МИНИСТЕРСТВО СВЯЗИ И ИНФОРМАТИЗАЦИИ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

Учреждение образования

«ВЫСШИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОЛЛЕДЖ СВЯЗИ»

Кафедра программного обеспечения сетей телекоммуникаций

К защите допускаю

___ _______ 2014 г.

К.И. Пирогов

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

На тему: «Расчет структурно-сетевых параметров мультисервисных систем телекоммуникаций»

по дисциплине

«Мультисервисные сети телекоммуникаций»

Выполнил: Проверил:

студент группы ПО-861

А.А. Мясоедов К.И. Пирогов

Минск 2014

СОДЕРЖАНИЕ

В соответствии с полученными расчетами при построении сети IP Ethernet со скоростью 1000Мбит/с можно использовать следующие виды оборудования: 25

– Маршрутизирующие коммутаторы ZXR10 серии 5900.В ZXR10 5900 использованы высокоскоростные микропроцессоры ASIC для пересылки пакетов на уровнях 2 и 3 на скорости канала. Предоставляется полная поддержка всего семейства протоколов Ethernet, эффективные механизмы приоритетов QOS и гибкие способы управления. Поддерживаются протоколы маршрутизации уровня 3. Благодаря высокой плотности портов GE, ZXR10 5900 предоставляет доступ и возможности агрегации GE-интерфейсов для городских IP-сетей и университетских сетей, поэтому оборудование идеально подходит для строительства уровня ядра университетских сетей и уровня агрегирования городских IP-сетей. Интеллектуальный гигабитный коммутатор Ethernet ZXR10 серии 5900 состоит из 4 типов оборудования: 5928, 5928- FI, 5952 и 5924. ZXR10 5928 обеспечивает 20 электрических интерфейсов Ethernet 1000 Мбит/с, 4 оптических/электрических адаптивных интерфейса и слота расширения 10G. ZXR10 5928-FI предоставляет 20 электрических интерфейсов GE, 4 оптических/электрических адаптивных интерфейса и 4 расширяемых слота 10G. ZXR10 5952 предоставляет 44 электрических интерфейса 1000 Мбит/с, 4 оптических/электрических адаптивных интерфейса и 4 расширяемых слота. ZXR10 5924 предоставляет 20 электрических интерфейсов 1000 Мбит/с, 4 оптических/электрических адаптивных интерфейса. Каждый слот расширения поддерживает 1 блок оптического интерфейса 10G, 1 блок электрического интерфейса 10G или наращиваемый блок коммутации. 25

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 31

Введение

Сети, готовые предоставить любые телекоммуникационные и информационные услуги называют полносервисными или мультисервисными сетями.

Мультисервисная сеть связи – это единая телекоммуникационная инфраструктура для переноса, коммутации трафика произвольного типа, порождаемого взаимодействием потребителей и поставщиков услуг связи с контролируемыми и гарантированными параметрами трафика. Данные сети должны гарантировать оговоренное качество соединений и предоставляемых услуг.

В настоящее время построение мультисервисных сетей с интеграцией различных услуг является одним из наиболее перспективных направлений развития сетей. Основная задача мультисервисных сетей заключается в обеспечении сосуществования и взаимодействия разнородных коммуникационных подсистем в единой транспортной среде, когда для передачи обычного трафика (данных) и трафика реального времени (голоса и видео) используется единая инфраструктура.

При создании мультисервисной сети достигается:

• Сокращение расходов на каналы связи;

• Сокращение расходов на администрирование и поддержание работоспособности сети, уменьшение совокупной стоимости владения;

• Возможность проведения единой административно-технической политики в области информационного обмена.

• Увеличение конкурентоспособности оператора за счет введения в операционную деятельность новых сервисов и приложений и, как следствие, увеличение ARPU (Average Revenue per User - среднемесячный доход на абонента).

Структурная организация мультисервисной сети

Под топологией сети принято понимать конфигурацию связей графа, интерпретирующего структуру сети. При анализе топологии сети принято оперировать понятиями «вершина», «ребро», «маршрут», «средняя длина маршрута», «диаметр» графа, «связность» и т. п.

