Глава 1 Мониторинг работоспособности линий абонентского доступа телекоммуникационной системы NGN

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………………....3

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ......................................................4

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ…………………………………………………………….…...5

ГЛАВА 1 МОНИТОРИНГ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ЛИНИЙ АБОНЕНТСКОГО ДОСТУПА ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ NGN…………………….………8

1.1 Сети нового поколения NGN………………………………………………………..8

1.2 Предпосылки появления NGN...…………………………………………………….8

1.3 Принципы NGN………………………………………………………………………9

1.4 Программный коммутатор…………………………………………………………..9

1.5 Переход к NGN……………………………………………………………………..10

1.6 Принципы, требования, возможности, преимущества NGN…………………….11

1.7 Организация управления и мониторинга сетей NGN…………………………….13

ГЛАВА 2 РАСЧЕТ ОБОРУДОВАНИЯ РАСПРЕДЕЛЕННОГО ТРАНЗИТНОГО КОММУТАТОРА………………………………………………...…………………….……....15

2.1 Расчет оборудования распределенного транзитного коммутатора……….….....15

2.2 Расчет оборудования шлюзов...................................................................................16

2.3 Расчет оборудования сети NGN...……………………………………………..…..22

ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………………….…...29

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ……………………………………………………………...30

 

ВВЕДЕНИЕ

Мультисервисная сеть — это единая сеть, способная передавать голос, видеоизображения и данные. Основным стимулом появления и развития мультисервисных сетей является стремление уменьшить стоимость владения, поддержать сложные, насыщенные мультимедиа прикладные программы и расширить функциональные возможности сетевого оборудования.

Достоинства мультисервисной сети:

- мультисервисная сеть опционально обеспечивает резервирование передаваемого сигнала до каждого дома в случае разрыва оптического кабеля на любом участке магистрального или квартального кольца. Магистральное и квартальное кольцо имеют минимальное количество заказных ответвителей, ввариваемых в волокна, по которым распространяется оптический сигнал от головной станции. Вследствие этого обеспечивается хороший энергетический запас сигнала в магистральном и каждом квартальном кольце;

- магистральное и квартальное кольцо имеют минимальное количество заказных ответвителей ввариваемых в волокна, по которым распространяется оптический сигнал от головной станции. Вследствие этого обеспечивается хороший энергетический запас сигнала в магистральном и каждом квартальном кольце;

- в квартальных кольцах массово используются одинаковые ответвители с разъемными соединениями. В зависимости от количества групповых пунктов связи в квартальном кольце ответвители используемые массового могут быть типа 1х2, 1х3, 1х4, 1х5 - это определяется проектом сети;

- для строительства мультисервисной сети используется качественное и недорогое активное и пассивное оборудование, характеристики и цены на которое изложены ниже, в соответствующих разделах.

NGN (от англ. next generation networks, new generation networks — сети следующего/нового поколения) — мультисервисные сети связи, ядром которых являются опорные IP-сети, поддерживающие полную или частичную интеграцию услуг передачи речи, данных и мультимедиа.

Сети NGN базируются на интернет-технологиях, включающих в себя протокол IP и технологию MPLS. На сегодняшний день разработано несколько подходов к построению сетей IP-телефонии, предложенных организациями ITU-T и IETF: H.323, SIP и MGCP.

 

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ

1 Ввести описание про мониторинг работоспособности линий абонентского доступа телекоммуникационной системы NGN;

2 По указанным исходным данным рассчитать параметры гибкого коммутатора, его производительность, параметры подключения к транспортной сети, интерфейсов подключения к пакетной сети;

3 По указанным исходным данным рассчитать транспортный ресурс, необходимый для взаимодействия S-CSCF и остальных сетевых элементов;

4 По указанным исходным данным рассчитать транспортный ресурс, необходимый для взаимодействия I-CSCF и остальных сетевых элементов;

5 На предложенную структурную схему сети нанести полученные результаты.

