Проектирование сетевой конфигурации на основе NGN решений

 

Нагрузка от терминалов ISDN к RAGW2 равна:

 

Нагрузка от абонентов PBX к RAGW2 равна:

 

Нагрузка от абонентов сетей доступа к RAGW2:

 

      Суммарная нагрузка, создаваемая пользователями  RAGW3:

 

Из этой нагрузки, нагрузка от терминалов PSTN к RAGW3 равна:

 

Нагрузка от терминалов ISDN к RAGW3 равна:

 

Нагрузка от абонентов LAN к RAGW3 равна:

 

Нагрузка от абонентов PBX к RAGW3 равна:

 

Нагрузка от абонентов сетей доступа к RAGW3:

 

 

 

 

 

В таблице 3.1 представлена входящая нагрузка от различных абонентов соей сети на резидентный шлюз доступа.

 

Номер шлюза   Источник нагрузки	RAGW1	RAGW2	RAGW3
Нагрузка от терминалов PSTN, Эрл	700	500	250
Нагрузка от терминалов ISDN, Эрл	24	20	10
Нагрузка от абонентов LAN, Эрл	50	--	300
Нагрузка от абонентов PBX, Эрл	1260	42	210
Нагрузка от абонентов сетей доступа, Эрл	126	315	588
Суммарная нагрузка, Эрл	2160	877	1358

 

Таблица 3.1 Входящая нагрузка от абонентов каждого шлюза

 

Распределим нагрузку, создаваемую пользователями пакетной сети, между объектами сети. Для этого найдем для каждого шлюза долю внутренней нагрузки пользователей, подключенных к шлюзу, по формуле:

 

 

 

40% нагрузки  от RAGW1 идет к абонентам других пакетных сетей, т.е. на шлюзы  RAGW2 и RAGW3 пропорционально их емкости: 

 

 

40% нагрузки  от RAGW2 идет к абонентам других пакетных сетей, т.е. на шлюзы RAGW1 и RAGW3 пропорционально их емкости: 

 

 

40% нагрузки  от RAGW3 идет к абонентам других пакетных сетей, т.е. на шлюзы RAGW1 и RAGW2 пропорционально их емкости: 

 

В таблице 3.2 представлено распределение исходящей нагрузки между объектами сети.

Номер шлюза   Направление нагрузки	RAGW1	RAGW2	RAGW3
Внутренняя нагрузка абонентов, подключенных к одному шлюзу, Эрл
Исходящая нагрузка к RAGW1, Эрл	–	165.58	236.13
Исходящая нагрузка к RAGW2, Эрл		–	138.68
Исходящая нагрузка к RAGW3, Эрл		115,06	--
Исходящая нагрузка к ССОП1 (TGW1), Эрл
Исходящая нагрузка к ССОП2 (TGW2), Эрл
Исходящая нагрузка к ССОП3 (TGW3), Эрл
Исходящая нагрузка, Эрл	2160	877	1358

 

Таблица 3.2 Распределение нагрузки в сети

Изобразим распределение нагрузок на резидентных шлюзах доступа (Рис. 3.1).

Рис. 3.1 Распределение нагрузки на резидентные шлюзы

  Учтём, что в шлюзе используется компрессия при передаче информации, применяемая для экономии ресурсов транспортной сети. Тогда при применении кодека типа m в шлюзе доступа расчет объема транспортного ресурса пакетной сети для доставки информации пользователей выполняется по формуле:

 

– коэффициент избыточности, который рассчитывается как отношение общей длины кадара к размеру кадра и зависит от используемого кодека;

 – внешняя нагрузка абонентов, подключенных к шлюзу, Эрл;

 – скорость выходного потока  кодека, кбит/с.

 

 

По условию для сжатия применяется кодек G.729, его коэффициент избыточности:

 

Формула для расчёта транспортного ресурса пакетной сети для доставки информации пользователей примет вид:

 

Тогда транспортный ресурс для передачи пользовательской информации шлюзами RAGW1, RAGW2 и RAGW3 равен:

 

 

 

 

Общий транспортный ресурс шлюзов для передачи пользовательской и сигнальной информации рассчитаем по формуле:

 

 – пользовательский транспортный ресурс;

– транспортный ресурс для передачи сигнальной информации абонентов PSTN;

– транспортный ресурс для передачи сигнальной информации абонентов ISDN;

– транспортный ресурс для передачи сигнальной информации абонентов сетей доступа (AN);

– транспортный ресурс для передачи сигнальной информации абонентов PBX;

– транспортный ресурс для передачи сигнальной информации абонентов LAN;

– транспортный ресурс для обмена сообщениями MGCP, используемого для управления шлюзом.

Транспортный ресурс для передачи сигнальной информации от различных абонентов рассчитывается по формулам:

                            

 

 

 

 

 

 

– коэффициент использования транспортного ресурса при передаче сигнальной нагрузки. , что соответствует нагрузке в 0,2 Эрл;

– удельная интенсивность вызовов от абонентов, использующих доступ по аналоговой телефонной линии в ЧНН;

– удельная интенсивность вызовов от абонентов, использующих доступ по базовому доступу ISDN в ЧНН;

– удельная интенсивность вызовов от абонентов, подключаемых к пакетной сети через сети доступа интерфейса V5 в ЧНН;

– удельная интенсивность вызовов от УПАТС, подключаемых к пакетной сети;

– удельная интенсивность вызовов от абонентов LAN, использующих терминалы SIP/H.323;

– средняя длина сообщения (в  байтах) протокола MEGACO, используемого при передаче информации сигнализации по абонентским линиям;

– среднее количество сообщений протокола MEGACO при обслуживании вызова;

– средняя длина сообщения (в  байтах) протокола IUA;

– среднее количество сообщений протокола IUA при обслуживании вызова;

– средняя длина сообщения (в  байтах) протокола V5UA;

– среднее количество сообщений протокола V5UA при обслуживании вызова;

– средняя длина сообщения (в  байтах) протоколов SIP/H.323;

– среднее количество сообщений протоколов SIP/H.323 при обслуживании вызовов;

  – результат приведения размерностей  “байт в час” к  “бит в  секунду” 

    

Примем, что средняя длина сообщений сигнализации равна 50 байт, а среднее количество сообщений в процессе обслуживания вызова равно 10.

Транспортный ресурс для передачи сигнальной информации от различных абонентов RAGW1:

 

 

 

 

 

 

Транспортный ресурс для передачи сигнальной информации от различных абонентов RAGW2:

 

 

 

 

Транспортный ресурс для передачи сигнальной информации от различных абонентов RAGW3:

 

 

 

 

 

 

В каждом шлюзе должен быть предусмотрен транспортный ресурс для обмена сообщениями протокола MGCP, используемого для управления шлюзом, который определяется формулой:

 

Транспортный ресурс для обмена сообщениями протокола MGCP, используемого для управления шлюзом RAGW1:

 

 

 

 

Транспортный ресурс для обмена сообщениями протокола MGCP, используемого для управления шлюзом RAGW2:

 

Транспортный ресурс для обмена сообщениями протокола MGCP, используемого для управления шлюзом RAGW3:

 

 

Сведём полученные значения транспортных ресурсов в таблицу (таблица 3.3)

 

Номер шлюза   Транспортный ресурс	RAGW1	RAGW2	RAGW3
Транспортный ресурс для передачи пользовательской информации,  мбит/с			47,9
транспортный ресурс для передачи сигнальной информации абонентов PSTN, мбит/с			0,55
транспортный ресурс для передачи сигнальной информации абонентов ISDN, мбит/с	0,053	0.044	0,022
транспортный ресурс для передачи сигнальной информации абонентов сетей доступа, мбит/с	0,32	0,8	1,49
транспортный ресурс для передачи сигнальной информации абонентов PBX, мбит/с	3,2	0,1	0,53
транспортный ресурс для передачи сигнальной информации абонентов LAN, мбит/с	0,11	--	0,66
транспортный ресурс для обмена сообщениями MGCP, используемого для управления шлюзом, М=мбит/с	5,24	2,06	3,27
Общий транспортный ресурс, мбит/с	66,873	40,004	54,422

 

Таблица 3.3 Транспортный ресурс

 

Общий транспортный ресурс шлюзов для передачи пользовательской и сигнальной информации RAGW1:

 

Общий транспортный ресурс шлюзов для передачи пользовательской и сигнальной информации RAGW2:

 

Общий транспортный ресурс шлюзов для передачи пользовательской и сигнальной информации RAGW3:

 

 

Переведём полученный транспортный ресурс в число потоков E1(V=2,048 Мбит/с) :

 

 

 

 

 

4. Расчет производительности коммутаторов  транспортной сети

 

Нагрузка, создаваемая пользователями резидентных шлюзов на TGW1, TGW2, TGW3 для выхода к абонентам существующих ССОП, равна:

 

 

 

    Найдем количество требуемых трактов типа E1 () для связи существующих ССОП с каждым резидентным шлюзом:                                             

 

        – удельная нагрузка одного канала типа ()

При этом учтём условие равенства входящей и исходящей нагрузки:

 

Количество требуемых трактов типа E1 для соединения ССОП1 с RAGW1:

 

Количество требуемых трактов типа E1 для соединения ССОП1 с RAGW2:

 

Количество требуемых трактов типа E1 для соединения ССОП1 с RAGW3:

 

 

Общее количество трактов E1 для подключения ССОП1 к транспортной сети:

 

 

Количество требуемых трактов типа E1 для соединения ССОП2 с RAGW1:

 

Количество требуемых трактов типа E1 для соединения ССОП2 с RAGW2:

 

Количество требуемых трактов типа E1 для соединения ССОП2 с RAGW2:

 

 

Общее количество трактов E1 для подключения ССОП2 к транспортной сети:

 

 

 

Количество требуемых трактов типа E1 для соединения ССОП3 с RAGW1:

 

Количество требуемых трактов типа E1 для соединения ССОП3 с RAGW2:

 

Количество требуемых трактов типа E1 для соединения ССОП3 с RAGW3:

 

 

Общее количество трактов E1 для подключения ССОП3 к транспортной сети:

 

Для обслуживания нагрузки, создаваемой пользователями резидентных шлюзов на TGW1, TGW2, TGW3 требуется транспортный ресурс (при использовании только кодека типа G.729):

 

 

 

Примем условие равенства исходящей (от транспортной сети к существующей ССОП) и входящей (от существующей ССОП к транспортной пакетной сети) нагрузки. При этом условии объем транспортного ресурса пакетной сети для TGW рассчитаем по формуле:

 

 

 

      Здесь выбрано из предположения, что в каждой ССОП 7650 абонентов:

 

  

Минимальную суммарную производительность коммутаторов транспортной сети для обслуживания всех потоков RAGW и TGW находим по формуле:

 

 – доля потока пользовательской информации, замыкающегося на уровне m-го шлюза доступа;

  – номер шлюза;

– доля потока пользовательской информации, поступающего в пакетную сеть;

 – средняя длина пакета IP, используемого при передаче пользовательской и сигнальной информации в пакетной сети;

  – количество шлюзов, подключаемых  к транспортной пакетной сети.

Принимая условие отсутствия собственного коммутатора в используемых шлюзах () и длины пакета , находим необходимую производительность () коммутаторов транспортной сети для обслуживания всех шлюзов по формуле:

 

В этой формуле – минимальный полезный транспортный ресурс, которым SX должен подключаться к пакетной сети, который определяется как:

 

 

 

Таким образом, необходимая производительность коммутаторов транспортной сети для обслуживания всех шлюзов:

 

5. Расчёт производительности Softswitch

 

Основные функциями Softswitch состоят в обработке сигнальной информации при обслуживании вызовов и управлении установлением соединений в шлюзах. Требования к производительности Softswitch определяются интенсивностью вызовов, требующих обработки.

Скорость в интерфейсе «Softswitch – SW 1» для обслуживания пользователей RAGW рассчитаем по формуле, в которой учтены значения интенсивностей вызовов, количества и средней длины сигнальных сообщений в процессе обслуживания вызова:

 

 

При расчете производительности Softswitch, который обслуживает пользователей пакетной сети, используем формулу:

 

 – общая интенсивность вызовов, поступающих на softswitch от пользователей проектируемой пакетной сети;

  – количество шлюзов доступа, обслуживаемых Softswitch;

- количество интерфейсов типа V5;

- количество PBX.

Получим значение производительности Softswitch, обслуживающего пользователей пакетной сети:

 

При расчете производительности Softswitch, который обслуживает TGW, используем формулу:

 

 – количество трактов типа E1 для подключения ССОП к транспортной сети;

– количество ССОП.

Производительности Softswitch для обслуживания TGW:

 

Требуемая минимальная производительность Softswitch для обслуживания всех шлюзов проектируемой сети:

 

Сведем результаты расчета транспортного ресурса, требуемого для обслуживания объектов проектируемой сети, в таблицу 5.1.

Объект сети	Необходимый ресурс, мбит/с
RAGW1	66,873
RAGW2	40,004
RAGW3	54,422
TGW1	73,54
TGW2	57,68
TGW3	45,47
SX	20,81