Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

На сегодняшний день телекоммуникационным операторам приходится удовлетворять потребности клиентов в передаче разнообразного трафика и предоставлении клиентам большого спектра услуг. Среди них наиболее востребованными являются:

- передача традиционного трафика телефонии;

- организация доступа в Интернет и передача трафика Интернет по магистральным каналам;

- передача трафика корпоративных сетей, объединение локальных сетей;

- организация видеоконференций и передача трафика IP-телефонии.

Между тем, каналы передачи данных, подходящие для предоставления одной услуги, не всегда подходят для предоставления другой. Увеличение объемов предоставляемых услуг заставляет операторов и провайдеров параллельно развивать несколько различных сетей. Это требует больших затрат и часто сопряжено со значительными техническими трудностями.

В то же время существенно возросла конкуренция между операторами и интернет-провайдерами, предоставляющими эти услуги. Неудивительно, что в последнее время все большую популярность приобретают мультисервисные сети.

Мультисервисная сеть - это инфраструктура, использующая единый канал для передачи данных разных типов трафика. Она позволяет уменьшить разнообразие типов оборудования, применять единые стандарты и единую кабельную систему, централизованно управлять коммуникационной средой для предоставления наиболее полного спектра услуг.

Услуги такой сети в первую очередь предназначены для компаний, ориентированных на интенсивное развитие бизнеса, оптимизацию затрат, автоматизацию бизнес-процессов, современные методы управления и обеспечение информационной безопасности. Наиболее эффективное применение мультисервисные сети могут найти у традиционных телекоммуникационных операторов, которые таким образом, значительно расширяют гамму предоставляемых услуг. Для корпоративного рынка объединение всех удаленных подразделений в единую мультисервисную сеть на порядок увеличивает оперативность обмена информацией, обеспечивая доступность данных в любое время. Благодаря возможности обмениваться большими объемами данных между офисами, можно устраивать селекторные совещания и проводить видеоконференции с отдаленными подразделениями. Все это ускоряет реакцию на изменения, происходящие в компании, и обеспечивает оптимальное управление всеми процессами в реальном масштабе времени.

При создании мультисервисной сети достигается:

? сокращение расходов на каналы связи;

? сокращение расходов на администрирование и поддержание работоспособности сети, уменьшение совокупной стоимости владения;

? возможность проведения единой административно-технической политики в области информационного обмена;

? увеличение конкурентоспособности организации за счет введения в операционную деятельность новых корпоративных сервисов и приложений и, как следствие, повышения производительности труда сотрудников.

? независимость от технологий услуг связи и гибкость получения набора, объема и качества услуг;

Мультисервисные сети поддерживают такие виды услуг, как:

- телефонная и факсимильная связь;

- выделенные цифровые каналы с постоянной скоростью передачи;

- пакетная передача данных (FR) с требуемым качеством сервиса;

- передача изображений, видеоконференцсвязь;

- телевидение;

- услуги по требованию (On-Demand);

- IP-телефония;

- широкополосный доступ в Интернет;

- создание виртуальных корпоративных сетей, коммутируемых и управляемых пользователем.

Министерством связи утверждены "Концептуальные положения по построению мультисервисных сетей на ВСС России", согласно которым под мультисервисной понимается сеть связи, построенная в соответствии с концепцией сети следующего поколения (NGN), позволяющая предоставлять неограниченный набор услуг и обладающая гибкой возможностью по их управлению, персонализации и созданию новых услуг. Основными характеристиками сети NGN являются пакетный способ передачи, широкополосная инфраструктура и интеллект сети, высокая степень готовности, качество услуг, необходимое для отдельных видов услуг, более производительное терминальное оборудование, низкие затраты на передачу единицы контента, а также открытая архитектура, которая обеспечивает конвергентные услуги с быстрой динамикой развития.

Данным дипломным проектом предусмотрена разработка мультисервисной сети Бурлинского района Алтайского края с заменой коммутационного и транспортного оборудования на современное, обеспечивающее услуги NGN.



1. Характеристика существующей телефонной сети Бурлинского района

1.1 Краткая географическая и социально-экономическая характеристика района

Бурлинский район находится в северо-западной части Алтайского края, граничит на юго-западе с республикой Казахстан, на севере и северо-западе с Новосибирской областью, на юге со Славгородским районом Алтайского края. На территории района расположено 25 сел, наиболее крупные - с.Устьянка, с.Михайловка и с.Новопесчаное. Районным центром является село Бурла. Расстояние до краевого центра г.Барнаула составляет 500 км. Общая площадь муниципального образования Бурлинский район 2746 кв.м. Общая численность населения составляет почти 11 тысяч человек.

Территория Бурллинского района является частью Кулундинской степи. Здесь расположены низовья реки Бурлы с обширными озерами, степными пространствами, колками, солончаками и солонцами. Типичным ландшафтом являются степи, характерно участие в ландшафте березовых, реже осиновых колков. Богатство Бурлинского района - уникальные пресные озера, кроме пресных в районе есть и бессточные озера различной степени солености, 11% территории района расположено под водой. На территории района протекает река Бурла, образуя сеть пресноводных озер - Хорошее, Кабанье, Хомутиное, Песчаное, Травяное, Кривое и Малое Топольное.

Основное направление экономики - сельское хозяйство: развито зерновое производство, животноводство, овцеводство. На территории района находятся рыбхоз, элеватор. Имеются общеобразовательные школы, детские дошкольные учреждения, больницы. Сельское хозяйство района представлено 36 крестьянскими (фермерскими хозяйствами и 6 сельхопредприятиями).

Выпуском промышленной продукции занимается 2 предприятия по теплоснабжению - МУП "Бурлинские тепловые сети", МУП "Михайловское жилищно-коммунальное хозяйство". Кроме того, производством промышленной продукции занимаются некоторые сельскохозяйственные предприятия (помол муки, забой КРС), ОАО "Бурлинский рыбхоз", ДРСУ, сельсоветы, несколько индивидуальных предпринимателей (выпечка кондитерских изделий, хлеба и хлебобулочных изделий).

На территории муниципального образования в достаточном количестве имеются общераспространенные полезные ископаемые (глина, сырье для производства красного кирпича), что предполагает возможность развития производства строительных материалов. Район богат водой, в основном озерной. Единственная река - Бурла, которая берет начало в Крутихинском районе, протекает по территории Панкрушихинского, Хабарского и Бурлинского районов и впадает в озеро Топольное. В нижнем течении образуется Бурлинская озерно-речная система, в которую входят 10 озер. Площадь озер Бурлинской системы составляет 27,2 тыс. га или 9,9 % общей площади района. В озерах обитают различные виды рыб: щука, плотва, язь, карась, сазан, окунь и т.д. Высокий рекреационный потенциал, сочетающий в себе наличие пресных озер, экологическую чистоту территории, а также развитая транспортная инфраструктура создают уникальные возможности для развития рекреационной зоны.

По территории Бурлинского района проходит Западно-Сибирская железная дорога. В торговую сеть Бурлинского района входят 6 предприятий розничной торговли.

Система образовательных учреждений района объединяет в себе 13 школ, 8 детских садов, одну детскую юношескую спортивную школу и Центр внешкольной работы. К учреждениям здравоохранения Бурлинского района относятся КГБУЗ "Бурлинская центральная районная больница", 15 ФАПов, 2 амбулаторно-поликлинических учреждений.

Электросвязь в районе обеспечивает Бурлинский районный узел связи Алтайского филиала электросвязи ОАО "Ростелеком".

1.2 Характеристика существующей СТС Бурлинского района

Сельская телефонная сеть представляет собой совокупность коммутационных станций и узлов, линий, оконечных абонентских устройств, предназначенных для обеспечения телефонной связью абонентов сельского административного района.

Особенностью СТС является наличие мелких абонентских групп, удаленных от райцентра на значительные расстояния. В связи с этим на СТС применяются АТС различной емкости и типов:

- аналоговая телефонная станция координатная АТСК 50/200;

- цифровая автоматическая телефонная станция SI2000;

- цифровая автоматическая телефонная станция SI3000;

- цифровая автоматическая телефонная станция АТС "Квант";

- аналоговая телефонная станция координатная АТСК 100/2000.

Телефонная сеть Бурлинского района построена, по принципу типичной СТС, по радиальному принципу. В с.Бурла находится SI3000 емкостью 2626 номеров, выполняющая функции центральной станции для СТС.

В настоящее время емкость центральной станции задействована на 2620 номеров. Через ЦС абоненты СТС имеют непосредственный выход на АМТС, а так же имеют доступ к спецслужбам. У абонентов с.Бурла после реконструкции ЦС появилась возможность пользоваться услугами широкополосного доступа в сеть Интернет для передачи данных, видео, речи.

В населенных пунктах, входящих в состав Бурлинского района находятся 10 АТС включенных ЦС, из них:

- 3 - цифровые автоматические телефонные станции типа SI2000 емкостью - 235; 265 и 285 номеров;

- 1 - автоматическая телефонная станция типа АТС "Квант" емкостью

53 номера;

- 1 - автоматическая телефонная станция координатного типа АТСК 100/2000 емкостью 239 номеров;

- 5 - автоматических телефонных станций координатного типа АТСК 50/200 емкостью - 139; 150; 96; 102 и 99 номеров.

Магистральная и межстанционная сети организованы по кабельным линиям связи кабелями марки КСПП 1*4*0,9, ВОЛС ДПС-008Т08-04-10,0/0,6, ВОЛС ОГЦ-8Е-7.

КСПП-1*4*0,9 - кабели местной связи высокочастотные с медными жилами с полиэтиленовой изоляцией и полиэтиленовой оболочкой предназначены для линий межстанционной и абонентской связи с системами передачи с временным делением каналов и импульсно-кодовой модуляцией со скоростью передачи данных до 2048 кБит/с при напряжении дистанционного питания 500 В постоянного тока.

ДПС-008Т08-04-10,0/0,6 - оптический кабель марки ДПС используется для прокладки в кабельной канализации, в трубах, блоках, а также в грунтах всех категорий, по мостам и эстакадам.

Д - модульный, с диэлектрическим центральным силовым элементом

П - полиэтиленовая оболочка

С - с однослойной броней из стальных проволок и ПЭ оболочкой

008 - в кабеле 8 волокон

Т - с периферийными диэлектрическими силовыми элементами и ПЭ оболочкой

08 - максимальное количество оптических волокон в модуле или пучке

10,0/0,6 - допустимое статическое растягивающее / раздавливающее усилие **, kH

ОГЦ-8Е-7 - оптический кабель с центральным модулем содержащим 8 одномодовых оптических волокон, с внутренней оболочкой из полиэтилена, с бронепокровом из повива стальных оцинкованных проволок, с наружной оболочкой из полиэтилена, растягивающее усилие 7кН.

Структура существующей СТС Бурлинского района, требующая реконструкции приведена на рисунке 1.1

Схема организации межстанционной связи существующей сети Бурлинского района приведена на рисунке 1.2.



Рисунок 1.1 - Структура существующей телефонной сети Бурлинского района требующая реконструкции

Рисунок 1.2 - Схема организации межстанционной связи существующей сети Бурлинского района

В качестве узла коммутации на ЦС используется оборудование SI3000, в которое включены ОС.

Выход на внутризоновую, междугородную, международную связь осуществляется через ЦС, находящуюся в селе Бурла. Телефонная сеть построена по радиальному принципу. Соединительные линии межстанционной связи организованы по кабельным и оптоволоконным линиям. Подробное описание назначения оборудования используемого в схеме приведено в приложении А.

Структура существующей СТС Бурлинского района приведена в таблице 1.1.

Таблица 1.1 - Структура существующей СТС Бурлинского района

Статус станции	Населенный пункт	Тип оборудования	Ввод в эксплуатацию	Емкость оборудования
				Монтированная	Задействованная
1	2	3	4	5	6
ЦС	с. Бурла	SI3000	2004	2626	2620
ОС1	с. Новосельское	SI2000	2006	235	230
ОС2	с. Первомайское	АТС "Квант"	1979	53	52
ОС3	с. Михайловка	АТСК 100/2000	2003	239	220
ОС4	с. Орехово	АТСК 50/200	1988	139	126
ОС5	с. Гусиная Ляга	АТСК 50/200	1979	150	69
ОС6	с. Новопесчаное	SI2000	2006	265	198
ОС7	с. Асямовка	АТСК 50/200	1978	96	94
ОС8	с. Новоандреевка	АТСК 50/200	1985	102	99
ОС9	с. Устьянка	SI2000	2006	285	263
ОС10	с. Лесное	АТСК 50/200	2003	99	89
ИТОГО:	4199	4060

В настоящее время основная деятельность компании «Ростелеком» заключается не только в предоставлении доступа к традиционной телефонии, но и к услугам широкополосного доступа. Для широкополосного доступа в сеть Internet на каждой АТС установлено соответствующее оборудование (DSLAM).

В качестве коммутаторов используются Catalist 2960.

Коммутатор делит сеть на независимые подсети, изолируя трафик одной подсети от трафика другой подсети с целью уменьшения возможности несанкционированного доступа к данным. Семейство многоуровневых коммутаторов Cisco Catalist 2960 предназначено для инфраструктуры сетей Ethernet. Коммутатор передает полученные пакеты не на все порты, а непосредственно получателю. Сетевой коммутатор Ethernet увеличивает производительность сети и обеспечивает большой уровень безопасности.

Подробное описание назначения оборудования используемого в схеме существующей сети широкополосного доступа Бурлинского района приведено в приложении Б.

Схема существующей сети широкополосного доступа Бурлинского района изображена на рисунке 1.3.



Рисунок 1.3 - Схема существующей сети широкополосного доступа Бурлинского района

Количество монтированных и задействованных портов технологии ADSL на СТС Бурлинского района приведено в таблице 1.2.

Таблица 1.2 - Количество монтированных и задействованных портов технологии АDSL на СТС Бурлинского района

Местоположение	Количество	Количество
АТС	монтированных портов ADSL	задействованных портов ADSL
1	2	3
с.Бурла	1920	1859
с.Новосельское	64	63
с.Михайловка	44	44
с.Орехово	28	28
с.Новопесчаное	64	64
с.Устьянка	48	45

1.3 Нумерация абонентских линий на СТС Бурлинского района

Нумерация на СТС должна быть согласованна с системой нумерации на Общегосударственной сети. Согласно этой системе междугородний номер, присваиваемый каждой абонентской линии (АЛ) для связи между абонентами разных зон семизначной нумерации, содержит десять знаков и имеет следующую структуру:

ABCabxxxxx, где, ABC - трехзначный код зоны семизначной нумерации;

ab - двухзначный код стотысячной группы абонентов на Зоновой сети;

ххххх -- пятизначный номер АЛ на местной сети.

Часть междугороднего номера abxxxxx является Зоновым номером АЛ. В качестве а можно использовать все цифры, кроме 8 и 0, а в качестве b - любые цифры.

Из общей номерной емкости Зоновой сети каждой СТС выделяется одна 100-тысячная номерная группа и ей присваивается двухзначный код ab. Следовательно, нумерация АЛ на СТС должна быть пятизначной. В качестве первого знака пятизначного номера нельзя использовать цифру 8 (индекс выхода на АМТС) и 0 (первая цифра номера экстренных и справочных служб). Поэтому емкость каждой СТС не должна превышать 80 тысяч номеров.

На сельских телефонных сетях может применяться как открытая, так и закрытая системы нумерации (открытая система нумерации с индексом выхода и без индекса выхода).

Закрытой считается такая нумерация, при которой для установления соединения требуемый абонент вызывается набором одного и того же числа знаков, независимо от местоположения вызывающего пункта.

Нумерация, при которой число знаков в номере вызываемого абонента зависит от местоположения вызывающего пункта, называется открытой. При открытой нумерации для выхода с одной телефонной станции на другие, набирается индекс выхода.

Нумерация на сети СТС Бурлинского района: пятизначная, закрытая. Однако, на станции АТСК50/200 используются трехзначные абонентские регистры. Села в которых оборудованы АТС координатного типа (АТСК50/200), такие как с.Орехово, с.Гусиная Ляга, с.Асямовка, с.Новоандреевка и с.Лесное модернизированы изделием СИЭТ.6750 "Каскад", с целью введения функций, свойственным электронным АТС, существенного облегчения и удешевления эксплуатации. После проведения такой модернизации станция обеспечила работу при любой системе нумерации и при любой ее значности.

Существующая нумерация СТС Бурлинского района приведена в таблице 1.2.

Таблица 1.2 - Существующая нумерация СТС Бурлинского района

Статус станции	Тип оборудования	Емкость	Нумерация АЛ на сети	Код АТС
1	2	3	4	5
ЦС	SI3000	2626	20000ч22625	2
ОС1	SI2000	235	30000ч30234	30
ОС2	АТС "Квант"	53	31000ч31052	310
ОС3	АТСК 100/2000	239	32000ч32238	32
ОС4	АТСК 50/200	139	35000ч35138	35
ОС5	АТСК 50/200	150	51000ч51149	51
ОС6	SI2000	265	56000ч56264	56
ОС7	АТСК 50/200	96	31200ч31295	312
ОС8	АТСК 50/200	102	57000ч57101	57
ОС9	SI2000	285	55000ч55284	55
ОС10	АТСК 50/200	99	31500ч31598	315

1.4 Обоснование необходимости реконструкции существующей СТС Бурлинского района

Одна из важнейших экономических и социальных задач развития российских инфокоммуникаций - радикальное улучшение системы связи в сельской местности. Решение этой задачи невозможно без использования новых технологий, позволяющих реализовать мультисервисные сети, которые будут эффективно поддерживать весь спектр инфокоммуникационных услуг.

Сельские телефонные сети в России строились для передачи только речевого трафика. На современном этапе развития общества этого недостаточно. Новые технологии с их ориентацией на дополнительные услуги должны, в первую очередь решать проблему телефонизации, одновременно предоставляя новые качественные услуги связи.

Оборудование оконечных станций устарело физически и морально. Техническое состояние ухудшается, несмотря на проведение ремонтных и профилактических работ. Возрастает количество повреждений и снижается качество предоставляемых услуг. Требуется всё больше финансовых затрат на ремонт, а также трудозатрат персонала. Наличие у операторов связи АТС координатного типа серьезно ограничивает возможности внедрения ими новых услуг и снижает возможности получения дополнительных доходов.

В настоящее время Интернет играет огромную роль в обществе, образовании, здравоохранении, культуре, экономике, поэтому основная задача заключается не только в предоставлении доступа к традиционной телефонии, но и к услугам широкополосного доступа. Потребность в предоставлении ШПД с каждым днем продолжает расти, а в некоторых населенных пунктах отсутствует широкополосный доступ. Поэтому актуальным является замена линейного оборудования на волоконно-оптическое, разработка сетей с использованием оборудования, позволяющего предоставлять мультисервисные услуги.

Преимуществами цифровых систем коммутации являются:

? неограниченное число направлений, организуемых в цифровом коммутационном поле;

? создание полнодоступных пучков линий в направлениях;

? за счет меньших габаритных размеров станционного оборудования требуется меньшая производственная площадь помещений для размещения, данного оборудования;

? повышение надежности оборудования за счет элементной базы высокой степени интеграции;

? сокращение штата технического персонала за счет автоматизации контроля работоспособности станционного оборудования;

? использование необслуживаемых выносных абонентских концентраторов;

? повышение качества передачи и коммутации;

? возможность организации ДВО.

? При проекте мультисервисной сети необходимо учитывать то, что сельская местность представляет собой сложную среду:

? неблагоприятные климатические и географические условия предъявляют повышенные требования к надежности работы сети;

? нестабильность и ненадежность энергетической сети требует использования систем с малым потреблением электроэнергии;

? рассредоточенность оборудования вызывает необходимость в дистанционном обслуживании.



2. Разработка предложений организации мультисервисной сети Бурлинского района

2.1 Выбор типа проектируемого оборудования

Внедрение новых привлекательных услуг, увеличение объемов предоставления голосовых услуг и услуг передачи данных - все это ведет к унификации самих сетей и систем управления ими. Переход к сетям следующего поколения (NGN, Next Generation Network) обусловлен практическими и, прежде всего, экономическими соображениями. Для данных, голосового и видео трафика, передававшихся ранее раздельно, в сетях NGN используется общая транспортная инфраструктура. NGN представляет собой универсальную мультисервисную сеть, разработанную для обеспечения возможности передачи голоса, видео и данных на основе технологии пакетной коммутации. Сеть обеспечивает необходимое QoS для различных типов трафика.

Основные требования к работе современного оборудования доступа в сети NGN:

? поддержка любой сетевой топологии («точка-точка», «цепь», «звезда», «кольцо»);

? поддержка различных сред передачи (медный кабель, оптоволокно, радиолинии);

? поддержка различных интерфейсов и протоколов связи с ТфОП:

? 64кбит/с (G.703);

? Е1 (с сигнализацией 2ВСК ИЛИ EDSS1 PRI, Е&М, V5.1, V5.2;

? BRI (EDSS1);

? 2-проводный аналоговый;

? ОКС№7 и др.

? поддержка различных интерфейсов сетей передачи данных (IP, 10/100 Ethernet, ATM, GE, Frame Relay, ADSL, G.SHDSL и др.);

? поддержка различных протоколов сети NGN (SIP, H.323, MEGACO/H.248, MGCP, SIGTRAN и др.);

? поддержка различных абонентских интерфейсов (аналоговые линии ТфОП, BRI ISDN (EDSS1), FXS\FXO, HDSL, ADSL, SHDSL, VDSL, беспроводной доступ и др.).

Для обеспечения эффективности использования средств доступа к транспортной сети будем использовать мультисервисный узел абонентского доступа SI2000 MSAN, фирмы ИскраУралТел. SI2000 MSAN - это мультисервисная платформа для создания узлов, которая характеризуется высокой производительностью, надежностью и доступностью и является одним из самых современных устройств операторского класса. SI2000 MSAN позволяет предложить широкий диапазон высокоприбыльных услуг передачи речи, данных и видео. Функция встроенного программного коммутатора позиционирует SI2000 MSAN как передовой продукт для построения интеллектуальных мультисервисных сетей. Он обеспечивает возможность плавной модернизации существующей инфраструктуры ТфОП и упрощает переход и интеграцию в сети следующего поколения.

В универсальном узле абонентского доступа SI2000 MSAN объединены технологии широкополосного и узкополосного доступа. SI2000 MSAN размещается в сети доступа и обеспечивает для пользователей возможность получения индивидуальных персонализированных услуг вне зависимости от их типа. Некоторым абонентам могут предоставляться все мультисервисные услуги (triple-play) на базе широкополосного доступа, другим - только услуги передачи данных или видео, тогда как третьи абоненты могут пользоваться только традиционными услугами POTS.

Ядром этой системы является секция МЕА, предназначенная для установки модулей и агрегирующие Ethernet-коммутаторы. Эти компоненты создают топологию двойной звезды, повышая тем самым надежность системы. Секции МЕА различаются по количеству плат, которые в них можно дополнительно устанавливать, варианту монтажа и возможности установки второго агрегирующего Ethernet-коммутатора.

Установив в секцию MEA различные модули, можно получить:

- программный коммутатор (софтсвич);

- шлюз доступа по каналам Е;

- оптический и медный Ethernet-коммутатор;

- узел доступа xDSL;

- узел доступа WiMax;

- узел доступа аналоговой и IP-телефонии.

При этом в рамках одного конструктива возможно сочетать модули различных типов, получая тем самым универсальный узел под конкретные поставленные задачи.

IDC - Агрегирующий коммутатор Ethernet (GbEthernet Aggregation Switch) производимый компанией Iskratel, представляет собой плату управляемого коммутатора, работающую на уровне 2 эталонной модели OSI. Этот коммутатор обеспечивает подключение различных плат к интерфейсам Ethernet, контролируемую связь между ними, а также подключение стороны уровня доступа к вышестоящему уровню операторской сети Ethernet. IDC поддерживает различные телекоммуникационные услуги и обеспечивает их обработку.

Узел доступа SAK - образует интерфейс услуг для передачи голоса, базирующийся на IP-сети.

SI2000 DSL Blade разработан для доставки услуг triple-play конечным

пользователям. Оборудование SI2000 DSL Blade имеет широкополосные абонентские интерфейсы ADSL2+, g.SHDSL и VDSL.

Шлюз доступа обеспечивает для речевых услуг интерфейс с сетью ТфОП по восходящему каналу V5.2. Он выполняет преобразование среды между сетями с коммутацией каналов и коммутацией пакетов, а также обеспечивает взаимодействие сигнализации между ТфОП и интерфейсом H.323,MGCP или NCS.

Плата оптоволоконных интерфейсов представляет собой плату широкополосного абонентского доступа, оснащенную 24 оптическими интерфейсами оптического абонентского доступа (или 12 на плате одинарной ширины) со скоростью 100 Мбит/с.

SI2000 MSAN обеспечивает:

- масштабируемость: SI2000 MSAN покрывает городские, пригородные и сельские районы, поддерживая требуемые услуги;

- универсальность: различные варианты применения для различных требований;

- модульность: гибкое планирование сетевой топологии и трафика;

- наличие уникальной функции интегрированного программного коммутатора iCS для подключения существующего коммутационного оборудования TDM и оборудования TDM к NGN;

- централизованное управление для повышения эффективности и оптимизации затрат.

Подробное описание назначения данного оборудования приведено в приложении В.

2.2 Выбор технологии проектируемой сети

2.2.1 Технология SDH

В настоящее время остро стоит проблема модернизации транспортной сети. Основными причинами этого являются: появление новых приложений, требующих большую полосу пропускания (например, передача мультимедийного трафика в реальном времени), постоянно увеличивающийся объем передачи через сеть данных, увеличивающееся число пользователей сети, появление новых офисов компании и т.д. для увеличения пропускной способности локальных и глобальных сетей применяются разные технологии.

Технология SDH (Synchronous Digital Hierarchy) обозначает стандарт для транспорта трафика. Стандарт определяет уровни скорости прохождения сигнала синхронного транспортного модуля (Synchronous Transport Module, STM).

Стандарт определяет физический (оптический) уровень, необходимый для совместимости оборудования от различных производителей.

Основная скорость передачи - 155, 250Мбит/с (STM-1). Более высокие скорости определяются как кратные STM-1:

? STM-4 - 622 Мбит/с;

? STM-16 - 2488, 32 Мбит/с;

? STM-64 - 9953, 28 Мбит/с.

Технология предполагает использование метода временного мультиплексирования (TDM) и кросс-коммутации тайм-слотов. При этом оконечное оборудование SDH оперирует потоками Е1 (2,048 Мбит/с), к которым подключается клиентское оборудование. Основными устройствами сети являются SDH-мультиплексоры.

Важной особенностью сетей SDH является необходимость синхронизации временных интервалов трафика между всеми элементами сети. Обычно мультиплексор может синхронизироваться с любым внешним сигналом, с опорным тактовым сигналом (PRC) или с собственным внутренним генератором синхронизирующих импульсов.

При построении сетей SDH обычно используется топология сети типа - «кольцо» с двумя контурами. По одному из контуров передаётся синхронизирующая и сигнальная информация, по-другому - основной трафик. Имеются специальные механизмы резервирования сети на случай выхода из строя одного из контуров.

Централизованное управление сетью обеспечивает полный мониторинг состояния каналов и узлов (мультиплексоров). Использование кольцевых топологий создаёт возможность автоматического переключения каналов при любых аварийных ситуациях на резервный путь.

Преимущества топологии SDH:

- простая технология мультиплексирования/ демультиплексирования;

- доступ к низкоскоростным сигналам без необходимости мультиплексирования /демультиплексирования всего высокоскоростного канала. Это позволяет достаточно просто осуществлять подключение клиентского оборудования и производить кросс-коммутацию потоков;

- наличие механизмов резервирования на случай отказов каналов

связи или оборудования;

- возможность создания «прозрачных» каналов связи, необходимых для решения определённых задач,- например, для передачи голосового трафика, между выносами АТС или передачи телеметрии;

- возможность наращивания решения;

- совместимость оборудования от различных производителей;

- относительно низкие цены оборудования;

- быстрота настройки и конфигурирования устройств;

Недостатки технологии SDH:

- использование одного из каналов полностью под служебный трафик;

- неэффективное использование пропускной способности каналов связи;

- необходимость использовать дополнительное оборудование (зачастую от других производителей), чтобы обеспечить передачу различных типов трафика (данные, голос) по опорной сети [11];

Технологию SDH можно рекомендовать для использования в задачах построения опорных сетей при следующих условиях:

- загрузка каналов далека от предельной;

- имеется необходимость предоставлять «прозрачные» каналы связи,- например, для передачи голосового трафика между АТС;

- в коммерческом плане более выгодно и удобно предоставлять клиентам каналы с фиксированной пропускной способностью, а не определять стоимость услуг по количеству переданного трафика и по качеству предоставляемого сервиса.

2.2.2 Технология MPLS

MPLS (MultiProtocol Label Switching) -- это технология быстрой коммутации пакетов в многопротокольных сетях, основанная на использовании меток.

MPLS разрабатывается и позиционируется как способ построения высокоскоростных IP-магистралей, однако область её применения не ограничивается протоколом IP, а распространяется на трафик любого маршрутизируемого сетевого протокола.

Главными требованиями, предъявляемыми к технологии магистральной сети, были высокая пропускная способность, малое значение задержки и хорошая масштабируемость. Теперь поставщику услуг недостаточно просто предоставлять доступ к своей IP-магистрали. Изменившиеся потребности пользователей включают в себя и доступ к интегрированным сервисам сети, и организацию виртуальных частных сетей (VPN), и ряд других интеллектуальных услуг. Растущий спрос на дополнительные услуги, реализуемые поверх простого IP-доступа, обещает принести Интернет-провайдерам огромные доходы.

Архитектура MPLS обеспечивает построение магистральных сетей, имеющих практически неограниченные возможности масштабирования, повышенную скорость обработки трафика и беспрецедентную гибкость с точки зрения организации дополнительных сервисов. Кроме того, технология MPLS позволяет интегрировать сети IP и ATM, за счёт чего поставщики услуг смогут не только сохранить средства, инвестированные в оборудование асинхронной передачи, но и извлечь дополнительную выгоду из совместного использования этих протоколов.

Процесс обработки пакета IP в узле сети (маршрутизаторе) состоит из следующих шагов работы:

- принимает пакеты канального уровня, извлекает из них пакет IP;

- в заголовке пакета проверяет адрес назначения пакета;

- в соответствии с адресом назначения и данных определяет выходной порт, по которому необходимо отправить пакет IP;

- сегментирует пакет IP в пакеты канального уровня и помещает их в выходной буфер для дальнейшей отправки по сети.

Преимущество технологии MPLS: в ядре сети MPLS не происходит преобразование пакетов канального уровня в пакеты IP и наоборот. Передача трафика осуществляется с помощью “меток”, созданных на основе информации о маршрутах сетевого уровня.

Т.е. технология MPLS позволяет коммутировать пакеты на канальном уровне, используя при этом информацию о продвижении данных сетевого уровня.

Использование коммутации по метке позволяет маршрутизаторам и АТМ-коммутаторам, на которых установлена служба MPLS, принимать решение об отправке пакетов на основании содержимого метки, т.е. не требуется выполнение алгоритма поиска маршрутов, основанного на IP-адресах пунктов назначения.

Таким образом, главная особенность MPLS -- отделение процесса коммутации пакета от анализа IP-адресов в его заголовке, что открывает ряд привлекательных возможностей.

Применение этого метода предоставляет следующие преимущества:

- при использовании технологии MPLS можно создавать сети VPN в магистральных сетях 3-го уровня для большого количества пользователей, используя при этом общую инфраструктуру, без необходимости шифрования или использования приложений конечного пользователя;

- существует возможность перераспределения потоков, т.е. возможность задать явным образом один или несколько маршрутов, по которым будут проходить потоки данных по сети. Перераспределение потоков позволяет оптимизировать использование полосы на недостаточно загруженных маршрутах.

- технология MPLS позволяет задать параметры обработки трафика для различных классов;

- используя возможности качества обслуживания MPLS, можно предложить пользователю VPN- сетей различные классы обслуживания с надежными гарантиями.

2.2.3 Технология IMS

IMS (IP Multimedia Subsystem) мультимедийная подсистема на базе протокола IP. Это решение для реализации услуг в сетях связи на базе IP, которое представляет собой переход от классических телекоммуникационных технологий к интернет-технологиям.

IMS позволяет разрабатывать и предоставлять абонентам сетей фиксированной и мобильной связи персонализированные услуги, основанные на различных комбинациях голоса, текста, графики и видео (чат на экране мобильного телефона, электронная почта, игры и многое другое). Решения IMS значительно расширяют возможности конечного пользователя за счёт предоставления расширенного набора услуг, в том числе тех, которые были невозможны или экономически неэффективны в сетях TDM.

Ядро сети по технологии IMS основано на коммутации пакетов и обеспечивает транзит (обмен) трафика независимо от его происхождения (голос, мультимедийные файлы, видео), то есть работает с различными сетями доступа. На входе в сеть независимо от разновидности "последней мили" любой трафик преобразуется в IP, и затем платформа управляет потоками пакетов.

В процессе установления каждого соединения IMS следит, чтобы пользователям было обеспечено соответствующее качество обслуживания (QoS). Кроме того, IMS позволяет оператору более эффективно использовать систему тарификации для различных потоков трафика. Это расширяет возможности по использованию различных сервисных алгоритмов и бизнес-моделей. Ведь в общем виде контент имеет не только разный объем или требует различных характеристик QoS, но и его содержимое подчас обладает различной потребительской ценностью.

Мультимедийность архитектуры дает возможность оператору предоставлять разнообразные услуги абонентам, а использование в основе протокола IP дает оператору возможность построить гибкую сеть с низкими операционными расходами. В качестве основного протокола был выбран протокол установления соединений (SIP). Важная особенность SIP -- расширяемость, которая заключается в возможности дополнения протокола новыми функциями за счёт добавления новых заголовков и сообщений, что позволяет добавлять новый функционал в сеть без смены протокола.

Достоинства технологии IMS:

- единый набор услуг в разнородных сетях;

- интеграция различных способов доступа;

- оптимизация транспортной инфраструктуры;

- простая и быстрая разработка и внедрение новых услуг;

- возможность использования одного или нескольких номеров (идентификаторов) пользователей;

- широкие возможности персонализации.

Для проектируемой сети предлагаю выбрать технологию IMS, потому как технология является перспективной.

Внедряя IMS, компания с одной стороны может существенно снизить операционные затраты, за счёт замены разнотипного и уже морально устаревшего оборудования на единое решение. С другой стороны, IMS позволяет предлагать абонентам комбинированные услуги и сервис нового поколения, то есть получать дополнительные доходы.

Благодаря постепенному переходу к сети следующего поколения, применению стандартной архитектуры IMS достигается снижение капитальных и операционных затрат.

2.3 Предложение по реконструкции сети

В настоящее время действующие СТС, ориентированы в основном на простейшие услуги телефонной связи. Открытая архитектура системы SI 2000 позволяет осуществить модернизацию узлов доступа системы до архитектуры NGN. Программное, аппаратное обеспечение и архитектура обеспечивают защиту инвестиций от обесценивания, благодаря возможности последующего развития услуг и сетей, а также внедрения в систему новых технологий.

В виду увеличения пропускаемого телефонного и Интернет трафика, существующие системы передачи и линейные тракты не удовлетворяют требованиям по предоставлению услуг связи, таким образом, для ряда оконечных станций необходимо произвести работы по прокладке оптического кабеля, общей протяженностью 128,4 км.

Так как ЦС цифровая (SI3000), то ее замена не требуется. Необходимо заменить только ОС.

В населенных пунктах: с. Новосельское, с.Новопесчаное, с. Устьянка, также установлены цифровые станции(SI2000). В населенных пунктах: с. Первомайское, с. Михайловка, с. Орехово, с. Гусиная Ляга, с. Асямовка, с. Новоандреевка, с. Лесное произведем замену существующего оборудования на SI2000 MSAN, так же необходимо заменить КСПП 1х4х0,9 на оптический кабель марки ОГЦ-8Е-7 , общей протяженностью 128,4 км. На каждой ОС необходимо установить оптический кросс W913. Подробное описание выбранного волоконно-оптического кабеля и оптического кросса приведено в приложении Г.

После замены станций координатной системы на узлы мультисервисного доступа абонентов, ожидаются следующие результаты: улучшение качества связи, расширение спектра услуг, прирост абонентов, рост доходов.

2.4 Определение емкости проектируемого оборудования

При определении емкости и места размещения оборудования Бурлинского района, учитывалось состояние предприятий и населения в настоящее время и на перспективу, а также наиболее полное использование ВОЛС.

Определив границы станционных районов и населенные пункты, относящиеся к ним, определяем тип и емкость вновь устанавливаемого оборудования.

После замены оборудования ОС на мультисервисный узел доступа монтированная емкость сети составит 1232 №№. Количество населения проживающего в данных населенных пунктах составляет 3476 человек.

На всем проектируемом оборудовании имеются заявления на предоставление доступа к телефонной сети и широкополосного доступа. Количество заявлений равно емкости планируемой на расширение.

После ввода в эксплуатацию проектируемого оборудования, телефонная плотность СТС составит:

ТП = (1232 • 100)/3476=35 (ТА на 100 жителей).

При выборе проектируемого оборудования также необходимо учитывать и количество абонентов, которым будет предоставляться услуги широкополосного доступа. Пользователям ШПД могут представляться следующие услуги:

- доступ в Интернет-метод и средства, посредством которых пользователи соединяются с сетью Интернет. Предположительно, минимальная(2048кбит/с) и средняя (4096кбит/с, 8192кбит/с) скорости могут использоваться для выхода в Интернет обычным абонентам и учреждениям. Максимальные скорости доступа в Интернет (16384кбит/с, 20480кбит/с) рассчитаны на частных предпринимателей, предприятия, VIP-клиентов.

- IPTV (Internet Protokol Television) - цифровое телевидение в сетях передачи данных по протоколу IP, новое поколение телевидение. Пользователь такой услуги может получить возможность просмотра большого количества каналов с высоким качеством изображения;

- Видео связь - это телекоммуникационная технология интерактивного взаимодействия двух и более удалённых абонентов, при которых между ними возможен обмен аудио- и видеоинформацией в реальном масштабе времени с учётом передачи управляющих данных.

Данные по расчету проектируемого оборудования в населенных пунктах Бурлинского района приведены в таблице 2.1

Таблица 2.1 - Расчет проектируемого оборудования СТС

Статус станции	Населенный Пункт	Тип существующего оборудования	Тип проектируемого оборудования	Емкость оборудования
				Монтированная	Проектируемая
				АЛ	ШПД	АЛ	ШПД
1	2	3	4	5	6	7	8
ОС1	с. Первомайское	АТС-"Квант"	SI2000 MЕА5	53	-	75	58
ОС2	с.Михайловка	АТСК-100/2000	SI2000 MЕА20	239	44	335	235
ОС3	с. Орехово	АТСК-50/200	SI2000 MЕА10	139	28	195	137
ОС4	с. Гусиная Ляга	АТСК-50/200	SI2000 MЕА10	150	-	210	147
ОС5	с. Асямовка	АТСК-50/200	SI2000 MЕА10	96	-	135	95
ОС6	с. Новоандреевка	АТСК-50/200	SI2000 MЕА10	102	-	143	100
ОС7	с. Лесное	АТСК-50/200	SI2000 MЕА10	99	-	139	98
ИТОГО:	878	327	1232	870

2.5 Разработка перспективной схемы развития мультисервисной сети Бурлинского района

В данном разделе необходимо разработать схему межстанционной связи между установленными взамен оконечных станций мультисервисными абонентскими концентраторами и центральной станцией - ЦС в с.Бурла. В универсальном узле абонентского доступа SI2000 MSAN объединены технологии широкополосного и узкополосного доступа. SI2000 MSAN размещается в сети доступа и обеспечивает для пользователей возможность получения индивидуальных персонализированных услуг вне зависимости от их типа. Некоторым абонентам могут предоставляться все мультисервисные услуги (triple-play) на базе широкополосного доступа, другим - только услуги передачи данных или видео, тогда как третьи абоненты могут пользоваться только традиционными услугами POTS.

Каналы GE используются для обеспечения связи между платами и для установления внешних соединений. На каждой плате предусмотрено по два интерфейса (или больше) Gigabit Ethernet для соединения с системой.

Для управления вызовами, предоставления услуг и обеспечения взаимодействия между IP-сетью и ТфОП можно использовать уже существующий мультисервисный узел управления вызовами SI2000 MSCN (MultiService Control Node).

SI2000 MN (Management Node) - сервер управления - обеспечивает унифицированное управление из центрального пункта множеством узлов SI3000 MSAN. Он обеспечивает выполнение необходимых функций контроля и управления элементами, сбор данных о рабочих характеристиках, обработку и представление данных, сбор, передачу и хранение подробных записей о вызовах для всех сетевых элементов.

SI2000 iCS (Integrated Call Server) - интегрированный программный коммутатор объединяя в себе функции TDM-коммутации и медиашлюз. Функциональность программного коммутатора обеспечивает возможность управления вызовами абонентов VоIP и взаимодействие с другими программными коммутаторами с использованием стандартных протоколов SIP-T и H.323. Плата поддерживает все основные сигнализации TDM и их национальных вариантов (ОКС№7, САS, DSS1, Q.SIG и V5.2). SI2000 соединяется с ЦС SI3000 сигнальными каналами и потоками Е1.

SI3000 SMG имеет три основных голосовых функционала: медиашлюз, сигнальный шлюз и медиасервер.

Функционал Медиашлюза гарантирует, что контент канала ТфОП преобразуется в поток пакетов данных посредством использования различных VoIP-кодеков (G.711, G.722, G.722.1, iLBC, G723.1, G.726, G729, AMR-WB, AMR-NB, GSM-EFR) и наоборот. Дополнительные роли в сети следующие:

- Автоматическое обнаружение сигналов факса и модема

- Эхокомпенсация ( в соответствии с Рекомендациями ITU-T G.168)

- Передача сигналов DTMF при речевом соединении (внутриполосная) в соответствии со стандартом RFC2833/4733

- Обнаружение речи и подавление пауз

- Генерация комфортного шума (CNG)

- Встроенный механизм управления качеством обслуживания (QoS) (замена потерянных VoIP пакетов - PLC, буфер джиттера, устранение различных задержек и пр.)

- TDM -коммутация

- Протокол RTP proxy

Сигнальный шлюз обеспечивает преобразование существующей TDM-сигнализации (ОКС7, DSS1 и V5.2) в IP-протоколы уровня сеансов (M2UA, M3UA, M2PA, IUA и V5UA) для связи с программным коммутатором. В частности, перенос ВСК-сигнализации (1ВСК, 2ВСК, E&M и R2) в IP-сеть позволяет оператору поддерживать на сети все существующие функциональные возможности.

Медиасервер дополнительно вносит следующие услуги в предложение для оператора:

- подключение абонента к конференц-связи независимо от типа сети (IP и TDM),

- обнаружение и генерирование сигналов DTMF;

- транскодирование /изменение скорости потока данных;

- воспроизведение фраз автоинформатора, интерактивные голосовые ответы, распознавание речи, обмен голосовыми сообщениями с интерпретацией VoiceXML-сценариев (также и в сочетании с Автоматическим распознаванием речи - ASR и серверами преобразования текста в речь - TTS).Протоколы MGCP и H.248 используются в качестве протокола управления между медиасервером и программным коммутатором. Медиасервер выполняет указанные функции независимо от способа кодирования речевого сигнала во время вызова.

SMG соединяется с ЦС SI3000 сигнальными каналами и потоками Е1.

После реконструкции сети межстанционная связь будет осуществляться посредством волоконно-оптического кабеля марки ОГЦ-8E.

Волоконно-оптические коммуникации имеют ряд преимуществ, по сравнению, с медными электрическими системами, использующими передающие среды на металлической основе. Среди них можно указать следующие:

? широкая полоса пропускания - одно из наиболее важных преимуществ оптического волокна над медной или другой средой передачи информации;

? малое затухание оптического сигнала в волокне. Выпускаемое в настоящее время отечественное и зарубежное оптическое волокно имеет затухание 0,2-0,3 дБ на длине волны 1,55 мкм в расчете на один километр. Малое затухание и небольшая дисперсия позволяют строить участки линий без ретрансляции протяженностью более 100 км.;

? низкий уровень шумов в волоконно-оптическом кабеле позволяет увеличить полосу пропускания за счет использования различных способов модуляции сигналов при малой избыточности их кодирования;

? высокая помехозащищенность. Поскольку волокно изготовлено из диэлектрического материала, то оно невосприимчиво к электромагнитным помехам со стороны окружающих медных кабельных систем и электрического оборудования, способного индуцировать электромагнитное излучение (линии электропередач, электродвигательные установки и т.д.);

? малый вес и объем. Волоконно-оптические кабели имеют меньший вес и объем по сравнению с медными кабелями в расчете на одну и ту же пропускную способность;

? высокая защищенность от несанкционированного доступа. Поскольку ВОК практически не излучают в радиодиапазоне, то передаваемую по нему информацию трудно подслушать, не нарушая приема-передачи;

? взрыво-пожаробезопасность. Из-за отсутствия искрообразования оптическое волокно повышает безопасность сетей связи при обслуживании технологических процессов повышенного риска;

? экономичность. В настоящее время стоимость оптического волокна и медной пары соотносятся как 2:5;

? длительный срок эксплуатации. В настоящее время срок службы ВОК составляет примерно 25 лет. За это время может смениться несколько поколений стандартов приемо-передающих систем.

Волоконно-оптические системы имеют также и недостатки, к которым, в основном, относятся дороговизна монтажного оборудования, относительно высокая стоимость лазерных источников излучения и требования специальной защиты волокна. Однако преимущества от применения волоконно-оптических линий связи настолько значительны, что несмотря на перечисленные недостатки дальнейшие перспективы развития технологий ВОЛС в информационных сетях более чем очевидны.

Обозначения и сокращения принятые в схемах изображены на рисунке 2.1.

Структура соединительного тракта между абонентом и SI2000 MSAN изображена на рисунке 2.2.

Структурная схема проектируемой сети связи Бурлинского района представлена на рисунке 2.3.

	Плата сервера приложений AS Плата программного коммутатора CS Плата сигнального и медиа-шлюза SMG Плата сервера управления MN Плата интегрированного коммутатора iCS
	Плата аналоговых линий POTS (SAK) Плата оптоволоконных линий Fast Ethernet Плата цифровых абонентских линий ADSL2+ (SGN) Плата коммутатора Ethernet (IDC) Плата WiMAX
	Плата электропитания DC

Рисунок 2.1 - Обозначения и сокращения принятые в схемах

Рисунок 2.2 - Структура соединительного тракта между абонентом и SI2000 MSAN



Рисунок 2.3 - Структурная схема проектируемой сети связи Бурлинского района

2.6 Разработка нумерации сети

телефонный сеть мультисервисный нумерация

В России изменилась нумерация телефонов экстренных служб -- они стали трехзначными благодаря добавлению единицы к старому номеру. 27 января 2014 года вступил в силу приказ Министерства связи и массовых коммуникаций РФ от 20 ноября 2013 г. №360. Согласно документу для вызова службы пожарной охраны и реагирования в чрезвычайных ситуациях помимо единого номера 112 используется номер 101. За полицией резервируется номер 102, за службой скорой медпомощи -- 103, а за аварийной службой газовой сети -- 104.

Приказ ввел также новый номер единой службы поддержки граждан для консультаций при получении государственных и муниципальных услуг в электронном виде -- 115. Поменялся и применявшийся ранее номер 122 для доступа к телефонной линии «Ребенок в опасности». Для этого выделены два новых номера -- 121 и 123.

При рекомендации сети общие принципы нумерации не изменились. В связи с увеличением монтированной ёмкости после реконструкции расширим существующую нумерацию на станциях. Нумерация на сети СТС Бурлинского района: пятизначная, закрытая.

Нумерация АЛ на сети Бурлинского района после реконструкции приведена в таблице 2.2.

Таблица 2.2 - Проектируемая нумерация Бурлинского района

Статус станции	Тип оборудования	Емкость	Нумерация АЛ на сети	Код АТС
1	2	3	4	5
ОС1 Первомайское	SI2000 MЕА5	75	31000ч31074	310
ОС2 Михайловка	SI2000 MЕА20	335	32000ч32334	32
ОС3 Орехово	SI2000 MЕА10	195	35000ч35194	35
ОС4 Гусиная Ляга	SI2000 MЕА10	210	51000ч51209	51
ОС5 Асямовка	SI2000 MЕА10	135	31200ч31334	312;313
ОС6 Новоандреевка	SI2000 MЕА10	143	57000ч57142	57
ОС7 Лесное	SI2000 MЕА10	139	31500ч31638	315;316



3. Расчет и распределение нагрузки на сети

3.1 Распределение структурного состава абонентов

Возникающую нагрузку создают вызовы (заявки на обслуживание), поступающие от абонентов (источников) и занимающие на некоторое время различные соединительные устройства сети и станций.

В нашем случае всю возникающую нагрузку можно разделить на две части:

- широкополосный сервис и передача данных;

- традиционные услуги голосовой связи.

Абоненты проектируемой сети Бурлинского района, включённые в оборудование SI3000, делятся на следующие категории, различающиеся удельной нагрузкой:

- народно-хозяйственный сектор;