Разработка принципиально нового оборудования телекоммуникационных сетей для сотовых операторов в России

Размещено на http://www.allbest.ru/

Разработка принципиально нового оборудования телекоммуникационных сетей для сотовых операторов в России

Введение

К сегодняшнему дню традиционные операторы проводной связи столкнулись с ситуацией, когда дальнейшее развитие бизнеса по традиционной схеме может привести к его фактическому коллапсу. Практически все операторы признают тот факт, что близок тот момент, когда уже никакое внедрение новых технологий и никакие инвестиции не позволят сократить отставание от конкурирующих технологий, захватывающих все более серьезные позиции на рынке. К тому же опыт европейских и американских операторов говорит о том, что традиционный путь развития проводной телефонии практически себя исчерпал. Во всем мире отмечается сильное снижение темпов роста клиентской базы и уменьшение доли традиционных услуг проводной связи в доходах операторов. Выход традиционные операторы видят в технологии NGN - New Generation Network.

Проникновение мобильной связи по некоторым регионам выше 100%, хотя реальный охват несколько ниже. У стандартных операторов снижаются темпы роста трафика и темпы роста доходов. Происходит перетекание трафика в другие сети, и в первую очередь - в кабельные, которые начинают внедрять другие услуги, в частности VoIP. В последнее время операторы все больше говорят про контент. Никто не хочет упускать этот перспективный сектор. Поэтому создание информационно-развлекательного контента с едиными параметрами качества, с едиными стандартами обслуживания клиентов на сегодня становится одним из перспективных направлений развития.

Доступ предполагается организовать на основе оборудования, обеспечивающего стандартные аналоговые телефонные интерфейсы и интерфейсы xDSL. Основной технологией реализации "последней мили" будет подключение по медной паре. В труднодоступных местах будет использоваться радиодоступ.

Минимально необходимым набором услуг NGN принято считать:

1. услуги телефонной связи;

2. широкополосный Интернет-доступ;

3. построение корпоративных сетей;

4. голосовую почту;

5. систему автоматизированного абонентского обслуживания;

6. ИСС;

7. комплекс ДВО.

Абонентам фиксированной телефонной связи также должны быть доступны услуги SMS, MMS и видеоконференцсвязи. Кроме того, изучается спрос и технические решения по предоставлению IP-TV, видеотрансляции и видео-по-требованию. В ряде городов РФ услуга IP-TV уже вступила в фазу промышленной эксплуатации.

Для создания транспортной сети оптимальным решением считается сеть на базе оборудования пакетной передачи по ВОЛС Gigabit Ethernet / 10 Gigabit Ethetnet по протоколу IP/MPLS.

Российские операторы проводных сетей ТФОП имеют свою специфику и свои отличия от иностранных. В первую очередь, это недостаточная либерализация рынка, недостаточно высокая пока покупательская способность населения, высокий процент устаревшего оборудования. Однако ситуация меняется и меняется достаточно быстро, поэтому российские сети можно рассматривать в рамках общемировых тенденций.

Сети, которые будут созданы в субъектах Российской Федерации, необходимо будет свести в единое целое. При внедрении NGN "Ростелеком" претендует на ту же роль, что и ранее - роль оператора для операторов, сводящих в единое целое региональные сети.

В "Ростелекоме" существует проект построения пакетной сети, который и является вступлением в NGN. В 2004 году "Ростелекомом" принято решение проводить расширение уже на основе коммутации пакетов. Обобщенно структура пакетной сети "Ростелекома" выглядит так: магистральная IP сеть, вокруг которой - узлы с выходом в ТФОП.

В 2004 году была проведена существенная модернизация сети "Ростелекома" - она полностью стала цифровой. Именно поэтому внедрение NGN будет моментным, без применения гибридных коммутаторов, позволяющих коммутировать как каналы, так и пакеты. Переход будет сразу на пакетную коммутацию. Тем не менее, новую сеть можно будет рассматривать как наложенную на старую традиционную.

Курсовой проект посвящен проектированию телекоммуникационной сети связи с применением оборудования компании «Элтэкс» и Alcatel (по варианту).

1. Техническая характеристика телекоммуникационного оборудования мультисервисных сетей разных производителей

1.1 Отечественные системы компании «АЛС и ТЭК»

ООО «Компания «АЛС и ТЭК»» (г. Саратов) выпускает следующее оборудование, которое может быть использовано для построения сетей следующего поколения:

1. Шлюз доступа АЛС-7300 AG - является комплексом аппаратных средств и программного обеспечения, с функциями гибкого коммутатора, предназначенным для использования на единой сети электросвязи в качестве телефонного концентратора. Данное устройство поддерживает коммутацию каналов и коммутацию пакетов, за счет этого АЛС-7300 AG может легко интегрироваться в существующие телефонные сети общего пользования, организовывать мультисервисные сети для предоставления услуг.

Технические характеристики АЛС-7300 AG приведены в таблице 1.1.

Таблица 1.1 - Технические характеристики АЛС-7300 AG

Техническая характеристика	Значение
Кратность наращивания ADSL2+	32
Кратность наращивания VDSL2+	24
Кратность наращивания Ethernet FE	24
Кратность наращивания SHDSL EFM	16
Кратность наращивания ISDN-16M	16
Кратность наращивания ТК-32M	32
Кратность наращивания АЛ	32
Кратность наращивания СЛ	8
Типы СЛ	ИКМ-30, ИКМ-15, 3-7 проводные физические СЛ
Принимаемый тип набора номера	Импульсный, частотный
Нагрузка на 1 АЛ, Эрл	0,242
Нагрузка на 1 СЛ, Эрл	0,8
Поддерживаемые протоколы ААА	RADIUS, DIAMETER
Придерживаемые интерфейсы	ИКМ-30, ИКМ-15, М-125 (АЛС.8192М), FastEthernet, GigabitEthernet, ADSL2+, VDSL2 SHDSL (TC-PAM16/ TC-PAM32)
Поддерживаемые протоколы NGN	SIP/SIP-T/SIP-I, SIGTRAN (M2UA, M2PA, M3UA, IUA, V5UA); H.248/MEGACO
Поддерживаемые протоколы TDM	ОКС№7; DSS1; PRI
Поддерживаемые телефонные протоколы	2ВСК, 1ВСК, одночастотная сигнализация в разговорном тракте

В состав АЛС-7300 AG могут входить следующие модули:

- аппаратный модуль «Блок абонентских линий» (БАЛ);

- программный модуль «SIP прокси-сервер» (SP-S);

- программный модуль «Контроллер медиашлюзов» (MGC);

- программный модуль «Гибкий коммутатор» (SSW);

- аппаратный модуль «Медиашлюз» (MG);

- аппаратный модуль «Сигнальный шлюз» (SG).

