Проектирование оборудования доступа сетей следующего поколения NGN

 

 

 

 

 

Практическая работа : «Проектирование оборудования доступа сетей следующего поколения NGN».

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Цель  занятия

Изучение методики и получение практических навыков  проектирования сетей доступа, используемых в сетях связи следующего поколения  NGN.

 

 1.Таблица с исходными данными для проектирования сети доступа:

№	Исходный параметр	Варианты заданий
		2
Параметры шлюза 1
	Число абонентов  ССОП	3000
	Число абонентов ISDN-BRA	150
	Число абонентов  с терминалами SIP/H.323/MGСР	600
	Число LAN / Число абонентов LAN	3/50
	Число сетей доступа  с интерфейсом V5/Число потоков Е1 для подключения	5/4
	Число УПАТС, подключаемых к шлюзу /Число потоков PRI для подключения УПАТС	1/2
Параметры шлюза 2
	Число абонентов  ССОП	2500
	Число абонентов ISDN-BRA	200
	Число абонентов  с терминалами SIP/H.323/MGСР	100
	Число LAN / Число абонентов LAN	1/20
	Число сетей доступа  с интерфейсом V5 / Число потоков Е1 для подключения	5/1
	Число УПАТС, подключаемых к шлюзу /Число потоков PRI для подключения УПАТС	0
	Доля вызовов, которые будут обслуживаться  без компрессии пользовательской информации, х	0,3

 

 

2. Классификация оборудования сети NGN

Схема классификации  оборудования сети NGN представлена на рис. 1.

 

 

Рис. 1 - Классификация оборудования NGN

Гибкий  коммутатор (Softswitch) — реализует функции по логике обработки вызова, доступу к серверам приложении, доступу к интеллектуальной сети, сбору статистической информации, тарификации, сигнальному взаимодействию с сетью связи общего пользования (ССОП) и внутри пакетной сети, управлению установлением соединения и др. Гибкий коммутатор является основным устройством, реализующим функции уровня управления коммутацией и передачей информации.

Шлюзы (Gateways) — устройства доступа к сети NGN и сопряжения с существующими сетями. Оборудование шлюзов реализует функции по преобразованию сигнальной информации сетей с коммутацией пакетов в сигнальную информацию пакетных сетей, а также функции по преобразованию информации транспортных каналов в пакеты IP ячейки ATM и маршрутизации пакетов IР / ячеек ATM. Шлюзы функционируют на транспортном уровне сети NGN.

Для реализации возможности подключения к сети NGN различных видов оборудования ССОП используются различные программные и аппаратные конфигурации шлюзового оборудования:

• транспортный (медиа) шлюз (Media Gateway (MG)) — реализация функции преобразования речевой информации в пакеты IР/ячейки ATM и маршрутизации пакетов IP/ячеек ATM;
• сигнальный шлюз (Signalling Gateway (SG)) — реализация функций преобразования систем межстанционной сигнализации сети ОКС №7 (квазисвязный режим) в системы сигнализации пакетной сети (SIGTRAN (MxUA));
• транкинговый шлюз (Trunking Gateway (TGW)) — совместная реализация функций MG и SG;
• шлюз доступа (Access Gateway (AGW)) — реализация функции MG и SG для оборудования сети доступа, подключаемого через интерфейс V5;
• резидентный шлюз доступа (Residential Access Gateway (RAGW)) — реализация функции подключения пользователей, использующих терминальное оборудование ССОП/ЦСИС к сети NGN.

АТС с  функциями МGС - оборудование АТС, в котором помимо функций коммутации каналов реализованы функции коммутации пакетов, т. е. функции шлюзов и частично функция гибкого коммутатора. Функционально к такому оборудованию одновременно предъявляются требования, определенные как для гибкого коммутатора, так и для шлюзов.

Терминальное  оборудование — терминальные устройства, используемые для предоставления голосовых и мультимедийных услуг и предназначенные для работы в пакетных сетях. Существует два основных типа терминальных устройств, предназначенных для работы в пакетных сетях: SIP-терминалы и Н.323-терминалы. Данное оборудование может иметь как специализированное аппаратное (standalone), так и программное исполнение (softphone).

Также иногда используется терминальное оборудование на основе протокола MEGACO. Такое терминальное оборудование совмещает в себе функции аналогового телефонного аппарата и шлюза доступа в части преобразования сигнализации по аналоговым абонентским линиям. Его функциональные возможности ограничиваются возможностями аналогового аппарата, но оно может непосредственно подключаться к пакетной сети.

Еще одним видом  терминального оборудования являются интегрированные устройства доступа (IAD). Как правило, IAD обеспечивает подключение терминального оборудования сетей ССОП (аналоговые ТА и терминалы ISDN) и терминального оборудования сетей передачи данных. В IAD реализуются функции по преобразованию протоколов сигнализации ССОП в протоколы пакетных сетей (SIP/H.323) и преобразованию потоков пользовательской информации между сетями с коммутацией каналов и пакетными сетями. Ближайшей аналогией IAD в сетях ССОП является оборудование малых УПАТС.

Сервер  приложений - используется для предоставления расширенного списка дополнительных услуг абонентам пакетных сетей или абонентам, получающим доступ в пакетные сети. Серверы приложений предназначены для выполнения функции уровня услуг и управления услугами.  Спецификация выполняемых функций зависит от реализуемой с помощью сервера услуги группы услуг и не может быть сформулирована на абстрактном уровне. Серверы приложений, как правило, взаимодействуют с оборудованием гибкого коммутатора с использованием технологий JAVA, XML, OSP. Подключение производится в основном с использованием интерфейсов, базирующихся на Ethernet.

 

Задачи проектирования сети NGN

Проектирование  сети NGN включает решение следующих задач:

1. Расчет оборудования сети доступа:

1.1. Определение  числа шлюзов и емкостных показателей  оборудования шлюзов в части абонентских подключений.

1.2. Определение  транспортного ресурса подключения  шлюзов доступа к пакетной сети и емкостных показателей подключения.

2. Расчет оборудования гибкого коммутатора:

2.1. Определение  требуемой производительности оборудования  гибкого коммутатора.

2.2. Определение  емкостных параметров абонентской  базы.

2.3. Определение параметров интерфейса с пакетной сетью.

3. Расчет оборудования транспортной пакетной сети:

3.1. Определение числа коммутаторов сети и схемы организации связи.

3.2. Определение требуемой производительности коммутаторов пакетной сети.

3.3. Определение емкостных показателей коммутаторов пакетной сети.

3.4. Определение типа механизма обеспечения качества обслуживания и требований к сетевым элемента пакетной сети для его поддержки.

4. Определение мест размещения оборудования шлюзов, коммутаторов пакетной сети, оборудования гибкого коммутатора.
5. Разработка схемы организации связи в сети NGN.
6. Разработка схемы организации взаимодействия сети NGN с существующими сетями связи.

 

 

 

 

 

 

 

 

3.Схема организации связи в  сети доступа

 

 

 

 

 

 

 

4. Исходные данные для расчета оборудования доступа

 

Исходными данными проектирования сети доступа NGN являются:

1. Количество источников нагрузки различных типов, подключение которых планируется реализовать при формировании сети доступа. К источникам нагрузки относятся:
• абоненты, использующие подключение по аналоговым абонентским линиям и подключаемые в резидентный шлюз доступа (RAGW);
• абоненты, использующие подключение с использованием базового доступа ISDN и подключаемые в RAGW;
• абоненты, использующие терминалы SIP и подключаемые в пакетную сеть на уровне шлюзов доступа AGW;
• абоненты, использующие терминалы Н.323 и подключаемые в пакетную сеть на уровне шлюзов доступа AGW;
• абоненты, использующие терминалы MGCP/MEGACO и подключаемые в пакетную сеть на уровне шлюзов доступа;
• локальные вычислительные сети, осуществляющие подключение абонентов с терминалами SIP, Н.323 и МGCP/MEGACO и подключаемые в пакетную сеть на уровне шлюзов доступа AGW;
• УПАТС, использующие внешний интерфейс ISDN-PRA и подключаемые в пакетную сеть через транкинговые шлюзы ТGW;
• оборудование сети доступа с интерфейсом V5, подключаемое в пакетную сеть через шлюзы доступа AGW.
2. Удельные нагрузки от перечисленных выше источников сетей с коммутацией каналов.
3. Удельные параметры передачи терминального оборудования пакетных сетей и удельные нагрузки, приведенные к параметрам передачи.
4. Типы кодеков в планируемом к внедрению оборудовании шлюзов.

 

4.1 Расчет оборудования шлюзов

 

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

Исходя из критерия критичности длины абонентской  линии, зона обслуживания резидентного шлюза доступа должна создаваться таким образом, чтобы максимальная длина абонентской линии не превышала 3-4 км. Если шлюз производит подключение оборудования сети доступа интерфейса V5, LAN либо УПАТС, то зона обслуживания шлюза включает в себя и зоны обслуживания подключаемых объектов.

Исходя из зоны обслуживания определяются емкостные  показатели шлюза, которые отражают общее количество абонентов и  емкости каждого из типов подключений.

Введем следующие  переменные:

N_SHM — число абонентов с терминалами SIP/H.323/MGСР, использующих подключение по Еthernet-интерфейсe на уровне маршрутизатора шлюза доступа;

N_LAN  — число LAN, подключаемых к Ethernet-маршрутизатору на уровне шлюза доступа;

N_{i_LAN} — число абонентов, подключаемых к i-ой LAN, где i — номер LAN;

N_V5 — число сетей доступа интерфейса V5, подключаемых к шлюзу доступа;

N_{j_V5} — число пользовательских каналов в j-ом  интерфейсе V5, где j — номер сети доступа;

N_PBX  — число УПАТС, подключаемых к шлюзу;

N_{k_PBX} — число пользовательских каналов в интерфейсе подключения PRI k-ой УПАТС, где k — номер УПАТС.

Рассчитаем нагрузки, поступающие на каждый вид шлюзов.

1. Общая нагрузка, поступающая на резидентный шлюз доступа RAGW, обеспечивающий подключение аналоговых абонентов ССОП и абонентов базового доступа ISDN, равна:

=330, Эрл       (1)

=290, Эрл

где Y_PSTN - общая нагрузка, поступающая на шлюз доступа от абонентов ССОП;

Y_ISDN - общая нагрузка, поступающая на шлюз доступа от абонентов ISDN;

- удельная нагрузка на одного абонента ССОП, равна 0,1 Эрл;

- удельная нагрузка на одного абонента ISDN, равна 0,2 Эрл;

N_PSTN — число абонентов, использующих подключение по аналоговой абонентской линии к ССОП;

N_ISDN — число абонентов, использующих подключение по базовому доступу ISDN.

2. Общая нагрузка, поступающая на шлюз доступа AG, обеспечивающий подключение сетей доступа СД через интерфейс V5, равна: