Liszkai János • Az egyirányú keretkésleltetés vizsgálata elengedhetetlen része 1a minőségi Ethernet alapú szolgáltatásoknak

• a reflektor eszköztől a forrásig mért késleltetés,• a reflektor eszköz feldolgozási ideje.

Egyirányú késleltetés - One-way modeA keretkésleltetés irányonként kerül mérésre, így két értéket kapunk iránytól függően.

A keretkésleltetés mérésének tipikus és könnyen kivitelezhető módja a kétirányú késleltetés mérése volt sokáig. Manapság az új késleltetés érzékeny szolgáltatások nagyobb kihívást jelentenek a telepítőknek és szolgáltatóknak. Szükségessé vált az irányonkénti keretkésleltetés mértékének meghatározása ahhoz, hogy garantálni tudják a szolgáltatás minőséget.

Manapság egyre több késleltetés érzékeny szolgál-tatás telepítésére kerül sor a csomagkapcsolt hálózatokban. A telepítők és üzemeltetők dolga a szolgáltatások minőségének vizsgálata, hogy bizto- sítható legyen a felhasználói megelégedettség a megnövekedett igények mellett is.

A keretkésleltetés, vagy másik nevén Latency, a mai hálózati szolgáltatások kulcsfontosságú telje- sítmény paraméterei közül az egyik, amit mérni tudni kell. A keretkésleltetés általánosságban kifejezi azt az időt, ami szükséges ahhoz, hogy a keret elérje a célját. Kétféle módon mérhető:

Kétirányú késleltetés - Round-trip modeA keretkésleltetés mérése ebben az esetben a távolvégen alkalmazott reflektor eszköz (looping device) felhasználásával történik. Mértéke 3 tag-ból tevődik össze:• forrástól a reflektor eszközig mért késleltetés,

Az egyirányú keretkésleltetés vizsgálata elengedhetetlen része a minőségi Ethernet alapú szolgáltatásoknak

1. ábra: Kétirányú-, és egyirányú késletetés mérése

2 EQUICOM Méréstechnikai Kft. • © 2012 Minden jog fenntartva • www.equicom.hu

Csomagalapú szinkron

A mobil backhaul hálózatok csomagkapcsolt háló-zatokká válnak, Ethernet alapú szinkronizációs eljárásokra van szükség ahhoz, hogy frekvencia- és fázisszinkronizáció biztosítható legyen a torony és az állomások között. Az IEEE 1588v2 Precise Time Protocol (PTP) technológia lehetővé teszi a hatékony frekvencia- és fázisszinkronizációt a központ és a kliensek órái között a csomagok cseréjével.

Hasonlóan a valós idejű szolgáltatásokhoz, ez a technológia is roppant érzékeny az egyirányú késleltetésre és annak időbeli változására:

Egyirányú keretkésleltetésA PTP feltételezi, hogy a késleltetés közel szim-metrikus mindkét irányban, továbbá ezzel számol a fázis különbség esetében is a központ és a kliens között. Amikor a feltételezés megfelelő, a PTP könnyen azonosítja az átviteli késleltetést a köz-pont és a kliens közötti forgalom során.

Néha előfordul, hogy a PTP csomagok különbö-ző késleltetést szenvednek az egyes irányokban, ami visszavezethető az átviteli utakban tapasztalt a különböző mértékű torlódásra. Az aszimmetrikus jelenségek jelentős hibát okozhatnak a kliens oldali időszinkronban a pontos offset érték becslése során. Frekvencia és fázis különbség alakul ki, ha ezt a központi órához viszonyítják.

Például a központtól a kliens irányban a PTP csomagok 7 ms késleltetést tapasztalnak, a másik irányban ez 3 ms. A PTP offset becsült értéke 5 ms irányonként. Ez egy hibás következtetés, hiszen 2 ms eltérés jelenik meg offsetben a kliens oldalon, ami az ottani fázis szinkront fogja elrontani.

Valós idejű szolgáltatások

A Voice over IP (VoIP) és a video over IP (IPTV) új osztályát képviselik az IP alapú szolgáltatásoknak, ahol a multimédia adatfolyam a csomagkapcsolt hálózaton megszokott módon továbbítódik. A háló- zattal szemben elvárás, hogy ezek a csomagok valós időben kerüljenek továbbításra és feldolgozásra, miközben nem történhet csomagvesztés, hiszen az elveszett csomagok reprodukálására és újrakül-désére már nincs megfelelő idő. Ezek az alkalma-zások a csomagvesztés megszüntetése mellett kifejezetten érzékenyek az egyirányú keretkéslel-tetésre, és annak időbeli változására az egyirányú jiterre.