2. Мультисервисный узел доступа MSAN-АЛС

Мультисервисный узел доступа MSAN-АЛС является комплексом аппаратных средств и программного обеспечения с функциями гиького коммутатора, предназначенным для использования на сети в качестве мультисервисного узла доступа. MSAN-АЛС является универсальным сетевым элементом с комбинированным коммутационным полем. Внутри узла поддерживается коммутация каналов и коммутация пакетов. За счет этого MSAN-AЛС может легко интегрироваться в существующие сети общего пользования, организоввывать мультисервисные сети для предоставления новых услуг, включая услуги Инернет, и служить для объединения сетей обоих типов. MSAN-АЛС адаптирован к существующим цифровым и аналоговым высоко- и низкоскоростным системам передачи, что обеспечивает легкую интеграцию в существующие городские, сельские и корпоративные сети электросвязи с целью их модернизации и предоставления абонентам на всех уровнях сетево иерархии полного спектра современных услуг.

MSAN-АЛС предназначен для использования в качестве мультисервисного узла доступа на сетях оператора. MSAN-АЛС обеспечивает поддержку всех уровней сетевой иерархии передачи данных. От магистрального уровня на базе 10G Ethernet до уровня доступа на базе технологий Ethernet, VDSL2, ADSL2+, SHDSL. Основные варианты использования MSAN-АЛС при строительстве сетей доступа:

- MetroEthernet - использование двойных резервируемых 10 Gigabit Ethernet колец для создания ядра коммутации с возможностью маршрутизации по направлениям;

- концентрация трафика сетей доступа для дальнейшей передачи на ядро коммутации при максимальной скорости - 20 Гбит/с на направление (при помощи транк-групп);

- агрегирование трафика конечных потребителей без модернизации кабельного хозяйства (Long Ethernet, VDSL2, ADSL2+);

- предоставление высокоскоростных портов на базе технологии Ethernet конечным потребителям;

- распаривания абонентов при помощи технологии SHDSL и модуля АЛС-АУ.

MSAN-АЛС обеспечивает гибкий переход между ТФОП с протоколами ОКС№7, 2 ВСК, DSS1 (PRI) на сети NGN-IMS, работающие по протоколам SIP/SIP-T/SIP-I, SIGTRAN, Н.248/MEGACO, что позволяет использовать MSAN-АЛС в качестве MG/SG на уровне распределения и в качестве AG на уровне доступа.

Технические характеристики MSAN-АЛС привелены в таблице 2.1

Таблица 1.2 - Технические характеристики MSAN-АЛС

Характеристика	Значение
Кратность наращивания АЛ	32
Мощность, потребляемая одним АК в рабочем режиме, не более Вт	0,9
Управляющий процессор	Geode LX800
Принимаемый тип набора номера	Импульсный, частотный
Нагрузка на 1 АЛ, Эрланг	0,242
Нагрузка на 1 СЛ, Эрланг	0,8
Поддерживаемые интерфейсы	ИКМ-30, ИКМ-15, С2, FastEthernet, Gigabit Ethernet, 10G Ethernet, ADSL, ADSL2+, SHDSL

3. Мультиплексор ADSL доступа ADSL2+ IP DSLAM

Мультиплексор абонентского доступа ADSL2+ IP DSLAM предоставляет возможность подключать абонентов к сети широкоплосного доступа по меди с использованием существующих теле онных линий связи. В зависимости от комплектации устройство может иметь 8, 16 или 32 ADSL-порта, которые обеспечивают скорость нисходящего потока до 24 Мбит/с и скорость восходящего потока - до 2800 Кбит/с (для Annex M). Два порта Gigabit Ethernet обеспечивают доступ (Uplink) к сети провайдера по медной паре (10/100/1000Base-TX).

Технические характеристики ADSL2+ IP DSLAM приведены в таблице

Таблица 1.3 - Технические характеристики ADSL2+ IP DSLAM

Характеристика	Значение
Количество портов ADSL	32/16/8
Скорость передачи данных до абонента	от 64 до 2800 кбит/с с шагом 32 кбит/с (Annex M)
Скорость передачи данных к абоненту	от 64 до 25000 кбит/с с шагом 32 кбит/с (Annex A)
Поддерживаемые стандарты	G.992.1, (G.dmt) Annex A, G.992.2 (G.lite) Annex A, G.992.3 (ADSL2), G.992.4 (G.lite.bis) и т.д.
Поддерживаемые функции технологии ATM	Multiple Protocol over AAL5 (RFC 2684), Мультиплексирование VC и LLC, Поддержка Multiple PVC: до 8 PVC на порт, привязка PVC к VLAN (один к одному)
Количество портов Ethernet Uplink	2
Поддерживаемое число VLAN (IEEE 802/1q)	До 4096
Поддержка QoS (IEEE 802.1p)	TOS/VLAN DiffServ 4 внутренних приоритета трафика
Реализация функций групповой передачи (multicast)	Привязка к VLAN, IGMP snooping/filtering (IGMPv2, IGMPv3)
Поддержка функций моста (IEEE 802.1d)	ACL, DHCP Relay, PPPoE+
Управление и обслуживание	Интерфейс командной строки (CLI) через интерфейс RS-232, порты Uplink и ADSL, WEB-интерфейс, SNMP v2c/v3, Обновление ПО по TFTP

1.2 Зарубежные системы фирмы Alcatel-Lucent

Alcatel работала более чем в 130 странах мира, оказывая комплекс услуг в части поставки оборудования и программных продуктов для телекоммуникаций. Деятельность компании осуществлялась в трёх основных сегментах через три бизнес-группы компании: Fixed Communications Group (фиксированные системы связи), Mobile Communication Group (мобильные системы связи) и Private Communication Group (корпоративные системы связи). С точки зрения потребителя компания Alcatel наиболее широко известна своими аппаратами сотовой связи, получившими широкое распространение по всему миру.

Помимо этого, в состав компании входило подразделение, занимающееся разработкой и производством систем сигнализации и управления движением для железных дорог. Ещё одним значимым подразделением Alcatel являлось Alcatel Space, занимающееся разработкой и производством геостационарных и низкоорбитальных искусственных спутников Земли.

В 2004 году отделение Alcatel по выпуску мобильных телефонов и аналогичное отделение китайской компании TCL создали совместное предприятие TCL & Alcatel Mobile Phones Limited (TAMP). 55 % акций в этом предприятии имела TCL, 45 % -- Alcatel. Все заводы по производству телефонов Alcatel были перемещены в Китай. В 2005 году TCL выкупила у Alcatel оставшиеся акции совместного предприятия и заключила лицензионное соглашение сроком на 10 лет. Предприятие TAMP было переименовано в TCT Mobile Limited.

В состав линейки оборудования компании Alcatel-Lucent для реализации сетей NGN входят следующие продукты:

1. Контроллеры медиашлюзов (гибкие коммутаторы):

- Alcatel-Lucent 5020 Media Gateway Controller-8 (5020 MGC-8) - выполняет функции гибкого коммутатора для сетей VoIP;

- Alcatel-Lucent 5020 Media Gateway Controller-12 (5020 MGC-12) - объединяет в себе функции гибкого коммутатора 4 класса, функции управления медиашлюзом подсистемы IMS (MGCF) и функции пограничного контроллера сессий (IBCF) на одной платформе;

- Alcatel-Lucent 5060 Media Gateway Controller-8 (5060 MGC-8) - реализует функции контроллера медиашлюзов, CDMA/GSM межсетевого центра коммутации мобильной связи GMSС, функции гибкого коммутатора 4 класса и пограничного контроллера сессий (IBCF) на одной платформе;

- Alcatel-Lucent 5060 Media Gateway Controller-10 (5060 MGC-10) - является развитием платформы 5020 MGC-10 и реализует функции гибкого коммутатора 4 класса.