Под маршрутом понимают конечную последовательность инцидентных ребер, соединяющих рассматриваемые вершины i и j. Средняя длина маршрута (среднее расстояние между вершинами графа) представляет собой отношение суммарной (в числе ребер) длины всех маршрутов к числу маршрутов.

Средняя длина маршрута (среднее расстояние между вершинами графа) представляет собой отношение суммарной (в числе ребер) длины всех маршрутов к числу маршрутов. Последняя величина для неориентированного графа равна n(n-1 )/2 и для ориентированного n(n-1), где n - число вершин графа. Кратчайший маршрут (КрМ) - тот, для которого сумма весов составляющих его ребер принимает наименьшее значение. В зависимости от задачи в качестве весов могут быть выбраны стоимость, длина, число транзитов и т. п. Диаметр графа -длина наибольшего (в числе ребер) КрМ для данного графа. Связность графа (в данной работе) - число непересекающихся по вершинам маршрутов между любой парой вершин

Существует большая группа структурных характеристик, включающая вероятность:

• нарушения связи (средневзвешенная) между каждой парой узлов;

• распада графа на изолированные фрагменты;

• существования хотя, бы одного пути между парой вершин в условиях воздействия препятствующих факторов (отказов, повреждений, перегрузок и т. п.).

Определим понятия надежности и живучести, которые связаны с работоспособностью СС во времени. Их различия обусловлены прежде всего различиями причин и факторов, нарушающих нормальное функционирование сети, и характером нарушений.

Надежность СС — свойство обеспечивать связь, сохраняя во времени значения установленных показателей качества в заданных условиях эксплуатации. Надежность отражает влияние на работоспособность сети главным образом внутрисистемного фактора — случайных отказов техники, вызываемых физико-химическими процессами старения аппаратуры, дефектами технологии ее изготовления или ошибками обслуживающего персонала.

Живучесть характеризует устойчивость СС против действия внешних причин.

Различия в причинах нарушения связи обуславливают существенные отличия в проявлении, характере и масштабности нарушений связи, их продолжительности, путях и способах устранения и повышения устойчивости системы. Если поток случайных отказов техники приводит к нарушению лишь отдельных связей и обладает свойством ординарности (когда вероятность одновременного отказа нескольких связей пренебрежимо мала), то нарушения работы системы указанными выше факторами живучести обладают существенно иными свойствами.

Следует иметь в виду и неодинаковую погрешность исходных данных для оценки надежности и живучести СС. По эксплуатационно-техническим отказам техники и линий связи имеется сравнительно обширный статистический материал, но научных основ прогнозирования стихийных факторов недостаточно. И хотя достоверность исходных данных по надежности техники связи представляет пока известную проблему, их точность несравненно выше точности исходных данных для анализа живучести СС. Поэтому оценка живучести СС может быть лишь приближенной, ориентировочной.

В практике топологического проектирования принято разделять древовидные, распределенные и иерархические топологии сетей.

Древовидные сети интерпретируются графами без петель и циклов. Для n-вершинного дерева имеется (n-1) ребро. Последнее обстоятельство упрощает проектирование древовидных сетей, поскольку в них между каждой парой вершин существует единственный путь. Различают корневые и бескорневые деревья. Примером первого может служить радиальная связь (PC) ("звезда»), а последнего - кратчайшая связывающая сеть (КСС) (рисунок 1 ).

Сети с распределенной структурой представляются произвольными связными графами, описывающими широкий спектр структур, начиная с петлевой (ПСт) и кончая полносвязной сетью ПСС). К этому классу могут быть отнесены решетчатые структуры (РШ), сотовые структуры и т.п. Реальные ИЦСС имеют обычно структуры, являющиеся комбинацией некоторых элементарных.

Рисунок 1 – Типы структур: a - звезда; б - кратчайшая связывающая есть; в - петлевая; г - неравномерно связная; д - полносвязная; е - решетчетая; ж - равномерно 3-связная; з -сотовая; и - равномерно k-связная.

Сейчас общепринято, что экономично построенная сеть большого масштаба является иерархической. Иерархическая ИЦСС представляется композицией внутриуровневых и межуровневых подсетей, обозначенных, индексами r, r = 1..R и (r, r+1), r = 1..(R-1) соответственно. Изображенная на рисунке 2 ИЦСС имеет в первой ступени иерархии телефонные аппараты (ТА), абонентские пункты (АП) и ЭВМ.

