話務量仿真研究綜述

邵海霞 肖霄

【摘要】本文介紹了話務量仿真的各種方法，并針對不同的仿真方法進行了較為細致的論述，可對從事話務量仿真研究工作方面的人員提供一定的參考。

【關鍵詞】電話網 ?話務量 ?仿真

【中圖分類號】G71 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻標識碼】A ? ? ?【文章編號】2095-3089（2015）05-0020-02

一、概述

話務量的大小取決于一定時間里發生的呼叫次數和每次呼叫占用交換設備的時長。話務量仿真是評估電話網性能的有效方法，尤其是電話網升級、拓撲結構改變時，話務量數據可為實際電話網規劃時提供依據。

二、話務量仿真方法

獲取話務量數據一般有三種方法：

1.測量法

（1）測量之前必須存在一個網絡實體，成本較高。為完成實驗需維持一個正運行的網絡，經濟代價很高;

（2）測量過程中為了適時取值，實驗可能持續過久;

（3）可能帶來一定風險，這要看正運行的網絡中的廠商提供的測量和監視工具是否把它們作為網絡軟件不可分割的部分。

常用的測量工具有：HP Netmetrix流量監控系統、Netscout網絡探針、Sniffer工具。

2.解析法

用解析模型來評價網絡的各項性能，網絡模型設計者需要很大的努力才能設計出精確反映被研究的系統的性能模型。精簡的解析模型一般求解很快，但容易求解的數學模型并不能直接用來描述實際通信網絡的性能和系統特性;復雜模型雖然精度高，但往往消耗大量的時間，獲得性能十分困難。

（1）容量比重法

根據交換局的交換機容量來進行流量分配求解的一種方法。容量比重法求解話務流量的方法有兩種形式。一種是根據交換局的容量求解;另一種是完全依據話務量求解局間話務流量。

容量比重法是一種理想的方法，在做最佳經濟分析時使用;由于它以建局時的因素作為依據，隨著電話網的升級改造，不同地理因素會導致各局間流量產生較大偏差。

（2）吸引系數法

通信網內各局間的吸引系數表示各局用戶間實際聯系的密切程度。吸引系數法適于容量比較小的城市進行短期預測，而吸引系數的確定首先是根據地理位置、兩局間的經濟、文化狀況及行政關系等因素給出初始值，然后不斷加以調整并隨著電話網的發展而修正。

（3）重力法

當已知某局總發話話務量的預測值，但缺乏相關各局話務量的歷史數據和現狀數據時，為了將其總發話話務量的預測值分配到各局去，可采用重力法得到局間話務流量預測值。根據統計分析得出，兩局間的話務流量與兩局的用戶數的乘積成正比，而與距離的k次方成反比，重力法適于話務量變化較大的本地話務或長途話務預測，但其存在很大不足：

①局間距離并不代表用戶間真正平均距離;

②本局間距離為零，不能使用重力法求解本局話務量，而實際上本局用戶間存在距離，因此只能人為確定本局話務量。

由于規劃期內局所數目將要變動，局所有大小之分，利用重力法表現在預測結果上就是某些局來去話務量嚴重失衡。

（4）雙因子平衡法

在已知各局來流量、去流量預測值的條件下，在現有已知的流量矩陣的基礎上，通過反復調整迭代，使得網中各局的去流量之和與來流量之和兩個因子相等或近似相等，且迭代的結果應保證來流量之和、去流量之和與預測值之間的誤差小于規定值。適于沒有新局出現（如擴容）的情況下的流量預測。

3.模擬法

通過建立電話網的計算機模擬模型評估電話網性能。使用模擬技術可以任意詳細地構建網絡模型，無需嚴格的數學抽象，建模過程也比較直接。

（1）真實服務過程法

以簡化的網絡系統服務的隨機過程作為仿真模型。主要用于任何復雜結構的交換系統和電話網絡的仿真。

（2）馬爾可夫過程

描述交換系統服務過程的基本的數學模型，屬于無時鐘算法。交換系統中發生的隨機過程是一個狀態離散的馬爾可夫過程，過程的狀態不斷變化著。馬爾可夫過程需要對數據進行處理。如對系統狀態概率分布的確定、話務量呼損的計算、溢出比的收集。

（3）Petri 網模型

一種系統描述和分析的工具。對于一個系統如果能構造出它的Petri網模型，并對其進行徹底分析，就能揭示出被模擬系統在結構和動態行為方面的許多重要信息。如果對Petri網的定義加以擴展，就可以用來描述通信網內部各實體和動態過程。目前Petri網已用于設計和開發通用的通信網絡模擬系統。

三、常用網絡仿真軟件

當前的主流網絡仿真軟件有OPNET和NS2。

1. OPNET軟件

OPNET公司起源于麻省理工學院，1987年OPNET公司發布了它的第一個商業化的網絡性能仿真軟件，使得具有預測性的網絡性能管理和仿真成為可能。至今OPNET已經發行到了16.0上版本。它的產品除Modeler外，還包括IT Guru、SP Guru、OPNET Development Kit和WDM Guru等。

2. NS2軟件

NS2是一種面向對象的網絡仿真器，由UC Berkeley開發而成。可以用于仿真各種不同的IP網，NS2也為進行局域網的仿真而實現了多播以及一些MAC 子層協議。事件調度器計算仿真時間，并且激活事件隊列中的當前事件，執行一些相關的事件，網絡組件通過傳遞分組來相互通信，但這并不耗費仿真時間。所有需要花費的仿真時間來處理分組的網絡組件都必須要使用事件調度器。