Проект городской телефонной станции на основе пакетной транспортной сети

Пояснительная записка

Задание на курсовой проект.

1. Данные по АТС:

	АТС-1	АТС-2	АТС-3	АТС-4	АТС-5
Тип АТС	EWSD	EWSD	EWSD	MT-20\25	EWSD
Емкость	17000	32000	29000	13000	16000
	51	96	87	-	48

2. Структурный состав абонентов:

·  аналоговые аппараты квартирного сектора - 66% от общей емкости АТС;

·  аналоговые аппараты народно-хозяйственного сектора - 29% от общей емкости АТС;

·  таксофоны - 5% от общей емкости АТС;

·  абоненты сотовой подвижной связи (СПС) - 17% () от численности жителей города (связь с абонентами ТфОП организована через АМТС);

·  нагрузка на ТфОП от абонентов СПС () - 34%.

3. Дополнительные устройства используемые абонентами:

·  факсимильные аппараты из числа народно-хозяйственного сектора - 22%;

·  аналоговые модемы из числа квартирного и народно-хозяйственного сектора - 21%.

4. Удельные нагрузки:

·  абонент квартирного сектора  - 0.024 Эрл;

·  абонент народно-хозяйственного сектора  - 0.066 Эрл;

·  таксофоны  - 0.29 Эрл;

·  абонент сотовой подвижной связи  - 0.0045 Эрл.

В качестве узла спецслужб используется совмещенное коммутационное поле АТС-5.

Характеристика населённого пункта: город с населением () 600000 человек.

Тип АМТС - EWSD.

Cодержание работы

Пояснительная записка

Введение

Глава 1. Построение городской телефонной сети

1.1 Разработка схемы построения ГТС на основе коммутации каналов

1.2 Разработка схемы ГТС на основе технологии NGN

Глава 2. Расчет интенсивности телефонной нагрузки сети

2.1 Расчет возникающей местной нагрузки

2.2 Расчет нагрузки к узлу спецслужб УСС

2.3 Учет нагрузки от абонентов сотовой подвижной связи

2.4 Расчет междугородной нагрузки

2.5 Расчет межстанционной нагрузки

Глава 3. Расчет емкости пучков соединительных линий

3.1 Расчет числа соединительных линий на межстанционной сети связи

3.2 Расчет числа каналов и ИКМ трактов

Глава 4. Проектирование распределенного транзитного коммутатора пакетной сети

4.1 Расчет числа потоков Е1 между АТС и транспортными шлюзами

4.2 Расчет параметров транспортных шлюзов

4.3 Расчет параметров гибкого коммутатора

Заключение

Список литературы

Введение

Существующие телекоммуникационные сети обладают целом рядом недостатков, из которых следует отметить их узкую специализацию, отсутствие гибкости и адаптации к изменению требований пользователей, а также низкую эффективность использования сетевых ресурсов Новейшие технологии разбивают монополистический контроль над телекоммуникациями и приводят в эту область новых конкурентов.

Теперь конкурируют не только различные телефонные фирмы, но и компании кабельного телевидения (которые также передают данные по своим линиям), поставщики услуг Интернет, производители программного обеспечения (предлагающие услуги связи через компьютерные сети), банки (которые предлагают услуги специализированных систем передачи финансовой информации). Данная ситуация способствует превращению телекоммуникаций из индустрии, которая занята строительством и поддержанием систем связи, в индустрию, предлагающую связь лишь как часть широкого спектра услуг. Поскольку новые технологии снижают затраты, связанные с вхождением в бизнес, конкуренция распространяется все шире. Правительство РФ начинает осознавать, что конкуренция - лучшая гарантия, что прогресс технологии найдет полное выражение в виде более качественных, доступных и дешевых услуг.

В данном проекте, по заданию, необходимо рассчитать ГТС на основе пакетной транспортной сети. Для этого нужно сначала выбрать схему построения проектируемой сети ГТС и разработать систему нумерации абонентских линий. После этого производится расчет интенсивности телефонной нагрузки на сети. Он включает в себя расчет возникающей местной нагрузки, расчет нагрузки к узлу спецслужб (УСС), а также междугородной и межстанционной нагрузок. После этого произвести расчет оборудования шлюзов, расчет транспортного и гибкого коммутаторов. А так же расчет транспортной пакетной сети.

При разработке курсового проекта использовалась литература следующих авторов: Абилов А.В., Быков Ю.П., Величко В.В., Гольдштейн А.Б., Гольдштейн Б.С., Егунов М.М., Жданов И.М., Иванова О.Н., Копп М.Ф., Кучерявый Е.И., Лившиц Б.С., Пинчук А.Б., Пшеничников А.П., Саморезов В.В., Соколов Н.А., Соколов Н.А., Субботин Е. А.

Глава 1. Построение городской телефонной сети

Сеть связи следующего поколения (NGN) - концепция построения сетей связи, обеспечивающих предоставление неограниченного набора услуг с гибкими возможностями по их управлению, персонализации и созданию новых услуг за счет унификации сетевых решений, предполагающая реализацию универсальной транспортной сети распределено коммутацией, вынесение функций предоставления услуг оконечные сетевые узлы и интеграцию с традиционными сетями связи.

Современный этап развития мировой цивилизации характеризуется переходом от индустриального к информационному обществу, предполагающему новые формы социальной и экономической деятельности, базирующиеся на массовом использовании информационных и телекоммуникационных технологий.

Технологической основой информационного общества является Глобальная информационная инфраструктура (ГИИ), которая должна обеспечить возможность недискриминационного доступа к информационным ресурсам каждого жителя планеты. Информационную инфраструктуру составляет совокупность баз данных, средств обработки информации, взаимодействующих сетей связи и терминалов пользователя.

Доступ к информационным ресурсам в ГИИ реализуется посредством услуг связи нового типа, получивших название услуг Информационного общества или инфокоммуникационных услуг.

Наблюдаемые в настоящее время высокие темпы роста объемов предоставления инфокоммуникационных услуг позволяют прогнозировать их преобладание на сетях связи в ближайшем будущем.

На сегодняшний день развитие инфокоммуникационных услуг осуществляется, в основном, в рамках компьютерной сети Интернет, доступ к услугам которой осуществляется через традиционные сети связи.

В то же время в ряде случаев услуги Интернет, ввиду ограниченных возможностей её транспортной инфраструктуры не отвечают современным требованиям, предъявляемым к услугам информационного общества.

В связи с этим развитие инфокоммуникационных услуг требует решения задач эффективного управлении информационными ресурсами с одновременным расширением функциональности сетей связи. В свою очередь, это стимулирует процесс интеграции Интернет и сетей связи.

К основным технологическим особенностям, отличающим инфокоммуникационные услуги от услуг традиционных сетей связи, можно отнести следующие:

·  инфокоммуникационные услуги оказываются на верхних уровнях модели ВОС (в то время как услуги связи предоставляются на третьем, сетевом уровне);

·  большинство инфокоммуникационных услуг предполагает наличие клиентской части и серверной; клиентская часть реализуется в оборудовании пользователя, а серверная - на специальном выделенном узле сети, называемом узлом служб;

·  инфокоммуникационные услуги, как правило, предполагают передачу информации мультимедиа, которая характеризуется высокими скоростями передачи и несимметричностью входящего и исходящего информационных потоков;

·  для предоставления инфокоммуникационных услуг зачастую необходимы сложные многоточечные конфигурации соединений;

·  для инфокоммуникационных услуг характерно разнообразие прикладных протоколов и возможностей по управлению услугами со стороны пользователя;

·  для идентификации абонентов инфокоммуникационных услуг может использоваться дополнительная адресация в рамках данной инфокоммуникационной услуги.

Функциональная модель сетей NGN, в общем случае, может быть представлена тремя уровнями:

·  транспортный уровень;

·  уровень управления коммутацией и передачей информации;

·  уровень управления услугами.

Задачей транспортного уровня является коммутация и прозрачная передача информации пользователя.

Задачей уровня управления коммутацией и передачей является обработка информации сигнализации, маршрутизация вызовов и управление потоками.

Уровень управления услугами содержит функции управления логикой услуг и приложений и представляет собой распределенную вычислительную среду, обеспечивающую:

·  предоставление инфокоммуникационных услуг;

·  управление услугами;

·  создание и внедрение новых услуг;

·  взаимодействие различных услуг.

Данный уровень позволяет реализовать специфику услуг, и применять одну и ту же программу логики услуги вне зависимости от типа транспортной сети (IP, АТМ, FR и т.п.) и способа доступа. Наличие этого уровня позволяет также вводить на сети любые новые услуги без вмешательства в функционирование других уровней.

