11.3 Расчет нагрузки транспортной сети с технологией ip/mpls

Примем, что нагрузка А^исх = 154 Эрл поступает на порт шлюза трактов (TGW). Если в шлюзе используется кодек G.711 без подавления пауз в разговоре, то ресурс, который должен быть выделен для переноса пользовательской информации сети доступа через транспортную пакетную сеть (рисунок 11.5), определим по формуле (11.1) [88]:

V^AN_TGW = V_G.711  K  А^исх , ………………………….(11.1)

где V_G.711 – скорость передачи кодека G.711 в шлюзе трактов,

K – коэффициент использования ресурса;

V^AN_TGW – транспортный ресурс для переноса пользовательской информации, поступающей от сети доступа.

Недостатком использования кодека G.711, по сравнению с другими типами кодеков, является необходимость выделения большой полосы канала в транспортной сети и большая задержка доставки. Его использование обосновано только при высоких требованиях пользователей к качеству речевой информации и небольшом количестве одновременных сеансов связи, организуемых шлюзом.

Будем считать, что TGW реализует функции как транспортного, так и сигнального шлюза. Поэтому в шлюзе должен быть предусмотрен транспортный ресурс для обмена сообщениями протокола сигнализации с Softswitch и протокола MGCP (Media Gateway Control Protocol) с контроллером шлюза MGC:

V_SIGN= k_SIGNL_SIGNN_SIGNA_out /450;

V_MGCP=k_MGCPL_MGCPN_MGCPA_out /450 (бит/с), ………………(11.2)

где k_MGCP = 5 – коэффициент использования транспортного ресурса при передаче сообщений протокола сигнализации и MGCP;

L_SIGN – средняя длина сообщений (в байтах) протокола сигнализации;

L_MGCP – средняя длина сообщений (в байтах) протокола MGCP;

N_SIGN – среднее количество сообщений протокола сигнализации при обслуживании вызова;

N_MGCP – среднее количество сообщений протокола MGCP при обслуживании вызова;

1/450 = 8/3600 – коэффициент, с помощью которого выполняется пересчет размерности «байт в час» в «бит в секунду».

Объем общего транспортного ресурса шлюза может быть оценен с помощью формулы (11.3):

V_TGW=[A_out(N_SIGNL_SIGN+N_MGCPL_MGCP)]/90 (бит/с), …………(11.3)

где 1/90 = k_MGCP /450.

В таблице 3.20 [88] приведены параметры кодеков, используемых в шлюзах.

Пример расчета

Исходные данные:

А_out = 154 Эрл; N_SIGN = 6; L_SIGN = 20; N_MGCP = 5; L_MGCP = 30.

Тогда:

V^SIGN_TGW=[А_out(N_SIGNL_SIGN+N_MGCPL_MGCP)]/90 = [154(6208+5308)]/90 = 1542160/90 = 3694.8 (бит/с).

V^AN_TGW=V_G.711KA_out = 641.25154 = 12320 (Кбит/с) = 12.32 Мбит/с.

Общий транспортный ресурс шлюза:

V_TGW = V^AN_TGW+ V^SIGN_TGW=12.32+0.0037 12.324 (Мбит/с)

Примечание:

V_G.711 = 64 Кбит/с (см. табл. 3.20 в [88]).

Расчет суммарной производительности коммутаторов транспортной пакетной сети

Минимально допустимую производительность коммутаторов транспортной пакетной сети определим, используя выражение [88]:

K

H_SW = V_{i_TGW} ^L_IP, ………………………….(11.4)

i=1

где i – номер шлюза трактов;

L_IP – длина пакета в байтах;

K – количество шлюзов.

Пример расчета

Пусть K=1, L_IP = 300 байт (300 байт=2400 бит).

Тогда, в соответствии с (11.4):

H_SW = V_TGW ^L_IP = 12.324^10⁶/2400 = 5135 (пак/с).

Количество и типы интерфейсов TGW с пакетной сетью определяются транспортными ресурсами шлюза и топологий пакетной сети. Транспортный ресурс шлюза V_TGW и количество интерфейсов N_INT находим, используя формулу (11.5):

V_TGW = N_INT V_INT (бит/с), ……………………………….. (11.5)

где N_INT – количество интерфейсов;

V_INT – полезный транспортный ресурс одного интерфейса.

Будем использовать интерфейсы TGW с пакетной сетью одного типа, например, FE (Fast Ethernet).

Учитывая эти условия, искомое количество интерфейсов TGW с пакетной сетью (рисунок 11.5):

N_INT = ](V_TGW / V_INT + 1)[= ](12.324/100 + 1)[ = 1.

Если предполагается использование интерфейсов разных типов, то выражение (11.5) приобретает вид:

R

V_TGW = (N_{i_INT} ^V_{i_INT}) [бит/с] ……………………………. (11.6)

i=1

где R – количество типов интерфейсов;

N_{i_INT} – количество интерфейсов типа i;

V_{i_INT} – полезный транспортный ресурс интерфейса типа i.

Шлюзы, как правило, устанавливаются на существующих объектах сети и обеспечивают подключение к пакетной транспортной сети новых сетей доступа и существующих АТС [89]. Нагрузка, поступающая на порты шлюза, может быть найдена по количеству интерфейсов E1 и удельной нагрузке, приходящейся на канал DS0 (V=64 Кбит/с).

Для расчета нагрузки A_{i_TGW}, поступающей на шлюз от пользователей PSTN, воспользуемся выражением (11.7):

A_{i_TGW} = N_{i_E1} 30a_E1 (Эрл), ………………………… (11.7)

где N_{i_E1} – количество интерфейсов PSTN  шлюз;

a_E1 – удельная интенсивность нагрузки одного канала DS0 в интерфейсе E1.

Интенсивность нагрузки, поступающей с выходов шлюза к транспортной сети, зависит от применяемых в шлюзе кодеков. Для вычисления транспортного ресурса V_{TGW_USER}, необходимого для переноса информации в транспортной сети, используем выражение (11.8):

V_{TGW_USER} = V_{COD_m}  A_{i_TGW} , (бит/с) ………………….. (11.8)

где V_{COD_m} – скорость передачи кодера типа m;

A_{i_TGW} – общая интенсивность нагрузки, поступающей на TGW от сети доступа или АТС.

При расчете необходимо учитывать, что часть вызовов (от источников факсимильной информации, модемных соединений) будет обслуживаться с использованием кодека G.711 без компрессии пользовательских данных. Для учета доли такой нагрузки в общей нагрузке используем выражение (11.9):

V_{TGW_USER} = (r V_G.711 + (1 - r)V_{COD_m})  A_{i_TGW} , (бит/с) …. (11.9)

где V_G.711 – ресурс для передачи информации с выхода кодека G.711 без компрессии пользовательских данных, используемого для эмуляции канала.

Расчет производительности Softswitch

Основное назначение Softswitch состоит в обработке сигнальной информации в процессе обслуживания вызова и установления соединения. Требования к производительности Softswitch определяются интенсивностью вызовов, требующих обработки. Обычно новые сети доступа и существующие телефонные сети подключают к транспортным шлюзам с помощью интерфейсов типа E1.

В этих условиях интенсивность вызовов, поступающих к Softswitch, определяется количеством интерфейсов E1 и интенсивностью вызовов, приходящихся на канал DS0 (V=64 Кбит/с). Интенсивность вызовов, поступающих на i-ый TGW, может быть найдена из выражения (11.10):

_{i_TGW} = N_{i_E1}30_{DS0_}, (выз/ЧНН) ……………………. (11.10)

где N_{i_E1} – количество трактов E1;

_DS0 – интенсивность вызовов, обслуживаемых одним каналом DS0.

Интенсивность вызовов, поступающих на Softswitch от множества шлюзов, может быть найдена с помощью выражения (11.11):

L L

_Ssw =  _{i_TGW} = 30_DS0   N_{i_E1}, (выз/ЧНН) …………….(11.11)

i=1 i=1

где L – количество транспортных шлюзов, обслуживаемых одним Softswitch.

Необходимо иметь в виду то обстоятельство, что производительность, как шлюза, так и Softswitch может быть разной в зависимости от типа обслуживаемого вызова. Так, например, для обслуживания пользователей ISDN шлюз и Softswitch должны иметь бóльшую производительность, чем при обслуживании пользователей PSTN. В документации изготовителей, как правило, указывается производительность при обслуживании вызовов с наиболее простыми требованиями к сети.