- Alcatel-Lucent 5060 IP Border Controlller - 4 (IBC-4) - пограничный контроллер сессии

- Alcatel-Lucent 5060 IP Call Server (ICS) - компактное и простое решение телефонного узла 5 класса и предоставления услуг широкополосного доступа на базе IP.

2.Медиашлюзы:

-Alcatel-Lucent 7510 Media Gateway - медиашлюз высокой емкости для передачи голоса, видео и данных пользователей широкополосных сетей, обеспечивает обмен данными между различными сетями на базе с коммутацией пакетов и с коммутацией каналов, предоставление новых IP услуг в магистральной сети и на местном уровне доступа сетей IMS/NGN;

-Alcatel-Lucent 7515 Media Gateway - компактный медиашлюз для обеспечения предоставления услуг передачи данных, факса и голоса в широкополосных сетях, обеспечивает функции коммутации и взаимодействия сетей с коммутацией каналов с IP сетями;

-Alcatel-Lucent 7520 Media Gateway (MGW) - предназначен для построения мультисервисных проводных и беспроводных сетей передачи данных и голоса, построен на общей платформе, которая объединяет между собой медиашлюз 7520 MGW, контроллер медиашлюзов 5020 (5020 MGC-8) и шлюз сигнализации 5025 (VSG);

-APX® 1000 Universal Gateway - универсальный шлюз для реализации платформы доступа с поддержкой различных IP-услуг.

3.Сигнальные шлюзы:

-Alcatel-Lucent 5025 Voice Signaling Gateway (VSG) - независимый сигнальный шлюз, расположенный на уровне доступа сети NGN, который обеспечивает преобразование информации о вызовах между сетями IMS или другими VoIP сетями с сетью ОКС№7;

-Alcatel-Lucent 5073 Signaling Gateway - предназначен для обеспечения взаимодействия сетей ОКС№7 и сетей NGN.

4.Оборудование мультисервисного доступа:

-Alcatel-Lucent 7302 Intelligent Services Access Manager (ISAM) - интеллектуальный сервисный узел доступа, поддерживающий различные технологии доступа для предоставления сервисов VoIP;

-Alcatel-Lucent Intelligent Services Access Manager (ISAM) Voice - обеспечивает функциональность голосового шлюза VoIP для линейки устройств Alcatel-Lucent ISAM и представляет собой интеллектуальный сервисный узел доступа, поддерживающий технологию VoIP;

-Alcatel-Lucent 1540 Litespan Multi-Service Access Node -маштабируемая платформа доступа с мультивендорной совместимостью и поддержкой различных технологий, среди которых Gigabit Ethernet, ATM, SDH и PDH.

5.Серверы приложений:

-Alcatel-Lucent Application Server (или MiLife® Application Server) - обеспечивает функциональность для разработки и внедрения окружения с целью поддержки различных программных приложений в сети. Может быть использован для создания IP приложений или приложений для сети с коммутацией каналов.

-Alcatel-Lucent 8790 Application Server - сервер приложений, который использует открытые стандарты и обеспечивает всетороннюю поддержку в области разработки и внедрения высокодоходных услуг в традиционных интеллектуальных сетях (IN).

6. Alcatel-Lucent 1300 Convergent Network Management Center - система уравления конвергентными сетями на базе гибких коммутаторов, IMS, ТфОП, сетей сигнализации ОКС№7 и их комбинации.

7. Alcatel-Lucent 1357 Unified Lawful Interception Suite - система технических средств для обеспечения функций оперативно-розыскных мероприятий COPM. Предназначена для проведения оперативно-розыскных мероприятий на сетях телефонной, подвижной и беспроводной связи и радиосвязи.

2. Расчет наследованной сети связи

2.1 Схема организации межстанционных связей на ГТС

Рисунок 2.1 - Структура ГТС

2.1.1 Принципы построения телефонных сетей связи

1) «каждая с каждой»

Рисунок 2.2 - Cхема построения телефонных сетей связи: «каждая с каждой»

Недостатки:

- большое количество соединительных линий

- высокая стоимость сети

- малая пропускная способность каналов

Достоинства:

- большое количество обходных путей

2) радиальный способ

Рисунок 2.3 - Cхема построения телефонных сетей связи: радиальный

ЦС - центральная станция

ОС - оконечная станция

Недостатки:

- при выходе из строя центральной станции других обходных путей нет

Достоинства:

- высокая пропускная способность

- более экономична

3) радиально-узловая



Рисунок 2.4 - Cхема построения телефонных сетей связи: радиально- узловая

4) комбинированный способ

Рисунок 2.5 - Cхема построения телефонных сетей связи: комбинированный способ

2.1.2 Городские телефонные сети

ГТС предназначена для обслуживания телефонной связью городов, ближних пригородов. Соединения между абонентами должны устанавливаться быстро, безошибочно и с хорошей слышимостью. В городах с числом населения до 5000 человек сеть строится по принципу нерайонирования т.е. на территории города устанавливается одна АТС и все абоненты подключаются к ней.

При количестве проживающих на территории города от 5000-10000 человек сеть строится по принципу районирования, т.е. территория города делится на районы, где в каждом районе устанавливается минимум одна станция и связь районных АТС между собой осуществляется по принципу «каждая с каждой». Максимальная емкость сети 80000 номеров. Такие сети используются в небольших городах.

При таком построении сети нумерация 5-значная.

При увеличении количества абонентов в городе сеть строится по способу узлообразования, т.е. с узлами входящей связи и узлами исходящей связи.

В узлах происходит концентрация нагрузки. Через узлы осуществляется максимальная нагрузка в результате чего уменьшаются затраты сети. В данном случае на сети 6-ти значная система нумерация. В каждом районе РАТС соединяются по принципу «каждая с каждой», а для выхода к абонентам другого района необходимо подключение к УВС другого района.

1-я цифра нумерации - означает номер УВС

2-я цифра нумерации - номер станции в этом районе

3,4 - номер статива на АТС

5,6 - номер абонентской линии абонента

При увеличении количества абонентов на сети сеть строится с помощью узлов входящих и исходящих сообщений (УВС и УИС).

Нумерация:

1-я цифра - номер УИС

2-я цифра - номер УВС

Нумерация 7-значная. У районных АТС в номере 3 знака. При установлении соединений абонент районной АТС выходит вначале на УИС далее на УВС другого района. Максимальная емкость сети 8 миллионов номеров.

В курсовой работе представлена районированная ГТС, построенная по способу "каждая с каждой".

Таблица 2.1 - Разработка системы нумерации

Номер РАТС	Тип АТС	Емкость РАТС	Код АТС	Нумерация АЛ на сети
РАТС-1	АТСКУ	6800	1	10000 - 16799
РАТС-2	МТ-25	7400	2	20000 - 27399
РАТС-3	АТСК	8000	3	30000 - 37999
РАТС-4	EWSD	9200	4	40000 - 49199
РАТС-5	S-12	6900	5	50000 - 56899

На проектируемой в курсовой работе ГТС используется 5-значная нумерация, где 1 знак - код АТС, остальные 4 - номер абонента.

