Проектирование и расчёт объёма оборудования фрагмента мультисервисной сети связи

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Актуальность темы исследования.

В наше время технологии являются неотъемлемой частью нашей жизни. И любой человек не может представить свою жизнь без них, потому что мы очень зависимы от технологий. И если раньше люди могли только мечтать , то сейчас прогресс идёт полным ходом. А именно поговорим о сетях связи.

Изначально для передачи различных типов информации строились отдельные сети связи: телефонная сеть, телеграфная сеть, сети передачи данных и пр. Во второй половине XX века появилась идея объединить все ведомственные сети связи в одну. Таким образом была создана концепция сетей ISDN. Объединяющей сетью ISDN-сети является телефонная сеть общего пользования. Но из-за дороговизны оборудования и появления новых приложений и услуг пришлось отказаться от сети ISDN ,а на смену ей пришла сеть нового поколения NGN,которая в отличии от старой опирается на сети передачи данных на базе протокола IP.

Целью работы является ознакомление с принципами построения мультисервисных сетей и расчет объема оборудования фрагмента мультисервисной сети.

Задачи работы:

1. Ознакомиться с принципами построения мультисервисных сетей связи.

2. Изучить последовательность и принципы разработки схемы организации связи фрагмента мультисервисной сети связи на существующей ГТС.

3. Рассчитать интенсивность нагрузки и ее распределение по направлениям связи.

4. Рассчитать число цифровых соединительных линий (каналов) на направлениях межстанционной связи.

5. Последовательно рассчитать транспортный ресурс на различных участках фрагмента мультисервисной сети.

6. Рассчитать транспортный ресурс для доступа в Интернет и к услугам IPTV, а также рассчитать объем оборудования MSAN.

7. Изобразить проектируемую сеть доступа сети NGN с указанием путей, протоколов передачи.

Объектом исследования являются мультисервисные сети (сеть NGN)

1. Теоретические сведения

Мультисервисная сеть представляет собой универсальную многоцелевую среду, предназначенную для передачи речи, изображения и данных с использованием технологии коммутации пакетов (IP). Мультисервисная сеть отличается степенью надежности, характерной для телефонных сетей и обеспечивает низкую стоимость передачи в расчете на единицу объема информации. Основная задача мультисервисных сетей заключается в обеспечении работы разнородных информационных и телекоммуникационных систем и приложений в единой транспортной среде, когда для передачи обычного трафика (данных) и трафика другой информации (речи, видео и др.) используется единая инфраструктура.

Технической основой концепции NGN (телекоммуникационной инфраструктурой) является мультисервисная сеть связи (МСС).

Функциональная модель сетей NGN в общем случае может быть представлена следующими уровнями:

1. уровень доступа;

2. транспортный уровень;

3. уровень управления коммутацией и передачей сообщений;

4. уровень управления услугами.

Уровень доступа содержит сеть абонентского доступа.

Задачей транспортного уровня является прозрачная передача информации пользователя. (прозрачный режим - режим передачи, при котором поток данных пропускается через узел связи транзитом, т.е. без обработки и добавления служебной информации).

Задачей уровня управления коммутацией и передачей является обработка сигнальной информации, маршрутизация и управления потоками вызовов. Уровень управления услугами содержит функции управления логикой услуг и приложений и представляет собой среду, обеспечивающую:

1. предоставление инфокоммуникационных услуг;

2. управление услугами;

3. создание и внедрение новых услуг;

4. взаимодействие различных услуг

Мультисервисный узел абонентского доступа SI3000MSAN - это оборудование для организации абонентского доступа и использованием различных технологий доступа и предоставления услуг.

Архитектурно структуру мультисервисной сети можно представить в виде нескольких основных уровней: магистральный уровень, уровень распределения и агрегирования и уровень доступа.

На сегодняшний день, основным устройством для голосовых услуг в сетях NGN является Softswitch -- программный коммутатор, управляющий сеансами VoIP. Также немаловажной функцией программного коммутатора является связь сетей следующего поколения NGN с существующими традиционными сетями ТфОП, посредством сигнального шлюза и медиашлюза, которые могут быть выполнены в одном устройстве.

2. Расчёт интенсивности нагрузки и её распределение

Расчёт интенсивности нагрузки от абонентов фрагмента ГТС с коммутацией каналов.

Число абонентов различных категорий приведено в таблице. Интенсивность нагрузки, создаваемой абонентами i-й АТСЭ ТфОП рассчитывается по формуле

Таблица 1 - Параметры АТС по варианту

Параметры АТС	АТС-2,3	АТС-4,5
Общее число абонентов на АТС	9000	11000
Число абонентов квартирного сектора- Nкв	5400	6600
Число абонентов народно-хозяйственного сектора- Nнх	3600	4400
Число таксофонов-Nт	25	25

Рассчитывается суммарная интенсивность исходящей нагрузки от всех АТСЭ

Интенсивность исходящей от АТСЭ нагрузки к УСС и ЗУС

Эрл

Абоненты ГТС совершают внутризоновые, междугородные и международные соединения через ЗУС. Кроме того, через ЗУС абоненты АТСЭ выходят на СПСС.

:

Таблица 2 - Результаты расчёта интенсивности исходящей нагрузки от абонентов АТСЭ

Интенсивность исходящей нагрузки	АТС-2,3	АТС-4,5	Всего
От абонентов АТСЭ к абонентам АТСЭ и MSAN	439.6	535.5	975
От АТСЭ к УСС	13.185	16.065	29.25
От АТСЭ к ЗУСМгМн	22.5	27.5	50
От АТСЭ к СПСС, в том числе: к СПСС2G: к СПСС4G:	135 67,5 67,5	165 82,5 82,5	300 150 150

Рисунок 1. Схема транспортной сети проектируемого фрагмента МСС (мультисервисная сеть связи)



Рисунок 2. Схема сигнализации на проектируемом фрагменте МСС и сети с коммутацией каналов

Рисунок 3. Схема организации транспортной сети и сети сигнализации на ГТС

Расчёт интенсивности поступающей нагрузки от абонентов MSAN.

где Nij - число источников нагрузки j-й категории, подключенных к i-му MSAN;

aj - удельная нагрузка от источника j-й категории, Эрл.

Интенсивность поступающей нагрузки от абонентов на MSAN1.

Расчёт интенсивности нагрузки на MSAN1 от абонентов с телефонными аппаратами SIP и от абонентов LAN:

Так как по условию в MSAN1 включается две сети доступа V5.2, от каждой из которых поступает 5 потоков E1, то интенсивность исходящей нагрузки от сетей доступа з = 0,8 Эрл(0,4 Эрл для исходящей нагрузки).

Определим количество абонентов, включенных в сети доступа.

Суммарная нагрузка, поступающая на MSAN1 от абонентов всех категорий мультисервисной сети.

,

Доля нагрузки, создаваемой абонентами SIP, в исходящей нагрузке

Интенсивность поступающей нагрузки от абонентов на MSAN2.

В MSAN2 включается 2 УПАТС, от каждой из которых поступает 2 потока Е1, то интенсивность исходящей нагрузки от УПАТС, (по доступу PRI), с учётом среднего использования существующих СЛ з = 0,8 (0,4 для исходящей нагрузки)

- количество абонентов, включенных в УПАТС

Суммарная нагрузка, поступающая на MSAN2 от абонентов всех категорий

- доля нагрузки, создаваемой абонентами SIP, в исходящей нагрузке MSAN2

Суммарная интенсивность исходящей нагрузки от абонентов фрагмента сети с коммутацией пакетов.

Интенсивность нагрузки от MSAN к УCC



Интенсивность исходящей нагрузки от абонентов MSAN к ЗУС и СПСС

-число абонентов, которое включается в MSAN1

(

Рисунок 4. Состав и количество абонентов ,подключённых к MSAN1

абонентов - число абонентов, которое включается в MSAN2

Рисунок 5. Состав и количество абонентов, подключённых к MSAN2

Интенсивность исходящей нагрузки от MSAN1 к ЗУСМгМн

Интенсивность нагрузки от MSAN2 к ЗУС:

Интенсивность нагрузки к СПСС от MSAN1

При этом

Интенсивность нагрузки к СПСС от MSAN2

При этом

Суммарная интенсивность исходящей и входящей нагрузок между MSAN1, MSAN2 и ЗУСМгМн, поступающих на MGW

Емкость проектируемого фрагмента МСС

Таблица 3 - Выделенный ресурс нумерации для объектов ГТС

Объекты ГТС	Емкость
АТС-2,3	N2,3 = 9000
АТС-4,5	N4,5 =
Проектируемые MSAN1 и MSAN2	NМСС = 9130

Суммарная интенсивность исходящей нагрузки на проектируемой сети.

Интенсивность исходящей нагрузки от каждого объекта сети.

Произведем распределение интенсивности исходящей нагрузки для АТСЭ-2,3:

Произведем распределение интенсивности исходящей нагрузки для АТСЭ-4,5:

Расчёт интенсивности нагрузки от абонентов СПСС.

По условию число абонентов СПСС Nспсс = 20 000, при этом

Интенсивность исходящей нагрузки от абонентов СПСС

Интенсивность входящей нагрузки к абонентам СПСС

Интенсивность входящей нагрузки к абонентам СПСС от абонентов фрагмента сети с КК

Входящая нагрузка к абонентам СПСС от абонентов MSAN1 и MSAN2.

Или

Или

Интенсивность нагрузки от абонентов СПСС к УСС примем 3% от исходящей нагрузки.

