МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
им. Н.Э. БАУМАНА
Курсовой проект
По дисциплине:
«Системы и сети связи»
На тему:
«Проектирование сетевой конфигурации
на основе NGN решений»
Студент группы
ИУ 10-82: __________________
Азаров Александр Игоревич (Подпись, дата)
Руководитель
курсового проекта: __________________
Богомолова Наталья Егоровна (Подпись, дата)
г. Москва, 2013
Оглавление
Введение
Сети следующего поколения
(NGN) отражают процесс слияния двух отраслей
— телекоммуникационной и информационной,
проще говоря, телефонной и компьютерной.
Благодаря этому обеспечивается широкий
набор услуг, начиная с классических услуг
телефонии и кончая различными услугами
передачи данных или их комбинацией.
На самом деле сети нового поколения
— это плод столетнего эволюционного
развития телекоммуникаций, в котором
масштабируемость и надежность телефонной
сети общего пользования сочетаются с
охватом и гибкостью сети Интернет.
Согласно простейшему
определению, сеть нового поколения
— это открытая, стандартная пакетная
инфраструктура, которая способна
эффективно поддерживать всю
гамму существующих приложений
и услуг, одновременно обеспечивая
необходимую масштабируемость, чтобы
принять завтрашнюю нагрузку
по IP-трафику, и гибкость, позволяющую
быстро реагировать на новые
требования. Обязательным условием
является конвергенция, причем применительно
ко всем аспектам: от конвергенции
приложений (например, передачи речи
и данных) до конвергенции инфраструктур
(например, оптики и IP).
Сеть следующего поколения
становится универсальной телекоммуникационной
инфраструктурой, способной обеспечить
все потребности связи и передачи
данных. Она соединяет между собой
Интернет, обычные телефонные и
беспроводные сети. Более того, у
пользователей появилась возможность
«конструировать» коммуникационные
сервисы в соответствии со
своими потребностями. NGN имеет степень
надежности, характерную для ТфОП,
и обеспечивает низкую стоимость передачи
в расчете на единицу объема информации,
приближенную к стоимости передачи данных
по Интернету.
NGN открывает массу возможностей
построения наложенных сервисов
поверх универсальной транспортной
среды — от пакетной телефонии
(VoIP) до интерактивного телевидения и WEB-служб.
Сеть нового поколения отличается доступностью
сервисов вне зависимости от местоположения
пользователя и используемых им интерфейсов
(Ethernet, xDSL, Wi-Fi и т. д.). Пользователь сети
имеет доступ к любым сервисам.
Преимущества сети NGN
- Во-первых,
надежность и безопасность. Привычные
нам кольцевые волоконно-оптические сетевые
структуры (к примеру, сети SDH), в которых
производится дублирование информационных
потоков по схеме 1+1, продолжают функционировать
при обрыве кабеля. Зато двойной обрыв
— уже трагедия. Сеть NGN имеет гораздо
большую живучесть благодаря функции
MPLS Fast Reroute, которая оперативно реагирует
(менее чем за 50 мс) на обрывы связи и перенаправляет
информационные потоки на неповрежденные
участки сети.
- Во-вторых,
управление, гибкость и масштабирование.
Системный администратор сети управляет
своей сетью, состоящей из фрагментов
в различных офисах, вводя новых пользователей
или манипулируя с выделенной клиенту
телефонной номерной емкостью через простой
WEB-интерфейс в реальном времени. После
запроса пользователя изменение параметров
услуг происходит практически мгновенно.
К тому же обеспечиваются регулирование
скорости доступа к сети NGN для каждой
конкретной услуги, назначение класса
обслуживания (CoS) для конкретного типа
трафика, изменение критериев соответствия
типа трафика классу обслуживания и другие.
- В-третьих,
развитый телефонный сервис, прежде всего
набор услуг IP-Centrex. Эти услуги сеть NGN предоставляет
в рамках организации виртуальной IP-PBX.
При этом обеспечивается поддержка функциональности
современных систем корпоративной IP-телефонии.
IP-Centrex подразумевает также организацию
полнофункционального Call-центра.
- В-четвертых,
операторы могут использовать возможности
классификации трафика для предоставления
услуг, требующих высокого приоритета,
например, передачи голоса по IP. Этим с
успехом могут пользоваться и клиенты,
оперативно изменяя параметры соединения
через Web-интерфейс.
- В-пятых,
обеспечиваются высокое качество (QoS) и
соблюдение соглашений об уровне обслуживания
(SLA). Сеть NGN способна гибко управлять трафиком,
учитывая резервирование полосы пропускания,
пропускную способность и текущую нагрузку
каналов, приоритезацию трафика и другое.
В структуре сетей NGN присутствует
несколько элементов, представляющих
собой отдельные устройства или произвольные
комбинации в интегрированном устройстве.
Наиболее важными элементами сети NGN являются:
Медиа-шлюз (MG) терминирует
голосовые вызовы из телефонной сети,
сжимает и пакетирует голос, передает
сжатые голосовые пакеты в сеть IP, а также
проводит обратную операцию для голосовых
вызовов из сети IP. В случае вызовов ISDN/POTS
передает данные сигнализации контроллеру
медиа-шлюза или же преобразования сигнализации
в сообщения Н.323 производится в самом
шлюзе.
Наряду с вышеописанным
медиа-шлюз может также включать функциональность
для удаленного доступа, маршрутизации,
виртуальных частных сетей, фильтрования
трафика TCP/IP и тому подобное.
Шлюз сигнализации (SG)
служит для преобразования сигнализации
и обеспечивает ее прозрачную передачу
между коммутируемой и пакетной сетью.
Он терминирует сигнализацию и передает
сообщения через сеть IP контроллеру медиа-шлюза
или другим шлюзам сигнализации.
Контроллер медиа-шлюза
(MGC) выполняет регистрацию и управляет
пропускной способностью медиа-шлюза.
Через медиа-шлюз обменивается сообщениями
с телефонными станциями.
1.
Исходные данные
В зону проектирование
входят:
- Три
резидентных шлюза (RAGW1, RAGW2, RAGW3), каждый
из которых обслуживает свою группу пользователей
телефонии, ISDN, сетей доступа, PBX и LAN (количество
пользователей указано в таблице 1.1)
- Три
магистральных шлюза (TGW1, TGW2, TGW3,), обеспечивающих
подключение трех существующих в регионе
сетей связи общего пользования (ССОП)
- SoftSwitch
- Транспортная
пакетная сеть из трех коммутаторов (SW1,
SW2, SW3)
Шлюз доступа |
Число терминалов PSTN, подключаемых
к сетям доступа пакетной сети |
Число терминалов ISDN, подключаемых
по BRA к сетям доступа пакетной сети |
Число подключаемых PBX и количество
потоков типа E1 от каждой |
Число подключаемых LAN и количество
абонентов в каждой |
Число подключаемых сетей
доступа и количество потоков типа E1 от
каждой |
RAGW
1 |
7000 |
120 |
5 PBX по 12 потоков E1 |
1 LAN по 500
абонентов |
2 AN по 3
потока E1 |
RAGW
2 |
5000 |
100 |
1 PBX по 2 потока E1 |
__ |
3 AN по 5 потоков E1 |
RAGW
3 |
2500 |
50 |
2 PBX по 5
потоков E1 |
2 LAN по 1500 абонентов |
4 AN по 7 потоков E1 |
Число существующих ССОП, подключаемых
к проектируемой транспортной сети (*) |
3 |
Таблица 1.1 Исходные данные количества
источников
* – межсетевые потоки существующих
сетей общего пользования (ССОП) не проходят
через проектируемую пакетную транспортную
сеть
Взаимодействующие объекты |
Доля общей нагрузки |
ССОП
1 « абоненты пакетной сети |
25 % (*) |
ССОП
2 « абоненты пакетной сети |
20 % (*) |
ССОП
3 « абоненты пакетной сети |
15 % (*) |
абоненты
пакетной сети « абоненты пакетной сети |
40 % (*) |
Таблица 1.2 Нагрузка при взаимодействии
абонентов пакетной сети друг с другом
и существующими ССОП
* – доля в общей
нагрузке, создаваемой пользователями
пакетной сети
Объекты |
Удельная нагрузка yi, Эрл |
Интенсивность вызовов, обслуживаемых
одним каналом E0 (V=64 Кбит/с), выз./чнн |
Средняя длина сигнальных сообщений,
октетов |
Среднее количество сигнальных сообщений
при обслуживании вызова |
Абоненты
PSTN |
0,1 |
5 |
50 |
10 |
Абоненты
ISDN |
0,2 |
10 |
50 |
10 |
Абоненты
H.323, SIP, MEGACO |
0,1 |
5 |
50 |
10 |
Потоки
E1 от существующих ССОП |
0,7 |
40 |
- |
- |
Потоки
E1 от PBX |
0,7 |
40 |
- |
- |
Потоки
E1 от сетей доступа |
0,7 |
40 |
- |
- |
Таблица 1.3 Значения удельной нагрузки
и интенсивности вызовов
Большинство
потоков информации пользователей будут
подвергаться компрессии в шлюзах с помощью
кодека G.729 (скорость выходного потока ).
