проеткирование. Карина 3. Проектирование высокоскоростной сети абонентского доступа в микрорайоне спортивный г. Серпухов московской области
 Скачать 1.86 Mb.
|
|
3.4 Построение схемы организации связи Проанализировав преимущества и недостатки современных технологий абонентского доступа на основе FTTx, для проекта применим наиболее выгодное решение – технологию FTTC/VDSL2, схема организации сети связи разработанная в проекте представлена на рисунке 3.5. Для жилого сектора эксплуатирующего технологию VDSL2 предусмотрен вынос модуля DSLAM в антивандальный распределительный шкаф (защитный контейнер ODU-XS) расположенный в непосредственной близости к абонентам. При этом абонентский доступ осуществляется по технологии VDSL2, DSLAM включен в существующую оптическую сеть двумя аплинками Gigabit Ethernet. Совместное использование этих технологий позволит предоставить широкий Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 37 11070006.11.03.02.180.ПЗВКР набор сервисов и услуг, на оптимальных скоростях (определенных в требованиях QoS, ULA). Общее количество защитных контейнеров ODU-XS – 36 шт., оборудование, установленное в них: DSLAM c 48 портовой платой VDSL2. [19] Центральный узел сети располагается в серверном помещении здания АТС. Ядром сети является 10U SI 3000 MSAN. Данный узел выполняет функции агрегации трафика, а также выходы на различные медиа сервисы: ССоП; IP-TV; Интернет. Функции управления сетью организованы через функции Softswitch. Выход на ССоП осуществляется через медиашлюз SI 3000 SMG, который выполняет также функции SIP сервера. Трафик Интернет, также, как и трафик цифрового телевидения поступает от вышестоящего городского провайдера по выделенным каналам. Абонентские устройства подключаются к существующей распределительной медножильной кабельной сети. В качестве абонентского оборудования используется домашний шлюз Iskratel Innbox V45 Home Gateway, обеспечивающий преобразование VDSL2 сигнала и подключение абонентских устройств: IP телефона, персонального компьютера и Set-top-box. Среди преимуществ спроектированной сети можно указать следующие: - возможность предоставления услуг цифрового ТВ, высокоскоростного доступа в сеть Интернет, а также VoIP телефонии по одной сетевой инфраструктуре; - - отсутствие необходимости прокладки дополнительных линий связи; Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 38 11070006.11.03.02.180.ПЗВКР Ри сун ок 3.5 – П р ое к ти ру ем ая с хе м а ор ган и заци и му ль ти се р ви сн ой с ети с вязи Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 39 11070006.11.03.02.180.ПЗВКР 3.5 Охрана труда, техника безопасности и экологическая безопасность проекта Техническое помещение для мультисервисной сети связи является помещением с повышенной опасностью поражения электрическим током, в силу опасности одновременного прикосновения к металлическим корпусам оборудования с одной стороны и к заземлённым металлическим конструкциям с другой. Для предотвращения этого необходимо соблюдать нормы на проектирование эксплуатационных проходов – 1800 мм и размещение оборудования вдали от батарей центрального отопления. Места разъёмов должны располагаться в безопасном для человека месте, все провода должны быть изолированы. Ремонт и техническое обслуживание мультисервисного оборудования необходимо производить в соответствии с правилами техники безопасности при эксплуатации электрических установок до 1 000 В. К обслуживанию должны допускаться лица, имеющие квалификацию четвёртой группы по правилам техники безопасности. Пожар, возникающий на участке мультисервисной сети, может привести к выходу из строя оборудования, и угрожает жизни и здоровью людей. К основным причинами пожаров относятся: неисправности электрооборудования (короткое замыкание, пробои в цепях электрического тока, перегрузка и так далее); самовозгорание горючих веществ; неправильное хранение пожароопасных материалов (спирт, бензин); курение в не предназначенных для этого местах. На участке ЭМС заранее разработаны мероприятия, обеспечивающие быстрейшую ликвидацию возникшего пожара. К этим мероприятиям относятся: 1. установка устройств пожарной сигнализации, 2. организация средств пожаротушения, с набором средств пожаротушения. Во всех технических помещениях АТС предусмотрена Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 40 11070006.11.03.02.180.