Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Проектирование распределенного абонентского концентратора

Введение

Настоящий курсовой проект является логическим продолжением курсового проекта «Системы коммутации TDM-сети», выполненного студентами кафедры в предыдущем семестре. Он посвящен расчету и проектированию элементов сети связи следующего поколения NGN/IMS (Next Generation Network/IP Multimedia Subsystem). Эволюцию архитектуры систем с коммутацией каналов к архитектуре NGN/IMS с контроллером медиашлюзов Softswitch иллюстрирует

Рисунок 1 Декомпозиция систем коммутации сетей TDM и NGN

Показанные в левой части рис. 1 и рассмотренные в предыдущем курсовом проекте «Системы коммутации TDM-сети» традиционные АТС с коммутацией каналов объединяют в одной структуре функции коммутации, функции управления обслуживанием вызовов, услуги и приложения, а так же функции биллинга. Такие АТС представляют собой монолитную, за крытую структуру, как правило, не допускающую расширения или модернизации на базе оборудования других производителей.

Определенные попытки разрушить этот монолит предпринимались как снизу, через сеть доступа с помощью универсального интерфейса V5.2, так и сверху через интеллектуальную сеть с помощью протокола INAP (центральная часть рис. 1). Эти попытки не были безуспешными, но разрабатываемому таким образом оборудованию и программному обеспечению были свойственны высокая стоимость и длительное время их внедрения. Революционное изменение ситуации принес Softswitch (правая часть рис. 1). Он в корне изменил традиционную закрытую структуру систем 7 коммутации, внедрил принципы компонентного построения сети и открытые стандартные интерфейсы между тремя основными функциями: коммутации, управления обслуживанием вызовов, услуг и приложений. В такой открытой распределенной структуре могут свободно использоваться функциональные компоненты разных производителей.

В задачи курсовой работы входят: развитие у студентов навыка научно-исследовательской и проектно-конструкторской работы в области сетей и систем NGN/IMS и ознакомление с основными протоколами VoIP; по строение моделей сетевых элементов NGN для оценки вероятностно- временных характеристик процессов обслуживания вызовов/сессий при проектировании сетей связи следующего поколения, расчет численных параметров медиашлюзов и контроллеров этих шлюзов (Softswitch), принятие экономически и технически обоснованных инженерных решений, анализ научно-технической литературы в области современных телекоммуникаций, а также использование книг, стандартов, справочников, технической документации по NGN/IMS.

Softswitch

1.1 История возникновения

Термин Softswitch был введен Айком Элиотом во время разработки интерфейса между АТС с коммутацией каналов и системой интерактивного речевого взаимодействия IVR. Позже им же введены понятия Call Agent и Media Gateway и начата разработка контроллера транспортного шлюза MGC (Media Gateway Controller), функции которого, как и функции Call Agent, выполняет Softswitch. Через год Кристиан Хюйтема создал протокол управления шлюзами сигнализации SGCP (Signaling Gateway Control Protocol). На базе этих разработок в IETF была создана первая спецификация протокола управления шлюзами MGCP (Media Gateway Control Protocol). Это одна ветвь родословной Softswitch.

Другим предшественником Softswitch является привратник GK (Gatekeeper), заимствованный из технологии H.323. Согласно принципам рекомендации H.323, привратник управляет действиями в определенной зоне сети, представляющей собой один или совокупность нескольких шлюзов. При этом привратник рассматривается как логическая функция, а не как физический объект.

В этом учебном пособии Softswitch определяется как носитель интеллектуальных возможностей сети, который координирует управление обслуживанием вызовов, сигнализацию и функции, обеспечивающие установление соединения через одну или несколько сетей.

Необходимо обратить внимание на то, что Softswitch (в пособии используется также термин гибкий коммутатор) – это не только одно из сетевых устройств, но и сетевая архитектура и даже, в определенной степени, – идеология построения сети. В первую очередь, Softswitch реализует функции Call Agent, управляя обслуживанием вызовов, т. е. распознаванием и обработкой цифр номера для функций маршрутизации и распознаванием момента ответа вызываемой стороны, момента, когда один из абонентов кладет трубку, а также регистрацией этих действий для начисления платы.

