Мультсервисиные сети

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Мультисервисная сеть (МСС) - цифровая сеть на базе протокола IP, с интеграцией услуг различных видов - передача данных, голоса и видео. 

Мультисервисная сеть, в первую очередь, предназначена для компании, которая ориентирована на интенсивное развитие бизнеса, оптимизацию затрат, автоматизацию бизнес-процессов, современные методы управления и обеспечение информационной безопасности. Поэтому рост популярности мультисервисных сетей связи - одна из наиболее заметных тенденций рынка телекоммуникационных услуг за последние годы.

Мультисервисные сети позволяют поддерживать следующие виды услуг:

· телефонная и факсимильная связь;

· выделенные цифровые каналы с постоянной скоростью передачи;

· передача видеоизображений, видеоконференцсвязь;

· телевидение;

· IP-телефония;

· охрана, контроль доступа, учет рабочего времени;

· громкоговорящая связь;

· системы диспетчеризации;

· широкополосный доступ в Internet;

· сопряжение удаленных ЛВС, в том числе работающих в различных стандартах;

· создание виртуальных корпоративных сетей, коммутируемых и управляемых пользователем.

Применение МСС дает возможность одновременно использовать указанные выше сервисы на одной построенной сети передачи данных. 
Для крупных компаний с разрозненными офисами или производствами, занимающих большие территории, МСС позволяет на порядок увеличить оперативность обмена информацией, обеспечить доступность данных в любое время, устраивать между офисами или отделами селекторные совещания, видеоконференции. Все это уменьшает время реакции на изменения, происходящие в компании, и обеспечивает оптимальное управление всеми процессами в реальном масштабе времени^[8].

В основе создания МСС крупного уровня (город, регион, завод) могут использоваться существующие SDH-сети и сети передачи данных крупных традиционных операторов.

Актуальность курсовой работы обусловлена быстрыми темпами роста популярности голосовых и мультимедийных услуг. Вызываемые ими изменения в структуре телекоммуникационных сетей ставят на повестку дня вопрос о строительстве мультисервисных сетей следующего поколения, в которых широкий спектр услуг, включая передачу голоса и данных, будет предоставляться на единой технологической основе коммутации пакетов.

Целью работы является разработка рекомендаций по проектированию мультисервисной сети ZAMTEL в университет Замбии.

Задачи проекта: исследование процесса построения мультисервисных сетей связи, выявление основных этапов проектирования, анализ существующих технологий сетей передачи данных; анализ существующих сетей передачи данных, их достоинств и недостатков при выполнении отдельных этапов проектирования; проектирование мультисервисной сети связи с использованием телекоммуникационного оборудования различных производителей; разработка комплекса методов и средств оптимизации различных параметров проектных решений, таких как экономические затраты, производительность сети и других параметров.

1. Составление технического задания

мультисервисный телекоммуникационный оборудование сеть

В данном проекте разрабатывается МСС для микрорайона Западный города Мирного, который включает в себя 2 поселка (п. Верхний и п. Заречный), респ Саха(Якутия). В микрорайоне 19000 жителей, большинство домов 5-этажные, но есть 2-этажные и 9-этажные.

Рисунок 1. Карта города

Жителей каждой квартиры будем рассматривать как одного потенциального абонента. Количество квартир в данном микрорайоне составляет 6392.

Количество абонентов будет составлять, с учетом одного подключения из квартиры 6392.

Проектируемая сеть должна предоставлять каждому абоненту следующие виды услуг:

• Интерактивное цифровое телевидение;

• высокоскоростной доступ к сети Интернет;

• IP телефония;

• игровой сервис.

Для достижения поставленных целей должны быть реализованы следующие задачи:

1) Анализ требований и корректировка технического задания.

2) Анализ состояния существующей сети связи.

3) Выбор варианта проектирования сети.

4) Расчет нагрузок мультисервисной сети связи.

5) Выбор типа линии связи и расчет ее параметров.

6) Выбор и расчет объема оборудования.

7) Рекомендации по проектированию сети.

8) Составление перечня компонентов ИМС с указанием их количества и стоимости.

9) Выполнение графической части и презентации проекта.

2. Анализ состояния существующей сети

Телекоммуникационное пространство микрорайона представляет районный узел электрической связи ОАО «Ростелеком», который обеспечивает современной качественной связью все сферы хозяйственной жизни.

Ростелеком» предоставляет следующие виды услуг:

· Местная, внутризоновая телефонная и телеграфная связь, IP-телефония

· Передача данных и услуги сети Интернет

· Предоставление в аренду каналов связи и физических линий

Наличие собственной сети связи и интеллектуальной платформы позволяют ОАО «Ростелеком» обеспечить

· качественную связь;

· низкие тарифы;

· огромные возможности по сбору и обработке статистической информации.

· федеральный и международный масштаб услуг ИСС

Рисунок 2. Схема существующей сети

Узлы связи подключены к двум независимым магистральным операторам (наземный и спутниковый), что вдвое увеличивает надёжность, т.к. при сбое в одном канале связи информация автоматически начинает передаваться через другой. Компания использует резервирование каналов Интернет (основной - волоконно-оптическая линия ОАО «Ростелеком» Мирный-Якутск-Хабаровск-Москва, запасной - спутниковый канал ООО «НетАссист» с приземлением в Украине).



Рисунок 3. Схема мультиканального подключения

Происходит постоянное наблюдение за загруженностью каналов. Своевременно увеличивается их пропускную способность, если средняя нагрузка достигает 33% от общей пропускной способности, таким образом сохраняется постоянное качество сервиса для клиентов. Кроме того каналы симметричны, т.е. скорость приёма равна скорости передачи, что позволяет быстро загружать в сеть различные данные (письма, документы, фотографии, звук, видео и т.д.).

В качестве основного канала в Интернет используется наземный канал связи со стыком в магистральную российскую оптоволоконную сеть. Это даёт минимальное время задержки и увеличивает быстроту работы в сети, а соответственно и производительность труда. Например, посланный клиентом запрос, сервер в Москве получит уже через 0,07 сек., а при использовании обычной спутниковой связи только через 0,26^[9].

Также население пользуется услугами мобильной связи, на территории города располагаются базовые станции таких операторов мобильной связи как МТС и Мегафон.

3. Выбор варианта реализации сети

Выбор технологии реализации

Гибридные оптико-коаксиальные сети (HFC - Hybrid Fiber Coax) строятся по трем основным технологиям (рис. 4):

Рисунок 4. Основные технологии сети

· FTTH (Fiber To Home) - оптика до дома.

· FTTB (Fiber To Building) - оптика до здания (строения). Иногда можно видеть и слово Block - блок. Это означает, что оптика доведена до жилищного блока.

· FTTC (Fiber To Carb) - оптика до группы домов^[1].

Если FTTH является перспективной, но относительно дорогостоящей технологией, то FTTB является «оптимальной» технологией, наиболее удобной для российских городов среднего и большого размеров.

Технологии FTTb

Под такой технологией понимают относительно глубокое проникновение оптики до абонента, т.е. работу оптического узла (ОУ) в среднем на 100…250 абонентов (например, 9…12-ти этажный дом на 4…6 подъездов). При этом после ОУ каскадно включается обычно не более одного коаксиального усилителя (рис. 5).

Рисунок 5. Подключение усилителя

При использовании варианта FTTB оптическое волокно заводится в дом, как правило, на цокольный этаж или на чердак (что более экономически эффективно) и полключается к устройству ONU (Optical Network Unit). На стороне оператора связи устанавливается терминал оптической линии OLT (Optical Line Terminal). OLT определяет параметры обмена трафика (например, интервалы времени приема / передачи сигнала) с абонентскими устройствами ONU (или ONT, в случае FTTH). 
Дальнейшее распределение сети по дому происходит по «витой паре». 
Этот подход целесообразно применять в случае развертывания сети в многоквартирных домах и бизнес-центрах среднего класса. Российские операторы связи разворачивают сети FTTB пока только в крупных городах, но в перспективе использование данной технологии повсеместно. В FTTB нет необходимости прокладывать дорогостоящий оптический кабель с большим количеством волокон, как при использовании FTTH.

Особенностями технологии FTTB являются:

· Повышенная надежность. Как известно из практики, наибольшее число отказов приходится именно не на ВОЛС, а на коаксиальные сети. Ввиду наличия каскадно включенного не более одного усилителя (например, усилитель на подъезд), вероятность отказа является низкой.

· Простота построения параллельных цифровых сетей является наиважнейшим достоинством FTTB технологии. При этом под параллельную цифровую сеть выделяется отдельное оптическое волокно (вместо жилы под реверсный канал).

· Снижение шумов ингрессии достигается за счет малого числа абонентов, подключаемых к одному ОУ. Более того, при использовании коллективных кабельных модемов (СМ), шумы ингрессии (основные источники шумов в реверсном канале), исходящие от абонентов, фактически исключаются, т.к. СМ включается на входе домового усилителя, в составе которого отсутствует усилитель реверсного канала.

· Более высокие скорости цифровых потоков в реверсном направлении при неизменном числе частотных каналов обязаны исключительно числу upstream-приемников (приемники реверсного направления), устанавливаемых в составе головной станции кабельных модемов (CMTS). Увеличение числа upstream-приемников (следовательно, и увеличение суммарных скоростей в реверсном направлении) при сохранении отношения несущая/шум (C/N) стало возможным благодаря снижению числа абонентов, нагружаемых на один ОУ.

· Простота реализации новых цифровых технологий, накладываемых на уже существующие FTTВ сети. Классическим примером может служить новая перспективная технология EttH (Ethernet to the Home), разработанная компанией Teleste (Финляндия) и получающая все большее и большее распространение по всему миру Решение Ethernet over Coaxial (EoC) не требует прокладки дополнительного кабеля, например UTP, и обеспечивает доступ к Ethernet сети на абонентской розетке, подключенной к коаксиальному кабелю оператора КТВ. Кстати, технология EttH от компании Teleste, позволяет и операторам FTTC сетей обойтись без прокладки ВОЛС до дома при строительстве Ethernet сетей. На рис. 3Б представлена схема решения Virtual Fiber («виртуальное волокно»), обеспечивающая доставку Ethernet (100Мбит/с) по существующим сетям кабельного телевидения. Более того «виртуальное волокно» может работать в сетях КТВ параллельно с Docsis.

· Возможность использования экономичных ОУ достигается за счет того простого факта, что вслед за ОУ устанавливается мощный домовой усилитель, следовательно, к выходному каскаду ОУ (а именно величиной его максимального выходного уровня и определяется ценовая политика ОУ) не предъявляется жестких требований как по коэффициенту усиления, так и по выходному уровню.

· Работа при низких входных оптических мощностях достигается благодаря тому факту, что последующий домовой усилитель фактически не вносит вклада в снижение S/N из-за его высокого выходного уровня. Именно работа при низких входных оптических мощностях допускает использование малого числа оптических передатчиков (следовательно, уменьшается стоимость ВОЛС в целом) при большом числе ОУ.

