS) HS (1996) = 5
HS (2015) = 3
HS (n) = HS (n-1) + 1/19 [HS (2015) – HS (1996)]; n = 1997 ữ2010 Số hộ gia đỡnh [Number of Houschold (NH)]
NH (n) = Pop (n)/HS (n) Thu nhập quốc dõn: GDP
GDP (1996) = 270.1012.
GDP (n) = GDP (n-1). [1+ GDPG(n)] GDP/Pop
Tỷ lệ tăng thu nhập quốc dõn: [GDPG)] GDPG (1996) = 9,4% GDPG (2000) = 9,6% GDPG(n) = GDPG (n-1) + 1/4 [GDPG(2000)- GDPG(1996)]; n = 1997ữ1999 GDPG (2015) = 5% GDPG (n) = GDPG (n-1) + 1/15[GDPG(2015) – GDPG(2000)];n=2001ữ2010
Hệ số đàn hồi [GDP Elasticty (GDPE)]
Tobe estimated: GDPE (1996) =3,4… GDPE (2010) = 0,4 Tỷ lệ tiếp nhận [Takeup Rate (TR)]
TR (1996) = 69% TR (2000) = 80%
TR (n) = TR (n-1) + 1/4[TR (2000) – TR(1996)];n =1997ữ1999 TR (2005) = 90%
TR (2010) = 100%
TR (n) = TR (n-1) + 1/5 [Tr(2010)-TR(2005)];n =2006ữ2009 Tỷ lệ nhu cầu (Deman Weighi (DW)]:
1996 Tư nhõn (Residentral) = 37,5% Kinh doanh (Business) = 55% Chớnh phủ (Government) = 7,5%
Tăng đều đến 2015: DW(n) = DW (n-1) + 1/19[DW (2015) –DW(1996)] Số yờu cầu khụng được đỏp ứng [Unmet Demand (UD)]
UDi (n) = DCTi (n) –ACTi(n)
Số đường điện thoại trung bỡnh [Average Line (AVL)] Chương trỡnh dự bỏo lưu lượng Foreman:
Hai tệp đầu vào của phần mềm này là matload.txt và totraf.txt.
- Số thuờ bao thoại cho năm dự bỏo và cường độ sử dụng điện thoại trung bỡnh của thuờ bao được đưa vào tệp totraf.txt.
- Ma trận phõn bố lưu lượng được đưa vào tệp matload .txt.
- Cú hai thao tỏc chớnh được thực hiện với chương trỡnh này là cõn bằng ma trận lưu lượng cơ sở và xõy dựng ma trận điểm cho năm dự bỏo.
- Nhận xột: Foreman là cụng cụ để thực hiện dự bỏo ma trận lưu lượng thuận tiện +Phần mềm kế hoạch mạng Captain:
Chương trỡnh Captain của hóng Telstra dựng để định cỡ mạng chuyờn mạch liờn dài. Phần mềm này cho phộp tớnh số kờnh liờn dài với những giỏ trị tổn thất (GOS) khỏc nhau. Cụng cụ này cũn cho phộp thiết lập việc định tuyến cố định hoặc tự động. Một số nhận xột về tớnh năng của chương trỡnh Captain:
Ưu điểm:
- Giao diện tiện dụng
- Số liệu đầu vào khụng phức tạp
- Tớnh được số kờnh thoại di/ đến của một tổng đài với cỏc tổng đài khỏc trong mạng
- Dựng lượng chương trỡnh khụng quỏ lớn (theo kớch thước bộ nhớ) Nhược điểm:
- Khụng đưa mụ hỡnh chi phớ trang thiết bị để tối ưu mạng
- Cỏc tham số định kớch cỡ mạng khụng khai bỏo được cho từng cấp mạng - Khụng thiết kế được mạng truyền dẫn
3.2.4.3. Phần mềm tập kế hoạch mạng Plan ITU
PLANITU là cụng cụ phần mềm lập kế hoạch mạng của ITU -T dựng cho việc xỏc định kớch cỡ và tối ưu hoỏ mạng Viễn thụng. Cụng cụ này nhằm hỗ trợ cho nhà thiết kế mạng tỡm được giải phỏp tối ưu về giỏ thành chi phớ cho việc phỏt triển mạng viễn thụng.
PLANITU cú thể dựng được để thiết kế: - Mạng nội hạt;
- Mạng nụng thụn; - Mạng quốc gia; - Mạng quốc tế.
