Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Современные мультисервисные сети широкополосного доступа и требования к их системному анализу. Учебное пособие
.pdf
маршрутизатор, коммутатор, сервер, шлюз и т.п., а вторые мыслят
более абстрактными категориями. И все же есть зона соприкосновения. Это теория массового обслуживания – предмет, который находится в программе вузов, готовящих специалистов по телекоммуникациям, математиков и программистов. Следовательно, если представить телекоммуникационные устройства в виде совокупности систем
массового обслуживания (СМО), то появляется возможность привлечения этой категории специалистов для системного анализа проектируемой или реконструируемой сети. Многочисленные примеры представления основных телекоммуникационных устройств в виде СМО
приведены в монографии [1, 5]. В этой же монографии приведены
примеры расчетов и системного анализа.
7.8. Замечания, комментарии, пояснения
пользование разработанного в главе 4 метода для расчета характеристик сетей. Понятно, что сеть у конкретного оператора может отличаться от рассмотренных примеров количеством узлов, топологией,
пропускными способностями каналов, особенностями маршрутизации, числом классов обслуживания и некоторыми другими параметрами. Однако у проектировщиков и лиц, отвечающих за развитие сети, возникают примерно одни и те же вопросы. Обратим внимание на
некоторые из них.
Большой интерес представляет совместный анализ показателей
качества обслуживания и уровней загрузок каналов. Он позволяет
обнаружить «узкие места» на сети, то есть каналы, которые вносят
наибольший вклад в суммарные задержки, и выработать соответствующие рекомендации для проектировщиков по их устранению. В
частности, результаты расчета показали, что перегрузка даже одного
канала может привести к резкому ухудшению показателей качества
обслуживания для целой группы пользователей. В то же время удво-
121
ение пропускной способности этих же каналов приводит к существенному улучшению характеристик сети в целом.
Не меньший интерес вызывает исследование работы сети при изменении в заданном диапазоне нагрузки, отказе каналов, изменении
структуры тяготения, разделения трафика на классы обслуживания.
Для того чтобы облегчить пользователю анализ сети для своих исходных данных, в этой главе приведены подробные примеры расчета
характеристик и последующего системного анализа.
122
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Судя по набранным темпам создания региональных мультисервисных сетей, уже в ближайшее десятилетие большинство услуг будет оказываться через мультисервисные сети. Существующие ТфОП,
Интернет, сети кабельного телевидения являются односервисными и
нуждаются в коренной реконструкции. Создание единой мультисервисной сети позволит объединить эти три задачи в одну, решив которую конечный пользователь получит в одной розетке все три наиболее востребованные услуги с высоким качеством, а оператор – дополнительный доход за счет предоставления дополнительных видов
услуг, снижая при этом уровень эксплуатационных расходов.
Развертывание сетей на базе новой архитектуры требует больших
затрат времени, финансовых и прочих ресурсов. В то же время на балансе традиционного оператора находится оборудование различных
поколений, не выработавшее свой ресурс и обеспечивающее предоставление с заданным качеством востребованных услуг, поэтому задача архитектуры сети переходного периода заключается в том, чтобы, с одной стороны, предоставить пользователям современные услуги связи, а с другой – максимально использовать вложенные ранее
инвестиции.
Моделирование и последующий системный анализ являются
важнейшими задачами, которые необходимо решить при построении
или реконструкции мультисервисных сетей. Совместный анализ показателей качества обслуживания и уровней загрузок каналов позволяет проектировщикам обнаружить «узкие места» на сети, то есть каналы, которые вносят наибольший вклад в суммарные задержки, и
выработать соответствующие рекомендации по их устранению. Результаты расчета показали, что перегрузка даже одного канала может
привести к резкому ухудшению показателей качества обслуживания
для целой группы пользователей.
123
Что интересует проектировщиков, лиц, ответственных за развитие и эксплуатацию сети? Вот только некоторые из наиболее часто
задаваемых вопросов:
1. Какими будут показатели качества для каждого класса обслуживания при заданном наборе исходных данных? Удовлетворяют ли
они заданным требованиям?
2. Насколько загружено оборудование и каналы? Есть ли резервы
для передачи дополнительных объемов трафика? Имеются ли узкие
места?
3. Как изменятся показатели качества обслуживания сети при изменениях:
– нагрузки;
– структуры тяготения;
– пропускной способности каналов;
– при отказе оборудования и обрывах кабелей связи?
4. Как изменятся характеристики при перераспределении пропускной способности между классами обслуживания?