A VoIP alkalmazás szigorú elvárásokat támaszt az egyirányú késleltetés tekintetében, mivel a hangcsomagoknak bizonyos idő alatt el kell tudni érni a célt. Az IPTV a jitterre kifejezetten érzékeny. A set-top box általános esetben egy meghatározott sebességgel dolgozza fel és jeleníti meg a videó és audió tartalmat. Mindemellett a technológia átmeneti tárolót (buffer) tart fent azzal a céllal, hogy az újraküldés ne rontsa a szolgáltatás minő-ségét. A jitter egy rendszeresen visszatérő jelenség, jellemzően bizonyos időszakban kívánatosnál több csomag érkezik, máskor éppen kevesebb a várt-nál, ami ahhoz a hibához vezethet, hogy megáll a megjelenítés.

3. ábra: PTP késleltetés2. ábra:

Késleltetésérzékeny alkal-mazások

Liszkai János • Az egyirányú keretkésleltetés vizsgálata elengedhetetlen része 3a minőségi Ethernet alapú szolgáltatásoknak

Egyirányú keretkésleltetés változás – egyirányú jitterA PTP csomagok továbbításakor azok különböző késleltetést szenvednek. Szerencsére a PTP kliens- ben implementálásra került egy sajátos algoritmus, ami észleli a csomagok jelentős késleltetését és limitálja a késleltetés időbeli változását a kliens oldalon. Mindamellett az egyirányú keretkésleltetés változás még mindig alapvető oka a fázis hibának, amit kézben kell tartani, hogy közel azonos időt szolgáltasson a központi órához hasonlóan.

A keretkésleltetés alatt legtöbbször azt az érté- ket értik, amit az adategységek az oda-vissza irány- ban elszenvednek. A fent említett késleltetés érzékeny alkalmazások implementálása komoly méréstechnikai kihívást jelent a telepítők számára. Fontossá válik, hogy meglegyen a képességük a késleltetés irányonkénti mérésére, amikor a háló-zaton hang, illetve video adatfolyamok haladnak keresztül a hagyományos alkalmazások által gene-rált forgalom mellett.

Az egyirányú keretkésleltetés mérése EXFO megközelítésben

Az EXFO rendelkezik egy nagy teljesítményű és egyirányú késleltetés mérésére képes megoldással az FTB-8130NGE moduljában.

Globális időszinkronAz egyirányú keretkésleltetés mérésének alapja, hogy a mérés során globális időszinkront kell alkalmazni a mérőberendezésekben. Ennek hiánya mérési pontatlansághoz vezet, bizonytalanná és értékelhetetlenné teszi az eredményt.

Az EXFO újítása megszünteti ezt a problémát, mivel külső, globális időszinkront alkalmaz. Minden mérőberendezés rendelkezik pontos időszinkronnal és így képes mérni az egyirányú keretkésleltetést. Ez a megoldás két szinkronizációs technológiát támogat: CDMA vagy GPS.

Aszimmetrikus tesztAz egyirányú keretkésleltetés mérése elvégezhető mind az RFC 2544, mind az EtherSAM (Y.1564) teszt alkalmazás esetében, ha az un. kétirányú (bidirectional) módot használják. Ez a mód menedzseli a két eszköz közötti kapcsolatot, valamint lehetőséget biztosít automatikus kommunikációra, mint pl.: a mérés állapota, referenciaidő, stb. Ebben a módban a mérőberendezések közül az egyik un. „master”, míg a másik „slave” állapotban van, és képesek meghatározni külön-külön mindkét irányban az összes KPI (key perfromance parameter) paramétert, köztük az egyirányú keretkésleltetést is.

5. ábra: Szabványos Primary Reference Clock

4 ábra: CDMA és GPS idő-szinkron

6. ábra: Időszinkron késleltetés

4 EQUICOM Méréstechnikai Kft. • © 2012 Minden jog fenntartva • www.equicom.hu

EtherSAM és RFC 2544Mind az EtherSAM, mind az RFC 2544 eljárás lehe-tővé teszi az egyirányú keretkésleltetés mérését. Az ITU-T Y.1564 Service Activation Methodology (SAM) szabvány EXFO szerinti megvalósítása EtherSAM néven vált ismerté. Támogatja a szolgáltatások telepítését és a hibakeresést a mai időkritikus, és minőség érzékeny alkalmazások esetében. Két fázisból áll a mérési eljárás:• szolgáltatás konfiguráció ellenőrzése• szolgáltatás teljesítmény ellenőrzéseSegítségével lehetővé válik a szolgáltatás gyors telepítése és a hálózat teljesítőképességének vizsgálata pass/fail küszöbértékek használatával. Az egyirányú keretkésleltetés metódus kiegészíti az EtherSAM módszertanát. Mindkét fázisban irá-nyonként elérhetőek a mért KPI értékek.