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Таблица 1 - Основные исходные данные

 

Наименование	Обозначение	Значение
Абоненты, использующие аналоговые абонентские линии, которые включаются в шлюз доступа (RAGW)	NРSТN (аб)
Абоненты, использующие линии базового доступа ISDN, которые включаются в RAGW	NISDN
Абоненты,- использующие терминалы SIP/Н.323, которые включаются в пакетную сеть на уровне коммутатора доступа	Nsh
Число сетей LAN	I
Число пользователей, включаемых в одну LAN, где i - номер LAN, общее число сетей LAN, включаемых на уровне коммутатора доступа, I, lаn N. - общее число пользователей	Ni_aп (аб)
Число интерфейсов	J
Оборудование сети доступа с интерфейсом V5, включаемое в пакетную сеть через шлюзы доступа, где J - число интерфейсов V5,­число пользовательских каналов в интерфейсе	N j_v5 (аб)
Количество УПАТС	M
Число пользовательских каналов, подключаемых к одной, где - номер УПАТС	N т_pbх
Средняя длина (в байтах) сообщения протокола Megaco/Н.248,	LMEGACO
Среднее количество сообщений протокола Megaco/Н.248 при обслуживании одного вызова	NMEGACO
Средняя длина сообщения протокола V5UА,	LV5UA
Среднее количество сообщений протокола V5UА при обслуживании одного вызова,	NV5UA
Средняя длина сообщения протокола IUA,	LIUА
Среднее количество сообщений протокола IUA при обслуживании одного вызова	NIUА
Средняя длина сообщения протоколов SIP/Н.323,	LSH
Абоненты, использующие терминалы SIP/Н.323, которые включаются в пакетную сеть на уровне коммутатора доступа	N 'SH
Число интерфейсов Е1, подключаемых к одному шлюзу	NI_EI
Интенсивность потока вызовов, обслуживаемых одним магистральным каналом 64 кбит/с	Pch
Число транспортных шлюзов, обслуживаемых гибким коммутатором	L
Интенсивность поступления сообщений протокола МЕGАСО на шлюз в ЧНН	Р тegaco
Средняя длина сообщения (в байтах) протокола MxUA	Lтxua
Среднее количество сообщений протокола MxUA при обслуживании вызова,	N тxua
Интенсивность потока вызовов, обслуживаемых сигнальным шлюзом.	Psig
Интенсивность потока вызовов	Р	0,23
Среднее количество сообщений протоколов SIP/Н.323 при обслуживании первого вызова	Nsip1
Среднее количество сообщений протоколов SIP/Н.323 при обслуживании второго вызова	Nsip2
Среднее количество сообщений протоколов SIР/Н.323 при обслуживании третьего вызова	Nsip3
Среднее количество сообщений протоколов SIР/Н.323 при обслуживании четвертого вызова	Nsip4
Среднее количество сообщений протоколов SIP/Н.323 при обслуживании пятого вызова	Nsip5
Процент вызовов, при обслуживании которых требуется обращение к серверу МRF	Х%
Процент вызовов, при обслуживании которых требуется обращение к серверам приложений AS	Y%

 

Использование кодеков следующее:

 

- 30% вызовов - кодек G.711

- 30% вызовов - кодек G.723 I/r

- 20% вызовов - кодек G.723 h/r

- 20% вызовов - кодек G.729A.

- n = 0,5.

Таблица 2 - Поправочные коэффициенты

 

KPSTN	KISDN	КV5	КРBX	KSHM
1,3	1,8	1,9	1,8

 

 

Сети нового поколения NGN

NGN (от англ. next generation networks, new generation networks — сети следующего/нового поколения) — мультисервисные сети связи, ядром которых являются опорные IP-сети, поддерживающие полную или частичную интеграцию услуг передачи речи, данных и мультимедиа. Реализует принцип конвергенции услуг электросвязи.

 

Рисунок 1 - Пример сети NGN

 

Предпосылки появления NGN

 

Изначально для передачи различных типов информации строились отдельные (ведомственные) сети связи: телефонная сеть, телеграфная сеть, сети передачи данных и пр. Во второй половине XX века появилась идея объединить все ведомственные сети связи в одну. Таким образом была создана концепция сетей ISDN. Объединяющей сетью ISDN-сети является телефонная сеть общего пользования.

В конце XX века из-за различных причин (дороговизна ISDN-оборудования, бурное развитие IP-сетей, появление новых приложений и услуг) идея формирования глобальной сети ISDN потерпела неудачу. На смену концепции сетей ISDN, пришла концепция сетей следующего поколения — NGN. В отличие от сети ISDN, сеть NGN опирается на сеть передачи данных на базе протокола IP.

Согласно простейшему определению, сеть NGN — это открытая, стандартная пакетная инфраструктура, которая способна эффективно поддерживать всю гамму существующих приложений и услуг, обеспечивая необходимую масштабируемость и гибкость, позволяя реагировать на новые требования по функциональности и пропускной способности.

Принципы NGN

 

Основное отличие сетей следующего поколения от традиционных сетей в том, что вся информация, циркулирующая в сети, разбита на две составляющие: сигнальная информация, обеспечивающая коммутацию абонентов и предоставление услуг; и непосредственно пользовательские данные, содержащие полезную нагрузку, предназначенную абоненту (голос, видео, данные). Пути прохождения сигнальных сообщений и пользовательской нагрузки могут не совпадать.

Сети NGN базируются на интернет-технологиях, включающих в себя протокол IP и технологию MPLS. На сегодняшний день разработано несколько подходов к построению сетей IP-телефонии, предложенных организациями ITU-T и IETF: H.323, SIP и MGCP.

Программный коммутатор

На сегодняшний день, основным устройством для голосовых услуг в сетях NGN является Softswitch — программный коммутатор, управляющий сеансами VoIP. Также немаловажной функцией программного коммутатора является связь сетей следующего поколения NGN с существующими традиционными сетями ТфОП, посредством сигнального шлюза и медиашлюза, которые могут быть выполнены в одном устройстве. В терминах сети на базе протоколов H.323 программный коммутатор выполняет функции контроллера зоны H.323, в терминах сети на базе MGCP он выполняет функции контроллера шлюзов.

 

 

Рисунок 2 - Softswitch в составе сети связи общего пользования

 

Переход к NGN

В настоящее время проблема перехода от традиционных сетей с коммутацией каналов к сетям с коммутацией пакетов (NGN) является одной из наиболее актуальных для операторов связи. Перспективные разработки в области IP-коммуникаций связаны с созданием комплексных решений, позволяющих при развитии сетей следующего поколения сохранять существующие подключения и обеспечить бесперебойную работу в любой сети телефонного доступа: на инфраструктуре медных пар, по оптическим каналам, на беспроводной (WiMAX, WiFi) и проводной (ETTH, PLC и т. д.) сети. Согласно концепции «неразрушающего» перехода к NGN^[2], подобные решения должны позволять точечно переводить отдельные сегменты на новые технологии без кардинальной смены всей структуры сети. В частности, решения для «неразрушающего» перехода к NGN должны отвечать следующим требованиям:

- интеграция в существующую сеть оператора, поддержка не только новой транспортной технологии, но и привычной модели управления;

- полностью модульная архитектура с возможностями географического распределения и резервирования;

- возможность гибкого увеличения производительности путем приобретения лицензий и добавления в систему серверов;

- возможность внедрения новых видов услуг в минимальные сроки;

- соответствие требованиям законодательства об архитектуре сети.

 

1.6 Принципы, требования, возможности, преимущества NGN

 

В основу концепции NGN заложена идея о создании универсальной сети, которая бы позволяла переносить любые виды информации, такие как: речь, видео, аудио, графику и т.д., а также обеспечивать возможность предоставления неограниченного спектра инфокоммуникационных услуг. Базовым принципом концепции NGN является отделение друг от друга функций переноса и коммутации, функций управления вызовом и функций управления услугами.

Идеологические принципы построения сети нового поколения следующие:

- во-первых, подключение к сети должно быть максимально простым и удобным, без использования промежуточных систем, при этом использование традиционно применяемых протоколов и сервисов должно быть доступно в прежнем объеме;

- во-вторых, сначала строится базовая пакетная транспортная сеть на базе компьютерных технологий, обеспечивающих соответствующее качество, надежность, гибкость и масштабируемость, а потом поверх этой сети строится мощный комплекс сервисов.

В итоге все информационные потоки интегрируются в единую сеть.

Требования к перспективным сетям связи:

- “мультисервисность”, под которой понимается независимость технологий предоставления услуг от транспортных технологий;

- “широкополосность”, под которой понимается возможность гибкого и динамического изменения скорости передачи информации в широком диапазоне в зависимости от текущих потребностей пользователя;

- “мультимедийность”, под которой понимается способность сети передавать многокомпонентную информацию (речь, данные, видео, аудио и др.) с необходимой синхронизацией этих компонент в реальном времени и использованием сложных конфигураций соединений;

- “интеллектуальность”, под которой понимается возможность управления услугой, вызовом и соединением со стороны пользователя или поставщика услуг;

- “инвариантность доступа”, под которой понимается возможность организации доступа к услугам независимо от используемой технологии;

- “многооператорность”, под которой понимается возможность участия нескольких операторов в процессе предоставления услуги и разделение их ответственности в соответствии с их областью деятельности.

Возможности сетей NGN:

- обеспечение создания, развертывания и управления любого вида служб (известных и еще неизвестных). Это включает службы, использующие любого рода среду с любыми схемами кодирования и сервисами (данных, диалоговыми, одноадресными, многоадресными и широковещательными, передачи сообщений, простой службой передачи данных), в реальном времени и вне реального времени, чувствительные к задержке и допускающие задержку, требующие различной ширины полосы пропускания, гарантированные и нет;

- четкое разделение между функциями служб и транспортными функциями, с тем, чтобы обеспечить разъединение служб и сетей, являющееся одной из основных характеристик NGN;

- предоставление как существующих, так и новых служб, независимо от типа используемых сети и доступа;

- функциональные элементы политики управления, сеансов, медиа, ресурсов, доставки служб, безопасности и т.д. должны быть распределены по инфраструктуре, включая как существующие, так и новые сети;

- осуществление межсетевого взаимодействия (interworking) между NGN и существующими сетями, такими как ТфОП, ЦСИС, СПС посредством шлюзов;

- поддержка существующих и «предназначенных для работы на NGN» оконечных устройств;

- решение проблем миграции речевых служб в инфраструктуру NGN, качества обслуживания (QoS), безопасности;

- обобщенная подвижность, которая позволит обеспечить совместимое предоставление услуг пользователям, то есть пользователь будет рассматриваться как единственное лицо при использовании им различных технологий доступа, вне зависимости от того, какими устройствами он располагает.

Преимущества сети нового поколения:

- предоставление современных высокоскоростных сервисов;

- масштабируемость;

- совместимость с международными стандартами, доступ по общепринятым интерфейсам (таким, как Ethernet), поддержка традиционных сетевых технологий (ATM, FR и др.);

- мульти протокольная поддержка (прозрачность и гибкость);

- управление трафиком (Traffic Engineering);

- резервирование полосы пропускания;

- классификация видов трафика;

- управление качеством обслуживания (QoS);

- совершенные механизмы защиты (например, MPLS Fast Reroute).

Одной из главных особенностей систем управления NGN является открытая модульная архитектура, позволяющая разрабатывать и внедрять новые модули, работать с существующими приложениями и модернизировать существующие модули. С точки зрения управления и мониторинга, сети NGN будут состоять из большего числа разнотипных компонентов, а не из сравнительно небольшого количества менее разнообразных крупных коммутационных устройств, как сейчас. Кроме того, для реализации интегрированного управления системами и сетями независимо от их производителя и технологии в NGN будет поддерживаться большее число интерфейсов, чем в существующих сетях (могут использоваться разнообразные стандарты и протоколы, такие как, SNMP, OSI, ASCII, CORBA), и более высокая пропускная способность. Все это ведет к необходимости пересмотра принципов и подходов к сетевому управлению для NGN.

Система управления NGN должна представлять собой набор решений, обеспечивающих управление сетями, реализованными на базе различных технологий (фиксированные и мобильные телефонные сети, сети передачи данных, сигнализации и т.д.), предоставляющих различные услуги и построенных на оборудовании различных производителей. Система управления будет строиться с использованием объектно-ориентированной распределенной структуры, при этом ее интерфейсы должны быть открытыми - отличительными чертами подобных интерфейсов являются:

 

- стандартизированные протоколы (например, IIOP, CMIP, SNMP, FTP, FTAM и др.);

- использование формальных языков для описания стандартизированных интерфейсов (например, CORBA IDL, JAVA, GDMO, ASN 1. и др.);

 

- стабильность, которая позволяет вносить только те изменения, которые будут обратно совместимы.

Например, для посылки аварийных сообщений могут использоваться протоколы CMIP, SNMP или CORBA с использованием объектной модели, определенной в рекомендации Х.733; для организации услуг могут использоваться интерфейсы CORBA; для пересылки данных о рабочих характеристиках может применяться протокол FTP.

Основные требования, предъявляемые к системам управления NGN:

- подготовленное решение на практике должно реализовываться в сжатые сроки;

- структуры открытых систем должны обеспечивать гибкость реализации и совместимость с другими решениями, высокую надежность, и как результат - качество обслуживания;

- оператор должен иметь возможность модифицировать программное обеспечение для реализации специфических функций и вводить новые услуги через изменение конфигурации;

- компонентные решения упростят возможности оператора по введению новых пользователей и функций;

- масштабируемость и гибкость, позволяющие легко адаптироваться к быстро появляющимся новым технологиям и продуктам, а также к изменяющимся потребностям пользователей.

Для организации управления мультисервисными сетями необходимо взаимодействие систем управления, принадлежащих различным операторам и поставщикам услуг, посредством вышестоящей системы мониторинга над подсистемами управления. Задачи конфигурации, контроля качества и аварийного надзора в пределах сети одного оператора будут внутренними, а задачи предоставления и обеспечения качества услуг из конца в конец будут решаться совместно операторами различных сетей.

 

Задача

 

Определить требуемую производительность оборудования гибкого коммутатора.

Исходные данные для проектирования

 

К сети NGN могут подключаться пользователи разных типов, и для обслуживания их вызовов будут использоваться разные протоколы сигнализации.

 

В соответствии с данными отраслевого документа «Общие технические требования к городским АТС» удельная интенсивность потока вызовов (среднее число вызовов от одного источника в ЧНН) соответствует значениям, приведенным в табл. 3.

 

Таблица 3 - Значения удельной интенсивности потока вызовов

P PSТN	P1SDN	РV5	Р РВХ	PSH

 

Расчёты

 

Рассчитаем общую интенсивность потока вызовов от источников всех типов, обрабатываемых гибким коммутатором:

 

P_CALL = P_PSТN Х N_PSТN + P_ISDN х N_ISDN + P_SH х N_SH + Р_v5 х Nv5 + Р_РВХ X N_PBX +P_SH Х N_LAN (27)

 

P_CALL = 5 х 8000 + 10 х 1200 + 10 х 250 + 35 х 20 + 35 х 250 + 10 х 70 =

40000 + 12000 + 2500 + 700 + 8750 + 700 = 53850 (выз/чнн)

Теперь определим нижний предел производительности гибкого коммутатора при обслуживании потока вызовов с интенсивностью P_CALL:

 

P_sx = (1,3 х 5 х 8000) + (1,8 х 10 х 1200) + (1,9 х 35 х 144) + (1,8 х 35 х 200) + (2 х 10 х 10) + (2 х 10 х 504) = 52000 + 21600 + 9576 + 12600 + 200 + 10080 = 106056 (выз/чнн)

Расчет оборудования шлюзов

 

Задачи

 

Определить число шлюзов.

 

Определить транспортный ресурс подключения транкинговых шлюзов к пакетной сети и емкостных показателей подключения.

 

 

Рисунок 4 - Транспортный шлюз в сети NGN

 

Исходные данные для проектирования

 

Количество линий Еl, используемых для взаимодействия источников нагрузки разных типов с оборудованием шлюзов:

 

- АТС, использующие систему сигнализации ОКС7 и подключаемые через транспортный шлюз MGW и сигнальный шлюз SGW;

 

- АТС, подключаемые по каналам ОКС7 непосредственно к Softswitch и через транспортный шлюз MGW к пакетной сети. В данном случае сигнальный шлюз реализуется в оборудовании Softswitch;

 

- Удельная интенсивность нагрузки на каналы, поступающей от ТфОП на транспортный шлюз;

 

- Удельная интенсивность нагрузки на каналы соединительных линий, поступающей от ТфОП;

 

- Типы кодеков в планируемом к внедрению оборудовании шлюзов.

 

Вводятся следующие обозначения:

 

N_{l_E1} - число потоков Еl от АТС ТфОП, подключенных к транспортному шлюзу 1,

 

у_El - удельная нагрузка одного канала 64 кбит/с в составе Еl,

 

Y _{I_ GW} - общая нагрузка, поступающая на транспортный шлюз от АТС ТфОП,

 

V _INT - полезный транспортный ресурс одного интерфейса,

 

N_INT - количество интерфейсов,

 

I - число типов интерфейсов,

 

N _{i_INT} - количество интерфейсов типа 1,

 

V _{i_INT} - полезный транспортный ресурс интерфейса типа 1,

 

N_El - число интерфейсов Е1, подключаемых к одному шлюзу.

 

Количество транспортных шлюзов (L) задано, в данном варианте L = 4;

 

Рассчитаем общую нагрузку, поступающую на транспортный шлюз от АТС ТфОП:

 

Y _{I_GW} = N _{l_E1} Х 30 х У_Еl (Эрл) (29)

Y _{I_GW} = 7 х 30 х 0,8 = 168 (Эрл)

 

Расчет необходимого транспортного ресурса для передачи пользовательской нагрузки будет аналогичным тому расчету, который был приведен в разделе: проектирование распределенного абонентского концентратора, тогда

 

τ = 61417,435 / 0,995 = 61726,0653(кбит/с) = 60,27 (мбит/с).

 

Рассчитаем транспортный ресурс, необходимый для передачи сообщений протокола МEGACO:

 

V _megaco = k_sig Х _Lmegaco х N_megaco х P_megaco (бит/с) (30)

 

V_megaco = 5 х 150 х 10 х 5000 = 37500000 (бит/с) = 35,7 (мбит/с)

 

Таким образом, общий транспортный ресурс MGW может быть равен:

 

V_GV =τ + V_MEGACO (31)

 

V_GV = 61726,0653 + 37500000 = 37561726,1 (бит/с) = 35,8 (мбит/с)

 

Задача

 

Определить требуемую производительность оборудования гибкого коммутатора.

 

Производительность

 

Интенсивность потока поступающих вызовов определяется интенсивностью потока вызовов, приходящейся на один магистральный канал 64 кбит/с линии Еl, а также числом Еl, используемых для подключения станции к транспортному шлюзу.

 

Интенсивность потока вызовов, поступающих на транспортный шлюз 1, определяется формулой:

 

P_{1_gw} = N _{1_E1} Х 30 х P_ch (32)

 

P_{1_gw}= 7 х 30 х 2500 = 525000 (выз/чнн)

 

Следовательно, интенсивность потока вызовов (выз/чнн), поступающих на гибкий коммутатор, можно вычислить как:

 

 

P_sx = 1 х 525000 = 525000 (выз/чнн)

Расчет нагрузки на S-CSCF

 

Попадая в сеть IMS, вызовы в конечном итоге обслуживаются одной из S-CSCF. Этот сетевой элемент представляет собой SIP-сервер, управляющий сеансом связи. Для выполнения своих функций он получает от других сетевых элементов всю информацию об устанавливаемом соединении и требуемой услуге(рис.6).

 

 

Рисунок 6 - S-CSCF в архитектуре IMS

 

Функции IМS могут иметь разную физическую декомпозицию, то есть, они могут быть реализованы как в виде единого блока, обладающего всеми возможностями, так и представлять собой набор устройств, каждое из которых отвечает за реализацию конкретной функции. Независимо от физической реализации, интерфейсы остаются стандартными.. Поэтому, рассчитав в отдельности каждую из функций, можно оценить требуемую производительность сервера как при отдельной ее реализации, так и в случае реализации совместно с другими элементами.

 

Задача

 

Определить транспортный ресурс функции S-CSCF, необходимый для обслуживания вызовов, учитывая только обмен сообщениями SIP.

 

Исходные данные для проектирования

 

Вызовы из сети ТфОП через оборудование шлюзов поступают на Softswitch, который в архитектуре IMS выполняет функции MGCF. Softswitch по протоколу SIP обращается к I-CSCF, которая в свою очередь, в ходе установления соединения обменивается сообщениями SIP с S-CSCF. Через I-СSСF Softswitch передает S-CSCF адресную информацию, информацию о местонахождении вызываемого пользователя, а также информацию об услуге, запрашиваемой вызываемым абонентом. Получив эту информацию и обработав ее, S­CSCF начинает процесс обслуживания вызова. В зависимости от требуемой услуги, S-CSCF может обратиться к медиа-серверу (MRF) или к серверам приложений (AS). Таким образом, S-CSCF ведет сигнальный обмен с MGCF, I-CSCF, MRF, AS. В ходе предоставления речевых услуг существует также SIР-соединение с P-CSCF, но мы его не учитываем в процессе расчета транспортного ресурса, так как его влияние незначительно.

 

Введем следующие обозначения:

 

Среднее число SIP сообщений при обслуживании одного вызова между -:

 

а) SS и S-CSCF - N_sipl,

 

b) MRF и S-CSCF - N_sip2,

 

с) AS и S-CSCF - N_sip3,

 

d) I-CSCF и S-CSCF - N_sip4,

 

Средняя длина сообщения SIP в байтах - L_sip;

 

Х% - процент вызовов, при обслуживании которых требуется обращение к серверу МRF;

 

Y% - Процент вызовов, при обслуживании которых требуется обращение к серверам приложений AS;

 

V _ss-s-cscf- транспортный ресурс между MGCF и S-CSCF, который требуется для обмена сообщениями по протоколу SIP во время обслуживания вызовов;

 

V _as-s-cscf - транспортный ресурс между серверами приложений (AS) и S-CSCF, который требуется для обмена сообщениями по протоколу SIP во время обслуживания вызовов;

 

V _mrf-s-cscf - транспортный ресурс между MRF и S-CSCF, который требуется для обмена сообщениями по протоколу SIP во время обслуживания вызовов;

 

V _{i-cscf-s-cscf} - транспортный ресурс между I-CSCF и S-CSCF, который требуется для обмена сообщениями по протоколу SIP во время обслуживания вызовов;

 

V _s-cscf - общий транспортный ресурс S-CSCF, который требуется для обмена сообщениями по протоколу SIP во время обслуживания вызовов.

 

Транспортный ресурс, необходимый для организации взаимодействия между S-CSCF и Softswitch:

 

V _ss-s-csc = k_sig Х (L_SH Х N_sipl Х P_sx) / 450 (37)

 

V _ss-s-csc = 5 х (155 х 10 х 525000) / 450 = 9041666,6 (бит/с) = 8,6 (мбит/с)

 

Транспортный ресурс, необходимый для организации взаимодействия между S-CSCF и cepвepaми приложений (АS):

 

V _{as-s-csc f}= k_sig Х (L_SH Х N_sip2 Х P_sx х Х%) / 450 (38)

 

V _as-s-cscf'= 5 х (155 х 5 х 525000 х 0,15) / 450 = 678125 (бит/с) = 0,65 (мбит/с)

 

Транспортный ресурс, необходимый для организации взаимодействия между S-CSCF и МRF:

 

V _mrf-s-cscf = k_sig Х (L_SH Х N_sip3 Х P_SX х Y%) /450 (39)

 

V _mrf-s-cscf= 5 х (155 х 5 х 525000 х 0,3) / 450 = 1356250 (бит/с) = 1,3 (мбит/с)

 

Транспортный ресурс, необходимый для организации взаимодействия между S-CSCF и I-CSCF:

 

V _{i-cscf-s-cscf} = k_sig Х (L_SH Х N_sip4 Х P_sx) /450 (40)

 

V _{i-cscf-s-cscf} = 5 х (155 х 5 х 525000) / 450 = 4520833,3 (бит/с) = 4,3(мбит/с)

 

Тогда общий транспортный ресурс

 

V _s-cscf = V _{i-cscf-s-cscf} + V _mrf-s-cscf + V _as-s-cscf + V _ss-s-csc (41)

 

V _s-cscf = 4520833,3 + 1356250 + 678125 + 9041666,6 = 15596874,9 (бит/с) = 14,8 (мбит/с)

 

Расчет нагрузки на I -CSCF

 

Так же, как и S-CSCF, функциональный элемент I-CSCF участвует в соединениях, затрагивающих взаимодействие разнородных сетей. Помимо функций SIР-прокси, он взаимодействует с HSS и SLF, получает от них информацию о местонахождении пользователя и об обслуживающем его S-CSCF.

Будем проводить расчет транспортного ресурса, необходимого для взаимодействия 1­CSCF с другими элементами сети. Как видно из диаграммы, I-CSCF взаимодействует с S-CSCF, с Softswitch (MGCF), а также с P-CSCF и HSS. При расчете будем учитывать взаимодействие только с первыми двумя компонентами, так как взаимодействие с HSS происходит при помощи протокола DIAMETER, что выходит за рамки курсового проектирования.

 

Задача

 

Определить транспортный ресурс на I-CSCF для обеспечения сигнального обмена по SIP, необходимого для обслуживания вызовов.

Рисунок 7 - I-CSCF в архитектуре IMS

 

Данные для проектирования

 

I-CSCF связан SIР-соединением только с Softswitch (MGCF) и S-CSCF.

 

1) Число SIР-сообщений при обслуживании одного вызова между:

 

а) I-CSCF и S-CSCF - N_sip4,

 

Ь) SSW и I-CSCF - N_sip5.

 

2) Средняя длина сообщения SIP в байтах - L_sip.

 

Введем следующие обозначения:

 

V _i-cscf - общий транспортный ресурс I-CSCF, который требуется для обмена сообщениями по протоколу SIP во время обслуживания вызовов,

 

V _ss-i-cscf - транспортный ресурс между SoftSwitch и I-CSCF, который требуется для обмена cообщениями по протоколу SIP во время обслуживания вызовов.

 

Транспортный ресурс между Softswitch и I-CSCF (рис. 26), который требуется для обмена сообщениями по протоколу SIP во время обслуживания вызовов:

 

V _ss-i-cscf = k_sig Х (L_SH Х N_sip5 Х P_sx) / 450 (42)

 

V _ss-i-cscf = 5 х (155 х 15 х 525000) / 450

 

V _ss-i-cscf = 13562500 (бит/с) = 12,9 (мбит/с)

 

Общий транспортный ресурс

 

V _i-cscf = V _ss-i-cscf + V _s-cscf (44)

 

V _i-cscf= 13562500 + 15596874,9 = 29159374,9 (бит/с) = 27,8 (мбит/с)

 

 

Рисунок 8 - Архитектура IMS. Результаты расчета нагрузки на S-CSCF и на J-CSCF

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте были изучены мониторинг работоспособности линий абонентского доступа телекоммуникационной системы NGN.

Рассчитаны: оборудование шлюзов распределённого коммутатора, оборудование гибкого коммутатора, оборудования сети NGN.

В курсовой работе отражены профессиональные компетенции:

ПК 3.1 Выполнять монтаж оборудования телекоммуникационных систем;

ПК 3.2 Проводить мониторинг и диагностику телекоммуникационных систем;

ПК 3.3 Управлять данными телекоммуникационных систем;

ПК 3.4 Устранять аварии и повреждения оборудования телекоммуникационных систем, выбирать методы восстановления его работоспособности;

ПК 3.5 Выполнять монтаж и обеспечить работу линий абонентского доступа и оконечных абонентских устройств;

ПК 3.6 Решать технические задачи в области эксплуатации многоканальных телекоммуникационных систем.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………………....3

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ......................................................4

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ…………………………………………………………….…...5

ГЛАВА 1 МОНИТОРИНГ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ЛИНИЙ АБОНЕНТСКОГО ДОСТУПА ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ NGN…………………….………8

1.1 Сети нового поколения NGN………………………………………………………..8

1.2 Предпосылки появления NGN...…………………………………………………….8

1.3 Принципы NGN………………………………………………………………………9

1.4 Программный коммутатор…………………………………………………………..9

1.5 Переход к NGN……………………………………………………………………..10

1.6 Принципы, требования, возможности, преимущества NGN…………………….11

1.7 Организация управления и мониторинга сетей NGN…………………………….13

ГЛАВА 2 РАСЧЕТ ОБОРУДОВАНИЯ РАСПРЕДЕЛЕННОГО ТРАНЗИТНОГО КОММУТАТОРА………………………………………………...…………………….……....15

2.1 Расчет оборудования распределенного транзитного коммутатора……….….....15

2.2 Расчет оборудования шлюзов...................................................................................16

2.3 Расчет оборудования сети NGN...……………………………………………..…..22

ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………………….…...29

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ……………………………………………………………...30

 

ВВЕДЕНИЕ

Мультисервисная сеть — это единая сеть, способная передавать голос, видеоизображения и данные. Основным стимулом появления и развития мультисервисных сетей является стремление уменьшить стоимость владения, поддержать сложные, насыщенные мультимедиа прикладные программы и расширить функциональные возможности сетевого оборудования.

Достоинства мультисервисной сети:

- мультисервисная сеть опционально обеспечивает резервирование передаваемого сигнала до каждого дома в случае разрыва оптического кабеля на любом участке магистрального или квартального кольца. Магистральное и квартальное кольцо имеют минимальное количество заказных ответвителей, ввариваемых в волокна, по которым распространяется оптический сигнал от головной станции. Вследствие этого об