Автоматическая телефонная связь на железнодорожном транспорте

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Курсовой проект

проектирование Мультисервисной сети

по дисциплине: Автоматическая телефонная связь на ж/д транспорте



Задание на курсовой проект

Исходные данные:

Таблица 1 - Подключение оконечных пользователей

Шлюз доступа	Число абонентов ТфОП	Число абонентов ISDN-BRA	Число сетей доступа/число потоков Е1 от каждой	Число подключаемых УПАТС/число потоков Е1 от каждой	Число подключаемых LAN/число абонентов в каждой
1	1000	100	AN11:1E1 AN12:3E1	0	LAN11:300 LAN12:300
2	2000	400	AN21:2E1 AN22:2E1 AN23:4E1	PBX21:2E1 PBX22:1E1 PBX23:1E1	LAN21:50 LAN22:1000
3	3000	200	0	PBX31:2E1	LAN31:200 LAN32:300

Таблица 1.1 - Конфигурация нагрузок в проектируемом фрагменте

Взаимодействующие объекты	Нагрузка
ТфОП 1 - абоненты пакетной сети (КТфОП 1)	20%
ТфОП 3 - абоненты пакетной сети (КТфОП 3)	25%
Абоненты пакетной сети - абоненты пакетной сети (KNGN)	55%

Рис 1.1 Схема зоны проектирования



- число абонентов, использующих подключение по аналоговой абонентской линии;

- число абонентов, использующих подключение по базовому доступу ISDN;

- число абонентов с терминалами SIP/H,323/MGCP, использующих подключение по Ethernet-интерфейсу на уровне маршрутизатора шлюза доступа;

- число LAN, подключаемых к Ethernet-маршрутизатору на уровне шлюза доступа;

- число сетей доступа интерфейса V5, подключаемых к шлюзу доступа;

- число УПАТС, подключаемых к шлюзу;



Введение

В настоящее время построение мультисервисных сетей с интеграцией различных услуг является одним из наиболее перспективных направлений развития сетей, Основная задача мультисервисных сетей заключается в обеспечении сосуществования и взаимодействия разнородных коммуникационных подсистем в единой транспортной среде, когда для передачи обычного трафика (данных) и трафика реального времени (голоса и видео) используется единая инфраструктура,

При создании мультисервисной сети достигается:

1. сокращение расходов на каналы связи;

2. сокращение расходов на администрирование и поддержание работоспособности сети, уменьшение совокупной стоимости владения.

3. возможность проведения единой административно-технической политики в области информационного обмена.

4. увеличение конкурентоспособности оператора за счет введения вnоперационную деятельность новых сервисов и приложений и, как следствие,увеличение его показателя средней выручки на одного пользователя ARPU.

Мультисервисная сеть позволяет оператору любого уровня, на любой территории в масштабах области, города, поселка предоставлять каждому абоненту следующие услуги связи:

1. многоканальное кабельное телевидение.

2. высокоскоростной доступ к сети Интернет.

3. организация каналов видеонаблюдения.

4. организация сети передачи данных Ethernet.

5. сбор учетной и телеметрической информации и управление приборами учета для жилищно-коммунального хозяйства.

6. другие услуги, которые могут потребоваться массовым абонентам.

1. Расчет нагрузки, создаваемой пользователями

Нагрузка от каждого источника определяется по формулам:

(1.1)

- общая нагрузка, поступающая на шлюз доступа от абонентов PSTN;

- удельная нагрузка от абонента ТфОП = 0,1 ЧНН,

(1.2)

- общая нагрузка, поступающая на шлюз доступа от абонентов ISDN;

- удельная нагрузка от абонента ISDN = 0,2 ЧНН,

(1.3)

- общая нагрузка, поступающая на шлюз доступа от абонентов V5;

- удельная нагрузка от абонента V5= 0,8 ЧНН,



(1.4)

- общая нагрузка, поступающая на шлюз доступа от абонентов УПАТС;

- удельная нагрузка от абонента УПАТC = 0,8 ЧНН,

(1.5)

- общая нагрузка, поступающая на шлюз доступа от абонентов LAN;

- удельная нагрузка от абонента LAN в ЧНН,



Общая нагрузка на шлюз равна:

(1.6)

Долю внутренней нагрузки пользователей, подключенных к i-му шлюзу, найдем по доле нагрузки пользователей RAGW_i в общей нагрузке пакетной сети доступа определяется по формуле 1.7:

(1.7)

где k - количество проектируемых шлюзов RAGW,

Исходящая нагрузка i-го шлюза по направлению к абонентам пакетной сети рассчитывается по формуле 1.8, а по направлению к ТфОП - по формуле 1.9

(1.8)

(1.9)

Таблица 1.1 - Нагрузка, создаваемая пользователями пакетной сети

Номер шлюза доступа	Общая нагрузка, Эрл	Внутрен-няя нагрузка, Эрл	Исходя-щая нагрузка, Эрл	Исходящая нагрузка к ТфОП1, Эрл	Исходящая нагрузка к ТфОП3, Эрл
RAGW1	276	54,924	121,592	44,215	55,269
RAGW2	673	326,405	190,627	63,319	86,649
RAGW3	438	138,408	164,776	59,918	74,898

Количество потоков E0 и каналов Е1 для обслуживания нагрузок на стыках сетей ТфОП и NGN рассчитаем по формулам:

(1.10)

(1.11)

Используем кодек G,726 с требуемой полосой 38 кбит/с и при этом 5% вызовов требуют кодека G,711 с полосой 84,4 кбит/с, произведем расчет требуемого транспортного ресурса для обслуживания пользовательского трафика при подключении шлюзов RAGW:



(1.12)

(1.13)

- Скорость кодека G.711

- Скорость кодека G.7261

- коэффициент использования транспортного ресурса

Рассчитаем транспортный ресурс, необходимый для обслуживания пользовательского трафика, при взаимодействии TGW с RAGW1, RAGW2 иRAGW4 по формуле 1.14 с учетом того, что весь поток подвергается компрессии с помощью кодека G,726:

(1.14)

В соответствии с общетехническими требованиями к городским АТС интенсивность вызовов равна:

Значение можно принять равным . Значение можно принять равным .

Рассчитаем ресурс для передачи сигнального трафика от шлюзов RAGW по формуле 1.15, а от шлюзов TGW по формуле 1.16, Примем следующие допущения: средняя длина сообщений сигнализации равна 50 байтам, а среднее количество сообщений в процессе обслуживания вызова равно 10,

(1.15)

(1.16)

(1.17)

Общий транспортный ресурс шлюза RAGW1,RAGW2 и RAGW4 для передачи пользовательской и сигнальной информации рассчитаем по формуле:

(1.18)

Общий транспортный ресурс шлюзов ТGW1 и TGW3 для передачи пользовательской и сигнальной информации рассчитаем по формулам 1.19 и 1.20:



Учитывая, что нагрузки от абонентов, подключаемых к RAGW, распределяются по другим RAGW равномерно, пропорционально числу подключаемых к данным RAGW абонентов, рассчитаем распределение транспортного ресурса между шлюзами по формуле:

(1.21)

Примем условие равенства исходящего (от транспортной сети к существующей ТфОП) и входящего (от существующей ТфОП к транспортной пакетной сети) трафика а также равенства исходящего (от шлюзов RAGW к существующей ТфОП) и входящего (от существующей ТфОП к шлюзам RAGW) трафика.

Таблица 1.2 - Распределение транспортных ресурсов для взаимодействия шлюзов

Направление информационного обмена	Необходимый ресурс при функционировании без отказов, Мбит/с
RAGW1 - RAGW1	2,7
RAGW2 - RAGW2	16,06
RAGW3 - RAGW3	6,81
RAGW1 - RAGW2	8,27



Таблица 1.2 - Распределение транспортных ресурсов для взаимодействия шлюзов (продолжение)

RAGW1 - RAGW3	5,38
RAGW2 - RAGW3	20,42
RAGW2 - RAGW1	12,87
RAGW3 - RAGW1	6.3
RAGW3 - RAGW2	15,37
TGW1-RAGW1	4.1
TGW1-RAGW2	6.43
TGW1-RAGW3	5.56
TGW3-RAGW1	5.13
TGW3-RAGW2	8.04
TGW3-RAGW3	6.95
TGW1-SW1	16.11
TGW3-SW3	20.14
SX	0.41

Рис.1.1



2. Расчет транспортного ресурса для взаимодействия коммутаторов пакетной сети

Транспортный ресурс коммутаторов пакетной сети зависит от топологии сети, схемы организации связи и принимаемых решений по обеспечению резервирования и надежности.

Таблица 2.1 - Требования для нормального и при нарушении связи функционирования участков сети

Участок сети	Нормальное функционирование	Функционирование при нарушении связи
SW1-SW2	RAGW1-SW1-SW2-RAGW2 TGW1-SW1-SW2-RAGW2	Нарушение SW1-SW3: TGW-1-SW1-SW2-SW3-RAGW3 RAGW1-SW1-SW3-SW3-RAGW3 TGW3-SW3-SW2-SW1-TGW1 Нарушение SW2-SW3: RAGW2-SW2-SW1-SW3-RAGW3 TGW3-SW3-SW1-SW2-RAGW2
SW2-SW3	TGW3-SW3-SW2-RAGW2 RAGW2-SW2-SW3-RAGW3	Нарушение SW1-SW2: RAGW2-SW2-SW3-SW1-RAGW1 TGW1-SW1-SW3-SW2-RAGW2 Нарушение SW1-SW3: TGW-1-SW1-SW2-SW3-RAGW3 RAGW1-SW1-SW3-SW3-RAGW3 TGW3-SW3-SW2-SW1-TGW1
SW1-SW3	RAGW1-SW1-SW3-RAGW3 TGW1-SW1 -SW3-RAGW3 TGW3-SW3-SW1-RAGW1	Нарушение SW1-SW2: RAGW2-SW2-SW3-SW1-RAGW1 TGW1-SW1-SW3-SW2-RAGW2 Нарушение SW2-SW3: RAGW2-SW2-SW1-SW3-RAGW3 TGW3-SW3-SW1-SW2-RAGW2

Далее, рассчитаем ресурс каждого нарушения.

Нарушение SW1-SW3:

TGW-1-SW1-SW2-SW3-RAGW3 = 5,56 Мбит/с

RAGW1-SW1-SW3-SW3-RAGW3 = 11,68 Мбит/с

TGW3-SW3-SW2-SW1-TGW1 = 5,13 Мбит/с

Сумма всех потоков = 22,37 Мбит/с

Нарушение SW2-SW3:

RAGW2-SW2-SW1-SW3-RAGW3 = 35,79 Мбит/с

TGW3-SW3-SW1-SW2-RAGW2 = 8,04 Мбит/с

Сумма всех потоков = 43,83 Мбит/с

Нарушение SW1-SW2:

RAGW2-SW2-SW3-SW1-RAGW1 = 27,57 Мбит/с

TGW1-SW1-SW3-SW2-RAGW2 = 6,43 Мбит/с

Сумма всех потоков = 27,57 Мбит/с

Результаты расчетов сведены в таблицу 2.2.

коммутатор пакетный сеть конфигурация

Таблица 2.2 - Транспортный ресурс между коммутаторами пакетной сети

Участок сети	Необходимый ресурс при функционировании без отказов, Мбит/с	Необходимый ресурс при функционировании с отказами, Мбит/с
SW1 - SW2	27,57	71,4
SW1 - SW3	43,83	66,2
SW2 - SW3	22,37	71,4

При определении транспортного ресурса будем исходить из правила, что проектируемый транспортный ресурс между двумя объектами должен быть равным сумме транспортного ресурса или превышать ее при нормальном функционировании и максимальную сумму транспортных ресурсов резервируемых направлений. Другими словами, если направление SW1 - SW2 резервирует направления SW2 - SW3 и SW1 - SW3, и при этом транспортный ресурс резервирования SW2 - SW3 больше транспортного ресурса резервирования SW1 - SW3, то транспортный ресурс SW1 - SW2 должен составлять сумму нормального ресурса SW1 - SW2 и ресурса резервирования для SW2 - SW3.

3. Расчет производительности гибкого коммутатора (Softswith)

Общая интенсивность вызовов, поступающих на гибкий коммутатор от источников всех типов, определяется по формуле:

3.1

- удельная интенсивность вызовов от абонентов, подключаемых к пакетной сети через сети доступа интерфейса V5;

- удельная интенсивность вызовов от абонентов, использующих доступ по аналоговой телефонной линии в ЧНН;

- удельная интенсивность вызовов от абонентов, использующих доступ по базовому доступу ISDN/

Производительность гибкого коммутатора определяется по формуле:

3.2

l - номер шлюза;

- доля потока пользовательской информации, замыкающейся на уровне шлюза доступа;

(1-) - доля потока пользовательской информации, поступающей в пакетную сеть;

- общий транспортный ресурс шлюза;

- минимальный полезный транспортный ресурс SX, требуемый для обслуживания вызовов в структуре транзитного коммутатора;

- средняя длина пакета IP, используемого при передаче информации (как пользовательской, так и сигнальной) внутри пакетной сети

Расчет производительности собственного коммутатора шлюза:

3.3

- доля потока пользовательской информации, замыкающейся на уровне шлюза доступа;

- общий транспортный ресурс шлюза;

- средняя длина пакета IP, используемого при передаче информации (как пользовательской, так и сигнальной) внутри пакетной сети.

Интенсивность вызовов, поступающих на гибкий коммутатор

3.4

Интенсивность вызовов, поступающих на транспортный шлюз, определяется формулой:

3.5

Рассчитаем общую интенсивность вызовов по формуле 3.1:



Требуемая производительность будет равна сумме полученных значений (таблица 4.11).

Таблица 4.11 - Производительность гибкого коммутатора

Оборудование	Производительность, выз/чнн
Абонентский концентратор
Транзитный коммутатор
Всего:

4. Расчет производительности коммутаторов пакетной сети

В соответствии со схемой, представленной на рис. 1.1, а также правилами и параметрами резервирования, представленными в таблице 2.1, определим информационные потоки, которые должны коммутироваться на каждом из коммутаторов (таблица 4.1).

Таблица 4.1 - Требования для нормального/при нарушении связи функционирования участков сети

Коммутатор	Информационный поток
SW1	Нормальное функционирование: RAGW1-SX, RAGW1-RAGW4 RAGW1-TGW3, RAGW1-RAGW2 RAGW1-TGW2, RAGW1-RAGW1	Нарушения связи 2-4: RAGW2-TGW3, RAGW2-SX RAGW2-RAGW4, TGW2-SX TGW2-RAGW4
SW2	Нормальное функционирование: RAGW2-RAGW1, TGW2-RAGW1 RAGW2-SX, TGW2-SX, RAGW2-RAGW4, TGW2-RAGW4 RAGW2-TGW3, RAGW2-RAGW2	Нарушения связи 1-4: RAGW1-SX RAGW1-RAGW4 RAGW1-3
SW3	Нормальное функционирование: TGW3-RAGW2, TGW3-RAGW1, RAGW4-RAGW1, RAGW4-RAGW2 RAGW4-TGW2, RAGW1-SX, RAGW2-SX, TGW2-SX, RAGW4-RAGW4	Нарушения связи 1-2: RAGW1-RAGW2 RAGW1-TGW2



Результаты расчетов сведены в таблицу 4.2.

Таблица 4.2 - Требования для функционирования участков сети

Коммутатор	Информационный поток
SW1	70	53,38
SW2	132,34	30,46
SW3	89,03	37,36

В соответствии с формулой (3.2) и при средней длине пакета IP в 2400 бит определим минимальную производительность коммутаторов, требуемую для обслуживания вызовов для коммутаторов. Исходные данные для расчета берутся из таблицы 1.3.

Примем условие отсутствия собственного коммутатора в используемых шлюзах (Mm_GW = 0).

5. Выбор оборудования

Программный коммутатор (SoftSwitch) 3R10

Аппаратное обеспечение и функционирование 3R10:

1. аппаратная платформа - шасси со встраиваемыми серверными картами;

2. операционная система - на базе ОС Linux;

3. обработка вызовов, свыше 300 000 попыток вызова в час наибольшей нагрузки;

4. максимальное число зарегистрированных пользователей - 30 000 на одну карту;

5. биллинг - CDR, стандартный RADIUS интерфейс.

Функции 3R10:

· аппаратное обеспечение операторского уровня с поддержкой горячего резервирования

· несколько протоколов обработки вызовов: MGCP, SIP, H323;

· несколько сигнальных протоколов ТфОП: ISDN PRI, R1, R2, SS7 / SIGTRAN взаимодействие;

· несколько типов голосовых кодеков: G.711, G.723.1, G.726, G.729A;

· чистый голос с подавлением эхо G.165, G.168;

· подавление пауз;

· поддержка факса и модема: T.38.

Транспортный шлюз и Шлюз доступаUMG 8900

Поддерживаемые интерфейсы сети TDM: Е1, STM-1;

Емкость в направлении к сети TDM: от 32 до 448 потоков Е1;

Поддерживаемые интерфейсы сети IP: FastEthernet, GigabitEthernet;

Поддерживаемые протоколы сигнализации сети IP: H.323, H.248/Megaco;

Поддерживаемые протоколы сигнализации сети TDM: ОКС№7, R1.5, R2, V5.1, V5.2, DSS-1;

Протоколы и механизмы техобслуживания и техэксплуатации: SNMP;

Речевые кодеки: G.711, G.723, G.726 и G.729;

Резидентный шлюз доступа: SURPASS hiG 1600;

Поддерживаемые интерфейсы сети TDM: Е1, STM-1;

Поддерживаемые интерфейсы сети IP:FastEthernet, GigabitEthernet;

Количество подключаемых потоков Е1: 480;

Производительность: Число попыток вызовов в ЧНН: 1080000 попыток вызовов/ЧНН;

Поддерживаемые протоколы сигнализации сети IP: SIP, H.248/Megaco, ACP;

Поддерживаемые протоколы сигнализации сети TDM: ISDN - PRI. V5.2. V93;

(DLU).E1 Trunk. SS7 / CAS;

Речевые кодеки:G.726, G.729 A/B, G.723.1, G.711 (A/µ);

Эхокомпенсация: G.165, G.168.

Размещено на Allbest.ru

...