EtherSAM (Y.1564) teszt

Szolgáltatás konfigurációElőször is a teszt forgalom – illeszkedve a szolgál-tatás jellegéhez – felfutó jellegű forgalommal (ramp test) ellenőrzi a hálózati konfigurációt, a beállított irányelvek teljesülését, a CIR-t (Committed Information Rate), majd az EIR-t (Excess Information Rate). Méri az egyirányú keretkésleltetést mindkét irányban és minden lépésben, majd összehasonlítja a kapott értékeket a kritériumként beállított pass/fail limitekkel.

Szolgáltatás teljesítményMásodik lépésben egyszerre terheli meg a hálóza-tot az összes szolgáltatás teszt forgalmával egészen a CIR értékig, hasonlóan ahhoz a szituációhoz, amikor az összes lehetséges alkalmazás maximális teljesít- ményt igényel. Ez egy kulcsfontosságú fázis az egyirányú keretkésleltetés szempontjából, hiszen a mérés során a hálózat teljes terhelésen kell, hogy üzemeljen.

RFC 2544 teszt

Az RFC 2544 mérési eljárást hálózati eszközök teljesít- mény mérésére fejlesztették ki labor környezetre, amelynek egyik nagy előnye az egyirányú keret- késleltetés vizsgálata. A Throughput mérés meg-

határozza a hálózat maximális átbocsátóképességét. A Latency mérés irányonként meghatározza a kés- leltetés értékét a maximális átbocsátóképesség mellett. A hálózati eszközgyártók és a hálózat telepítők az RFC 2544 segítségével meghatározhat- ják és összehasonlíthatják az egyirányú keretkés-leltetést a hibamentes és maximális átbocsátóké-pesség mellett minden szükséges keretmérettel.

Egyszerűsített, automatizált menedzsmentAz EXFO felfogása az, hogy egyszerű és intuitív tesztek is rendelkezésre álljanak a késleltetés méréséhez. Különböző riasztások és státuszjelzések folyamatos információkkal szolgálnak a mérés során. A hibákat azonnal jelzi, azok megszűntekor újraértékeli a mérési eredményeket és mindezeket automatikusan hajtja végre.

Egyirányú keretkésleltetést mérő alkalmazások

Az egyirányú keretkésleltetés mérése a hálózat életciklusának különböző aspektusából vizsgálható. Néhány példa:

PTP szolgáltatás előtelepítésének vizsgálata és hibakeresésA hálózati szolgáltatást telepítők az EtherSAM segítségével redukálhatják a PTP szolgáltatás telepítésének komplexitását azzal, hogy minősítik az adatátviteli útvonalat még azelőtt, hogy a speciális PTP telepítésre kerül. A megfelelő konfi-guráció ismeretében a telepítők az EtherSAM segítsé- gével szimulálhatják a PTP folyamatot, akár a legszélsőségesebb helyzetekre is.

Ez az eljárás ugyanúgy használható hibakere-sésre és a hálózati konfiguráció változtatását követően újraminősítésre is.

VoIP és IPTV szimuláció és hibakeresésAz EtherSAM másik fontos felhasználási területe

a VoIP és IPTV szimuláció az előtelepítés fázisában. A hagyományos eljárások hátránya, hogy csak az oda-vissza út együttes késleltetését képesek meg-mérni. A telepítők gyakran alkalmazzák az egyirányú késleltetés meghatározásához azt a módszert, hogy megfelezik az oda-vissza út késleltetésének értékét. Ez viszont visszafelé sülhet el egy esetleges hibás hálózati konfiguráció, torlódás, ill. egyéb esetben.

Liszkai János • Az egyirányú keretkésleltetés vizsgálata elengedhetetlen része 5a minőségi Ethernet alapú szolgáltatásoknak

Ha a VoIP forgalom túl nagy késleltetést szenved az egyik irányban, jelentős hatással lehet a beszélgetés minőségére. Az IPTV esetében is hasonló a helyzet. Ha túl magas a késleltetés változása a set-top-box irányában, érezhetően romolhat a videó és a hang minősége.

