4.2. Определение оборудования коммутаторов sw1, sw2 и sw3

Для выбора коммутаторов SW1, SW2 и SW3 необходимо знать количество портов для каналов Ethernet.

Коммутатор SW1

В этот коммутатор включаются каналы Ethernet от модулей MSAN, от программного коммутатора типа MEA CVJ (один канал Ethernet), от коммутатора SW2 (один канал Ethernet), от системы SI3000 (один канал Ethernet) здания 3, от локальной сети LAN1 (один канал Ethernet).

Количество портов можно определить по формуле:

Кport1 = Кeth,msan + Кeth,cvj + Кeth,sw2 + Кeth,здан.3 + Кeth,lan1 =

= Кeth,msan + 4.

Каждый MSAN должен включаться в коммутатор двумя каналами Ethernet (по одному каналу от каждой платы ES).

Так как у нас выбрано 2 корпуса MEA-20, следовательно Кeth,msan = 4.

Отсюда - Кport1 = 4 + 4 = 8.

Коммутатор SW2

В этот коммутатор включается по одному каналу Ethernet от SW1, от ДТУ, от коммутатора SW3, от сервера видео, от сети Интернет. Количество портов Кport2 = 5.

Коммутатор SW3

В этот коммутатор включаются каналы Ethernet от модулей MSAN, от программного коммутатора типа MEA CVJ (один канал Ethernet), от коммутатора SW2 (один канал Ethernet), от локальной сети LAN2 (один канал Ethernet), от системы SI3000 (один канал Ethernet) здания 3.

Количество портов можно определить по формуле:

Кport1 = Кeth,msan + Кeth,cvj + Кeth,sw2 + Кeth,здан.3 + Кeth,lan2 =

= Кeth,msan + 4.

Выбраны один корпус MEA-20, следовательно Кeth,msan = 1.

Отсюда – Кport3 = 5.

Тип коммутаторов с учётом рассчитанного количества портов и количества электрических и оптических портов определяется позже после расчёта требуемой пропускной способности каналов Ethernet.

5. Определение пропускной способности каналов Ethernet на отдельных звеньях сети

Пропускная способность каналов Ethernet рассчитывается на звеньях сети, обозначенных точками А, В и С сети (см. рис. 1.) исходя из определенного ранее количества потоков VoIP и заданной скорости передачи речевых и видео пакетов для одного соединения.

Расчет скорости передачи речевых и видео кадров Ethernet в точке А

Речевые кадры

Предполагается, что в сети доля терминалов с кодеками G.711 составляет х = 0,9, а в остальных терминалах используются кодеки G.729а.

С_{р G.711} - скорость передачи речевых кадров Ethernet в одном потоке VoIP для кодека G.711, 87,2 кбит/с (длительность речевого кадра, 20 мс).

С_{р G.729} - скорость передачи речевых кадров Ethernet в одном потоке VoIP для кодека G.729а, 29,6 кбит/с

Тогда скорость передачи речевых кадров Ethernet в точке А: С_Aр = V_Aр * (С_{р G.711} * х + С_{р G.729} * (1 – х)) = 46 * (87,2 * 0,9 + 29,6 * (1 – 0,9)) = 3746,24 кбит/с.

V_Aр - количество потоков VoIP в заданной точке А.

Видео кадр

Тогда скорость передачи видео кадров Ethernet в точке А:

С_Aв = V_Aв * L_в * FR = 14 * 12 * 30 = 5040 кбит/с,

где:

FR – частота кадров, 30 кадр/с;

L_в - средняя длина видео кадра Ethernet, кбайты;

При использовании видеокодека H.264 и разрешении видео изображения 640х480 dpi величина L_в может быть приравнена длине видеокадра, равной 12 кбайт.

Расчѐт пропускной способности канала Ethernet в точке А

Пропускная способность зависит от времени доставки речевого пакета на канале Ethernet Т, которое состоит из времени передачи пакета по каналу Ethernet и времени ожидания передачи этого пакета по каналу.

Пропускная способность равна:

• для речевых пакетов:

B_Aр= С_Aр+ L_р/Т = 3746,24 + (203,6*8/1024) / 5 * 10^-3 = 4064,4 кбит/с

• для видео пакетов:

B_Aв= С_Aв+ L_в/Т = 5040 + (12*8) / 5*10^-3 = 24200 кбит/с.

Значение времени Т можно принять равным 5 мс.

Средняя длина речевых кадров:

L_р = L _G.711 *х + L _G.729 * (1 – х) = 218 * 0,9 + 74 * 0,1 = 203,6 (байты),

L _G.711 - длина речевого кадра Ethernet G.711, 218 байт.

L _G.729 - длина речевого кадра Ethernet для кодека G.729а, 74 байта.

Поскольку абоненты должны иметь доступ к сети Интернет, следует учесть скорость передачи данных по каналу Ethernet С_IN. Чтобы учесть, во- первых, пропуск по каналам Ethernet сигнального трафика (например, запросов и ответов SIP), во-вторых, пульсации трафика в течение ЧНН, значение общей пропускной способности канала Ethernet следует увеличить на 15 %. Также необходимо учитывать ограничение использования ресурса канала Ethernet. Тогда общая пропускная способность канала Ethernet в точке А:

B_А = (1,15/K_исп )*( B_Ар + B_Ав + С_IN) = (1,15/0,8) * (4064,4 + 24200 + 46080) = 107 055,9 кбит/с = 104,55 Мбит/с.

где:

K_исп – коэффициент использования ресурса канала Ethernet, 0,8;

Выбор каналов Ethernet

По результатам расчёта пропускной способности для каждого звена сети выбирается требуемый канал Ethernet со стандартной скоростью 10 Мбит/с, 100 Мбит/с, 1 Гбит/с или 10 Гбит/с.

Соответственно для звена А пропускная способность выбирается 1 Гбит/с.

Расчет скорости передачи речевых и видео кадров Ethernet в точке В

Речевые кадры

Скорость передачи речевых кадров Ethernet в точке В С_Вр = V_Вр * (С_{р G.711} * х + С_{р G.729} * (1 – х)) = 42 * (87,2 * 0,9 + 29,6 * (1 – 0,9)) = 3420,48 кбит/с.

Видео кадры

Скорость передачи видео кадров Ethernet в точке В:

С_Вв = V_Вв * L_в * FR = 12 * 12* * 30 = 4320 кбит/с,

• для речевых пакетов:

B_Вр= С_Вр+ L_р/Т = 3420,48 + (203,6*8/1024) / 5 * 10^-3 = 3738,6 кбит/с,

• для видео пакетов:

B_Вв= С_Вв+ L_в/Т = 4320 + (12*8) / 5*10^-3 = 23520 кбит/с.

L_р = L _G.711 *х + L _G.729 * (1 – х) = 218 * 0,9 + 74 * 0,1 = 203,6 (байты),

B_В = (1,15/K_исп )*( B_Вр + B_Вв + С_IN) = (1,15/0,8) * (3738,6  + 23520 + 46080) = 105 424,3 кбит/с = 102,95 Мбит/с.

Для звена В пропускная способность выбирается 1 Гбит/с.

Расчет скорости передачи речевых и видео кадров Ethernet в точке С

Речевые кадры

Скорость передачи речевых кадров Ethernet в точке С: С_Ср = V_Ср * (С_{р G.711} * х + С_{р G.729} * (1 – х)) = 39 * (87,2 * 0,9 + 29,6 * (1 – 0,9)) = 3176,2 кбит/с.

Видео кадры

Скорость передачи видео кадров Ethernet в точке С:

С_Св = V_Св * L_в * FR = 10 * 12 * 30 = 3600 кбит/с,

• для речевых пакетов:

B_Ср= С_Ср+ L_р/Т = 3176,2 + (203,6*8/1024) / 5 * 10^-3 = 3494,4 кбит/с,

• для видео пакетов:

B_Св= С_Св+ L_в/Т = 3600 + (12*8) / 5*10^-3 = 22800 кбит/с.

L_р = L _G.711 *х + L _G.729 * (1 – х) = 218 * 0,9 + 74 * 0,1 = 203,6 (байты),

B_С = (1,15/K_исп )*( B_Ср + B_Св + С_IN) = (1,15/0,8) * (3494,4  + 22800 + 46080) = 104 038,9 кбит/с = 101,6 Мбит/с.

Для звена С пропускная способность выбирается 1 Гбит/с.