Курсовая работа (т): Организация сети связи железнодорожного узла

2.1 Разработка схемы NGN/IMS

Схема сети телефонной связи железнодорожного узла разрабатывается в соответствии с заданием и с учетом монтируемой и конечной емкостей выбранных станций коммутации, количества видов внешней связи, выбранной системы нумерации, дополнительных видов услуг. Примерные схемы сетей IMS представлены на рисунках 2.1 и 2.2. Они отражают характер терминального оборудования, способ взаимосвязи и определяет способность сети к доставке информации в требуемые пункты сети. На рисунках приняты следующие обозначения: SX - гибкий коммутатор; AS - сервер приложений; SA - коммутатор доступа; SG - сигнальный шлюз; TG - транспортный шлюз; RAGW - резидентный шлюз доступа.

Шлюзы NGN сети:

-       сигнальные шлюзы (Signaling Gateway, SG), используемые только в интересах управления установлением соединений;

-       транспортные шлюзы (Media Gateway, MG), применяемые для сопряжения взаимодействующих сетей по форматам передачи пользовательских данных;

-       транкинговые шлюзы (Trunking Gateway, TGW), обеспечивающие совместное выполнение функцийMG и SG;

-       шлюзы доступа (Access Gateway, AGW), играющие роль MG и SG для оборудования доступа, подключаемого через интерфейс V5;

-       резидентные шлюзы доступа (Residential Access Gateway, RAGW), позволяющие подключать к NGNпользователей, использующих терминальное оборудование СТфОП/УЦСИС.

Абоненты железнодорожного узла, как показано на схеме, должны иметь выход на городскую телефонную сеть.

На рисунках 2.1 и 2.2 показано всё оборудование, которым оснащается участок дороги, а также количество абонентов по типам.

В целом технология NGN представляет собой очередной шаг в эволюции сетей электросвязи. Значимость этого шага для развития телекоммуникаций можно будет оценить только после эксплуатации сетей NGN в течении 5-10 лет.

Сеть абонентского доступа представляет собой постоянно развивающийся организм, аппаратные и программные средства которого ежегодно пополняются новыми "ноу-хау". В сложившихся условиях существенно повышается значение вопросов планирования и проектирования СД в общей проблематике построения информационной инфраструктуры любого масштаба.

Рисунок 2.1 - Схема сети NGN/IMS Брест ШЧ-6 (часть 1)

Рисунок 2.2 - Схема сети NGN/IMS Брест ШЧ-6 (часть 2)

2.2 SoftSwitch Huawei U-SYS

Сетевой коммутатор или свитч (свич от англ. switch - переключатель) - это устройство, позволяющее подключать несколько компьютеров к одной сети. Передача данных при помощи switch <#"862726.files/image005.gif">

Рисунок 2.5 - Интегрированный медиашлюз доступа UA5000

сеть связь железнодорожный доступ

Таблица 2.3        - Основные характеристики оборудования UA5000

2.6 SBC - SessionEngine2000  <#"862726.files/image006.gif"> 

где 1,1 - коэффициент, учитывающий нагрузку, создаваемую вызовами, которые не закончились разговором из-за занятости абонентских линий, неответа вызываемого абонента, ошибочно набранного номера и др;_р - коэффициент, учитывающий долю вызовов, закончившихся разговором;

 - число источников нагрузки создающих внутристанционную нагрузку;

С_вн - среднее число вызовов от одного источника нагрузки внутри станции;

Т_ср.вн - средняя длительность занятия абонентской внутри станции в секундах. Для вызовов, закончившихся разговором.

При вычислении среднего числа вызовов на одно абонента были взяты реальное количество вызовов в ЧНН(час наибольшей нагрузки) и поделено количество абонентов создающих эту нагрузку. В реальности внутри станции совершают звонки работники у которых работа на одном месте(начальство, дежурные и т.д.).

где    0,6742 - коэффициент, определенный из нормированной функции Лапласа.

Расчет нагрузки на межгород, УПАТС и ГАТС считаем по аналогично как и для внутристанционной нагрузки .

Нагрузка по междугородным линиям (без кв. сектора):

Нагрузка по соединительным линиям с УПАТС (без кв. сектора):

Нагрузка по соединительным линиям с ГАТС входящая:

Нагрузка по соединительным линиям с ГАТС исходящая:

Общая нагрузка ГАТС:

Разделение нагрузки на входящее и исходящее направление без анализа подробной статистики не производится. При этом необходимо учитывать, что все каналы в нашей сети двусторонние. Примем равные нагрузки для исходящих и входящих звонков. Таким образом, расчетная нагрузка на абонентские линии:

Тогда удельная нагрузка на одну абонентскую линию:

Для упрощения расчетов в данном курсовом проекте полученное значение удельной нагрузки будем использовать для всех типов абонентов.

.        РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ШЛЮЗОВ ДОСТУПА, ИХ КОЛИЧЕСТВА, А ТАКЖЕ ЕМКОСТНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПОДКЛЮЧЕНИЯ ШЛЮЗОВ К ТРАНСПОРТНОЙ СЕТИ

4.1   Расчет шлюза доступа

Шлюз доступа поддерживает взаимодействие IMS-сети с ТфОП и позволяет устанавливать соединения между пользователями этих сетей. Он имеет распределенную структуру, характерную для архитектуры Softswitch: SGW - Signaling Gateway, MGCF - Media Gateway Control Function и MGW - Media Gateway.

Определим общую нагрузку, поступающую от различных абонентов на шлюз доступа.

Общая нагрузка от абонентов PSTN:

где  - количество абонентов PSTN;

 - удельная нагрузка на одну абонентскую линию.

Общая нагрузка от абонентов ISDN:

где  - количество абонентов ISDN.

Общее количество абонентов . Найдем общую нагрузку, поступающая на шлюз доступа, который обеспечивает подключение оборудования доступа через интерфейс V5:

С помощью калькулятора Эрланга найдем количество линий нужных для обеспечения данной нагрузки.

Для подключения абонентов V5 будем использовать протокол V5.2 тогда количество портов нужных для подключения 135 абонентов нам понадобится:

Количество УПАТС: M_PBX = 2; емкость каждой УПАТС .

Нагрузка, поступающая от одной УПАТС:

Общая нагрузка, поступающая на транкинговый шлюз, к которому подключено оборудование УПАТС:

Если шлюз реализует функции резидентного шлюза доступа, шлюза доступа и транкингового шлюза подключения УПАТС, то общая нагрузка, поступающая на шлюз:

Для каждого из сетевых элементов составим таблицу, в которой проводится сравнение максимальных значений параметров подключения, предусмотренных для этого оборудования, и того реального количества подключенных абонентов.

Исходя из количества портов различных типов, необходимо поставить 3 шлюза. Схема распределения подключения абонентов приведена на рисунке 4.1.

Распределяем наших абонентов таким образом, что бы нагрузка создаваемая каждым из них была приблизительно равной.

Шлюз RAGW1.1 Интегрированный медиашлюз доступа, UA5000, HUAWEI

Шлюз RAGW1.2 Интегрированный медиашлюз доступа, UA5000, HUAWEI

Шлюз RAGW1.3 Интегрированный медиашлюз доступа, UA5000, HUAWEI

Рисунок 4.1 - Распределение подключения абонентов

Коммутатор SA1.1 Гибкий коммутатор, SoftX3000, HUAWEI

При таком распределении подключения абонентов по шлюзам появляется возможность покупать меньше разнотипных плат в каждый отдельный шлюз, что приводит к уменьшению стоимости проекта.

Для рассматриваемого варианта задано следующее процентное соотношение использования различных кодеков:

1.      Кодек G.711 - 70 % вызовов.

2.      Кодек G.723 h/r - 30 % вызовов.

Скорости, с которыми будет передаваться пользовательская информация при условии использования кодеков разных типов:

Для кодека G.711:

где  - коэффициент избыточности;

 - скорость кодека.

Для кодека G.723 h/r:

Рассчитаем, какая нагрузка поступает на каждый шлюз.

Общая нагрузка на 1-й шлюз.

где  - нагрузка создаваемая абонентами PSTN подключенными к первому шлюзу;

 - нагрузка создаваемая абонентами V5 подключенными к первому шлюзу.

При этом данная нагрузка обрабатывается разными кодеками, их процентное соотношение было приведено выше.

Для кодека G.711:

Для кодека G.723 h/r:

Рассмотрим СМО с потерями.

Пользуясь калькулятором Эрланга, определим число соединений, необходимое для обслуживания нагрузки, обрабатываемой кодеком определенного типа (х), с условием, что вероятность потери вызовов ρ = 0,001:

Для кодека G.711: x = 73;

Для кодека G.723 h/r: x = 37;

Таким образом, транспортный поток на выходе кодеков G.711 и G.723 h/r:

Тогда транспортный поток на выходе первого шлюза:

Нанесем полученные результаты на схему шлюза (рисунок 4.2).

Рисунок 4.2 - Распределение подключения абонентов

Общая нагрузка на 2-ой шлюз.

где  - нагрузка создаваемая абонентами PSTN подключенными к второму шлюзу;

 - нагрузка создаваемая абонентами PBX подключенными к второму шлюзу.

При этом данная нагрузка обрабатывается разными кодеками, их процентное соотношение было приведено выше.

Для кодека G.711:

Для кодека G.723 h/r:

Рассмотрим СМО с потерями.

Пользуясь калькулятором Эрланга, определим число соединений, необходимое для обслуживания нагрузки, обрабатываемой кодеком определенного типа (х), с условием, что вероятность потери вызовов ρ = 0,001:

Для кодека G.711: x = 79;

Для кодека G.723 h/r: x = 40;

Таким образом, транспортный поток на выходе кодеков G.711 и G.723 h/r:

Тогда транспортный поток на выходе первого шлюза:

Нанесем полученные результаты на схему шлюза (рисунок 4.3).

Рисунок 4.3 - Распределение подключения абонентов

Общая нагрузка на 3-ий шлюз.