A hálózat telepítők és a technikusok az EtherSAM segítségével képesek szimulációs teszteket végezni VoIP és IPTV előtelepítési fázisában két mérőberen- dezés segítségével, amely meghatározza a késlel-tetés irányonkénti értékét és annak időbeli válto- zását. A másik fontos előnye még ennek a metódus- nak az, hogy egyszerre több szolgáltatást tudnak tesztelni ugyanazon a hálózati kapcsolaton, ezzel szimulálva azt az állapotot, amikor egyszerre több alkalmazás forgalma van jelen.

Hálózati teljesítmény vizsgálata labor körülmé-nyek közöttHa lehetőség van rá, szinte minden esetben javasolt egy új hálózati konfiguráció teljesítményének vizsgálata labor körülmények között. Ezzel elkerül- hetők a hibás konfigurációból adódó leállások, telje- sítmény csökkenések az éles környezetben. Az RFC 2544 mérési eljárás egyszerre egy szolgál-tatás teljesítmény mérésre alkalmas. A hálózati forgalom torlódása egy tipikus jelenség. Az egy-irányú késleltetés mérése szinte szükségesnek tűnik, hiszen csak így határolható be a probléma. Az RFC 2544 nem képes meghatározni az irányon-kénti késleltetés értékét, és így hibás következte-tésre késztetheti a technikai személyzetet.

Késleltetésérzékeny alkalmazások

Egyre több vállalat húz hasznot az egyirányú keret- késleltetés mérésével.

Bankok, kereskedelmi és pénzügyi vállalatokA késleltetés magas értéke gyakran okozhatja a tranzakciók megszakadását, ami pénzben kifejezhető veszteséget jelenhet egy vállalat számára. Manapság mindenki gyors hálózati kapcsolatokat szeretne biztosítani az ügyfelei számára. Ez csak kismértékű késleltetés mellet valósítható meg, illetve magába foglalja az egyezményes SLA-t is. Az oda-vissza út késleltetésének meghatározásával lehetetlenség pontos képet kapni arról, hogy az melyik irányban jelentkezik és milyen mértékben. Viszont az egy-

irányú keretkésleltetés megállapítása részletes vizsgálatot biztosít a telepítőknek és üzemelte-tőknek ahhoz, hogy elvárt értéken belül tartsák az SLA paramétereket.

Felhő alapú szolgáltatásokA felhő alapú szolgáltatások elterjedésével és a felhasználók számának növekedésével egyre nagyobb adatmennyiséget kell átmozgatni a háló- zaton. A hálózati forgalom torlódhat, ami jelentkez- het egyik, vagy másik, illetve mindkét irányban. Az adatátviteli sebesség és a használhatóság szoros kapcsolatban áll a késleltetéssel. Az egyirányú keret- késleltetés mérése lehetővé teszi a telepítőknek és üzemeltetőknek a szükséges teljesítmény és az SLA biztosítását.

Hálózati tárhely-, és letöltési szolgáltatásA felhő alapú szolgáltatásokhoz hasonlóan a tárhely-, és letöltési szolgáltatások szintén érzékenyek a késleltetésre a letöltési és feltöltési irányban egyaránt. Itt is fontos a gyors és megbízható adatátvitel.

Következtetés

A hálózatok fejlődésével a teljesítmény paraméte- rek mélyreható vizsgálata kulcsfontosságú tényező lett a végfelhasználói megelégedettségben. A KPI paraméterek leírják a hálózat karakterisztikáját, az egyirányú mérési eljárások alkalmazásával nyo-mon követhető a hálózat állapota. A feladat, és időkritikus alkalmazások, a csomagalapú szinkroni- záció, az egyirányú keretkésleltetés mostanában nagyon fontos KPI paraméterek.

Az egyirányú keretkésleltetés mérhető akár labor, akár terepi körülmények között az EXFO hordozható megoldásával, melynek neve: FTB-8130NGE Power Blazer teszt modul.

Kérjük kérdéseivel, észrevételeivel forduljon bizalommal munkatársainkhoz.www.equicom.hu

EQUICOM Méréstechnikai Kft. © 2012 Minden jog fenntartva Jelen kiadvány a jogtulajdonos írásos engedélye nélkül sem részben, sem egészben nem másolható, sem elektronikus, sem mechanikus eljárással, beleértve a fénymásolást, számí-tógépes rögzítést is.