PLANITU cú khả năng giải quyết cỏc vấn đề sau:
- Tỡm vị trớ tối ưu đặt tổng đài và vựng thuờ bao mà nú bao phủ - Lựa chọn cỏc thiết bị chuyển mạch và truyền dẫn
- Xỏc định cấu trỳc mạng chuyển mạch, định tuyến, tớnh số kờnh thoại - Tỡm tuyến truyền dẫn và tổ hợp thiết bị truyền dẫn tối ưu
Tuy nhiờn, đối với việc thiết kế mạng viễn thụng quốc gia, PlanItu bỏ qua bước tỡm biờn giới mạng thuờ bao.
Số liệu đầu vào
PlanItu nhận dạng số liệu đầu vào theo ba kiểu mạng: Thành thị, nụng thụn và quốc gia hoặc quốc tế. Bảng sau đưa ra túm tắt chức năng của cỏc tệp đầu vào PlanItu dựng cho việc thiết kế mạng quốc gia.
Bảng IV. 1: Chức năng của cỏc tệp đầu vào PlanItu Tờn tệp Nội dung
* INP Khai bỏo kiểu mạng, tham chiếu đến vị trớ của cỏc tệp cũn lại EXDEF.* Khai bỏo cỏc thụng số liờn quan đến tổng đài
ROUT.* Khai bỏo phương ỏn định tuyết giữa cỏc cấp mạng COSW.* Khai bỏo giỏ thành kờnh thoại giữa cỏc cấp mạng ESCOST.* Khai bỏo giỏ thành, kớch thước của cỏc loại tổng đài BUILD.* Khai bỏo cỏc loại nhà chứa tổng đài
GOS.* Khai bỏo ma trận tắc nghẽn cho phộp giữa cỏc cấp mạng TRAN SYS.* Khai bỏo giỏ thành, kớch thước của cỏc hệ thống truyền dẫn NODES.* Khai bỏo nỳt mạng
LINKS.* Khai bỏo quan hệ truyền dẫn giữa cỏc nỳt mạng TRAF.* Khai bỏo ma trận lưu lượng của năm cần tớnh
PROFILES.* Khai bỏo kiểu diễn biến lưu lượng đặc trưng cho cỏc nỳt mạng Kết quả đầu ra
Phụ thuộc vào kiểu mạng thiết kế, chương trỡnh PlanItu đưa ra cỏc kết quả tương ứng. Tờn, chức năng cỏc khối dữ liệu đầu ra dành cho việc thiết kế mạng quốc gia được chỉ ra trong bảng như sau:
Bảng IV.2: Chức năng khối số liệu đầu ra của PlanItu
Tờn khối Chức năng
Đặc tả số liệu đầu vào chi tiết
Kết quả biến đổi từ số liệu đầu vào nguyờn bản của PlanItu, số liệu đầu ra đưa ra cỏc tiờu đề chủ giải tương ứng.
Tuyến truyền dẫn
Kết quả của tất cả cỏc tuyến truyền dẫn trờn toàn mạng. Thụng tin bao gồm nỳt đầu - cuối, khoảng cỏch địa lý, số kờnh thoại và số hệ thống truyền dẫn được chọn
Chi phớ mạng Kết quả tổng chi phớ trờn toàn mạng và chi phớ chi tiết cho truyền dẫn cũng như chuyển mạch
Tổng đài Thụng tin số kờnh thoại đi/đến cho bất kỳ tổng đài nào trờn mạng
Hệ thống
truyờng dẫn
Thụng tin tổng hợp như số lượng, số bộ lặp, tổng chiều dài và lưu lượng quỏ giang qua nú
Quan hệ tổng đài tới cỏc tổng đài khỏc
Khối đầu ra này liờn quan tới lưu lượng và định tuyết. Đối với mỗi tổng đài, bảng kết quả chỉ ra nhu cầu lưu lượng, số kờnh thoại, độ sẵn sàng của mạng, xỏc suất tắc nghẽn và cỏc định tuyết tới cỏc tổng đài cũn lại trờn mạng.
3.2.4.4. Kết quả dự bỏo cho mạng Viễn thụng của VNPT
Như cỏc phương phỏp nờu trờn, việc dự bỏo lưu lượng Viễn thụng được thực hiện bằng cỏc phần mềm với cỏc thụng số đầu vào hết sức đa dạng và thuộc nhiều lĩnh vực. Mục đớch của luận văn là đưa ra phương phỏp luận, do vậy sẽ sử dụng một số kết quả sẵn cú làm số liệu đầu vào cho quỏ trỡnh tớnh toỏn.