4 Модернизация гтс с узлами входящих сообщений (увс)
Рассмотрим сценарии создания сети следующего поколения NGN в крупных городах, где ГТС построена с узлами исходящих (УИС) и входящих (УВС) сообщений.
Основная проблема для оператора заключается в поиске рациональных путей миграции ГТС с узлами к сети NGN, оптимальная структура которой известна.
Вариант 1. УИС и УВС узловых районов остаются в эксплуатации. На рисунке 9 приведена структура сети NGN, формируемой на первом этапе модернизации ГТС с УИС и УВС. Предполагается, что уже введен один ГК и началось формирование IP-сети. В обоих узловых районах заменяется по одной РАТС. На рисунке 9 показано также включение УАТС (учрежденческих АТС), использующих технологию IP (IР-УАТС).
Рисунок 9 – Первый этап миграции ГТС с УИС и УВС к NGN (вариант 1)
Абонентские терминалы, обслуживаемые ранее заменяемыми РАТС, переключаются в АМШ. Для их подключения к сети IP необходимы ТМШ. С установкой ТМШ начинается процесс формирования IP-сети с поддержкой QoS. ТМШ связаны с ГК, который, в свою очередь, обеспечивает транзит трафика в форме IP-пакетов в ГТС и в сеть междугородной связи через АМТС, осуществляющую переход на технологию коммутации каналов.
ГК решает и обратную задачу. Он преобразует информацию, поступающую из АМТС по трактам Е1, в IP-пакеты для их последующей маршрутизации до соответствующего АМШ.
Изменение технологии коммутации может осуществляться не только на участке АМТС-ГК. Пунктирными линиями на рисунке 9 показаны связи ТМШ с УИС 2 и УВС 2. Это означает, что для транзита местного трафика могут использоваться другие тракты.
Выбор способа взаимодействия коммутационного оборудования с разными технологиями коммутации может быть сделан после сравнения затрат, которые необходимы для каждого возможного решения данной задачи.
На втором этапе модернизации ГТС с узлами двух типов происходит расширение IP-сети и одновременное сокращение количества станций, использующих коммутацию каналов. В каждом узловом районе по-прежнему функционируют УИС и УВС, обслуживающие оставшиеся РАТС (рисунок 10).
Рисунок 10 – Второй этап миграции ГТС с УИС и УВС к NGN (вариант 1)
На третьем, завершающем этапе выполняются следующие операции:
заменяются все УИС и УВС, а также РАТС, т.е. технология коммутация каналов в сети оператора ГТС более не используется;
АМТС заменяется междугородным гибким коммутатором (МГК);
окончательно формируется сеть IP, в которой устанавливаются еще несколько ТМШ и организуются все предусмотренные ранее транспортные ресурсы;
вводятся все предусмотренные в процессе планирования сети АМШ.
В итоге структура сформированной городской сети NGN будет соответствовать топологии, выбранной в качестве оптимальной (рисунок 11).
Рисунок 11 – Структура сети NGN крупного города
Вариант 2. Процесс формирования NGN начинается с замены УИС и УВС. Основные принципы такого пути миграции к NGN показаны на рисунке 12. На рисунке изображен радикальный способ перехода к NGN – одновременная замена всех видов узлового оборудования на транзитные медиа-шлюзы (ТМШ), что подразумевает также установку МГК вместо АМТС.
Рисунок 12 – Первый этап миграции ГТС с УИС и УВС к NGN (вариант 2)
Причины, существенно повышающие затраты оператора, которые необходимы на первом этапе модернизации ГТС:
транзитные медиашлюзы, надобность в которых в перспективе отпадет, должны иметь высокую пропускную способность для обслуживания трафика, создаваемого всеми РАТС узлового района;
IP-сеть с поддержкой показателей QoS должна создаваться практически сразу из-за демонтажа узлов, использующих технологию коммутации каналов ;
трафик, направляемый в сеть междугородной связи, будет иметь форму IP-пакетов, что определяет необходимость установки одновременно двух ГК.
Достоинство 2 варианта заключается в возможности замены РАТС в течение длительного периода и с минимальными затратами. На рисунке 13 показан второй этап модернизации ГТС. Предполагается, что заменяется несколько РАТС. Постепенная замена всех остающихся РАТС абонентскими медиа-шлюзами приведет к созданию NGN, структура которой была выбрана ранее в качестве оптимальной. Оператор получает возможность проведения более гибкой политики в отношении эксплуатируемых РАТС.