По
указанным данным:
- Разработать
схему организации связи объектов транспортной
сети
- Рассчитать
характеристики абонентских концентраторов
и транспортной шлюзов мультисервисной
сети
- Рассчитать
характеристики SoftSwitch
- Рассчитать
характеристики коммутаторов транспортной
сети
- Обосновать
выбор типов интерфейсов
- Определить
маршруты передачи потоков информации
в транспортной сети
- Разработать
схему резервирования ресурсов транспортной
пакетной сети
2.
Схема организации связи объектов
проектируемой сети
Рассмотрим
схему организации связи объектов проектируемой
сети (Рис.
2.1). В центре лежит транспортная пакетная
сеть, основанная на трех коммутаторах
(SW1, SW2, SW3). Коммутаторы включены по схеме
«кольцо» для обеспечения резервирования
маршрутов в случае отказа линии между
парой коммутаторов. К ним подключается
три резидентных шлюза (RAGW1, RAGW2, RAGW3), обслуживающих
группы пользователей PSTN, ISDN, AN, PBX, LAN. Сети
связи общего пользования подключаются
с помощью транзитных шлюзов (TGW1, TGW2, TGW3).
Управление в сети обеспечивает Media Gateway
Controller (MGC) – SoftSwitch. Возможно подключение
различных серверов на уровне услуг (SCP,
E-mail, FTP и т.д.).
Рис. 2.1 Схема проектируемой сети
3.
Расчет характеристик резидентных шлюзов
доступа (RAGW)
К
шлюзам доступа мультисервисной сети,
в которой используются принципы NGN, могут
быть подключены следующие источники
нагрузки:
- Терминалы,
подключаемые по аналоговым абонентским
линиям
- Терминалы
ISDN, подключаемые по базовому доступу
BRA
- Терминалы
SIP
- Терминалы
H.323
- Теримналы
MGCP/MEGACO
- Локальные
вычислительные сети, в которых используются
терминалы SIP, H.323, MGCP/MEGACO
- Учережденческие
телефонные станции (PBX) с функциями ISDN,
подключаемые по схеме первичного доступа
RPA
- Оборудование
сети доступа, подключаемое по интерфейсу
V5.2
Определим
количество терминалов каждой категории,
подключенных к резидентным шлюзам доступа
RAGW.
Для первого шлюза доступа RAGW1:
Общее количество
каналов, подключенных к RAGW1:
Для второго шлюза доступа RAGW2:
Общее количество
каналов, подключенных к RAGW2:
Для третьего шлюза доступа
RAGW3:
Общее количество
каналов, подключенных к RAGW3:
В общем
виде нагрузка, создаваемая пользователями
RAGW, рассчитывается как:
Здесь удельная нагрузка от соответствующей
категории пользователей, ЭРЛ
количества абонентов
соответствующей категории.
Суммарная нагрузка, создаваемая пользователями
RAGW1:
Из этой нагрузки,
нагрузка от терминалов PSTN к RAGW1 равна:
Нагрузка от
терминалов ISDN к RAGW1 равна:
Нагрузка от
абонентов LAN к RAGW1 равна:
Нагрузка от
абонентов PBX к RAGW1 равна:
Нагрузка от
абонентов сетей доступа к RAGW1:
Суммарная нагрузка, создаваемая пользователями
RAGW2:
Из этой нагрузки,
нагрузка от терминалов PSTN к RAGW2 равна: