Проектирование цифровой городской телефонной сети ГТС

V_A-N+ V_A-M+ V_A-L+ V_A-K+ V_A-J+ V_A-I+ V_A-H+ V_A-G+ V_A-F+ V_A-E+ V_A-D+

+ V_D-E+ V_D-F+ V_D-G+ V_D-H+ V_D-I+ V_D-J+ V_D-K+ V_D-L+ V_D-M+ V_D-N+

+ V_E-F+ V_E-G+ V_E-H+ V_E-I+ V_E-J+ V_E-K+ V_E-L+ V_E-M+

+ V_F-G+ V_F-H+ V_F-I+ V_F-J+ V_F-K+ V_F-L+ V_F-M+

+ V_M-L+ V_M-K+ V_M-J+ V_M-I+ V_M-H+ V_M-G+

+ V_G-H+ V_G-I+ V_G-J+ V_G-K+ V_G-L+

+ V_L-K+ V_L-J+ V_L-I+ V_L-H+

+ V_H-I+ V_H-J+ V_H-K+

+ V_K-J+ V_K-I+

+ V_I-J;

 

 

Для остальных участков кольца,  число ПЦТ рассчитывается по аналогичным формулам.

 

V_I =215,

V_II=253

V_III =241,

V_IV =235,

V_V =224,

V_VI =215,

V_VII =225,

V_VIII =258,

V_IX =266,

V_X =205,

V_XI =264,

V_XII =250,

V_XIII=243

 

Таким образом, максимальное значение пропускной способности будет на III участке цифрового кольца (266 ПЦТ). Значит, пропускная способность проектируемого кольца должна быть:    С = 266 ∙ 1,4 = 373ПЦТ

где 1,4 – коэффициент запаса на развитие сети.

 

Оптимальный тип системы  передачи SDH, который может обеспечить такое количество ПЦТ, это STM-16. Его пропускная способность — 1008 потока. Однако, в нашем случае система будет загружена лишь на половину, оставшуюся пропускную способность кольца можно сдавать в аренду другим операторам связи, таким как кабельное телевиденье, Internet – операторам и др.

Для передачи служебной  информации между станциями, включенными  в кольцо,   используется общеканальная сигнализация ОКС №7.

           Для построения цифрового кольца  выберем волоконно-оптический кабель  производства ЗАО «Самарская  оптическая кабельная компания»  следующей маркировки:

ОКЛ – 01 – 6 – 24 - 10/125 - 0,36/0,22  – 3,5/18 – 1,0

 

Компактная конструкция  с наружной оболочкой из материалов не распространяющих горение, с низким газо-, дымовыделением, с количеством  оптических волокон (ОВ) от 2 до 144, различной  допустимой растягивающей нагрузкой  по требованию заказчика, для прокладки внутри зданий и сооружений, кабельную канализацию, специальные трубы, коллекторы, по мостам и эстакадам.

Кол-во ОВ в кабеле до 24,                                                       Кол-во элементов 6,

Кол-во ОВ в трубках 2/4,                                                         Диаметр кабеля 10.3 мм,

 Вес кабеля 105 кг/км,

Раздавливающая нагрузка (Н/10 см) не менее 2500,

Растягивающая нагрузка (Н) не менее: статическая – 1000 и динамическая- 1150,                                  Радиус изгиба (мм) - монтаж/ эксплуатация 205 / 155

Параметры эксплуатации

Температурный диапазон:

эксплуатация – от минус 60ºС до плюс 50ºС

монтаж – не ниже минус 5ºС

транспортирование и  хранение – от минус 60ºС до плюс 50ºС

Строительная длина  – от 1 до 6 км

Срок службы – не менее 25 лет

Имеется значительное число  модификаций этого кабеля, учитывающих  особенности его прокладки, защиты и усиления конструкции путем  применения оболочек и брони.

 

 

7.Расчет оборудования шлюзов (Media Gateway)

7.1 Расчет нагрузки, поступающей на абонентский медиашлюз

 

Для удобства расчетов пронумеруем  последовательно все оборудование сети, включенное в сеть SDH и пакетную транспортную сеть (табл. 8.1).

 

Таблица 8.1 Нумерация оборудования сети

 

Нумерация	Индекс ОПС, шлюзов NGN
1	ОПС-21/22
2	ОПС-23
3	ОПС-24/25
4	ОПС-26/27
5	ОПС-28
6	ОПС-29
7	ОПС-41/42
8	ОПС-43
9	ОПС-44/45
10	ОПС-46/47
11	ОПС-48
12	ОПС-49/50
13	АМШ-71/72
14	АМШ-73
15	АМШ-74
16	АМТС

 

Общая нагрузка, поступающая на абонентский медиашлюз определяется по формуле:

   (1)

 – расчетное значение нагрузки, берется из таблицы 3.3

Рассчитаем общую нагрузку, поступающую  на каждый из абонентских медиашлюзов.

 

Для шлюза АМШ-71/72

Для шлюза АМШ-73

Для шлюза АМШ-74

7.2 Определение транспортного ресурса и интерфейса подключения абонентских медиашлюзов к пакетной сети

 

7.2.1 Определение транспортного ресурса, необходимого для передачи медиа-трафика

 

Общий транспортный ресурс шлюза может быть определен как сумма всех необходимых составляющих:

  (2)

Транспортный ресурс, который  должен быть выделен для передачи в пакетной сети трафика, поступающего на абонентский медиашлюз, при условии использования кодека типа G.711:

    (3)

где k— коэффициент использования ресурса, k = 1,25.

В таблице 7.2 приведены значения коэффициентов сжатия и ширины полосы пропускания различных кодеков.

 

Таблица 7.2 Параметры речевых кодеков

 

Кодек	Диапазон коэффициента сжатия	Рассматриваемый коэффициент сжатия	Полоса пропускания, кбит/с	Полоса пропускания с учетом подавлений пауз, кбит/с
G.711 μ-закон	1 - 4	4	84,80	46,59
G.711 А-закон	1-4	4	84,80	69,52
G.726	1 - 9	9	37,69	37,69
G.729а	1 - 8	3	14,13	12,12

 

В данном примере используется кодек G.711.

Определим транспортный ресурс, необходимый  для передачи в пакетной сети медиа  трафика:

,

,

.

7.2.2 Определение транспортного ресурса абонентского медиашлюза, необходимого для передачи сигнальной информации

Транспортный ресурс шлюза, необходимый  для передачи сигнальной информации определяется по формуле:

  (4),

где – удельная интенсивность вызовов от абонентов, использующих доступ по аналоговой телефонной линии в ЧНН; =5 выз/час;

L_MEGACO – средняя длина сообщения (в байтах) протокола MEGACO, используемого при управлении коммутацией на шлюзе;

N_MEGACO – среднее количество сообщений протокола MEGACO при обслуживании вызова;

 – коэффициент использования транспортного ресурса при передаче сигнальной нагрузки. По аналогии с расчетом сигнальной сети ОКС№7 примем значение = 5, что соответствует нагрузке в 0,2 Эрл;

1/450 – результат приведения  размерностей «байт в час»  к «бит в секунду» (8/3600 =1/450).

Ориентировочно можно  принять, что средняя длина всех сообщений протокола MEGACO равна 50 байтам, а среднее количество сообщении в процессе обслуживания вызова равно 10.

Определим транспортный ресурс каждого  шлюза, необходимый для передачи сигнальной информации протокола  MEGACO:

 

 

 

Определим суммарный транспортный ресурс абонентских медиашлюзов:

 

 Для подключения шлюза АМШ-71/72 к пакетной сети используется интерфейс FastEthernet (100 Мбит/с).

 

 Для подключения шлюза АМШ-73 к пакетной сети используется интерфейс FastEthernet (100 Мбит/с).

 

 Для подключения шлюза АМШ-74 к пакетной сети используется интерфейс FastEthernet (100 Мбит/с).

7.3 Определение транспортного ресурса и интерфейса подключения транзитного шлюза к пакетной сети

Транспортный ресурс, необходимый  для передачи телефонного трафика в пакетную сеть, поступающего на транзитный шлюз от ССОП:

, бит/с   (5),

где – общая телефонная нагрузка, поступающая на транзитный шлюз от всех АТС ССОП.

Определим нагрузку на каждый участок  кольца сети NGN.

_{Нагрузка на участок IX (см. рис. 5.1 и обозначения из таблицы 6.1):}

Нагрузка на остальных  участках пакетной сети (X, XI и XII) определяется аналогично.

Транспортный ресурс i-го участка пакетного кольца, необходимый для передачи медиатрафика, определяется по формуле:

  (6),

где – телефонная нагрузка на i-ом участке пакетной сети, Эрл.

Для рассматриваемого примера:

Транспортный ресурс i-го участка, необходимый для передачи сигнальной нагрузки:

 (7),

где L_SIGTRAN – средняя длина сообщения (в байтах) протокола SIGTRAN;

N_SIGTRAN – среднее количество сообщений протокола SIGTRAN при обслуживании вызова;

L_MEGACO – средняя длина сообщения (в байтах) протокола MEGACO, используемого для управления транспортным шлюзом;

N_MEGACO – среднее количество сообщений протокола MEGACO при обслуживании вызова.

 – число вызовов в секунду.

  (8)

Определим транспортный ресурс сигнального шлюза, необходимый  для передачи сигнальной нагрузки.

.   Пусть

 , выз/с.

Ориентировочно можно  принять, что средняя длина всех сообщений протокола MEGACO равна 40 байтам, а среднее количество сообщении в процессе обслуживания вызова равно 8; средняя длина всех сообщений протокола SIGTRAN равна 45 байтам, а среднее количество сообщении в процессе обслуживания вызова равно 10.

В данном случае используется совместная реализация функций ТМШ и СШ, т.е. используется транзитный шлюз (ТШ). Транспортный ресурс транзитного шлюза будет равен:

Для подключения шлюза ТШ к коммутатору пакетной сети используется интерфейс 1GEthernet.

Транспортный ресурс на участках X, XI и XII определяется аналогично. По максимальному значению транспортного ресурса на отдельном участке определяется интерфейс для взаимодействия коммутаторов пакетной сети.

В данном примере транспортный ресурс, необходимый для передачи сигнального  и медиа трафика, максимален на участке IX ( ). Следовательно, для взаимодействия коммутаторов пакетной сети необходимо использовать технологию 1GEthernet.

 

 

8.Расчет оборудования гибкого коммутатора (Softswitch)

8.1 Расчет производительности гибкого коммутатора (ГК)

 

Нагрузка, поступающая на гибкий коммутатор ГК, определяется формулой:

,

_{где – сигнальная нагрузка на ГК от ТШ,}

 _{а – сигнальная нагрузка на ГК от АМШ.}

 

 

Рис. 8.1 – Схема передачи сигнальных нагрузок в сети NGN

 

Основной характеристикой гибкого коммутатора ГК является его производительность, которая определяется числом вызовов, обслуживаемых ГК в ЧНН. Численно производительность ГК может быть определена исходя из известной телефонной нагрузки, обслуживанием которой управляет  ГК, по формуле:

 _{выз/час,}

где t – средняя длительность одного телефонного соединения.

Для рассматриваемого примера

_{Таким образом,}

Для сравнения – производительность современных гибких коммутаторов может  достигать 1-2 млн. вызовов в ЧНН.

8.2 Расчет транспортного ресурса подключения гибкого коммутатора к пакетной сети

 

Транспортный ресурс, которым гибкий коммутатор ГК должен подключаться к пакетной сети, для обслуживания вызовов определяется по формуле:

Ориентировочно можно принять, что средняя длина всех сообщений  протокола MEGACO равна 50 байтам, а среднее количество сообщении в процессе обслуживания вызова равно 10; средняя длина всех сообщений протокола SIGTRAN равна 45 байтам, а среднее количество сообщении в процессе обслуживания вызова равно 10.

Для рассматриваемого примера:

Таким образом, для подключения ГК к коммутатору пакетной сети необходимо использовать интерфейс Ethernet со скоростью 10 Mбит/с.

При определении интерфейсов подключения оборудования к пакетной  транспортной сети следует исходить из следующих правил:

• для подключения используется стандартным интерфейс с превышением параметров информационного потока, т.е. например, если информационный поток, равен 20 Мбит/с, то используется стандартный интерфейс 100 Мбит/с, а не 2 интерфейса по 10 Мбит/с;
• каждый объект пакетной сети с целью резервирования подключается с резервным интерфейсом по схеме резервирования 1:1 (т. е. если необходим для обслуживания потока 1 интерфейс, то используется 2 интерфейса).