2.2 Расчет поступающей нагрузки на проектируемую станцию

Возникающая нагрузка создается заявками на обслуживание абонентами различных категорий. Согласно ВНТП различают три категории источников нагрузки: квартирный сектор, народно/хозяйственный (деловой) сектор и таксофоны. При этом следует учесть, что некоторые абоненты имеют телефонные аппараты с частотным набором номера, а некоторые - с декадным. Учитывая все выше описанное, рассчитает нагрузку создаваемую различными абонентами по формуле 1.

Эрл, (1)

Где Y - нагрузка поступающая на ступень доступа;

i - категория абонента;

j - признак абонента (декадный или частотный набор);

С_i - среднее число вызовов в ЧНН (приложение А таблица №1);

p_i - доля состоявшихся разговоров, = 0,5;

_i - параметр, учитывающий непроизвольную нагрузку создаваемую вызовами не закончившихся разговором, определяется в зависимости от Т_i (приложение А таблица №3);

N_i - количество абонентов i-ой категории, (исходные данные);

t_i ^j - средняя продолжительность одного занятия, сек;

t_i ^j =t_oс+t_нн+ t_кпв+t_y+T_i, сек, (2)

где t_oс - время слушания сигнала “Ответ станции”, 3 сек (приложение А таблица №2);

t_нн - время набора номера при 5-значной нумерации на сети (время набора одной цифры номера (приложение А таблица №2)):

для декадного набора (при пятизначной нумерации) - 7,5 сек,

для частотного набора (при пятизначной нумерации) - 4 сек.;

t_кпв - время ПВ при состоявшемся соединении, 7 сек (приложение А таблица №2);

t_y - время установления соединения с момента окончания набора номера до подключения ТА-Б - 2 сек (приложение А таблица №2, но в данном случае взято среднее значение);

T_i - средняя продолжительность разговора, определяется в зависимости от числа абонентов квартирного сектора и численности населения города (приложение А таблица №1).

Рассчитаем среднюю продолжительность одного занятия оборудования абонентами различных секторов, учитывая способ набора номера абонентами.

t _кв^д =3+7,5+7+2+140=159,5, с;

t _кв^ч =3+4+7+2+140=156, с;

t _н/х^д =3+7,5+7+2+90=109,5, с;

t _н/х^ч =3+4+7+2+90=106, с;

t _тф =3+7,5+7+2+110=129,5, с;

Получив все необходимые данные, рассчитаем нагрузку, поступающую на ступень доступа:

Нагрузка на ступень доступа (СД) складывается из значений все нагрузок создаваемых абонентами данной станции и определяется по формуле (3):

, Эрл (3)

Где Y_{СД аб} - нагрузка на ступень доступа от абонентов РАТС-5;

Y_кв^д, Y_кв^ч - нагрузки от аппаратов квартирного сектора с декадным и частотным набором;

Y_н/х^д, Y_н/х^ч - нагрузки от аппаратов народнохозяйственного сектора с декадным и частотным набором;

Y_тф - нагрузка от таксофонов.

Y_Сдаб=134,4+16,2+81,1+11,6+13,6=256,9, Эрл

От абонентов нагрузка так же поступает по цифровым абонентским линиям (ЦАЛ), и такая нагрузка определяется по формуле (4):

, Эрл (4)

Где Y_{СД ЦАЛ} - нагрузка на ступень доступа от ЦАЛ;

N_ЦАЛ - количество цифровых абонентских линий (исходные данные);

у_ЦАЛ - удельная нагрузка на одну ЦАЛ (исходные данные).

Y_{СД ЦАЛ}=1350,33=44,5, Эрл

Нагрузка на ступень доступа создается заявками приходящим по аналоговым и цифровым абонентским линиям. Определим нагрузку на входе ступени доступа по формуле (5):

, Эрл (5)

где Y_{СД вх} - нагрузка на входе ступени доступа;

Y_{СД аб} - внутристанционная нагрузка (расчеты по формуле 3);

Y_{СД ЦАЛ} - нагрузка по цифровым абонентским линиям (расчеты по формуле 4).

Y_{СД вх} =256,9+44,5=301,4, Эрл

К проектируемой станции подключены междугородние таксофоны, которые так же создают нагрузку на ступень доступа. Произведем расчет удельной междугородной нагрузки от таксофонов на ступени доступа по формуле (6):

, Эрл (6)

Где Y_{СД мг/тф} - нагрузка на ступень доступа от междугородних таксофонов;

N_мг/тф - количество междугородних таксофонов (исходные данные);

у_мг/тф - удельная нагрузка от одного междугородного таксофона.

Y_{СД мг/тф} =250,59=14,7, Эрл

Кроме таксофонов подключенных к РАТС-5 междугородную нагрузку создают непосредственно абоненты станции. Произведем расчет удельной междугородной нагрузки от абонентов на ступени доступа по формуле (7):

, Эрл (7)

Где Y_{СД мг/аб} - нагрузка на ступень доступа от абонентов РАТС-5;

N - емкость проектируемой станции (исходные данные);

у_мг - удельная междугородняя нагрузка (приложение А таблица №9).

Y_{СД мг/аб}=69000,0043=29,6, Эрл

Для определения суммарной междугородней нагрузки на ступень доступа произведем расчеты по формуле (8):

, Эрл (8)

Y_{СД мг} =14,7+29,6=44,3, Эрл

Нагрузка на выходе ступени доступа меньше чем на входе СД и определяется по формуле (9):

, Эрл (9)

где k - коэффициент, учитывающий изменение нагрузки на выходе СД.

(10)

Где t_вх - средняя длительность занятия канала на входе:

, сек (11)

Где Y_i - поступающая нагрузка от абонентов i-ой категории;

N_i - количество абонентов i-ой категории;

С_i - среднее число вызовов в ЧНН.

Y_{СД вых} =301,40,86=259,2, Эрл

Нагрузка с выхода ступени доступа распределяется между всеми РАТС сети, а так же часть нагрузки уходит к узлу спецслужб (УСС).

Нагрузка на УСС определяется по формуле (12):

, Эрл (12)

Y_УСС=0,03259,2=7,7, Эрл

Нагрузка на выходе СД, не учитывая нагрузку на УСС, распределяется между остальными станциями сети и определяется межстанционная нагрузка по формуле (13):

, Эрл (13)

Y_м/ст=259,2-7,7=251,5, Эрл

При расчете межстанционной нагрузки учитывается удельная нагрузка на один канал. Удельная нагрузка рассчитывается по формуле (14):

,Эрл (14)

2.2.2 Расчет межстанционной нагрузки

При расчете межстанционной нагрузки учитывается нормированный коэффициент тяготения, который зависит от расстояния между станциями и определяется по формуле (15):

, км (15)

Где l - расстояние между станциями (исходные данные).

При внутристанционной связи коэффициент тяготения n_ij=n₅₅=1.

Значение n_ij можно определить с помощью графика №1 в приложении А или по таблице№5 приложения А.

При l_1-5=5,8 км величина n_1-5 составит 0,66.

