3.6. Расчет параметров транспортного медиашлюза

Базовыми компонентами любой сети NGN являются следующие функциональные объекты: медиашлюзы, сигнальные шлюзы, транспортные медиашлюзы (ТMШ), совмещающие функции медиашлюзов и сигнальных шлюзов, гибкие коммутаторы. Физически ТМШ и сигнальный шлюз могут быть реализованы в виде отдельного оборудования и представляют собой соответственно точки концентрации пользовательской нагрузки и сигнальной нагрузки.

Расчет параметров медиашлюза сводится к определению его производительности по обслуживанию вызовов, а также числа и типов необходимых интерфейсов подключения (транспортного ресурса) со стороны сети доступа и транспортной сети для передачи речевого трафика и трафика данных.

Речевой трафик, поступающий из сетей с коммутацией каналов, сначала преобразуется медиашлюзом в пакетный вид, затем он инкапсулируется в пакеты IP . При этом к пакету добавляются заголовки протоколов RTP и UDP размером 12 и 8 байт соответственно. Дополнительно необходимы 20 байт для речевого IP-пакетирования и 14 байт для протокола Ethermet.

Общий размер заголовков составляет 54 байта, которые передается каждый раз при отправке пакета, содержащего речевую информацию. На рис. 7 показан кадр, передаваемый по IP сети.

Длина поля полезной нагрузки RTP зависит от используемого кодека. Так, например, для кодека G.711, работающего со скоростью V_cod = 64 кбит/с при длительности пакетирования 10 мс величина поля полезной нагрузки равна 10мс/0,125мс =80 байт, при длительности пакетирования 20 мс – 160 байт. Общая длина кадра при использовании этого кодека и 80 байт речевой информации составляет 134 байта. Транспортный ресурс , который необходим для передачи информации одного кодека равен:

V_trans.cod =k∙V_cod, (41)

где V_cod – скорость передачи кодека;

k- коэффициент избыточности, равный отношению общей длины кадра к длине речевого кадра.

Для кодека G.711 требуется следующий транспортный ресурс:

V ¹⁰_{trans.cod. G.711} = 64∙134/80=107,2 кбит/с;

V ²⁰_{trans.cod. G.711} = 64∙214/160=85,8 кбит/с;

Интерфейс подключения, требуемый для передачи речевого трафика в сторону опорной сети IP/MPLS, может быть рассчитан следующим образом: математическое ожидание числа одновременно занятых линий в направлении связи численно равно интенсивности обслуженной нагрузки, выраженной в эрлангах. Следовательно, можно считать, что математическое ожидание одновременно работающих кодеков равно сумме нагрузок поступающих на медиашлюз в ЧНН:

V_{ТМШ-IP/MPLS} = V_trans.cod∙ Y_ТМШ. , где

Y_ТМШ. = (Y_{исхi-ТМШ.} + Y_{вх-ТМШ-i} ) +( Y_{исхЗУС-ТМШ.} +

+ Y_{вхТМШ-ЗУС}) + Y_{исхТМШ-УСС} , (42)

где i номера АТС, соединенных с медиашлюзом.

Использование транспортного ресурса в сетях IP может достигать величины 0,8. Тогда необходимый транспортный ресурс:

V_ТМШ = V_{ТМШ.-IP/MPLS} / 0,8 . (43)

Производительность транспортного медиашлюза определяется как сумма числа вызовов, поступающих в час наибольшей нагрузки на медиашлюз от фрагментов сети с коммутацией каналов и с коммутацией пакетов. Интенсивность потока вызовов, на медиашлюз в ЧНН можно определить по формуле:

, (44)

где t_обс. – средняя длительность обслуживания вызовов в секундах.

Среднюю длительность обслуживания вызовов принять одинаковой для всех вызовов, совпадающей со средней длительностью занятия выходов

АТСЭ-3 t_вых.

Интенсивность поступления кадров от одного работающего кодека равна:

, (45)

где L_pac.cod -общая длина кадра кодека.

Для кодека G.711 при длительности пакетирования 10 мс

кад/с.

При расчёте необходимого транспортного ресурса и производительности транспортного медиашлюза значение интенсивности нагрузки, поступающей на медиашлюз, взять из предыдущего задания.

Помимо пользовательской информации, на медиашлюз поступают сообщения протокола MEGACO, для которого также должен быть выделен транспортный ресурс.

V _MEGACO =k_sig ∙λ∙L _MEGACO∙N _MEGACO / 450/0,9 , (46)

где k_sig - коэффициент, использования транспортного ресурса при передаче сигнальной информации. Примем значение k_sig равным 5;

λ_тмш- интенсивность потока вызовов, поступающих на медиашлюз в ЧНН;

L _MEGACO – средняя длина сообщения протокола MEGACO в байтах ( при расчёте принять равным 150 байт);

N _MEGACO – среднее число сообщений MEGACO, приходящихся на один вызов (при расчёте принять равным 10);

1/450 – результат приведения размерности «байт в час» к «бит в секунду».