Таким образом, можно смело утверждать, что именно FTTB технология HFC сети является наиболее выгодной для российских условий эксплуатации как с точки зрения ценовой политики, так и с точки зрения реализации высоких технических параметров.

Основные преимущества технологии FTTB:

· доступ к сети со скоростью до 100 Мбит/с;

· не требуется дополнительное оборудование (модем);

· высокое качество передачи данных;

· гарантированная надежность сети за счет применения технологии кольцевого резервирования и использования магистральных линий связи в подземных коммуникациях;

· широкие возможности для получения новых услуг таких, как цифровое интерактивное телевидение;

· симметричная полоса пропускания (прием и передача данных с одинаковой скоростью), что удобно при работе с файлообменными сетями;

· срок эксплуатации оптико-волоконного кабеля - не менее 25 лет^[5].

3.2 Оценка требуемой полосы пропускания канала

Как уже было определено, проектируется мультисервисная сеть связи для спального микрорайона, абонентами которой являются частные лица. Количество абонентов проектируемой сети составляет 6392.

Проектируемая сеть должна предоставлять каждому абоненту следующие виды услуг:

• Интерактивное цифровое телевидение IPTV;

• высокоскоростной доступ к сети Интернет;

• IP телефония;

• игровой сервис.

Произведем распределение услуг по категориям абонентов. Большую часть абонентов составляют молодежь и семьи с детьми. Данная категория абонентов будет пользоваться спросом на все виды предлагаемых услуг. Оставшуюся часть абонентов составляют пенсионеры. Для них будут актуальны следующие виды услуг:

• IP телефония;

• Интерактивное цифровое телевидение IPTV;

Общее количество абонентов для каждой услуги:

Игровой сервис - 1300 абонентов;

Доступ в Интернет - 4000 абонентов;

IP телефония - 6392 абонентов;

IPTV - 6000 абонентов;

Таким образом, можно провести расчет необходимой полосы канала связи, исходя из требований к пропускной способности сети:

• высокоскоростной доступ к сети Интернет - 512 кбит/с

• IP телефония - 64 кбит/с;

• IPTV - 2Мбит/с;

• игровой сервис - 512 кбит/с.

Рассчитаем требуемую полосу пропускания:

- IP телефония 6392?64 кбит/с = 409088 кбит/с=409 Мбит/с;

- доступ к сети Интернет 4000*512 кбит/с = 2048000 кбит/с=2048 Мбит/с;

- IPTV 6000?2 Мбит/с =12000 Мбит/с=12 Гбит/с;

- игровой сервис 1300?512 кбит/с=665600 кбит/с=665,6 Мбит/с.

Суммарный трафик абонентов - 15. 122,6 Мбит/с = 15.2Гбит/с

Рисунок 6. Схема проектируемой сети

4. Расчет нагрузок мультисервисной сети связи

4.1 Расчет нагрузок

Для обеспечения надежности проектируемой сети и во избежание перегрузок, расчеты трафика следует произвести для часа наибольшей нагрузки.

Расчет поступающих интенсивностей нагрузок (ИН) производится по формуле:

, (1)

где Эрл - удельная поступающая ИН от абонентов; - емкость i-й станции.

Емкость существующей АТС составляет 8000 тыс. номеров. Рассчитаем интенсивность поступающих нагрузок на существующей АТС и проектируемой МСС:

= 0.05*8000=400 Эрл;

=0.05*6392=319,6 Эрл.

Для цифровых АТС с целью упрощения расчетов принимаем:

(2)

Нагрузка на выходе определяется как:

, (3)

где t_{вх_i} и t_{вых_i -} время занятия входа и выхода i-й станции.

400 Эрл;

319,6 Эрл.

Интенсивность нагрузки на выходе АТС распределяется по следующим направлениям связи: внутристанционная связь, к УСС и исходящие связи к МСС.

Для определения внутристанционной нагрузки сначала рассчитывается общая исходящая ИН сети:

, (4)

где i - станция.

= 400+319,6=719,6 Эрл

Затем вычисляем долю исходящей ИН для каждой сети от общей исходящей ИН сети в процентах:

, (5)

= 400/719,6=0.55=55%;

= 319,6/719,6=0.44=44%

По таблице 2 определим процент интенсивности внутристанционной нагрузки К_{вн_i} от интенсивности исходящей нагрузки.

Таблица 4.1 Процент интенсивности внутристанционной нагрузки

з	Квн	з	Квн	з	Квн
0,5	16,0	7,5	23,5	30,0	46,0
1,0	18.0	8,0	24.2	35,0	50,4
1,5	18,7	8,5	25.1	40,0	54,5
2,0	19.0	9,0	25,8	45,0	58,2
2.5	19,2	9,5	26,4	50,0	61,8
3,0	19,4	10,0	27.4	55.0	66,6
3,5	19.7	10,5	27,6	60,0	69,4
4,0	20,0	11,0	28,3	65,0	72,8
4,5	20.2	12,0	30.5	70,0	76,4
5,0	20,4	13,0	31.0	75,0	80,4
5.5	20,7	14,0	32.9	80.0	81,3
6,0	21,0	15,0	38.3	85,0	88,1
6,5	21.7	20,0	38,5	90.0	92.2
7.0	22.6	25,0	42.4	100.0	100.0

Исходя из данных таблицы, определено, что для =55% К_{ВН i}= 66,6, для =44% К_{ВН i} = 58,2.

Расчет внутристанционных ИН производим по формуле:

, (6)

_{вн_АТС} = 66,6*400/100 =266,4 Эрл;

_{вн_МСС} = 58,2*319,6/100 = 186 Эрл.

Интенсивность нагрузки к УСС составляет 5% от интенсивности исходящей нагрузки, т.е.:

, (7)

=0.05*400= 20 Эрл;

=0,05*319,6 = 15,98Эрл.

Интенсивность исходящей нагрузки рассчитывается по формуле:

,

= 400-20-266,4 = 113,6 Эрл;

= 319,6-15,98-186=117,62 Эрл

Определим ИН в направлении от АТС к МСС по формуле:

Y_ij =,

Y_{АТС _МСС} = 3323 Эрл,

Y_{МСС АТС} = 3323 Эрл.

4.2 Оценивание трафика, генерируемого абонентами МСС

При расчете трафика предоставляемых абонентам услуг используются параметры, основанные на статистических данных, адаптированные к российскому рынку услуг связи. Значения этих параметров приведены в таблице 4.2.

Таблица 4.2 - Значения параметров, используемых при оценке трафика

	Тип сервиса
	Интернет	IPTV	Игровой сервис	IP телефония
Интенсивность заявок габ (выз/с)	0,0000345	0,0000694	0,000023	0,000058
Длительность сеанса связи Тс (с)	0,02	0,065	0,065	100

Рассчитаем математическое ожидание числа пакетов для первого узла:

, (8)

где i - узел, k - услуга,

- количество абонентов k - ой услуги на i-ом узле,

- интенсивность заявок, поступивших от абонента k - ой услуги в единицу времени на i-ом узле,

- средняя длительность сеанса связи абонента k - ой услуги в единицу времени.

г_1(Int.)=4000?0,0000345?0,02=0.00276

г_1(IPтлф)=6392*0,000058?100=37,07

г_1(IPTV)=6000?0,0000694?1=0,4164

г_1(ИГР)=1300?0,000023?0,065=0,0019

Рассчитаем математическое ожидание числа пакетов, генерируемых абонентами i-ого узла связи.

, (9)

г_У1=37,49

Распределение пакетов из всего числа пакетов, генерируемых узлом i.

Рассчитаем поток пакетов, замыкаемый на данном узле связи.

 (10)

где К₁ - коэффициент замыкания нагрузки на одном узле связи (по статистике К₁=0,35)

г_зам.1=0,35?37,49=13,12

Рассчитаем поток пакетов, генерируемый i-ым узлом к узлам проектируемой сети.

, (11)

где К₂ - коэффициент замыкания нагрузки, генерируемый i-ым узлом к узлам проектируемой сети (по статистике К₂=0,25).

г_выд.1=0,25?37,49=9,37

Рассчитаем долю пакетов, генерируемых i-ым узлом к узлам другой сети.

, (12)

где К₃ - коэффициент замыкания нагрузки, генерируемый i-ым узлом к узлам другой сети (по статистике К₃=0,4).

г_др.с.1=0.4*37,49=14,9

Вышеприведенные расчеты характеризуют нагрузку за интервал времени 1 секунда.

Расчет нагрузки за сутки.

Математическое ожидание числа пакетов для первого узла:

г_1(Int.) =0,00276?86400=238,464

г_1(IPтлф)=3202848

г_1(IP-TV)= 35976,96

г_1(ИГР)=164,16

Математическое ожидание числа пакетов, генерируемых абонентами i-ого узла связи:

г_У1=37,49?86400=3239136

Поток пакетов, замыкаемый на данном узле связи:

г_зам.1= 30240

Поток пакетов, генерируемый i-ым узлом к узлам проектируемой сети:

г_выд.1= 809568

Доля пакетов, генерируемых i-ым узлом к узлам другой сети:

г_др.с.1= 1287360

Анализ существующих сетевых технологий и оценка предполагаемой нагрузки сети подтолкнул к выбору в качестве базовой технологии Ethernet. Практически весь трафик данных генерируется и терминируется в сетях Ethernet/IP, поэтому применение данной технологии на всех участках телекоммуникационной сети приведет к повышению эффективности доставки трафика. Кроме того, выбор обусловлен сравнительно невысокой стоимостью решений на основе Ethernet технологии.

В сети абонентского доступа принято решение использовать FastEthernet, при этом скорость абонентского подключения составляет 100 Мбит/с.

В транспортной сети принято решение использовать GigabitEthernet, скорость передачи трафика - 1Гбит/с.

5. Выбор типа линии связи

Как уже было отмечено выше, для проектирования сети связи целесообразно использовать проводную сеть связи на базе технологии Ethernet. Эта технология позволяет выбирать между оптоволоконными и медными линиями связи.

Гигабит Ethernet 1000BASE-T, IEEE 802.3ab - Стандарт Ethernet 1 Гбит/с. Используется витая пара категории 5e или категории 6. В передаче данных участвуют все 4 пары. Скорость передачи данных - 250 Мбит/с по одной паре.

В данном проекте необходимо рассмотреть 3 отрезка линии связи: на уровне ядра, уровне агрегации и уровне доступа.

5.1 Линия связи на уровне ядра и уровне агрегации

Уровень агрегации выполняет связующую функцию и функцию агрегации трафика абонентов. Основное требование к этому уровню - обеспечение резервирования и оптимальное разделение нагрузки между параллельными соединениями (как в сторону уровня доступа, так в сторону уровня услуг сети). Данный уровень принято строить на базе коммутаторов следующих серий:

· Catalyst ME 4924 для агрегации на скоростях до 10Гб/c;

· Catalyst ME 6500 для агрегации на скоростях до нескольких Гб/c;

· Catalyst ME 3400 или ME 3750 для агрегации на скоростях до 1Гб/c;

· Catalyst ME3750 для подключения на скоростях до 1Гб/c.

Построение уровня распределения на базе коммутаторов Catalyst ME позволит:

· сократить время простоя сети, как в случае отказа аппаратного (за счет гибких схем резервирования), так в случае и программных ошибок или ошибок оператора (за счет разнообразных механизмов поиска неисправностей).

· оптимально использовать канальную инфраструктуру Ethernet, за счет гибких механизмов разделения нагрузок (потоков трафика) как между устройствами, так и между параллельными каналами

· обеспечение безопасности работы абонентов, за счет блокирования уязвимостей протоколов Ethernet (ARP, DHCP)

· обеспечить внедрение сервисов с добавленной стоимостью, требующих приоритезации трафика.

Прокладку оптоволоконного кабеля можно осуществлять несколькими способами: прокладка в земле, подвеска. Прокладка в земле очень дорогая и вызывает много сложностей, связанных, в частности, с земельными работами, а также наличием большой уже существующей сети коммуникаций в земле и т.д.

Для проектируемой сети выбираем прокладку волоконно-оптического кабеля ИКСН-М6П-А36-2.7.

ИК	- оптический кабель марки «Интегра-Кабель»
С	- тип защитного бронепокрова (стальная гофрированная ламинированная лента)
Н	- оболочка из материала, не распространяющего горение
М	- тип сердечника (повив модулей)
6	- количество элементов повива сердечника
П	- тип осевого элемента сердечника кабеля (стеклопластиковый пруток)
А	- тип оптического волокна (одномодовое, ITU-T G.652С(D))
2.7	- максимально допустимое растягивающее усилие кабеля, в кН

Цена составляет 36 руб. за метр. Данный кабель применяется для прокладки в кабельной канализации, блоках, трубах (включая метод пневмопрокладки), в тоннелях и коллекторах при опасности повреждения грызунами, по мостам и эстакадам^[10].

В проектируемой сети кабель будет прокладываться в существующей кабельной канализации. С учетом расхода на прокладку до оборудования необходимо 2600 м кабеля.

5.2 Линия связи на уровне абонентского доступа

В домах прокладывать волоконно-оптические линии не целесообразно, так как расстояния между элементами сети небольшое, поток данных, передаваемый по этим линиям невелик и оборудование для сопряжения существующих оконечных устройств с оптоволоконными линиями дорогостоящее, а медный кабель позволяет передавать сигнал с необходимой скоростью и качеством на данном участке сети. Необходимым требованиям проектируемой сети с возможностью передачи выбранного стандарта Fast Ethernet соответствует кабель ParLan™ F/UTP cat 5e - кабель парной скрутки для структурированных кабельных систем. Предназначен для передачи сигналов с частотой до 100 МГц (категории 5e) в сетях по стандарту ИСО/МЭК 11801 при рабочем напряжение до 145 В переменного тока.

В домах используется медный кабель для обеспечения соединений коммутаторов с пользователями. Коммутаторы уровня доступа располагаются в помещениях технических этажей в металлических ящиках. В пятиэтажных домах, не имеющих технических этажей, ящики размещаются на лестничных маршах и площадках верхних этажей.

Для реализации сети потребуется 1800 м данного кабеля

6. Выбор оборудования

Все оборудование, применяемое в проектируемой сети должно быть одной фирмы, чтобы избежать проблем с несогласованием элементов разных производителей. При выборе фирмы-производителя оборудования рассматривались наиболее известные и широко распространенные фирмы.

6.1 Оборудование уровня ядра

На данном уровне предпологается установить Коммутатор Cisco Catalyst 6513-E

· Флагманская платформа сервисов коммутации Catalyst для распределенного развертывания на уровне ядра.

· Система виртуальной коммутации повышает доступность и позволяет довести пропускную способность до 4 Тбит/с

· До 160 Гбит/с на соединение; подготовка к поддержке Ethernet 100 Гбит/с

· Упрощенное создание отдельных логических сетей с помощью технологии Easy Virtual Network (EVN)

· Интегрированные сервисные модули повышают безопасность, управляемость и улучшают управление беспроводным доступом

6.2 Оборудование уровня агрегации

Предпологается установить коммутатор Catalyst ME 3400 - это серия коммутаторов фиксированной конфигурации с интерфейсами Fast Ethernet и Gigabit Ethernet, предназначенных для подключения пользователей в сетях небольшого и среднего размера.

Недорогой коммутирующий маршрутизатор в корпусе с форм-фактором 1U, который упрощает агрегацию широкополосной связи, мобильной связи и Ethernet-связи операторского класса.

? Идеально подходит для агрегации широкополосных каналов и приложений мобильных транспортных сетей.

? Небольшое занимаемое место, низкое энергопотребление и высокое масштабирование сервисов.

? Полнофункциональная платформа для удаленного центрального офиса и агрегации каналов низкой плотности.

6.3 Оборудование уровня доступа

Предполагается установить управляемый коммутатор The Cisco ME 4924.

· Высокопроизводительный Ethernet-коммутатор агрегации операторского класса.

· Идеально подходит для операторов связи, которые хотят развернуть новые сервисы для жилого сектора.

· Обеспечивает поддержку сервисов передачи данных, голоса и видео («triple-play»).

· Лучшая в отрасли скорость, аналогичная поддерживаемой проводными линиями связи (48 Гбит/с и 71 миллион пакетов в секунду).

6.4 Шлюз контроля доступа

В качестве шлюза контроля доступа выбран шлюз компании D-Link DSA-5100 с 2 портами WAN для удвоения полосы пропускания при подключении к Интернет. Кроме того, имеется 1 порт LAN и 1 порт AUTH.

Шлюзы DSA-5100 поддерживают стандарт 802.3ad Link Aggregation и могут объединяться в агрегированный канал с распределением нагрузки, для исключения узких мест в среде с интенсивным доступом к Интернет. DSA-5100 обеспечивает средства управления полосой пропускания для рационального распределения полезной полосы пропускания 2 портов WAN.

6.5 Мультисервисный маршрутизатор

D-Link DI-2630 - это устройство линейки мультисервисных маршрутизаторов D-Link, наиболее гибких, настраиваемых и надежных маршрутизаторов бизнес-класса, спроектированных для безопасного подключения удаленных офисов к корпоративной сети. Маршрутизатор D-Link DI-2630 предоставляет широкий набор сервисов для организации удаленных подключений. Модульная архитектура маршрутизатора позволяет быстро подобрать оптимальную конфигурацию устройства, выбрав необходимый модуль с любым типом подключения, начиная от ISDN, синхронных /асинхронных серийных портов, dial-up/выделенных линий, E1, оптического / медного Ethernet, широкополосных подключений по телефонным линиям, и передачи голоса и данных. Эффективность цена / функциональность достигается за счет получения любого необходимого интерфейса заменой модуля, а не всего устройства.

Маршрутизатор D-Link DI-2630 обеспечивает безопасный доступ к Internet, Intranet, и Extranet с помощью VPN подключения, защиты межсетевым экраном, а также поддержкой VLAN. Для организации удаленного доступа поддерживается широкий набор протоколов глобальных сетей, включая X.25, Frame Relay, SLIP, и PPP.

Гибкость

Взаимозаменяемые интерфейсные карты WAN позволяют легко добавлять или изменять поддержку той или иной WAN технологий без необходимости менять маршрутизатор целиком. 

Модульная архитектура позволяет комбинировать сервисы передачи данных / голоса и приспособить маршрутизатор под решение актуальных задач. Широкий набор интерфейсных карт и модулей включает Fast Ethernet, асинхронные серийные порты, синхронные / асинхронные порты, ISDN BRI и ISDN PRI.

Безопасность

Программное обеспечение всех мультисервисных маршрутизаторов D-Link предоставляет набор средств для обеспечения безопасности, включая поддержку функций межсетевого экрана, таких как ACL, а также NAT, VPN L2TP, GRE, IPSec и аутентификацию. Другие функции безопасности реализованы на основе RADIUS, PAP, CHAP, TACAS+, и обратный звонок РРР.

Интеграция служб передачи голоса и данных

Возможность установки карт голосовых интерфейсных карт добавляет функциональность в существующую сеть и обеспечивает экономию средств на междугородных / международных переговорах между офисами компании. 

Такие карты предоставляют возможность голосовой связи, совместимой с существующими офисными АТС, телефонами, исключая необходимость покупки нового телефонного оборудования. Применение таких маршрутизаторов является шагом на пути миграции к IP телефонии.

Экономически эффективное решение 

Маршрутизатор D-Link DI-2630 представляется экономически эффективным решением для подключений сетей удаленных офисов к центральной корпоративной сети. Как и другие маршрутизаторы производства D-Link, маршрутизатор DI-2630 поддерживает широкий спектр WAN интерфейсов. По умолчанию комплектуется 1 портом 10/100Mbps Fast Ethernet, 1 консольным портом, 1 вспомогательным портом AUX, и 4 пустыми слотами для установки модулей. Консольный порт необходим для локальных подключений и настройки устройства. Порт AUX позволяет подключиться к удаленной консоли для управления через аналоговый модем.

Программное обеспечение D-Link DI-2630 поддерживает все модули и интерфейсные карты, устанавливаемые в слоты расширения.

6.6 Шлюз VoIP

Голосовой шлюз APX 8000 (Alcatel-Lucent) - это платформа доступа операторского класса, оптимизированная для бесшовной интеграции коммутируемого доступа, передачи голоса поверх IP, передачи факсов, организации ВЧС и других услуг IP. Высокопроизводительная архитектура коммутатора включает полностью резервированную аппаратную часть, мультисервисное программное обеспечение и полнофункциональные возможности управления (Navis).

APX 8000 использует операционную систему TAOS (True Access Operating System), характеризующуюся самым широким спектром предлагаемых служб и протоколов доступа в отрасли, в том числе:

- Многопротокольная маршрутизация (TCP/IP, IPX, AppleTalk)

- Полоса пропускания по требованию (MP, MP+, BACP)

- Безопасность (PAP, CHAP, RADIUS, TACACS, TACACS+)

- Виртуальные частные сети (L2TP, ATMP, IPSec)

- Поддержка ATM и frame relay (SVC).

APX 8000 может выступать в роли шлюза передачи голоса поверх IP (VoIP) или мультисервисного концентратора доступа и VoIP.

6.7 Оборудование IP TV

Архитектура IP TV представлена тремя основных частей: сигналообразующего комплекса, комплекса управления услугами и клиентского оборудования. Все эти компоненты, за исключением систем приема первичного телесигнала, функционируют в IP-среде и строятся поверх существующей сети передачи данных.

В качестве оборудования центральной станции IP TV выбрано:

1. Спутниковый потоковый приемник Scopus IRD 2900. Профессиональный интегрированный приёмник - ресивер SCOPUS IRD-2900 это декодер, дескриптор и преобразователь телевизионных интерфейсов, поддерживающий современные технологии DVB-S2 и IP.

Цифровые ресиверы Scopus серии IRD-2900 обеспечивает наземное вещание телепрограмм через аналоговые аудио и видео выходы для подачи на входы модуляторов VHF/UHF. Наличие выхода цифрового транспортного потока ASI позволяет подавать принимаемый поток на модулятор CODFM и / или передатчик DVB-T.

IRD2990 - это двухдекодерный приёмник (активно два декодера), декодер семейства 4:2:0, включает 2 композит-видео интерфейса (1 broadcast, 1 monitoring).

Цифровые ресиверы Scopus IRD2990 имеют расширенные функциональные возможности для работы с IP, включая настраиваемые буферы подавления сетевого джиттера, обеспечивая компромисс между временем запаздывания пакетов и устойчивостью сети при пиковых нагрузках. Pro-MPEG FEC обеспечивает превосходное восстановление потерянных пакетов; два входа Ethernet обеспечивают резервирование канала, что позволяет защититься от сбоев сетевых коммутаторов, два источника транспортного потока в сети IP обеспечивают логическое резервирование, позволяя добиться максимальной надёжности канала связи.

2. Scopus IVG 7400

Высокопроизводительный шлюз производит демультиплексирование, фильтрацию и последовательное инкапсулирование выбранных сервисов по отдельным IP адресам. Шлюз поддерживает функцию трансрейтинг, позволяя тем самым уменьшать скорость программ без существенной потери качества.

3. Система управления Scopus NMS-4000

Scopus NMS-4000 - система управления головной вещательной станцией. Обеспечивает полноценное, комплексное управление, мониторинг и контроль систем обработки цифрового видео, расположенных на одной или нескольких головных станциях, которые состоят из оборудования Scopus и других производителей.

На уровне абонента предусмотрено использование ресивера STB-1001H. Это ресивер IP-телевидения, обеспечивающий прием телевизионных программ, видео по запросу (VoD) и другого широковещательного контента стандартной и высокой четкости через сети интернет-доступа. Ресивер отличают компактные размеры, поддержка распространенных и перспективных стандартов передачи видео - MPEG2, MPEG4 Part 10 (AVC/H.264). На задней панели STB-1001H предусмотрены разъемы HDMI и 3 RCA для подключения телевизора, SPDIF для передачи принятого аудиосигнала на аудиоресивер, разъем RJ-45 для подключения к домашней локальной сети и USB-порт (хост). Для управления приставкой используется инфракрасный пульт дистанционного управления и интуитивно понятный веб-интерфейс^[6].

7. Расчет объема оборудования и линейно-кабельных сооружений

7.1 Оценка капитальных вложений в проект

К капитальным вложениям относятся все затраты, вносимые на первоначальном этапе строительства сети, и имеющие единовременный характер. Сюда входят все затраты, предшествующие запуску системы в работу. Для определения капитальных вложений для данного проекта составим смету затрат на используемое оборудование и материалы, составляющие инвестиции в проект.

Инвестиции в оборудование и на ввод оборудования в эксплуатацию складываются из следующих составляющих:

1. стоимость оборудования;

2. установка и монтаж оборудования;

3. стоимость кабеля;

4. прокладка кабеля в грунт;

5. прокладка кабеля в канализации;

6. подвеска кабеля;

7. прочие непредвиденные расходы.

Расчет капитальных вложений на оборудование и ввод в эксплуатацию линейно-кабельных сооружений представлен в таблице 7.1.

Таблица 7.1. Затраты на приобретение оборудования

Наименование	Кол-во единиц	Стоимость (руб.)
		за единицу	всего
Коммутатор Cisco Catalyst 6513-E	1	189800	189800
Коммутатор Cisco Catalyst ME 3400	2	98576	197152
Коммутатор The Cisco ME 4924	10	50256	502560
Шлюз контроля доступа DSA-5100	1	76790	76790
Мультисервисный Интернет-маршрутизатор D-Link DI-2630	1	27100	27100
Голосовой шлюз APX 8000	1	48 090	48090
Scopus IRD-2900	1	80100	80100
Scopus IVG 7400	1	280000	280000
Scopus NMS-4000	1	75500	75500
Антенна Супрал СТВ 1,8	1	16200	16200
Итого			1493292

Таблица 7.2 - Затраты на приобретение оборудования на строительство и ввод в эксплуатацию линейно-кабельных сооружений

Наименование	Кол-во единиц	Стоимость (руб.)
		за единицу	всего
Кабель ИКСН-М6П-А36-2.7, м	2600	36	93600
Кабель ParLan™ F/UTP cat 5e, м	1800	14	25200
Итого			118800
Антивандальные ящики	220	1000	220000
Муфта МТОК 96Т1	25	2 625	65625
Стоимость СМР по подвеске кабеля	2600	100	260000
Затраты на монтажные работы в зданиях			400 000
Итого			945625

Стоимость строительно-монтажных работ (СМР) по прокладке кабеля определяется по формуле:

С_смр = L_к * 100 руб./м., (8.1)

где L_к - длина кабеля;

100 руб. - стоимость СМР 1 м. кабеля

С_смр = 2600*100 = 260 000 руб.

Капитальные затраты на строительство линейно-кабельных сооружений рассчитываются по формуле:

К_ЛКС =К_пр + К_тр + К_смр +К_т/у +К_зср +К_пнр, руб. (14)

где К_пр - затраты на приобретение кабельной продукции;

К_тр - транспортные расходы, в т.ч. таможенные расходы (4% от К_пр);

К_смр - строительно-монтажные расходы (100% от К_пр);

К_т/у - расходы на тару и упаковку (0,5% от К_пр);

К_зср - заготовительно-складские расходы (1,2% от К_пр);

К_пнр - прочие непредвиденные расходы (3% от К_пр).

К_ЛКС 118800=246652

Общие капитальные затраты на реализацию проекта рассчитываются по формуле:

, руб. (15)

К= 246652+945625=1192277

Общий планируемый объем инвестиций на строительство линейно-кабельных сооружений составляет 1192277 руб.

Капитальные затраты на оборудование рассчитываются по формуле:

К_обор = К_пр +К_тр +К_смп +К_т/у +К_зср +К_пнр, руб. (16)

где К_пр - затраты на приобретение кабельной продукции;

К_тр - транспортные расходы, в т.ч. таможенные расходы (4% от К_пр);

К_смр - строительно-монтажные расходы (100% от К_пр);

К_т/у - расходы на тару и упаковку (0,5% от К_пр);

К_зср - заготовительно-складские расходы (1,2% от К_пр);

К_пнр - прочие непредвиденные расходы (3% от К_пр).

К_обор 1493292=3100373

Общий планируемый объем инвестиций (капитальных вложений) в проект составляет:

КВ = 3100373+945625=4045998 руб.

8. Рекомендации по реализации сети

8.1 Рекомендации по установке оборудования в домах

В проектируемой сети реализуется технология FTTB, т.е. с доведением оптического кабеля до здания.

На рисунке 7 приведена схема проектируемой сети связи.

Коммутаторы в домах необходимо располагать таким образом, чтобы максимально возможно защитить их от посторонних лиц. При выборе места расположения оборудования необходимо согласовать вопросы расположения и подключения с соответствующими инстанциями (электрик, техник и т.д.). Коммутаторы уровня доступа располагаются в помещениях технических этажей в металлических антивандальных ящиках. В пятиэтажных домах, не имеющих технических этажей, антивандальные ящики размещаются на лестничных маршах и площадках верхних этажей. Технический этаж должен закрываться на замок, доступ к нему должен иметь только технический персонал. Коммутатор располагается вблизи с электрическими розетками.

Коммутаторы на этажах располагаются так, чтобы сократить максимальную длину кабеля от коммутатора к абоненту. При этом необходимо предусмотреть расположение коммутатора вблизи розетки, для обеспечения питания. Коммутаторы подвешиваются на последнем этаже, либо на тех. этаже если имеется отдельное помещение, на стене на расстоянии не менее 1.5 метров от пола в защитном коробе, который закрывается, с целью защитить оборудование от вандалов.

8.2 Рекомендации по прокладке линий связи

В здании кабель прокладывается двумя способами: с использованием вентиляционных отверстий и вдоль стен в защитном коробе. Кабель прокладывается в пространстве между стенами через щиты электропитания находящиеся на лестничной площадке каждого этажа, в соседнем кабельном канале параллельно с кабелем электропитания не имея физического контакта с ним. От коммутаторов рабочих групп к абонентам кабель прокладывается вдоль стен, под потолком. Выбор места крепежа коробов с кабелем определяется исходя из соображений защиты кабеля от вандалов и сохранения эстетического состояния помещений.

Прокладка оптоволоконного кабеля осуществляется методом подвески на самонесущей, либо прокладкой в канализации. Ввод кабеля в здания осуществляется через крышу.

Рисунок 7. Схема расположения антивандального ящика

Заключение

В ходе выполнения курсового проекта была реализована поставленная задача, а именно: разработаны рекомендации по проектированию мультисервисной сети связи микрорайона Западный в г. Мирный. Изучены современные технологии предоставления услуг связи, в результате чего выбрана оптимальная, с точки зрения количества предоставляемых услуг и соотношения цена-качество, на основе которой и была спланирована сеть.

Результатом проектирования получилась схема мультисервисной сети связи микрорайона Западный г. Мирного. Данная сеть организована на базе технологи Ethernet. В результате разработана такая сеть, которая обеспечивает передачу всех видов информации (данные, голос, видео) с учетом перспектив развития современных информационных технологий. Кроме того, данная сеть обеспечивает интеграцию и работоспособность всех элементов и систем.

В качестве коммутационного оборудования было решено выбрать оборудование одной фирмы-производителя, чтобы избежать проблем с сопряжением. В результате анализа возможных компаний, исходя из наилучшего соотношения цена / качество, было решено выбрать оборудование фирмы Cisco.

При проектировании были рассчитаны капитальные затраты на реализацию проекта, которые складывались из затрат на приобретение оборудования и строительство кабельных сооружений. Капитальные затраты составили 4045998 руб.

Список использованных источников

1. Концептуальные положения по построению мультисервисных сетей на ВСС России, 2001. - 38 с.

2. Принципы построения и методы оценки надежности мультисервисных сетей связи/ Г.Н. Кузьменко, В.В. Кузнецов, С.М. Чудинов. - М.: Издательство, 2005. - 194 с.

3. Филимонов, А.Ю. Построение мультисервисных сетей Ethernet / А.Ю. Филимонов. - СПб.: БХВ - Петербург, 2007. - 592 с.

4. Гольдштейн, Б.С. Протоколы сети доступа / Б.С. Гольдштейн. - М.: Радио и связь, 2001. - 292 с.

5. http://www.konturm.ru/tech.php? id=fttb

6. http://www.cisco.com/web/RU/products/switches/index.html

7. Сети и телекоммуникации/ Песков С.А., Кузин А.В., Волков А.Н. - М.: Издательство, 2007. - 364 с.

8. http://ru.wikipedia.org/

9. http://www.gold-key.biz/

10. http://www.intg.ru/

Размещено на Allbest.ru