Но стоит учитывать месторасположение станции на сети города. Если станция находится в центре города, то тяготение к ней будет выше, чем к станции находящейся на окраине города. Поэтому зададимся следующим условием: РАТС-5 находится в центре города, следовательно, n_i-5 необходимо увеличить на 0,1, а n_5-I необходимо уменьшить на 0,1. для примера расчета определим коэффициенты тяготения на заданной сети:

l_1-5=4,1 n_1-5=0,74+0,1=0,84 n_5-1=0,74-0,1=0,64

l_2-5=5,7 n_2-5=0,66+0,1=0,76 n_5-2=0,66-0,1=0,56

l_3-5=8,3 n_3-5=0,56+0,1=0,66 n_5-3=0,56-0,1=0,46

l_4-5=9,6 n_5-1=0,52+0,1=0,62 n_5-4=0,52-0,1=0,42 (16)

n₅₅=1

Для определения межстанционной нагрузки необходимо определить доли нагрузки, подлежащих распределению от всех станций сети. Предположим, что удельная нагрузка создаваемая абонентами других станции такая же, как и удельная нагрузка создаваемая абонентами РАТС-5.

Доля нагрузки, подлежащей распределению от координатных станций (АТСК и АТСКУ), вычисляется по формуле (17):

Y_jкоор=0,99(N_jy), Эрл (17)

Где N_j - емкость координатной АТС (исходные данные);

у - нагрузка на один канал (расчеты по формуле 14).

Y_3коор=0,99(80000,043)=340,5, Эрл

Y_1коор=0,99(68000,043)=289,4, Эрл

Доля нагрузки, подлежащей распределению от электронных станций (S-12 и МТ-25), вычисляется по формуле (18):

Y_jЭ=N_jyk, Эрл (18)

Где N_j - емкость электронной АТС (исходные данные);

у - нагрузка на один канал (расчеты по формуле 14);

k - коэффициент, рассчитанный по формуле (10) = 0,87.

Y_2Э=74000,0430,86=266,4, Эрл (МТ-25)

Y_4Э=92000,0430,86=331,2, Эрл (EWSD)

Y_5Э=69000,0430,86=248,4, Эрл (S-12)

Расчет межстанционной нагрузки производится по формуле (19):

, Эрл (19)

Где Y_ij - нагрузка от станции i к станции j;

Y_i - нагрузка подлежащая распределению от станции i;

Y_j - нагрузка подлежащая распределению от станции j;

Y_k - нагрузки подлежащие распределению от всех станций сети (с 1-ой по k-ую);

n_ij и n_ik - коэффициенты тяготения между соответствующими станциями.

В данном курсовом проекте расчет нагрузку распределяемую от РАТС-5 к другим станциям сети (т.е. Y_5-1, Y_5-2, Y_5-3, Y_5-4, Y_5-5) будет осуществлять по следующей формуле:

А нагрузку от других станций сети к РАТС-5 (т.е. Y_1-5, Y_2-5, Y_3-5, Y_4-5) рассчитаем по следующей формуле:

, Эрл

, Эрл

, Эрл

, Эрл

, Эрл

, Эрл

, Эрл

, Эрл

, Эрл

Рассчитанные значения нагрузки сведем в таблицу 2.2:

Таблица 2.2 - Значение межстанционных нагрузок

Y5j	Y5-1	Y5-2	Y5-3	Y5-4	Y5-5
	64,6	52,04	54,6	48,5	99,2
Yj5	Y1-5	Y2-5	Y3-5	Y4-5
	59,5	49,6	55,09	50,3

2.2.3 Расчет нагрузки на сервисные модули

Адресная информация от абонентов, имеющих телефонный аппарат с частотным набором номера, поступает в модуль SCM. Кроме адресной информации от абонентов на станцию так же приходит различная информация от других станций, которая так же принимается в модуль SCM. Нагрузка на модуль SCM рассчитывается по следующей формуле (20):

(20)

где:Y^ч - нагрузка создаваемая абонентами с частотным набором

(Y_кв^ч и Y_н/х^ч - расчеты по формуле 1) определяется по следующей формуле:

Y^ч = Y_кв^ч +Y_н/х^ч, Эрл

Y^ч =9+7,3=16,3, Эрл

Y_5j - нагрузка от проектируемой станции к станциям использующим многочастотный код определяется по следующей формуле:

Y_5j= Y_5-1+Y_5-2+ Y_5-3+ Y_5-5

Y_5j=64,6+52,04+54,6+48,5+99,2=318,94, Эрл

Y_i5 - нагрузка от станций использующих многочастотный код к проектируемой станции определяется по следующей формуле:

Y_i5= Y_1-5+Y_2-5+ Y_3-5+ Y_4-5

Y_i5=59,5+49,6+55,09+50,3=214,49, Эрл

Нагрузка на модуль SCM создаваемая абонентами РАТС-5 (т.е. Y_5-5) учитывается только при расчете нагрузка от проектируемой станции к станциям (т.е. Y_ij).

Y_СЛМ - поступающая междугородняя нагрузка к абонентам РАТС-5 определяется по следующей формуле:

Y_слм=N_РАТС5y_{вх мг}, Эрл (21)

где N_РАТС5 - емкость проектируемой станции (исходные данные);

y_{вх мг} - удельная нагрузка на СЛМ.

Y_слм=69000,0036=24,84, Эрл

Y_УСС - нагрузка к узлу спецслужб (расчет по формуле 12) = 7,7, Эрл;

Y_ЗСЛ - нагрузка создаваемая на вход СД (расчет по формуле 8);

Y_зсл=Y_{мг СД}=44,3, Эрл

t_SCM=7, с; t_{SCM слм}=1,6, с; t_зсл=300, с;

t_{SCM вх}=2, с; t_{SCM зсл}=3,8, с; t_слм=200, с;

t_{SCM исх}=1,9, с; t_{SCM усс}=1,6, с; t_усс=45, с; t_вх=77,5, с

, Эрл

2.2.4 Схема распределения нагрузки

Результаты расчетов главы 3 курсового проекта сведем в схему распределения нагрузок. В схеме отобразим те значения нагрузок, которые понадобятся нам для дальнейших расчетов

Рисунок 2.2 - Схема распределения нагрузки

2.3 Расчет объема оборудования РАТС

2.3.1 Расчет числа соединительных линий и ИКМ трактов

Расчет количества линий к проектируемой АТС зависит от трех параметров:

Р - потери: Р=5‰ - при межстанционной связи;

Р=1‰ - при междугородней связи.

Y - нагрузка;

Д - доступность.

Расчет каналов от АТС координатного типа ведется методом эффективной доступности.

При расчете количества линий от/к ЭАТС пользуются 1 формулой Эрланга.

Для дальнейших расчетов необходимо перейти к расчетной нагрузке по формуле:

, Эрл (22)

Где Y_р - расчетное значение нагрузки;

Y - среднее значение нагрузки (схема распределения нагрузки).