ПЗВКР установка углекислотных огнетушителей ОУ-8, в которых в качестве огнегасящего вещества используется углекислый газ, не являющейся электропроводным; кроме того, он не портит предметы, подвергающиеся тушению; 3. организация двух выходов из технического помещения - главного и запасного, и наружных пожарных лестниц. При возникновении аварийной ситуации на рабочем месте, работающий с персональным компьютером обязан работу прекратить, отключить электроэнергию, сообщить руководителю и принять меры к ликвидации создавшейся ситуации. При наличии травмированных: o - устранить воздействие повреждающих факторов, угрожающих здоровью и жизни пострадавших (освободить от действия электрического тока, погасить горящую одежду и т.д.); o - оказать первую помощь; o - вызвать скорую медицинскую помощь или врача, либо принять меры дня транспортировки пострадавшего в ближайшее лечебное учреждение; o - сохранить, по возможности, обстановку на месте происшествия; Разработанные в разделе мероприятия и рекомендации в полной мере решают вопросы охраны труда. Мероприятия по эргономическому обеспечению (удобное рабочее место оператора, оптимальное размещение оборудования, правильное освещение) способствует созданию наилучших условий работы оператора. Мероприятия по технике безопасности (заземление и зануление оборудования, применение защитных средств) соответствуют требованиям системы стандартов безопасности труда. Мероприятия по пожарной профилактике (надёжная изоляция токонесущих проводов, оснащение помещений огнетушителями и сигнализацией) позволяют предотвратить возникновение пожара, вовремя его обнаружить и принять меры по его устранению. [17,18] Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 41 11070006.11.03.02.180.ПЗВКР 4 РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ТРАФИКА ПРОЕКТИРУЕМОЙ СЕТИ 4.1 Оценка необходимой полосы пропускания для услуг Построение мультисервисной сети позволяет предоставить частным и физическим лицам такие услуги, как телефония, доступ в Интернет и мультимедиа. Согласно расчету, приведенному в главе 3, услуги IP телефонии предоставляются 650 абонентам, доступ к сети Интернет 1300 абонентам, Цифровое телевидение 1040 абонентам. Расчет необходимой полосы канала связи для частных лиц выполняется, исходя из требований к пропускной способности сети связи: доступ к сети Интернет - 30 Мбит/с IP телефония - 30 Кбит/с цифровое телевидение - 10 Мбит/с Для правильной оценки характеристик и расчета требуемой пропускной способности для предоставления комплексной услуги Triple Play используем параметры, основанные на статистических данных, адаптированные к российскому рынку услуг связи. Значения этих параметров приведены в таблице 4.1. Таблица 4.1 - Значения параметров Параметр Обозначение Значение 1 2 3 1. Количество сетевых узлов для подключения абонентов Triply Play (узлы доступа) Узлов агрегации FN FNA 26 (48 портов) 4 (24 порта) 2. Число абонентов сети: NS 1300 3. Отношение длины заголовка IP пакета к его общей длине во входящем потоке OHD 10% 4. Отношение длины заголовка IP пакета к его общей длине в исходящем потоке OHU 15% Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 42 11070006.11.03.02.180.ПЗВКР Окончание таблицы 4.1 1 2 3 5. Процент абонентов Triply Play: - находящихся в сети в ЧНН; - одновременно принимающих или передающих данные; - одновременно пользующихся услугами IPTV DAAF DPAF IPVS AF 70% 50% 70% 6. Услуга передачи данных: 6.1 Пропускная способность сети для передачи данных к абоненту: -средняя пропускная способность; -пиковая пропускная способность; 6.2 Пропускная способность сети для передачи данных от абонента: - средняя пропускная способность; - пиковая пропускная способность; ADBS PDBS AUBS PUBS 15 Мбит/с 30 Мбит/с 5 Мбит/с 10 Мбит/с 7. Услуга TV IP: - проникновение услуги; - количество сессий на абонента; - использование режима Unicast; - использование режима Multicast; - использование потоков Multicast; - количество доступных каналов; - скорость