Расчет канального ресурса проектируемой сети

Для расчета сетевых параметров используется программа DimKP, в основе которой следующий алгоритм:

1. Задаются: число абонентов и скорость работы кодека. Другие параметры задаются аналогично предыдущей программе и вычисляются данной программой автоматически.

2. Производится умножение числа абонентов на удельную абонентскую нагрузку и скорость работы кодека (РПУ), а затем делением на объем пакета находится интенсивность входящего потока в измерении «пакет/с».

3. Далее алгоритм «предлагает» не одно, а несколько вариантов канальной скорости (бит/с) в зависимости от загрузки. Выбор окончательного варианта осуществляется исследователем визуально. При этом во внимание принимаются заданные нормы для хорошего качества доставки:

– задержка пакета не должна превышать 0,01 с (или 10 мс);

– вероятность потери пакета не должна превышать 3%.

Значения сетевых параметров получаем, вводя в DimKP значение интенсивности входящей нагрузки (из МИТ) для каждого маршрутизатора в направлении других маршрутизаторов. Рассчитанные данные приведены в приложении Д, где:

– С – скорость (пропускная способность), бит/с;

–  – загрузка;

–  – задержка

–  – вероятность своевременной доставки;

–  – вероятность потерь.

Рассчитаем сетевые параметры суммарного внешнего трафика VoIP равного 28535,5 с помощью программы DimKP. Результаты расчетов представлены в таблице 2.4.

 

Таблица 2.4 – Сетевые параметры для суммарного внешнего трафика VoIP

Скорость, бит/c	Загрузка	Задержка, с	Вероятность своевременной доставки	Вероятность потерь
675720640	0,2	0,000009	0,999981	0,000019
337860320	0,4	0,000023	0,999924	0,000076
225240213,3	0,6	0,000053	0,99983	0,000170
168930160	0,8	0,00014	0,999697	0,000303

 

На рисунке 2.1 представлена зависимость пропускной способности от вероятности потерь для суммарного внешнего трафика VoIP.

Рисунок 2.1 – Зависимость пропускной способности от вероятности потерь для суммарного внешнего трафика VoIP

В таблице 2.5 представлена сводная таблица сетевых параметров для VoIP при = 0,8 для каждого маршрутизатора.

 

Таблица 2.5 – Сводная таблица сетевых параметров для VoIP при = 0,8

Маршрутизатор	Суммарная интенсивность нагрузки, пакет/с	Суммарная пропускная способность, бит/с	Время задержки, с	Вероятность потерь
М1	1010,1	5979792	0,114286	0,247104
М2	1010,1	5979792	0,114286	0,247104
М3	2363,9	13994288	0,044994	0,097285
М4	3340,8	19777536	0,034542	0,074686
М5	2796,9	16557648	0,041237	0,089161
М6	4118,1	24379152	0,028011	0,060565
М7	3340,8	19777536	0,034542	0,074686
М8	2952,2	17477024	0,039101	0,084542
М9	2874,8	17018816	0,040120	0,086747
М10	2363,9	13994288	0,044994	0,097285
М11	2363,9	13994288	0,044994	0,097285

 

Рассчитаем сетевые параметры для пользователей IPTV.

В сети используется режим многоадресной рассылки. Так как используется MPEG-4 со скоростью 2 Мбит/с, то пропускная способность канала связи от сервера до маршрутизатора при трансляции одного IPTV-канала составляет 2 Мбит/с.

Рассчитаем интенсивность обслуживания пакетов для 103 канала по формуле 2.12:

                                                       (2.12)

пакет/с

Рассчитаем интенсивность поступающей нагрузки для различных значений загрузки  по формуле 2.13:

                                                                        (2.13)

 

	0,2	х	43496,62162	=	8699,324324	пакет/с
	0,4	х	43496,62162	=	17398,64865	пакет/с
	0,6	х	43496,62162	=	26097,97297	пакет/с
	0,8	х	43496,62162	=	34797,29730	пакет/с

 

Рассчитаем сетевые параметры при передаче IPTV трафика с помощью программы DimKP. Результаты сведены в таблицу 2.6

 

Таблица 2.6 – Сетевые параметры для IPTV для всех направлений связи

Пак/с	Скорость, бит/с	Загрузка	Время задержки, с	Вероятность СД	Вероятность потерь
8699,324324	206000000	0,2	0,000029	0,999938	0,000062
	103000000	0,4	0,000077	0,999751	0,000249
	68666666,66	0,6	0,000172	0,999441	0,000559
	51500000	0,8	0,00046	0,999006	0,000994
17398,64865	412000000	0,2	0,000014	0,999969	0,000031
	206000000	0,4	0,000038	0,999876	0,000124
	137333333,3	0,6	0,000086	0,99972	0,00028
	103000000	0,8	0,00023	0,999503	0,000497
26097,97297	617999999,9	0,2	0,00001	0,999979	0,000021
	309000000	0,4	0,000026	0,999917	0,000083
	206000000	0,6	0,000057	0,999814	0,000186
	154500000	0,8	0,000153	0,999669	0,000331
34797,29730	824000000,1	0,2	0,000007	0,999984	0,000016
	412000000	0,4	0,000019	0,999938	0,000062
	274666666,7	0,6	0,000043	0,99986	0,000140
	206000000	0,8	0,000115	0,999751	0,000249

 

Посчитаем суммарное значение интенсивности поступающей нагрузки при ,:

 28535,5+34797,2973=63332,8 пакетов/с

Сведем результаты расчета сетевых параметров для суммарного внешнего трафика VoIP и IPTV в таблицу 2.7, рассчитанные с помощью программы DimKP

 

Таблица 2.7 – Расчет сетевых параметров для суммарного внешнего трафика VoIP и IPTV

Скорость, бит/c	Загрузка	Задержка, с	Вероятность своевременной доставки	Вероятность потерь
1499720704,00	0,2	0,000004	0,999991	0,000009
749860352,00	0,4	0,000011	0,999966	0,000034
499906901,33	0,6	0,000024	0,999923	0,000077
374930176,00	0,8	0,000063	0,999863	0,000137

 

 

Рисунок 2.2 – Зависимость пропускной способности от вероятности потерь для суммарного внешнего трафика при загрузке =0,8

 

Для выбора производительности маршрутизаторов и канала связи между маршрутизаторами вычислим суммарную интенсивность входящей нагрузки VoIP и IPTV на каждый маршрутизатор и суммарную пропускную способность, результаты сведем в таблицу 2.8.

 

Таблица 2.8 – Сводная таблица сетевых параметров для VoIP и IPTV при =0,8

Маршрутизатор	Суммарная интенсивность нагрузки, пакет/с	Суммарная пропускная способность, Мбит/с	Время задержки, с	Вероятность потерь
М1	35807,40	212,00	0,114286	0,247104
М2	35807,40	212,00	0,114286	0,247104
М3	37161,20	220,02	0,044994	0,097285
М4	38138,10	225,80	0,034542	0,074686
М5	37594,20	222,58	0,041237	0,089161
М6	38915,40	230,40	0,028011	0,060565
М7	38138,10	225,80	0,034542	0,074686
М8	37749,50	223,50	0,039101	0,084542
М9	37672,10	223,04	0,040120	0,086747
М10	37161,20	220,02	0,044994	0,097285
М11	37161,20	220,02	0,044994	0,097285

 

Для обеспечения хорошего качества обслуживания необходимо выполнение следующих условий: VoIP: t_зад≤10 мс, P_п≤3%; IPTV: t_зад≤150 мс, P_п≤1%.

Базовый уровень скорости STM — 155,52 Mбит/с. Цифровые скорости более высоких уровней определяются умножением скорости потока STM-1, соответственно, на 4, 16, 64 и т. д.: 622 Мбит/с (STM-4), 2,5 Гбит/с (STM-16), 10 Гбит/с (STM-64) и 40 Гбит/с (STM-256).Отсюда делаем вывод, что в данном случае лучше всего подходит канал связи STM4. При загрузке сети 20% требования для VoIP услуг и IPTV услуг выполняются на всех направлениях. Качество предоставления IPTV услуг при загрузке сети 20% на всех направлениях находится в пределах заданных норм. Стандартизация интерфейсов определяет возможность соединения различного оборудования разных производителей. Система SDH обеспечивает универсальные стандарты для сетевых узловых интерфейсов, включая стандарты на уровне цифровых скоростей, структуру фрейма, метод мультиплексирования, линейные интерфейсы, мониторинг и управление. Поэтому SDH оборудование разных производителей может легко соединяться и устанавливаться в одной линии, что наилучшим образом демонстрирует системную совместимость.

Обеспечение необходимого уровня удовлетворения потребителей в высококачественных услугах предусматривает целый комплекс технических мероприятий и условий по достижению требуемого уровня качества традиционных услуг и созданию новых услуг, потребность в которых появляется с развитием новых технологий и процесса информатизации.

Для достижения требуемого качества услуг связи телекоммуникационный комплекс должен обладать разветвленной сетью предприятий и пунктов связи, объединяемой линиями и каналами связи, которая взаимосвязана с сетями и системами других операторов связи; взаимоувязанной сетью связи; современным оборудованием и средствами связи, соответствующими международному техническому уровню; постоянно обновляемым программным обеспечением. Обеспечение высокого уровня качества услуг связи предусматривает наличие определенной системы регулирования, а именно: системы определения соответствия технических параметров сетей и средств связи, требованиям ГОСТов и рекомендаций международных организаций электрической связи; системы регулирования качества с помощью системы стандартов качества услуг.

 Современное технологическое оборудование, рекомендованное провайдеру дожно быть ориентированно на передачу данных со скоростью 1 Пбит/с (1 000 000 Гбит/с) на расстояние в 52,4 км по одному жгуту оптоволокна без использования промежуточного оборудования. Ресурсы данной технологии еще долго останутся неисчерпанными.