Расчет структурно-сетевых параметров мультисервисных сетей телекоммуникаций

 

 

МИНИСТЕРСТВО СВЯЗИ И  ИНФОРМАТИЗАЦИИ

РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

Учреждение образования

«ВЫСШИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  КОЛЛЕДЖ СВЯЗИ»

Кафедра телекоммуникационных систем

 

 

 

 

 

                                                                            

 

 

 

 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

на тему

«Расчет структурно-сетевых  параметров

мультисервисных сетей телекоммуникаций»

по курсу 

«Мультисервисные сети телекоммуникаций»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнила:

студентка группы ТЭ061  ФЗО

Сташкевич В.Н.                        

Проверил:

К.И. Пирогов

 

 

Минск 2012

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

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

1. Структурная организация мультисервисной сети……………………………6
1. Способ и средства организации мультисервисной сети………………..6
2. Структурная организация мультисервисной сети………………………9
2. Структурная организация сети IP……………………………………………13
1. Основные понятия IP телефонии и виды строения сетей IP телефонии…………………………………………………………………….13
2. Способ и средства организации ТСР/IP………………………………..17
3. Расчет среднего времени доставки пакета для каждого вида информации…………………………………………………………………...19
4. Расчет структурных параметров……………………………………………..23
5. Сравнение двух структур……………………………………………………..25

Заключение……………………………………………………………………….26

Литература……………………………………………………………………….27

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Мультисервисная сеть представляет собой универсальную среду для  передачи любого вида трафика (данные, голос, видео) и на сегодняшний день самой распространённой технологией  для таких сетей является IP – MPLS. К мультисервисным сетям применяются повышенные требования с точки зрения надёжности, гарантированности предоставления сервиса и минимальной стоимости передачи в расчете на единицу объема информации.

Мультисервисные сети должны обеспечивать работу разнородных информационных и телекоммуникационных систем и  приложений в единой транспортной среде. Кроме этого, мультисервисная сеть предоставляет сервис – провайдерам  много возможностей по построению многообразных  наложенных сервисов поверх универсальной  транспортной среды – от передачи голоса по IP до интерактивного телевидения и веб – служб.

Также немаловажно, что использование  единой транспортной среды позволяет  снизить издержки на построение и  эксплуатацию сети за счет унификации оборудования, стандартов, технологий и единой централизованной системы  управления сетью. С другой стороны  современные мультисервисные сети обладают широкими возможностями по поддержке заданного SLA (Servise Level Agreement) – качество и уровень обслуживания гарантируются не только на уровне договорных соглашений с сервис – провайдером, но и на уровне технологий и сетей.

Основные особенности  мультисервисных сетей:

- универсальный характер  обслуживания разных приложений;

- независимость от технологий  услуг связи и гибкость получения  набора, объема и качества услуг;

- полная прозрачность  взаимоотношений между поставщиком  услуг и пользователями;

- возможность передачи  большому количеству пользователей  в реальном времени очень больших  объемов информации с необходимой  синхронизацией и с использованием  сложных конфигураций соединений;

- интеллектуальность (управление  услугой, вызовом и соединением  со стороны пользователя или  поставщика сервиса, раздельная  тарификации и управление условным  доступом);

- инвариантность доступа  (организация доступа к услугам  независимо от используемой технологии);

- комплексность услуги (возможность  участия нескольких провайдеров  в предоставлении услуги и  разделение их ответственности  и дохода сообразно с видом  деятельности каждого).

Архитектура и управление мультисервисных сетей.

В архитектуре мультисервисной  сети можно выделить  несколько  уровней. Магистральный уровень: является универсальной высокоскоростной платформой передачи информации, реализованной  на базе цифровых телекоммуникационных каналов (MPLS, DWDM, SDH). Уровень распределения включает узловое оборудование сети оператора, а уровень агрегирования выполняет задачи агрегации трафика с уровня доступа и подключения к магистральной (транспортной) сети (MPLS, Gigabit Ethernet, ATM, CWDM). Уровень доступа включает корпоративные или внутридомовые сети, а также каналы связи, обеспечивающие их подключения к узлу (узлам) распределения сети (Fast/Gigabit Ethernet, ISDN, xDSL,Wi-Fi, WiMAX).

Для управления мультисервисной  сетью требуется высокоуровневая  интеллектуальная система. В сети одновременно передается множество разных видов  трафика, причем для каждого из них  требуется безусловное соблюдение одних параметров и допускаются  более или менее серьезные  уступки по другим, требуется использование  специализированных средств, не допускающих  перегрузки сети и нарушения требуемого качества. Сеть должна самостоятельно устранять перегрузки, автоматически  решая, чем можно пожертвовать в  разных случаях – полосой пропускания, временем доставки или, для отдельных  потоков, целостностью информации.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. СТРУКТУРНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ МУЛЬТИСЕРВИСНОЙ СЕТИ

 

1. Способ и средства организации мультисервисной сети

Концепция мультисервисности  содержит несколько аспектов, относящихся  к различным сторонам построения сети.

Во – первых, конвергенция загрузки сети, определяющая передачу различных типов трафика в  рамках единого формата представления  данных. Например, в настоящее время  передача аудио - и видеотрафика происходит в основном через сети, ориентированные  на коммутацию каналов, а передача данных – по сетям с коммутацией пакетов. Конвергенция загрузки сети определяет тенденцию использования сетей  с коммутацией пакетов для  передачи и аудио - и видеопотоков, и собственно данных сетей. Однако это  не отрицает требования дифференцирования  трафика в соответствии с предоставляемым  качеством услуг.

Во – вторых, конвергенция протоколов, определяющая переход от множества существующих сетевых  протоколов к общему (как правило, IP). В то время, как существующие сети предназначены для управления множеством протоколов, таких как IP, IPX, AppleTalk, и одного типа данных, мультисервисные сети ориентируются на единый протокол и различные сервисы, требующие для поддержки различных типов трафика.

В – третьих, физическая конвергенция, определяющая передачу различных типов трафика в  рамках единой сетевой инфраструктуры. И мультимедийный, и голосовой  трафики могут быть переданы с  использованием одного и того же оборудования с учетом различных требований к  полосе пропускания, задержкам и  «дрожанию» частоты. Протоколы резервирования ресурса, формирования приоритетных очередей  и качества обслуживания (QoS), позволяют дифференцировать услуги, предоставляемые для различных видов трафика.

В – четвертых, конвергенция устройств, определяющая тенденцию  построения архитектуры  сетевых  устройств, способной в рамках единой системы поддерживать разнотипный  трафик. Так, коммутатор поддерживает коммутацию Ethernet – пакетов, IP – маршрутизацию и соединения АТМ. Устройства сети могут обрабатывать данные, передаваемые в соответствии с общим протоколом сети (например, IP) и имеющие различные сервисные требования (например, гарантии ширины полосы пропускания, задержку и др.). Кроме того, устройства могут поддерживать как Web – ориентированные приложения, так и пакетную телефонию.

В – пятых, конвергенция приложений, определяющая интеграцию различных функций в рамках единого  программного средства. Например, Web – браузер позволяет объединить в рамках одной страницы мультимедиа – данные типа звукового, видеосигнала, графики высокого разрешения и др.

В – шестых, конвергенция технологий выражает стремление к созданию единой общей технологической базы для построения сетей связи, и  способной удовлетворить требованиям  и региональных сетей связи, и  локальных вычислительных сетей. Такая база уже существует: например, асинхронная система передачи (АТМ) может использоваться для построения как региональных, так и локальных вычислительных сетей.

В – седьмых, организационная  конвергенция, предполагающая централизацию  служб сетевых, телекоммуникационных, информационных под управлением  менеджеров высшего звена, например, в лице вице – президента.  Это  обеспечивает необходимые организаторские  предпосылки для интегрирования голоса, видеосигнала и данных в  единой сети.

Все перечисленные аспекты  определяют различные стороны проблемы построения мультисервисных сетей, способных передавать трафик различного типа, как в периферийной части  сети, так и в ее ядре.

Мультисервисная сеть позволяет  поддерживать следующие виды услуг:

- городская компьютерная  сеть с постоянной скоростью  100 Мбит/с;

- обмен различной информацией  между пользователями сети  (музыкой,  фильмами, играми, фотографиями, электронными  документами и т. д.);

- доступ к игровым серверам  компьютерных клубов города;

- высокоскоростной доступ  в Internet (до 10 Мбит/с);

- IP – телефония (при подключении к сети пользователь получает возможность подключить IP – телефон с городским номером, и дешевыми междугородними звонками);

- объединение удаленных  корпоративных сетей (сетей организаций,  компьютерных клубов и т.д.);

- создание виртуальных  корпоративных сетей (VPN), коммутируемых и управляемых пользователем.

Выбор технологий для магистрали сети доступа зависит от конкретных условий и определяется целым  рядом факторов – таких, как преобладающий  тип трафика, существующая кабельная  инфраструктура и возможность ее развития, уже эксплуатируемое оборудование и другие.

Для магистралей сети наилучшим  решением, обеспечивающим масштабируемую пропускную способность и гарантированное  качество услуг QoS, в настоящее время является технология АТМ.

Введение нескольких типов  трафика и приоритетное обслуживание являются еще одной особенностью технологии АТМ, которая позволяет  ей успешно совмещать в одном  канале синхронные и асинхронные  пакеты.

В сетях АТМ соединение конечного узла с сетью осуществляется индивидуальной линией связи, а коммутаторы  соединяются между собой каналами с уплотнением, которые передают всех узлов, подключенных к соответствующим  коммутаторам ( рисунок 1).

 

Рисунок 1 – Структура  сети АТМ

 

Сеть АТМ имеет структуру, похожую на структуру телефонной сети – конечные станции соединяются  с коммутаторами нижнего уровня, которые в свою очередь соединяются  с коммутаторами более высоких  уровней. Коммутаторы АТМ пользуются адресами конечных узлов для маршрутизации  трафика в сети коммутаторов.

Ячейки данных, используемые в АТМ, меньше в сравнении с  элементами данных, которые используются в других технологиях. Небольшой, постоянный размер ячейки, используемый а АТМ, позволяет:

- передавать данные по  одним и тем же физическим  каналам, причем как при низких, так и при высоких скоростях;

- работать с постоянными  и переменными потоками данных;

- интегрировать любые  виды информации: тексты, речь, изображения,  видеофильмы;

- поддерживать соединения  типа точка – точка, точка  – множество, множество – множество.

Технология АТМ предполагает межсетевое взаимодействие на трёх уровнях.

Для передачи данных от отправителя  к получателю в сети АТМ создаются  виртуальные каналы, VC (англ. Virtual Circuit), которые бывают двух видов:

- постоянный виртуальный  канал, PVC (Permanent Virtual Circuit), который создаётся между двумя точками и существует в течении длительного времени, даже в отсутствии данных для передачи;

- коммутируемый виртуальный  канал SVC (Switched Virtual Circuit), который создается между двумя точками непосредственно перед передачей данных и разрывается после окончания сеанса связи.