Расчет трафика услуг телефонии.

При предоставлении услуги телефонии на мультисервисной сети источниками информационных потоков являются узлы доступа, узлы управления и узлы шлюзов с другими сетями. Значение информационных потоков в каналах связи при предоставлении услуги телефонии определяется путем распределения информационных потоков, поступающих в сети при предоставлении данной услуги, по каналам связи. Для определения информационных потоков, поступающих в сеть вначале необходимо:

- произвести распределение абонентской нагрузки между УД и пограничными узлами с другими сетями;

- определить количество телефонных соединений, устанавливаемых между узлами и внутри узлов сети.

Данные действия проводятся на основании Норм технологического проектирования городских и сельских телефонных сетей.

Все расчеты должны быть снабжены теоретическими пояснениями. Используя исходные данные и структуру сети абонентского доступа Разработанную в главе 2 выполнить расчеты трафика для телефонии.

Предполагается, что нагрузка услуги телефония замыкается внутри узла доступа и рассчитывается по первой формуле Эрланга:

, Эрл, (3.1) где – количество абонентов, обслуживаемых шлюзом соответствующего узла доступа (таблица 1.);

– удельная нагрузка на линию абонентов телефонии в ЧНН.

Значение удельной нагрузки на линию абонентов телефонии в ЧНН = 0,1 Эрл [19]. Все выполненные расчеты свести в таблицу 3.1.

Нагрузка, поступающая на узел доступа, будет распределяться следующим образом:

- внутри шлюза соответствующего узла доступа;

- внутри кольца;

- на узел агрегации.

Нагрузка распределяется по направления в зависимости от коэффициента тяготения. Нагрузка, замыкающаяся внутри шлюза, рассчитывается по формуле 3.2.

, Эрл (3.2)

где n – процент нагрузки замыкающейся внутри шлюза.

Для дальнейших расчетов необходимо вычислить нагрузку генерируемую шлюзом в кольцо и на узел агрегации. Для этого из общей нагрузки исключается нагрузка, замыкающаяся внутри шлюза формула 3.3.

, Эрл (3.3)

Расчеты выполнить для всех узлов сети доступа и данные расчетов свести в таблицу 3.1.

Таблица 3.1 – Сводная таблица по трафику телефонии

Нагрузка, исходящая от шлюза на пакетный коммутатор (узел доступа), предварительно преобразуется в трафик. Для проведения данного преобразования необходимо рассчитать битовую скорость голосового кодека на канальном уровне. Для передачи речевого трафик чаще всего используется кодек G.711.

Используя формулу из [20] выполнить расчет трафика телефонии для всех узлов доступа согласно схеме проектирования.

,байт (3.4)

,мс (3.5)

(3.6)

где:

- длина полезной нагрузки пакета RTP в байтах;

- пакетная скорость (число пакетов в секунду;

- размер отсчета кодека в байтах;

- длительность отсчета кодека в миллисекундах;

- количество отсчетов помещаемых в один пакет RTP;

- длина заголовка протокола RTP, 12 байт;

- длина заголовка протокола UDP,8 байт;

- длина заголовка протокола IP, 20байт;

- длина заголовка и концевиков, добавляемых на канальном и физическом уровнях Ethernet, 38байт;

- время пакетизации (задержка накопления пакетов) в мс.

В сетях NGN общего пользования для преобразования речи в пакетный формат наиболее часто используется кодек G.711, поскольку он обеспечивает наилучшее качество передачи речи с наименьшей задержкой. В курсовом проекте для упрощения расчетов рекомендуется использовать кодек G.711 без подавления пауз и вычислить транспортный ресурс телефонии по формуле 3.7, принимая в качестве Vcod G.711 занимаемую полосу пропускания на физическом уровне Ethernet (VEth).

,бит/с (3.7)

Расчет выполнить для всех узлов доступа, данные расчетов свести в таблицу 3.3. Подразумевается, что на каждом узле доступа установлен только один телефонный шлюз, в который включены все абоненты. Поэтому нагрузка услуг телефонии, замыкающаяся внутри узла, замыкается внутри этого шлюза, и не выходит на пакетный коммутатор. Рассчитаем трафик: идущий в магистраль, замыкающийся внутри кольца, замыкающийся внутри узла. Трафик, замыкающийся внутри узла, рассчитать исходя из матрицы тяготения телефонии, которую студент составляет на основании графа сети (таблица 3.2). Граф сети создается, используя структурную схему сети доступа. Трафик, замыкающийся внутри узла, расположен в главной диагонали таблицы.

Таблица 3.2. Матрица тяготения телефонии, %.

, (3.7)

где n – процент трафика замыкающегося внутри узла. Результаты расчетов свести в таблицу 3.3.

Таблица 3.3 Матрица тяготения для телефонии, Мбит/с

Трафик, идущий в магистраль, рассчитывается исходя из матрицы тяготения телефонии (таблица 3.3).

(3.8)

Полученные после расчетов данные свести в таблицу 3.4.

Таблица 3.4. Сводная таблица телефонии по типам трафика, Мбит/с

Расчет трафика Интернет.

При предоставлении услуги доступа к сети Интернет на мультисервисной сети источниками информационных потоков являются узлы доступа и шлюзы gateway. Значение информационных потоков в каналах связи при предоставлении доступа в Интернет определяются путем распределения информационных потоков, поступающих в сеть при предоставлении данной услуги по каналам связи. Определение значений информационных потоков, поступающих в сеть при предоставлении услуги Интернет можно описать с помощью алгоритма. Алгоритм представляет собой итерации, в ходе которых осуществляется перебор групп абонентов, подключенных к узлу УДi по тарифному плану j. Расчет создаваемого информационного потока группой абонентов, подключенных к УДi по тарифному плану j, осуществляется следующим образом:

Количество абонентов подключенных к тарифному плану j определить по формуле 3.9.

, (3.9)

где – количество абонентов узла доступа пользующихся услугой доступа в Интернет, (табл.).

– процент абонентов, пользующихся k-м тарифом (таблица 3.5);

i – номер узла доcтупа;

j – номер тарифа.

Данные по абонентам, использующих определенным тарифом представить в таблице 3.5. Тарифы выбираются на основании тарифных планов оператора связи.

Таблица 3.5

Расчет потребляемого информационного потока группой абонентов, подключенной узлу УДi по тарифному плану j определяется следующим образом:

, (3.9)

где пропускная способность j тарифа;

– количество абонентов i-го узла пользующихся j тарифом (таблица 3.5);

Все расчетные данные по узлам доступа свести в таблицу 3.6, учитывая % соотношение входящего/исходящего трафика 80/20%.

Таблица 3.6

Расчет трафика IPTV.

При предоставлении услугиIPTV на мультисервисной сети источником информационных потоков является узел, предоставляющий данную услугу. Данные информационные потоки посредством сети передаются абонентам, потребляющим данную услугу. Количество информационных потоков, передаваемых по каналу связи, зависит от количества ретранслируемых по ним телеканалов. Количество ретранслируемых телеканалов по каналу связи зависит от общего количества телеканалов, их рейтингов и количества абонентов, получающих вещание телеканалов, через данный канал связи. Следовательно, для начала необходимо рассчитать число абонентов, получающих вещание телеканалов, через данный канал связи. Количество абонентов зависит от заданного в % отношении числа пользователей данной услугой через УД. Одновременно получают вещание не все абоненты, подключенные к услуге телевидения. Данная разница учитывается коэффициентом . Несмотря на достаточно большое количество каналов, предоставляемых операторами связи (порядка 150 каналов обычной четкости и 15 каналов высокой четкости), абоненты IPTV одновременно просматривают не более 30% каналов (40 каналов обычной четкости, 5 каналов высокой четкости) [29,36,37]

Необходимая полоса пропускания для IPTV рассчитывается по формуле:

, Мбит/с (3.10)

где – полоса пропускания на один канал IPTV соответствующей четкости (таблица 4.2) [29,40,41];

– количество одновременно просматриваемых каналов IPTV [29,40,41];

i – тип четкости IPTV (SD – обычной четкости, HD – высокой четкости).

, (3.9)

где − число программ IPTV вещания.

- скорость информационного потока.

Выбор оборудования для узлов доступа зависит от числа

Исходные данные для расчета сети абонентского доступа по технологии Metro Ethernet.

Район проектирование сети абонентского доступа имеет плотную застройку многоэтажными домами разной этажности и количества подъездов. Дома могут располагаться как вдоль улицы, так и внутри дворов. Целью проекта является предоставление мультисервисных услуг жителям микрорайона. В проекте необходимо предусмотреть предоставление следующих услуг:

1. Передача речи (телефонная связь) – данная услуга реализуется на базе средств IP-телефонии.

2. Доступ в Интернет – для пользователей, которым предоставлена возможность пользования данной услугой.

3. Услуга IPTV – для пользователей, которым предоставлена возможность пользования данной услугой.

Исходные данные для расчета:

1. Количество зданий, штук — Nзд;

2. Количество этажей, штук — N эт.;

3. Количество подъездов, штук - Nпод.;

4. Количество квартир, штук - Nкв.;

5. Расстояние межу зданиями, метров — Lзд.;

6. Вид доступа в Интернет;

7. Тип IPTV;

8. Доля аппаратов IP, % - Dip.

Исходные данные для расчета:

Nзд 5 =4;

Nзд 14=2;

Nкв= 240;

Nпод. =2/1

Lзд1-2= 175;

Lзд 2-3=155

Lзд 3-4=108

Lзд 4-5=304

Lзд 5-6 =100

Литература

1. И. Г. Бакланов, NGN: Принципы построения и организации. - М: Эко-Трендз, 2008, - 499 с.

2. А. В. Росляков, Виртуальные частные сети. Основы построения и применения. М.: Эко-Трендз, 2006.

3. Ю. В. Семенов, - Проектирование сетей связи следующего поколения. - Спб.: Наука и техника, 2005 г.

4. Е. В. Смирнова, П. В. Козак, - Технологии современных сетей Metro Ethernet Методы коммутации и управления потоками данных. : БХВ -Санкт-Петербург, 2012. - 272 с.

5. Дэвид Хьюкаби, Стив Мак-Квери, Руководство Cisco по конфигурированиию. коммутаторов Catalist, Cisco Field Manual: Catalyst Switch Configuration. – М.: «Вильямс», 2004. – 560 с.

6. С. Н. Степанов, Основы телетрафика мультисервисных сетей. - М.: Эко-Трендз, 2010. - 392 с.

7. А. Филимонов, Построение мультисервисных сетей Ethernet.: БХВ-Санкт-Петербург, 2007. – 592 с.

8. В. Н. Тарасов, А. Л. Коннов, Ю. А. Ушаков, Анализ и оптимизация локальных сетей и сетей связи с помощью программной среды Opnet Modeller. : ВестникОГУ №6, том2, 2006 – 207 с.

9. А. С. Байбусинова, Исследование характеристик качества абонентских линий ВОЛС. Магистерская работа. 2014г.

10. Р. Фриман. Волоконно-оптические системы связи. М.: Техносфера, 2003. – 330 с.

11. Carrier Ethernet Solution Overview, Ethernet networks? 2008 г.

12. И. Гасымов. Архитектура оптических сетей доступа FTTH.

13. Телеспутник журнал, 2010

14. Metro Ethernet Services. Техническая спецификация MEF 6? 2008 u/

15. T-Metro – Платформа многофункционального доступа Ethernet, Telco System, 2007 г.

16. Архитектура операторских сетей доступа и агрегации: современные тенденции, доклад Cisco Expo 2009, Cisco System. 2009 г.

17. Руководящий документ РД.45.120 – 2000. «Нормы технологического проектирования. НТП 112-2000»

18. SAN Halabi, Metro Ethernet, Cisco Press, 2003, – 240 c.

19. IP NGN Carrier Ethernet System, Cisco Systems, - 2012 г.

20. IP NGN Carrier Ethernet Design: Powering the Connected Life in the Zettabyte Era, Cisco System, 2008 г.

21. Решения Carrier Ethernet, World Wide Packets, Ciena Corporation, 2008г.

22. Стандарт IEEE 802.3 – Ethernet. URL: http://www.ieee802.org/3/.

23. Техническая рекомендация T-REC-G.711. URL: http://www.itu.int/rec/T-REC-G.711/e.

24. Cisco Systems, Inc: [сайт]. URL: http://www.cisco.com.

25. Яндекс Маркет (поисковая система): [сайт]. URL: http://market.yandex.ru.

26. Интернет-магазин коммутационного оборудования NAG: [сайт]. URL: http://shop.nag.ru.

27. Allied Telesis, Inc: [сайт]. URL: http://www.alliedtelesis.ru/.

28. Ciena Corporation: [сайт]. URL: http://www.ciena.ru/.

29. Extreme Networks: [сайт]. URL: http://extremenetworks.com/.

30. RAD Data Communications, LTD: [сайт]. URL: http://www.rad.ru/.

31. Telco Systems: [сайт]. URL: http://www.telco.com/.

32. Huawei в СНГ: [сайт]. URL: http://www.huawei.com/ru/.

33. D-Link: [сайт]. URL: http://www.dlink.ru/.

34. The Journal of Test Methodologies, IXIA, 2007. URL: http://www.ixiacom.com/

35. Техническая спецификация MEF 6 – Metro Ethernet Services, 2008г.

36. ОАО «Ростелеком»: [сайт]. URL: http://www.rt.ru/.

37. ОАО «Мобильные ТелеСистемы»: [сайт]. URL: http://www.corp.mts.ru/.

38. ОАО «Вымпел-Коммуникации»: [сайт]. URL: http://www.beeline.ru/.

39. ЗАО «ЭР-Телеком Холдинг»: [сайт]. URL: http://ertelecom.ru/.

40. ЗАО «АКАДО-Столица»: [сайт]. URL: http://www.akado.ru/.

41. ЗАО «Компания ТрансТелеКом»: [сайт]. URL: http://www.ttk.ru.

42. Справочное руководство по сетям FTTH, 5-е издание.

43. www.skomplekt.com

44. http://ukrcomline.com.ua

45. http://www.teralink.ru

46. http://www.tinvest.ru

47. http://www.inlinetelecom.ru

48. рекомендация МСЭТ G.984.3

7. И. Гасымов. Архитектура оптических сетей доступа FTTH

8. Телеспутник журнал июль 2010

43. Техническая спецификация MEF 6 – Metro Ethernet Services, 2008г.

44. Решения Carrier Ethernet, World Wide Packets, Ciena Corporation, 2008г.

45. Carrier Ethernet Solution Overview, Extreme Networks, 2008г.

46. T-Metro – платформа многофункционального доступа Ethernet, Telco Systems, 2007г.

47. Архитектура операторских сетей доступа и агрегации: современные тенденции, доклад Cisco Expo 2009, Cisco Systems, 2009г.

48. Бакланов И.Г, NGN:принципы построения и организации. – M.: Эко-Трендз, 2008. – 400 с.

49. Росляков А.В, Виртуальные частные сети. Основы построения и применения. - М.: Эко-Трендз, 2006.

50. IP NGN Carrier Ethernet Design: Powering the Connected Life in the Zettabyte Era, Cisco Systems, 2008г.

51. IP NGN Carrier Ethernet System, Cisco Systems, 2010г.

52. San Halabi, Metro Ethernet, Cisco Press, 2003. – 240 с.

53. Руководящий документ РД.45.120 – 2000 «Нормы технологического проектирования. НТП 112-2000»

54. Ю.В. Семенов Проектирование сетей связи следующего поколения. СПб.: Наука и техника, 2005г.

55. Е.В. Смирнова, П.В. Козак, Технологии современных сетей Metro Ethernet. Методы коммутации и управления потоками данных. : БХВ-Санкт-Петербург, 2012. – 272 с.

56. Стандарт IEEE 802.3 – Ethernet. URL: http://www.ieee802.org/3/.

57. Дэвид Хьюкаби, Стив Мак-Квери, Руководство Cisco по конфигурированию коммутаторов Catalyst , Cisco Field Manual: Catalyst Switch Configuration. – М.: «Вильямс», 2004. – 560 с.

58. Cisco Systems, Inc: [сайт]. URL: http://www.cisco.com.

59. Яндекс Маркет (поисковая система): [сайт]. URL: http://market.yandex.ru.

60. Интернет-магазин коммутационного оборудования NAG: [сайт]. URL: http://shop.nag.ru.

61. Allied Telesis, Inc: [сайт]. URL: http://www.alliedtelesis.ru/.

62. Ciena Corporation: [сайт]. URL: http://www.ciena.ru/.

63. Extreme Networks: [сайт]. URL: http://extremenetworks.com/.

64. RAD Data Communications, LTD: [сайт]. URL: http://www.rad.ru/.

65. Telco Systems: [сайт]. URL: http://www.telco.com/.

66. Huawei в СНГ: [сайт]. URL: http://www.huawei.com/ru/.

67. D-Link: [сайт]. URL: http://www.dlink.ru/.

68. The Journal of Test Methodologies, IXIA, 2007. URL: http://www.ixiacom.com/

69. С.Н. Cтепанов, Основы телетрафика мультисервисных сетей. – М.: Эко-Трендз, 2010. – 392 с.

70. Техническая рекомендация T-REC-G.711. URL: http://www.itu.int/rec/T-REC-G.711/e.

71. Стандарт IEEE 802.1Q – VLAN тег. URL: http://www.ieee802.org/1/.

72. А. Филимонов, Построение мультисервисных сетей Ethernet.: БХВ-Санкт-Петербург, 2007. – 592 с.

73. В.Н. Тарасов, А.Л. Коннов, Ю.А. Ущаков, Анализ и оптимизация локальных сетей и сетей связи с помощью программной среды Opnet Modeler. : ВЕСТНИКОГУ №6, том 2, 2006 – 207 с.

74. ОАО «Ростелеком»: [сайт]. URL: http://www.rt.ru/.

75. ОАО «Мобильные ТелеСистемы»: [сайт]. URL: http://www.corp.mts.ru/.

76. ОАО «Вымпел-Коммуникации»: [сайт]. URL: http://www.beeline.ru/.

77. ЗАО «ЭР-Телеком Холдинг»: [сайт]. URL: http://ertelecom.ru/.

78. ЗАО «АКАДО-Столица»: [сайт]. URL: http://www.akado.ru/.

79. ЗАО «Компания ТрансТелеКом»: [сайт]. URL: http://www.ttk.ru.

80. Справочное руководство по сетям FTTH, 5-е издание.

81. Байбусинова А. С. Исследование характеристик качества абонентских линий ВОЛС. Магистерская работа, 2014г.

82. Фриман Р. Волоконно-оптические системы связи. – М.: ТЕХНОСФЕРА, 2003. – 330 с.

83. Дэвид Хьюкаби, Стив Мак-Квери, Руководство Cisco по конфигурированию коммутаторов Catalyst , Cisco Field Manual: Catalyst Switch Configuration. – М.: «Вильямс», 2004. – 560 с.