9

ВСТУП

Актуальність теми.

З бурхливим розвитком телекомунікації у сучасному світі суспільство

неухильно йде до ускладнення взаємозв'язку між різними ланками

виробництва, збільшення інформаційних потоків у технічній, науковій,

політичній, культурній, побутовій та інших сферах суспільної діяльності.

Сьогодні, очевидно, що жоден процес у житті сучасного суспільства не може

відбуватися без обміну інформації, для своєчасної передачі якої

використовуються різні засоби й системи зв'язку.

У цей час розвиток телекомунікаційних мереж відбувається в

напрямку росту ринку мультисервісних послуг, впровадження нових

телекомунікаційних і інформаційних технологій, їх конвергенції.

Широкосмугове підключення до Інтернету стало однією з найбільш

успішних телекомунікаційних послуг не дуже давно, але всього за кілька

років кількість користувачів виросла до 200 млн., більшість із них поки

обмежуються доступом в Інтернет з комп'ютера або ноутбука.

Сучасний розвиток комп’ютерних мереж характеризується їхньою

конвергенцією. Актуальною стає задача побудови універсальних мереж, що

здібні однаково ефективно надавати послуги різних типів.

Одне з найважливіших напрямків цифрування - модернізація мереж

зв'язку загального користування на основі концепції NGN (Next Generation

Network) - мереж зв'язку наступного покоління. Перспективна архітектура

мереж нового покоління (NGN) припускає створення мультисервісної мережі

з винесенням функціональності послуг в граничні вузли мережі, створення

спеціальної підсистеми керування послугами у вигляді окремої мережевої

підсистеми, а також розширення номенклатури інтерфейсів для підключення

устаткування постачальників послуг. Мультисервісні мережі можуть бути

створені як новий клас мереж зі забезпеченням можливості взаємодії з

існуючими мережами.

Сутність мережі нового покоління полягає у переході від

багатоплатформності до простої та ефективної мережі, розробленої

спеціально для того, щоб надавати всі види послуг. З погляду технології

перехід від традиційної мережі до мережі нового покоління є переходом від

окремого існування мережі з комутацією каналів і мережі з комутацією

пакетів до мультисервісних мереж, що здібні функціонувати як в першому,

так і в другому режимах комутації. У результаті можна одержати мережі, що

пристосовані до всіх видів послуг. Цими мережами буде набагато легше

керувати, і водночас контроль за якістю послуг великою мірою перейде до

самих клієнтів.

На сьогоднішній день розвиток інфокомунікаційних послуг

здійснюється, в основному, в рамках комп'ютерної мережі Інтернет, доступ

до послуг якої виконується через традиційні мережі зв'язку. Проте у ряді

випадків послуги Інтернет, зважаючи на обмежені можливості її

10

транспортної інфраструктури не відповідають сучасним вимогам, що

пред'являються до послуг інформаційного суспільства. У зв'язку з цим

розвиток інфокомунікаційних послуг вимагає рішення задач ефективного

управлінні інформаційними ресурсами з одночасним розширенням

функціональності мереж зв'язку. У свою чергу, це стимулює процес

інтеграції Інтернет і мереж зв'язку.

Для моделювання мультисервісних мереж застосовують, різні

програмні середовища. Але не всі програмні середовища можуть забезпечити

найбільшу швидкодію та зручність для моделювання, більшість з них не

можуть робити пошук помилок. Одним з найзручніших програмних пакетів

для моделювання мереж, є Cisco Packet Tracer 5.3.3.

Cisco Packet Tracer - це багатофункціональна програма моделювання

мереж, яка дозволяє експериментувати з поведінкою мережі. Будучи

невід'ємною частиною комплексної середовища Мережевої академії, Packet

Tracer надає функції моделювання, візуалізації, авторської розробки,

атестації та співробітництва, а також полегшує викладання і вивчення

складних технологічних принципів.

Метою даної бакалаврської роботи є проектування мультисервісних

мереж та їх дослідження в пакеті розробки Cisco Packet Tracer 5.3.3.

Задачами бакалаврської роботи є: аналіз функціонування

мультисервісних мереж; моделювання спроектованих мультисервісних

мереж в пакеті Cisco Packet Tracer 5.3.3.

Об’єктом дослідження є процес моделювання мультисервісних мереж

в пакеті розробника Cisco Packet Tracer 5.3.3.

Предметом дослідження є проектування та дослідження

мультисервісних мереж.

11

1 ЗАГАЛЬНА АРХІТЕКТУРА МЕРЕЖІ NGN

1.1 Еволюція принципів побудови систем зв’зку

В сучасних телекомунікаціях створюються значні зміни, пов’язані з

підсиленою «інтернетизацією» людей, яких можна вважати науково-

технічною революцією (НТР). До нашого часу світові телекомунікації

пережили дві науково-технічні революції.

Перша еволюція мала чисто технологічне значення і була пов’язана з

переходом від аналогових принципів передачі і комутації до цифрових. Вона

почалась практично одночасно у всьому світі в 60 – х роках минулого

сторіччя і завершилась до 80 – х рокам. Особливістю цієї революції було те,

що нові технології ніяк не затронули сферу послуг, для людства залишилась

фактично незмінною.

Друга революція в телекомунікаціях була пов’язана з появою систем

зв’язку. Від першої революції вона мала відмінність в тому, що вона змінила

точку зору людства на світ зв’язку. Ідея, що в будь-якому місті і в будь-який

час дві людини можуть зв’язатись один з одним, стала на стільки цікавою, що

стільниковий зв’язок став одним із нематеріальних цінностей людства. В

результаті цієї революції «стільнизація», наприклад, в багатьох європейських

країнах значно повисила рівень послуг провідного зв’язку.

Третя революція, яка вже почалась і по трохи набирає хід, - це перехід

до глобального інформаційного людства (ГІЛ). Ця революція відрізняється

від першої та другої тим, що вона не тільки охоплює все людство, але і

змінює основи її створення, змінюючи орієнтири, цінності та ін. Так

прикладом є інформаційні ресурси в ГІЛ встановлюються стратегічними на

рівні з запасами руди і нафти, сфера комунікацій стає майже не основною для

розвитку бізнесу, економічні моделі і моделі виробництва все більше

віртуалізуються, збільшується роль ноу-хау і інформації. Одним з напрямків

внесення нових віртуальних технологій в життя являєтьсязабезпечення

максимально широкого доступу населення до інформаційних ресурсів

людства і всієї світової цивілізації. А поскільки ці можливості можуть дати

лише мережі нового покоління, NGN нерозривно пов’язані з переходом до

ГІЛ і створюють подвижну силу цієї третьої науково-технічної революції в

зв’язку.

Слова «нове покоління» становляться останнім часом модною фразою,

що появляється в різних контекстах. Це обговорено революційною

ситуацією, коли під NGN розуміються різні підходи, рішення, обладнання,

але вони всі єдині в головному – в еру NGN данні важливіші мови,

комутація пакетів і пакетний трафік є важнішим комутації каналів і мовного

трафіку. Доля трафіку передачі даних останнім часом динамічно росте вгору

і становиться домінуючим в сучасних системах зв’язку.

Як показують якісні та корисні оцінки, динаміка розвитку мовного

трафіку в загальносвітовому масштабі в середньому стабільна. В

12

протилежному напрямку йому доля трафіку даних, і особливо доля трафіка

IP (Інтернета), в останній час зростає експоненціально, і цей трафік даних

почав превалувати на мережах Європи.

Революція переходу від мовного трафіку до трафіка даних складає

основу ідеології NGN. Значення цього факту невелика, що вище він

поставлений в основу значення NGN.

NGN необхідно розглядати як ідеологічну доктрину, що опирається на

стратегічний постулат:

1) комп’ютер для майбутнього людства важливіше телефона і його

необхідно поставити в центр нових технологій зв’язку;

2) для нормальної роботи мережі , орієнтуючий на комп’ютери, а не на

телефони, необхідна корінна модеонізація мереж зв’язку.

Рисунок 1.1 – Загальна концепція побудови мультисервісної мережі

Трафік даних ріс по мірі розвитку комп’ютеризації і інформатизації , і

по міркам історії, зміна пріоритетів прифшла дуже швидко, але і в цтого

процеса була предісторія. Для того, щоб показати, на скільки змінились

основи створення сучасних мереж, дослідимо еволюцію принципів створення

систем зв’язку до і після прийняття основного постулату NGN.

Традиційно в основі створення класичної системи електрозв’язку

лежить первинна мережа, що включає в себе середовище поширення сигналів

і апаратуру передачі сигналів, що забезпечує створення типових каналів і

13

трактів первинної мережі. Ці канали використовується потім вторинними

мережами для забезпечення послуг зв’язку.

Первинна мережа в свою чергу розподіляється на два підрівня

(транспортний та обладнання передачі), поскільки методично процедури

експлутації середовища поширення сигналів (ВОЛЗ, металевих кабелів і

ресурса радіочастотного спектра) відлячаються від процедур експлуатації

первинної мережі як уніфікованого ьанку цифрових каналів. Цифрова

первинна мережа може строїтись на основі принципів плезіохронної або

синхронної цифрової ієрархії.

Типові канали і тракти первинної мережі використовуються різними

вторинними мережами: мережами цифрової телефонії, цифровими мережами

з інтеграцією служб, мережами на основі принципів асинхронного режиму

передачі, мережами передачі даних на основі використаних таких протоколів,

як Х.25, Frame Relay та ін., мережами стільникового радіозв’язку і транкінгу,

а також мережамиспеціального призначення (диспетчерського радіозв’язку

та технологічного управління, селекторних зібрань та ін.).

1.1.1 Архітектура традиційних мереж електрозв’язку

Початковою базою революції NGN стала зміна пріоритетів світової

цивілізації в її відношенні до трафіку мови і даних. Трафік даних ріс

поступово по мірі розвитку комп'ютеризації та інформатизації суспільства і в

якийсь момент «переміг» мовний трафік. Процес інформатизації йшов

бурхливо, і, але мірками історії, зміна пріоритетів сталося майже миттєво, а й

у цього процесу була передісторія. Для того щоб показати, наскільки

змінилися основи побудови сучасних мереж, простежимо еволюцію

принципів побудови систем зв'язку до і після прийняття основного постулату

NGN.

Традиційно в основі побудови класичної системи електрозв'язку

лежить первинна мережа, що включає в себе середовище поширення сигналів

та апаратуру передачі сигналу, що забезпечує створення типових каналів і

трактів первинної мережі. Ці канали використовуються потім вторинними

мережами для забезпечення послуг зв'язку.

Первинна мережа у свою чергу поділяється на два підрівні

(транспортний і обладнання передачі), оскільки методично процедури

експлуатації середовища поширення сигналів (волоконно-оптичних ліній

зв'язку, металевих кабелів і ресурсу радіочастотного спектру) відрізняються

від процедур експлуатації первинної мережі як уніфікованого банку

цифрових каналів. Цифрова первинна мережу може будуватися на основі

принципів плезиохронная (PDH) або синхронної цифрової ієрархії (SDH).

У процесі розвитку традиційних систем зв'язку в останні декілька

десятиліть спостерігалися дві тенденції:

1) стандарти первинної мережі залишалися незмінними і грунтуючись

на типовій ієрархії каналів PDH (потоки El, Е2, ЕЗ і Е4 зі швидкостями 2, 8,

14

34, 140 Мбіт / с відповідно) або SDH (потоки STM-1/4, 6/64 зі швидкостями

0,155; 0,622; 2,5 і 10 Гбіт / с відповідно),

2) технології вторинних мереж розвивалися бурхливо, що призводило

до постійного дробленню рівня вторинних мереж на нові і нові сегменти.

Так, на кордоні телефонії та мереж передачі даних з'явилася технологія

ISDN, на кордоні ISDN і традиційних телефонних систем сигналізації -

система ОКС № 7.

Таким чином, дуалізм традиційних телекомунікаційних мереж

(первинна мережа - вторинні мережі) зовсім не стримував розвитку

технології і не сприяв революційної ситуації, яка привела до NGN. Революція

була обумовлена не причинами всередині технології, а зміною пріоритетів

світової цивілізації, тобто вона прийшла в телекомунікації ззовні.

Відповідно до сучасного розвитку, мережа NGN може бути розділена

на чотири рівні (рис. 2.2):

Рисунок 1.2 – Рівні мережі NGN

1) рівень доступу A (Access) забезпечує доступ користувачам до

ресурсів мережі;

2) рівень транспорту Т (Transport) являє собою основний ресурс

мережі, що забезпечує передачу інформації від користувача до користувача;

3) рівень управління С (Control) являє собою нову концепцію комутації,

засновану на застосуванні технології комп'ютерної телефонії та Softswitch;

15

4) рівень послуг S (Service) визначає склад інформаційного наповнення

мережі. Тут знаходиться корисне навантаження мережі у вигляді послуг з

доступу користувачів до інформації.

У центрі (ядро) застосовуються високопродуктивні технології для

швидкої комутації трафіку з підтримкою протоколів динамічної

маршрутизації; також на цьому рівні забезпечується підключення до інших

провайдерів та розташовуються сервісні центри. Рівень обслуговування та

керування виконує функції керування та обслуговування трафіку,

забезпечення необхідної швидкості та якості обслуговування, інтеграції

мережі з іншими мережами, такими, як телефонна мережа загального

користування (PSPN), мережа передачі даних (PDN), цифрова мережа

інтеграції послуг (ISDN) та мережа цифрового телебачення(DTV).

Транспортний рівень виконує функції перенесення мультимедійного

трафіку та розподілу його між мережами доступу. На даному рівні необхідно

забезпечити високу швидкість передачі, відсутність затримок цифрового

потоку та гарантію доставки даних.

На рівні доступу мультимедійний трафік буде розподілятись між

абонентами відповідно їх типу. У мультисервісній мережі зазвичай існує два

типа абонентів: фізичні(окремі особи) та юридичні(підприємства та

організації).

Розглянемо основні топології побудови мультисервісних мереж.

Існують чотири основні топології побудови телекомунікаційних мереж:

«зіркоподібна», «кільце» «сніжинка» та «деревоподібна».

Технологія кільця має значні переваги, такі як високу стійкість до

відмов та не потребує великої кількості кабельних сегментів та вузлів.

Рисунок 1.3 – Кільцева топологія

Недоліком кільцевої топології є те, що при побудові мережі неможливо

заздалегідь визначити кількість вузлів мережі, тому додавання нового вузла

буде досить проблематичним.

Зіркоподібна топологія не потребує високих затрат при побудові та є

простою в реалізації. Також дана топологія не має проблем при додаванні

нових вузлів.

16

Рисунок 1.4 – Зіркоподібна топологія

Недоліком даної топології є те, що при відмові якогось із оптичних

кабелів можливе відключення цілого сегменту мережі.

Рисунок 1.5 – Деревоподібна топологія

Недоліком даної топології є те, що при обриві кабелю, який зв’язує

ядро та сплітер можливе відключення відразу декількох сегментів мережі.

Проаналізувавши дані топології можна зробити висновок, що

найоптимальнішою топологією побудови транспортного рівня

мультисервісної мережі є кільцева топологія, яка забезпечує високу

надійність та не є високозатратною в економічному плані.

1.1.2 Загальні принципи проектування транспортної мережі NGN

До загальних принципів проектування мережі відносяться:

1) транспортна мережа є розвитком первинної мережі при переході від

комутації каналів до комутації пакетів;

2) транспортна мережа є каркасом сучасної мережі NGN. Вона являє

собою засіб з'єднання користувачів і додатків;

3) у первинній мережі основна функція зводилася до утворення

стандартного аналогового або цифрового каналу між двома точками мережі,

а транспортна мережа формує канал передачі даних між двома точками

17

підключення користувачів NGN. Аналогія між транспортною мережею та

первинної мережі присутня також у механізмі зв'язків між користувачами;

4) незважаючи на єдність принципів роботи транспортної мережі та

первинної мережі, NGN вносить свою специфіку;

5) на відміну від мереж доступу, які розгортаються «за місцем»,

транспортна мережа будується заплановано, у відповідності зі стратегією

розвитку оператора.

На рис. 1.6 представлена модель функціонування транспортної мережі,

згідно з якою споживачами ресурсів транспортної мережі є мережі доступу.

Рисунок 1.6 - Взаємозв’язок мереж доступу черех транспортну мережу

Мережі доступу збирають трафік від користувачів NGN і взаємодіють

один з одним через транспортну мережу. З цієї моделі ми отримуємо

найважливіший висновок, що визначає цінність технічних рішень в області

транспотних мереж.

Основне призначення транспортної мережі полягає в обслуговуванні

трафіку даних NGN. Для обслуговування трафіку транспортна мережа

повинна забезпечувати наступні процедури: прийняті в NGN-розподіл

трафіку, вирівнювання навантаження, маршрутизацію трафіку по зв'язках

різної топології («точка-точка», «точка-багатоточка» тощо), дублювання

трафіку, мультиплексування (об'єднання) і демультиплексування (поділ) і т.д.

Отже, чим успішніше обслуговує технологія транспортної мережі

пакетний графік, тим ефективніше технічне рішення.

1.2 Вплив абонентських послуг на розвиток мереж NGN

Завершуючи дослідження загальних принципів функціонування NGN.

Щоб оцінити роль послуг, необхідно вийти за межі галузі телекомунікацій і

згадати, що XGN як третя революція в зв'язку з глобальною ідеєю

«інтернетизації» нашої цивілізації. Оскільки впровадження NGN може

18

окупитися тільки через оплату послуг, то номенклатура і якість вових послуг

зв'язку є вирішальним фактором на користь інвестицій в телекомунікації.

З точки зору архітектури NGN протоколи і принципи організації послуг

перебувають на четвертому рівні моделі SCTA. Але при цьому нова

концепція послуг впливає на всі рівні моделі SCTA. Так концепція

управління новими послугами неминуче вимагає уточнення принципів

роботи рівня управління. Оскільки нові послуги можуть привести до зміни

структури трафіку і принципів його маршрутизації, а також параметрів

гарантованої якості послуг (QoS) для трафіку різної категорії, то виникає

необхідність перегляду стандартів рівня транспорту.

На рівні доступу вплив нових концепцій послуг тим більше явно.

Наприклад, нові послуги можуть висунути вимогу істотного збільшення

смуги пропускання абонентського каналу. У такому випадку потрібно

вдосконалення технології «останньої милі» або створення принципово нових

технологій, що в історії NGN вже кілька разів мало місце.

Більш того, можна вказати на той факт, що з історичної точки зору

саме зміна концепцій ГІО і введення нових послуг визначало напрямок

розвитку технології NGN в цілому. Для того, щоб ілюструвати процес такого

впливу послуг на формування стандартів і технологій, що входять в

сімейство NGN.

В залежності від того, що розумілося під інформаційним суспільством,

змінювалася концепція послуг і разом з нею технологія NGN.

Рисунок 1.7 – Розвиток концепцій послуг і зміни в технології NGN

При розгортанні нових телефонних послуг, таких як телеголосування,

передплачені послуги та інше, була сформульована концепція

інтелектуальної мережі (IN). Внаслідок з'єднання концепції інтелектуальної

мережі та принципу децентралізації привели до появи технології

декомпозиції шлюзів, що і створило Softswitch.

Поява послуг широкополосного доступу пов'язане з ідеєю «інтер-

винтізаціі суспільства». Вирішення цієї задачі в рамках традиційної

телефонної мережі призвело до появи концепції ISDN, але швидкість

передачі, яку забезпечувала ця технологія для абонентів (128 кбіт/с), не

можна було признати достатньою. Нова концепція послуг вимагала, щоб

швидкість передачі даних до абонента перевищувала 1...1,5 Мбіт/с. З'явилися

нові технології широкосмугового абонентського доступу: HDSL, FTTx, РОГч

19

\ Ethernet, Gigabit Ethernet, Wi-Fi. Оскільки відповідно до нової концепції

передбачалося істотне збільшення об'ємів трафіку, на рівні транспортних

мереж були впроваджені дернізування технології NGSDH, 10 Gigabit

Ethernet. Необхідність забезпечення якості призвело до технології MPLS. Для

об'єднання абонентів у локальні групи і кластери були створені VLAN VPN.

Зрештою підвищення еффектівносі управління послугами широкосмугового

достуна було досягнуто модіфіцікаціей під нові завдання технології

Softswitch. Таким чином, концепція «ком’ютер + телефон» призвела до

істотної зміни архітектури NGN па всіх рівнях.

Технології управління суспільством, підготовлені новини, клонування

менталітету, вплив «піар», ідеологічні та інформаційні інтервенції, всі

«принади» яких жителі розвинених країн могли відчути на собі, показали, що

телебачення є масовою, доступною і суттєвою силою в сучасному

культурному і інформаційному полі. Тому синтез телебачення і комп'ютера в

поєднанні з широким використанням розважальних технологій виявивилось

нове ефективне трактуванням ідеї ГІО. Для її реалізації з'явилася нова

концепція послуг Triple Play як інтеграція «комп'ютер + телефон +

телевізор».

Розширення послуг передачі відеоінформації змінить архітектуру NGN

на всіх рівнях. Передача відеоінформації зажадала збільшити швидкість

передачі даних для абонентів з 1,5 до 24 Мбіт / с. Однак більш ніж 10-кратне

збільшення швидкості неможливо без корінної перебудови технології мереж

доступу. Показали свою ефективність технології радіо-Ethernet і ADSL

будуть перетворені у відповідності з новими стандартами. Широке

поширення одержать технології «оптичної останньої милі». Навіть

технологія стільникових мереж не залишилася осторонь, відповівши на

виклик сучасності перспективними технологіями EV-DO і 3G. Одночасно

будуть істотно перебудовані транспортні мережі, оскільки трафік змінить

свою структуру, а для трансляції телевізійних програм буде потрібно групова

розсилка (Multicast). Впровадження Triple Play приведе до перегляду ряду

положень архітектури керування Softswitch.

Саме цей стан реконструкції мереж характери для сучасного стану

технологій NGN. Для суспільства перехід до концепції Triple Play поки не

помітний.

Втім, можна загляпути' в майбутнє і передбачити, що нова концепція

послуг, post-Triple Play, буде концепцією персоніфікації послуг, тобто

абонент зможе сам формувати перелік (профіль) послуг та налаштовувати їх

«під себе». Перш за все, будь-яка людина може отримати свій персональний

номер, по якому він буде доступний незалежно від того, перебуває він у

своєму кабінеті або в будь-якій точці Землі. Таким чином, нова концепція

пропонує синтез мереж NGN і мобільних мереж, що може бути виражено

формулою «комп'ютер + телефон + телевізор + роумінг».

До роумінгу абонентів привчили стільникові мережі, де персоніфікація

послуги відбулася сама собою, оскільки телефонна трубка виявляється в

20

кишені абонента. Але NGN надає нову ідею широкосмугових послуг, та ще й

у копвергептной абонентської середовищі. Персоніфікація послуг в рамках

всієї системи NGN вимагає розширити поняття роумінгу з технології

стільникових мереж на всі можливі абонентські мережі доступу. Єдиний

номер повинен бути в рівній мірі доступний абонентові ADSL, Wi-Fi або

Ethernet. При цьому роумінг повинен забезпечувати просторову міграцію

абонента (переїзд в інше місто), і внутрішню міграцію (наприклад, перехід з

технології Wi-Fi на технологію ADSL).

Вже зараз зрозуміло, що персоніфікація зв'язку зажадає очевидної

кардинальної перебудови всієї архітектури NGN. В першу чергу перестройка

торкнеться рівня управління, де зосереджені засоби забезпечення роумінгу,

сигналізації, а також ідентифікації користувачів, що отримали коротке

найменування AAA (authentication, authoriaftlion і accounting). На цьому рівні

вже зараз впроваджуються пристрої SMS. які приходять па зміну далеко ще

не застарілих систем Softswitch.

Досить важко зараз припустити, які зміни викличе концепція

персоніфікації послуг на інших рівнях NGN. Вже зараз ряд виробників

пропонують спеціальні пристрої для абонентських мереж доступу, що

дозволяють персоніфікувати послуги Triple Play для кожного абонента. Але в

будь-якому випадку концепція персональної зв’язку стане актуальною тільки

після широкого впровадження послуг Triple Play, а зараз ця концепція тільки

починає впливати на архітектуру NGN.

1.3 Висновки до розділу

У даному розділі розглянуті технічні особливості методики

проектування NGN мереж зв’язку з мобільним доступом в інфраструктури

залізничної компанії.

У ході виконання розділі отримані результати такі як:

1. розроблені підходи поступової міграції до мереж NGN;

2. проаналізована специфіка технологій професійного мобільного зв’язку з

рухомими об’єктами залізничної компанії;

3.розроблений принцип швидкого хендовера із застосуванням техніки

рівномірного розподілу інформаційних потоків у доступних канальних

ресурсах;

4. представлені математичні моделі поширення радіохвиль в радіоплануванні

зони покриття;

5.наведено оцінку методики проектування мереж NGN з мобільним

доступом.

21

2 ВИБІР КОНЦЕПЦІЇ ПОБУДОВИ МЕРЕЖІ

2.1 Гнучкий комутатор softswitch та класифікація обладнання, що

реалізує функції гнучкого комутатора

Гнучкий комутатор (Softswitch) - реалізує функції по логіці обробки

виклику, доступу до серверів додатків, доступу до ІДС, збору статистичної

інформації, тарифікації, сигнальномій взаємодії з мережею ТфОП і всередині

пакетної мережі, керуванням встановленням з'єднання та ін. Гнучкий

комутатор є основним пристроєм, реалізуює функції рівня управління

комутацією і передачею інформації.

На малюнку 2.1 наведено склад компонентів, що входять до Softswitch,

і нумерація підтримуваних протоколів. У таблиці 2.1 наведено інтерфейси і

протоколи обладнання Softswitch.

Рисунок 2.1 – Склад компонентів, що входять в Softswitch, і номерація

підтримуваних протоколів

22

Таблиця 2.1 - Інтерфейси та протоколи обладнання Softswitch

Інтерфейсна

точка Інтерфейс Протокол

1,2 - Ethernet (10 BaseT, 10

BaseF),

- Fast Ethernet (100 BaseTX,

100BaseFX, 100 BaseFL),

- Gigabit Ethernet (1000

BaseTX, 1000 BaseCX, 1000

BaseLX, 1000 BaseLH, 1000

Base SX),

- Token Ring,

- FDDI, CDDI,

-мережі передачі данних

(V.10, V.11, V.24, V.28, V.35,

X.21, X.21bis),

- xDSL.

- IP, UDP, TCP,

- TCAP, SIP, XML

3 - IP, TCP,

- SIP, RAS, H.225, H.245

8 - IP, UDP,

- MGCP

10

- IP, UDP, TCP,

- RAS, H.225, H.245, MGCP,

MEGACO

4,5 - IP, TCP,

- SIP

6,14

- IP, UDP, TCP,

- RAS, Н.225, H.245, MGCP,

MEGACO, SIGTRAN (IUA,

V5UA, M3UA)

7

- IP, UDP, TCP,

- RAS, H.225, H.245,

SIGTRAN (V5UA, M3UA)

9 - IP, TCP,

- RAS, H 225, H 245, SIP

15 - IP, TCP,

- RAS, H 245.

16 - RTP

11

- 2-х проводовааналогова

телефонна лінія,

- ISDN BRI.

- частотний набір (DTMF);

- DSS1

12 - 2-х провідна аналогова

телефонна лінія;

- ISDN BRI;

- ISDN PRI;

- Е1, STM-N.

- частотний набір (DTMF);

- DSS1.

13 - ОКС №7.

Класифікація обладнання, що реалізує функції гнучкого комутатора

(Softswitch)

Види обладнання:

1) устаткування, що реалізує функції гнучкого комутатора, являє собою

масштабований програмно-апаратний комплекс, побудований у відповідності

з архітектурною концепцією SoftSwitch. У загальному випадку, комплекс

обладнання гнучкого комутатора включає в себе наступні пристрої (рис. 2.1):

23

а) шлюз (Media Gateway, MG), який реалізує функції перетворення

потоку мовної інформації в пакети IP, взаємодії з ССОП, маршрутизації

пакетів IP;

б) пристрій керування викликами (Media Gateway Controller, MGC), що

реалізує функції управління пристроями, що входять до складу гнучкого

комутатора;

в) конвертер протоколу SIP (SIP Proxy), який реалізує функції взаємодії

пристроїв, що входять до складу гнучкого комутатора з пристроями, що

працюють по протоколу SIP;

г) шлюз сигналізації (Signaling Gateway, SG), який реалізує функції

взаємодії пристроїв, що входять до складу гнучкого комутатора з мережею

ОКС N 7;

д) сервер додатків (Application Server, AS), який реалізує функції

створення, управління та надання додаткових видів обслуговування.

2) пристрої, що входять до складу SoftSwitch, можуть поєднувати декілька

функцій. Взаємодія окремих пристроїв здійснюється через мережу з

комутацією пакетів.

3) пристрої, що входять до складу SoftSwitch, можуть бути реалізовані як

спеціалізоване обладнання або на базі спеціалізованого комп'ютера

(наприклад, сервера в промисловому виконанні), оснащеного відповідними

апаратними та програмними засобами.

4) устаткування, що входить до складу SoftSwitch, має два види інтерфейсів:

а) внутрішні інтерфейси, призначені для взаємодії пристроїв, що

входять до його складу (інтерфейси 1-8);

б) зовнішні інтерфейси для взаємодії з кінцевим обладнанням

користувача або телекомунікаційними мережами (інтерфейси 9-13).

5) До SoftSwitch можуть підключатися наступні типи терміналів:

а) аналоговий телефонний апарат;

б) персональний комп'ютер, оснащений відповідними засобами;

в) спеціалізований абонентський термінал (IP-телефон).

6) до телефонної мережі SoftSwitch може підключатися по наступних

інтерфейсів та протоколів:

а) по абонентським аналоговим інтерфейсам;

б) по абонентським цифровим інтерфейсам ISDN PRI та ISDN BRI;

в) по межсетевому інтерфейсу ОКС N 7 із застосуванням

міжмережевого екрану (firewall), що входить до складу ССОП.

7) перелік можливих інтерфейсів (зовнішніх і внутрішніх) та протоколів,

реалізованих в обладнанні SoftSwitch, перерахований в таблиці 2.1

8) пристрої, що входять до складу обладнання SoftSwitch, можуть

встановлюватися на об'єктах зв'язку.

24

2.2 Багатослоїста структура гнучкого комутатора Softswitch

Запропонована концепція розподілених систем управління виявилася

настільки революційною, що концепція Softswitch розвивається і зараз,

слідуючи по шляху декомпозиції технічних рішень рівня управління. Можна

виділити кілька напрямків перманентної композиції, які призвели до істотних

змін у цій концепції:

а) поява і розвиток багатошарової архітектури Softswitch як сукупності

пристроїв;

б) розробка платформ прикладного рівня постачальниками обладнання;

в) вирішення проблем контролю якості безпеки та інші, які втілилися в

реалізацію прикордонних контролерів сеансів (SBC).

Концепція Softswitch зберегла в собі концепцію IN (інтелектуальних

мереж), що передбачала поділ процесів управління трафіком і надання

послуг. Як наслідок, базова архітектура Softswitch передбачала поділ на два

шари: шар управління мережею, де розміщувалися пристрої MG, MGC. TG,

GC і сервери, і шар управління послугами з серверами ААА і AS. При

практичній реалізації в архітектурі Softswitch з'явилися кілька проміжних

шарів, щоб забезпечити більш структуроване рішення. Процес такого

«розшарування» йшов у кожної фірми по-своєму, але загальний демократизм

NGN не обмежував ініціативу розробників.

В якості яскравого прикладу багатошарової архітектури Softswitch

розглянемо систему CIRPACK - одну з найбільш розвинених в даний час

платформ. Універсальна архітектура Softswitch дозволяє реалізувати різні

компоненти розподіленої системи. Платформа Technicolor Cirpack являє

собою унікальне рішення програмної комутації (SoftSwitch) і маршрутизації,

розроблене з метою відтворення функцій традиційних телефонних

комутаторів. Платформа забезпечує підтримку послуги TDM в NGN мережах

для розширення постачальниками послуг своїх традиційних телефонних

мереж загального користування (PSTN) з наданням послуг VoIP і міграцією

на IMS. Основу рішення Cirpack являє собою швидка платформа з високим

ступенем модульності на основі кластерного центру IBM e-Server

BladeCenterT, розміщена в стандартній і легко керованою стійці. Платформа

використовує для телекомунікаційних додатків з TDM / SDH-інтерфейсами

спеціалізований Blade Server, кожен слот цього центру може виконувати роль

медіашлюзи (CAG), контролера медіашлюзи (MGC) або сервера мовних

додатків.

Платформа маршрутизації операторського класу Cirpack довела свою

надійність, забезпечуючи послуги комутованій телефонії в дуже великих і

складних інфраструктурах. Система Cirpack є ідеальною платформою для

постачальників послуг Інтернет, телекомунікаційних і кабельних операторів,

дозволяючи швидко реалізовувати широкосмугові послуги triple-play з

унікальною ступенем інтеграції. Універсальний центр комутації на базі

SoftSwitch від компанії Technicolor однаково добре може використовуватися

25

як опорно-транзитний комутатор (клас 4) будь-якого рівня, так і як

локальний комутатор абонентських портів (клас 5), а також здатний гнучко

поєднувати ці функції. Таким чином, вихідний принцип декомпозиції різних

пристроїв втілився в декомпозицію блоків з різним функціями, які можна

складати разом або використовувати вибірково, щоб формувати розподілену

систему управління NGN.