Таким образом, Softswitch координирует обмен сигнальными сообщениями между сетями, т. е. поддерживает функции шлюза сигнализации SG (Signaling Gateway), управляет действиями, обеспечивающими соединение с логическими объектами в разных сетях, и преобразует информацию в сообщениях с тем, чтобы они были понятны на обеих сторонах не схожих взаимодействующих сетей. Один Softswitch, как правило, управляет одновременно несколькими транспортными шлюзами. В сети может присутствовать несколько Softswitch, которые связаны между собой по протоколу SIP (возможно также по протоколу H.323 или протоколу BICC) и согласованно управляют шлюзами, участвующими в соединении.

Для того чтобы обеспечить взаимодействие транспортного шлюза и Softswitch, рабочей группой Megaco, организованной IETF, был создан протокол, опирающийся на описанный выше (рис. 1) принцип декомпозиции шлюза, когда шлюз разбивается на следующие функциональные блоки:

· транспортный шлюз Media Gateway, который преобразует речевую информацию, поступающую со стороны ТфОП, в вид, пригодный для пе редачи по сетям с маршрутизацией пакетов IP, т.е. кодирует и упаковывает в пакеты RTP/UDP/IP речевую информацию, а также производит обратное преобразование;

· устройство управления шлюзом Media Gateway Controller (Softswitch, Call Agent), выполняющее функции управления шлюзом и со держащее весь интеллект декомпозированного шлюза;

· шлюз сигнализации Signaling Gateway, который обеспечивает дос тавку сигнальной информации, поступающей со стороны ТфОП, к устройству управления шлюзом, и перенос сигнальной информации в обратном направлении, т. е., в частности, выполняет функции STP – транзитного пункта системы сигнализации по общему каналу ОКС7.

1.2 Архитектура Softswitch

1.2.1 Модель гибкого коммутатора

Модель Softswitch предусматривает четыре функциональные плоскости, которые представлены на рис. 2: транспортная; управления обслуживанием вызовов и сигнализации; услуг и приложений; эксплуатационного управления.

Названия, выделенные в тексте на рис. 2 курсивом и подчеркиванием, определяют функциональные объекты (ФО) Softswitch, которые одно временно являются логическими объектами IP-сети: AS-F – ФО сервера приложений; SC-F – ФО управления услугами; CA-F – ФО устройства управления шлюзом; MGC-F – ФО контроллера медиашлюзов; SPS-F – 10 ФО прокси-сервера SIP; R-F – ФО маршрутизации вызова; A-F – ФО учета, авторизации, аутентификации; MS-F – ФО транспортного сервера; SG-F – ФО шлюза сигнализации; MG-F – ФО медиа– шлюза; IW-F – ФО взаимодействия; AGS-F – ФО сигнализации шлюза доступа.

Выделяется 12 основных функциональных объектов, относительно которых следует подчеркнуть, что это суть функции, а не физические про дукты. Последнее означает, что разные функциональные объекты могут физически располагаться в различных автономных устройствах или много функциональных платформах, что указывает на существование практически неограниченного числа способов отображения разных функциональных объектов в физические объекты. Рассмотрим каждый из названных функциональных объектов более подробно.

ФО контроллера медиашлюзов MGC-F (Media Gateway Controller Function) представляет собой конечный автомат логики обслуживания вы зова и сигнализации управления его обслуживанием для одного или более транспортных шлюзов. MGC-F определяет состояние каждого вызова в ме диа-шлюзе и состояния информационных каналов в интерфейсах MG-F, передает информационные сообщения пользователя между двумя MG-F, а также между IP-телефонами или терминалами, отправляет и принимает сигнальные сообщения от портов, от других MGC-F и от внешних сетей, взаимодействует с AS-F для предоставления услуг пользователю, имеет возможность управлять некоторыми сетевыми ресурсами, имеет возможность устанавливать правила для портов пользователя, взаимодействует с R-F и A-F для обеспечения маршрутизации вызова, аутентификации и учета, а также может участвовать в задачах эксплуатационного управления в мобильной среде. Функциональный объект MGC-F обычно использует про токолы H.248 и MGCP. ФО устройства управления шлюзом CA-F (Call Agent Function) и функциональный объект взаимодействия IW-F (Interworking Function) являются подмножествами MGC-F. Первый из них, CA-F, существует, когда MGC-F управляет обслуживанием вызова и определяет его состояния. Протоколами этого функционального объекта могут являться SIP, SIP-T, BICC, H.323, Q.931, Q.SIG, INAP, ISUP, TCAP, BSSAP, RANAP, MAP и CAP, а в качестве интерфейсов API используются любые открытые API типа JAIN или Parlay.