  1.1 Разработка схемы построения ГТС на основе коммутации каналов

Коды направлений АТС и разрядность сети ТфОП определяется из общей емкости сети. Нумерация абонентских линий на ГТС представлена в таб.1.1.

Топология сети ТфОП построена по принципу "каждая с каждой" без узловых станций. Топология определяется исходя из общей емкости сети, типа населенного пункта, способа коммутации. Схема сети ТфОП представлена на рис.1.5.

Таблица 1.1 - Нумерация абонентских линий на ГТС.

Номер АТС	Тип АТС	Емкость АТС	Код АТС	Нумерация абонентских линий на ГТС	Нумерация абонентских линий при междугородной связи
АТС-1	EWSD	17000	20/21	200000-216999	8-421-2 (200000-216999)
АТС-2	EWSD	32000	22/23/24	220000-241999	8-421-2 (220000-241999)
АТС-3	EWSD	29000	25/26/27	250000-278999	8-421-2 (250000-278999)
АТС-4	MT-20\25	13000	30/31	300000-312999	8-421-2 (300000-312999)
АТС-5	EWSD	16000	32/33	320000-335999	8-421-2 (320000-335999)

Рис.1.5 Структурная схема сети ГТС.

 
1.2 Разработка схемы ГТС на основе технологии NGN

Глава 2. Расчет интенсивности телефонной нагрузки сети 2.1 Расчет возникающей местной нагрузки

Расчет количества абонентов каждой категории выполняется исходя из заданного процентного соотношения от емкости станции: абонентов квартирного сектора - 66%; народно-хозяйственного сектора - 29%; таксофонов - 5%; аналоговых модемов - 21% на абонентских линиях квартирного и народно-хозяйственного сектора; факсимильных аппаратов - 22% на абонентских линиях народно-хозяйственного сектора.

Расчет структурного состава абонентов представлен в таблице 2.1.

Таблица 2.1 Структурный состав абонентов.

N АТС	Тип и емкость АТС	Количество абонентов по секторам
		Квартирный сектор (66%)		Народно-хозяйствен. сектор (29%)			Таксофоны (5%)	Абоненты ISDN
		(79%)	(21%)	(57%)	(21%)	(22%)
АТС-1	EWSD 17000	11220		4930			850	51
		8864	2356	2810	1035	1085
АТС-2	EWSD 32000	21120		9280			1600	96
		16685	4435	5290	1949	2041
АТС-3	EWSD 29000	19140		8410			1450	87
		15121	4019	4794	1766	1850
АТС-4	MT-20/25 13000	8580		3770			650	0
		6779	1801	2149	792	829
АТС-5	EWSD 16000	10560		4640			800	48
		8343	2217	2645	974	1021

Возникающая местная нагрузка рассчитывается по формуле 2.1:

, Эрл (2.1)

где:  - категория источника нагрузки;

 - удельная нагрузка от абонентов i-ой категории;

 - количество источников i-ой категории;

, определяется из НТП 112.2000;

 - длительность разговора, определяется из НТП 112.2000 зависит от процентного отношения квартирного сектора;

 - доля состоявшихся разговоров. 0.5.

140с; 1.16;

90с; 1.22;

110с; 1.185.

 Эрл;  Эрл;

 Эрл;  Эрл; Эрл;

 Эрл;  Эрл.

Возникающая нагрузка на АТС-1 от абонентов различных категорий:

 Эрл;

 Эрл;

 Эрл;

 Эрл;

 Эрл;

 Эрл;

 Эрл;

Эрл

Результаты расчетов для всех АТС представлены в таблице 2.2.

Таблица 2.2 Возникающая местная нагрузка (Эрл).

N АТС	Нагрузка от абонентов по секторам
	Квартирный сектор		Народно-хозяйствен. сектор			Таксофоны	Абоненты ISDN
АТС-1	123.3	204.9	1131	94.7	99.2	146.1	12.75	1811.9
АТС-2	232.2	385.8	212.9	178.3	186.7	274.9	24	1285.8
АТС-3	210.4	349.6	193	161.5	169.2	249.1	21.7	1354.5
АТС-4	94.3	156.6	86.5	72.4	75.8	111.6	0	597.2
АТС-5	116.1	192.8	106.4	89.1	93.4	137.4	12	747.2
Итого								5796.6

2.2 Расчет нагрузки к узлу спецслужб УСС

К узлу спецслужб обычно направляется 3÷5% от местной нагрузки. Нагрузка от АТС-1 в направлении к УСС:

, Эрл (2.2)

где:  - 0.03÷0.05, что составляет от 3 до 5% (определяется самостоятельно);  - нагрузка возникающая на выходе коммутационного поля, рассчитывается по формуле (2.3).

, Эрл (2.3)

где:  - коэффициент, учитывающий снижение нагрузки на выходе коммутационного поля.

Возникающая нагрузка к узлу спецслужб от АТС-1:

 Эрл;

 Эрл.

городская телефонная станция коммутатор

Результаты расчетов для всех АТС представлены в таблице 2.3.

Таблица 2.3 Интенсивность нагрузки на выходе коммутационного поля и к УСС (Эрл).

	АТС-1	АТС-2	АТС-3	АТС-4	АТС-5
	1811.9	1285.8	1354.5	597.2	747.2
	1594.4	1131.50	1191.96	525.53	657.5
	47.8	33.9	35.7	15.7	19.7

2.3 Учет нагрузки от абонентов сотовой подвижной связи

Число сотовых телефонных аппаратов, действующих на территории города определяется по формуле:

 (2.4)

где:  - численность населения;

 - нагрузка на ТфОП от абонентов СПС.

Нагрузка, создаваемая абонентами сотовой связи, рассчитывается по формуле:

, Эрл (2.5)

где: =0.0045 Эрл - удельная нагрузка абонента сотовой связи.

Нагрузка на сеть ТфОП от/к абонентам сотовой связи рассчитывается по формуле:

, Эрл (2.6)

Исходящая нагрузка () равна входящей () отсюда:

, Эрл (2.7)

Рассчитанная нагрузка распределяется между существующими АТС пропорционально возникающей нагрузке и рассчитывается по формуле:

, Эрл (2.8)

;

 Эрл;

 Эрл;

 Эрл;

 Эрл.

Рассчитанные нагрузки приведены в таблице 2.4.

Таблица 2.4 Нагрузка между j-той АТС и абонентами сотовой связи (Эрл).

	АТС-1	АТС-2	АТС-3	АТС-4	АТС-5
	24.39	17.30	18.23	8.03	10.05
	24.39	17.30	18.23	8.03	10.05

 
2.4 Расчет междугородной нагрузки

Так как по исходным условиям связь абонентов ТфОП с абонентами сотовой связи осуществляется через АМТС, то нагрузка на пучок ЗСЛ к АМТС от j-ой АТС будет складываться из суммы нагрузок от абонентов квартирного и народно-хозяйственного сектора и нагрузки от АТСj к сотовым абонентам.

, Эрл (2.9)

где:  - удельная нагрузка на заказно-соединительные линии (ЗСЛ) от одного источника вызова,  Эрл. (файл НТПприл1. doc Приложение 5.)

Входящая междугородная нагрузка вычисляется по следующей формуле:

, Эрл (2.10)

где:  - удельная нагрузка на соединительную линию междугороднюю (СЛМ) от одного источника вызова,  Эрл. (Определяем из файла НТПприл1. doc Приложение 5.)

 Эрл;

 Эрл.

Расчеты междугородней нагрузки приведены в таблице 2.5.

Таблица 2.5 Нагрузка, поступающая на пучки ЗСЛ и СЛМ (Эрл).

	АТС-1	АТС-2	АТС-3	АТС-4	АТС-5
	48.61	62.9	59.55	26.55	32.85
	40.54	47.7	45.78	20.38	25.25

2.5 Расчет межстанционной нагрузки

Для расчета межстанционной нагрузки воспользуемся одной из методик предложенной НТП-112.2000.

Нагрузка распределяется с учетом внутристанционного тяготения и пропорционально исходящей нагрузке станции. Коэффициент внутристанционного сообщения  - доли нагрузки, замыкающейся внутри станции, (файл НТПприл1. doc Приложение 5.) в зависимости от коэффициента веса .

 (2.11)

где:  - коэффициент веса, определяющий отношение возникшей местной нагрузки на АТС, к суммарной возникшей нагрузки всей сети;

 - возникающая местная нагрузка на АТС, Эрл;

 - суммарная нагрузка сети, Эрл.

 - коэффициент внутристанционного сообщения, определяется в зависимости от коэффициента веса .

Из таблицы "Приложение 6" находим диапазон  и .

При  величина

При  величина

Используя метод интерполяции находим

Внутристанционная нагрузка определяется по формуле 2.12

, Эрл (2.12)

Нагрузка, распределяемая между АТС, определяется по формуле 2.13

, Эрл (2.13)

 Эрл

 Эрл

Результаты расчета представлены в таблице 2.6.

Таблица 2.6 Нагрузка, распределяемая между АТС (Эрл).

	АТС-1	АТС-2	АТС-3	АТС-4	АТС-5
	1811.9	1285.8	1354.5	597.2	747.2
	1594.4	1131.50	1191.96	525.53	657.5
	47.8	33.9	35.7	15.7	19.7
%	31.25	22.18	23.36	10.30	12.89
%	47.1	40.20	41.12	27.52	31.33
	728.44	441.23	475.45	140.30	199.82
	818.16	656.37	680.81	369.53	437.98

Интенсивности нагрузок между АТС-1 и АТС-2 определяются по формуле:

, Эрл (2.14)

где: ,  - распределяемые нагрузки на выходе коммутационного поля АТС-1 и АТС-2.

 Эрл

 Эрл;

 Эрл;

 Эрл;

 Эрл.

Результаты расчетов по формуле 2.14 помещены в таблицу 2.7

Таблица 2.7 Интенсивность межстанционной нагрузки (Эрл).

К От	АТС-1	АТС-2	АТС-3	АТС-4	АТС-5	АМТС	УСС
АТС-1	-	250.39	259.71	140.96	167.08	48.61	47.8
АТС-2	232.82	-	193.74	105.15	124.63	62.9	33.9
АТС-3	244.08	195.81	-	110.24	130.66	59.55	35.7
АТС-4	116.58	93.52	97.01	-	62.40	26.55	15.7
АТС-5	141.92	113.85	118.09	64.10	-	32.85	19.7
АМТС	40.54	47.7	45.78	20.38	25.25	-	-

 
Глава 3. Расчет емкости пучков соединительных линий 3.1 Расчет числа соединительных линий на межстанционной сети связи

При расчете числа соединительных линий необходимо учитывать: тип системы коммутации, тип системы сигнализации, качество обслуживания вызовов.

Нормы потерь следующие:

при связи РАТС между собой ;

при связи РАТС с УСС ;

При связи РАТС с АМТС .

Для расчета числа соединительных линий используется расчетное значение нагрузок. Расчетные значения нагрузок определяют колебания нагрузки в ЧНН (В ЧНН нагрузка может превышать среднее значение). Для перевода средних нагрузок в расчетные используется формула:

, Эрл (3.1)

где: Y - расчетное значение нагрузки;

A - среднее значение нагрузки.

Тип АТС-4 МТ-20/25, которые со встречными АТС используют систему сигнализации 2ВСК и односторонние СЛ.

Расчетные нагрузки, передаваемые на участке АТС-1 - АТС-4.

 Эрл

 Эрл

На участке АТС-1 и АТС-2 используется система сигнализации ОКС-7 и линии двустороннего действия, поэтому расчет следует выполнять по формуле 3.2

, Эрл (3.2)

 Эрл

Результаты расчетов сведены в таблицу 3.1

Таблица 3.1 Количество каналов межстанционной связи.

К От	АТС-1	АТС-2	АТС-3	АТС-4	АТС-5	АМТС	УСС
АТС-1	-	498.03 (2)	518.92 (2)	148.96 (1)	320.85 (2)	95.51 (2)	52.46 (1)
АТС-2	498.03 (2)	-	402.85 (2)	112.06 (1)	248.89 (2)	117.68 (2)	37.82 (1)
АТС-3	518.92 (2)	402.85 (2)	-	117.31 (1)	259.38 (2)	112.24 (2)	39.72 (1)
АТС-4	123.84 (1)	100.03 (1)	103.65 (1)	-	67.72 (1)	30.02 (1)	18.37 (1)
АТС-5	320.85 (2)	248.89 (2)	259.38 (2)	69.49 (1)	-	63.23 (2)	22.69 (1)
АМТС	95.51 (2)	117.68 (2)	112.24 (2)	23.42 (1)	63.23 (2)	-	-

  3.2 Расчет числа каналов и ИКМ трактов

При расчете емкости пучков соединительных линий необходимо учитывать: тип системы коммутации, тип системы сигнализации, качество обслуживания вызовов.

Нормы потерь следующие:

при связи РАТС между собой;

при связи РАТС с УСС ;

При связи РАТС с АМТС .

Выбор типа системы влияет на метод определения числа СЛ. Так как у АТСЭ коммутационное поле полнодоступное (АТСЭ), то число линий определяется по первой формуле Эрланга.

При числе линий , число каналов (СЛ) в направлении следует определять методом интерполяции.

 Эрл

 Эрл,  каналов

 Эрл,  каналов

 каналов

Результаты определения числа соединительных линий представлены в таблице 3.2.

Таблица 3.2 Количество каналов межстанционной связи.

К От	АТС-1	АТС-2	АТС-3	АТС-4	АТС-5	АМТС	УСС
АТС-1	-	534 (2)	556 (2)	173 (1)	352 (2)	122 (2)	74 (1)
АТС-2	534 (2)	-	437 (2)	134 (1)	278 (2)	148 (2)	57 (1)
АТС-3	556 (2)	437 (2)	-	140 (1)	289 (2)	142 (2)	59 (1)
АТС-4	147 (1)	121 (1)	125 (1)	-	86 (1)	47 (1)	33 (1)
АТС-5	352 (2)	278 (2)	289 (2)	88 (1)	-	81 (2)	-
АМТС	123 (2)	148 (2)	142 (2)	39 (1)	81 (2)	-	-

Расчет трактов ИКМ (потоков Е1) для линий одностороннего действия выполняется по формуле 3.3

 потоков (3.3)

где:  - число ИКМ трактов;  - знак целой части.

Для линий двухстороннего действия следует использовать формулу 3.4

 потоков (3.4)

Результаты определения числа потоков Е1 представлены в таблице 3.3.

Таблица 3.3 Количество потоков Е1 между АТС.

К От	АТС-1	АТС-2	АТС-3	АТС-4	АТС-5	АМТС	УСС
АТС-1	-	18 (2)	19 (2)	7 (1)	12 (2)	5 (2)	3 (1)
АТС-2	18 (2)	-	15 (2)	6 (1)	10 (2)	6 (2)	3 (1)
АТС-3	19 (2)	15 (2)	-	6 (1)	10 (2)	6 (2)	3 (1)
АТС-4	6 (1)	5 (1)	6 (1)	-	4 (1)	3 (1)	3 (1)
АТС-5	12 (2)	10 (2)	10 (2)	4 (1)	-	4 (2)	-
АМТС	5 (2)	6 (2)	6 (2)	3 (1)	4 (2)	-	-

 
Глава 4. Проектирование распределенного транзитного коммутатора пакетной сети 4.1 Расчет числа потоков Е1 между АТС и транспортными шлюзами

Каждая АТС подключается к сети пакетной коммутации через транспортный шлюз. Для расчета числа потоков Е1, соединяющих АТС и шлюз, надо учесть все исходящие и входящие тракты. В таблице 3.3 в строке указано количество исходящих трактов, в столбце - входящих трактов.

Если каналы одностороннего действия, то для определения числа потоков следует сложить строку и столбец соответствующей АТС. Если используются линии двухстороннего действия, то при расчете тракты между АТС следует сложить в строке, либо в столбце. Для расчета числа трактов Е1 на АТС, которая используется для организации УСС, следует учесть входящие тракты от других АТС для обслуживания нагрузки к спецслужбам.

Результаты определения числа потоков Е1 для каждой АТС приведены в таблице 4.1.

Таблица 4.1 Количество потоков Е1 между АТС и транспортным шлюзом.

АТС	АТС-1	АТС-2	АТС-3	АТС-4	АТС-5	АМТС
Кол-во Е1	70	63	59	53	52	27

4.2 Расчет параметров транспортных шлюзов

Для преобразования трафика телефонной сети в пакетный на всех узлах РАТС и АМТС устанавливаются транкинговые шлюзы TG. Нагрузка, поступающая на транкинговый шлюз TG1, определяется по формуле 4.1 на основе числа потоков E1, приведенного в таблице 4.1:

 (4.1)

где:  - число потоков Е1,  - удельная нагрузка одного канала, равна 0.8 Эрл.

Аналогично рассчитывается нагрузка на остальные транкинговые шлюзы. Результаты расчетов сведены в таблицу 4.2.

Нагрузка, поступающая от шлюза в пакетную сеть, зависит от применяемых в шлюзе типов кодеков. В проекте рекомендуется использовать кодек G.711, скорость передачи на выходе которого равна 64 Кбит/с.

В пакетной телефонии один отсчёт кодека G.711 оцифровывает 10мс речи и формирует 80 байт закодированной информации. Для сохранения задержки оцифровки и пакетизации в допустимых пределах, в один пакет протокола реального времени помещаются два отсчёта кодека G.711, что составляет 160 байт полезной нагрузки протокола RTP. Скорость передачи пакетов RTP при этом равна 50 пакетов/с. С учётом избыточности, добавляемой протоколами RTP, UDP, IP, и на канальном и физическом уровне Ethernet, размер пакета, поступающего в среду передачи, составит 238 байт (1904 бит). Результирующая скорость информационного потока  на физическом уровне от одного голосового канала будет равна 95.2 Кбит/с.

Транспортный ресурс физического уровня, необходимый для передачи в пакетную сеть трафика, поступающего на шлюз TG1 равен:

 Мбит/с (4.2),  Мбит/с

Интенсивность вызовов, поступающих на транкинговый шлюз TG1, рассчитывается по формуле:

 выз. /ЧНН (4.3)

где: =40 - интенсивность вызовов, обслуживаемых одним каналом;  - количество потоков E1, поступающих на шлюз от РАТС-1 (таблица 4.1)

 выз. /ЧНН

При обслуживании типичного телефонного соединения число передаваемых сигнальных сообщений протокола M2UA составляет , при средней длине пакетов на физическом уровне  байт. В процессе установления и завершения вызова между гибким коммутатором SX и транкинговым шлюзом TG передаются  сообщений MGCP со средней длиной пакета  байта (также на физическом уровне Ethernet).

Транспортный ресурс для сообщений сигнализации протоколов MGCP и М2UA, рассчитанный по формуле:

 Мбит/с (4.4)

где: k=1 - коэффициент использования ресурса;

 - интенсивность вызовов, поступающих на транспортный шлюз TG1 (таблица 4.2);

 - результат приведения размерностей "байт в час" к "бит в секунду".

 Мбит/с

Общий транспортный ресурс для шлюза TG1, рассчитанный по формуле:

 Мбит/с (4.5)

 Мбит/с

Исходя из полученных результатов, следует выбрать тип интерфейса Fast Ethernet с пропускной способностью 100 Мбит/с. Количество интерфейсов определяется по формуле (4.6). Полезный транспортный ресурс интерфейса для передачи трафика реального времени составляет 40% от общей пропускной способности, что для Fast Ethernet равно  Мбит/с. Если транспортный ресурс шлюза превышает возможности одного интерфейса, следует выбрать достаточное количество интерфейсов, работающих в режиме разделения нагрузки. Следует также предусмотреть один дополнительный интерфейс для организации резервирования по схеме N+1.

 (4.6)

Количество интерфейсов для транкингового шлюза TG1 будет равно:

Результаты расчетов транкинговых шлюзов сведены в таблицу 4.2.

Таблица 4.2 Транспортный ресурс транкинговых шлюзов.

Номер шлюза	Мбит/с	Мбит/с	Мбит/с	выз. /ЧНН	шт
TG1	155.400	0.594	155.994	84000	5
TG2	139.86	0.535	140.395	75600	5
TG3	130.98	0.501	131.481	70800	5
TG4	117.66	0.49	118.15	63600	4
TG5	115.440	0.481	115.921	62400	4
TG6	59.94	0.229	60.169	32400	3
Итого	719.28	2.83	722.11	388800	26

4.3 Расчет параметров гибкого коммутатора

Расчет производительности гибкого коммутатора.

Интенсивность вызовов , поступающих на гибкий коммутатор, можно вычислить по формуле (4.7) на основании данных таблицы 4.2 Следует учитывать, что вызов, поступивший от РАТС вызывающего абонента на один из транкинговых шлюзов, обязательно завершается на каком-то другом TG, связанном с РАТС вызываемого абонента. Поэтому суммарное число вызовов в ЧНН (итоговое ) при расчёте нагрузки на гибкий коммутатор следует разделить пополам:

 выз. /ЧНН (4.7),

Параметры интерфейсов подключения к пакетной сети. Транспортный ресурс гибкого коммутатора, необходимый для передачи сообщений протокола M2UA, составляет:

 бит/с

Аналогично, транспортный ресурс гибкого коммутатора, необходимый для передачи сообщений протокола MGCP, составляет:

 бит/с

Интенсивность сигнального трафика требуется умножать на два, поскольку гибкий коммутатор при обслуживании одного вызова работает одновременно с двумя шлюзами (TG вызывающего и TG вызываемого абонента), и трафик от SX к каждому шлюзу идёт через один и тот же интерфейс гибкого коммутатора.

Суммарный минимальный полезный транспортный ресурс гибкого коммутатора, требуемый для обслуживания вызовов, составляет:

 Мбит/с

Для трафика с гарантированной полосой пропускания режима относительного времени, каким является трафик протоколов сигнализации, полезный транспортный ресурс одного интерфейса составляет 75% от полной пропускной способности, что для интерфейсов Fast Ethernet равно  Мбит/с. Исходя из этого, необходимое число интерфейсов гибкого коммутатора рассчитывается по следующей формуле:

 интерфейсa

Дополнительный интерфейс предусматривается с целью организации резервирования по схеме N+1.

Результаты расчётов, полученных в разделе 4, представленны на схеме сети NGN (рисунок 4.1).

Рисунок 4.1 - Схема проектируемой сети NGN.

Заключение

Перспективная архитектура сетей следующего поколения (NGN) предполагает создание мультисервисной сети c вынесением функциональности услуг в граничные узлы сети, создание специальной подсистемы управления услугами в виде отдельной сетевой подсистемы, а также расширение номенклатуры интерфейсов для подключения оборудования поставщиков услуг.

Особенностью услуг, предоставляемых на мультисервисной сети, является их независимость от способа доступа, что предполагает появление сетей доступа как самостоятельного класса сетей связи. Такие сети должны обеспечивать доступ не только к ресурсам мультисервисной сети, но и к ресурсам существующих сетей связи. Такой подход позволит осуществить гибкую политику при переходе от одной сети связи к другой при предоставлении однотипных услуг.

Системы управления мультисервисными сетями должны строиться по тем же основным принципам, что и сами сети, т.е. иметь модульную архитектуру с использованием открытых интерфейсов между модулями.

Важную роль должна играть организация взаимодействия различных операторов и поставщиков услуг в обеспечении предоставления услуг и их качества из конца в конец, а также возможность взаимодействия пользователей с системой управления.

Расширение числа участников процесса предоставления услуг предполагает появление на рынке поставщиков услуг и поставщиков информации, которые, не обладая собственной инфраструктурой связи, активно участвуют в процессе их предоставления. При этом поставщики услуг предъявляют дополнительные требования к сетям связи, что также должно найти отражение в новой сетевой архитектуре.

Для обеспечения равных условий деятельности и соблюдения интересов всех участников бизнес-процессов в новых условиях необходимо осуществить и закрепить в нормативных документах функции и границы ответственности между всеми хозяйствующими субъектами, участвующими в предоставлении услуг.

Создание мультисервисных сетей требует формирования согласованной технической политики, связанной с наличием большого числа конкурирующих и не до конца разработанных стандартов.

Список литературы

1.  Абилов А.В. Сети связи и системы коммутации - М. Радио и связь 2004

2.  Быков Ю.П. Егунов М.М. Справочные материалы по курсовому и дипломному проектированию - Новосибирск 2001

3.  Величко В.В. Субботин Е.А. Мультисервисные сети. Телекоммуникационные системы и сети.Т. №3 - М. Горячая линия - Телеком 2005

4.  Гольдштейн А.Б. Саморезов В.В. Softswitch: сегодня и в перспективе // Специальный выпуск "АТС-2005" Технологии и средства связи 2005.

5.  Гольдштейн Б.С. Программные коммутаторы Softswitch // Технологии и средства связи 2005 №2

6.  Жданов И.М. Кучерявый Е.И. Построение городских телефонных сетей - М. Связь 1972

7.  Иванова О.Н. Копп М.Ф. Автоматическая коммутация - М. Радио и связь 1988

8.  Лившиц Б.С. Пшеничников А.П. Теория телетрафика - М. Радио и связь 1979

9.  Пинчук А.Б. Соколов Н.А. Мультисервисные абонентские концентраторы для функциональных возможностей "Triple-Play Services" // Вестник связи 2005 №6

10.  Соколов Н.А. Телекоммуникационные сети - М. Альварес Паблишинг 2004