Рисунок 13 – Второй этап миграции ГТС с УИС и УВС к NGN (вариант 2)
Приложение Г
Расчет параметров узла доступа
Структурный состав абонентов узла доступа определяется в соответствии с исходными данными.
Количество абонентов сети общего пользования (массовых абонентов) определяется по формуле:
,
(1)
где
−
доля массовых абонентов;
N − емкость узла доступа.
Количество корпоративных абонентов определяется по формуле::
, (2)
где
−
доля корпоративных абонентов;
N − емкость узла доступа.
Результаты расчетов количества абонентов по каждому виду услуг сводятся в таблицу 1.
Таблица 1 – Количество абонентов по каждому виду услуг
Услуга |
Проектируемый объем вводимой мощности |
Проектируемая емкость, номеров всего, в том числе: |
|
-массовых абонентов |
|
-корпоративных абонентов |
|
Предоставление широкополосного портов доступа всего, в том числе для: |
|
-массовых абонентов |
|
-корпоративных абонентов |
|
Предоставление услуг IP-TV, абонентов всего |
|
Конструктивно MSAN состоит из секций МЕА емкостью по 1024 номера. Количество секций МЕА определяется по формуле:
,
(3)
Для выполнения расчета нагрузки мультисервисного узла доступа приняты следующие допущения:
1) услуги передачи данных, включая доступ к ресурсам Интернет, контент-провайдеров и доступ к корпоративным IP VPN:
доля одновременных подключений среди массовых абонентов – 0,2;
средний трафик, приходящийся в ЧНН на одного массового абонента – 256 кбит/с («нисходящий»), трафик от массового абонента («восходящий») пренебрежительно мал;
средний трафик, приходящийся в ЧНН на одного корпоративного абонента – 1 Мбит/с. Трафик корпоративного абонента является симметричным;
2) услуги IP-телефонии (VoIP):
количество абонентов IP-телефонии равно количеству абонентов MSAN;
трафик одного звонка IP-телефонии (кодек G.711) – 0,09 Мбит/с;
доля одновременных звонков абонентов IP-телефонии – 0,07;
трафик IP-телефонии является симметричным;
3) услуги «видео по требованию» (VoD) не предоставляются и поэтому не учитываются;
4) услуги телевещания (IP-TV) и «видео по расписанию» (NVoD):
трафик одного канала IP-TV, одной сессии NVoD (MPEG-2) − 4 Мбит/с.
Для обеспечения параметров качества обслуживания (QoS), необходимых для предоставления заданного комплекса услуг, предъявляются следующие требования: резерв пропускной способности узла должен составлять не менее 25%.
Расчет трафика услуг передачи данных. Расчет трафика производится отдельно для каждой секции МЕА емкостью 1024 номера. Абоненты разных категорий распределены по секциям равномерно (по возможности). Распределение абонентов по секциям МЕА показано в таблице 2.
Таблица 2 – Распределение абонентов по секциям МЕА
Номер секции МЕА |
Количество абонентов |
Количество абонентов с услугами |
||
массовых |
корпоративных |
IP-телефонии |
IP-TV |
|
00 |
|
|
1024 |
1 |
01 |
|
|
1024 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ХХ |
|
|
1024 |
1 |
Трафик массовых абонентов (нисходящий) определяется по формуле:
Кбит/с,
(4)
где
−
количество массовых абонентов с
широкополосными услугами в секции МЕА;
256 – средний трафик, приходящийся в ЧНН на одного массового абонента, кбит/с;
0,2 – доля одновременных подключений среди абонентов.
Трафик корпоративных абонентов (симметричный) определяется по формуле:
,
Кбит/с ,(5)
где
−
количество
корпоративных абонентов с широкополосными
услугами в секции МЕА;
1024 – средний трафик, приходящийся в ЧНН на одного корпоративного абонента, Кбит/с.
Результаты расчетов трафика услуг передачи данных для каждой секции MEA сводятся в таблицу 3.
Таблица 3 – Трафик услуг передачи данных
Номер секции MEA |
Трафик услуг передачи данных |
|
Тм, Кбит/с |
Тк, Кбит/с |
|
00 |
|
|
01 |
|
|
|
|
|
|
|
|
ХХ |
|
|
Всего: |
|
|
Трафик услуг IP-телефонии (VoIP) – трафик симметричный определяется по формуле:
Кбит/с (5)
где NМЕА− емкость МЕА (1024);
0,07 – доля одновременных звонков абонентов IP-телефонии;
0,09 – трафик одного звонка IP-телефонии, Мбит/с.
Трафик услуг телевещания (IP-TV) и «видео по расписанию» (NVoD) определяется по формуле:
TIPTV= NIPTV×4×1024, кбит/с, (6)
где NIPTV – количество абонентов, пользующихся услугами телевещания (IP-TV) и «видео по расписанию» (NVoD);
4 – трафик одного канала IP-TV, Мбит/с.
Результаты расчетов трафика услуг IP-телефонии , телевещания (IP-TV) и «видео по расписанию» (NVoD) для каждой секции MEA сводятся в таблицу 4.
Таблица 4 – Трафик услуг IP-телефонии, IP-TV и NVoD
Номер секции МЕА |
Трафик, кбит/с |
|
IP-телефонии |
IP-TV |
|
00 |
|
|
01 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0Х |
|
|
Всего |
|
|
Суммарный трафик предоставляемых услуг по направлениям определяется по формулам:
-трафик «восходящий» определяется по формуле:
Кбит/с,
(6)
-трафик «нисходящий» определяется по формуле:
Кбит/с,
(7)
Результаты расчетов суммарного трафика предоставляемых услуг по направлениям для каждой секции MEA сводятся в таблицу 5.
Таблица 5 – Суммарный трафик услуг по направлениям
Номер секции MEA |
Суммарный трафик предоставляемых услуг |
|
Т восх, кбит/с |
Т нисх, кбит/с |
|
00 |
|
|
01 |
|
|
|
|
|
|
|
|
ХХ |
|
|
Всего: |
|
|
С учетом обеспечения необходимого резерва и заведомого превышения Тнисх над Твосх, минимальная пропускная способность мультисервисного узла доступа MSAN определяется по формуле:
М
бит/с, (8)
Нумерация абонентов проектируемого мультисервисного абонентского доступа включается в нумерацию транзитного узла ОПТС (УВИС)Y. Для ОПТСY выделена нумерация в коде АВСав = 343аY. Нумерация проектируемого узла доступа MSAN по секциям МЕА показана в таблице 6. Вызов экстренных и справочно-информационных служб осуществляется набором номера служб «0Х», вызов АМТС – «8».
Таблица 6 – Нумерация проектируемого узла доступа MSAN по секциям МЕА
Номер секции МЕА |
Емкость |
Код АВСаY |
Местная нумерация |
00 |
1024 |
343аY |
YZ0000…YZ1023 |
01 |
1024 |
343аY |
YZ1024,,,YZ2047 |
|
|
343аY |
|
|
|
|
|
0Х |
|
343аY |
|
Каждое сетевое соединение однозначно определяется IP-адресом. IP-адрес – это 32-х битное двоичное число (4 октета). Обычно IP-адреса представляются в виде десятичных значений отдельных октетов, разделенных точками.
IP-адрес состоит из двух частей:
адрес сети определяет, в какой логической сети находится адресованное сетевое соединение;
адрес устройства определяет, о каком устройстве логической сети идет речь.
Граница между адресом сети и адресом устройства не определена однозначно. Она зависит от класса IP-адреса и от возможного дополнительного подразделения сети на подсети. Четко граница между адресом сети и адресом устройства определяется маской подсети. Маска подсети – это 32-битное число, имеющее непрерывную последовательность единиц на местах, относящихся к адресу сети, и последовательность нулей на местах, относящихся к адресу устройства.
На ОПТСY выделена следующая IP адресация:
для управления: IP-адреса с 129.71.96.10 по 129.71.96.254 и 129.71.97.10 по 129.71.97.254 VLAN управления 11;
для голосового трафика: IP адреса с 129.71.224.10 по 129.71.224.254 и 129.71.225.10 по 129.71.225.254, VLAN голоса 12.
Для проектируемого MSAN выбираются свободные IP-адреса из выделенных для ОПТСY. Распределение IP-адресов для каждой секции МЕА показано в таблице 7. Каждая секция MEA – подсеть.
Таблица 7 – Распределение IP-адресов для секций МЕА
Номер секции МЕА |
IP-адреса для голосового трафика |
00 |
129.71.224.10 по 129.71.224.254 и 129.71.225.10 по 129.71.225.254 |
01 |
129.71.228.10 по 129.71.228.220 и 129.71.229.10 по 129.71.229.254 |
|
|
|
|
08 |
129.71.252.10 по 129.71.252.254 и 129.71.253.10 по 129.71.253.254 |
Распределение адресов дано для маски 255.255.252.0
Приложение Д
Характеристика оборудования MSAN
Для реконструкции РАТСYZ (ОСYZ) выбрано оборудование MSAN, т.к. оно поддерживает уникальную функцию встроенного программного коммутатора CS (Call Server), который обеспечивает плавную модернизацию существующей инфраструктуры сети связи общего пользования (ССОП) и упрощает переход к сетям следующего поколения и интеграцию в них.
MSAN создан на основе платформы универсального мультисервисного доступа и имеет функции интегрированного программного коммутатора iCS (integrated Call Server). Узел iCS − это классический узел коммутации и доступа с функциональностью IP, предоставляет возможность перехода операторам и поставщикам в архитектуру сетей следующего поколения.
Узел iCS объединяет в себе функции программного коммутатора (integrated call server), TDM-коммутации и медиа-шлюза. Многофункциональность программного коммутатора обеспечивает возможность управления вызовами абонентов VoIP и взаимодействия с другими программными коммутаторами с использованием стандартных протоколов SIP-T, H.323. Узел iCS поддерживает все основные сигнализации TDM и их национальные варианты.
MSAN обеспечивает:
традиционные телефонные услуги;
доставку услуг Triple Play (передача речи, данных, видео) из сетей Ethernet конечным пользователям;
подключение существующего оборудования ТфОП (узлы доступа и коммутации, УПАТС) к сети NGN;
возможность работы в качестве оконечной или транзитной станции местной сети:
возможность построения сетей оптического доступа различных топологий.
В MSAN используется технология внутренней сети Gigabit Ethernet для обеспечения высокой пропускной способности передачи трафика и эффективной взаимосвязи плат. Имеется девять типов различных сервисных плат, которые поддерживают необходимые сетевые и пользовательские интерфейсы (Е1, Ethernet, POTS, xDSL), а также протоколы сигнализации для связи с сетями коммутации каналов и коммутации пакетов (ОКС7, V5.2, EDSS1, MGCP, Н.248, SIP-T). Такая структура плат узла MSAN является ключевой концепцией, обеспечивающей разнообразие вариантов применения и необходимый интеллект узла MSAN в городских, пригородных и сельских сетях.
MSAN подключается к транспортной сети через интерфейсы Gb Ethernet. Трафик различных услуг Triple Play передается в сетевые элементы или конечным пользователям по следующим линиям:
соединительным трактам Е1 с сигнализацией ОКС7, V5.2, CAS и DSS1;
широкополосным линиям ADSL2+, VDSL2, SHDSL и FE;
узкополосным аналоговым линиям.
Интегрированный программный коммутатор (iCS) обеспечивает несколько способов использования. В телекоммуникационной сети он может выступать в роли (рисунок 1):
узла коммутации и доступа или телефонной станции, обеспечивающей подключение абонентов, узлов доступа и узлов услуг;
IP-шлюза, включающего в себя шлюз сигнализации и медиа-шлюз для преобразования потоков сигнализаций и трафика TDM в IP и наоборот;
узла услуг с возможностью подключения вспомогательных серверов приложений для голосовых услуг на базе Voice XML, услуг по коммутируемым линиям и для других услуг.
многофункционального узла, обеспечивающего комбинацию вышеперечисленных функциональностей.
Рисунок 1 − Место узла iCS в телекоммуникационной сети
Узел коммутации и доступа (рисунок 2) является цифровой коммутационной системой с интегрированными услугами и широким спектром периферийных и функциональных возможностей. Узел предлагает различные услуги абонентам с аналоговыми терминалами и терминалами с функциями ISDN, а также IP-абонентам. Кроме основных услуг по коммутируемым линиям, таких как телефония и факс, узел поддерживает также центрекс-функциональность и несколько дополнительных услуг.
Рисунок 2 − Узел в качестве узла коммутации и доступа