Второй функциональный объект, IW-F, существует, когда MGC-F обеспечивает взаимодействие между разными сетями сигнализации, например, IP и ATM, ОКС7 и SIP/H.323 и т.п. ФО маршрутизации и учета стоимости вызовов R-F и A-F (Call Routing и Accounting Functions) работают следующим образом. ФО R-F предоставляет информацию о маршрутизации вызова ФО MGC-F. ФО A-F собирает учетную информацию о вызовах для целей биллинга, а также может выполнять более широкий спектр функций AAA, т.е. обеспечивать аутентификацию, идентификацию и учет в удаленных сетях.

Основная роль обоих функциональных объектов – реагировать на за просы, поступающие от одного или более MGC-F, направляя вызов или учетную информацию о нем к входящим портам (другим MGC-F) или ус лугам (AS-F)

Рисунок 2 Архитектура Softswitch

Функциональный объект R-F/A-F обеспечивает функцию маршрутизации для локальных и межсетевых вызовов (R-F), фиксирует детали каждого сеанса связи для целей биллинга и планирования (A-F), обеспечивает управление сеансом и управление мобильностью, может узнавать о маршрутной информации от внешних источников, может взаимодействовать с AS-F для предоставления услуги пользователю, может функционировать прозрачно для других элементов в тракте сигнализации. Здесь R-F и A-F могут сцепляться друг с другом последовательно или иерархически и к то му же R-F/A-F часто объединяется с MGC-F, причем объединенный R-F/A-F/MGC-F может также запрашивать услуги внешнего R-F/A-F. Сам A-F собирает и сообщает учетную информацию по каждому вызову, а AS-F выдает – учетную информацию о предоставлении дополнительных услуг, таких как конференц-связь или платные информационные услуги. Функция маршрутизации для локальных и межсетевых вызовов R-F может использовать протоколы ENUM и TRIP, а функция стоимости вызовов A-F может использовать протоколы RADIUS или Diameter.

ФО SIP-прокси-сервера SPS-F (SIP Proxy Server Function) выделен в отдельный функциональный объект по той причине, что чаще всего R-F и A-F конструктивно оформляются в виде прокси-сервера SIP.

ФО шлюза сигнализации SG-F (Signaling Gateway Function) для об мена сигнальной информацией между сетью IP-телефонии и ТфОП, которая, как правило, передается на базе ОКС7. Для сетей подвижной связи ФО SG-F представляет собой также шлюз для обмена сигнальной информацией между транзитной пакетной IP-сетью и сетью сотовой подвижной связи (СПС) с коммутацией каналов на базе стека ОКС7. Основная роль ФО SG-F заключается в пакетировании и транспортировке протоколов стека ОКС7 в ТфОП (ISUP или INAP) или в СПС (MAP или CAP) по сети с коммутацией пакетов IP. Для этого функциональный объект SG-F пакетирует и транспортирует протоколы сигнализации ОКС7, используя методы SIGTRAN для передачи к MGC-F или другому SG-F. Один ФО SG-F может обслуживать много MGC-F, а интерфейсом между SG-F и другими функциональными объектами являются протоколы SIGTRAN типов TUA, SUA и M3UA over SCTP, за исключением ситуаций, когда SG-F и MGC-F или другой SGF объединены в одном месте.

ФО сигнализации шлюза доступа AGS-F (Access Gateway Signaling Function) для обмена сигнальной информацией между сетью IP-телефонии и сетью доступа с коммутацией каналов на базе интерфейса V5.1/V5.2 или ISDN. Для беспроводных сетей подвижной связи ФО AGS-F представляет собой также шлюз для обмена сигнальной информацией между транзитной сетью подвижной связи с коммутацией пакетов и сетью СПС на базе технологий TDM или ATM. Основная роль ФО AGS-F заключается в пакетировании и транспортировке протоколов сигнализации интерфейсов V5 или ISDN (для проводных сетей), или BSSAP или RANAP (для беспроводных сетей) по сети с коммутацией пакетов IP. ФО AGS-F пакетирует и транспортирует к ФО MGC-F протоколы сигнализации V5, ISDN или ОКС7, используя протоколы SIGTRAN типов M3UA, IUA и V5UA over SCTP.

