L’occupation des canaux sémaphore et le taux d’occupation du COMP

By 22 February 2014

III.3 Les recommandations

L’Assemblée mondiale de normalisation des télécommunications (AMNT), qui se réunit tous les quatre ans, détermine les thèmes d’étude à traiter par les Commissions d’études de l’UIT-T, lesquelles élaborent en retour des Recommandations sur ces thèmes. Le respect de certaines recommandations se fait à titre volontaire. Cependant, il se peut que parmi ces recommandations il y ait certaines dispositions obligatoires. Dans certaine circonstance les opérateurs de télécommunications s’obligent à respecter des recommandations pour maintenir de la qualité de service du réseau. Nous allons présenter dans les paragraphes qui suivent certaines recommandations qui nous servirons comme référence pour calculer la performance du réseau de signalisation de la Sonatel.

III.3.1 Occupation des canaux sémaphore

Le système de signalisation par canal sémaphore est défini par la recommandation IUT Q.700. Un canal sémaphore peut donc avoir à traiter en situation anormale (jours spécial) plus de trafic qu’en situation normale. Pour cette raison, un canal sémaphore ne peut pas utiliser en situation normale plus de 40% de son débit nominal. Lorsqu’un canal tombe, son trafic est alors renvoyé vers un autre canal qui sera utilisé à 80% au maximum de son débit minimal. Les 20% qui restent sont utilisé afin de transporter des messages de gestion. Dans le cas des liens LSL, le débit du canal sémaphore est de 64kbps. Un message ISUP ayant une taille moyenne de 40 octets, le canal sémaphore utilisé en situation normal peut transporter au maximum 80 messages ISUP. Voici un exemple de calcul :

((64000/8)/40)*40% = 80 messages ISUP dans la situation normale

((64000/8)/40)*80% =160 messages ISUP dans la situation anormale

En partant sur cette base on peut calculer la capacité d’un lien HSL ayant un débit de 1984kbps. Voici un exemple de calcul :

((1984000/8)/40)*40% = 2480 messages ISUP dans la situation normale

((1984000/8)/40)*80% = 4960 messages ISUP dans la situation anormale

III.3.2 Capacité maximale en transaction par second configurée dans le STP

Selon la configuration actuelle, les cartes utilisées pour les liens IP SIGTRAN sont les cartes de types E5-ENET déjà décrit en haut. Une carte E5-ENET peut être configuré jusqu’à 50 associations sur chaque port (port A ou port B) avec une capacité théorique de 5000 transaction par second (TPS). Cette capacité peut être répartie sur les différents liens configurés sur la carte. Un TPS est égale à un message émit ET un message reçu. Bien attendu que la capacité de la carte dépend aussi de la taille moyenne de la trame de message (MSU). Une autre carte appelée E5-SM4G (DSM Module) est configuré dans les STPs qui sert la fonction de SCCP. La capcité d’une carte est de 5000 TPS et quatre cartes E5-SM 4G sont configuré dans cahque STP.

III.3.3 Détermination du taux d’efficacité du système de la plateforme STP (SYST OT )

Apres avoir effectué des études et analyses dans les différents composants liés aux systèmes et le système même, maintenant il reste à faire un résumé en calculant le taux d’efficacité de la plateforme dans une période donnée. Dans un premier temps nous allons calculer le taux d’efficacité du SYSTOT et la capacité du traitement de service SCCP qui lui est disponible;

** Taux d’efficacité du traitement des MSU dans le STP :

Nous pouvons confirmer que le fonctionnement du système de signalisation en termes de traitement des MSUs est satisfaisant. L’observation du trafic de signalisation à l’heur chargé sur une intervalle de 30 min, nous a permis de relever ces données figurant sur le tableau ci- dessous, pour pouvoir effectuer nos calculs. Ces calculs concernent seulement les messages atteignant au STP et traités par ce dernier.

Teff = ((ORIGMSUS+ TRMDMSUS+ THRSWMSU)-(MSUDSCRD+ MSULOSTx+ MSSCCPFL)) / (ORIGMSUS+ TRMDMSUS+ THRSWMSU)

NB : MSULOSTx dont x varie de 1 à 5 comme déjà décrit dans l’annexe B

Application Numérique :

Voici un exemple de calcul pour le taux d’efficacité (Teff) de la plateforme STP du site de TNP dans un intervalle de temps T=30 min.