Для сучасних варіантів реалізації Softswitch вітчизняними та

зарубіжними комбінаціями виробникам і також спостерігається тенденція

перманентної декомпозиції: кількість різних модулів у складі Softswitch

незмінно збільшується.

2.3 Принцип конвергенції мультисервісної мережі

В останні п'ять років на арену системних концепцій вийшов новий

принцип конвергенції, або взаємопроникнення технологій. До цього

офіційною стратегією телекомунікацій була інтеграція різних рішень. У

результаті з'явилися такі інтеграційні концепції зв'язку, як TMN (зараз OSS /

BSS), ISDN, В-ISDN (ATM), ОКС № 7 і пр. Слово «через» в абревіатурах

прийнято позначати маленькою літерою «о» (over), так що технології VoIP

(мова через IP), FRoATM (Frame Relay через ATM), EoS (Ethernet через SDH),

ATMoSDH, SDHoATM, тобто технічні рішення «все через все» - це вплив

нової стратегічної концепції - конвергенції.

Поки в повній мірі здійснити принцип конвергенції не вдається,

оскільки сучасні технології виявилися надто різними для того, щоб їх

взаємопроникнення було простим і безболісним. На практиці має місце свого

роду анізотропія, наприклад IPoATM представляється доцільною

технологією, a ATMoIP не має ніякого системного сенсу.

Конвергенція та перетворення трафіку TDM і пакетного трафіку. В

якості першого прикладу конвергентної системи розглянемо перетворення

трафіку традиційних мереж (TDM) в пакетний трафік і назад.

На рис. 2.3 представлений складовою, що між пристроями TDM, що

включає ряд послідовних перетворень: TDM - медіашлюзи - Ethernet/GE -

NGSDH - GE/Ethernet Медіа-шлюз - TDM. Такі сполуки присутні на сучасних

мережах операторів транспортних мереж, де є сегменти традиційних мереж

TDM і пакетних мереж NGN.

Рисунок 2.3 – Конвергентне рішення в вигляді послідовного

перетворення технологій

26

Як випливає з малюнка, принцип конвергенції дозволяє зістикувати

різні технології так, що іноді виявляється проблематично відокремити одну

технологію від іншої.

У подібній конвергентної системі додатково виникає проблема

контролю якості передачі. Ця проблема полягає в тому, що характеристикою

якості каналів TDM/NGSDH виступає параметр бітових помилок (BER), а в

пакетної мережі - кількість пакетів з помилками - FE (Frame Error). Методики

контролю обох типів параметрів відрізняються один від одного і методично

несумісні, так що доводиться спеціально розробляти принципи об'єднання

цих методик.

Отже, як було сказано вище, принцип конвергенції призводить до

перемішування технологій сучасних систем NGN. У цьому є свої позитивні і

негативні сторони. З одного боку, принцип конвергенції дозволяє створити

уніфіковану транспортну мережу, «замішані» у неї всі традиційні і нові

технології, і це, безумовно, позитивний вплив. З іншого боку, принцип

конвергенції вторгається в самі основи функціонування систем NGN. В

даний час мають місце факти конвергенції між мережами доступу та

транспорту, транспорту і управління, доступу і послуг. У такому випадку

запропонована в даному дослідженні модель SCTA виявляється спірною.

Принцип конвергенції «стискає» модель SCTA, забезпечуючи не тільки

взаємне проникнення рішень у рамках кожного з рівнів моделі, але й

зближення різних рівнів.

Типова структура мережі припускає наявність трьох рівнів: доступ,

магістраль і ядро. У центрі (ядро) перебувають високопродуктивні

платформи для швидкої комутації трафіку з підтримкою протоколів

динамічної маршрутизації; тут же забезпечується підключення до вищих

провайдерів і розташовуються сервісні центри.

Досліджувану швидкісну мультисервісну мережу поділено на два

рівні: рівень доступу та рівень магістралі.

2.4 Вибір побудови магістральної мережі

Основними магістральними технологіями на сьогодні є наступні:

SDH, ATM, EoSDH, Gigabit/10 Gigabit Ethernet.

SDH - телекомунікаційна технологія з комутацією каналів, створена і

оптимізована для передачі оцифрованих голосових потоків зі швидкістю

64кбіт/с. SDH далеко не найефективніша технологія щодо використання

транспортного ресурсу, але зате, в силу своєї специфіки, надійна у

відношенні стабільних параметрів передачі.

Технологія ATM була задумана як універсальна технологія для

наскрізної передачі мультисервісного трафіку по мережах будь-якого типу та

рівня. Це означає, що вона може використовуватися і в мережах з комутацією

каналів (SDH), і в мережах з комутацією пакетів (Ethernet), причому як в

магістралях, так і на останній милі.

27

Головний недолік мереж з технологією ATM полягає в їхній повній

несумісності з жодною з існуючих мереж. Плавний перехід на ATM у

принципі неможливий, потрібно міняти відразу все устаткування, а вартість

його поки що дуже висока. У табл. 2.2 наведені порівняльні характеристики

технологій ATM і EoSDH.

Таблиця 2.2- Порівняльні характеристики технологій ATM і EoSDH

Технологія ATM Технологія EoSDH

Може працювати з будь-яким

типом корисного навантаження

Корисне навантаження повинна бути

розбита на пакети

Підтримка механізму QoS Ні вбудованого механізму контролю

параметрів QoS

Службова інформація

використовує додаткову смугу

пропускання

Службова інформація використовує

додаткову смугу пропускання в разі

мультимедійного трафіку

Комутація виконується на 1,25

рівні моделі OSI

Комутація виконується на рівні 3 моделі

OSI. Можна використовувати різні типи

кешування

Обробляє стислі голосові дані Обробляє стислі голосові дані

Технологія Gigabit Ethernet (гігабітний стандарт Ethernet) - це

високошвидкісні локальні мережі стандарту IEEE 802.3z. Дана технологія

дозволяє використовувати смугу пропускання в 10 разів більшу, ніж

технологія Fast Ethernet.

Комплекс технологій l0 Gigabit Ethernet призначений для побудови

супершвидкісної магістральних з'єднань в мережах IEEE 802.3/Ethernet. Як

випливає з назви, технології цього комплексу забезпечують можливість

передачі даних по магістральних з'єднанням ЛВС Ethernet на швидкості

10Гбіт/сек. У табл. 2.3 наведено порівняльні характеристики технологій ATM

і Gigabit Ethernet.

Один з потенційних недоліків Gigabit Ethernet в тому, що технологія

Ethernet у чистому виді не призначена для підтримки трафіку реального часу,

такого, як мова і відео. Для таких пакетів повинні бути прийняті досить

серйозні заходи щодо забезпечення якості обслуговування, щоб вони

перебували вчасно і без затримки.

Таблиця 2.3 - Порівняльна характеристика технологій ATM і Gigabit

Ethernet

Технологія ATM Технологія Gigabit Ethernet

Підтримує механізм QoS як у

локальних, так і в розподілених

мережах. Дозволяє правилами QoS

Засоби QoS реалізовані у вигляді

шести рівнів пріоритетів, які не

розповсюджуються в розподілену

28

локальної мережі поширюватися на

розподілену мережа

мережу

Заснована на концепції віртуальних

каналів, що гарантує надійність і

стійкість

Використовується шинна топологія.

Може бути побудована в

комутованих виділених або частково

виділених сегментах

Дозволяє досягати швидкості передачі

даних до 10 Гбіт / с і вище

Обмеження по швидкості - 1 Гбіт/с

(без використання дуплексної

передачі) та до 10 Гбіт/с

Базові контрольно-керуючі технології для магістральних мереж є:

VLAN, Q-in-Q, STP, OSPF, MPLS.

Найбільш передовою технологією для побудови операторських мереж

є Multiprotocol Label Switching (MPLS), як найбільш ефективна архітектура

для передачі IP трафіку.

Для просування даних по мережі MPLS використовує техніку, відому

як комутація пакетів за мітками. MPLS підтримує й інші додаткові сервіси:

Traffic Engineering (TE), QoS, VPN, EoMPLS і AToM.

MPLS знаходиться між мережевих і канальним рівнями, і емулює різні

властивості мереж з комутацією каналів поверх мереж з комутацією пакетів.

Тим самим з його допомогою можна передавати різні протоколи за одним

стандартом. У традиційній IP мережі пакети передаються від одного

маршрутизатора іншому і кожен маршрутизатор читаючи заголовок пакета

(адреса призначення) приймає рішення про те, за яким маршрутом

відправити пакет далі.

У протоколі MPLS ніякого подальшого аналізу заголовків в

маршрутизаторах по шляху прямування не проводиться, а переадресація

управляється виключно на основі міток. Протоколі MPLS має багато переваг

перед традиційною маршрутизацією на мережевому рівні.

Однак ці переваги відсутні при зв'язку точка-точка. Більш того,

додавання MPLS міток збільшує переданий пакет, і тим самим - загальний

трафік.

Магістральні територіальні мережі повинні забезпечувати високу

відмовостійкість, так як на магістралі об'єднуються потоки великої кількості

мережі доступу. Існують дві топології, які забезпечують високу надійність:

«кожний з кожним», та «кільце». Однак для топології «кожний з кожним»

потрібно дуже багато кабелю, та портів, що не ефективним з боку

економічності.

Тому для забезпечення підвищеної надійності та резервування широко

застосовується топологічна модель кільця. Кільця, зазвичай створюють на

рівнях опорної мережі і доступу. Для з’єднання мережі використовуються

оптоволоконні лінії зв’язку, адже оптоволоконна лінія зв'язку — сама надійна

й стабільна технологія для підключення абонента до вузла провайдера на

29

будь-яких дистанціях, та забезпечує швидкості передачі до 10 Гбіт/с і вище,

побудована на базі оптоволоконних кабелів.

2.5 Вибір мережевих технологій для мережі рівня доступу

Для з’єднання рівня доступу та магістралі необхідно

використовувати оптичне волокно. Переваги оптоволоконного типу зв'язки:

- по оптоволоконній лінії можна передавати інформацію зі

швидкістю порядку 1000 Гбіт/с і більше;

- дуже мале загасання світлового сигналу у волокні, що дозволяє

будувати волоконно-оптичні лінії зв'язку довжиною до 100 км і більш без

регенерації сигналів;

- стійкість до електромагнітних перешкод з боку навколишніх мідних

кабельних систем, електричного устаткування (лінії електропередачі т.і.) і

погодних умов;

- захист від несанкціонованого доступу. Інформацію, що передається

по волоконно-оптичним лініям зв'язку, практично не можна перехопити не

руйнуючим кабель способом;

- довговічність — термін служби волоконно-оптичних ліній зв'язку

становить не менш 25 років.

Розвиток технології оптичних кабельних систем і поступове

витіснення традиційних мідних кабелів оптичними призвело до появи

концепції оптичних широкосмугових мереж доступу. В даний час концепція

оптичних абонентських мереж, що отримала назву FTTx, широко

застосовується для побудови мереж доступу. Варіанти реалізації концепції

FTTx також поділяються на PON (Passive optical network) та AE (Active

Ethernet).

В даний час вже є ціла концепція абонентських кабельних мереж

нового покоління. Пов'язана вона з сімейством концепцій FTTx, Відповідно,

замість х додаються різні пункти доведення оптичного транспорту до

користувача (рис.2.4):

- FTTB (Fiber To The Building) - оптична система передачі до

будинку;

- FTTN/FTTC (Fiber To The Node) - оптична система передачі до

вузла;

- FTTO (Fiber To The Office) - оптична система передачі до офісу;

- FTTH (Fiber To The Home) - оптична система передачі до квартири;

30

FTTB

FTTN

FTTH

оптика

оптика

оптика

оптика

оптика

мідь

мідь

Розподільна шафа

Розподільна шафа

Розподільна шафа

сплітер

Рисунок 2.4 - Варіанти побудови мереж FTTx

Широка смуга систем FTTx відкриває нові можливості надання

абонентам більшого числа нових послуг. В таблиці 2.4 приведено порівняння

технології доступу.

Таблиця 2.4- Порівняння технологій доступу

Технологія Пропускна

здатність (к

абоненту/від

абонента)

Максимальна

протяжність

Індекс

капітальни

х витрат

(чим

нижче,

тим

краще)

Додаткове

проміжне

обладнання

ADSL2+ 24Мбіт/с/ 3

Мбіт/с

2,4 км (мідна

пара)

1 ні

VDSL2 24Мбіт/с/ 3

Мбіт/с

2,4 км (мідна

пара)

2 ні

GePON 2,4 Гбіт/с /1,25

Гбіт/с

20 км

(оптоволокно)+

(сплітер)

12 Сплітер

P2P/AE 1 Гбіт/с / 1

Гбіт/с

80 км

(оптоволокно)

15 Ні

FTTB+

VDSL2

100 Мбіт/с / 50

Мбіт/с

20 км

(оптоволокно)

+0,5 км

10 Віддалений IP

DSLAM-

мультиплексор

Сьогодні на оптичній ділянці найбільш популярні три групи

технологій: пасивних оптичних мереж (PON), Ethernet (у комутованому

варіанті) і гібридних коаксіально-оптичних мереж (HFC).

Технологія FTTB - волокно до будинку, тобто до кожного будинку

підходить оптико-волоконний канал, що забезпечує повну захищеність

переданого сигналу від електромагнітних і радіочастотних перешкод, дає

можливість надати високі швидкості доступу. Це найбільш затребувана

31

сьогодні технологія будівництва нових широкосмугових мереж. Причина

цьому - зниження за останні роки ціни на оптичний кабель, появу дешевих

оптичних приймачів, передавачів. Використання оптики в FTTB дозволяє

використовувати для передачі даних технологію Metro Ethernet, яка в

порівнянні з DOCSIS приносить відчутне збільшення у швидкості передачі

даних.

Ethernet-комутатор або DSLAM-мультиплексор в будівлі (як правило,

в підвальному або горищному приміщенні) підключається до точки

присутності з використанням одного або пари оптичних волокон (активний

Ethernet). Агрегований трафік будівлі передається через це з’єднання з

використанням стандарту Gigabit Ethernet або 10 Gigabit Ethernet. З'єднання

між абонентами і комутатором будівлі можуть здійснюватися з

використанням кручений пари, на базі одного з механізмів Ethernet-

транспорту в залежності від середовища передачі для вертикальних каналів.

FTTH - це технологія прокладки волокна в будинок. Враховуючи, що

абоненти проживають в основному в багатоквартирних будинках, FTTH

означає, на відміну від FTTB, доведення оптичного волокна до квартири

абонента.

FTTH реалізується, як правило, в двох конфігураціях оптоволоконних

підключення: пасивні оптичні мережі (PON) і традиційна технологія

активних оптичних мереж Ethernet «точка-точка». Кожен з терміналів

оптичної мережі (ONT) у приміщенні абонента підключається окремою

жилою до порту комутатора в точці присутності або до оптичного сплітеру,

від якого до точки присутності прокладається загальна оптоволоконна лінія.

У випадку підключення за схемою «точка-точка» застосовуються стандарти

передачі 100BASE-LX або 1000BASE-LX.

Більші витрати на FTTH зв'язані як з вартістю устаткування, так і з

ціною монтажу. У технології FTTB перетворювачі (оптичний вузол і медіа

конвертери) установлюються в розрахунках один додому (60-300 квартир), а

при FTTH - кожному абонентові. При використанні PON крім цього

устаткування кожному абонентові потрібно встановити ще й сплітери.

Потрібно відзначити також ріст числа необхідних оптичних волокон і

розгалужувачів. Більш висока вартість монтажу пояснюється також і

більшою кількістю встановлюваних і «що розварюються» оптичних кросів.

Якщо при FTTB вони встановлюються в розрахунках один додому, то при

FTTH - у розрахунках один на кожний поверх. Приведемо порівняння

технологій FTTx в таблиці 2.5.

FTTN(С) - оптичні канали до мультисервісного вузла доступу

(розподільчого вузла) і далі DSL-канали до абонента.

Збереження ділянки мідного кабелю в змішаній мідно-оптичному

середовищі доступу пояснюється ще й тим, що заміна мідного кабелю

оптичним на останніх декількох сотнях метрів абонентської лінії вимагає

великих витрат, оскільки, по-перше, ця остання ділянка є індивідуальним для

32

кожного абонента і, по друге, необхідна повна заміна абонентської проводки

в приміщенні кожного користувача.

Комутатор або DSLAM-мультиплексор у вуличній комутаційній шафі

підключається до точки присутності з використанням одного або пари

оптичних волокон. Агрегатний трафік від довколишніх абонентів

передається через це з'єднання з використанням стандарту Gigabit Ethernet

або 10 Gigabit Ethernet. Сполучення між абонентами і комутатором у

вуличній шафі можуть здійснюватися з використанням оптоволокна (активна

оптична мережа) з пропускною спроможності 100 Мбіт/с або 1000 Мбіт/с або

по витій парі з використанням технології VDSL2.

Таблиця 2.5 - Порівняння технологій FTTB та FTTH

FTTB FTTH

Достатки Недоліки Достатки Недоліки

1. Проста й

традиційна

архітектура

мережі.

2. Простота

установки й

ремонту

будинкової

проводки на

основі кабелю 5

категорії.

3. Абонентський

термінал

необхідний лише

тим абонентам,

які будуть

використовувати

IPTV.

4. Гнучкий

розвиток мережі

з використанням

функціонала

устаткування.

1. Присутність

великої кількості

активних пристроїв

у розподільній

мережі.

2. Ускладнення й

подорожчання

експлуатації

мережі.

3. Схильність

мідної будинкової

проводки до

електромагнітних

перешкод.

4. Складна

архітектура в

розгалужених

мережах

5.Проблеми з

активним

устаткуванням у

розподільчій

мережі

(нестабільність

електроживлення,

ушкодження,

вандалізм).

6.Обмеження по

функціоналу

1. Повністю

пасивна

розподільна

мережа. Єдине й

стабільне

середовище

передачі - оптика.

2. Повне керування

мережею з однієї

крапки. Спрощення

й зниження

вартості процесів

експлуатації (до

50%).

3. Зниження

енергоспоживання

(до 70%) і орендної

вартості (до 50%).

4. Орієнтир на

майбутнє. Найвищі

швидкості й

величезний

потенціал росту.

Мережа й усі

абонентські

пристрої вже готові

до надання безлічі

послуг.

5. Можливість

1.Необхідність

установки

ONT у

кожного

абонента.

2. Робота

телефону

залежить від

живлення на

ONT.

3. Можлива

недостатня

кваліфікація

персоналу для

роботи з FTTH

розв’язками .

33

устаткування й

пропускної

здатності

розвитку мережі

різних топологій

FTTH, B, C з

одного вузла.

Виходячи з порівняння технологій FTTx, оберемо технологію FTTB

для багатоповерхової забудови, так як вона є найбільш економічно вигідною

для густонаселених районів.

Для приватного сектору була обрана технологія FTTN(C), яка є

найбільш вигідною для приватного сектора.

Для ділового сектору була обрана технологія FTTH, так як для

ділового сектора необхідно висока надійність і гарантована смуга для

передачі даних. Однак залишається питання яку технологію використовувати

поверх FTTx, та через яку технологію xDSL організувати з’єднання між

абонентів приватного сектору та обладнанням рівня доступу. (рис. 2.5)

FTTBоптика

мідь мідь

FTTN

оптика

оптикаFTTH

мідь

Рисунок 2.5 - Обрані варіанти побудови мережі доступу

Технологія Active Ethernet є досить молодою і вперше була

запропонована в 2004 році як складова частина стандарту IEEE 802.3ah.

Незважаючи на це, Active Ethernet є одним з популярних методів розгортання

мережі FTTH. Active Ethernet конкурує з PON технологією у всіх її можливих

варіантах (EPON, BPON, GPON, WDM PON).

Основні переваги:

а) широкосмуговий доступ. Кожен користувач може отримати до

100 Мбіт/с. Саме ця перевага і дозволяє використовувати дану технологію

для надання послуг triple-play;

б) простота. Active Ethernet дуже проста в інсталяції кабельної

системи і не потребує сплітер, на відміну від PON технології. Крім того, вона

дуже проста в управлінні, оскільки Ethernet switch розташовується в OSP

34

(OutSide Plant). При використанні цієї технології немає обмежень на відстань

від Центрального офісу до оптичного сплітера і від сплітера до будівлі.

Головний недолік технології: наявність активного устаткування в

кожній будівлі, де підключенні абоненти, яке потрібно тримати в захисній

шафі. Також активне обладнання чутливе до зникнення електроенергії, та

вандалізму.

Таблиця 2.6 - Порівняння стандартів PON

Стандарти PON

BPON EPON GPON

Стандарт ITU-T G.983 IEEE 802.3ah ITU-T G.984

1 2 3 4

Пропускна

здатність

Вхідний потік —

до 622 Мбіт/с

Вихідний потік

— 155 Мбіт/с

Симетричний, до

1,25 Гбіт/с

Вхідний потік —

до 2,5 Гбіт/с

Вихідний потік

— до 1,25 Гбіт/с

Кількість

абонентів на лінії 32

Максимальна

дальність роботи 20 км

Довжина хвилі

спадного потоку 1490 нм (цифрові дані) і 1550 нм (аналогове КТБ)

Довжина хвилі

висхідного

потоку

1310 нм

Протоколи ATM Ethernet Ethernet, ATM,

TDM

Основні переваги GEPON це – відсутність активного мережевого

устаткування по дорозі до користувача, повнодуплексний симетричний

доступ на швидкостях від 40 Мбіт/м (при повному завантаженні Gepon-

Вузла) до 1,25 Гбіт/м, висока масштабованість, збільшена результативність

застосування середовища передачі даних, що забезпечується прямим

транспортом Ethernet-Кадрів, результативними схемами прiоритезації

трафіку й IP-Протоколами.

xDSL - сімейство технологій абонентського доступу типу «точка-

точка», що дозволяє надавати послуги передачі даних, голосу і відео по

звичайних телефонних дротах між обладнанням постачальника послуг

мережевого доступу NAP (Network Access Provider) і вузлом споживача.

Основні технології сімейства являються – ADSL, ADSL2/2+,VDSL,VDSL2. В

таблиці 2.7 наведено порівняльні характеристики технологій сімейства xDSL.

35

Таблиця 2.7 - Порівняння технологій сімейства xDSL

Стандарт Швидкість

вихідного потоку

Мбіт/с

Швидкість

вхідного потоку

Мбіт/с

ADSL 8 1

ADSL2 (стандарти G.992.3,

G.992.4)

12 1

ADSL 2+ (стандарт G.992.5) 24 3,5

SHDSL (G.991.2) 5,6 5,6

VDSL (G.993.1) 55 15

VDSL2 (G.993.2) 100 100

2.6 Опис типових архітектурних рішень обраних технологій

Технології FTTx не накладають практично ніяких обмежень з точки

зору пропускної спроможності і тому володіють відмінним запасом на

майбутнє. Крім можливості спільного використання оптоволокна і крученої

пари, підтримки послуг голосового зв'язку / передачі даних і передачі відео,

ці рішення дозволяють надавати досвідченим користувачам найсучасніші

послуги.

Проектована мережа складається з двох рівнів: магістральний рівень і

рівень мережі доступу.

Найбільш істотні вимоги, які пред'являються до характеристик

магістральних з'єднань мережі за технічним завданням (ТЗ):

- швидкість інформаційного обміну - 10 Гбіт/с;

- автоматична діагностика виникаючих несправностей;

- підтримка QoS;

- низька ймовірність втрати даних.

Виходячи з опису магістральних мереж та вимог ТЗ, обираємо

технологію 10 Gigabit Ethernet. Тому що технологія EoSDH не є

найефективнішою щодо використання як технології для створення нової

мережі, адже основне навантаження йде на передачу даних. Технологія ATM

також не підходить, тому що проектована мережа буде підключатись до

магістрального рівня ТГ Vega, який працює за сімейством технологій

Ethernet, крім того, обладнання, підтримуюче технологію ATM, дорожче в

порівнянні з обладнанням сімейства Ethernet.

Усі комутатори магістральної мережі з’єднанні в «лінійне кільце, яке

з’єднається через мережу ТГ Vega (рис 2.6).

36

Майданчик_1 Майданчик_2 Майданчик_3 Майданчик_4 Майданчик_5 Майданчик_6 Майданчик_7 Майданчик_8

Оператор ТГ Vega

10 Ge 10 Ge

10 Ge 10 Ge 10 Ge 10 Ge 10 Ge 10 Ge 10 Ge

Рисунок 2.6 - Архітектура магістрального рівня проектованої мережі

Магістральний рівень складається з 8 комутаторів розміщених по

одному в кожному мікрорайоні. Підключення до мережі передачі даних ТГ

Vega відбувається в двох точках, тим самим замикаючи «кільце» через

мережу передачі даних ТГ Vega, і одночасно створюючи одне резервне

підключення до мережі. Для передачі даних магістральний рівень

використовує технологію 10 Gigabit Ethernet 10GBASE-LX4.

До кожного магістрального комутатора підключається мережа

доступу кожного мікрорайону (рис 2.7). Для багатоповерхової забудови

доступ до магістральної мережі здійснюється через комутатори, розміщені в

кожному будинку і з'єднані через оптичний кабель по топології «кільце», по

5-7 комутаторів в «кільце». Для з'єднання магістрального комутатора з

комутаторами доступу використовується технологія 1 Gigabit Ethernet

1000BASE-X. Від комутаторів доступу крученою парою підключені

абоненти.

Приватний сектор підключений з використанням технології FTTN (C)

а саме за рахунок технології GePON до розподільної шафи і VDSL2 до

абонента,тому що використання технології FTTB є дорогою і нераціональної

в порівнянні з FTTС в приватному секторі.

Діловий сектор підключений за технологією FTTH, а саме Point-to-

Point за допомогою мережевої технології Gigabit Ethernet 1000BASE-X, тим

самим створюючи великий запас пропускної здатності та збільшуючи

стійкість, тому що в підключенні використовується тільки магістральний

комутатор і обладнання клієнта.

37

DSLAM

спліттер DSLAM

DSLAM

DSLAM

VDSL2мідь

OLT

FTTN GePONПриватний сектор

FTTB Active EthernetБагатоповерхова забудова

FTTHДіловий сектор

Gigabit Ethernetоптика

FastEthernetмідь

FastEthernetмідь

Gigabit Ethernetоптика

Gigabit Ethernetоптика

Вузол магістральної

мережі

VDSL2мідь

VDSL2мідь

Рисунок 2.7 - Типова архітектура спроектованої мережі

2.7 Опис роботи функціональної схеми

Функціональна схема відображає принцип роботи мережі та наведена

в Додатку В. На цій схемі відображені типові вузли мережі.

На функціональній схемі детально показано включення абонентів за

технологією FTTx та надання послуг IP- телефонії, IPTV та доступу до

мережі Internet.

Магістральна мережа забезпечує підключення мережі доступу до

наданих послуг. Для цього використовуються високошвидкісні комутатори

магістральної мережі L3, які підключені за технологією 10GBASE-LX4 між

собою, та до мережі передачі даних ТГ Vega. Магістральна мережа

забезпечує швидку передачу трафіку та його пріоритезацію за допомогою

технологій QoS. Також на кожному вузлі агрегації магістральної мережі

розташовано сервери BRAS (Broadband Remote Access Server), якій агрегує

абонентські підключення з мережі рівня доступу, та проводить білінг

доступу до мережі Інтернет.

Мережа доступу багатоповерхових забудов реалізована на

комутаторах L2 з підтримкою QoS для забезпечення послуг гарантованою

пропускною здатністю каналу. Також на комутаторах доступу забезпечується

захист від різних атак на мережу та від несанкціонованого підключення.

Комутатори доступу підключаються до магістральної мережі за допомогою

технології 1000BASE-TX.

38

Для забезпечення абонентів послугою IPTV комутатори мережі

доступу мають підтримку технології IGMP та IGMP Snooping. Відеоконтент

передається від оператора ТГ Vega у мультикастовій формі, до комутаторів

магістрального рівня, і далі, до комутаторів доступу. Завдяки мультикастовій

формі, трафік з однаковим відеоконтентом не підсумовується на вихідному

каналі. З комутатору доступу відеоконтент поступає до абонента на його

комп’ютер або спеціальну STB приставку, до якої підключається телевізор.

Для забезпечення абонентів послугою телефонії, разом з кожним

комутатором доступу розміщується голосовий шлюз, який перетворює IP

телефонію у аналогову. Абоненти підключаються по мідній парі до

голосового шлюзу. З голосового шлюзу трафік IP телефонії поступає через

мережу доступу, магістральну мережу та мережу ТГ Vega до Softswitch, який

вже здійснює перетворення з IP телефонії в аналогову телефонію, і передає

на опорно-транзитну станцію, де здійснюється комутація до телефоної

мережі загального користування, міжміський та міжнародні напрямки.

Для забезпечення абонентів послугою доступу до мережі Internet, з

комутатора доступу, кабелем UTP-5e, підключаються абоненти за

технологією 100BASE-TX. Можливе підключення як одного абонентського

пристрою, так і декількох, через спеціальний пристрій (комутатор,

маршрутизатор).

Мережа доступу приватного сектору реалізована на комутаторах

GePON та VDSL2 DSLAM. Комутатори GePON розташовані на вузлах

агрегації разом с магістральними комутаторами. До кожного порту

комутатора GePON підключаються 5-10 VDSL2 DSLAM через оптичні

кабелі. Від кожного порту комутатора GePON по оптичному кабелю сигнал

поступає до оптичного сплітеру який розділяє його на 5-10 оптичних кабелів,

до яких приєднуються ONT пристрої, розміщені разом з VDSL2 DSLAM в

антивандальної шафі. В абонентів розташовані VDSL2 модеми, які через

мідний кабель підключаються до DSLAM на швидкості до 100 Мбіт/с. Далі

абонентський трафік через ONT пристрій поступає до магістральної мережі і

до BRAS і далі до мережі Internet.

Для забезпечення абонентів приватного сектору послугою IP

телефонії, у абонента розташовується голосовий шлюз для перетворення IP

телефонії в аналогову телефонію. Трафік IP телефонії поступає через VDSL2

модем, через окремий віртуальний канал який має вищий пріоритет, та

поступає до DSLAM. Комутатори GePON, DSLAM, як і комутатори доступу

та агрегації також мають підтримку QoS. З DSLAM трафік IP телефонії

поступає до магістральної мережі і далі як і трафік IP телефонії мережі

доступу багатоповерхових будинків до Softswitch та опорно-транзитної

станції ТГ Vega.

Для забезпечення абонентів приватного сектору послугою IPTV

DSLAM та комутатори GePON мають підтримку технологій IGMP та IGMP

Snooping. Відеоконтент обробляється так само, як і в мережі доступу

39

багатоповерхової забудови. Але є різниця, від DSLAM мультикаст поступає

до абонента окремим віртуальним каналом з пріоритетом.

Мережа доступу ділового сектора реалізована на конверторах з

технологій 1000-BASE-X в 1000-BASE-T, які розміщуються на вузлі агрегації

разом з магістральним комутатором та у клієнта. Доступ до послуг

здійснюється також як і в мережі доступу багатоповерхових забудівель.

Отже, якщо раніше самим масовим на ринку були технології xDSL –

доступу по мідних проводах, то останнім часом на перше місце виходить

доступ по волоконо-оптичному кабелю, завдяки своїй перевазі у швидкості,

та й зниженню вартості самих кабелів.

В цьому розділі були обрані топології та технології проектуємої

мережі.

Обрана швидкісна мультисервісна мережа поділена на мережі доступу

та магістральну мережі. Район поділений на мікрорайони з вузлами агрегації,

до вузлів агрегації підключена мережа доступу за технологіями сімейства

FTTx. Абонентам будуть надаватися послуги IP-телефонії, IPTV та доступу

до мережі Internet. Від абонента багатоповерхових забудівель до комутатора

мережі доступу буде застосуватися технологія Fast Ethrenet. Від комутатора

доступу до вузла агрегації буде застосована технологія Gigabit Ethernet, на

магістральній мережі застосовується технологія 10-Gigabit Ethernet. Усі

магістральні комутатори з’єднані за топологією «кільце», та підключаються

до мережі ТГ Vega у двох точках.

Усі комутатори доступу з’єднуються по 5-7 комутаторів в «кільце»,

яке замикається на комутаторі агрегації. Абоненти приватного сектору

будуть підключатися за технологією VDSL2 до IP DSLAM, які розташовані в

розподільчих шафах. Від IP DSLAM абонентський трафік поступає до

комутатору агрегації за технологією GePON, через ONT приймач та

комутатор GePON. Топологія мережі доступу приватного сектора має

деревовидну топологію.

Діловий сектор буде підключатися за технологією Gigabit Ethernet за

топологією «точка-точка».

2.8 Висновки до розділу

Для реалізації мультисервісної мережі було обрано устаткування у виді

комутаторів агрегації, розташованих на вузлах агрегації; комутаторів доступ,

розташованих в телекомунікаційних шафах разом з VoIP шлюзами у

багатоповерхових будівлях. GePON комутатори розташовані на вузлі

агрегації, IP DSLAM VDSL2 мультиплексори та ONU приймачі.

40

3 РОЗРАХУНОК МУЛЬТИСЕРВІСНОЇ МЕРЕЖІ З ВИКОРИСТАННЯМ

ТЕХНОЛОГІЇ NGN

3.1 Розрахунок характеристик абонентських концентраторів і

транспортних шлюзів мультисервісної пакетної мережі

Розрахунок навантаження, що створилося користувачами RAGW1,

RAGW2 і RAGW3.

При побудові розподіленого абонентського концентратора можуть

використовуватися шлюзи доступу (Access Gateway, AGW), резидентні

шлюзи доступу (Residential Access Gateway, RAGW), що виконують як

функції концентраторів, так і засобів доступу до пакетної транспортної

мережі. Резидентний - не змінює свого місця розташування, пов'язаний з

постійним перебуванням.

Таблиця 3.1 - Розподіл вихідних даних між шлюзами доступу

Номер

шдюзу

доступу

(RAGW)

Кількість

абонентів

PSTN (

PSTNN )

Кількість

абонентів

ISDN

Кількість

підмикаємих

PBX і

кількість

потоків типу

Е1 від

кожної (

PSTNN )

Кількість

підмикаємих

LAN і

кількість

абонентів в

кожній (

PSTNN )

Кількість нових

мереж

доступу/кількість

потоків Е1 від

кожної ( PSTNN )

RAGW1 1800 30 1/10 2/1800 1/4

RAGW2 2200 30 1/10 2/1800 1/4

RAGW3 2000 40 2/10 2/1800 0

До резидентних шлюзів доступу (RAGW) підключають термінали

користувачів ТфЗК і термінали з базовим доступом ISDN. До шлюзів доступу

(AGW) підключаються установлені АТС (PBX) і існуюче обладнання

абонентських виносів. Термінали SIP, MGCP, H.323 (IP-телефони) нових

користувачів можуть підключатися до локальних цифрових мереж (LAN).

До шлюзів доступу мультисервісної мережі, в яких використовуються

принципи NGN, повинні підключатися наступні джерела навантаження:

1) термінали, що підключаються по аналогових абонентських ліній;

2) термінали ISDN, що підключаються по базовому доступу BRA;

3) термінали SIP;

4) термінали H.323;

5) термінали MGCP / MEGACO;

6) локальні обчислювальні мережі, в яких використовуються термінали

SIP, H.323, MGCP / MEGACO;

41

7) мережі обмеженого користування (PBX) з функціями ISDN, що

підключаються за схемою первинного доступу PRA;

8) обладнання мережі доступу, що підключається по інтерфейсу V5.2.

На рисунку 3.1 наведені об'єкти проектованої мережі та позначення

параметрів розрахунку. На рисунку 3.1 використовуються наступні

позначення:

1) PSTNN - кількість терміналів PSTN, що підключаються по

аналоговим абонентським лініям;

2) ISDNN - кількість терміналів ISDN, що підключаються по базовому

доступу (BRA) в мережі доступу AN;

3) SHMN - кількість терміналів SIP/H.323/MGCP, що підключаються до

LAN;

4) LANN - кількість локальних мереж Ethernet, що підключаються до

RAGW;

5) Ni lan - кількість абонентів, що підключаються до i-тої локальної

мережі;

6) 5VN - кількість мереж доступу, що підключаються до шлюзу доступу

по інтерфейсу V5.2;

7) 5JVN - кількість користувацьких каналів в j-тому інтерфейсі V5.2;

8) PBXN - кількість мереж обмеженого користування (PBX), що

підключаються до шлюзу доступу;

9) K PBXN - кількість користувацьких каналів в інтерфейсі "PBXk - шлюз

доступу".

Рисунок 3.1 - Схема зони проектування

42

Знайдемо навантаження, що створюється користувачами RAGW1,

RAGW2 і RAGW3 (формула 3.1):

5

1 1

0,8( ) 0,1( ) 0,2 ,J K

RAGWi iV k PBX PSTN SHM ISDN

J k

Y N N N N Y

(3.1)

1 0,8 (4 30 10 30) 0,1 (1800 2 1800) 0,2 30 882( )RAGWY Ерл ,

2 0,8 (4 30 10 30) 0,1 (2200 2 1800) 0,2 30 922( )RAGWY Ерл

3 0,8 (2 10 30 0) 0,1 (2000 2 1800) 0,2 40 1048( )RAGWY Ерл .

Наведемо графік залежності навантаження від кількості користувачів,

що обслуговуються даними шлюзами доступу :

Рисунок 3.1 – Графік залежності навантаження від кількості

користувачів

У таблиці 3.2 наведено навантаження, створювана користувачами

пакетної мережі і розподіл її між об'єктами мережі (з урахуванням даних

таблиці 3.1).

Частку внутрішньої навантаження і внутрК користувачів, підключених

до одного шлюзу, яка замикається через один комутатор транспортної

мережі, знайдемо по частці навантаження користувачів RAGWi в загальному

навантаженні пакетної мережі доступу:

_

1 2 3

,( )

RAGWii внутр

RAGW RAGW RAGW

YK

Y Y Y

(3.2)

1_

8820,31;

(882 922 1048)внутрK

2_

9220,32;

(882 922 1048)внутрK

3_

10480,37.

(882 922 1048)внутрK

Основной

Основной

Основной

Основной

Основной

Основной

Основной

Основной

RAGW1 RAGW2 RAGW3

Нав

ан

таж

ен

ня

Y,

Ер

л

К-сть шлюзів

Ряд1

43

Рисунок 3.2 – Графік залежності розподілення навантаження між

коефіцієнтами розподілу користувачів

Таблиця 3.2- Навантаження, створене користувачами пакетної мережі

Номер

шлюзу

доступу

Вихідне

наванта-

ження,

Ерл

Внутрішнє

навантаження

абонентів, що

підключені до

одного

шлюзу, Ерл

Навантаже-

ння

RAGW1

RAGW2, Ерл

Вихідне

навантаження

до ССОП1,

Ерл

Вихідне

навантажен-

ня до

ССОП2, Ерл

RAGW1 882 882 0,31 =

273,4

608,6 0,4=

243,4

608,6 0,15=

91,29

608,6 0,15=

91,29

RAGW2 922 922 0,33 =

295,04

626,96 0,4=

250,8

626,96 0,15=

94,04

626,96 0,15=

94,04

RAGW3 1048 1048 0,37 =

387,8

660,2 0,4=

64,08

660,2 0,15=

99,03

660,2 0,15=

99,03

При розрахунку транспортного ресурсу (формула 3.1 [1]) для передачі

користувальницької інформації шлюзами RAGWi врахуємо частку

навантаження, яка буде обслуговуватися без компресії (х = 10%):

_ _ .711((1 ) ),RAGWi USER ізб GWi COD m GV k Y X V x V (3.3)

1_ 1,25 608,6((1 0,1) 0,32 0,1 64) 270,75(28,8 6,4)

26778,4( / ) 27( / ),

RAGW USERV

кбіт с Мбіт c

2_ 1,25 626,96((1 0,1) 0,32 0,1 64) 27586,24( / ) 28( / ),RAGW USERV кбіт с Мбіт c

3_ 1,25 660,2((1 0,1) 0,32 0,1 64) 29048,8( / ) 30( / ).RAGW USERV кбіт с Мбіт c

Основной

Основной

Основной

Основной

Основной

Основной

Основной

Основной

Основной Основной Основной

Нав

ан

таж

ен

ня

Y,

Ер

л

Коефіцієнт підмикаємих користувачів

44

Загальний транспортний ресурс шлюзів RAGWi для передачі

користувальницької і сигнальної інформації розрахуємо за формулою (3.4):

1 1_ 5 ,SIGN SIGN SIGN SIGN SIGN

RAGW RAGW USER ISDN PSTN V PBX MGCPV V V V V V V (3.4)

( )

90

SIGNSIGN PSTN PSTN MEGACO

PSTN

P N LV

, (3.5)

(5 1800 50 10)50000( / ),

90

SIGN

PSTNV біт c

( )

90

SIGNSIGN ISDN ISDN IUA IUA

ISDN

P N L NV

, (3.6)

(10 30 50 10)

1666,66( / ),90

SIGN

ISDNV біт с

5 5 5 55

( ),

90

SIGNSIGN V V V UA V UA

V

P N L NV

(3.7)

5

(1 35 50 10)194,44( / ),

90

SIGN

VV біт c

( )

,90

SIGNSIGN PBX PBX IUA IUA

PBX

P N L NV

(3.8)

(1 35 50 10)194,44( / ),

90

SIGN

PBXV біт c

5 5

2 ,90

PSTN PSTN ISDN ISDN V V PBX PBX MGCP MGCP

MGCP

P N P N P N P N L NV

(3.9)

2

5 1800 10 30 35 1 35 1 50 1052055,55( / ).

90MGCPV біт c

Після підсумовування отриманих п'яти значень з VRAGW1_USER=

=27000000 біт/с отримуємо загальний транспортний ресурс VRAGW1:

1 26778400 (50000 1666,66 194,44 194,44 52055,55)RAGWV

26882611,1( / ) 27,0( / ),біт c Мбіт c

де LMEGACO - середня довжина повідомлень в байтах протоколу

MEGACO, використовуваного при передачі сигнальної інформації по

абонентських лініях локальних мереж з терміналами, які використовують

протокол MEGACO;

NMEGACO, NMGCP - середня кількість повідомлень протоколу MEGACO,

MGCP, при обслуговуванні виклику, відповідно;

45

PPSTN, PISDN, PPBX, PSH - інтенсивність викликів користувачів PSTN,

ISDN, PBX, SIP, H.323 відповідно;

NPSTN, NV5, NISDN, NPBX, NSH - кількість абонентів, що підключаються по

аналогових абонентських лініям, по інтерфейсу V5.2, кількість PBX, що

підключаються до шлюзу доступу і кількість терміналів SIP і H.323,

відповідно;

LV5UA - середня довжина повідомлення протоколу V5UA (V5.2 User

Adaptation Layer - протокол адаптації сигналізації користувачі мережі

доступу, яка підключається по інтерфейсу V5.2);

NV5UA - середня кількість повідомлень протоколу V5UA при

обслуговуванні виклику;

PV5 - інтенсивність викликів, що надходять від терміналів, що

використовують протокол V5UA;

NV5 - кількість мереж доступу, що підключаються до шлюзу доступу по

інтерфейсу V5.2;

LIUA - середня довжина повідомлень протоколу IUA (ISDN Q.921 User

Adaptation - протокол адаптації сигналізації користувача ISDN);

NIUA - середня кількість повідомлень протоколу IUA при

обслуговуванні виклику;

Аналогічно розраховуємо загальний транспортний ресурс шлюзів

RAGW2 і RAGW3.

RAGW2:

VSIGN

PSTN = (5 220 50 10)

90

= 61111,1 (біт/с);

VSIGN

ISDN = (10 30 50 10)

90

= 1666,66 (біт/с);

VSIGN

V5 = (35 1 50 10)

90

= 194,44 (біт/с);

VSIGN

PBX = (35 1 50 10)

90

= 194,44 (біт/с);

2

5 2200 10 30 35 1 35 1 50 108166,67( / );

90MGCPV біт c

2 27586240 (61111,1 1666,66 194,44 194,44 8166,67)

27657573,31( / ) 28,0( / ).

RAGWV

біт c Мбіт c

RAGW3:

VSIGN

PSTN = (5 2000 50 10)

90

= 55555,55 (біт/с);

VSIGN

ISDN =(10 40 50 10)

90

= 2222,22 (біт/с);

46

VSIGN

PBX = (35 2 50 10)

90

= 388,88 (біт/с);

3

5 2000 10 40 35 2 50 1058166,66( / );

90MGCPV біт c

3 29048800 (55555,55 2222,22 388,88 58166,66)

29165133,32( / ) 30,0( / ).

RAGWV

біт c Мбіт c

Загальний транспортний ресурс для взаємодії RAGW1, RAGW2 і

RAGW3 розрахуємо за формулою (4.3 [1]):

1 2 3 1 2 3 _ .711((1 ) )

1,25 264,08(0,9 32 0,1 64) 11619,52( / ) 11,6( / ).

RAGW RAGW RAGW ізб RAGW RAGW RAGW COD m GV k Y x V x V

кбіт c Мбіт c

Загальний транспортний ресурс для взаємодії RAGW1 з TGW1 і TGW2

розрахуємо теж за формулою (3.3) з урахуванням того, що весь потік

піддається компресії за допомогою кодека G.729 (V = 32):

1 1 1 2 1 1 .729 1,25 91,29 32

3,65( / ).

RAGW TGW RAGW TGW ізб RAGW TGW GV V k Y V

Мбіт c

Загальний транспортний ресурс для взаємодії RAGW2 і TGW1

розрахуємо при тих же умовах:

2 1 2 2 2 1 .729( ) 1,25 94,04 32

3,76( / ).

RAGW RAGW RAGW TGW ізб RAGW RAGW GV V k Y V

Мбіт c

Загальний транспортний ресурс для взаємодії RAGW3 і TGW1

розрахуємо при тих же умовах:

3 1 3 2 3 1 .729 1,25 99,03 32

3,96( / ).

RAGW TGW RAGW TGW ізб RAGW TGW GV V k Y V

Мбіт c

Відстань між RAGW і комутатором пакетної транспортної мережі може

становити десятки кілометрів. На фізичному рівні інтерфейсу необхідно

використовувати оптичний кабель і систему передачі NGSDH. В системі

передачі необхідно виділити два «віртуальних коридори».

3.2 Розрахунок характеристик комутаторів транспортної мережі

47

Розрахунок навантаження, створюваного користувачами RAGW1,

RAGW2 і RAGW3 на TGW1 і TGW2 для виходу до абонентів існуючих

МЗЗК.

Навантаження, створюване користувачами RAGW1, RAGW2 і RAGW3

на TGW1 і TGW2 для виходу до абонентів існуючих МЗЗК, дорівнює:

_ 1 _ 2 91,29 94,04 99,03 284,36( ).USER TGW USER TGWY Y Ерл

Знаючи навантаження TGW, знайдемо кількість необхідних трактів

типу E1 (V=2,048 Мбіт / с) для підключення існуючої МЗЗК до транспортної

мережі за формулою:

_

1_ 1

030

i TGW

E

E

YN

Y

, (3.10)

де 0EY - питома навантаження одного каналу типу E0 ( 0EV = 0,8 Ерл), iY -

номер TGW.

1_ 1 2_ 1

284,3611,85 12( 1).

30 0,8E EN N трактівтипу Е

Отже, кожен з TGW пов'язаний з існуючою МЗЗК 12 трактами типу E1.

Для обслуговування навантаження _USER TGWY вимагається транспортний

ресурс _USER TGWV (при використанні тільки кодека типу G.726).

_ 1 1_ .726 284,36 32 9099,52( / ) 10( / );USER TGW TGW GV Y V кбіт c Мбіт c

_ 2 2_ .726 284,36 32 9099,52( / ) 10( / ).USER TGW TGW GV Y V кбіт c Мбіт c

Приймаємо умови рівності вихідного (від транспортної мережі до

існуючої МЗЗК) і вхідного (від існуючої МЗЗК до транспортної пакетної

мережі) навантаження. При цьому умови об'єму транспортного ресурсу

пакетної мережі для TGW розрахуємо за формулою:

2 (10 0,092055) 20,18( / ).TGWV Мбіт c

3.3 Розрахунок характеристик Softswitch

48

Розрахунок швидкості передачі інформації в інтерфейсі «Softswitch -

SW3» і продуктивності Softswitch.

Швидкість в інтерфейсі «Softswitch-SW3» для обслуговування

користувачів RAGW розрахуємо за формулою, в якій враховані значення

інтенсивностей викликів, кількості та середньої довжини сигнальних

повідомлень в процесі обслуговування виклику:

55 (11,11 77,77 ( ) 22,22 5,55 ),SX PSTN V PBX ISDN SNV N N N N N (3.11)

5 (11,11 6000 77,77 (2 4) 22,22 100 5,55 6 1800) 66665( / )

0,067( / ).

SXV біт c

Мбіт c

При розрахунку продуктивності Softswitch, який обслуговує

користувачів пакетної мережі, використовуємо формулу [1]:

_ _ _ 5

1 1 1

_ 5 _

1 1 1 1

( )

( ),

I I IRAGW

SX PSTN i PSTN i SHM ISDN i ISDN V

i i i

I K I K

k v n PBX

i k i k

P P N N P N P

N N

(3.12)

де I-кількість шлюзів доступу, що обслуговуються Softswitch,

К- кількість інтерфейсів типу V5,

N-кількість BX.

5 (5000 550) 10 500 40 2 2 32910( / );RAGWSXP дзв гнн

5 (6000 (6 1800)) 10 100 35 ((4 10 30) (2 4 30))

105400( / ).

RAGWSXP

дзв гнн

При розрахунку продуктивності Softswitch, який обслуговує TGW,

використовуємо формулу 3.13 [1]:

1_ 0 1_ 1

1 1

30 ,L L

TGW

SX GW E E

l l

P P P N

(3.13)

30 35 2 12 25200( / ).TGW

SXP дзв гнн

Необхідна мінімальна продуктивність Softswitch для обслуговування

всіх шлюзів проектованої мережі:

105400 25200 130600( / ).SX RAGWSX TGWSXP P P дзв гнн

Мінімальну сумарну продуктивність комутаторів транспортної мережі

для обслуговування всіх потоків RAGW і TGW знаходимо за формулою 3.14:

49

_(1 )

.

M

m GW GW SX

SW

IP

M V V

PL

(3.14)

Беручи умову відсутності власного комутатора в використовуваних

шлюзах ( _m GWM = 0) і довжини пакету IPL = 2400 біт, знаходимо необхідну

продуктивність ( SWP ) комутаторів транспортної мережі для обслуговування

всіх шлюзів:

1

( )( )

,

M

GW SX

m RAGW TGW SXSW

IP IP

V VV V V

PL L

(3.15)

6((27 28 30) 20,18 0,067) 1043852( / ).

2400SWP пак c

Занесемо результати розрахунку транспортного ресурсу, необхідного

для обслуговування об'єктів проектованої мережі, в таблицю 3.6.

Таблиця 3.6 - Продуктивність комутаторів транспортної мережі,

необхідна для обслуговування об'єктів проектованої мережі

Об’єкт мережі Необхідний ресурс, Мбіт/c

RAGW1 27,0

RAGW2 28,0

RAGW3 30,0

TGW1 10,0

TGW2 10,0

SW 105

50

Рисунок 3.3 – Графік залежності продуктивності від швидкості комутаторів

транспортної мережі

У таблицю 3.3 занесемо результати розрахунку навантаження

взаємодіючих об'єктів проектованої мережі.

Таблиця 3.3 - Навантаження взаємодіючих об'єктів проектованої

мережі

Взіємодіючі об’єкти Навантаження, Ерл

RAGW1 RAGW1 273,4

RAGW1 RAGW2 243,4

RAGW1 RAGW3 243,4

RAGW2 RAGW2 295,04

RAGW2 RAGW1 250,8

RAGW2 RAGW3 250,8

RAGW3 RAGW3 387,8

RAGW3 RAGW1 264,08

RAGW3 RAGW2 264,08

RAGW1 TGW1 91,29

RAGW1 TGW2 91,29

RAGW2 TGW1 94,04

RAGW2 TGW2 94,04

RAGW3 TGW1 99,03

RAGW3 TGW2 99,03

У таблицю 3.4 занесемо результати розрахунку продуктивності

Softswitch.

Основной

Основной

Основной

Основной

Основной

Основной

Основной

RAGW1 RAGW2 RAGW3 TGW1 TGW2 SW

Пр

од

укти

вн

ість

, М

біт

/с

Комутатори транспортної мережі

51

Таблиця 3.4 - Результати розрахунку продуктивності Softswitch

Об’єкт мережі Продуктивність

Softswitch PSX, дзв/гнн

PRAGW

SX 105400

PTGW

SX 25200

PSX = PRAGW

SX + PTGW

SX 130600

3.4 Визначення маршрутів передачі потоків інформації в транспортній

мережі

У таблиці 3.5 наведемо вимоги резервування транспортної пакетної

мережі для передачі потоків інформації між її комутаторами.

Таблиця 3.5 - Вимоги резервування транспортної пакетної мережі для

передачі потоків інформації між її комутаторами

Ділянка

мережі

Функціонування без

відмов інтерфейсів між

комутаторами

Функціонування при порушенні

інтерфейсів транспортної мережі

SW1 SW2

RAGW1SW1SW2RAG

W2

TGW2 SW2SW1

RAGW1

Порушення SW1 SW2 RAGW1SW1SW3SW2RAGW2

TGW2 SW2SW3SW1RAGW1

SW1 SW3

RAGW1SW1SW3RAG

W3

TGW1SW3SW1

RAGW1

Порушення SW1 SW3 RAGW1SW1SW2SW3RAGW3

TGW1 SW3SW2SW1RAGW1

SW2 SW3

RAGW2SW2SW3RAG

W3

TGW1SW3SW2

RAGW2

Порушення SW2 SW3 RAGW2SW2SW1SW3RAGW3

TGW1 SW3SW1SW2RAGW2

У таблиці 3.6 наведемо результати розподілу транспортних ресурсів,

необхідних для взаємодії шлюзів, підключених до транспортної мережі, за

винятком об'єктів, що взаємодіють через один комутатор.

Таблиця 3.6 - Розподіл транспортних ресурсів для взаємодії шлюзів

Направлення

інформаційного обміну

Необхідний ресурс при

функціонуванні без відмов,

Мбіт/с

RAGW1 RAGW2 11,6

RAGW3 RAGW1 11,6

RAGW2 RAGW3 11,6

TGW1 RAGW1 3,65

TGW2 RAGW1 3,65

52

TGW1 RAGW2 3,76

TGW2 RAGW3 3,96

Використовуючи дані таблиці 3.6, знайдемо необхідні транспортні

ресурси для пересилання інформації між комутаторами транспортної мережі і

занесемо їх у таблицю 3.7.

Таблиця 3.7 - Ресурси для пересилання інформації між комутаторами

транспортної мережі

Ділянка мережі

Необхідний ресурс

при

функціонуванні без

відмов, Мбіт/с

Необхідний ресурс

при

функціонуванні з

відмовами, Мбіт/с

SW1 – SW2 15,25 40,3

SW1 – SW3 15,25 33,2

SW2 – SW3 15,36 40,3

Розподіл транспортних потоків при функціонуванні без відмов

показано на малюнку 3.5.

Рисунок 3.2 - Розподіл транспортних потоків проектованої мережі при

функціонуванні без відмов

В таблиці 3.8 наведені значення швидкостей інформаційних потоків і

продуктивність комутаторів транспортної мережі.

53

Таблиця 3.8 - Продуктивність комутаторів транспортної мережі

Номер

комутатора

Швидкість інформаційного

потоку, Мбіт/с

Продуктивність, IP-

пакетів/с

SW1 30,5 12708

SW2 34,57 1440

SW3 34,57 1440

Рисунок 3.4 – Графік залежності швидкості інформаційного потоку

комутаторів

3.5 Вибір типу інтерфейсу для взаємодії комутаторів транспортної

мережі

Якщо відстань між комутаторами транспортної мережі не перевищує

40 км і відсутня первинна цифрова мережа з технологією SDH, то може бути

використана технологія 10 GbE.

Дані таблиці 3.13 показують, що вимагаються швидкості інтерфейсів

SW1-SW2, SW1-SW3, SW2-SW3 не перевищують 40 Мбіт / с.

Враховуючи ці обставини та інтенсивний розвиток мереж, що

використовують принципи NGN, вибираємо тип інтерфейсу 10 GbE (10

Gigabit Ethernet) [2]. Щоб забезпечити дуплексний режим і високу живучість

мережі, необхідно використовувати чотири оптичних кабеля.

На малюнку 4.7 наведена схема зони проектування з позначеннями всіх

об'єктів і інтерфейсів.

Основной

Основной

Основной

Основной

Основной

Основной

Основной

Основной

SW1 SW2 SW3

Шв

. ін

фо

рм

ац

ійн

ого

по

току

Комутатори транспортної мережі

54

Рисунок 3.3 – Схема спроектованої мережі

3.6 Розподіл адресного простору

Проектована мультисервісна телекомунікаційна мережа має 14025

абонентів. Вся мережа ділиться на 8 мікрорайонів з вузловою точкою в

кожному районі. Абоненти кожного мікрорайон діляться на три групи

абоненти багатоповерхової забудови, абоненти приватного та ділових

секторів. З метою оптимізації для кожної групи абонентів кожного

мікрорайону була виділена своя підмережа. Також для запобігання

широкомовних штормів і запобігання петель у мережі застосовується

технологія VLAN, нумерація VLAN починається з 10 та розподілена серед

усіх підмереж. У Додатку М зображена топологічна схема мережі. У таблиці

3.9 наведено розподіл адресного простору та VLAN.

Також на кожному вузлі агрегації знаходиться BRAS, який агрегує

користувальницькі підключення з мережі рівня доступу. Усі 8 BRAS

з'єднуються своєю мережею з головним маршрутизатором. Також, для

віддаленого доступу, моніторингу та управління кожному устаткуванню в

55

мережі присвоєно IP адрес зі своєї під мережі. Для доступу до послуг VoIP

також виділена своя підмережа.

Таблица 3.9 - Розподіл адресного простору проектованої мережі

№

мікрорайону Мережа VLAN IP MASK

1 2 3 4 5

Мікрорайон_1

Багатоповерхова

забудова 10 192.172.0.0 255.255.240.0

Діловий сектор 11 192.172.16.0 255.255.255.0

Мікрорайон_2

Діловий сектор 12 192.172.17.0 255.255.255.0

Приватний сектор 13

192.172.18.0 255.255.254.0

192.172.20.0 255.255.252.0

Багатоповерхова

забудова 14

192.172.24.0 255.255.248.0

192.172.32.0 255.255.240.0

Мікрорайон_3

Багатоповерхова

забудова 15 192.172.48.0 255.255.240.0

Частный сектор 16 192.172.64.0 255.255.255.0

Діловий сектор 17 192.172.65.0 255.255.255.0

Мікрорайон_4

Діловий сектор 18 192.172.66.0 255.255.255.0

Приватний сектор 19

192.172.67.0 255.255.255.0

192.172.68.0 255.255.252.0

Мікрорайон_5

Багатоповерхова

забудова 20

192.172.72.0 255.255.248.0

192.172.80.0 255.255.248.0

Приватний сектор 21

192.172.88.0 255.255.248.0

192.172.96.0 255.255.248.0

Діловий сектор 22 192.172.104.0 255.255.255.0

Мікрорайон_6

Діловий сектор 23 192.172.105.0 255.255.255.0

Багатоповерхова

забудова 24

192.172.106.0 255.255.254.0

192.172.108.0 255.255.252.0

192.172.112.0 255.255.240.0

Приватний сектор 25 192.172.128.0 255.255.240.0

Мікрорайон_7

Приватний сектор 26 192.172.144.0 255.255.248.0

Діловий сектор 27 192.172.152.0 255.255.255.0

Мікрорайон_8

Приватний сектор

28 192.172.154.0 255.255.254.0

192.172.156.0 255.255.252.0

Багатоповерхова

забудова 29 192.172.160.0 255.255.240.0

Діловий сектор 30 192.172.176.0 255.255.255.0

56

Для реалізації технологічної мережі також використовується

технологія VLAN, яка забезпечує високий рівень безпеки мережі. В таблиці

3.10 наведено розподіл адресного простору та VLAN для технологічної

мережі.

Таблиця 3.10 - Розподіл адресного простору технологічної мережі

Мережа № VLAN IP MASK

1 2 3 4

Технологічна мережа 111 10.0.0.0 255.255.240.0

VoIP 100 10.1.0.0 255.255.224.0

BRAS-1 121 10.2.0.1 255.255.255.252

BRAS-2 122 10.2.0.5 255.255.255.252

BRAS-3 123 10.2.0.9 255.255.255.252

BRAS-4 124 10.2.0.13 255.255.255.252

BRAS-5 125 10.2.0.17 255.255.255.252

BRAS-6 126 10.2.0.21 255.255.255.252

BRAS-7 127 10.2.0.25 255.255.255.252

BRAS-8 128 10.2.0.29 255.255.255.252

Для усіх BRAS таблиці маршрутизації майже однакові і є

найпростішими – вони містять в собі тільки маршрутний запис за

умовчанням. В таблиці 3.11 наведено таблицю маршрутизації для BRAS-1.

Таблиця маршрутизації для ядра наведена у таблиці 3.12.

Таблиця 3.11 - Маршрутизація BRAS-1

Адреса мережі Маска мережі Адреса шлюзу

0.0.0.0 0.0.0.0 10.2.0.1

Таблиця 3.12 - Маршрутизація ядра

Адреса мережі Маска мережі Адреса шлюзу

192.172.0.0 255.255.240.0 10.2.0.2

192.172.16.0 255.255.255.0 10.2.0.2

192.172.17.0 255.255.255.0 10.2.0.6

192.172.18.0 255.255.254.0 10.2.0.6

192.172.20.0 255.255.252.0 10.2.0.6

192.172.24.0 255.255.248.0 10.2.0.6

192.172.32.0 255.255.240.0 10.2.0.6

192.172.48.0 255.255.240.0 10.2.0.10

192.172.64.0 255.255.254.0 10.2.0.10

192.172.66.0 255.255.254.0 10.2.0.14

192.172.68.0 255.255.252.0 10.2.0.14

192.172.72.0 255.255.248.0 10.2.0.18

192.172.80.0 255.255.240.0 10.2.0.18

0.0.0.0 0.0.0.0 213.130.10.254

57

Мікрорайон_1 Мікрорайон_2

BRAS-1 BRAS-2 BRAS-3 BRAS-4 BRAS-5 BRAS-6 BRAS-7 BRAS-8

Internet

Мікрорайон_3 Мікрорайон_4 Мікрорайон_5 Мікрорайон_6 Мікрорайон_7 Мікрорайон_8

Core_router

Vlan12110.2.0.0/30

Vlan12210.2.0.4/30

Vlan12310.2.0.8/30

Vlan12410.2.0.12/30

Vlan12510.2.0.16/30

Vlan12610.2.0.20/30

Vlan12710.2.0.24/30

Vlan12810.2.0.28/30

Рисунок 3.4 - Топологія маршрутизаторів

3.7 Конфігурація устаткування

Для кожного устаткування треба написати свій конфігураційний

файл, який буде містити в собі адреси мережевих інтерфейсів та таблиці

маршрутизації, а також деяку додаткову інформацію. Тому для перевірки

краще спочатку створити модель мережі – для цього від фірми Cisco є

програмний засіб – Packet Tracer 5.3.3 Програма Packet Tracer пропонує на

вибір кілька основних моделей комунікаційного обладнання, і основні

технології, які найширше використовуються у корпоративних територіальних

мережах. Модель побудуємо не в «повному масштабі», а трохи «урізану»,

показуючи лише деяку частину мережі доступу.

Мультисервісна телекомунікаційна мережа поділяється на два рівня:

рівень доступу та магістральний рівень.

Магістральний рівень будується з 8 комутаторів 3-го рівня, які

з’єднанні в кільцем до мережі передачі даних ТГ Vega. В моделі оберемо

комутатори 3560 24PS – комутатори 3-го рівня.

Для запобігання петель в кільцевій топології необхідно

використовувати протокол STP. Основним завданням STP є приведення

мережі Ethernet з множинними зв'язками до деревоподібної топології, що

виключає цикли пакетів. Відбувається це шляхом автоматичного блокування

надлишкових в даний момент зв'язків для повної зв'язності портів. Тому

об’явимо комутатор ядра головним, від якого буде будуватись дерево STP. sw-core(config)#spanning-tree mode pvst

sw-core(config)#spanning-tree vlan 1-4096 priority 4096

sw-core(config)#spanning-tree portfast default

Так як комутатор sw-core має пріоритет вищий за інші комутатори,

тому він стає головним. Також усі порти, які не беруть участь у дереві STP

58

(усі порти в access режимі), переводяться у режим portfast, який мінімізує час,

необхідний для переходу порту у стан forward.

Однак через великий час сходимості у мультисервісній мережі буде

застосовуватися протокол RSTP який відрізняється меншим часом

сходимості мережі.

Так як магістральній мережі перебуває багата кількість комутаторів,

щоб не додавати до кожного комутатору VLAN які не має в його базі,

застосуємо технологію VTP. У протоколі VTP узгодженість конфігурацій

VLAN-мереж підтримується в загальному адміністративному домені. Крім

того, протокол VTP зменшує складність управління і моніторингу VLAN-

мереж. Тому усі магістральні комутатори знаходяться у домені Vega. І

сервером домену є головний комутатор, а інші стають клієнтами домену. sw-core#vlan database

sw-core(vlan)#vlan 10 name

sw-core(vlan)#vlan 10 name ab_mnogoetajki

VLAN 10 added:

Name: ab_mnogoetajki

sw-core(vlan)#vl

sw-core(vlan)#vlan 11 name ab_chastnii

VLAN 11 added:

Name: ab_chastnii

sw-core(vlan)#vl

sw-core(vlan)#vlan 12 name ab_del

sw-core(config)#vtp mode server

sw-core(config)#vtp domain VEGA

sw-core(config)#vtp password VEGA

sw-1-1(config)#vtp mode client

sw-1-1 (config)#vtp domain VEGA

sw-1-1 (config)#vtp password VEGA

Для передачі декількох VLAN по одному каналу потрібно щоб порти

комутатору були в режимі Trunk. Потрібно вказати опцію nonegotite яка

відключає автоматичне розпізнавання режиму (mode access або mode trunk). З

метою безпеки й обмеження зайвого трафіку не на усіх транкових портах

потрібна наявність усіх VLAN тому їх треба обмежити тільки потрібними. sw-1-1(config-if)#switchport trunk encapsulation dot1q

sw-1-1(config-if)#switchport mode trunk

sw-1-1(config-if)#switchport nonegotiate

sw-1-1(config-if)#switchport trunk allowed vlan 10-11,100,111

Для доступу до комутаторів та маршрутизаторів потрібно усім

добавити IP адреса у VLAN технологічної мережі

sw-1-1(config)#interface vlan 111

sw-1-1(config-if)#ip add 10.0.0.10 255.255.255.0

Комутатори доступу мають аналогічну конфігурацію, як і

магістральні, але є деякі відмінності. У комутаторах доступу не

59

застосовується VTP домен, адже на мережі доступу не потрібна наявність

усіх VLAN мережі. Також на портах магістрального комутатора до якого

підключено комутатори доступу є обмеження по VLAN. Також у

комутаторах доступу майже усі порти знаходяться в режимі access. Цей

режим який дозволяє подати тільки один Vlan на даний порт у

нетегірованому режимі. Також потрібно зробити прив’язку MAC- адреси

клієнтського обладнання до порту, для захисту від стороннього підключення. sw-1e000101(config)# interface FastEthernet0/1

sw-1e000101(config-if)# switchport access vlan 10

sw-1e000101(config-if)# switchport mode access

sw-1e00101(config-if)#switchport port-security

sw-1e00101(config-if)#switchport port-security violation restrict

sw-1e00101(config-if)#switchport port-security mac-address 0009.7CCC.B2A7

Усі абоненти отримують IP динамічно за допомогою протоколу

DHCP. Якщо визначено область DHCP і задані діапазони виключення, то

решта адрес називається пулом доступних адрес (address pool) (в межах

області. IP видаються з маршрутизаторів BRAS. BRAS-1(config)#ip dhcp pool ab_mn

BRAS-1(dhcp-config)# network 192.172.0.0 255.255.240.0

BRAS-1(dhcp-config)# default-router 192.172.0.1

BRAS-1(dhcp-config)# dns-server 10.0.0.2

BRAS-1(config)#ip dhcp excluded-address 192.172.0.1

Також на маршрутизаторі настроюються подінтерфейсі які мають

доступ до різних VLAN (кожний до свого). Ці інтерфейси є основними

шлюзами для абонентів.

BRAS-1(config)# interface fastEthernet 0/0.10

BRAS-1(config-subif)# encapsulation dot1Q 10

BRAS-1(config-subif)# ip address 192.172.0.1 255.255.240.0

В мережі також є маршрутизатор, які виконує роль Softswitch. На

ньому налаштовується функція telephony-service де вказується максимальна

кількість телефонів підключаємо до маршрутизатора, також кількість цифр у

номері, IP адрес до якого будуть підключатися усі VoIP пристрої. Також на

цьому маршрутизаторі налаштовується якому телефону присвоїти якій

номер, та зробити прив’язку за MAC-адресою. Усім пристроям IP-телефонії

присвоюється IP адреса, за допомогою протоколу DHCP. Для цього

використовується опція 150 у якій вказується адреса TFTP сервера.

VoIP(config)#interface fastEthernet 0/0.111

VoIP(config-subif)#encapsulation dot1Q 111

VoIP(config)#ip dhcp pool VoIP

VoIP(dhcp-config)# network 10.1.0.0 255.255.224.0

VoIP(dhcp-config)# default-router 10.1.0.1

VoIP(dhcp-config)# option 150 ip 10.1.0.1

VoIP(config)#telephony-service

60

VoIP(config-telephony)#max-ephones 42

VoIP(config-telephony)#max-dn 144

VoIP(config-telephony)# ip source-address 10.1.0.1 port 2000

VoIP(config-telephony)#auto assign 4 to 6

VoIP(config-telephony)#auto assign 1 to 42

VoIP (config-ephone)# mac-address 0003.E4A6.6D01

VoIP(config)# ephone-dn 1

VoIP(config-ephone-dn)#number 3880000

3.8 Конфігурація доступу в Інтернет

Network address translation (NAT) - створено для спрощення та

приховування IP адресації. NAT дозволяє представити зовнішнього світу

внутрішню структуру IP адресації підприємства інакше, ніж вона насправді

виглядає. Це дозволяє організації з'єднуватися з Інтернетом, не маючи

всередині себе глобальною унікальною IP адресації. Це дає можливість

виходу в Інтернет для корпоративних внутрішніх IP мереж з внутрішніми IP

адресами (intranet), які глобально не унікальний і тому не можуть

маршрутизується в Інтернеті. NAT застосовується також для зв'язку

територіально розподілених підрозділів організації через Інтернет.

NAT реалізовано на головному маршрутизаторі. core-router(config)# interface fastEthernet 0/1

core-router(config-if)# ip address 213.130.10.9 255.255.255.0

core-router(config-if)# ip nat outside

core-router(config)# interface FastEthernet0/0.121

core-router(config-if)# encapsulation dot1Q 121

core-router(config-if)# ip address 10.2.0.1 255.255.255.252

core-router(config-if)# ip nat inside

Діапазон зовнішніх IP-адрес розподілено серед кожного мікрорайону

в таблиці 3.13

Таблиця 3.13 - Розподілення зовнішніх IP- адрес

Маршрутизатор Початок діапазону Кінець діапазону

BRAS-1 213.130.10.1 213.130.10.5

BRAS-2 213.130.10.6 213.130.10.10

BRAS-3 213.130.10.11 213.130.10.15

BRAS-4 213.130.10.16 213.130.10.20

BRAS-5 213.130.10.21 213.130.10.25

BRAS-6 213.130.10.26 213.130.10.30

BRAS-7 213.130.10.31 213.130.10.35

BRAS-8 213.130.10.36 213.130.10.40

61

core-router(config)# ip nat pool BRAS_1 213.130.10.1 213.130.10.5 netmask

255.255.255.0

core-router(config)# ip nat pool BRAS_2 213.130.10.6 213.130.10.10 netmask

255.255.255.0

core-router(config)# ip nat pool BRAS_3 213.130.10.11 213.130.10.15 netmask

255.255.255.0

core-router(config)# ip nat pool BRAS_4 213.130.10.16 213.130.10.20 netmask

255.255.255.0

core-router(config)# ip nat pool BRAS_5 213.130.10.21 213.130.10.25 netmask

255.255.255.0

core-router(config)# ip nat pool BRAS_6 213.130.10.26 213.130.10.30 netmask

255.255.255.0

core-router(config)# ip nat pool BRAS_7 213.130.10.31 213.130.10.35 netmask

255.255.255.0

core-router(config)# ip nat pool BRAS_8 213.130.10.36 213.130.10.40 netmask

255.255.255.0

core-router(config)# ip nat inside source list 1 pool BRAS_1

core-router(config)# ip nat inside source list 2 pool BRAS_2

core-router(config)# ip nat inside source list 3 pool BRAS_3

core-router(config)# ip nat inside source list 4 pool BRAS_4

core-router(config)# ip nat inside source list 5 pool BRAS_5

core-router(config)# ip nat inside source list 6 pool BRAS_6

core-router(config)# ip nat inside source list 7 pool BRAS_7

core-router(config)# ip nat inside source list 8 pool BRAS_8

Деяким абонентам, та діловим клієнтам можливе виділення статичної

IP-адреси. Також DNS теж має внутрішню IP адресу 10.0.0.2 а зовнішню

213.130.10.253. core-router(config)#ip nat inside source static 192.172.0.3 213.130.10.41

core-router(config)#ip nat inside source static 192.172.104.3 213.130.10.42

core-router(config)#ip nat inside source static 10.0.0.2 213.130.10.253

3.8.1 Організація телефонії

Сьогодні загальновизнане, що розгортання телефонії й інших

медійних служб підприємства, їх інтеграція в загальну IT-Інфраструктуру

компанії ефективно забезпечується поверх загальної апаратно-програмної

інфраструктури на основі протоколу IP.

Ip-Телефонні лінії (Internet Protocol) – послуга, що дозволяє

використовувати пакетну Ip- Мережу як середовище передачі голосу й факсів

у режимі реального часу.

SIP транк (або SIP TRUNK, групова IP лінія) – декілька IP телефонних

ліній надаваних по одній парі (або по оптиці), що й мають загальну номерну

ємність. Кількість ліній у групі – від 2 і більш, кількість обмежується

профілем абонента й можливостями транспортної мережі (пропускною

здатністю останньої милі).

VoIP трафік від кожної IP сесії надходить до мережі передачі даних і

далі до Soft switch де відбувається перетворення IP- телефонії у аналогову та

поступає до опорно-транзитної станції C&C08. На ОПТС трафік аналізується

62

і в залежності від напрямку поступає до ТМЗК або міжміського та

міжнародного напрямків.

Організація IP-телефонії організована так само як і послуга SIP транк.

Для забезпечення високої якості послуг на усій мережі застосовується

технологія QoS. А саме, окрема пріоритезація VLAN з VoIP трафіком.

В моделі роль SoftSwitch виконує маршрутизатор VoIP. Де прописано

сервіс телефонії. IP-телефонія має свій VLAN який має найвищий пріоритет

QoS. Усі розмови і запити йдуть через маршрутизатор від пристроїв Ip

телефонії. %IPPHONE-6-REGISTER: ephone-2 IP:10.1.0.2 Socket:2 DeviceType:Phone has

registered.

%IPPHONE-6-REGISTER: ephone-6 IP:192.172.0.5 Socket:2 DeviceType:Phone has

registered.

3.8.2 Організація VPN

Для реалізації віртуальної приватної мережі виділяється VLAN, якій

узгоджується з клієнтом і подається до нього. В даній модель був обраний

300 VLAN якій подається до підприємства то до його філії.

Клієнт у себе прописує на маршрутизаторі таблиці маршрутизації, по

якій відокремлює корпоративний трафік від трафіку до мережі Інтернет.

3.8.3 Організація послуги IPTV

Доступ до послуги IPTV реалізовано за допомогою мультикасту.

Multicast - спеціальна форма широкомовлення, при якій копії пакетів

направляються певного підмножині адресатів. Технологія IP Multicast

використовує адреси з 224.0.0.0 до 239.255.255.255. Підтримується статична і

динамічна адресація. Діапазон адрес з 224.0.0.0 по 224.0.0.255

зарезервований для протоколів маршрутизації та інших низькорівневих

протоколів підтримки групової адресації. Для визначення членів різних груп

в локальній мережі маршрутизатор використовує протокол IGMP. Один з

маршрутизаторів підмережі періодично опитує вузли підмережі, щоб

дізнатися, які групи використовуються додатками вузлів. На кожну групу

генерується тільки одна відповідь в підмережі. Для того щоб стати членом

нової групи, вузол одержувача ініціює запит на маршрутизатор локальної

мережі. Мережевий інтерфейс вузла-одержувача налаштовується на прийом

пакетів з цією груповою адресою. Кожен вузол самостійно відстежує свої

активні групові адреси, і коли відпадає необхідність знаходитись в даній

групі, припиняє надсилати підтвердження на IGMP - запити. Результати

IGMP - запитів використовуються протоколами групової маршрутизації для

передачі інформації про членство в групі на сусідні маршрутизатори і далі по

мережі. В мультисервісній мережі, для того щоб не створювався

мультикастовий потік на кожний VLAN у мережі застосовується технологія

MVR (Multicast VLAN Registration). Завдяки технології MVR IGMP-запити

63

можуть поступати з різних VLAN до одного мультикастового VLAN. На

рисунку зображено передача мультикасту за допомогою технології

мультикасту, та без. Відеоконтент береться у оператора ТГ Vega і складає 60

каналів, по 5 Мбіт/с кожний. Для надання послуги IPTV високої якості

застосується пріоритезація мультикастового VLAN на магістральній мережі

та трафіку з відео контентом на комутаторах доступу. Server

IPTV приймач

IPTV приймач

Комутатор агрегації

Комутатор доступу

Vlan 10

Vlan 11

Multicast vlan 101

239.0.0.1-239.0.0.60

Server

IPTV приймач

IPTV приймач

Комутатор агрегації

Комутатор доступу

Vlan 10

Vlan 11

Multicast vlan 10Multicast vlan 11

239.0.0.1-239.0.0.60

а) Передача мультикасту без технології MVR б) Передача мультикасту за допомогою технології MVR Рисунок 3.5 - Передача мультикасту за допомогою технології MVR (б)

та без (а).

3.9 Висновки до розділу

Отже, в даному розділі було налаштоване обладнання мультисервісної

мережі. Було розподілено IP-адресний простір серед абонентів, для надання

послуг. Була розроблена модель мультисервісної мережі у програмі Packet

Tracer. В цій моделі було проаналізовано реалізації послуг доступу до мережі

Інтернет та IP-телефонії. Перевірена відмово стійкість мережі. Деякі

конфігурації не були промодельовані тому що програма Packet Tracer не має

у собі реалізації тих команд та того обладнання, які потрібні для реалізації

конфігурації. Однак модель яку розроблено у програмі Packet Tracer

достатньо для того щоб перевірити працездатність обраних технологій та

конфігурацій.

64

4 ОХОРОНА ПРАЦІ ТА БЕЗПЕКА В НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЯХ

Вихідні дані

65

4.1 Аналіз шкідливих та небезпечних виробничих чинників у

виробничому приміщенні

Під час роботи в даному приміщенні, виникає низка небезпечних та

шкідливих виробничих чинників, які класифікуються за [1].

Часто всі несприятливі виробничі чинники розглядаються як єдине

поняття – небезпечний та шкідливий виробничий фактор.

Вказане приміщення характеризується небезпечними та шкідливими

виробничими факторами фізичної, хімічної, біологічної та

психофiзiологiчної груп [1], які класифікуються таким чином:

1) Фізичні небезпечні i шкідливі виробничі фактори: підвищений

рівень інфразвуку, шуму, ультразвуку та вібрації; високий рівень

електромагнітних випромінювань; високе значення напруги в електричній

мережі; підвищена або понижена температура, вологість і швидкість руху

повітря робочої зони; підвищена інтенсивність теплового випромінювання;

недостатність або відсутність природного освітлення; недостатня

освітленість робочої зони; пряма або відбита блискучість.

2) Хімічні небезпечні i шкідливі фактори – шкідливі хімічні речовини.

3) Біологічні небезпечні i шкідливі виробничі фактори – немає.

4) Психофiзiологiчнi небезпечні i шкідливі виробничі фактори:

а) фізичні перевантаження – відсутні.

б) нервово-психiчнi перевантаження: перенапруження аналізаторів;

монотонність праці.

Вкажемо імовірні підстави виникнення цих чинників та коротко

опишемо їхній вплив на організм працівника, оформивши їх в таблицю 4.1.

Таблиця 4.1 – Причини виникнення НШВФ та їхня дія на організм людини

НШВФ Причини виникнення Дія на організм людини

Підвищений рівень

шуму і вібрації

робота таких елементів

комп'ютерів, як жорсткий

диск, вентилятори блоку

живлення, охолодження

мікропроцесора, швидкісні

CD-ROM (DVD-ROM),

механічні сканери, пересувні

механічні частини принтера

швидка стомленість працюючого,

погіршення слуху, нервові розлади

Підвищений рівень

інфразвуку

вентилятори та інші рухомі

елементи обладнання з

частотою рухів менше 20 Гц

або 1200 об/хв

супроводжується вiдчуттям

обертання, розхитування,

почуттям тревоги, страху, бiллю у

вухах, порушенням роботи органiв

рiвноваги

Підвищений рівень

ультразвуку

супутній фактор при

експлуатації технологічного

функціональні порушення

нервової системи, головний біль,

66

і вентиляційного

устаткування

зміну тиску, складу і властивостей

крові, втрату слухової чутливості,

підвищену втомлюваність

Високий рівень

електромагнітних

випромінювань

радіочастотного

діапазону

лабораторні та вимірювальні

прилади різного

призначення, персональні

комп'ютери тощо

може спровокувати катаракту, при

якій помутніння розвивається на

мембрані кришталика, підвищену

частоту захворювання глаукомою,

а під дією підвищеної

концентрації пилу поблизу екрана

дисплея підвищується імовірність

виникнення дерматитів обличчя

(прищі, екземи, свербіж шкіри)

Високий рівень

електромагнітних

випромінювань

промислової

частоти

струмоведучі частини

працюючих

електроустановок

може спровокувати порушення

регуляції фізіологічних функцій

організму, внаслідок дії

електричного поля на різні відділи

нервової системи і на структури

головного і спинного мозку

Підвищене

значення напруги в

електричній мережі

використання ЕОМ,

світильники, копіювальна

техніка, кондиціонери

ураження електричним струмом

працівника

Підвищена або

понижена

температура

повітря робочої

зони

може бути спричинена

різкою зміною температури

повітря навколишнього

середовища, наявністю або

відсутністю опалення

робочого приміщення тощо.

тепловий удар, який

супроводжується втратою

свідомості, блювотою, судомами

Підвищена або

понижена відносна

вологість повітря

робочої зони

різна кількість води, що

випаровується у приміщенні,

метрологічні умови поза

приміщенням

зменшення або збільшення

тепловіддачі організмом

працівника, що сприяє його

перегріванню або

переохолодженню

Підвищена або

понижена

швидкість руху

повітря робочої

зони

нераціональні параметри

системи вентиляції або її

відсутність

порушення реакції терморегуляції

організму людини

Підвищена

інтенсивність

теплового

випромінювання

тепло, що потрапляє у

виробниче приміщення від

обладнання, опалювальних

приладів, людей тощо

перегрівання організму працівника

Відсутність або

недостатність

природного

відсутність або недостатні

розміри віконних пройм, а

також наявність

приводить до напруження зору,

послабляє увагу, приводить до

настання передчасної стомленості

67

освітлення конфронтуючих будинків та

споруд

Недостатня

освітленість

робочої зони

відсутність або

недостатність природного

освітлення, мала потужність

світильників та ламп

штучного освітлення та ін

важкі травми і смертельні випадки

на виробництві

Відбита або пряма

блискучість

наявність в приміщенні

блискучих поверхонь, які

здатні відбивати промені

світла

швидкої втоми органів зору

працюючого

Шкідливі хімічні

речовини в повітрі

робочої зони

основними джерелами

озону на комп'ютеризованих

місцях є електронно-

променеві трубки

відеотерміналів і лазерні

принтери.

особливу небезпеку щодо впливу

на здоров'я представляє підвищена

концентрація озону –

високотоксичного подразнюючого

газу. Озон можна виявити за

запахом, або за сухістю та

подразненням слизових оболонок.

При більших концентраціях

появляються головні болі,

нездужання.

Перенапруження

аналізаторів

інтенсивна робота за ЕОМ різка втома очей працівника і

навіть погіршення зору

Монотонність праці одноманітність роботи

працюючого і призводить до

швидкої втоми працівника,

зниження функціональних

можливостей організму та

інтересу до роботи,

сонливості

викликає також у працівника

переоцінку тривалості робочого

часу (зміна здається значно

довшою), а також підвищує

аварійність і травматизм,

призводить до плинності кадрів

Обґрунтуємо вибір нормованих значень шкідливих та небезпечних

виробничих чинників.

Відповідно до [2] для такої шкідливої речовини, як озон, визначаємо,

що вона відноситься до 2-го класу небезпеки і має ГДК = 4 мг/м3.

Для виду вібрації – локальна, вибираємо нормований еквівалентний

рівень віброприскорення 76 дБ [3].

Враховуючи призначення приміщення – дослідження і вид шуму –

постійний, вибираємо нормований еквівалентний рівень шуму 60 дБА [4].

Відповідно до рекомендацій [8] нормований загальний рівень

інфразвуку 110 дБ, нормований рівень ультразвуку 110 дБ.

При частоті електричного поля радіочастотного діапазону 11,68 МГц

нормована напруженість електричного поля восьмигодинного робочого дня

становить 30 В/м згідно з [5].

68

Допустима напруженість електричного поля промислової частоти для

восьмигодинного робочого дня складає 5 кВ/м [5].

За величиною енерговитрат 242 Вт згідно з [6] встановлюємо категорію

важкості робіт за фізичним навантаженням – IIб, для якої в холодний період

року для постійних робочих місць допустима температура повітря складає

15…21 С, допустима швидкість руху повітря 0,4 м/с, а допустима відносна

вологість повітря не більше ніж 75 %. Інтенсивність теплового

випромінювання не повинна перевищувати 140 Вт/м².

За найменшим розміром об’єкта розрізнення 0,64 мм, встановлюємо

розряд зорових робіт – 4, для якого нормоване КПО для бокового освітлення

складає 1,5 % [7].

Так як приміщення знаходиться в м. Вінниця (2-га група забезпеченості

природним світлом), а вікна розташовані за азимутом 253о, то для таких умов

нормоване КПО перераховуватиметься за формулою 7:

еN = ен mN [%], (4.1)

де ен – табличне значення КПО для бокового освітлення, %;

mN – коефіцієнт світлового клімату;

N – номер групи забезпеченості природним світлом.

За відомими значеннями отримаємо

За співвідношенням контрасту (середній) та фону (середній),

вибираємо підрозряд зорових робіт – в, в межах якого вибираємо нормовану

освітленість для загального штучного освітлення – 200 лк.

4.2 Карта умов праці

З метою проведення атестації робочого місця за умовами праці

потрібна карта умов праці. Атестацію робочих місць проводять за

результатами комплексного обстеження і оцінки характеру та умов праці.

4.2.1 Оцінка факторів трудового та виробничого процесів

Оцінювання стану робочого місця за умовами праці виконують з

урахуванням впливу на працюючих усього комплексу чинників виробничого

середовища і трудового процесу, що передбачаються Гігієнічною

класифікацією праці [8]. В таблиці 4.2 наведено оцінку чинників трудового

та виробничого процесів.

Таблиця 4.2 – Оцінка чинників трудового та виробничого процесів

69

70

4.2.2 Гігієнічна оцінка умов праці

Підвищена концентрація шкідливої хімічної речовини 2-го класу

небезпеки – 1 ст.

Підвищений рівень шуму – 3 ст.

Підвищений рівень неіонізуючих випромінювань радіочастотного

діапазону – 1 ст.

Знижена температура в холодний період року – 1 ст.

Підвищена швидкість руху повітря в холодний період року – 1 ст.

Підвищена інтенсивність теплового випромінювання – 2 ст.

4.2.3 Оцінка технічного й організаційного рівня

Технічний рівень робочого місця не відповідає нормативним вимогам.

4.2.4 Атестація робочого місця

Робоче місце атестовано за третім ступенем шкідливості.

4.2.5 Рекомендації щодо покращення умов праці

З метою забезпечення чистоти повітря робочої зони потрібно

доповнити природну вентиляцію механічною.

Для забезпечення допустимих параметрів шуму в приміщенні потрібно

проводити постійне змащування підшипників вентиляторів системи

вентиляції.

Для забезпечення допустимих параметрів неіонізуючих випромінювань

радіочастотного діапазону в приміщенні потрібно екранувати джерела

випромінювання.

З метою забезпечення допустимих параметрів температури повітря в

приміщенні доцільно застосувати нагрівальні прилади.

Підвищена швидкість руху повітря в холодний період року – 1 ст.

З метою забезпечення допустимих параметрів інтенсивності теплового

випромінювання в приміщенні доцільно застосувати механічну

загальнообмінну вентиляцію.

4.3 Розрахунок звукоізоляції

Вихідні дані: розміри приміщення (м): 24 12 3,5.

Для розрахунку звукоізоляції необхідно визначити частоту звукових

коливань, які у даному приміщені створюються приводом вентилятора від

електродвигуна. Ця частота визначається за формулою:

71

[Гц], (4.2)

де n = 1000 об/хв – частота обертання валу електродвигуна.

Звукоізолюючі огородження бувають одношарові та багатошарові.

Звукоізоляція одношарової перегородки визначається за такою

формулою:

[дБ], (4.3)

де mO – маса 1 м2 огородження, кг/м

2.

В якості ізолюючого матеріалу вибираємо гіпсобетонну панель, для якої

mO = 115 кг/м2.

Після підстановки відомих значень у формули (4.2, 4.3) одержимо

Отримана величина звукоізолюючої спроможності огородження показує,

на скільки понижується рівень шуму за перегородкою з припущенням, що

далі він поширюється безперешкодно. У випадку передачі шуму з одного

приміщення в інше рівень шуму, що проникає в приміщення залежить від

багатократного відбиття від внутрішніх поверхонь. Чим більша гулкість

приміщення і більша площа перегородки, тим більший рівень шуму в

приміщенні, а значить, тим гірша його фактична звукоізоляція.

Визначимо фактичну звукоізоляцію за формулою:

[дБ], (4.4)

де А – еквівалентна площа звукопоглинання тихого приміщення, м2;

Sі – площа звукоізолюючої перегородки, м2.

Знаючи габарити приміщення визначимо еквівалентну площу

звукопоглинання тихого приміщення

[м2], (4.5)

де а, b, h – довжина, ширина, висота приміщення відповідно, м.

Знайдемо площу звукоізолюючої перегородки, прийнявши, що вона

встановлюється на стіну з розмірами ah за формулою:

60

nf

5,47lg20 fmR O

і

ФS

ARR lg10

)(2 bhahabA

72

[м2]. (4.6)

Після підстановки відомих значень у формули (Х.5, Х.6, Х.4) одержимо

4.4 Пожежна безпека

Мінімальні межі вогнестійкості конструкцій приміщення, що

розглядається наведені в таблиці Х.3.

Таблиця Х.3 – Значення мінімальних меж вогнестійкості приміщення [9]

Примітка. R – втрати несучої здатності; Е – втрати цілісності; І – втрати

теплоізолювальної спроможності; М – показник здатності будівельної

конструкції поширювати вогонь (межа поширення вогню); М0 – межа

поширення вогню дорівнює 0 см.

В таблиці 4.4 приведено протипожежні норми проектування будівель і

споруд.

ahSi

Стіни Елементи

покриття

Сту

пін

ь во

гнест

ійкост

іб

удів

лі

Нес

учі та

схід

час

тікліт

ки

Сам

он

есучі

Зовн

ішн

і н

есучі

Пер

егородки

Коло

ни

Схід

час

тім

айдан

чи

ки

Пли

ти т

а ін

ші

нес

учі

кон

струкц

ії

Пли

ти,

прого

ни

Бал

ки

, ф

ерм

и

1 REI 150

M0

REI 75

M0

E 30

M0

EI 30

M0

R 150

M0

R 60

M0

REI 60

M0

RE 30

M0

R 30

M0

73

Таблиця 4.4 – Протипожежні норми проектування будівель і споруд [10]

4.5 Висновки до розділу

В результаті написання цієї контрольної роботи було розглянуто такі

аспекти охорони праці, як аналіз небезпечних та шкідливих виробничих

чинників у виробничому приміщенні (описання і класифікація потенційно

небезпечних та шкідливих факторів, визначення можливих причини

виникнення цих чинників і короткий опис їхньої дії на організм працівника);

карта умов праці; заходи щодо покращення умов праці, виконано розрахунок

звукоізоляції, а також наведено протипожежні норми.

Від

стан

ь, м

, п

ри

щіл

ьност

і лю

дсь

кого

по

току в

заг

альн

ом

уп

роході,

осі

б/м

2

Про

тип

ож

ежн

і розр

иви

,

м, п

ри

сту

пен

і їх

вогн

есті

йкост

і

Площ

а п

ове

рх

у в

меж

ахп

ож

ежн

ого

від

сіку, м

2,

для

чи

сла

пове

рх

ів

Об’є

м п

ри

міщ

енн

я, т

ис.

м3

Кат

егор

ія п

ож

ежн

ої

неб

езп

еки

Сту

пін

ь во

гнес

тій

кост

і

до 1 2-3 4-5 Кіл

ькіс

ть л

юдей

на

1 м

ши

ри

ни

ева

ко

виход

у

І,ІІ ІІІ IV,V

Най

біл

ьша

кіл

ькіс

ть п

ове

рхів

1 2 3 і

більше

до 15 В 1 100 60 40 110 9 9 12 8 н.о. н.о. н.о.

74

ВИСНОВКИ

З активним розвитком мультисервісних мереж стає важливим питання

про їхню кваліфіковану розробку. Адже від грамотного створення проекту

мережі залежить ефективність її подальшого функціонування.

Метою роботи являлось проектування мереж NGN, в ході виконання

бакалаврської роботи була вивчена транспортна пакетна мережа на основі

мержі NGN.

В теоретичній частині дипломної роботи розглянуті питання

проектування мереж NGN, розглянуті протоколи, топології і архітектури

мереж, управління мережею, функціонування і обслуговування мереж.

В технічній частині дипломної роботи вибрані тхнології доступу,

розподілення, взаємодію мережних елементів, і відповідне їм обладнання.

Розроблена загальна структурна схема мережі, розроблена методика

проектування даної мережі.

В експериментільній частині дипломної роботи були проведені

розрахунки мережі NGN, абонентських концентраторів і транспортних

шлюзів мультисервісної пакетної мережі, розрахунок характеристик

комутаторів транспортної мережі, характеристик Softswitch. Приведено

основне вимірювальне обладнання, досліджено графіки, контрольні точки

вимірювань і основні параметри мережі.

Мультисервісна мережа була поділена на 8 мікрорайонів з вузлом

агрегації, в кожному з мікрорайонів. До вузлів агрегації підключена мережа

доступу. Мережа доступу поділяється на мережі багатоповерхових забудов,

приватного та ділового секторів. До кожної мережі застосовані свої

технології та обладнання.

Трафік з кожного мікрорайону концентрується у вузлі агрегації свого

мікрорайону і створює навантаження в середньому 1-1,5 Гбіт/с. Найбільше

навантаження йде на трафік Інтернету (передача даних і даних на вимогу).

Найбільше навантаження IP телефонії створює діловий сектор.

Також була спроектована модель мережі у програмі Packet Tracer 5.3.3,

для перевірки працездатності її. Для зручності прокладки кабелю і його

структуризації розроблена структурована кабельна система.

В конструкторсько – технологічній частині показано розміщене

обладнання зв’язку.

В дипломній роботі також розглянуті питання забезпечення безпеки

життєдіяльності.

75

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

1. Гургенидзе, А.Т. Мультисервисные сети и услуги широкополосного

доступа / А.Т.Гургенидзе. - М.: Наука и Техника, 2003.- 400с.

2. Филимонов, Ю.А. Построение мультисервисных сетей Ethernet /

Ю.А.Филимонов. - СПб.: БХВ-Петербург, 2007. –592с.

3. Семенов, Ю.В. Проектирование сетей связи следующего поколения /

Ю.В.Семенов. – М.: ОАО «ГИПРОСВЯЗЬ», 2005.-240с.

4. Мардер, Н.С. Современные телекоммуникации / Н.С.Мардер. – М.:

ИРИАС, 2006. – 384 с.

5. Барсков, А. Стаття «Ethernet-завоеватель» журнал «Журнал сетевых

решений/LAN» №10, 2099 р.

6. Олифер, В.Г. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы:

Учебник для вузов. 4-е изд / В.Г.Олифер. – Питер.: СПБ, 2010. – 944с.

7. Мережі нового покоління для нової України. Інформаційний бюлетень

Міжнародного центру перспективних досліджень //[Електронний ресурс],

2006. – Режим доступу:

http://www.icps.com.ua/arh/pub/inform_technologies.html

8. Величко, В.В. Телекоммуникационные системы и сети / В.В.Величко. М.:

Горячая линия – Телеком, 2005. – 592с.

9. Беркман, Л.Н. Підходи до побудови систем управління мережами

наступного покоління / Л.Н.Беркман. Н.: Горячая линия, 2007. – 456с.

10. Fuller R., Roberts J.W. Engineering for Quality of Service. //[Електронний

ресурс],2008.–Режим доступу:

http://reference.kfupm.edu.sa/content/e/n/engineering_for_quality_of_service__45

4802.pdf

11. Петров В.В. Структура телетрафика и алгоритм обеспечения качества

обслуживания при влиянии эффекта самоподобия. //[Електронний ресурс],

2005. – Режим доступу: http://pi.314159.ru/indexrus.htm.

12. Иванов А.В. Разработка и исследование алгоритмов прогнозирования и

управления очередями в компьютерных сетях. //[Електронний ресурс], 2001.

– Режим доступу:n http://www.dissertacii.narod.ru/libr/teh/IvanovAV.pdf.

13. Durand B., Sommerville J., Buchmann M. Administering Cisco QoS in IP

networking. NY.: Syngress, 2003. – 535 p.

14. Концептуальные положения по построению мультисервисных сетей на

ВСС России //[Електронний ресурс], 2004. – Режим доступу:

http://www.minsvyaz.ru/img/uploaded/2002020610512757.pdf

15. Building the Carrier-Class IP Next-Generation Network.//[Електронний

ресурс], 2003. – Режим доступу:

http://www.cisco.com/en/US/prod/collateral/routers/ps5763/prod_white_paper090

0aecd802e2a52_ns573_Networking_Solutions_White_Paper.html

16. Документація з настройки обладнання фірми D-Link. www.dlink.ua

17. Документація з настройки обладнання фірми Cisco. www.cisco.com

76

ДОДАТКИ