ФО сервера приложений AS-F (Application Server Function) обеспечивает логику и выполнение услуг для одного или более приложений. ФО AS-F может запрашивать у ФО MGC-F прекращение вызовов или сеансов связи для определенных приложений (например, речевой почты или кон ференц-связи), может запрашивать у ФО MGC-F повторное инициирование услуг связи (например, сопровождающего вызова или звонков по предоплаченной телефонной карте), может изменять описания потоков пользовательских данных, участвующих в сеансе, путем использования протокола SDP, может управлять MS-F для обслуживания потоков пользовательской информации, может компоноваться с web-приложениями или иметь web- интерфейсы, может использовать открытые API типа JAIN или Parlay для создания услуг, может иметь внутренние интерфейсы алгоритма распределения ресурсов, биллинга и регистрации сеансов, может взаимодействовать 13 с функциональными объектами MGC-F или MS-F, может вызывать другой ФО AS-F для предоставления дополнительных услуг или для построения составных, ориентированных на компоненты приложений, может использовать функциональные возможности MGC-F для управления внешними ресурсами. Для всех этих целей используются протоколы SIP, MGCP, H.248, LDAP, HTTP, CPL и XML. Совместное использование функциональных объектов AS-F и MGC-F обеспечивает поддержку составных услуг управления обслуживанием вызовов, таких как сетевые записанные объявления, трехсторонняя связь, уведомление о поступлении нового вызова и т. д. В ситуациях, когда функции AS-F и MGC-F реализованы в одной системе, вместо подключения ФО AS-F к MGC-F по одному из вышеуказанных протоколов производители часто используют API типа JAIN или Parlay.

ФО управления услугами SC-F (Service Control Function) существует, когда ФО AS-F управляет логикой услуг. ФО SC-F использует протоколы INAP, CAP и MAP, а также открытые API типа JAIN и Parlay.

ФО медиашлюза MG-F (Media Gateway Function) обеспечивает сопряжение IP-сети с портом доступа, соединительной линией или с совокупностью портов и/или соединительных линий, служа тем самым шлюзом между пакетной сетью и внешними сетями с коммутацией каналов, такими как ТфОП или СПС. Его основная роль состоит в преобразовании пользовательской информации из одного формата передачи в другой, чаще всего – из канального вида в пакетный и обратно. ФО MG-F всегда состоит в от ношениях ведущий/ведомый с ФО MGC-F с использованием протокола управления MGCP или Megaco/H.248; может выполнять функции обработки пользовательской информации, такие как кодирование, пакетирование, эхокомпенсацию, управление буферами, устранения джиттера, корректирующие действия при потерях пакетов и др.; может выполнять функции обслуживания пользовательских соединений, такие как генерирование акустических сигналов, генерирование сигналов DTMF, генерирование комфортного шума и др., а также выполнять анализ цифр на базе таблицы, загружаемой от ФО MGC-F; может выполнять функции сигнализации и обнаружения событий передачи пользовательской информации, такие как обнаружение сигналов DTMF, обнаружение состояний отбоя/ответа абонента, детектирование наличия речевых сигналов и др. Таким образом, ФО MG-F обеспечивает механизм, позволяющий ФО MGC-F контролировать состояние и функциональные возможности портов, требуя знания состояния вызовов, проходящих через него, поддерживая только состояние соединений. Используются протоколы RTP/RTCP и H.248.

ФО медиасервера MS-F (Media Server Function) обеспечивает управление обработкой пользовательского пакетного трафика от любых приложений. В основном, он функционирует в качестве сервера, обслуживающего запросы от AS-F или MGC-F в части выполнения обработки пользовательской информации в пакетированных потоках мультимедиа. ФО MS-F поддерживает различные кодеки и схемы кодирования, может управляться AS-F или MGC-F непосредственно (управление ресурсами), или косвенно (вызов функции) с использованием протоколов SIP и H.248. Функциональный объект MA-F может параллельно поддерживать обнаружение набираемых цифр, генерирование и передачу акустических сигналов и записанных сообщений, регистрацию и запись мультимедийных потоков, распознавание речи, речевое воспроизведение текста, микширование для конференц-связи, обработку факсимильных сообщений, определение наличия речевых сигналов и передачу информации о громкости.