Teff = (((3751146+3756248+16819346)-(2+0+0)) / (3751146+3756248+16819346)) * 100 = 99,999%

Le réseau de signalisation doit être disponible en permanence car il joue un rôle très important dans le réseau téléphonique. Il est le responsable de la gestion de connexion des circuits téléphonique en assurant les tâches suivantes :

– Etablissement et rupture,

– Contrôle et facturation,

– Supervision et maintenance.

Selon les résultats obtenus ci-dessous nous pouvons conclure que les plateformes de signalisation de la Sonatel respectent la norme de cinq neuf en termes du traitement des messages (99.999% d’efficacité).

STP ORIGMSUS TRMDMSUS THRSWMSU MSUDSCRD MSULOSTx MSSCCPFL
TNP 3751146 3756248 16819346 2 0 0
RP 3354568 3356277 17262163 0 0 0

Tableau 10: illustration du taux d’efficacité de SYSTOT (STP)

** Capacité disponible en transaction par second (TPS) de la fonction SCCP

Actuellement à chaque STP possède quatre cartes E5-SM4G assurant la fonction de traduction qui traduit l’appellation globale (GTT, par exemple, les chiffres numérotés) en un code de point sémaphore et un numéro de sous-système. La capacité maximale d’une carte est de 5000 tps. Dans le tableau 3 une valeur de 4506 tps sur le compteur PKSCCPMH a été enregistrée. Si nous devons calculer la charge en pourcentage (Ctps) du système en TPS nous aurons :

Ctps= (4506/4*5000)*100=18.024%.

Le système consomme actuellement 18% de sa capacité maxi en TPS configuré.

III.3.4 Détermination du taux d’occupation du COMP

Dans le cas de la détermination du taux d’occupation des liens sémaphore, nous avons sélectionnés les cinq premiers faisceaux les plus chargés dans le réseau pour l’évaluation du taux d’occupation des liens. Les deux tableaux suivant résument en termes d’occupation les liens LSL et HSL. Les calculs sont effectués dans les deux sens, le taux d’occupation en émission et le taux d’occupation en réception. En se basant sur les recommandations déjà discuté dans les paragraphes précédents, nous pouvons maintenant savoir combien en pourcentage un lien est occupé en émission et en réception. Pour ce faire nous avons choisi parmi les liens en forts trafic le compteur (MOCTTRAN) désignant les messages transmis exprimé en octet et le compteur (MOCTRCV) pour les messages reçus, pour déterminer la charge en pourcentage de ces liens. Sachant que le débit d’un canal sémaphore est de 64kbps ainsi que le codec utilisé est le G.711, nous allons se référer pour tous ces paramètres pour calculer la charge des liens.

** Charge d’un canal sémaphore (LSL)

T est le temps d’observation du trafic de signalisation que nous allons convertir en seconde.

G711 donne 64kbps.et dans nos calculs nous allons affecter G la valeur de 64000 bps.

T= 30 min = 1800 sec, temps d’observation;

G= 64000 bps codec pour la voix téléphonique sur PCM, pour convertir en octet on aura G=64000/8=8000 octet bps.

Pour avoir la charge d’un lien dans une période d’observation on calcul d’abord le débit binaire du codec pour cette période (Dc).

Dc=G*T=14400000 octb, cette valeur est utilisé pour calculer le taux d’occupation (Tocc) des liens qui figurent dans le tableau.

Par exemple pour l’ensemble des liens LSL du réseau de signalisation de la Sonatel, ce sont les liens du faisceau vers TIGO qui sont occupés déséquilibrements. La charge maxi de ces liens à l’heure chargée se lève à 56.42% au lieu de 40% sur chaque lien du faisceau, plus précisément le lien rptigo1. Les causes de ces déséquilibres sont décrites dans le paragraphe III.2.2.1.1. Actuellement le taux d’occupation normal le plus élevé relevé sur le réseau de signalisation est de 81,85% pour le faisceau vers Orange Bissau. Ci-dessous un exemple de calcul du taux d’occupation (Tocc) des liens :

Tocc= (MOCTRCVD/14400000)*100.

Application numérique :

Tocc= (8,12Moct/144000000)*100=56%, taux d’occupation du lien vers TIGO

Tocc= (11,78Moct/144000000)*100=81.85%, taux d’occupation du lien vers Orange Bissau

Tableau 11 : illustration du taux d’occupation des liens LSL (COMP)

MOCTTRAN

/14400000

MOCTRCVD

/14400000

MOCTTRAN

/1000000

MOCTRCVD

/1000000

MSGSTRAN

/1000

MSGSRCV

/1000

NODE LINKSET Type TS Transload Rcvdload MegaOctet

Tran

MegaOctet

Rcvd

KMSU

Trans

KMSU

Rcvd

RP ogb5002 LSL 3 0.01% 81,85% 0,00145 11,78 0,091 108,18
RP rptigo1 LSL 12 26,67% 56,42% 3,84 8,12 144,31 240,04
RP belg4201 LSL 5 33,25% 45,95% 4,79 6,62 56,81 47,17
TNP belg4215 LSL 2 31,99% 45,87% 4,61 6,61 48,02 47,68
TNP tnpdasp2 LSL 30 26,85% 27,84% 3,87 4,01 57,56 59,68
RP belg4215 LSL 5 35,40% 22,36% 5,10 3,22 54,58 31,00
TNP belg4201 LSL 8 34,28% 22,15% 4,94 3,19 48,41 31,19
RP rpmsc5nat1 LSL 5 47,13% 13,83% 6,79 1,99 168,33 68,59
TNP tnptigo1 LSL 12 26,79% 11,99% 3,86 1,73 144,82 60,28

Le graphique suivant montre l’évolution du taux d’occupation de l’ensemble des liens de signalisation sémaphore du réseau SS7 de la Sonatel.

Charge des liens LSL en transmission et en émission
Figure 21: Charge des liens LSL en transmission et en émission

** Charge d’un canal à haute vitesse (HSL)

Concernant les liens HSL la procédure de calcul est la même que la précédente. Mais avant d’effectuer le calcul pour chercher le taux d’occupation, il faut calculer d’abord le débit binaire (Dc) en multipliant par 31 times slots le débit d’un lien LSL. La définition d’un lien HSL a été déjà dite dans le chapitre II paragraphe 2.4.1.1.

Dc=14400000*31=446400000 octb.

Le lien HSL ayant un fort trafic par rapport aux autres liens c’est un des liens du faisceau IN. Le taux d’occupation relevé sur ce lien est de 13,13%. Le taux d’occupation est calculé de la même manière que celle du lien LSL. Nous allons faire un calcul ci-dessous pour démontrer le taux d’occupation (Tocc) d’un lien HSL

Tocc= (MOCTRCVD/446400000)*100.

Application numérique :

Tocc= (58590000/446400000)*100=13,13%, il faut noter qu’un lien HSL a une capacité de 31 fois plus qu’un lien LSL.

NODE LINKSET Type TransLoad

(MOCTTRAN)

RcvdLoad

(MOCTRCVD)

MegaOctet Trans
TNP west6151 HSL 13,13% 8,87% 58,59
RP west6151 HSL 12,69% 8,45% 56,67
MegaOctet Rcvd KMSU TRANS KMSU RCVD
TNP west6151 HSL 39,61 485,16 258,63
RP west6151 HSL 37,70 457,69 230,37

Tableau 12: illustration du taux d’occupation des liens HSL (COMP)

Le graphique suivant montre l’évolution du taux d’occupation de l’ensemble des liens HSL de signalisation du réseau SS7 de la Sonatel.

Charge des liens HSL en transmission et en émission
Figure 22: Charge des liens HSL en transmission et en émission

** Capacité des liens SIGTRAN (SS7 sur IP)

La carte E5-ENET a été décrite sur le paragraphe III.3.2, elle permet de configurer des liaisons de signalisations SS7 sur le monde IP. Les plateformes STP dialoguent avec les équipements NGNs du réseau mobile de la Sonatel grâce à la signalisation sur IP appelée SIGTRAN. C’est la raison pour laquelle des observations ont été effectué sur les liens SIGTRAN pour suivre de près l’évolution du trafic de signalisation sur ce réseau. Au cours de ces observations deux types d’indicateurs sont jugé indispensables pour la détermination de la performance du réseau SIGTRAN. Dans ce tableau figure des échantillons des liens SIGTRAN prises sur les faisceaux qui vont vers le MSC06 et MSC05. Dans ces liens ce sont successivement les indicateurs MSGSTRAN et MSGSRCV qui permettent d’effectuer les calculs pour la détermination de surcharge et la capacité en TPS occupée par un lien. L’exploitant du réseau peut affecter à un lien (association) lors de la création ou modification une capacité en TPS en fonction du trafic à écouler sur cette destination. Selon le tableau de bord qui contient toutes les affectations des liens SIGTRAN en termes de TPS, nous avons noté que pour le lien MSC06 est configuré à 2000 TPS et le lien MSC05 est 1500 TPS.

Maintenant nous allons justifier les résultats de ce tableau;

NODE LINKSET Type MSGSTRAN

/7200000

TranLoad

MSGSTRCV

/7200000

RcvdLoad

MSGSTRAN /1800 TRANS MSU par seconde
RP lsmsc05 SIGTRAN 11,04% 14,55% 441,73
TNP lsmsc05 SIGTRAN 9,84% 14,50% 393,51
RP lsmsc06 SIGTRAN 10,18% 13,25% 407,40
TNP lsmsc06 SIGTRAN 8,53% 12,46% 341,15
MSGSTRCV /1800

RCVD MSU

par seconde

MegaOct et TRANS MegaOct et RCVD
RP lsmsc05 SIGTRAN 581,95 93,10 109,09
TNP lsmsc05 SIGTRAN 579,97 83,27 103,38
RP lsmsc06 SIGTRAN 529,84 78,91 95,15
TNP lsmsc06 SIGTRAN 498,45 77,36 88,05

Tableau 13 : illustration du taux d’occupation des liens SIGTRAN (COMP)

** Le taux d’occupation d’un lien SIGTRAN

Le taux d’occupation d’un lien, lsmsc05 par exemple, est obtenu en utilisant la recommandation G.726 (remplace G.721) qui est la norme de compression audio de l’UIT-T. Cette dernière introduit une modulation par impulsion et codage différentiel adaptative (MICDA ou ADPCM) qui donne lieu à un débit de 40kbs, 32kbps et 16kbps. Le technique de codage utilisé par la Sonatel sur son réseau IP est celui dont le débit du flux est de 32kbps.

En reprenant les calculs effectué précédemment nous auront, dans le paragraphe III.3.4: T= 30 min = 1800 sec, temps d’observation;

G= 32000 bps codec pour la voix téléphonique en ADPCM, pour convertir en octet on aura G=32000/8=4000 octet bps.

Pour avoir la charge d’un lien SIGTRN dans une période d’observation on calcul d’abord le débit binaire du codec (Dc) pour cette période. Dc=G*T=7200000 octb

Le taux d’occupation est calculé comme suit : Tocc= (MSGSTRCV /7200000)*100

Application numérique :

Tocc= (1047509/7200000)*100= 14,55%, sur cette exemple de calcul nous pouvons confirmer que le taux d’occupation maxi des liens SIGTRAN à l’heure chargé se lève à 14.55%.

Le graphique suivant montre une vue globale des surcharges et taux d’occupation des différents liens de signalisation sur IP (SIGTRAN).

Charge des liens SIGTRAN en transmission et en émission
Figure 23: Charge des liens SIGTRAN en transmission et en émission

Connaissant la capacité configurée sur chaque association (lien), maintenant il est plus aisé à déterminer la capacité en TPS occupée pour chaque lien pendant l’heure de pointe. Prenons toujours l’exemple sur le lien lsmsc05 et faisons le calcul pour déterminer sa charge en transaction par second (Chtps).

Chtps= MSGSRCVD/T, avec T la période d’observation en second et MSGSRCVD les nombre de messages reçu

Application numérique :

Chtps= 1047509/1800= 581,95 tps , pour avoir des résultats transparents il est nécessaire de calculer le taux d’utilisation de sa capacité en tps (Tutps) disponible sur ce lien.

** Taux d’utilisation de la capacité en TPS pour les associations SIGTRAN

Tutps= (581,95/1500)*100=38,80 %, selon les calculs effectués et les résultants obtenu, le réseau SIGTRAN de la Sonatel est surdimensionné. A partir de ces résultats obtenus, nous pourrions conclure que ce réseau est performant et pourra tenir sa performance jusqu’à plus de cinq ans. Dans le chapitre que nous allons aborder est constitué par des proposions basée sur les résultats obtenus lors de l’étude engineering du trafic de la signalisation.

Audit et analyse de la qualité et de la performance du réseau de signalisation SS7/SIGTRAN de la Sonatel
Mémoire de fin de formation pour l’obtention du diplôme de : Ingénieur des travaux de télécommunications
École Supérieure Multinationale des Télécommunications – Dakar-Sénégal – Option : Technique – Spécialité : Commutation

Sommaire :
Problématique
Chapitre I: Présentation et activité de la Sonatel
Chapitre II: Rôle principal de la signalisation dans un réseau téléphonique
Chapitre III: Analyse de la performance du réseau de signalisation de la Sonatel
Chapitre IV : Proposition sur les résultats d’analyses et audits obtenus pour l’amélioration du réseau de signalisation de la Sonatel
Conclusion