Первый этап реализации концепции NGN

Стр 1 из 14Следующая ⇒

Федеральное государственное образовательное бюджетное учреждение высшего профессионального образования

МОСКОВСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ СВЯЗИ И ИНФОРМАТИКИ

Кафедра Сетей связи и систем коммутации

Методические указания

по курсовому проектированию

«Расчёт оборудования мультисервисных сетей связи»

по дисциплине

СИСТЕМЫ КОММУТАЦИИ

для студентов, обучающихся по

направлению подготовки 210700–Инфокоммуникационные технологии и системы связи

Москва, 2013

План УМД 2012-2013 уч. г.

Методические указания

по курсовому проектированию

«Расчёт оборудования мультисервисных сетей связи»

по дисциплине

СИСТЕМЫ КОММУТАЦИИ

Составители: Е.Е. Маликова, к. т.н., доцент;

Ц.Ц. Михайлова, к. т. н., доцент;

А.П. Пшеничников, к. т. н., профессор.

Утверждено на заседании кафедры

14 мая 2013г. протокол № 6

Рецензент: к. т. н., доцент В.Ю. Деарт

Оглавление Стр.

Введение………………………………………………………………........... 4

1. Основы концепции сетей последующих поколений – NGN…………….4

1.1. Функциональная модель NGN..................................................................... 4

1.2. Первый этап реализации концепции NGN………………......................... 5

1.3. Второй этап реализации концепции NGN…………………….................. 9

2. Принципы построения мультисервисных сетей связи на базе платформы IMS……………………………………………………………. 9

2.1. Функциональная архитектура подсистемы передачи мультимедийных сообщений………………………………………........................................ 9

2.2. Протоколы сигнализации…………………………………………….... .. 12

3. Принципы проектирования фрагмента мультисервисной сети связи на существующей ГТС…………………………………………………... 13

3.1. Исходные данные для проектирования …………………………….. 13

3.2. Разработка схемы организации связи фрагмента мультисервисной сети…………………………………………………………………. … 16

4. Расчёт интенсивности нагрузки и её распределение………………… 19

4.1. Расчет интенсивности нагрузки от абонентов фрагмента ГТС с коммутацией каналов...........................................................................................19

4.1.1. Число абонентов различных категорий .......................................... 19

4.1.2. Интенсивность поступающей нагрузки на АТС ............................ 19

4.1.3.Интенсивности исходящей от АТС нагрузки, нагрузки к УСС и ЗУС .................................................................................................... 20

4.2. Расчет интенсивности поступающей нагрузки от абонентов фрагмента МСС ............................................................................................................21

4.2.1. Интенсивность поступающей нагрузки на MSAN₁...........................22

4.2.2. Распределение нагрузки от MSAN₁ ....................................................22

4.2.3. Интенсивность поступающей нагрузки на MSAN₂ ...........................23

4.2.4. Распределение нагрузки от MSAN₂ ....................................................24

4.2.5. Интенсивность нагрузки от MSAN к УСС .........................................25

4.2.6. Интенсивность нагрузки от MSAN к ЗУС ..........................................26

4.3. Распределение интенсивности исходящей нагрузки ..............................27

4.3.1. Распределение исходящей нагрузки между АТСЭ ..........................27

4.3.2. Распределение нагрузки от АТСЭ к MSAN .......................................28

4.3.3. Распределение исходящей нагрузки от MSAN к АТСЭ ................. 29

4.3.4. Расчёт числа соединительных линий на направлениях межстанционной связи ..........................................................................................32

4.3.5. Интенсивность нагрузки от фрагмента сети с КК к фрагменту сети с КП .............................................................................................................33

5. Расчёт объема оборудования мультисервисной сети связи………… ..........33

5.1. Расчет транспортного ресурса мультисервисных узлов доступа ........34

5.1.1.Формулы для расчёта транспортного ресурса .....................................34

5.1.2. Транспортный ресурс между фрагментом сети с КК и MSAN₁.......35

5.1.2. Транспортный ресурс между фрагментом сети с КК и MSAN₂........36

5.1.3. Транспортный ресурс для связи с ЗУС и УСС....................................37

5.1.4. Транспортный ресурс для передачи сигнальных сообщений............37

5.1.5. Транспортный ресурс между MSAN....................................................42

5.2.Транспортный ресурс для передачи сигнальных сообщений SIGTRAN..................................................................................................................43

5.3. Расчёт производительности MGCF............................................................44

5.4. Расчет канального ресурса для подключения к транспортной пакетной сети ..........................................................................................................................47

6. Краткая характеристика коммутационного оборудования.............................48

Литература…………………………………………………………………

Приложения……………………………………………………….………

Введение

Концепцию сетей последующих поколений - NGN (Next Generation Networks) Международный союз электросвязи (МСЭ-Т) рассматривает как составную часть Глобального информационного общества (ГИО), технической основой которого является глобальная информационная инфраструктура (ГИИ). Основные положения концепции изложены в рекомендациях МСЭ-Т серии Y.20xx [5]. Так, в рекомендации Y.2001 указано, что NGN задумана как конкретная реализация ГИО. Эта рекомендация определяет целевые и фундаментальные характеристики NGN, одной из которых является принцип технологического разделения передачи и коммутации (транспорта), управления вызовами, управления услугами. В указанной рекомендации регламентированы основные возможности NGN, архитектурные принципы и модели, реализация качества обслуживания по принципу «из конца в конец», управление, безопасность, нумерация и адресация, устойчивость к воздействию дестабилизирующих факторов и др.

В рекомендации Y.2011 определена роль NGN в ГИИ, рассмотрена её взаимосвязь с базовой эталонной моделью взаимодействия открытых систем, описан принцип отделения транспортного уровня сети от уровня формирования услуг, определена структура функциональной модели, рассмотрено межсетевое взаимодействие NGN с другими сетями.

Достаточно детальное описание принципов построения NGN можно найти в отечественной литературе, например, в [10].

1. Основы концепции сетей последующих поколений-NGN

Функциональная модель NGN

Базовым принципом концепции NGN является отделение друг от друга функций переноса и коммутации (прозрачной передачи информации пользователя между сетевыми окончаниями без какого-либо анализа или обработки ее содержания), функций управления вызовами и функций управления услугами.

Функциональная модель сетей NGN в общем случае может быть представлена следующими уровнями:

- уровень доступа;

- транспортный уровень;

-уровень управления коммутацией и передачей сообщений (управления вызовами);

- уровень управления услугами.

Уровень доступа содержит сеть абонентского доступа.

Задачей транспортного уровня является прозрачная передача информации пользователя.

Задачей уровня управления коммутацией и передачей является обработка сигнальной информации, маршрутизация и управление потоками вызовов.

Уровень управления услугами содержит функции управления логикой услуг и приложений и представляет собой среду, обеспечивающую:

- предоставление инфокоммуникационных услуг;

- управление услугами;

- создание и внедрение новых услуг;

- взаимодействие различных услуг.

Функции обслуживания телекоммуникационной инфраструктуры реализуются на уровне эксплуатационного управления — поддерживаются функции активизации абонентов и услуг, техобслуживания, биллинга и другие эксплуатационные задачи.

Технической основой концепции NGN (телекоммуникационной инфраструктурой) является мультисервисная сеть связи (МСС).

Первый этап реализации концепции NGN

На первом этапе реализации концепции NGN решались задачи передачи голоса по сети IP (Internet Protocol) с приемлемым качеством и сопряжения сетей с коммутацией пакетов и с коммутацией каналов. Для решения проблемы качества передачи сообщений реального времени стек протоколов TCP/IP дополнен стеком протоколов MPLS.

Мультисервисная сеть строилась на базе программных (гибких) коммутаторов (Softswitch) (рис.1.1). На основании анализа полученной сигнальной информации программный коммутатор управляет установлением RTP-сессий между окончаниями (терминалами или шлюзами). Информационные потоки (аудио, видео) передаются в пределах RTP-сессии через транспортную пакетную сеть, минуя программные коммутаторы. Каждый программный коммутатор управляет терминалами определенной области (домена).

Важнейшей функцией программного коммутатора является обеспечение корректного взаимодействия с сетями с коммутацией каналов (ТфОП, СПСС поколения 2G). В этом случае программный коммутатор работает в качестве контроллера транспортных шлюзов MGC (Media Gateway Controller). MGC обеспечивает сопряжение сетей по сигнализации и управляет транспортными шлюзами. Каждый MGC понимает и обрабатывает сигнализацию сетей с коммутацией каналов: ОКС №7 (ISUP), DSS1 (Q.931), протокол V5.2. Если сигнальные каналы могут быть физически подключены к MGC, например, с помощью потоков Е1, то проблем с их обработкой не возникает.

При подключении сигнальных каналов из сети с коммутацией каналов к программному коммутатору через пакетную сеть необходимо обеспечить передачу сигнальной информации с сохранением не только содержимого сигнальных сообщений, но и порядка их следования и поддержкой процедур защиты от ошибок. Эти функции выполняют сигнальные шлюзы (SGW), которые со стороны сетей с коммутацией каналов поддерживают окончание звеньев сигнализации и с помощью протокола транзита сигнализации (SIGTRAN) обеспечивают надежную пересылку сигнальных сообщений в MGC. В зависимости от вида сигнализации существуют различные модификации протоколов адаптации SIGTRAN (M2UA, M3UA, IUA, V5UA).