Интенсивность исходящей нагрузки от абонентов СПСС к ЗУСМгМн

Суммарная входящая нагрузка от абонентов АТСЭ и MSAN к абонентам СПСС4G и абонентам СПСС2G

ААТС,MSAN-СПСС(4G) = ААТС,MSAN-СПСС(2G) = ААТС-СПСС(4G) + АMSAN1-СПСС(4G) + АMSAN2-СПСС(4G) =150+32.85+53.925=236.775 Эрл

Интенсивность входящей нагрузки от абонентов СПСС4G к абонентам СПСС2G к абонентам СПСС4G и к абонентам СПСС2G

АСПСС2G-СПСС4G = (АСПСС4G(вх) - ААТС,MSAN-СПСС(4G) ) = 270-236.775=33.225 Эрл

Не имея статических данных можно принять:

АСПСС2G-СПСС4G(вх) = АСПСС2G-СПСС2G(вх)

АСПСС2G-СПСС4G(вх) = АСПСС2G-СПСС2G(вх) =

Проверка: 270 Эрл = (236.775 + 33.225) Эрл

КвхАТС-СПСС(4G)+квхMSAN1-CПСС(2G)++квхMSAN2-CПСС(2G)+квх.СПСС-СПСС= 0.555+0.122+0.123+0.2=1

Интенсивность исходящей нагрузки от абонентов СПСС распределим в соответствии с долями входящей нагрузки:

При этом

Суммарная исходящая нагрузка от СПСС к АТСЭ, MSAN1 и MSAN2

АСПСС(2G)(исх)-АТС MSAN = АСПСС(2G)(исх)-АТС + АСПСС(2G)(исх)-MSAN1 + АСПСС(2G)(исх)-MSAN2

Таблица 4 - Интенсивность нагрузок между объектами ГТС и СПСС, Эрл

Номер объекта	АТСЭ	MSAN		ЗУСМгМн	СПСС 2G/4G	УСС
	2,3	4,5	1	2
АТС-2,3	126.95	154.68	63.26	94.6	439.5	22.5	67.5/67.5	13.185
АТС-4,5	154.68				535.5	27.5	82.5/82.5	16.065
MSAN1	63.26		31.52	47.14	219	10.95	32.85/32.85	6.57
MSAN2	94.6		47.14	70.5	327.5	17.975	53.925/53.925	9.825
	439.5	535.5	219	327.5	1521.5
ЗУС	22.5	27.5	10.95	17.975	78,925
СПСС	115	140.3	56,12	60.72	372.14	50	33.225/33.225	13.8
СПСС2G	57.5	70.15	28,06	46	201.71	25	16.6125/16.6125	6.9
СПСС4G	57.5	70.15	28,06	46	201.71	25	16.6125/16.6125	6.9
ЗУСМгМН					25/25

Интенсивность исходящей нагрузки от абонентов СПСС2G к абонентам СПСС2G и к абонентам СПСС4G, а также от абонентов СПСС4G к абонентам СПСС4G и к абонентам СПСС2G

Интенсивность входящей нагрузки на этих направлениях связи равна.

АСПСС2G-СПСС4G(вх =16.6125 Эрл



Рисунок 6. Расчёт интенсивности поступающей нагрузки от абонентов MSAN

Таблица 5 - Интенсивности суммарных (исходящей и входящей) межстанционных нагрузок между объектами ГТС, Эрл

Объект	АТС-4,5	MSAN1	MSAN2	ЗУСМгМН	СПСС2G/4G	УСС
АТС-2,3	309.96	126.52	189.2	45	125/125	13.185
АТС-4,5	-	154.16	230.52	55	152.3/152.3	16.065
MSAN1	-	-	-	21.9	60.91/60.91	6.57
MSAN2	-	-	-	35.95	99.925/99.925	9.825
СПСС2G	-	-	-	50	16.6125/33,225	6.9
СПСС4G	-	-	-	50	33,225/16.6125	6.9

Расчёт числа цифровых соединительных линий (каналов) на направлениях межстанционной связи.

Первая формула Эрланга применяется, если, если средняя интенсивность нагрузки на одну соединительную линию не превышает 0,7 Эрл. В случае если средняя нагрузка на одну соединительную линию превышает это значение, то число СЛ приближенно определяется путем деления интенсивности нагрузки на среднее использование одной СЛ, равное зпр.ОЦ =0,7 Эрл.

Так, число СЛ (каналов) между АТСЭ-2,3 и АТСЭ-4,5 рассчитывается следующим образом:



Расчёт числа каналов к ЗУСЭ:

Число СЛ по направлению равно

Число СЛ по направлению равно

Суммарная интенсивность исходящей и входящей нагрузки между MGW и ЗУСЭ:

Число СЛ по направлению

:

Интенсивность исходящей и входящей нагрузки на направлении ЗУСЭ - СПСС2G



Число СЛ по направлению

Расчёт числа каналов к УССЭ производиться по таблицам Пальма при величине потерь P = 0,001.

Число основных цифровых каналов VMGW-УСС на направлении MGW-УССЭ рассчитывается по интенсивности нагрузки

По таблицам Пальма при величине потерь P = 0,001 имеем VMGW-УСС = 39

Расчёт числа каналов к MGW(Соединительные линии на направлении АТСЭ - MGW)

Число СЛ по направлению

Число СЛ по направлению

Интенсивность нагрузки между MSAN1, MSAN2, СПСС4G и СПСС2G:

Число СЛ по направлению

Таблица 6 - Результаты расчёта числа цифровых СЛ двустороннего занятия

Объект	АТС-4,5	MGW	ЗУСЭ	УССЭ	СПСС2G
АТС-2,3	404	370	243	26	-
АТС-4,5	-	493	297	30	-
ЗУСЭ	-	226	-	-	474
УССЭ	-	39	-	-	10
MGW	-	-	-	39	172

Расчёт числа ИКМ-трактов (потоков E1). Каждая цифровая линия ИКМ содержит 30 основных цифровых каналов

Таблица 7 - Результаты расчёта числа ИКМ-трактов

Объект	АТС-4,5	MGW	ЗУСЭ	УССЭ	СПСС2G
АТС-2,3	16	15	9	2	-
АТС-4,5	-	17	12	2	-
ЗУСЭ	-	9	-	-	17
УССЭ	-	-	-	-	1
MGW	-	-	-	2	7

3. Расчёт транспортного ресурса мультисервисных узлов доступа

где kисп - коэффициент использования канального ресурса. При применении технологии Ethernet обычно планируется использовать не более 80% от номинальной скорости канала, следовательно, kисп=1,25;

АMSAN - интенсивность поступающей нагрузки от абонентов, подключенных к MSAN, Эрл;

VCOD - скорость передачи кодека при обслуживании речевого вызова, кбит/с;

kизб - коэффициент избыточности кодека определяется как отношение общей длины кадра к размеру речевого кадра и зависит от используемого кодека;

- требуемая пропускная способность кодека.

Рассчитаем для кодека G.723.lh/r заданный по варианту

Транспортный ресурс для передачи информационных сообщений между MSAN1 и LSR1.

Необходимо рассчитать интенсивность нагрузки, поступающей на направление MSAN1-LSR1.

=219 Эрл ;

-нагрузка от телефонных аппаратов SIP

- нагрузка внутри MSAN1

Исходящая нагрузка от абонентов MSAN1 к абонентам ГТС:

На направление MSAN - LSR1 поступает также исходящая нагрузка на ЗУСЭ

к УССЭ к СПСС

Суммарная исходящая нагрузка на направлении MSAN1 - LSR1 равна

Из этой нагрузки телефонными аппаратами SIP создаётся

И аналоговыми ТА

(К суммарной исходящей нагрузке необходимо добавить входящую нагрузку от абонентов ГТС к MSAN1, равную исходящей)

На направление MSAN - LSR1 поступает также интенсивность входящей нагрузки от ЗУС

;

Суммарная нагрузка на MSAN1:

Из этой нагрузки к абонентам с аппарата SIP:

А к абонентам с аналоговыми аппаратами:

Суммарная интенсивность исходящей и входящей нагрузки:

+

Пусть 90% нагрузки, поступающей на MSAN, обрабатывается с помощью кодека G721.1 I/r, а 10% нагрузки - с помощью кодека G.711.

При использовании кодека G.729-a в пакетных терминалах, транспортный ресурс в направлении MSAN1 - LSR для терминалов SIP

Суммарный транспортный ресурс для передачи информационных сообщений на направлении MSAN1-LSR1:

Транспортный ресурс для передачи информационных сообщений между MSAN2 и LSR2.

=327.5 Эрл; -нагрузка от телефонных аппаратов SIP

- нагрузка внутри MSAN1

Исходящая нагрузка от абонентов MSAN1 к абонентам ГТС:

Нагрузка на ЗУС к УССЭ к СПСС

Суммарная исходящая нагрузка на направление MSAN2-LSR2

Из этой нагрузки телефонными аппаратами SIP:



И аналоговыми ТА:

На направление MSAN - LSR1 поступает также интенсивность входящей нагрузки от ЗУС от СПСС

;

Таким образом, суммарная интенсивность входящей нагрузки на MSAN2-LSR2:

+

Из суммарной нарузки MSAN2 к телефонным аппаратам SIP:

Входящая нагрузка к аналоговым телефонным аппаратам:

Суммарная исходящая и входящая интенсивность нагрузки к аналоговым абонентам:



Для преобразования речи в пакетную форму в шлюзах MSAN применяется кодек G.723.1 I/r, для которого, как показано в табл. 5.1, транспортный ресурс .

Пусть 90% загрузки, поступающей на MSAN2 , обрабатывается с помощью кодека G723.1 I/r, а 10% нагрузки - с помощью кодека G.711 (по формуле)

Суммарная исходящая и входящая интенсивность нагрузки на аппараты SIP:

+=17.28+16.844=34.124 Эрл

Суммарный транспортный ресурс для передачи информационной нагрузки на направлении MSAN2-LSR2:

Транспортный ресурс для передачи сообщений между СПСС4G и LSR4.

На направление PDNGW-LSR4 поступают интенсивности нагрузки:

От СПСС4G к АТСЭ

ОТ АТСЭ к СПСС4G:

Исх+вх нагрузка к/от СПСС2П:

Исх+вх нагрузка к/от ЗУСЭ:

Исх+вх нагрузка к/от MSAN1:

Исх+вх нагрузка к/от MSAN2:

Исходящая нагрузка к УССЭ :6.9 Эрл

Суммарная интенсивность нагрузки на направление PDNGW-LSR4

В телефонных аппаратах, поддерживающих стандарт LTE, используется кодек G.722.22, в котором применяется технология AMR-WB/ . Скорость передачи данного кодека может составлять от 6,6 до 23,85 кбит/с.

Транспортный ресурс для передачи сигнальных сообщений.

Объем транспортного ресурса для передачи сигнальной информации рассчитывает по следующей формуле:

Интенсивность вызовов:

Где

Транспортный ресурс MSAN1 для управления шлюзами. Для управления шлюзами используется протокол MEGAGO/H.248.

Транспортный ресурс для обмена сообщениями этого протокола:

Где - средняя длина сообщения протокола MEGAGO/H.248;

- среднее число сигнальных сообщений при обслуживании одного вызова в предположении, что только 50% всех поступивших вызовов оканчиваются успешным соединением;

- число сигнальных сообщений протокола MEGAGO/H.248 при установлении успешного соединения

число сигнальных сообщений протокола MEGAGO/H.248 при неуспешном соединении

число вызовов, обслуживаемых шлюзами MSAN1:

Суммарная исходящая и входящая интенсивность нагрузка от аналоговых и телефонных аппаратов SIP на направлении MSAN2 - LSR2



Интенсивность вызовов:

Транспортный ресурс для передачи сигнальных сообщений при обслуживании абонентов MSAN2

Транспортный ресурс MSAN2 для управления шлюзами протоколом MEGAGO/H.248

Транспортный ресурс для управления MGW. Сигнальная информация протокола MEGAGO, необходимая для управления MGW, поступает вместе с информационной нагрузкой на MGW, а сигнальная информация остальных протоколов сигнализации под управлением MGCF поступает на SGW.

интенсивность исходящей и входящей нагрузки между АТСЭ, MSAN1 и MSAN2 равна:

интенсивность исходящей и входящей нагрузки между MSAN1 и MSAN2 ЗУС

21.9 Эрл ;

интенсивность исходящей и входящей нагрузки между MSAN1 и MSAN2 и СПСС2G

Суммарная интенсивность нагрузки, поступающей на MGW от MSAN1, MSAN2:

Интенсивность вызовов, поступающей на MGW от MSAN1 , MSAN2:

Транспортный ресурс для управления MGW:

Канальный ресурс для передачи сообщений протокола SIGTRAN определяется использованием методики пересчета информационной нагрузки в нагрузку ОКС №7, применяемой при проектировании сетей общеканальной сигнализации



Где - коэффициент пересчета местной телефонной нагрузки в нагрузку ОКС №7

- скорость передачи звена сигнализации

- интенсивность нагрузки звена сигнализации

- коэффициент пересчета нагрузки ОКС №7 в нагрузку протокола SIGTRAN

- нагрузка от/к сети с КК, поступающая на медиа шлюзы

Таблица 7 - Транспортный ресурс для передачи информационных и сигнальных сообщений MSAN, Мбит/с

Транспортный ресурс	MSAN1	MSAN2
Для передачи сигнальных сообщений на направлении MSAN-LSR	19.27	27.46
Для передачи сигнальных сообщений абонентов MSAN	1,46	2.15
Для обмена сообщений MEGAGO, используемого для управления MSAN	2.66	4.12
Для обмена сообщений MEGAGO, используемого для управления MGW	2.05	3.14
Для передачи сигнальных сообщений SIGTRAN	0,025	0,039
Итого для сигнальных сообщений	6.19	9.45

4. Расчет производительности MGCF

Основной задачей MGCF (функции управления шлюзами в подсистеме IMS) является обработка сигнальной информации обслуживания вызовов и управление установлением соединений. Емкостные параметры абонентской базы MGCF должны позволять обслуживание всех абонентов различных типов, подключение которых планируется в мультисервисные узлы доступа. При этом для обслуживания вызовов могут использоваться различные протоколы сигнализации.

Интенсивность вызовов, поступающих на MGCF от пользователей проектируемой пакетной сети

где - удельная (приведенная к одному каналу интерфейса) интенсивность вызовов абонентов, использующих доступ по абонентской телефонной линии в ЧНН;

- удельная интенсивность вызовов от абонентов, подключаемых к пакетной сети по ОЦК через сети доступа интерфейса V5.2

I - число MSAN, обслуживаемых MGCF;

K - число интерфейсов типа V5.2;

N - число УПАТС.

При расчете производительности MGCF, который обслуживает MGF, используем формулу

Где - количество трактов типа E1 для подключения фрагмента сети с КК к транспортной сети;

- интенсивность вызовов, обслуживаемых одним каналом .

Производительности MGCF для обслуживания вызовов, поступающих на MGW,

Требуемая минимальная производительность MGCF для обслуживания абонентов MSAN и сети с KK составит

Таблица 8 - Результаты расчета производительности MGCF

Объект сети	Производительность MGCF вызовов/ЧНН
	42650
	60000
	102650

Расчет транспортного ресурса для доступа в Интернет и к услугам IPTV для абонентов с КП.

Для MSAN1 число абонентов для подключения к сети широкополосного доступа в Интернет оставляет 80% (Платы VDSL обеспечивают установление высокоскоростных соединений, являющихся основой для реализации всех (кроме голосовых соединений) мультимедийных услуг, которые оператор планирует предоставить своим конечным пользователям)

Число пользователей Интернет для MSAN1 составит:



Требуемый транспортный ресурс для активного абонента равен 1 Мбит/с. Транспортный ресурс для передачи трафика данных может быть выражен как

где N - количество пользователей;

щ - средний транспортный ресурс, приходящийся на одного пользователя.

По результатам измерений на действующей сети средняя скорость доступа в Интернет в расчете на общее число пользователей составляет 200 кбит/с. При этом транспортный ресурс, который предоставляется абонентам для выхода в Интернет:

.

Количество пользователей, подключенных к услуге IPTV для MSAN1 по условию составляет 10% от общего числа абонентов:

.

По результатам измерений на действующей сети средняя скорость доступа к этой услуге для каждого абонента составит 2,5 Мбит/с. Тогда общий транспортный ресурс:

Таким образом, для предоставления абонентам MSAN1 услуг доступа в интернет и IPTV необходимо к ранее определенному транспортному ресурсу в направлении LSR1 выделить дополнительно:

Для абонентов MSAN2 определим транспортный ресурс для предоставления доступа в Интернет и услуг IPTV. Число пользователей Интернет для MSAN2 составит:

Для MSAN2 получаем следующие значения транспортного ресурса для доступа в Интернет:

Количество пользователей, подключенных к услуге IPTV для MSAN2, составит 10% от общего числа абонентов:

Транспортный ресурс, который должен быть выделен абонентам MSAN2 для предоставления этой услуги, составит

Следовательно, для предоставления абонентам MSAN2 услуг доступа в Интернет и IPTV необходимо к ранее определенному транспортному ресурсу в направлении к LSR2 выделить дополнительно

Расчет транспортного ресурса для доступа в Интернет и к услугам IPTV для абонентов сети с КК.

Доля абонентов АТС, требующих подключения к сети Интернет, составляет 50%. Число пользователей Интернет для АТС-2,3:

При этом общая скорость, которая выделяется абонентам для выхода в Интернет:

Количество пользователей, подключенных к услуге IPTV для АТС-2,3 составит 10% от общего числа абонентов:

Средняя скорость доступа к этой услуге для каждого абонента составит 2,5 Мбит/с. Тогда общий транспортный ресурс, который должен быть выделен абонентам для предоставления этой услуги,

Таким образом, для предоставления абонентам АТС-2,3 услуг доступа в Интернет и IPTV необходимо в направлении транспортной пакетной сети выделить ресурс

Аналогично произведем расчеты для АТС-4,5

Число пользователей Интернет для АТС-4,5 составит

При этом общая скорость, которая выделяется абонентам для выхода в Интернет

Количество пользователей, подключенных к услуге IPTV для АТС-4,5 составит 10% от общего числа абонентов,

Транспортный ресурс, для этой услуги,

Таким образом, для предоставления абонентам АТС-4,5 услуг доступа в Интернет и IPTV необходимо в направлении транспортной пакетной сети выделить ресурс

Таблица 9 - Транспортный ресурс для выхода в Интернет и IPTV абонентов АТСЭ

Объект	Число абонентов для выхода в	Транспортный ресурс, Гбит/с, для выхода в	Суммарный транспортный ресурс, Гбит/с
	Интернет	IPTV	Интернет	IPTV
АТСЭ-2,3		900	0,9	2.25	3.15
АТСЭ-4,5			1.1	2.75	3.85

Для увеличения надежности каждая АТСЭ подключается одновременно к двум коммутаторам транспортной пакетной сети. Схема подключения абонентов и транспортный ресурс, который необходим для обслуживания все абонентов сетей с КК и КП, представлена на рис. (на след слайде). Каждый объект с целью резервирования подключается с резервным интерфейсом по схеме резервирования 1:1.

Будем использовать для подключения устройств к транспортной пакетной сети стандартные интерфейсы, емкостные параметры которых превышают параметры транспортных потоков.

Каждый объект с целью резервирования подключается с резервным интерфейсом по схеме резервирования 1:1 (т.е. если для обслуживания потока необходим один интерфейс, то в емкостных параметрах закладывается два интерфейса).

Рисунок 7. Транспортный ресурс на различных участках сети для доступа в Интернет и IPTV

Таблица 10 - Емкостные параметры подключений

Участок сети	Необходимый транспортный ресурс, Мбит/с	Интерфейс
MSAN1-LSR1, LSR4	19.27	2x100Base-FX
MSAN2-LSR2, LSR3	27.46	2x100Base-FX
LSR4-MGW	19,27	2x100Base-FX
LSR3-MGW	27,46	2x100Base-FX
LSR1-IMS	9,45	2x10 Base-FL
LSR4-IMS	6,19	2x10 Base-FL
PDNGW- LSR1, LSR4	15,4	2x100Base-FX
MSAN1-INT		4x1000Base-LX
MSAN1-IPTV		4x1000Base-LX
MSAN2-INT		4x1000Base-LX
MSAN2-IPTV		4x1000Base-LX

Расчет объема оборудования фрагмента мультисервисной сети.

Число плат для MSAN1.

Число плат VDSL.Число абонентов, которые используют Интернет, равно 3504 (см. Расчет транспортного ресурса для доступа в Интернет и к услугам IPTV для абонентов с КП). Так как одну плату VDSL включаются 32 абонентские линии, то потребуется следующее число плат:

Число плат POTS. На плате POTS реализовано 64 порта для традиционной аналоговой телефонной связи, используемые для подключения абонентских линий от абонентов квартирного, народно-хозяйственного секторов и таксофонов. Для подключения 2000 аналоговых абонентских линий потребуется плат:

Число плат шлюзов (SMG). В одну плату шлюза SMG включается от 8 трактов Е1 (в минимальной конфигурации) и до 32 трактов Е1 (в максимальной конфигурации). Определим число плат для подключения абонентских устройств по интерфейсам V5.2:

Всего потребуется 144 плат для подключения абонентов MSAN1.

Далее произведем укомплектование платами секций МЕА 20 MSAN1. Для надежности будем применять схему с двойным резервированием. Поэтому максимальное число плат, которое можно разместить в одной секции, равно 18. С учетом MSAN1 будет размещен на 8 секциях МЕА 20.

Число плат для MSAN2.

Число оптоволоконных плат GPON. Было показано, что число абонентов, которые используют Интернет, равно 5752. Так как в одну плату GPON максимально включаются линии от 1024 абонентов, то потребуется следующее число плат:

Число плат POTS. Для подключения 2500 аналоговых телефонных аппаратов потребуется:

Число плат шлюзов (SMG). В одну плату шлюза SMG включается от 8 трактов Е1 (в минимальной конфигурации) и до 32 трактов Е1 (в максимальной конфигурации). Определим число плат для подключения абонентских устройств по интерфейсам V5.2:

Для подключения УПАТС необходима 1 плата шлюза SMG.

Таким образом, суммарно потребуется 49 плат для подключения абонентов MSAN2. . С учетом MSAN1 будет размещен на 3 секциях МЕА 20.

Каждая секция MSAN подключается физически к маршрутизаторам (LSR) транспортной пакетной сети. В секциях МЕА 20 используются платы агрегирующего потока Ethernet, обеспечивающие связь с помощью интерфейсов GE (Gigabit Ethernet).

Число плат для шлюзов сигнализации и медиашлюза SI3000 SMG

Шлюз SI3000 SMG компании Iskratel может выполнять функции медиашлюза и шлюза сигнализации, поэтому транспортные и сигнальные потоки со стороны сетей с коммутацией каналов поступают на платы SMG. При этом речевая информация с помощью различных кодеков преобразуется в поток речевых пакетов VoIP, а сигнальная информация преобразуется в протоколы управления соединениями в сети NGN. Так же в шлюзах осуществляется в обратное преобразование.

В настоящее время на сеть поставляются, в основном, секции МЕА 20 и МЕА 10D. Для транспортного и сигнального шлюзов выберем секцию МЕА 10D.

Обычно на сети используются платы SMG в максимальной конфигурации на 32 тракта Е1. Так как со стороны сети с коммутацией каналов на шлюзы поступает 72 потока Е1, то для размещения шлюзов SMG потребуется 1 секция MEA 10D, в которой будут установлены 4 платы SMG и 2 платы коммутаторы Ethernet.

Рисунок 8. Размещение плат сигнального и медиашлюзов в секции MEA 10D

Заключение

коммутация цифровой мультисервисный

В данном курсовом проекте был спроектирован фрагмент мультисервисной сети.

На территории данного фрагмента имеются телефонная сеть с коммутацией каналов, которая состоит из двух цифровых телефонных станций емкостью 20000 абонентов. Для фрагмента сети с КК была рассчитана возникающая на сети нагрузка, включая нагрузку к ЗУС и УСС, произведено ее распределение по направлениям. Также было подсчитано количество потоков Е1, которые необходимы для обслуживания этой нагрузки. Для абонентов каждой АТС был рассчитан транспортный ресурс для выхода в Интернет и предоставления услуги IP TV, который для абонентов АТС-2,3 составил 3,15 Гбит/с, для АТС-4,5 - 3,85 Гбит/с, для

Также в курсовом проекте была рассчитана нагрузка от абонентов МСС, которая была распределена между всеми абонентами сети. Число абонентов MSAN-1 составило 4380, а MSAN-2 - 7190. Таким образом, общая емкость проектируемой МСС равна 11570 пользователей. С учетом предоставления услуги Интернет и IP TV был рассчитан транспортный ресурс, который для MSAN-1 составил 1,79 Гбит/с, а для MSAN-2 - 2,95 Гбит/с.

В данной курсовой работе было рассчитано количество плат POTS, VDSL, SMG, GPON, которыми необходимо укомплектовать секций МЕА 20, а также число этих секций. Так для MSAN-1 необходимо использовать 8 секций по 18 плат МЕА 20 из которых 110 плат VDSL, 32 плат POTS и 2 платы SMG. Для MSAN-2: 3 секции по 18 плат МЕА 20, из которых 6 плат GPON, 40 плат POTS и 2 платы SMG. Для сигнального и медиа шлюза необходимо использовать 3 платы SMG.

Список сокращений.

АТА - аналогово-телефонный аппарат

АТС - автоматическая телефонная станция связи

АТСЭ - электрическая автоматическая телефонная станция связи

ГТС - городская телефонная сеть

ЗУС - зоновый узел связи

КК - коммутация каналов

КП - коммутация пакетов

МгМн - междугородняя международная телефонная связь

МСС - мультисервисная сеть связи

ОКС 7 - общеканальная сигнализация

ОЦК - основной цифровой канал

СЛ - соединительная линия

СПСС - сеть подвижной сотовой связи

ТфОП - телефонная сеть общего пользования

УПАТС - учрежденческо-производственная автоматическая телефонная станция

УСС - узел спецслужб

Эрл - Эрланг - интенсивность нагрузки - одно часозанятие за час

BRI - basic rate interface - интерфейс базового уровня - предоставление двух ОЦК.

DSLAM - digital subscriber line access multiplexer - мультиплексор доступа цифровых абонентских линий

GPON - gigabit passive optical network - широкополосная сеть общего доступа

IMS - IP multimedia subsystem - спецификация передачи мультимедийного содержимого в электросвязи на основе протокола IP

ISDN - integrated services digital network - цифровая сеть с интеграцией служб

LAN - local area network - локальные вычислительные сети

LSR - label switching path - путь коммутации по меткам

MEGACO / H.248 -протоколы используемые между MGW и MGC

MGCF - media gateway control function - функция управления шлюзами в IMS

MGW - Media Gateway - медиашлюз - межсетевой шлюз, преобразующий медиа трафик между сетями разных типов

MPLS - Multiprotocol Label Switching - многопротокольная коммутация по меткам

MSAN - Multi Service Access Node- точка мультисервисного доступа

PDNGW - public data network gateaway - шлюз к другим сетям передачи данных для сети LTE (4G)

PRI - Primary Rate Interface - интерфейс первичного доступа

Sigtran - группа протоколов для взаимодейсвтия традиционной телефонии и VoIP

SIP - session initiation protocol - проток установления сеанса

SMG - сетевые медиашлюзы и шлюзы сигнализации

V 5.2 - интерфейс сети доступа

VoIP - voice over IP - передача речевого сигнала по сети Интернет

Литература

1. Вилков А.Р., Зуйков К.Л., Касанов К.В., Маликова Е.Е. Основы работы с платформой SI3000 IMS. Учебно-методическое пособие. - М.: МТУСИ, 2016. - 68 с.

2. Гольдштейн Б.С., Кучерявый А.Е. Сети связи пост-NGN. СПб.: БХВ-Петербург, 2013. -- 160 с.

3. Деарт В.Ю. Мультисервисные сети связи. Ч.2: Протоколы и системы управления сеансами (Softswitch/IMS). -- М.: Брис-М, 2011. - 198 с.

4. Пшеничников А.П. Теория телетрафика. Учебник для студентов по направлению подготовки бакалавров 11.03.02. Инфокоммуникационные технологии и системы связи. -- М.: Горячая линия -- Телеком, 2017. -- 212 с.

Размещено на Allbest.ru

...