1.3 Оборудование Softswitch в качестве распределенного узла телематических служб

В качестве распределенного узла телематических служб оборудование Softswitch позволяет создавать точки доступа в Интернет; предоставлять доступ к услугам местной и внутризоновой передачи речевой информации по сетям передачи данных с использованием нумерации телефонной сети; организовать передачу информации по сети передачи данных без ис пользования нумерации телефонной сети (SIP-телефония); предоставлять услуги мультимедиа и т.д. Для предоставления услуг транспортировки ин формации по сети передачи данных без использования нумерации телефонной сети (IP-телефонии) необходимо обеспечить преобразование имен или адресов пользователей в адреса IP. Для этого используется система ENUM (система единых коммуникационных номеров), позволяющая по URI (единообразный идентификатор ресурсов) определить адрес IP. Такое предоставление услуг мультимедиа ориентировано на пользователей, использующих SIP-терминалы. Основным преимуществом использования решений на базе Softswitch при построении распределенного узла телематических служб является воз можность использования единой сетевой инфраструктуры для предоставления существующих и перспективных телематических услуг. При этом обеспечивается возможность гибкого внедрения новых дополнительных услуг за счет наличия в шлюзах Parlay стандартных прикладных интерфейсов; возможность обеспечения роуминга услуг за счет взаимодействия шлюзов Parlay, установленных в разных сетях, с сервером приложений, в котором реализована услуга; возможность гибкой тарифной политики; централизованный сбор тарифной и статистической информации; снижение 22 эксплуатационных расходов за счет централизации точки контроля за пре доставлением услуг.

Необходимо отметить, что в зависимости от производителя оборудование Softswitch может быть ориентировано на одно или на несколько из вышеперечисленных применений. Наибольший эффект от сети на базе оборудования Softswitch может достигаться только при наличии сети с коммутацией пакетов, обеспечивающей гарантированное качество обслуживания при передаче речевой информации. При этом оборудование Softswitch позволяет использовать его в нескольких сетевых сценариях, а именно: в качестве транзитной станции коммутации и местной оконечной станции коммутации, а также в качестве платформы для предоставления дополнительных (интеллектуальных и телематических) услуг. Со всеми этими вариантами применения Softswitch студенты ознакомятся также на лабораторных работах в курсе «Сетевые элементы NGN/IMS» в следующем семестре

Проектирование распределенного абонентского концентратора

2.1 Расчет шлюза доступа

Основные расчеты по заданию первого варианта. Заполним таблицу исходных данных для первого задания.

Таблица 1

Исходные данные

Величина	Значение
N_PSTN	5000 абонентов
N_ISDN	500 абонентов
N_SH	100 абонентов
I	8 LAN
N_{i_lan}	40 абонентов
K	3 УПАТС
N_{k_pbx}	100 абонентов
J	2 сети доступа
N_{j_V5}	90 абонентов
L_MEGACO	150 байт
N_MEGACO	10 сообщений
L_v5ua	145 байт
N_v5ua	10 сообщений
L_iua	155 байт
N_iua	10 сообщений
L_sh	140 байт
N’ _sh	10 сообщений
L_mgcp	150 байт
N_mgcp	10 сообщений

Определим нагрузку, поступающую от различных абонентов на шлюз доступа.

Общая нагрузка от абонентов ТфОП:

(1)

Общая нагрузка от абонентов ISDN:

(2)

Нагрузка оборудования доступа j интерфейса V5:

(3)

Общая нагрузка, поступающая на шлюз доступа, который обеспечивает подключение оборудования доступа через интерфейс V5:

(4)

Нагрузкаот УПАТС k:

(5)

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

(6)

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

(7)

Для нашего примера выберем оборудование некоторого «Производителя», у которого по техническим спецификациям максимальное количество портов POTS = 2000, портов ISDN = 500, портов для подключения V5 = 5, количество портов для подключения PBX = 3.

Исходя из количества портов различных типов, необходимо поставить 3 шлюза. Схема распределения подключения абонентов приведена на рисунке 2.

Рисунок 3 Распределение подключения абонентов

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

В качестве коммутатора доступа выберем оборудование «Производитель 2». Составим для него аналогичную таблицу.

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

Для рассматриваемого варианта задано следующее процентное соотношение использования различных кодеков:

20% вызовов –кодек G.711,

20% вызовов –кодек G.723 I/r,

30% вызовов –кодек G.723 h/r,

30% вызовов –кодек G.729 А.

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

Для кодека G.711

V_tranc _{_ cod} = 134/80 64 = 107,2 (кбит/с)

Для кодека G.723.1 I/r

V_tranc _{_ cod} = 74/20 6,4 = 23,68 (кбит/с)

Для кодека G.723.1 h/r

V_tranc _{_ cod} = 78/24 5,3 = 17,225 (кбит/с)

Для кодека G.729

V_tranc _{_ cod} = 64/10 8 = 51,2 (кбит/с)

Рассчитаем, какая нагрузка поступает на каждый шлюз. В данном примере подробно приведем подробный расчет только для одного шлюза. Расчеты для остальных шлюзов будут идентичны. В пояснительной записке к курсовомупроекту должны быть приведены полностью все расчеты.

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

Для кодека G. 711

Y_GW _{_1} = 344 0,2 = 68,8 э рл.

Для кодека G. 723.1 I/r

Y_GW _{_1} = 344 0,2 = 68,8 эрл.

Для кодека G. 723.1 h/r

Y_GW _{_1} = 344 0,3 = 103,2 эрл.

Для кодека G. 729

Y_GW _{_1} = 344 0,3 = 103,2 эрл.

Рассмотрим СМО с потерями.

Пользуясь калькулятором Эрланга, определим число соединений, необходимое для обслуживания нагрузки, обрабатываемой кодеком определенного типа (x), с условием что ρ (вероятность потери вызовов) = 0,25:

Для кодека G.711: Х =55; (8)

Для кодека G. 723.1 I/r: Х =55; (9)

Для кодека G. 723.1 h/r: Х =81; (10)

Для кодека G. 729: Х =81.

Таким образом, транспортный поток на выходе кодека G. 711:

V_C _{(G _711)} = 55 107,2 = 5896 (кбит/с).

Для других кодеков рассчитываем потоки аналогично:

V_C _{(G. 723.1 I / r)}= 55 23,68 = 1302,4 (кбит/с),

V_C _{(G. 723.1 h / r)}= 81 17,225 = 1395,225 (кбит/с),

V_C _{(G. 729)}= 81 51,2 = 4147,2 (кбит/с),

Тогда транспортный поток на выходе первого шлюза:

V_GW _{_1}= 5896 + 1302, 4 + 1395,225 + 4147,2 = 12740,9 (кбит/с).

Нанесем полученные результаты на схему шлюза (рисунок 2).

Рисунок 4 Результаты расчета

Рассчитаем аналогично для остальных 2-х шлюзов и получим:

V_GW_{_2} = 16010,1 (кбит/с);

V_GW₃ = 7603,44 (кбит/с).

Рассчитаем общий транспортный поток в интерфейсе подключения шлюзов к коммутатору доступа:

V =12740,9 + 16010,1 + 7603,44 = 36354,44 (кбит/с).

Перейдем к рассмотрению СМО с ожиданием.

Определим λ для каждого вида кодека:

λ_G.711 =107,2/134 = 0,8;

λ_G.723I/r = 0,32

λ_G.723h/r = 0,22

λ_G_.711= 0,8

Теперь можно рассчитать общую интенсивность поступления пакетов в канал:

λ = 0,8 + 0,32 + 0,22 + 0,8 = 2,14.

Зная величину задержки и интенсивность поступления заявок, определим интенсивность обслуживания заявок в канале:

μ = 1/100 + 2,14 = 2,15.

Рассчитав значения интенсивности поступления и обслуживания заявок, определим нагрузку канала:

ρ = 2,14/2,15 = 0,995.

Зная транспортный поток, поступающий в канал, и зная, что этот поток может максимально нагружать канал на величину ρ, определим общий требуемый объем канала τ:

τ = 36354,44/0,995 = 36537,13 (кбит/с).