видеопотока; - запас на вариацию битовой скорости; IPVS User IPVS SH IPVS UU IPVS MUM IPVS MU IPVS MA VSB SVBR 100% 1,3 20% 80% 80% 80 10 Мбит/с 0,2 Проектируемая сеть должна быть надежной и на ней не должно быть перегрузок. Поэтому все необходимые расчеты трафика будем производить для часа наибольшей нагрузки для одного сетевого узла. После того как было определено количество абонентов, пользующихся определенными услугами можно переходить непосредственно к расчету нагрузок проектируемой сети высокоскоростного абонентского доступа микрорайона «Спортивный» города Серпухов. Весь трафик, создаваемый группами абонентов (до 48 человек) будет обрабатываться на DSLAM, затем трафик будет агрегирован на четырех сетевых узлах агрегации, что, в свою очередь, и составит нагрузку на транспортною сеть микрорайона «Спортивный» города Серпухов. Среднее число абонентов, приходящееся на один DSLAM, составляет 36 активных портов. Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 43 11070006.11.03.02.180.ПЗВКР 4.2 Трафик IP-телефонии Исходными данными для расчета являются: - количество источников нагрузки – абоненты, использующие терминалы SIP и подключаемые в пакетную сеть на уровне мультисервисного абонентского коммутатора , N VoIP =24, человека; - тип кодека в планируемом к внедрению оборудовании, G.729А; - длина заголовка IP пакета, 58 байт. Полезная нагрузка голосового пакета G.729 CODEC составит согласно формуле (4.2.1) , , 8 а зву ч.голос байт байт бит t У я кодировани полезн (4.2.1) где t звыч.голоса - время звучания голоса (мс), υ кодирования - скорость кодирования речевого сигнала (кбит/с). Эти параметры являются характеристиками используемого кодека. В данном случае для кодека G.729А скорость кодирования – 8кбит/с, а время звучания голоса – 20 мс. 20 8 8 20 байт полезн У Каждый пакет имеет заголовок длиной в 58 байт. Общий размер голосового пакета составит (4.2.2): , , пакета байт полезн Y RPT L UDP L IP L Eth L V (4.2.2) где L Eth, IP, UDP, RTP – длина заголовка Ethernet, IP, UDP, RTP протоколов соответственно (байт), Y полез – полезная нагрузка голосового пакета (байт). , 78 20 16 8 20 14 байт пакета V Использование кодека G.729А позволяет передавать через шлюз по 50 пакетов в секунду, исходя из этого, полоса пропускания для одного вызова определится по формуле (4.2.3): Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 44 11070006.11.03.02.180.ПЗВКР , / , 50 8 1 с Кбит pps байт бит пакета V ППр (4.2.3) где V пакета – размер голосового пакета, (байт). / 30 50 8 78 1 с Кбит ППр С помощью средств подавления пауз обычный голосовой вызов можно сжать примерно на 50 процентов (по самым консервативным оценкам – 30%). Исходя из этого, необходимая полоса пропускания WAN для нашей точки присутствия составит (4.2.4): Кбит/с, , 1 VAD N ППр ППр SIP WAN (4.2.4) где ППр1 – полоса пропускания для одного вызова (кбит/с), NSIP – количество голосовых портов на DSLAM (шт), VAD (Voice Activity Detection) – коэффициент механизма идентификации пауз (0,7) / 504 7 , 0 24 30 с Кбит ППр WAN 4.3 Трафик IP TVHD Далее определяется трафик, создаваемый на сети услугой цифрового IP- телевидения и видео по запросу. Для определения среднего количества абонентов, приходящихся на один DSLAM, используется формула (4.3.1): AVS = NS/FN, аб, (4.3.1) где NS – общее число абонентов (аб), FN – количество DSLAM (шт). AVS = 1040/36 = 29 аб. Количество абонентов на одном оптическом сетевом узле, пользующихся услугами интерактивного телевидения одновременно, определяется коэффициентом IPVS Market Penetration (4.3.2): IPVS Users = AVS*IPVS MP*IPVS AF*IPVS SH, аб, (4.3.2) где IPVS MP – коэффициент проникновения услуги IP TVHD, Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 45 11070006.11.03.02.180.ПЗВКР IPVS AF – процент абонентов, пользующихся услугами IP TVHD одновременно в ЧНН, IPVS SH – коэффициент, показывающий, сколько различных программ одновременно принимается в одном доме. IPVS Users = 29*1*0,7*1,3 = 27 аб. В некоторых домовладениях может одновременно приниматься несколько видеопотоков, например, два, и в этом случае в расчетах считается, что видеопотоки принимают два абонента. Для абонентов трансляция видеопотоков происходит в разных режимах. Часть абонентов принимает видео в режиме multicast, а часть – в режиме unicast. При этом абоненту, заказавшему услугу видео по запросу, будет соответствовать один видеопоток, следовательно, количество индивидуальных потоков равно количеству абонентов, принимающих эти потоки (4.3.3): IPVS US = IPVS Users*IPVS UU*UUS, потоков, (4.3.3) гдеIPVS UU – коэффициент проникновения услуги индивидуального видео, UUS=1 – количество абонентов, приходящихся на один видеопоток. IPVS US = 27*0,3*1 = 8, потоков. Один групповой поток принимается одновременно несколькими абонентами, следовательно, количество индивидуальных потоков (4.3.4): IPVS MS = IPVS Users*IPVS MU, потоков, (4.3.4) где IPVS MU – количество абонентов, принимающих групповые видеопотоки. IPVS MS = 27*0,8 =22 потоков. Необходимо рассчитать максимальное количество видеопотоков среди доступных, которое будет использоваться абонентами, пользующимися услугами группового вещания (4.3.5) IPVS MSM = IPVS MA*IPVS MUM, видеопотоков, (4.3.5) где IPVS MA – количество доступных групповых видеопотоков, Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 46 11070006.11.03.02.180.ПЗВКР IPVS MUM – процент максимального использования видеопотоков. IPVS MSM = 80*0,8 = 64, видеопотокa мультикаст. Транслирование видеопотоков в IP сети может происходить с переменной битовой скоростью. Средняя скорость одного видеопотока, принимаемого от оператора, составляет 10 Мбит/с. С учетом добавления заголовков IP пакетов и запаса на вариацию битовой скорости скорость передачи одного видеопотока составит (4.3.6): IPVSB = VSB*(1+SVBR)*(1+OHD), Мбит/с (4.3.6) где VSB – скорость трансляции потока, Мбит/с, SVBR – запас на вариацию битовой скорости. IPVSB = 10*(1+0,2)*(1+0,1) = 13,2 Мбит/с. Для передачи одного видеопотока в IP сети в режиме индивидуального вещания необходима пропускная способность (4.3.7): IPVS UNB = IPVS US*IPVSB, Мбит/с, (4.3.7) где IPVS MS – количество транслируемых потоков в режиме multicast, IPVS US – количество транслируемых потоков в режиме unicast, IPVSB – скорость передачи одного видеопотока. IPVS UNB = 8*13,2 = 105,6 Мбит/с. Групповые потоки транслируются от головной станции к множеству пользователей, и общая скорость для передачи максимального числа групповых видеопотоков в ЧНН составит (4.3.8): IPVS MNBM = IPVS MSM*IPVSB, Мбит/с, (4.3.8) где IPVS MSM – число используемых видеопотоков среди доступных, IPVSB – скорость передачи одного видеопотока. IPVS MNBМ = 64*14,52 = 844,8 Мбит/с. Общая пропускная способность для IP сети с предоставлением услуг интерактивного телевидения на одном сетевом оптическом узле сложится из пропускной способности для передачи видео в групповом и индивидуальном режимах (4.3.9): Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 47 11070006.11.03.02.180.ПЗВКР AB = IPVS MNBM+ IPVS UNB, Мбит/с, (4.3.9) где IPVS MNBM – пропускная способность для передачи группового видеопотока, IPVS UNB – пропускная способность для передачи индивидуального видеопотока. AB = 105,6+ 844,8 = 905,4 Мбит/с. Итак, для предоставления услуги цифрового ТВ на одном сетевом узле необходима полоса пропускания 905,4 Мбит/с. 4.4 Трафик передачи данных Среди всех пользователей сети в час наибольшей нагрузки (ЧНН) в сети будет находится и передавать данные только часть абонентов (активные абоненты). Даже в час наибольшей нагрузки количество активных абонентов может изменяться, поэтому для их подсчета используется пятиминутный временной интервал внутри ЧНН, и максимальное число активных абонентов за этот период времени определяется параметром Data Average Activity Factor (DAAF), в соответствии с этим количество активных абонентов составит (4.4.1): AS = TS*DAAF, аб, (4.4.1) где TS – число абонентов на одном DSLAM (аб), DAAF – процент абонентов, находящихся в сети в ЧНН. AS = 36*0,7= 26 аб. В час наибольшей нагрузки в сети находится 26 человек с одного DSLAM, охватывающего 36 абонентов. Средняя пропускная способность для приема данных составит (4.4.2): BDDA = (AS*ADBS)*(1 + OHD), Мбит/с, (4.4.2) где AS - количество активных абонентов (аб), ADBS – средняя скорость приема данных (Мбит/с), |