شبیه سازی VoIP در وایمکس با الگوریتم زمانبندی توسط OPNET

پروژه شبیه سازی VoIP در وایمکس با الگوریتم زمانبندی توسط OPNET

وایمکس یا WiMAX مخفف Worldwide Interoperability for Microwave Access است که يک تکنولوژي ارتباط راه دور می باشد و دستيابي ثابت به اينترنت را ایجاد مي کند. در حال حاضر سرعت WiMAX حدودا 40Mbps می باشد. با پیشرفت تکنولوژی شبکه های بیسیم، این شبکه ها می توانند جایگزین مناسبی و بسیار خوبی برای شبکه های کابلی شوند که وایمکس هم یکی از انواع شبکه های بی سیم است که در سال های اخیر، پیشرفت چشمگیر و قابل توجهی داشته است و روز به روز نیز به کاربران این شبکه بی سیم اضافه می شود.

امروز در این پست از سایت، پروژه شبیه سازی VoIP در وایمکس با الگوریتم زمانبندی توسط OPNET آپنت را به همراه فیلم آموزش فارسی مرحله به مرحله و داکیومنت آماده کرده ایم که الگوریتم های زمانبندی استفاده شده در آن عبارت اند از: الگوریتم زمانبندی ناخواسته (UGS) ، بی درنگ (RTPS) و غیر بی درنگ (NRTPS) می باشدند که هر کدام را شبیه سازی کرده و الگوریتمی که کمترین تاخیر را دارا است، بر طبق نتایج شبیه سازی ارائه داده ایم.

توضیحات بیشتر، تحلیل و بررسی نتایج، تصاویر خروجی پروژه و نتیجه گیری در ادامه مطلب …

زمانبندی و کیفیت سرویس (QoS) :

کیفیت سرویس یکی از ضروریات استاندارد می باشد. یک ارتباط IEEE 820.16 (وایمکس) به کیفیت سرویس وابسط است. پیام های مدیریتی DSA (dynamic service addition) و DSC (dynamic service change) برای این اهداف استفاده می شوند. چهار مورد از سرویس هایی که پشتیبانی می شوند را در ادامه شرح می دهیم: سرویس واگذاری ناخواسته (USG) ،سرویس سرکشی بی درنگ (RTPS) ، سرویس سرکشی غیر بی درنگ (NRTPS) و بهترین سعی (BE) . این ها مواردی هستند که اکثرا به صورت مستقیم از موارد مدریت ترافیک ATM CBR ،VBR ،ABR و UBR الهام می گیرند.

USG :

USG بی درنگ را پشتیبانی می کند و مناسب جهت اندازه بسته های ثابت و مدت ثابت است (مثل VoIP). این سرویس از بیشترین نرخ ترافیک پایدار ،حداکثر تاخیر ،تحمل Jitter و سیاست درخواست و ارسال بعنوان پارامتر استفاده می کند.

RTPS:

RTPS داده بی درنگ را با اندازه بسته های متغیر در بازه زمانی مشخص پشتیبانی می کند، مثل ترافیک ویدئو (MPEG). پارامتر های این سرویس کمترین نرخ ترافیک رزرو شده ، بیشترین نرخ ترافیک پایدار ، بیشترین تاخیر و سیاست های درخواست / ارسال هستند.

NRTPS:

NRTPS برای برنامه های غیر حساس به تاخیر استفاده می شود. آنها بسته هایی با اندازه های مختلف با یک حداقل نرخ داده لازم دارند. پارامتر های کیفیت سرویس در این نوع سرویس حداقل نرخ ترافیک رزور شده ،حداکثر نرخ ترافیک پایدار ، اولویت ترافیک و سیاست درخواست / ارسال است.

BE :

هر چند این بهترین سعی است ، این هم تعدادی پارامتر دارد ، در غیر این صورت این بسیار ساده می شود. حداکثر نرخ ترافیک پایدار، اولویت ترافیک، سیاست درخواست / ارسال از پارامترهای این سرویس هستند.

قابل ذکر است که روش های تعریف استاندارد برای سرقت پهنای باند از سوی دیگر ارتباط ها ، برای ترافیک piggyback یا پرس و جو ها و برای سرکشی کردن برای درخواست پهنای باند بالا می باشد. معمولا ارتباط ها از طریق سه کانال کنترل طی شده اند. کیفیک سرویس با سرکشی ایستگاه ها و یا از طریق درخواست های ساده ارسال شده به ایستگاه مرکزی اختصاص داده می شوند.

شکل زیر مسیر شیارهای فیزیکی اختصاص داده شده توسط ایستگاه مرکزی در حداکثر مدت زمان را نشان می دهد.

تحلیل و بررسی نتایج:

نتایج بدست آمده از شبیه سازی حاکی از آن است الگوریتم زمانبندی USG که همان الگوریتم زمانبندی ناخواسته است دارای کم ترین تاخیر در شبکه وایمکس شبیه سازی شده در بین دو الگوریتم دیگر که الگوریتم های بی درنگ و غیر بی درنگ هستند و پس می توان به این نتیجه رسید که الگوریتم ناخواسته دارای کمترین تاخیر در بین سایر الگوریتم های استفاده شده در این شبیه سازی است.

با توجه به اینکه اندازه شبکه ما نیز کوچک بوده این اختلاف تاخیر کم بوده و اگر اندازه شبکه و تعداد نود های بیشتری در چنین محیطی قرار می گرفتند این مقدار اختلاف به نسبت بیشتر می شد. دو الگوریتم بی درنگ و غیر بی درنگ در این شبیه سازی در تاخیر نتایج یکسانی را نشان داده اند.

تصاویری از خروجی پروژه:

(نمودار تاخیر در وایمکس)

(توان عملیاتی در بین ایستگاه های مرکزی)

(توان عملیاتی در سناریو 1 – در سناریو 2 و 3 نیز همین نمودارد به دست آماده است)

(نمودار تاخیر ارتباط در بی درنگ)

(Throughput در الگوریتم بی درنگ و غیر بی درنگ)

(نمودار تاخیر در بسته های Voice)

(نمودار ترافیک دریافتی Voice)

نتیجه گیری:

در سرویس VoIP تاخیر بسیار بیشتر خود را نشان می دهد تا سرویس هایی دیگری مانند FTP و یا غیره زیرا در مکالمات اگر تاخیر بیش از حد مجاز باشد می تواند کیفیت سرویس را پایین آورد و از آنجایی که شبکه های وایمکس رو به پیشرفت هستند و کاربران زیادی درحال ملحق به این شبکه هستند ضرورت دارد که کیفیت سرویس در نوع شبکه به درجه ملطلوب برسد.

بنابر نتایج بدست آمده می توان اذعان داشت که الگوریتم USG نسبت به دو الگوریتم دیگر تاخیری کمتری در شبکه وایمکس دارد ولی تاخیر در تحویل بسته های Voice نسبت به دو الگوریتم دیگر عملکرد ضعیف تری داشته و تاخیر آن به مقدار جزئی بیشتر الگوریتم ها بی درنگ و غیر بی درنگ بوده است.

در نهایت می توان گفت الگوریتم بی درنگ و غیر بی درنگ در تحویل بسته های Voice بهتر عمل کرده اند و الگوریتم ناخواسته تاخیر در شبکه را کمتر کرده است. نتایج بدست آمده و مورد تحلیل قرار گرفته شده برای مقیاس و تعداد نود های موجود در شبیه سازی بوده است.