Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Учебно-методическое пособие по дисциплине Инфокоммуникационные системы и сети
.pdf
Таблица 5. Данные для расчета нагрузки, возникающей на MSAN
Вариант
1 2 3 4 5 6 7 8 9
10
11
12
Число абонентов
MSAN с
c аналоговыми ТА
c аппаратами SIP
2600
300
2100
500
2700
450
1800
500
2000
320
1900
370
2150
540
2600
540
1700
350
2000
440
2100
300
2300
350
Число сетей ЛВС и
число абонентов в ней
4/120
5/170
4/130
5/140
4/190
5/170
3/200
4/160
5/200
5/210
6/200
7/150
Типы речевых
кодеков
в MSAN
G.729
G.711
G.723.1
I/r
G.711
G.723.1
h/r
G.711
G.726/
24
G.711
G.723.1
h/r
G.711
G.723.1
I/r
G.711
G.726/3
2
G.711
G.729
G.711
G.723.1
h/r
G.711
G.723.
1 I/r
G.711
G.723.1
I/r
G.711
G.723.1
I/r
G.711
Доля внутренней
нагрузки для MSAN
10%
14%
17%
20%
23%
25%
28%
30%
32%
33%
19%
22%
Вариант
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
Число абонентов
MSAN
c аналоговыми ТА
c аппаратами SIP
2100
320
2400
500
1500
150
2000
400
1800
320
2050
300
1900
400
2050
630
1300
650
3000
550
2000
350
2400
520
Число сетей LAN и
количество абонентов
в каждой
4/170
5/150
4/130
5/140
4/190
5/170
3/200
4/160
5/200
5/210
6/200
7/150
Типы речевых
кодеков в MSAN
G.723.1
I/r
G.711
G.729
G.711
G.726/24
G.711
G.723.1
h/r
G.711
G.729
G.711
G.723.1
h/r
G.711
G.729
G.711
G.726/
32
G.711
G.723.1
I/r
G.711
G.723.
1 h/r
G.711
G.729
G.711
G.729
G.711
Доля внутренней
нагрузки для MSAN
9%
11%
12%
13%
15%
18%
21%
22%
24%
27%
29%
34%
11
Методические указания для выполнения заданий
Задания выполняются в отдельной тетради или в печатном виде на бумаге
формата А4. Решения заданий располагаются в порядке возрастания номеров.
Перед каждым заданием необходимо написать его условие с указанием исходных
данных требуемого варианта. Номер варианта должен совпадать с номером
студента в журнале группы.
Решения заданий должны быть четкими, краткими, без сокращения слов. В
случае необходимости нужно давать ссылку на литературу, указывая, если это
необходимо, страницу, номер чертежа или формулу. Расчетные формулы
необходимо приводить в тексте в общем виде с объяснением входящих в них
буквенных обозначений. Схемы выполняются аккуратно с помощью чертежных
инструментов или на компьютере.
Задания, выполненные небрежно, без промежуточных вычислений, с
пропуском задач, не по своему варианту, возвращаются студенту.
Задание 1 выполняется в соответствии с [1, с. 30-48; 4, с. 269-271]. Для
решения задачи необходимо построить схему сети с заданным количеством
узловых районов (УР) и показать связь между заданными станциями.
На аналого-цифровых городских телефонных сетях (ГТС) емкостью свыше
70 тыс. номеров применяется узлообразование. На сети образуются узловые
районы емкостью до 100 тыс. номеров. АТС, расположенные на территории
одного узлового района, обычно связывают по полносвязной схеме, а связь к АТС
других узловых районов организуется через узлы входящих сообщений (УВС). На
рис. 1 показан пример ГТС, состоящей из трех узловых районов. В узловых
районах 6 и 7 АТС связаны между собой через УВС, а в УР4 АТС связаны между
собой по принципу каждая с каждой. На данной ГТС используется шестизначная
нумерация абонентских линий.
12
Рис. 1. Схема ГТС с узлами входящих сообщений
13
Задание 2. Для выполнения этого задания необходимо ознакомиться с
материалом, изложенным в [9, с. 136-144]. Вариант задания взять из
табл. № 2.
Произведем расчет объема сигнальной информации при оказании
основной и дополнительных услуг, при этом примем:
P
= 0,6 - доля вызовов, закончившихся разговором;
p
P
= 0,2 - доля вызовов, не закончившихся разговором по причине занятости
з
вызываемого абонента;
P
= 0,2 - доля вызовов, не закончившихся разговором из-за неответа
н/о
вызываемого абонента.
На рис. 2 показаны различные сценарии обмена сигнальной
информацией по протоколу ISUP при установлении основного соединения.
Сигнальная информация при установлении одного основного соединения
,
где L
, Lз, L
р
– длины полей сигнальной информации (SIF),
но
соответственно, при успешном установлении соединения, занятости
вызываемого абонента и неответе вызываемого абонента. Подставляя
числовые значения в это выражение, получим:
.
При предоставлении абоненту услуги «Переадресация» сигнальная
нагрузка существенно увеличивается. Диаграммы установления соединений при предоставлении услуги переадресации приведены на рис. 3.
14
В этом случае формула для расчета будет иметь следующий вид:
,
где L
усп.АВ
, L
усп.ВС
- длина поля SIF при успешном соединении,
соответственно, на участке АВ и участке ВС;
L
зан. АВ
, L
зан. ВС
- длина поля SIF при безуспешном соединении в случае
занятости вызываемого абонента соответственно, на участках АВ и ВС;
L
н/о АВ
, L
н/о ВС
- длина поля SIF при безуспешном соединении в случае
неответа вызываемого абонента соответственно, на участках АВ и ВС.
15
Рассчитаем, как изменится объем передаваемой сигнальной информации
по каналу ОКС, если 30 % абонентов используют услугу «Переадресация», а
20 % абонентов используют услугу «SMS». При этом длительность одного
короткого сообщения составит 1176 бит. Тогда получим:
.
Отсюда делаем вывод, что при введении на сети дополнительных услуг
сильно возрастает нагрузка на канал ОКС.
Задание 3 выполняется после проработки литературы [2; 3; 8]. В
случае необходимости вычертить дополнительную схему рассматриваемого
элемента сети NGN или показать схему установления соединения на данном
участке сети. При рассмотрении протоколов сигнализации необходимо
привести пример сигнального обмена по данному протоколу и описать его.
Задание 4 выполняется после ознакомления с литературой по сетям
NGN [2,3,8]. Рассмотрим пример расчета для следующих данных.
При выполнении этого задания необходимо рассчитать нагрузку,
которую создают абоненты мультисервисного узла доступа MSAN (MultiService Access Node) сети NGN, а также транспортный ресурс, который
необходим для обслуживания этой нагрузки. Схема участка сети NGN
приведена на рис. 4. Данные об абонентах, которые включены в MSAN,
приведены в табл. 6.
Рис. 4. Схема участка сети NGN
16
Таблица 6. Данные для расчета нагрузки
Число абонентов MSAN
c аналоговыми ТА
c аппаратами SIP
2000
250
Число сетей ЛВС/ количество абонентов в каждой
5/130
Типы речевых кодеков
в MSAN
G.723.1 I/r,
G.711
Удельная исходящая нагрузка от абонентов с
аналоговыми телефонными аппаратами и с
терминалами SIP, Эрл
0,05
Доля внутренней нагрузки от нагрузки, возникающей
на MSAN
35%
x - доля вызовов, обслуживаемых без компрессии, от
абонентов MSAN
10%
Нагрузка, создаваемая абонентами, подключенными к MSAN,
рассчитывается по формуле:
где – число источников нагрузки категории, подключенных к
MSAN;
– удельная нагрузка от источника категории, Эрл.
Источниками нагрузки, подключенными к MSAN, являются:
1) аналоговые телефонные аппараты (АТА), подключаемые по
аналоговым абонентским линиям;
2) абоненты, использующие пакетные терминалы SIP. Также
абоненты с терминалами SIP подключаются к локально-вычислительным
сетям (ЛВС).
Нагрузка на MSAN, создаваемую абонентами проектируемой сети. Для
этого сначала определим интенсивность нагрузки на MSAN, создаваемую
аналоговыми телефонными аппаратами:
.
Нагрузка на MSAN от телефонных аппаратов SIP и от абонентов SIP,
которые подключены к ЛВС, составит:
.
Суммарная возникающая нагрузка на MSAN от абонентов всех
категорий составит:
Доля внутренней нагрузки для абонентов MSAN составляет 35%.
17
Тогда значение интенсивности исходящей нагрузки от MSAN составит:
MSAN
Источник нагрузки
MSAN
Нагрузка от терминалов ТфОП, Эрл
100
Нагрузка от абонентов SIP, Эрл
45
Суммарная поступающая нагрузка на MSAN, Эрл
145
Нагрузка, замыкающаяся внутри MSAN, Эрл
50,75
Исходящая нагрузка, Эрл
65+29,25
Нагрузка к ЗУС, Эрл
58
Нагрузка к УСС, Эрл
2,83
.
.
Абоненты MSAN могут звонить на узел спецслужб (УСС). Это службы
01, 02, 03. Величина нагрузки в направлении к УСС для MSAN
составляет 3% от исходящей нагрузки:
.
Абоненты MSAN могут совершать внутризоновые, междугородные и
международные соединения через ЗУС. При этом исходящая удельная
нагрузка принимается равной
Кроме того, через ЗУС абоненты ГТС звонят на ССПС, в этом случае
удельная исходящая нагрузка составляет Общее
количество абонентов MSAN составит:
= 2000 + 250 + 5 абонентов.
С учётом этого интенсивность поступающей нагрузки на ЗУС составит:
Эрл.
Результаты расчета нагрузки для мультисервисных узлов доступа
сведем в табл. 7.
Таблица 7. Интенсивность нагрузки от абонентов MSAN
Для преобразования речевой информации в вид, удобный для передачи по
сети IP, применяются различные кодеки. При применении кодека типа m в
MSAN расчет объема транспортного ресурса пакетной сети для доставки
информации пользователей выполняется по формуле:
(1)
18
где – коэффициент использования канального ресурса. При применении
сооб.
изб _ G.711
реч.кадр
L 134
k 1,675
L 80
Тип
кодека
Скорость
кодека
V
COD_m
,
кбит/с
Размер
речевого
кадра,
байт
Общая
длина
кадра,
байт
Коэффициент
избыточности
k
изб
Требуемая
пропускная
способность
V
tans_cod
,
кбит/с
G. 711
64
80
134
134/80=1,675
107,2
G. 711
64
160
214
214/160=1,337
85,6
G. 723.1 I/r
6,4
20
74
74/20=3,7
23,68
G. 723.1 h/r
5,3
24
78
78/274=3,25
17,225
G. 729a
8
10
64
64/10=6,4
51,2
технологии Ethernet обычно планируется использовать не более 80% от
номинальной скорости канала. При этом k
V
COD_m
– скорость передачи кодека типа m при обслуживании
= 1,25.
исп
речевого вызова, кбит/с.
– коэффициент избыточности кодека определяется как отношение
общей длины кадра к размеру речевого кадра и зависит от
используемого кодека.
Скорость передачи кодека при обслуживании речевых сообщений
рассчитывается следующим образом. Для примера рассмотрим кодек типа
G.711.
Передаваемую информацию условно можно разделить на две части:
речевую информацию и заголовки служебных протоколов. Сумма длин
заголовков протоколов RTP/UDP/IP/Ethernet (а именно эти протоколы
потребуются для передачи информации в нашем случае) (12+8+20+14)=54
байта. При размере речевого кадра 80 байт задержка при пакетизации равна
0,125 мс При этом общая длина кадра равна 80+54 = 134
байта. Тогда коэффициент избыточности кодека равен:
.
Также длина речевого кадра при использовании кодека G.711 может
быть 160 байт, при задержке пакетизации 20 мс. В этом случае коэффициент
избыточности k
= 1,337. Значения k
изб
для некоторых типов кодека
изб
приведено в табл. 8.
Таблица 8. Характеристики различных типов кодеков
Некоторая часть информационных потоков, чувствительных к
задержке, обслуживается шлюзом доступа без компрессии с помощью кодека
G.711. По условию кодек, используемый в MSAN для обработки
медиаданных – G. 723.1 I/r. Тогда формула (1) примет вид:
19
COD_G.723.1I/r
V
где x – доля информационных потоков, обслуживаемая шлюзом
доступа без компрессии (потоки от факсов и модемов).
Для кодека G. 723.1 I/r = 3.7, а скорость кодирования
= 6,4 кбит/с. При этом 90% нагрузки, поступающей на MSAN,
обрабатывается с помощью кодека G.723.1, а 10% нагрузки - с помощью
кодека G.711. Вычислим транспортный ресурс, который необходим для
обслуживания нагрузки, поступающей от аналоговых телефонных аппаратов
на MSAN:
В терминалах VoIP очень часто применяется кодек G.729a, поскольку
он обеспечивает достаточно высокое качество передачи речи и устойчив к
потерям кадров. Кодек формирует кадры голосового сигнала длительностью
10 мс при стандартной частоте дискретизации 8 кГц. Скорость передачи на
выходе кодека составляет 8 кбит/с. Вычислим транспортный ресурс,
который необходим для обслуживания нагрузки, поступающей от SIP
аппаратов на MSAN:
.
Тогда общий транспортный ресурс для передачи информационной
нагрузки между MSAN и коммутаторами транспортной пакетной сети (SW)
составит:
К абонентам MSAN также поступает входящая нагрузка от других
абонентов сети NGN. Примем, что исходящая нагрузка равна входящей. Для
обслуживания общей нагрузки необходимо удвоить транспортный ресурс.
Транспортный ресурс от MSAN должен быть рассчитан на передачу
помимо пользовательской (медиа) еще и сигнальной информации на базе
протоколов Н.248/Megaco и SIP, которой MSAN обменивается с
программным коммутатором. Обычно эта информация составляет 5-7% от
пользовательской информации. Таким образом, общий транспортный ресурс
для MSAN может быть определен как сумма пользовательской и сигнальной
информации:
Задание 5 выполняется с учетом данных, полученных в задании 4.
Рассмотрим пример расчета для следующих данных. Провайдер, который
20
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]