5. Какие участки сети нуждаются в резервировании?
6. Как изменятся характеристики сети при увеличении или
уменьшении на некоторых участках пропускной способности сети?
Ответы на эти и другие вопросы могут быть получены при ис-
пользовании методов, описанных в данной книге.
124
ЛИТЕРАТУРА
1. Принципы построения мультисервисной сети ПАО «Ростелеком» /
С.Л. Гавлиевский, В.Г. Карташевский, Д.В. Проскура, Д.С. Сахарчук,
М.Ю. Сподобаев. – М.: Горячая линия – Телеком, 2018. – 228 с.
2. Презентация «Потребление цифровых услуг 2015–2025 гг.»; Автор: Пим-
шин В.Ю.
3. Цели Минкомсвязи России, направленные на повышение качества жизни в
России (2012–2018 г.) http://2018.minsvyaz.ru
4. Государственная программа российской федерации «информационное об-
щество (2011–2020 годы)».
5. Гавлиевский С.Л. Методы анализа мультисервисных сетей связи с не-
сколькими классами обслуживания. – М.: ИРИАС, 2010. – 365с.
6. Реорганизация деятельности оператора связи с помощью услуг Cisco.
Услуги для лиц, принимающих бизнес-решения – официальный документ.
7. Hellberg, Chris. Broadband network architecture: designing and deploying triple
play services / Chris Hellberg, Dylan Greene, Truman Boy-es. – 1st ed.
8. MR-316 Multi-Service Broadband Network Architecture Evolution Issue: 1 Is-
sue Date: January 2014.
9. Robin Mersh. Multi-Service Broadband Network Architecture. NextGen 13.
London, October 2013.
10. TR-101 Issue 2. Migration to Ethernet-Based Broadband Aggregation 2011/07
End to End Architecture.
11. TR-221 Corrigendum 1. Technical Specifications for MPLS in Mobile Backhaul
Networks 2014/09 IPMPLS & Core.
12. TR-145 Multi-service Broadband Network Functional Modules and Architecture
2012/11 End to End Architecture.
13. TR-144 Broadband Multi-Service Architecture & Framework Requirements
2007/08 End to End Architecture.
14. TR-178 Multi-service Broadband Network Architecture and Nodal Require-
ments 2014/09 End to End Architecture.
15. TR-203 Interworking between Next Generation Fixed and 3GPP Wireless Net-
works 2012/08 End to End Architecture.
16. TR-291 Nodal Requirements for Interworking between Next Generation Fixed
and 3GPP Wireless Access 2014/03 End to End Architecture.
17. TR-300 Policy Convergence for Next Generation Fixed and 3GPP Wireless
Networks 2014/09 End to End Architecture.
125
18. TR-156 Issue 3 Using GPON Access in the context of TR-101 2012/11 Fiber
Access Network.
19. TR-167 Issue 2 GPON-fed TR-101 Ethernet Access Node 2010/09 Fiber Access
Network.
20. TR-101 Issue 2. Migration to Ethernet-Based Broadband Aggregation 2011/07
End to End Architecture.
21. Андрей Идлис. Развертывание сети ШПД на базе Ethernet-доступа: вопро-
сы и ответы. Часть 1. Быстрее, шире, доступнее. Архитектура сети ШПД.
«Теле-Спутник» | июль | 2010
22. Андрей Идлис. Развертывание сети ШПД на базе Ethernet-доступа: вопро-
сы и ответы. Часть 2: Подключаем абонента. Протокол доступа и режим
работы абонентского устройства. «Теле-Cпутник» | август | 2010
23. Оптимизация оказания услуг 3-PLAYна сети широкополосного до-ступа.
Централизованный контроль подписки на услуги и консолидированная
точка доступа.
24. Решение Juniper Networks для широкополосных сетей. [Электронный ре-
сурс]: Режим доступа: http://www.juniper.com
25. Мухин В. Решение Juniper Networks. [Электронный ресурс]: Режим досту-
па: http://www.juniper.com
26. Активация услуг в сети широкополосного доступа. Примеры дополнитель-
ных услуг. [Электронный ресурс]: Режим доступа: http://www.juniper.com
27. Типовые решения построения сети широкополосного доступа 3PLAY.
[Электронный ресурс]: Режим доступа: http://www.juniper.com
28. Мухин В. Оптимизация оказания услуг 3 – PLAY на сети широкополосно-
го доступа. [Электронный ресурс]: Режим доступа: http://www.juniper.com
29. Модели доставки IPTV/Multiplay услуг в современных сетях широкопо-
лосного доступа. Василий Мухин, системный инженер Juniper Networks.
Инженерный вестник.
30. Сэнджой Пол. Распределение цифрового видео по широкополосным, теле-
визионным, мобильным и конвергентным сетям. Тенденции, проблемы и
решения. – Москва: Техносфера, 2012. – 440 с. ISBN 978-5-94836-305-9.
31. Василий ТКАЧЕНКО. FMC-балансировка на лезвии целесообразности. №
3 (июнь-июль) 2010. «СЕТИ И БИЗНЕС».
32. Бабин А.И. Конвергенция стационарной и мобильной связи: взгляд в бу-
дущее // Успехи современного естествознания. – 2008. – № 6. – С. 124-127;
33. MR-235 Considerations in Broadband Architecture Moving to FMC Issue: 1.
Issue Date: April 2011
126
34. Архитектура оффлоада трафика мобильных данных через сети стандарта
Wi-Fi Перевод статьи о решении Cisco SP WiFi/Service Provider Wi-Fi /
Гавлиевский С.Л. Возможности системного анализа при планировании
развития единой мультисервисной сети передачи данных ОАО «Газпром»
// Труды НИИР. – 2016. – № 1. – С. 6-10.
35. Гавлиевский С.Л. Расчет характеристик и системный анализ фрагментов
мультисервисных сетей. – Самара: Самар. гос. техн. ун-т, 2013. – 40 с.
36. Гавлиевский С.Л. Математическая модель для исследования свойств маги-
стралей транспортных сетей при использовании нескольких классов обслуживания // Инфокоммуникационные технологии. – 2011. – Т. 9. – № 4. –
С. 23-27.
37. Гавлиевский С.Л. Итерационный метод расчета характеристик магистра-
лей транспортных сетей связи // Вестник Самарского государственного
технического ун-та. Серия «Технические науки». – Самара. – 2011. – № 3
(31). – С. 54-60.
38. Гавлиевский С.Л. Расчет характеристик и системный анализ магистралей
мультисервисных сетей, построенных на базе систем спектрального
уплотнения // Труды НИИР. – 2016. – № 1. – С. 8-12.
39. Карташевский В., Сподобаев М., Гавлиевский С. Потенциал отраслевой и
вузовской науки – на развитие системного анализа // Электросвязь. – 2017.
– № 4. – С. 7-10.
127
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ .................................................................................................................. 3
1. УСЛУГИ И СЕРВИСЫ СОВРЕМЕННЫХ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ
СЕТЕЙ .......................................................................................................................... 5
1.1. Влияние степени развития телекоммуникационных сетей на уровень
развития экономики страны .......................................................................... 5
1.2. Основные тренды развития телекоммуникаций в России ......................... 6
1.2.1. Увеличение числа устройств и меняющийся профиль
коммуникаций ...................................................................................... 6
1.3. Становление цифрового домохозяйства ...................................................... 8
1.4. Оценка распределения трафика между фиксированными
и мобильными сетями .................................................................................. 10
1.5. Цели Минкомсвязи России, направленные на повышение качества
жизни в России (2012–2018 гг.) .................................................................. 11
1.6. Общие требования к системам телекоммуникаций ................................. 12
1.7. Комплексные инфокоммуникационные услуги для органов
государственной власти, местного самоуправления, корпораций ......... 13
1.8. Цели ПАО «Ростелеком» ............................................................................. 15
1.9. Резюме ........................................................................................................... 15
2. ЭВОЛЮЦИЯ АРХИТЕКТУРЫ МУЛЬТИСЕРВИСНОЙ СЕТИ
ШИРОКОПОЛОСНОГО ДОСТУПА ...................................................................... 17
2.1. Мотивация операторов на реконструкцию сетей ..................................... 17
2.2. Оптимизация затрат ..................................................................................... 17
2.3. Сокращение расходов на управление сложной структурой сети ........... 18
2.4. Роль Broadband Forum в эволюции архитектуры сетей
широкополосного доступа .......................................................................... 20
2.5. Резюме ........................................................................................................... 22
3. АРХИТЕКТУРА МУЛЬТИСЕРВИСНОЙ СЕТИ ШИРОКОПОЛОСНОГО
ДОСТУПА .................................................................................................................. 23
3.1. Использование моносервисных и мультисервисных сетей
для предоставления услуг населению ........................................................ 23
3.2. Основные компоненты архитектуры ......................................................... 26
3.3. Пример взаимодействия компонентов архитектуры при предоставлении
услуги широкополосного доступа в Интернет ......................................... 29
3.4. Точка предоставления услуг ....................................................................... 30
3.5. Использование VLAN для организации сервисов .................................... 34
3.5.1. Модель сервисной VLAN (S-VLAN) ................................................ 34
3.5.2. Клиентские VLAN (C-VLAN) ............................................................ 36
3.6. Протоколы доступа к сети ........................................................................... 42
128
3.7. Обобщенные требования к сервисной модели доступа
для подключения квартирных клиентов и механизмам их выполнения ... 46
3.8. Резюме ........................................................................................................... 48
4. КОНВЕРГЕНЦИЯ ФИКСИРОВАННОЙ И МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ ............... 50
4.1. Понятие конвергенции в телекоммуникациях .......................................... 50
4.2. Промышленная конвергенция .................................................................... 51
4.3. Конвергенция устройств .............................................................................. 53
4.4. Сетевая конвергенция .................................................................................. 54
4.5. Конвергенция услуг ..................................................................................... 56
4.6. Конвергенция приложений ......................................................................... 60
4.7. Подключение мобильных абонентов через Wi-Fi и FAP ........................ 60
4.8. Разгрузка трафика мобильных данных через точки доступа
Wi-Fi и FAP ................................................................................................... 63
4.9. Управление клиентской базой .................................................................... 66
4.11. Политика контроля и управления ресурсами .......................................... 68
4.12. Представление о полной конвергенции ................................................... 69
4.13. Примеры использования межсетевого взаимодействия между
стационарной связью следующего поколения и беспроводным
доступом 3GPP ........................................................................................... 70
4.14. Резюме ......................................................................................................... 71
5. АРХИТЕКТУРА ПРОЕКТИРУЕМОЙ СПД РТК .............................................. 72
5.1. Структура СПД РТК .................................................................................... 72
5.2. Уровень ядра ................................................................................................. 73
5.3. Региональный и сервисный уровни ............................................................ 73
5.4. Организация связи между узлами .............................................................. 74
5.5. Резюме ........................................................................................................... 76
6. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ СЕТЕЙ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ
РЕГИОНАЛЬНЫХ ФИЛИАЛОВ В ПАО «РОСТЕЛЕКОМ» ............................... 77
6.1. Целевая архитектура сети............................................................................ 77
6.2. Задачи сетей передачи данных региональных филиалов ....................... 79
6.3. Сервисы сети РСПД ..................................................................................... 80
6.4. Архитектура сети РСПД .............................................................................. 84
6.4.1. Транспортный уровень ....................................................................... 84
6.4.2. Пакетная сеть ....................................................................................... 85
6.5. Резюме ........................................................................................................... 89
7. МОДЕЛИРОВАНИЕ И СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ МУЛЬТИСЕРВИСНЫХ
СЕТЕЙ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ ............................................................................... 90
7.1. Практические возможности системного анализа ..................................... 90
7.1.1. Вводные замечания ............................................................................. 90
7.1.2. Особенности планирования развития МСПД в условиях
постоянного роста трафика ................................................................ 91
129
7.1.3. Что интересует лиц, ответственных за развитие и эксплуатацию
мультисервисной сети? ....................................................................... 92
7.1.4. Ожидаемые результаты от моделирования и системного анализа ..... 92
7.2. Расчет характеристик сети и уровней загрузки каналов при передаче
по кольцевой магистрали асимметричного трафика ................................ 95
7.3. Исследование накопления задержек при передаче пакета
по транспортной сети с кольцевой топологией ........................................ 99
7.4. Исследование влияния на характеристики сети места отказа каналов ...... 104
7.5. Расчет характеристик и системный анализ транспортных сетей,
построенных на базе систем спектрального уплотнения ...................... 112
7.5.1. Представление магистрали в виде сети массового
обслуживания .................................................................................... 112
7.5.2. Пример расчета характеристик магистрали транспортной сети
на базе системы спектрального уплотнения при использовании
нескольких классов обслуживания ................................................. 115
7.6. Расчет характеристик на участке «узел доступа – узел агрегации»
при переходе на резервные каналы .......................................................... 117
7.7. Задействование потенциала отраслевой науки ....................................... 120
7.8. Замечания, комментарии, пояснения ....................................................... 121
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ....................................................................................................... 123
ЛИТЕРАТУРА ......................................................................................................... 125
130
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]