СЭСАК 5 вариант. Курсовой проект Расчет оборудования мультисервисной сети связи Долгачев П. Н. Группы сс1053

• Название: Курсовой проект Расчет оборудования мультисервисной сети связи Долгачев П. Н. Группы сс1053
• Дата: 20.12.2020
• Размер: 468.81 Kb.
• Имя файла: СЭСАК 5 вариант.docx
• Тип: Курсовой проект; #162168
• страница: 5 из 7

3. Расчет транспортного ресурса мультисервисных узлов связи

При проектировании распределенного абонентского концентратора необходимо выполнить:

• 
  расчет транспортного ресурса для информационной и сигнальной нагрузок с целью подключения к транспортной пакетной сети;
  
• 
  расчет требуемой производительности программного коммутатора;
  
• 
  выбор типов интерфейсов для взаимодействия с транспортной пакетной сетью.
  

3.1 Расчет транспортного ресурса мультисервисных узлов доступа

1. Формулы для расчета транспортного ресурса

Для подключения абонентов фрагмента сети с КП применяется мультисервисный узел доступа, который конструктивно представляет собой резидентный шлюз, шлюз доступа и коммутатор Ethernet. В пакетный коммутатор Ethernet включаются непосредственно все источники нагрузки, работающие по пакетным технологиям. Для экономии ресурсов транспортной сети в шлюзах используется компрессия. Для этого применяются различные кодеки. При использовании кодека типа mв мультисервисном узле доступа расчет объема транспортного ресурса пакетной сети для доставки информации пользователей выполняется по формуле:

 – коэффициент использования канального ресурса (для Ethernet 1,25)

 – коэффициент избыточности кодека, зависит от кодека

 – внешняя интенсивность нагрузки от абонентов, подключенных к MSAN

 – скорость передачи кодека типа m при обслуживании речевого вызова, кбит/с
Таблица 3.1. Характеристики различных типов кодеков

Характеристика	G.711	G.726/24	G.729
Скорость кодека, кбит/с	64	24	8
Размер речевого кадра, байт	80	60	10
Общая длина кадра, байт	134	114	64
Коэффициент избыточности	1,675	1,9	6,4
Требуемая пропускная способность, кбит/с	107,2	45,6	51,2

2. Транспортный ресурс между фрагментом сети с КК и MSAN 1

По условию для преобразования речи в пакетную форму в MSAN применяются кодеки G.729 и G.711. Пусть 80% нагрузки, поступающей на MSAN, обрабатывается с помощью кодека G.729, а 20% - с помощью кодека G.711.

Вычислим транспортный ресурс, который необходим для обслуживания нагрузки, поступающей от MSAN 1 на сеть КК с аналоговых телефонных аппаратов, подключенных к MSAN 1:




В терминалах VoIP очень часто применяется кодек G.729a, поскольку он обеспечивает достаточно высокое качество передачи речи и устойчив к потерям кадров. При использовании кодека G.729a в пакетных терминалах транспортный ресурс для  в направлении сети с КК:




Вычислим транспортный ресурс для входящей на  нагрузки. Необходимо учесть, что часть вызовов в MGW будет обслуживаться с использованием кодека G.711 (факсимильная информация, модемные соединения и др.), а остальные вызовы – с помощью кодека G.726/24. Тогда:



Общий транспортный ресурс для передачи информационной нагрузки между  и сетью с КК:

3. Транспортный ресурс между фрагментом сети с КК и MSAN 2

Вычислим транспортный ресурс, который необходим для обслуживания нагрузки, поступающей от MSAN 2 на сеть КК с аналоговых телефонных аппаратов, подключенных к MSAN 2:




При использовании кодека G.729a в пакетных терминалах транспортный ресурс для MSAN 2 в направлении сети с КК:





Вычислим транспортный ресурс для входящей на  нагрузки:





Общий транспортный ресурс для передачи информационной нагрузки между MSAN 2 и сетью с КК:

4. Транспортный ресурс для связи MSAN с ЗУС и УСС

Поскольку ЗУС и УСС находятся на территории сети с КК, то нагрузка, направляемая к ним, поступает сначала на SW, а затем на MGW. При этом принимаем, что исходящая нагрузка на ЗУС равна входящей.