Рассчитаем общее количество абонентов, подключенных при помощи сетей LAN, PBX и V 5:

(11)

(12)

(13)

В коммутаторе доступа для обмена сообщениями протокола MEGACO, используемого для управления шлюзом, должен быть предусмотрен транспортный ресурс, который определяется формулой:

(14)

Для передачи сигнальной информации с целью обслуживания вызовов различных типов требуются следующие размеры полосы пропускания:

(15)

(16)

(17)

(18)

2.2 Расчет оборудования распределенного транзитного коммутатора

Рассчитаем общую интенсивность потока вызовов от источников всех типов, обрабатываемых гибким коммутатором:

(19)

P = 5·5000 + 10·500 + 10·100 + 35·180 + 35·300 + 10·320 = 51000 (выз/чнн).

Теперь определим нижний предел производительности гибкого коммутатора при обслуживании потока вызовов с интенсивностью CALL P: (20)

P_SX = 1,25·5·5000 + 1,75·10·500 + 2·35·180 + 1,75·35·300 + 1,9·10·100 + + 1,9·10·320 = 78955 (выз/чнн)

2.3 Расчет оборудования шлюзов

Количество транспортных шлюзов (L) задано, в данном варианте L = 1;

Рассчитаем общую нагрузку, поступающую на транспортный шлюз от АТС ССОП:

(21)

Расчет необходимого транспортного ресурса для передачи пользовательской нагрузки будет аналогичным тому расчету, который был приведен в разделе: проектирование распределенного абонентского концентратора, тогда = 36537,13 (кбит/с).

Рассчитаем транспортный ресурс, необходимый для передачи сообщений протокола MEGACO:

(22)

V_megaco = 5·150·10·6000/450 = 100000 (бит/с).

Таким образом, общий транспортный ресурс MGW может равен:

(23)

V_GW = 365370 + 100000 = 465370 (бит/с)

2.4 Расчет оборудования гибкого коммутатора

Интенсивность потока вызовов, поступающих на транспортный шлюз l, определяется формулой:

Следовательно, интенсивность потока вызовов, поступающих на гибкий коммутатор:

(24)

В задании для данного варианта задано количество шлюзов – L =1,следовательно, в этом случае значения Psx и Pl _ gw будут совпадать:

P_sx =150000= P_i_{_}_GW =150000 (выз/чнн)

Транспортный ресурс Softswitch, необходимый для передачи сообщений протокола MxUA, составляет:

(бит/с) (25)

Аналогично, транспортный ресурс гибкого коммутатора, необходимый для передачи сообщений протокола MGCP, составляет:

(бит/с)

Суммарный минимальный полезный транспортный ресурс Softswitch, требуемый для обслуживания вызовов в структуре транзитного коммутатора, составляет:

(бит/с)

Учитывая среднюю длину и количество сообщений протокола MxUA, необходимых для обслуживания одного вызова, можно вычислить транспортный ресурс для подключения сигнальных шлюзов к пакетной сети (с приведением размерностей):

(бит/с)

2.5 Расчет оборудования сети IMS

Расчет нагрузки на S-CSCF

Заполним исходные данные для третьего задания.

Таблица 7

Исходные данные

Параметр	Значение
N_sip ₁	10 сообщений
N_sip ₂	5 сообщений
N_sip ₃	5 сообщений
N_sip ₄	10 сообщений
L_sip	140 байт
X %	15%
Y %	40%
N_sip ₅	15 сообщений

Транспортный ресурс, необходимый для организации взаимодействия между S-CSCF и Softswitch:

(бит/с) (26)

Транспортный ресурс, необходимый для организации взаимодействия между S-CSCF и серверами приложений (AS):

Транспортный ресурс, необходимый для организации взаимодействия между S-CSCF и MRF:

(27)

Транспортный ресурс, необходимый для организации взаимодействия между S-CSCF и I-CSCF:

(бит/с)

Тогда общий транспортный ресурс

(бит/с)

2.6 Расчет нагрузки на I-CSCF

Транспортный ресурс между Softswitch и I-CSCF (рис. 4), который требуется для обмена сообщениями по протоколу SIP во время обслуживания вызовов:

(бит/с) (28)

Общий транспортный ресурс

(бит/с) (29)

Рисунок 5 Архитектура IMS. Результаты расчета нагрузки на S-CSCF и на I-CSCF

Заключение

В ходе курсовой работы был спроектирован распределительный абонентский концентратор Softswitch.

Задачей курсового проектирования является, во-первых, освоение студентами архитектуры и сетевых элементов NGN. Второй задачей является расчет фрагмента сети NGN/IMS.

Воспользуйтесь поиском по сайту: