У більш загальному випадку комутатор (чи маршрутизатор) має ряд вихідних портів і комутує джерела в залежності від їх запитів. Тоді джерела групують за типами, для всіх їх груп знаходять навантаження потрібних напрямків зв'язку і розраховують умовне число еквівалентних портів окремо для кожного напрямку і потрібну пропускну спроможність кожного вихідного тракту з урахуванням класів обслуговування цих груп джерел.

Розрахунками показано, що при змінній швидкості передавання закон її розподілу помітно впливає на пропускну спроможність. Пропонована інженерна методика це враховує, однак потрібні додаткові дослідження для коректного обрання апроксимуючого розподілу в залежності від характеру пакетного навантаження, який визначається номенклатурою доступних абонентам послуг.

Ефективність пропонованої інженерної методики оцінено порівнянням результатів розрахунку з точними значеннями, знайденими рекурентним методом, викладеним вище. Показано, що інженерна методика при застосуванні моделі примітивного потоку дає прийнятну точність - розходження з точними результатами мали місце лише при числі ВД, меншому п'яти, причому вони не перевищують двох умовних каналів і зменшуються зі зменшенням питомого абонентського навантаження і числа джерел. Перевірка точності інженерного розрахунку при застосуванні моделі найпростішого потоку виконана імітаційним моделюванням, яке показало, що і в цьому разі досягається достатня точність.

Матеріали розділу опубліковані в співавторстві в роботах [1, 2, 3]. В них автору належать: виведення формул рекурентного методу розрахунку пропускної спроможності симетричної мережі доступу і формул характеристик якості обслуговування примітивного потоку викликів для дисципліни з очікуванням; узагальнення інженерної методики розрахунку пропускної спроможності для нормального і рівномірного розподілу змін швидкості пакетного передавання; виконання імітаційного моделювання для перевірки точності інженерної методики розрахунку при застосуванні моделі найпростішого потоку викликів.

У п'ятому розділі дисертаційної роботи - «Стратегія побудови мультисервісної мережі Азербайджану» - запропоновано загальну поетапну стратегію побудови мультисервісної мережі загального користування і, для забезпечення її реалізації, розроблено методику планування місць розміщення і ємностей вузлів доступу й запропоновані конкретні технічні рішення, що можуть бути типовими при проектуванні мультисервісної мережі.

Ця стратегія враховує таку особливість Азербайджана, як переважання гірського рельєфу. Звідси випливає необхідність: а) особливої уваги до живучості мережі, тобто здатності функціонувати після руйнувань на окремих ділянках внаслідок землетрусів, зсувів ґрунту тощо, досить імовірних у гірській місцевості; б) широкого застосування безпроводового доступу і радіорелейних систем передачі на транспортній мережі. Загальними принципами створення живучої й достатньо економічної мережі мають бути: застосування переважно кільцевих і петльових топологій транспортної мережі зі створенням шляхів обходу потенційних (найбільш вірогідних) зон ураження; організація в кожному радіальному напрямку зв'язку транспортної мережі двох ліній передачі або з різними середовищами поширення, або з географічним рознесенням; організація абонентського доступу в гірських населених пунктах переважно на радіозасобах; забезпечення гарантованого електроживлення мережних вузлів і станцій; резервування критично важливого обладнання; побудова оператором своєї мережі на однотипному обладнанні, дозволяючому спростити контроль і централізувати технічне обслуговування. З урахуванням цього визначено 4 етапи розбудови мультисервісної мережі, на останньому з яких забезпечується повне задоволення попиту.

Далі визначено методику планування місць розміщення і ємностей вузлів доступу і основні сценарії розвитку інфраструктури мультисервісного абонентського доступу, реалізовувані окремо чи одночасно, в залежності від попиту й рівня розвитку місцевої телефонної мережі. Для кожного сценарію запропоновано типові технічні рішення на базі прийнятного обладнання. Сценарії такі:

Сценарій 1 - використання наявних чи проектованих на мережі оператора станцій ЦСК (напр., SI2000) або медіашлюзів ПкСК (напр., платформи SURPASS фірми Siemens) з можливостями широкосмугового доступу. При цьому доцільно по мірі росту попиту створювати розгалужену систему комутаційних і абонентських виносів ЦСК чи медіашлюзів ПкСК з можливостями широкосмугового доступу. Слід, однак, враховувати, що в сільських районах є фактори, протидіючі впровадженню мультисервісного доступу - мала платоспроможність населення, обмежена пропускна спроможність первинної мережі і відкладений попит. Тому на перших етапах рекомендується планувати, де можливо, пункти колективного доступу з мінімальною реконструкцією існуючої первинної мережі, а по мірі росту попиту планувати вибіркову реконструкцію первинної мережі з переходом переважно на радіотехнології й оптичний кабель, що забезпечить потрібну пропускну спроможність в місцях попиту на мультисервісний доступ.

Сценарій 2 - встановлення, по мірі росту попиту і утворення нових зон концентрації абонентів, автономних вузлів доступу (напр., MА5600Т, МА5300, МА5303 фірми Huawei чи базових станцій стандарту CDMA-2000), та об'єднання цих вузлів в мережу доступу. Цей сценарій може потребувати створення нової оптичної / радіо транспортної мережі абонентського доступу для підімкнення вузлів доступу, але в цілому доцільно використовувати, наскільки можливо, існуючу транспортну мережу, віддаючи перевагу, за можливості вибору, технології IP / Ethernet.

Сценарій 3 - впровадження, по мірі росту попиту і розширення номенклатури послуг, більш швидкісних технологій (GPON, SHDSL, VDSL), додатково до технологій доступу, рекомендованих для перших етапів (ADSL2+, CDMA-2000, WiMAX). Ці технології можуть обмежено застосовуватись і на перших етапах організації мультисервісного доступу, переважно для ділових абонентів, які мають по кілька локальних мереж LAN, використовують послуги відеоконференцій, ІР TV тощо.

Матеріали розділу опубліковані в роботах [4, 5, 8, 10].

ВИСНОВКИ

Основні наукові й практичні результати роботи такі:

1. Розроблена методика планування послуг і параметрів мультисервісного абонентського доступу і форма планування. Методика формалізує дії проектувальника у вигляді таких кроків: а) складання категоризованого списку абонентів мультисервісного доступу; б) визначення переліку послуг для кожного абонента; в) визначення параметрів існуючих АЛ (за їх наявності); г) розрахунок для всіх абонентів очікуваних питомих навантажень і швидкостей доступу в залежності від номенклатури планованих послуг; д) вибір на цій основі прийнятних технологій доступу; е) перевірка можливості використання існуючих телефонних АЛ і прийняття рішення про їх використання чи організацію радіодоступу або нової кондиційної АЛ.

2. Розроблена вперше загальна методика прогнозування навантаження і потрібної швидкості передавання широкосмугової пакетної мережі. В методиці передбачено: а) використання оцінок питомих навантажень і запитуваних у абонентському доступі швидкостей передавання, залежних для кожного абонента від номенклатури надаваних йому послуг; б) можливість розділення навантаження на пакетне й телефонне; в) можливість часткового замикання навантаження на вузлі доступу та у кластері доступу при різних топологічних структурах мережі доступу; г) різні варіанти організації мультисервісної мережі (пряме підімкнення мереж доступу до пакетної транспортної мережі; встановлення серверів послуг, сервера ААА, вузлового маршрутизатора і шлюзу IP-телефонії при крупних транзитних вузлах доступу; створення мережі на базі сучасної ПкСК).

3. Вперше розроблено точний аналітичний метод розрахунку пропускної спроможності дворівневої симетричної мережі доступу, зручний для комп'ютерних розрахунків. Метод, на відміну від існуючих, враховує, що стани послідовно з'єднаних вузлів залежні, і передбачає розрахунок кластера доступу з каскадним ввімкненням вузлів як цілого, без розділення на окремі вузли. Ця проблема вирішена для симетричного кластера шляхом виділення множин його станів, в кожній з яких всі стани рівноймовірні, що дозволило застосувати ряд комбінаторних співвідношень. Цей метод використано як основу оцінки ефективності наближених методів розрахунку пропускної спроможності пакетної мережі.

4. Вперше отримано точні формули для характеристик якості обслуговування примітивного потоку викликів при дисципліні з очікуванням. Показано, що існувавше раніше теоретичне рішення має помилку, яка довгі роки залишалась невиявленою через незапитаність в той час даної моделі і відсутність спроб виконання розрахунків.

5. Розроблена інженерна методика розрахунку пропускної спроможності пакетної мережі і оцінена її ефективність. Показано, що при використанні формул Енгсета та Ерланга досягається прийнятна для практики точність знаходження числа умовних каналів на виході вузла доступу, а належний вибір закону розподілу змін швидкості пакетного передавання дозволяє забезпечити дотримання нормативних втрат пакетів. В цій методиці, на відміну від інших відомих підходів, застосовується апроксимація змін швидкості пакетного передавання відомими законами розподілу ймовірностей, що дозволило зробити методику простою й зрозумілою, забезпечивши при цьому необхідну точність.

6. Запропонована поетапна стратегія розбудови мультисервісної пакетної мережі загального користування, яка враховує переважання в Азербайджані гірського рельєфу, але є достатньо загальною для застосування, наприклад, і в Україні. Для забезпечення реалізації стратегії запропонована методика планування місць розміщення і ємностей вузлів мультисервісного доступу та конкретні технічні рішення, які можуть бути типовими при проектуванні мультисервісної мережі.

Таким чином, в цілому в дисертаційній роботі вирішено комплекс теоретичних і практичних проблем проектування мультисервісних пакетних мереж загального користування.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦь ЗА ТЕМою ДИСЕРТАЦІЇ

1. Ложковский А.Г., Салманов Н.С., Вербанов О.В. Моделирование многоканальной системы обслуживания с организацией очереди. // Восточно-европейский журнал передовых технологий. - 2007, № 3/6 (27). - С. 72 - 75.

2. Ложковский А.Г., Салманов Н.С., Чумак Н.А. Рекуррентный метод расчета пропускной способности пакетной сети доступа. // Наук. праці ОНАЗ ім. О.С.Попова. - 2006, № 2. - С. 24 - 33.

3. Салманов Н.С., Чумак Н.А. Инженерный расчет пропускной способности пакетной сети доступа // Зв'язок. - 2007. - № 2. - С. 41-43.

4. Салманов Н.С. Проблемы функционирования систем коммутации с программным управлением // Междунар. научно-практич. конференция. Материалы. - Сумгаит, 2005. - С. 284-287.

5. Салманов Н.С. Сценарии реконструкции транспортной сети при подключении узлов широкополосного абонентского доступа // Azerbaijan technical university. Scientific works. - 2006. - № 1. - С. 81-82.

6. Салманов Н.С. Расчет пропускной способности пакетных коммутаторов и маршрутизаторов // Education Society of Azerbaijan Republic. Journal “Knowledge”. - 2006. - № 1-2 (25) - С. 23-27.

7. Салманов Н.С. Расчет нагрузки узлов широкополосного абонентского доступа // Международная научно-практическая конференция “Формирование и управление инфокоммуникационной инфраструктурой в социально-экономическом развитии регионов”. Материалы. - Ленкорань, 2006. - С. 107-112.

8. Салманов Н.С. Общие принципы планирования реконструкции телефонной сети для обеспечения услуг широкополосного абонентского доступа // Известия Таганрогского государственного радиотехнического университета. Таганрог-Донецк, 2006, июнь, № 6 - С.151-158.

9. Салманов Н.С. Анализ нагрузки междугородной и международной сети Азербайджана // Azerbaijan technical university. Scientific works. - 2006. - № 2 - С. 57-60.

10. Салманов Н.С. Пути обеспечения услуг широкополосного абонентского доступа // Международная научно-практическая конференция. Материалы. - Мингечаур, 2005. - С. 207-215.

11. Salmanov N.S. Mыasir transmissiya texnologialarэnэn mыqayiseli analizi. (Сравнительный анализ современных технологий передачи) // Международная научно-практическая конференция. Материалы. - Гянджа, 2005. - С. 123-125.

АНОТАЦІЇ

Салманов Н.С. Розробка методики розрахунку пропускної спроможності широкосмугової пакетної мережі загального користування та стратегії побудови мультисервісної мережі Азербайджану. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.12.02 - телекомунікаційні системи та мережі. - Одеська національна академія зв'язку ім. О.С. Попова, Одеса, 2007.

У дисертації вирішено комплекс теоретичних і практичних проблем проектування мультисервісних пакетних мереж загального користування: розроблено методику планування широкосмугових мультимедійних послуг, методику прогнозування навантаження і потрібної швидкості передавання пакетної мережі, методику розрахунку пропускної спроможності пакетної мережі та стратегію побудови мультисервісної мережі Азербайджана.

Для методики розрахунку пропускної спроможності вперше розроблено точний рекурентний метод розрахунку для симетричної дворівневої мережі доступу, отримано точні формули розрахунку характеристик якості обслуговування примітивного потоку викликів для дисципліни з очікуванням, розроблено інженерний метод розрахунку на основі апроксимації змін швидкості пакетного передавання відомими законами розподілу ймовірностей та оцінено його точність.

Ключові слова: мультисервісна пакетна мережа, мережа доступу, планування послуг, прогнозування навантаження, розрахунок пропускної спроможності, стратегія побудови мережі.

Салманов Н.С. Разработка методики расчета пропускной способности широкополосной пакетной сети общего пользования и стратегии построения мультисервисной сети Азербайджана. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.12.02 - телекоммуникационные системы и сети. - Одесская национальная академия связи им. А.С. Попова, Одесса, 2007.

В дисcертации решен комплекс теоретических и практических проблем проектирования мультисервисных пакетных сетей общего пользования: разработана методика планирования широкополосных мультимедийных услуг, методика прогнозирования нагрузки и требуемой скорости передачи пакетной сети, методика расчета пропускной способности пакетной сети и стратегия построения мультисервисной сети Азербайджана.

Для методики расчета пропускной способности впервые разработан точный рекуррентный метод расчета симметричной двухуровневой сети доступа, учитывающий, в отличие от существующих, что состояния последовательно соединенных узлов зависят друг от друга - этот метод использован для оценки эффективности приближенных методов расчета. Получены впервые точные формулы расчета характеристик качества обслуживания примитивного потока вызовов для дисциплины с ожиданием, показано, что существовавшее ранее (с 1968 года) теоретическое решение имеет ошибку, остававшуюся невыявленной вследствие незатребованности в то время данной модели и отсутствие попыток выполнения расчетов. Разработан инженерный метод расчета на основе аппроксимации изменений скорости пакетной передачи известными законами распределения вероятностей и оценена его точность. При этом показано, что при использовании формул Энгсета и Эрланга достигается приемлемая для практики точность расчета числа условных каналов на выходе узла доступа, а надлежащий выбор закона распределения скорости пакетной передачи обеспечивает соблюдение нормативных потерь пакетов.

Разработанная стратегия построения мультисервисной сети Азербайджана является достаточно общей для применения, в частности, и в Украине. Для обеспечения реализации стратегии предложены методика планирования мест размещения и ёмкостей узлов мультисервисного доступа, а также конкретные технические решения (в том числе на оборудовании украинских производителей), которые могут быть типовыми при проектировании мультисервисной сети.

Ключевые слова: мультисервисная пакетная сеть, сеть доступа, планирование услуг, прогнозирование нагрузки, расчет пропускной способности, стратегия построения сети.

Salmanov N.S. The elaboration of the traffic capacity calculation method for the public wideband packet network, and the strategy of multiservice network designing for Azerbaijan. - The manuscript.

The dissertation work for obtaining the scientific degree of PhD on Technical sciences on the speciality 05.12.02 - Telecommunication systems and networks. - The Odessa National Academy of Telecommunications named after A.S. Popov, Odessa, 2007.

In the dissertation is solved the theoretical and practical problems complex of public multiservice packet network designing: the method of wideband multimedia services planning, the method of forcasting traffic and packet network required transmission rate, the method of packet network traffic capacity calculation and the Azerbaijan multiservice network building strategy are elaborated.

Fot the first time for the method of traffic capacity calculation: the exact recurrent method of symmetric two-level acsess network calculation is elaborated, exact formulae of QoS characteristics are derived for Engset call stream and delay mode of operation, and engineering calculation method is elaborated on the basis of packet transmission velocity changes approximation with well known probability distribution laws and this method accuracy is estimated.

Keywords: multiservice packet network, acsess network, services planning, traffic forcasting, traffic capacity calculation, network building strategy.

Размещено на Allbest.ru