Определим необходимый транспортный ресурс  для передачи информации к ЗУС и УСС:





Определим необходимый транспортный ресурс  для передачи информации к ЗУС и УСС:

5. Транспортный ресурс для передачи сигнальных сообщений

Транспортный ресурс MSAN должен быть рассчитан на передачу помимо пользовательской информации, еще и сигнальной на базе протоколов H.248/Megaco и Sigtran, которой MSAN обменивается с MGCF. Таким образом, общий транспортный ресурс шлюза может быть определен как сумма пользовательской и сигнальной информации по формуле:

Транспортный ресурс для передачи сигнальной информации от различных абонентов рассчитывается по формулам:









Где  - коэффициент использования транспортного ресурса при передаче сигнальной нагрузки,  , что соответствует нагрузке в 0,2 Эрл, обслуженной звеном сигнализации.

Примем, что средняя длина сообщений сигнализации равна 50 байтам, а среднее количество сообщений в процессе обслуживания одного вызова равно 10.

Транспортный ресурс для передачи сигнальной информации от различных абонентов MSAN 1:









Транспортный ресурс для передачи сигнальной информации от различных абонентов MSAN 2:




















Сведем полученные значения транспортного ресурса для сигнальных сообщений в таблицу 4.2.
Таблица 3.2. Транспортный ресурс для передачи сигнальных сообщений MSAN, Мбит/с

Транспортный ресурс	MSAN1	MSAN2
Для передачи сигнальной информации абонентов ТфОП, Мбит/с	0,068	0,048
Для передачи сигнальной информации абонентов сетей доступа, Мбит/с	-	0,08
Для передачи сигнальной информации абонентов УПАТС, Мбит/с	-	0,053
Для передачи сигнальной информации абонентов SIP, LAN, Мбит/с	0,035	0,011
Для обмена сообщениями MEGACO, используемого для управления MSAN, Мбит/с	0,103	0,193
Общий суммарный транспортный ресурс на выходе MSAN, Мбит/с	0,206	0,386

Общий транспортный ресурс мультисервисных узлов доступа состоит из канального ресурса, необходимого для передачи пользовательской и сигнальной информации. По условию 15% нагрузки от поступающей на MSAN 1 замыкается внутри MSAN 1, 20% направляется на другие MSAN через коммутаторы транспортной пакетной сети (SW1 и SW2), а 65% поступает на сеть КК. Таким образом, для обслуживания информационной нагрузки на MSAN необходимо выделить также 65% от рассчитанного сигнального ресурса. При этом сигнальная информация протокола MEGACO, необходимая для управления MGW, поступает вместе с информационной нагрузкой на MGW, а сигнальная информация остальных протоколов сигнализации под управлением MGCF поступает на SGW.

Таким образом, сигнальный ресурс, который необходим для обслуживания нагрузки, поступающей от  на MGW:


Транспортный ресурс, выделяемый для обслуживания остальной сигнальной нагрузки с помощью сигнального шлюза:


Сигнальный ресурс, который необходим для обслуживания нагрузки, поступающей от MSAN 2 на MGW:



Транспортный ресурс, выделяемый для обслуживания остальной сигнальной нагрузки с помощью SGW:


Кроме того, для нагрузки, поступающей со стороны сети с КК, необходимо учитывать сообщения протокола управления медиашлюзами H.248/Megaco. Приближенно будем считать, что сигнальная информация H.248 требует дополнительно 4% транспортного ресурса от общего транспортного ресурса медиашлюза.

Таким образом, общий транспортный ресурс, выделяемый для обслуживания нагрузки, поступающей на MGW со стороны сети с КК, может быть вычислен по формуле:

Найдем общий транспортный ресурс, необходимый для обслуживания нагрузки, поступающей от сети с КК на MSAN 1 через SW1:


Найдем общий транспортный ресурс, необходимый для обслуживания нагрузки, поступающей от сети с КК на MSAN 2 через SW2:


Тогда транспортный ресурс, необходимый для обслуживания входящей и исходящей нагрузок MSAN 2 к сети с КК на участке сети SW1 – MGW:





Транспортный ресурс, необходимый для обслуживания входящей и исходящей нагрузок  к сети с КК на участке сети SW1 – MGW:

6. Транспортный ресурс между MSAN

Определим нагрузку, которая замыкается между MSAN на сети с КП. По условию это 20% от возникающей нагрузки. При этом взаимодействие между MSAN происходим через коммутаторы пакетной сети (SW). Найдем транспортный ресурс, который должен быть выделен для обслуживания нагрузки, поступающей от ТА, которые подключаются к MSAN 1 по АЛ :




Аналогично определим транспортный ресурс, необходимый для передачи информационной нагрузки для пакетных терминалов:





Тогда общий транспортный ресурс для передачи информации между MSAN с учетом сигнальной нагрузки (20% от общей сигнальной нагрузки):



Найдем транспортный ресурс, который должен быть выделен для обслуживания нагрузки, поступающей от ТА, которые подключаются к MSAN 2 по АЛ и цифровых телефонных аппаратов, подключенных по доступу PRI:


Аналогично определим транспортный ресурс, необходимый для передачи информационной нагрузки для пакетных терминалов:


Тогда общий транспортный ресурс для передачи информации между MSAN с учетом сигнальной нагрузки (20% от общей сигнальной нагрузки):

Общий транспортный ресурс для обслуживания нагрузок между MSAN 1 и MSAN 2:


Тогда общий транспортный ресурс на участке  определяется:


Общий транспортный ресурс на участке  определяется:


Так как функция маршрутизации заложена в коммутаторах транспортной пакетной сети, то нагрузка от MGW поступает на на SW1 и SW2, которые в зависимости от требуемого направления маршрутизируют сообщения к MSAN. Тогда транспортный ресурс между коммутаторами SW1 и SW2:


3.2 Транспортный ресурс для передачи сигнальных сообщений SIGTRAN


Сообщения протокола ОКС №7 сети с КК преобразуются в SGW в сообщения протокола SIGTRAN, который используется для переноса сообщений ОКС №7 при исходящей и входящей связях между сигнальным шлюзом и MGCF.

Канальный ресурс для передачи сообщений протокола SIGTRAN определяется с использованием методики пересчета разговорной 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 SIGTRAN.

 - общая нагрузка от/к сети с КК, поступающая на медиашлюз:




Тогда:


Сведем результаты расчета транспортного ресурса, требуемого для обслуживания объектов проектируемой сети, в таблицу 3.3.
Таблица 3.3. Транспортный ресурс, требуемый для обслуживания объектов проектируемой сети.

Объект	Ресурс, Мбит/с
	34,21
	28,168
MSAN2 - SW2

На рисунке 3.1 приведены значения транспортного ресурса для всех участников сети с КП и канальный ресурс, выраженный в потоках Е1, для телефонной сети с КК.


Рис. 3.1 Транспортный ресурс для различных участков сети
3.3 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. Общая интенсивность вызовов, поступающих на MGCF от пользователей проектируемой пакетной сети:




Далее определим  – минимальный полезный транспортный ресурс, с помощью которого MGCF должен подключаться к пакетной сети для обслуживания пользователей MSAN:


кбит/с

При расчете производительности MGCF, который обслуживает MGW, используем формулу:


Требуемая минимальная производительность MGCF для обслуживания абонентов MSAN и сети с КК:


Интерфейсы

После определения транспортного ресурса подключения определяются емкостные показатели, т.е. количество и тип интерфейсов, которыми оборудование шлюза доступа будет подключаться к пакетной сети. Количество интерфейсов, помимо транспортного ресурса, определяется также топологией сети.

Будем использовать для подключения устройств к транспортной пакетной сети стандартные интерфейсы, емкостные параметры которых превышают параметры транспортных потоков. Каждый объект с целью резервирования подключается по схеме резервирования 1:1. Основываясь на параметрах транспортных потоков, определим емкостные параметры и запишем результат в таблицу 5.4.
Таблица 5.4. Емкостные параметры подключения.

Участок сети	Необходимый транспортный ресурс, Мбит/с	Интерфейсы
	34,21
	28,168