Транспортные (транкинговые) шлюзы должны:

- обеспечивать прием аудио потоков из сетей с коммутацией каналов;

- при необходимости выполнять их перекодирование;

- выполнять пакетизацию речи;

- обеспечивать контроль текущих параметров качества передачи по установленным RTP-сессиям.

Исходя из выполняемых функций транспортные шлюзы можно разделить на:

- шлюзы соединительных линий или транкинговые шлюзы - TGW (Trunking Gateway), к которым подключаются потоки Е1, соединяющие АТС ТфОП или центры коммутации (ЦК) сетей подвижной сотовой связи (СCПС) с сетью NGN. Часто в транкинговый шлюз включаются соединительных линий от существующих телефонных станций с сигнализацией ОКС№7 от цифровых АТС и с сигнализацией R1,5 для подключения координатных АТС. В этом случае транкинговый шлюз выполняет также и роль сигнального шлюза;

- шлюзы доступа - AGW (Access Gateway) предназначены для включения сетей доступа AN (Access Network) через интерфейс V5.2, который может включать от 2 до 16 первичных потоков Е1, или для подключения УПАТС через интерфейс первичного доступа PRA сети ISDN (30B+D);

- резидентные (абонентские) шлюзы доступа - RAGW (Residential Access Gateway) для подключения аналоговых абонентских линий, в которые включаются традиционные телефонные аппараты ТФОП, аналоговые модемы, факсимильные аппараты, модемы xDSL. В эти шлюзы также могут включаться цифровых абонентских линий ISDN, к которым подключается терминальное оборудование базового доступа BRA (2B+D). RАGW обычно размещаются в непосредственной близости от точек подключения абонентов.

Часто конструктивно резидентный шлюз и шлюз доступа реализуются в виде единого мультисервисного узла доступа MSAN (Multi-Service Access Node). В состав такого MSAN обязательно входит пакетный коммутатор Ethernet, в который включаются непосредственно все источники нагрузки, работающие по пакетным технологиям: локальные вычислительные сети LAN и мультимедийные терминалы на базе протоколов SIP, H.323 (Рис. 1.2) [15].

Число резидентных шлюзов определяется исходя из параметров критичности длины абонентской линии, значения прогнозируемой нагрузки, топологии первичной сети (если таковая уже существует), наличия помещений для установки, технологических показателей оборудования, предполагаемого к использованию.

Рис.1.1. Схема МСС на базе программных коммутаторов

Рис. 1.2. Структура мультисервисного узла доступа MSAN

Зона обслуживания резидентного шлюза доступа должна создаваться таким образом, чтобы максимальная длина абонентской линии не превышала 4-5 км (затухание абонентской линии не более 6 дБ). Если шлюз производит подключение оборудования сети доступа интерфейса V5.2, LAN либо УПАТС, то зона обслуживания шлюза включает в себя и зоны обслуживания подключаемых абонентов.

Контроллеры MGC управляют работой транспортных шлюзов при помощи протокола H.248/MEGACO. При работе с резидентными шлюзами (RАGW) протокол H.248/MEGACO обрабатывает этапы аналоговой абонентской сигнализации (абонент снял трубку, набрал цифру номера и т.д.) как последовательность событий, о наступлении которых шлюз уведомляет MGC. Таким образом, MGC получает сигнальную информацию от абонентов, используя только возможности протокола H.248/MEGACO.

Для защиты ядра сети NGN от внешних угроз на границе между магистральной сетью IP/MPLS и внешними сетями устанавливаются пограничные контроллеры сессий - SBC (Session Border Controller).

Уровень услуг в сети NGN на базе программных коммутаторов представлен различными серверами приложений - AS (Application Server), в качестве которых могут выступать как традиционные платформы интеллектуальной сети SCP, так и различные открытые сервисные платформы (OSP, OSA/PARLAY) [3].

Для передачи голоса по сети с коммутацией пакетов организациями МСЭ-Т и IETF (Internet Engineering Task Force) разработаны технологии H.323 и SIP (Session Iinitiation Protocol). Стек протоколов H.323 предложен МСЭ-Т в рекомендации H.323. Сети, построенные на базе протоколов H.323 ориентированы на интеграцию с телефонными сетями с коммутацией каналов. Протокол SIP широко применяется для предоставления мультимедийных услуг. Одной из важнейших особенностей протокола SIP является его независимость от транспортных технологий. Основными протоколами сигнализации взаимодействия между Softswitch являются SIP-T и BICC.

В настоящее время задачи первого этапа реализации концепции NGN успешно решены, в том числе в России: на сетях работают программные коммутаторы самых разных производителей (Alcatel-Lucent, Huawey, Iskratel, Протей и др.).

Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 1539; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

12 3 4 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!