Пример расчета:

, Эрл

, Эрл

, Эрл

, Эрл

, Эрл

, Эрл

, Эрл

, Эрл

, Эрл

, Эрл

, Эрл

, Эрл

Остальные результаты приведены в таблице 2.3:

Таблица 2.3 - Расчетные значения межстанционных нагрузок

Направ. связи	5-1	5-2	5-3	5-4	5-5	1-5	2-5	3-5	4-5	УСС	ЗСЛ	СЛМ
Y	64,6	52,04	54,6	48,5	99,2	59,5	49,6	55,09	50,3	7,7	44,3	24,84
Yр	70,1	56,9	59,58	53,19	105,91	64,7	54,34	60,09	55,08	9,57	48,7	28,2

1. Расчет числа линий при связи с АТСКУ.

Для наглядности примера необходимо привести соединительный тракт между двумя станциями: ЭАТС и АТСКУ:

Исходные данные: блок ГИ: 80х120х400

n_а - количество входов коммутатора - 13,3;

m_а - количество выходов коммутатора - 20;

а_вх - удельная нагрузка на входе 1ГИ - 0,5;

d - доступность - 40;

q - связность - 2;

- коэффициент определяемый зависимость потерь от доступности 0,75.

Y_ma =Y_na =n_aa_вх=13,30,5=6,65, Эрл

d_min=(m_a-n_a+1)q=(20-13,3+1)2=15,4

=(m_a-Y_ma)q=(20-6,65)2=26,7

d_эф=d_min+(-d_min)=15,4+0,75(26,7-15,4)=23,8

Метод эффективной доступности сводится к формуле О'Делла:

V_ij=Y_{ij р}+ (23)

где V_ij - число линий от станции i до станции j;

и - параметры определяемы в зависимости от d_эф и Р при d_эф=23,8 =1,25; =6,4;

Y_{ij р} - расчетное значение нагрузки создаваемой абонентами станции i в направлении станции j.

Определяем =1,25 и =6,4. И на основе полученных данных определяем число линий V_2-5 от АТСКУ до S-12 по формуле (23).

V_1-5=Y_{2-5 р}+=1,2564,7+6,4=88

2. Расчет числа линий при связи с АТСК.

Для наглядности примера необходимо привести соединительный тракт между двумя станциями: ЭАТС и АТСК:

Исходные данные блок ГИ: 60х80х400 n_а = 15; m_а = 20; d = 40; = 0,75.

Аналогично расчетам в пункте 2 определяем d_эф= 21,75. Определяем =1,27 и =6,0. И на основе полученных данных определяем число линий V_4-5 от АТСК до S-12 по формуле (23).

V_4-5=1,2760,09+6,0=83

3. Расчет числа соединительных линий при связи с ЭАТС.

Расчет производится по 1 формуле Эрланга.

При межстанционной связи Р=5‰ (0,005)

При междугородней связи и при связи с УСС Р=1‰ (0,001)

Результаты вносятся в таблицу 3.

Число каналов ИКМ определяется по следующей формуле:

(24)

где N_{ИКМ ij} - число каналов ИКМ от станции i до станции j;

V_ij - число линий от станции i до станции j.

Результаты сведем в таблицу 2.4.

Таблица 2.4

Тип АТС	EWSD	АТСКУ	МТ-25	АТСК	EWSD	АТСКУ	МТ-25	АТСК
Направ связи	5-1	5-2	5-3	5-4	1-5	2-5	3-5	4-5	ЗСЛ	СЛМ	УСС
Yijp, Эрл	70,01	56,9	59,58	53,19	64,7	54,34	60,09	55,08	48,7	28,2	9,57
Vij	89	73	76	70	88	71	83	72	69	45	20
NИКМ	3	3	3	3	3	3	3	3	3	2	1

2.3.2 Расчет числа модулей

Расчет терминальных модулей аналоговых абонентских линий

Аналоговые абонентские линии включаются в терминальные модули ASM. В каждом терминальном модуле ASM находятся 8 ТЭЗов (типовых элементов замены) (ALCN) с абонентскими комплектами (АК). На каждом ТЭЗе располагается 16 АК.

Число терминальных модулей определяется по формуле (25):

(25)

где ALCN - число ТЭЗов, определяется по формуле (26):

(26)

Где N_кв, N_н/х, N_тф - количество абонентов соответствующей категории (исходные данные).

Для тестирования аналоговых абонентских линий используется специальная плата, которая обслуживает 8 модулей ASM.

Количество специальных плат TAVA рассчитывается по формуле (27):

(27)

Расчет терминальных модулей цифровых абонентских линий

Цифровые абонентские линии включаются в модуль ISM, причем один модуль рассчитан на 60 ЦАЛ. Количество ISM рассчитывается по формуле (28):

(28)

Расчет терминальных модулей соединительных линий

Все ИКМ - тракты включаются в терминальные модули цифровых СЛ (DTM). Один модуль DTM способен обслужить только один ИКМ - тракт, поэтому количество DTM соответствует общему числу ИКМ - трактов, проектируемой станции.

(29)

где N_ИКМ - число ИКМ трактов к/от станций сети (таблица №3).

Для тестирования СЛ используется модуль ТТМ. Устанавливается по заявке заказчика, как правило, используется не более 1 модуля.

Расчет числа сервисных модулей

Модуль SCM рассчитан на нагрузку 22,8 Эрл. Еще один модуль берется в качестве резервного.

(30)

Где Y_SCM - нагрузка на модуль SCM (расчеты по формуле 20)

Модуль SCM располагается на кассетах, причем на одной кассете располагается 4 SCM. Число кассет определяется по формуле (31):

(31)

Число дополнительных элементов управления зависит от емкости станции и общего числа СЛ. Если емкость станции не превышает 10000, а общее число СЛ не превышает 1500 (как в нашем случае), то берется 16 основных модулей АСЕ и 1 резервный.

Для поддержки технического обслуживания и периферийных устройств используются модули P&L. На станции располагается 1 основной и 1 резервный модуль P&L.

Для выдачи тактовых и тональных сигналов используется модуль C&T. Так же 1 основной и 1 резервный C&T.

Результаты расчетов количества модулей сведем в таблицу 2.5.

Таблица 2.5 - Количество модулей на проектируемую РАТС-5

Наименование	ASM	ISM	DTM	TTM	SCM	ACE	P&L	C&T
Количество	55	3	31	1	2	17	2	2

2.3.3 Расчет объема оборудования DSN

Выбор количества плоскостей.

Количество плоскостей выбирается в зависимости от нагрузки поступающей на 1 ГИ от пары ЦКЭ (TSU) ступени доступа. Если эта нагрузка не превышает 110 Эрл, то используется 3 плоскости, если превышает 110 Эрл, то 4 плоскости.

В одну пару ЦКЭ ступени доступа (TSU) включаются модули ASM, DTM, ISM в порты 07 и сервисные модули в порты 1215. Так как нагрузка на модули DTM в 2 раза больше, чем на модуль ASM, то количество DTM в паре ЦКЭ должно быть в 2 раза меньше, чем количество ASM.

Существует 5 вариантов подключения модулей ASM и DTM в субблок TSU, рекомендуемые производителем.

1. 8 ASM - 0 DTM

2. 6 ASM - 1 DTM

3. 4 ASM - 2 DTM

4. 2 ASM - 3 DTM

5. 0 ASM - 4 DTM

Интенсивность нагрузки, поступающей от пары ЦКЭ ступени доступа, определяется по следующей формуле:

Y_TSU=а_АЛn128+а_СЛm30, Эрл (32)

Где n - количество модулей ASM, включенных в данный TSU;

m - количество модулей DTM, включенных в данный TSU;

а_АЛ - удельная нагрузка на одну АЛ;

а_СЛ - удельная нагрузка на одну СЛ.

(33)

(34)

где Y_исх - нагрузка исходящая от абонентов РАТС-5:

Y_исх= Y_р5-1+ Y_р5-2+ Y_р5-3+ Y_р5-4+ Y_р5-5 +Y_русс+ Y_рзсл, Эрл (35)

Y_вх - нагрузка входящая на РАТС-5 от других АТС сети:

Y_вх= Y_р1-5+ Y_р2-5+ Y_р3-5+ Y_р4-5+ Y_рслм, Эрл (36)

N_РАТС-5 - число абонентов РАТС-5.

V_ij - число линий между РАТС-5 и другими станциями сети:

 (37)

Произведем расчет по формулам 35, 36, 37, 33, 34, 32:

Y_исх=70,01+56,9+59,58+53,19+105,91+9,57+48,7=403,86, Эрл

Y_вх=64,7+54,34+60,09+55,08+28,2=262,41, Эрл

V_ij=63+72+61+56+72+82+63+76+70+47+20=682

, Эрл

, Эрл

Y_{TSU 1}=0,098128+0,88030=92,16, Эрл

Y_{TSU 2}=0,096128+0,88130=95,52, Эрл

Y_{TSU 3}=0,094128+0,88230=52,8, Эрл

Y_{TSU 4}=0,092128+0,88330=102,24, Эрл

Y_{TSU 5}=0,090128+0,88430=105,6, Эрл

При любом варианте подключения модулей ASM и DTM нагрузка на один TSU не превышает 110 Эрл, следовательно, будет 3 плоскости ГИ.

Расчет числа ЦКЭ

Так как в одну пару ЦКЭ ступени доступа максимально можно включить или 8 ASM или 4DTM, число этих TSU определяется по формуле:

TSU=TSU_ASM+TSU_DTM+TSU_ISM (38)

Где TSU_ASM - число пар ЦКЭ в которые подключены только модули ASM проектируемой РАТС-5 определяется по формуле (39):

(39)

TSU_DTM - число пар ЦКЭ в которые подключены только модули DTM проектируемой РАТС-5 определяется по формуле (40):

(40)

TSU_ISM - число пар ЦКЭ в которые подключены только модули ISM проектируемой РАТС-5 определяется по формуле (41):

(41)

Произведем расчет по формуле (38):

TSU=7+8+1=16

При формировании групп TSU следует учитывать, что определенное число определенных модулей обязательно устанавливаются на стативе JF00 и составляют 3 TSU. Следовательно, для размещения всех модулей рассчитанных по проекту потребуется 16+3=19 модуля.

Число ступеней ГИ зависит от субблоков TSU на ступени доступа. Если число TSU не превышает 64, то используется 2 ступени ГИ. Если превышает 64, то используется 3 ступени ГИ. В нашем случае используется 2 ступени ГИ.

Число ЦКЭ на ступени 1 ГИ определяется по формуле (42):

(42)



Число ЦКЭ на 2 ГИ соответствует числу ЦКЭ на 1 ГИ.

ЦКЭ 1, 2 ГИ располагаются на кассете GSI/II. Число таких кассет зависит от числа ЦКЭ. Если число ЦКЭ 1, 2 ГИ не превышает 8, то используется 2 кассеты, если превышает, то 4.

Результаты расчета ЦКП сведем в таблицу 2.6.

Таблица 2.6 - результаты расчета ЦКП

Наименование	Nплоскостей	Nкаскадов	TSU	NЦКЭ I ГИ	NЦКЭ I ГИ	GS I/II
Количество	3	2	19	5	5	2

Рисунок 2.3 - Архитектура проектируемой РАТС5

3. Расчет мультисервисной сети

3.1 Расчет нагрузки, создаваемой сетью доступа на транспортную сеть

Таблица 3.1 Исходные данные

Службы МСС Параметры трафика	Телефонная	Передача файлов
Колич. источников N, тысяч	2,5	0,01
Удельная нагрузка ау в ЧНН, Эрл	0,05	0,2
Пиковая скорость Vпик, Мбит/с	0,064	10,0
Пачечность	1	10
Доля исходящей нагрузки к междугор. и междунар. сетям	0,03	0,01

Необходимо выполнить расчет характеристик мультисервисной сети для поддержки двух служб.

Для упрощения расчетов предполагается, что каждый пользователь абонирует только одну из возможных услуг, поэтому абонентов с одинаковыми услугами можно объединять в группы и, если это необходимо, концентрировать или мультиплексировать однородный трафик в АТС или МП (мультиплексорах) для повышения эффективности использования интерфейсов доступа (потери при обслуживании вызовов от различных служб примем равными 0,01% по услугам каждой из служб).

3.2 Расчет пропускной способности мультисервисной сети доступа

Для упрощения расчета пропускной способности сети доступа будем полагать, что пользовательские установки служб телефонии, передачи файлов размещены равномерно по территории сети.

Так как служба телефонии предоставляет низкоскоростной канал (V= 64 Кбит/с), а нагрузка от терминалов этих абонентов не превышает 0,1 Эрл, то трафик от абонентов этих служб нужно концентрировать с целью более эффективного использования пропускной способности систем передачи в абонентском доступе.

В качестве концентраторов трафика будем использовать мультисервисный абонентский концентратор (МАК) фирмы ПРОТЕЙ[1, том 1], обеспечивающий повышение эффективности использования средств доступа к транспортной сети.

Предполагая как размещены пользовательские установки служб на территории сети, организуем необходимое количество концентраторов фирмы ПРОТЕЙ.

На рисунке 3.1 приведены состав оборудования и интерфейсы МАК.

Рисунок 3.1 - Оборудование и интерфейсы МАК-Протей

Оборудование МАК-Протей содержит:

1. платы для подключения аналоговых телефонных абонентов (платы SLAC),

2. платы для подключения абонентов по широкополосному доступу ADSL2+ (платы DSLAM, до 24-х портов ADSL на плату),

3. платы IP-телефонных шлюзов (ITC)

4. внутренний TDM-коммутатор

5. внутренний Ethernet-коммутатор

6. систему управления этим оборудованием и связи с МКД-Softswitch (плата Consul)

Таблица 3.2 - Основные технические характеристики концентратора МАК «Протей»

Наименование характеристики	Значение
Количество аналоговых двухпроводных интерфейсов a/b:
- на одной плате SLAC	30
- в модуле (кассете)	до 570 (до 19 плат SLAC)
- в стативе	до 3420 (до 6 модулей в стативе)
Интерфейсные платы:
- модуль аналоговых двухпроводных линий - SLAC	30 интерфейсов
- модуль цифровых интерфейсов BRI (V1) (основной доступ ISDN)	16 интерфейсов
Тип интерфейса с ЦСП	E1 (импеданс 120 Ом, линейный код HDB3)
Тип интерфейса с АТС	PRI, ОКС №7, 2ВСК
Количество цифровых TDM-интерфейсов (E1/PRI)	до 16
Интерфейсы к сетям передачи данных	100 Вase-Т
Интерфейсные платы доступа ADSL2+	24 порта ADSL на плате
Интерфейсные платы SHDSL	1 порт на плате
Потери при обслуживании абонентской нагрузки (при среднем абонентском трафике 0,125 Эрл)	не более 0,1%
Электропитание:
- напряжение питания;	(-36В…-72В) - для всей системы.
- потребляемая мощность в расчёте на один аналоговый интерфейс, не более	0,5 Вт

В состав средств НТЦ ПРОТЕЙ входит мультисервисный коммутатор доступа ПРОТЕЙ-МКД, с помощью которого можно организовать централизованное управление сетями доступа (рисунок 3.2).

Мультисервисный коммутатор доступа ПРОТЕЙ-МКД является центральным узлом проектируемой сети, решающим задачи обработки информации сигнализации, управления вызовами и соединениями. Он выполняет функции Softswitch:

· обработка сигнальной информации, доставляемой к МКД по протоколам SIP, Н.323;

· маршрутизация вызовов по номеру абонента ТфОП, номеру направления, IP-адресу;

· проксирование RTP-трафика (если это надо для сокрытия внутренней IP-структуры)

· протоколы факсовой сессии - T38, T120;

· предоставление ДВО;

· выполнение задач авторизации и биллинга вызовов;

· мониторинг удаленного оборудования по протоколу SNMP.

Рисунок 3.2 - Пример мультисервисной сети, на базе оборудования НТЦ ПРОТЕЙ

Расчеты:

1. Найдем суммарную исходящую нагрузку, создаваемую пользователями телефонной службы (Т):

А^исх_т = а^т_у N^т , (3.1)

где а^т_у - удельная нагрузка, создаваемая пользователем телефонной службы в ЧНН;

N^т - количество пользователей телефонной службы, обслуживаемые одним концентратором МАК.

Для обслуживания этой нагрузки в IP-сети необходимо A виртуальных каналов, при потерях P=0,01%.

2. Пользовательские установки передачи файлов будем подключать к модемам ADSL2+ (рисунок 3.2), которые связаны с МАК по существующим многопарным кабелям ТфОП (интерфейсы Ethernet/ADSL).

Источники заявок передачи файлов характеризуются высокой пачечностью - 10.

Терминалы передачи файлов (ПФ), которые характеризуются коэффициентом пачечности К_п=10 и пиковой скоростью 10,0 Мбит/с, создают нагрузку на входы одного МАК:

А^исх_пф = а_у^пф N^пф (3.2)

Для обслуживания этой нагрузки в IP-сети необходимо выделить пропускную способность С, соответствующую заданной скорости источников передачи файлов с учетом коэффициента пачечности для этой службы и с учетом потерь P=0,01%.

Пример расчета

1. Пусть задано количество источников службы телефонии N_T=2500 с удельной нагрузкой от каждого источника - а_уд=0,05 Эрл;

1.1 Найдем суммарную нагрузку, создаваемую всеми источниками службы телефонии:

А^исх_т = а_уд * N_T = 0,05 * 2500 = 125 Эрл;

1.2 Найдем количество каналов V1 для обслуживания нагрузки А^исх_т, при потерях Р=0,01%, по таблицам Пальма: V1=144 (канала типа B - 64 Кбит/c);

1.3 Теперь учтем тот факт, что для перевозки речи по IP-сети, в IP-шлюзе концентратора МАК к речевым сообщениям, разбитым каким-либо аудиокодеком на пакеты, добавляются заголовки протоколов RTP/UDP/IP/Ethernet, что вносит значительную долю избыточности.

Поэтому пропускная способность, выделяемая в физическом интерфейсе 100 Base-T на выходе концентратора МАК, будет больше скорости аудиокодека на величину этой избыточности.

Если в шлюзе используется кодек G.711 без подавления пауз в разговоре, то ресурс, который должен быть выделен для переноса пользовательской информации сети доступа через транспортную пакетную сеть, определим по формуле:

С^Т = V₁^G.711 * 64 Кбит/с * Kизб, (Кбит/с)

где V_G.711 - скорость передачи кодека G.711 в шлюзе трактов,

Kизб - коэффициент использования ресурса (избыточность за счет служебных заголовков);

Возьмем значение Кизб=1,4 для кодека G,711

1.4 найдем суммарную пропускную способность, которую надо выделить в ядре транспортной сети для пропуска нагрузки от источников службы телефонии:

С^Т = 184 * 64 * 1,4 = 16 486,4 (Кбит/с) = 16, 484 Мбит/с;

2. пусть один МАК обслуживает 10 источников передачи файлов (ПФ) с удельной нагрузкой а^пф_уд = 0,2 Эрл от каждого источника, тогда

А^исх_пф = а^пф_у N^пф = 0,2 50 = 10 (Эрл);

2.1.Примем количество трактов с пропускной способностью 10 Мбит/с (N^ПФ₁₀) для обслуживания источников ПФ при вероятности ожидания С=0,001: N^ПФ₁₀ = 9 трактов с пропускной способностью С^ПФ = 10 Мбит/с каждый. Потоки от разных источников передачи файлов, характеризующиеся коэффициентом пачечности К_п = 10, на выходе концентратора статистически мультиплексируются в общий тракт, благодаря чему результирующая пропускная способность выходного тракта концентратора в Кпач раз :

С^ПФ_вых = N^ПФ₁₀ C^ПФ/Кпач = 9 * 10 / 10 = 9 Мбит/c;

Видно, что для обслуживания трафика от 10 источников ПФ, благодаря статистическому мультиплексированию в узле доступа МАК «Протей», достаточно в сетевом интерфейсе между МАК «Протей» и ядром мультисервисной сети выделить пропускную способность С^ПФ_ВЫХ = 9 Мбит/с.

Для обслуживания источников служб ПФ на выходе концентратора МАК требуется тракт с пропускной способностью С^ПФ_вых = 9 (Мбит/c).

3.3 Расчет нагрузки транспортной сети

Суммарная пропускная способность, которую нужно выделить в ядре транспортной сети для всех служб:

Собщ = С^Т_вых + С^ПФ_вых = 16, 484 + 9 = 25,484 (Мбит/c).

Расчет сигнальной нагрузки транспортной сети.

IP-шлюз, входящий в состав МАК, реализует функции как транспортного, так и сигнального шлюза.

Поэтому предусмотрим транспортный ресурс (пропускную способность C_SIP) для обмена сообщениями протокола сигнализации SIP между МАК и Softswitch:

C_SIP = k_SIP L_SIP N_SIP А^исх_т / 450;

где k_SIP = 5 - коэффициент использования транспортного ресурса при передаче сообщений протокола сигнализации SIP (соответствует обратной величине нагрузки на сигнальный канал - 0,2 Эрл, т.е. k_SIP=1/0,2 Эрл = 5);

L_SIP - средняя длина сообщений (в байтах) протокола сигнализации SIP (512 байт);

N_SIP - среднее количество сообщений протокола сигнализации SIP при обслуживании одного вызова (обычно не более 18 сообщений, т.е. N_SIP = 18);

А^исх_т - нагрузка от источников телефонной службы, рассчитанная в предыдущем разделе;