Организация структуры по иерархическому принципу позволяет упростить описание сети, способствующее в свою очередь упрощению их оптимизации; обеспечить для каждой зоны максимальное замыкание нагрузки; уменьшить общее число узлов и сократить протяженность сети; достичь определенной экономии стоимостных ресурсов.

Рисунок 2 - Иерархическая структура

Однако при оптимизации иерархических ИЦСС приходится сталкиваться с проблемами поиска компактных форм описания данных о местоположении оконечных пунктов (ОП) и тяготении между ними; сложности учета дополнительного влияния на процесс доставки со стороны подсистем технического обслуживания (ТО) и управления; поиска эффективных алгоритмов оптимизации иерархических структур. Это объясняется сложностью проведения декомпозиции и группирования, дискретным характером и взаимозависимостью частных задач, многопараметричностью, многоэкстремальностью и большой размерностью исследуемых функционалов.

Каждая коммуникационная подсистема мультисервисной сети может использовать различную технику для обработки своего трафика (голоса, данных или видео), и на каждой стадии этого процесса могут применяться различные коммуникационные стандарты. На границе сети эти потоки должны быть приведены к единому формату – задача, которая требует значительных вычислительных мощностей. Ее выполняют основные элементы инфраструктуры мультисервисной сети – соответствующие шлюзы:

Media Gateways (MG) обеспечивают взаимодействие между IP-сетью и сетевыми сервисами, такими, например, как сервисы телефонных сетей общего пользования (Public Switched Telephone Network – PSTN) и беспроводных сетей;

Signaling Gateways (SG) транслируют протоколы сигнализации между различными сетями;

Media Gateway Controllers (MGC) или Softswitchs обеспечивают координацию между шлюзами в соответствии с сигнальной информацией, которую они получают от шлюзов сигнализации.

Дисциплина обмена информацией между различными сетеобразующими устройствами определяется с помощью набора стандартных протоколов, которые модифицируются для решения возникающих время от времени проблем. Эти протоколы являются другим основным элементом мультисервисных сетей.

Протокол H.323. Стандарт ITU-T H.323 был разработан для обеспечения установки вызовов и передачи голосового и видеотрафиков по пакетным сетям, в частности Internet и intranet, которые не гарантируют качества услуг (QoS). Он использует протоколы Real-Time Protocol и Real-time Transport Control Protocol (RTP/RTCP), разработанные группой IETF, а также стандартные кодеки ITU-T серии G.xxx.

Session Initiation Protocol. Это протокол прикладного уровня, с помощью которого осуществляются такие операции, как установление, модификация и завершение мультимедийных сессий или вызовов по IP-сети. В мультисервисных сетях SIP выполняет функции, аналогичные тем, которые реализованы в H.323. Сессии SIP могут включать мультимедийные конференции, дистанционное обучение, Internet-телефонию и другие подобные приложения. Сегодня он претендует на роль международного стандарта.

Media Gateway Control Protocol. Протокол MGCP используется для управления шлюзами MG. Он разработан для архитектуры, в которой вся логика обработки вызовов располагается вне шлюзов, и управление выполняется внешними устройствами, такими, как MGC или агенты вызовов. Модель вызовов MGCP рассматривает шлюзы MG как набор конечных точек, которые можно соединить друг с другом. Конечные точки могут быть либо физическими (такими, как аналоговая телефонная линия или цифровая магистраль), либо виртуальными (поток данных по соединению UDP/IP).

MEGACO/H.248. Протокол Media Gateway Control Protocol (MEGACO) должен заменить MGCP в качестве стандарта для управления шлюзами MG. MEGACO служит общей платформой для шлюзов, устройств управления многоточечными соединениями и устройств интерактивного голосового ответа.

Signaling Transport. SIGTRAN представляет собой набор протоколов для передачи сигнальной информации по IP-сетям. Он является основным транспортным компонентом в распределенной архитектуре VoIP и используется в таких устройствах, как SG, MGC, Gatekeeper (привратник).