2.4 Расчёт пропускной способности проектируемой системы

Расчет пропускной способности системы проводится, с целью определения количества интерфейсов и их скорости.

Население города Минска на 20 февраля 2020 года, согласно итогам переписи 2019 года составляет 2 018 281 человек, города Браслава – 9 857 человек, города Витебска – 362 466 человек [6].

Число каналов, связывающих эти города, зависит от численности населения и от степени заинтересованности отдельных групп населения во взаимосвязи.

Рассчитаем количество телефонных каналов между ОП-1 и ОП-2 по формуле:

,

где , – постоянные коэффициенты, соответствующие фиксированной доступности и заданным потерям, = 1,3; = 5,6;

f₁– коэффициент тяготения, f₁ = 0,1 (10%);

y – удельная нагрузка, т.е. средняя нагрузка, создаваемая одним абонентом, y=0,05 Эрл;

m_a, m_b– количество абонентов, обслуживаемых оконечными станциями АМТС соответственно в пунктах ОП-1 и ОП-2.

Количество абонентов определяется в зависимости от численности населения, проживающего в зоне обслуживания. Исходя из статистических данных, на конец 2020 года число телефонных аппаратов, подключенных к сети электросвязи общего пользования, составляет 4 239 000, а население Республики Беларусь 9 255 524. Т.е. стационарным телефоном пользуется 45,8 % всего населения РБ, получаем коэффициент m_t=0,458, это количество абонентов в зоне АМТС, тогда:

m_a = 2018281 * 0,458 = 924372 чел. (Минск)

m_a = 9857 * 0,458 = 4514 чел. (Браслав)

m_a = 362466 * 0,458 = 166009 чел. (Витебск)

Подставив полученные значения в формулу, мы рассчитаем количество телефонных каналов между Минском (ОП-1) и Браславом (ОП-2):

Аналогичным образом рассчитываем количество телефонных каналов между ОП-2 – ОП-3 и ОП-3 – ОП-1:

Расчет числа телефонных каналов смотреть в таблице 2.6.

Таблица 2.6 – Число телефонных каналов

	Минск – Браслав (ОП-1 – ОП-2)	Браслав – Витебск (ОП-2 – ОП-3)	Витебск – Минск (ОП-3 – ОП-1)
	35	34	920

Пропускная способность В₀ (Гбит/с) системы DWDM может определена как максимальная скорость передачи информации по волокну по формуле:

В₀ = В_ТФ + В_ОП+В_DSL+B_ВЫД+ В_ТР,

где В_ТФ – телефонный трафик;

B_ОП– общая скорость передачи обычных пользователей сети Интернет;

B_DSL– общая скорость DSL пользователей;

В_ТР – магистральный транзит (10 Гбит/с).

Суммарный телефонный поток определяется по формуле:

В_ТФ = n_тф*V_тф,

где V_тф=64 кбит/с – скорость основного цифрового канала.

Подставив значения в формулу, получим:

В_тф= 35 * 64000 = 0,00224 Гбит/с.

В_тф= 34 * 64000 = 0,002176 Гбит/с.

В_тф= 920 * 64000 = 0,059 Гбит/с.

Аналогичным образом рассчитываем телефонный трафик между остальными оконечными пунктами.

Исходя из статистических данных, число интернет-пользователей по состоянию на январь 2022 года составляло 8,03 млн человек (85,1% населения), т.е. коэффициент m_i = 0,851.

m_ai = 2018281 * 0,851  1 717 557 чел. (Минск).

m_bi = 9857 * 0,851  8 388 чел. (Браслав).

m_bi = 362466 * 0,851  308 458 чел. (Витебск).

Предположим, что по маршруту будет проходить 20% от всего интернет-трафика, тогда:

Рассчитаем нагрузку цифрового потока в единицах скорости передачи в бит/с по формуле:

В=V*Э*N,

Доля обыкновенных пользователей сети Интернет при Э=0,04 Эрл и скорости V=56 кбит/с составляет 10% от всех пользователей Интернет, тогда:

В_{ОП минск-браслав} = 56 * 10³ * 0,04 * * 0,1 = 0,08 Гбит/с.

В_{ОП браслав-витебск} = 56 * 10³ * 0,04 * * 0,1 = 0,014 Гбит/с.

В_{ОП витебск-минск} = 56 * 10³ * 0,04 * * 0,1 = 0,09 Гбит/с.

Доля DSL- пользователей сети Интернет при Э=0,2 Эрл и скорости 1 Мбит/с составляет 36% от всех пользователей Интернет. Рассчитаем нагрузку, создаваемую DSL- пользователями:

B_{DSL минск-браслав} =1 * 10⁶ * 0,2 * * 0,36= 24,85 Гбит/с.

B_{DSL браслав-витебск} =1 * 10⁶ * 0,2 * * 0,36= 4,56 Гбит/с.

B_{DSL витебск-минск} =1 * 10⁶ * 0,2 * * 0,36= 29,17 Гбит/с.

Доля пользователей выделенной линии связи сети Интернет при Э=0,2 Эрл и скорости 1 Мбит/с составляет 54% от всех пользователей Интернет. Рассчитаем нагрузку, создаваемую пользователями выделенной линии связи:

В_{выд минск-браслав} = 1 * 10⁶ * 0,2 * * 0,54 = 37,28 Гбит/с.

В_{выд браслав-витебск} = 1 * 10⁶ * 0,2 * * 0,54 = 6,84 Гбит/с.

В_{выд витебск-минск} = 1 * 10⁶ * 0,2 * * 0,54 = 43,76 Гбит/с.

По формуле рассчитаем пропускную способность:

В_{0 минск-браслав} = 0,002 + 0,08 + 24,85 + 37,28 + 10 = 72,212 Гбит/с.

В_{0 браслав-витебск} = 0,002 + 0,014 + 4,56 + 6,84 + 10 = 21,416 Гбит/с.

В_{0 витебск-минск} = 0,059 + 0,09 + 29,17 + 43,76 + 10 = 83,079 Гбит/с.

Результаты расчетов пропускной способности сведем в таблицу 2.7.

Таблица 2.7–Пропускная способность между оконечными пунктами

	Минск – Браслав (ОП-1 – ОП-2)	Браслав – Витебск (ОП-2 – ОП-3)	Витебск – Минск (ОП-3 – ОП-1)
ВТФ, Гбит/с	0,002	0,002	0,059
BОП, Гбит/с	0,08	0,014	0,09
BDSL, Гбит/с	24,85	4,56	29,17
Ввыд, Гбит/с	37,28	6,84	43,76
В0, Гбит/с	72,212	21,416	83,079

Для расчета числа длин волн используем формулу:

N_ = В₀/В_I,

где В_I = 10 Гбит/с – скорость интерфейсного потока.

N_{ минск-браслав} = 72,212 /10 ≈ 8.

N_{ браслав-витебск} = 21,416 /10 ≈ 3.

N_{ витебск-минск} = 83,079 /10 ≈ 9.

Результаты расчетов чисел длин волны заносим в таблицу 2.8.

Таблица 2.8 – Число длин волн

	Минск – Браслав (ОП-1 – ОП-2)	Браслав – Витебск (ОП-2 – ОП-3)	Витебск – Минск (ОП-3 – ОП-1)
N	8	3	9

Исходя из расчета оптический мультиплексор OMUX и оптический демультиплексор ODMUX будут иметь по 3 интерфейсов со скоростями 10 Гбит/с на участке Минск – Браслав – 8, на участке Браслав – Витебск – 3 и на участке Витебск – Минск – 9.