Проектирование мультисервисной сети

Федеральное агентство по  образованию РФ

ГОУ ВПО  «ОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ  УНИВЕРСИТЕТ» 

Кафедра «Средства связи» 
 
 
 

ПРОЕКТИРОВАНИЕ  МУЛЬТИСЕРВИСНОЙ СЕТИ 
 
 
 

                                                Принял:

                  преподаватель БычковЕ.Д.

                  __________________________

                  подпись, дата

                                                Выполнил:

                     студент гр. РП-517   Сажаев М.А.

                                                __________________________

                                                        подпись, дата 
 

Омск 2011

 

          Задание на расчетно-графическую работу

                  «Проектирование мультисервисной сети»

Студенту_______________________________________________________группы_________

Дата выдачи Срок сдачи_____________20_____________

Исходные данные:

Зона  проектирования 1 2 3 4
Число аналоговых абонентов, 320 0 720 20
Число цифровых абонентов, 150 230 620 420
Число абонентов

IP-АТС

 Аналоговые  абоненты 420 100 1000 20
Цифровые абоненты 0 350 0 200
IP- телефоны 300 0 240 0
Число абонентов УПАТС. Аналоговые  абоненты, 1000 300 0 120
Цифровые  абоненты, 300 0 400 600
Число пользователей LAN, 610 120 330 100
Используемый  кодек G.729 G.729 G.729 G.723
Доля  обслуживаемых вызовов данным кодеком 0,5 0,6 0,4 0,7

Топология сети:

Содержание проекта:

  1. Расчет оборудования шлюзов
  2. Расчет производительности гибкого коммутатора
  3. Расчет оборудования транспортной пакетной сети
  4. Выбор оборудования сети и параметров подключения
  5. Комплектация проектируемого оборудования

Графический материал:

    1. Схема связи мультисервисной сети
    2. Аппаратная реализация схемы сети
    3. Комплектация проектируемого оборудования

Руководитель проекта

 

Исходные данные:

Зона  проектирования 1 2 3 4
Число аналоговых абонентов, 320 0 720 20
Число цифровых абонентов, 150 230 620 420
Число абонентов

IP-АТС

 Аналоговые  абоненты 420 100 1000 20
Цифровые абоненты 0 350 0 200
IP- телефоны 300 0 240 0
Число абонентов УПАТС. Аналоговые  абоненты, 1000 300 0 120
Цифровые  абоненты, 300 0 400 600
Число пользователей LAN, 610 120 330 100
Используемый  кодек G.729 G.729 G.729 G.723
Доля  обслуживаемых вызовов данным кодеком 0,5 0,6 0,4 0,7
 
 
 

Рис.1. Топология  сети.

 

     Реферат

     Расчетно-графическая  работа содержит 34 страницы, 22 рисунка, 14 таблиц, 5 источников, 1 чертеж.

     Мультисервисная сеть, маршрутизатор, коммутатор, шлюз, кодек, интенсивность вызовов.

     Пояснительная записка содержит основные принципы организации мультисервисной сети. В процессе работы требовалось, используя схему связи мультисервисной сети,рассчитать транспортные ресурсы узлов сети и выбрать оборудование.

     Расчетно-графическая  работа выполнена в текстовом редакторе MicrosoftWord, графический материал выполнен с использованием MicrosoftVisio.

     К работе прилагаются чертеж со схемой связи мультисервисной сети.

 

Оглавление

Введение 6

1.Расчет оборудования шлюзов. 7

1.1Расчет нагрузки на оборудование шлюзов и АТС. 7

1.2Расчет  пропускной способности  каналов 10

2.Расчет оборудования коммутатора 12

3.Расчет оборудования транспортной пакетной сети 15

3.1 Расчет производительности коммутатора шлюза 15

3.2Расчет ресурса взаимодействия маршрутизаторов без учета резервирования 16

3.3 Расчет ресурса взаимодействия маршрутизаторов с учетом резервирования 18

4. Выбор оборудования сети и параметров подключения 22

4.1 УАТС NEC серии NEAX 2000 22

4.2 Цифровой медиашлюз ITS CGW-PX 24

4.3 Маршрутизатор SmartEdge 800 26

4.4 Коммутатор ZyXELES-4124 31

Заключение 33

Список литературы 34 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение

     Сегодня информационные и телекоммуникационные технологии становятся одним из основных факторов формирования мировой экономики. Их развитие и конвергенция — это шаг к созданию единой глобальной информационной инфраструктуры, неотъемлемой частью которой являются современные средства создания, обработки/хранения, доступа и передачи информации. В этих условиях одной из приоритетнейших задач национальной экономики любой страны становится обеспечение соответствия ее развития общемировому движению по пути создания глобального информационного пространства.

     Учитывая  существующую тенденцию развития интернета  с высокой долей уверенности  можно сказать, что здесь основой  эволюции может быть Интернет.

     Большая часть корпоративных сетей финансовых учреждений базируется на виртуальных  каналах Frame Relay, причем по ним обеспечивается как передача данных, так и голоса, и видео. Имея  мощнейщнейшую сеть передачи данных и богатый опыт предоставления услуг, одним из важнейших стратегических направлений развития можно считать широкомасштабное внедрение мультимедийных услуг. Как следствие глобальных изменений на телекоммуникационном рынке, а именно                 — формирование новой законодательной и регулятивной среды, а также эволюции сетей и терминального оборудования в направлении конвергенции, принципиальные изменения происходят и в сфере деятельности операторов. Это приводит к постоянному уменьшению доли доходов от предоставления традиционных телефонных услуг. Для местных операторов связи, которые до недавнего времени ориентировали свою деятельность на предоставление именно традиционных услуг, эта тенденция означает необходимость интенсивного поиска и внедрения способов, которые обеспечили бы эффективное использование уже существующей сетевой инфраструктуры за счёт внедрения дополнительных услуг при одновременном paзвитии новой телекоммуникационной инфраструктуры.

     Эволюция  сетей и терминального оборудования в направлении конвергенции определяется, с одной стороны, прогрессом в  ключевых технологиях, с другой, —  новым требованиями и растущими потребностями пользователя. Современный клиент становится интеллекальным и мобильным. Он требует индивидуального обслуживания по определенной им политике, желает иметь возможность самостоятельной установки и модификации этой политики, использования существующих и создания своих собственных (новых) услуг в пределах, устанавливаем контрактом на политику обслуживания. Все большее развитие получает стратегия совместного использования и виртуального распределения сетевых ресурсов.

     Цифровизация, интенсивно проводимая на протяжении последнего десятилетия, разработка и усовершенствование новых сетевых технологий (транспортных и коммутационных) создают предпосылки для построения универсальной сетевой инфраструктуры — мультисервистной сети, которая во всем мире рассматривается как основа сетей следующего поколения.

     Новая сетевая инфраструктура сможет поддерживать миллионы пользователей существующих традиционных сетей. При этом она обеспечит возможность обмена информацией между разными типами пользователей,  а также предоставления любой традиционной услуг наряду с услугами нового поколения.

     Сетевая инфраструктура следующего поколения  может быть охарактеризована как  мультисервисная с децентрализованным управлением услугами. Ее основу составит универсальная транспортно ориентированная сеть, основанная на технологии распределенной коммутации пакетов. Кроме традиционных узлов (мультиплексоров, маршрутизаторов, коммутаторов) в состав элементов этой сети входят контроллеры сигнализации и шлюзы разнообразного назначения. Доступ к услугам, предоставляемым конечным пользователям, производится с использованием серверов разного назначения (политики обслуживания, защиты, услуг, банков приложений и пр.).

     Мобильность услуг, возможность гибкого и  быстрого их создания, обеспечение  гарантированного их качества, а также совместимости оборудования разных производителей и различных реализаций обеспечивается на этой сети тремя ее уровнями: транспортным, уровнем управления коммутацией и передачей информации, уровнем управления услугами.

     Новый транспортный уровень мультисервисной сети будет создаваться на основе прозрачной для всех видов услуг и данных магистральной сети с электронно-оптическими коммутаторами. Такая транспортно ориентированная магистральная сеть сможет быстро и надежно коммутировать и передавать в необходимых направлениях миллионы пакетов в секунду. В ней исключаются любые дополнительные процедуры обработки информации (например, направленные на поддержку интеллектуальных услуг), так как они способны вызвать задержки функционирования магистрали по транспорту и коммутации информационных потоков.

     Функции взаимодействия и интеллект предоставления услуг мультисервисной сети будут концентрироваться на границах магистральной сети, обеспечивая их доступность, простоту мониторинга и гарантии качества предоставления услуг. Интеллект на границах магистральной сети будет разрешать, как дифференцировать, так и интегрировать услуги, создавая возможности и перспективы для независимого развития магистральной сети и сетей доступа. Наиболее оптимальным подходом к созданию мультисервисной сети является разработка клиент ориентированной бизнес модели новых услуг связи и построение на ее основе сетевой инфраструктуры, способной реализовать спрос на эти услуги. При этом стратегия построения новой инфокоммуникационной инфраструктуры состоит в:

     -   создании инфраструктуры пакетной широкополосной мультисервисной сети;

     -   разгрузке существующей телефонной сети общего пользования. То есть, продолжая предоставлять на ее базе традиционные голосовые услуги, минимизируются инвестиции в данную сеть, при этом обеспечивается дальнейшее развитие спектра услуг и объемов трафика за счет новой мультисервисной сети;

     -   обеспечении полномасштабного доступа абонентов существующей телефонной сети общего пользования к новой мультисервисной сети и предоставлении им на ее базе новых услуг.

     Однако  в ближайшие годы голосовые услуги пока еще будут оставаться главным источником доходов большинства национальных операторов для поддержания уровня этих доходов будут необходимы инвестиции в сеть с коммутацией каналов. В этих условиях телекоммуникационная сеть функционально пока еще будет развиваться и как телефонная с коммутацией каналов, и как пакетная. Это сосуществование есть условие поддержания доходов и дальнейшее развитие. При этом телефонные сети постепенно будут преобразовываться в сети доступа.

     Рост  объемов мультимедийного трафика в мультисервисной сети потребует наличия каналов с чрезвычайно высокой пропускной способностью. Следует ожидать применения также технологий уплотнения по длине волны. Предполагается, что оптика еще долгое время будет единой интегрирующей основой, а для доступа будут применяться те технологии, которые решают конкретные задачи наиболее эффективным способом.

     Учитывая  значительный коммерческий потенциал  Интернета, который толкает весь мир к принятию IP в качестве универсального интерфейса услуг, на текущем этапе развития мультисервиснои сети следует уделять большое внимание созданию IP-ориентированой сети доступа.

1.Расчет оборудования шлюзов.

1.1Расчет нагрузки на оборудование шлюзов и АТС.

     Введем  следующие переменные:

       – число абонентов, использующих  подключение по аналоговой абонентской  линии;

       – число абонентов, использующих  подключение по базовому доступу  ISDN;

       – число абонентов с терминалами  SIP, H.323, использующих подключение  по Ethernet-интерфейсу;

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

       – число абонентов, подключаемых  к LANi, где i- номер  LAN;

       – число УПАТС, подключаемых к шлюзу;

     – число пользовательских каналов в интерфейсе подключения УПАТС k(число поток Е1), где k – номер УПАТС.

     Рассчитаем  нагрузки для первого узла.

     Нагрузка, поступающая на УПАТС:

                  (1)

     Нагрузка, поступающая на IP-ATC:

  (2)

     Нагрузка, создаваемая абонентами шлюза:

                  (3)

     Рассчитаем  нагрузки для второго узла.

     Нагрузка, поступающая на УПАТС:

                   (4)

     Нагрузка, поступающая на IP-ATC:

(5)

     Нагрузка, создаваемая абонентами шлюза:

                 (6)

     Рассчитаем  нагрузки для третьего узла.

     Нагрузка, поступающая на УПАТС:

                  (7)

     Нагрузка, поступающая на IP-ATC: 

                                 (8)

     Нагрузка, создаваемая абонентами шлюза:

                  (9)

     Рассчитаем  нагрузки для четвертого узла.

     Нагрузка, поступающая на УПАТС:

          (10)

     Нагрузка, поступающая на IP-ATC:

(11) 

     Нагрузка, создаваемая абонентами шлюза:

               (12)

     Общая нагрузка для всех узлов: 

                                               (13)

     Для определения внутристанционной  нагрузки, замыкаемой на уровне УПАТС, IP-АТС и шлюза, необходимо сначала  вычислить долю возникающей нагрузки для каждого узла от общей возникающей  нагрузки в сети.

     Доля  возникающей нагрузки для первого узла от общей возникающей нагрузки:

                                  (14)

                                  (15)

                                    (16)

     Доля  возникающей нагрузки для второго узла от общей возникающей нагрузки:

                                  (17)

                                  (18)

                                    (19)

     Доля  возникающей нагрузки для третьего узла от общей возникающей нагрузки:

                                 (20)

                                (21)

                                  (22)

     Доля  возникающей нагрузки для четвертого узла от общей возникающей нагрузки:

                     (23)

                               (24)

                               (25)

     Процент внутристанционного сообщения:

                                                             (26)

                                                             (27)

                                                              (28)

     Расчет  внутристанционных и исходящих нагрузок для каждой зоны.

     Для первого узла:

                              (29)

                 (30)

                             (31)

                   (32)

     Для второго узла:

                             (33)

                    (34)

                          (35)

                 (36)

     Для третьего узла:

                          (37)

                (38)

                           (39)

                  (40)

     Для четвертого узла:

                   (41)

             (42)

                         (43)

                  (44)

     Рассчитаем  число соединительных линий между  УПАТС и шлюзом с помощью таблицы  Эрлангов, где p=0.01.

     1 узел: , значит V=126, число потоков Е1: 5

     2 узел: , значит V=30, число потоков Е1: 1

     3 узел: , значит V=68, число потоков Е1: 3

     4 узел: , значит V=106, число потоков Е1: 4

     Рассчитаем  общую нагрузку, поступающую на каждый шлюз:

     Узел 1: 

                                     (45)

                       (46)

                            (47)

     Узел 2: 

                                                                (48)

                  (49)

                             (50)

     Узел 3: 

                                         (51)

                 (52)

                     (53)

     Узел 4: 

                       (54)

                 (55)

                      (56)

     Полученные  данные занесем в таблицу: 

     Таблица 1. Значения нагрузок.

    Зона  проектирования  
    Эрл    		  
    Эрл    		  
    Эрл    		  
    Эрл    		  
    Эрл    		  
    Эрл    		  
    Эрл    		  
    Эрл    		  
    Эрл
    1 160 52.64 107,36 102 26,9 75,1 66 19 49
    2 30 9,87 20,3 80 21,12 58,88 47 12.5 34.4
    3 80 26,32 53,68 148 39 109 146 52.4 146
    4 132 43,43 88,57 42 11 31 88,2 23.3 65

1.2Расчет пропускной способности каналов

     На  практике шлюзы IP-телефонии поддерживают, как правило, несколько кодеков. Шлюз определяет тип передаваемого  сигнала и переключает его  на соответствующей режим кодирования  с целью обеспечения экономии ширины полосы пропускания.- скорость передачи кодека типа m при обслуживании вызова, k – коэффициент использования ресурса, – ресурс для передачи информации от кодека G.711 без подавления пауз, используемого для эмуляции каналов.

     Пользовательский  ресурс шлюза и пользовательский ресурс IP-ATС: 

                       (57) 

                             (58) 

                 (59) 

                       (60) 

                             (61) 

                       (62) 

                             (63) 

                             (64)

     Занесем полученные данные в таблицу.

     Таблица 2. Значения пользовательского ресурса  шлюза и IP-АТС.

Зона  проектирования ,

Мбит\с

 ,

Мбит\с

1 3.8 5,8
2 2.5 4.2
3 10.3 6.7
4 5,2 1,34
 

 

2.Расчет оборудования коммутатора

     Основной  задачей гибкого коммутатора  при построении распределенного  абонентского концентратора являются обработка сигнальной информации обслуживания вызова и управления установлением  соединений.

          Для расчета оборудования гибкого  коммутатора вводятся следующие  переменные:

Проектирование мультисервисной сети