Расчет основных параметров шлюза доступа и коммутатора доступа

Определив количество шлюзов, можно рассчитать нагрузку на линии, подключаемые к каждому из шлюзов. Для каждого шлюза такие расчеты будут идентичны, различаться будут лишь параметры источников нагрузки.

Y_pstn– общая нагрузка, создаваемая абонентами ССОП, и поступающая на шлюз доступа:

Y_PSTN=N_{PSTN *} y_PSTN; (1)

Y_IDNS– общая нагрузка, создаваемая абонентами ISDN и поступающая на шлюз доступа: Y_ISDN

Y_ISDN=N_ISDN * y_ISDN; (2)

Y_{j_V5} – общая нагрузка, создаваемая оборудованием доступа j, подключенным через интерфейс V 5:

Y_{j_V5}=N_{j_V5} * y_{j_v5;} (3)

Общая нагрузка, создаваемая оборудованием сетей доступа, подключенным через интерфейс V5, равна:

(4)

Y_{m_pbx}– нагрузка, создаваемая УПАТС m, подключенным по PRI:

(5)

Общая нагрузка, создаваемая оборудованием УПАТС:

; (6)

Выше рассчитаны нагрузки от абонентов различных типов, подключаемых к шлюзам. В нашем случае шлюзы реализуют функции резидентного шлюза доступа, шлюза доступа и транкингового шлюза подключения УПАТС, и к нему подключаются все рассмотренные выше источники нагрузки.

Тогда общая нагрузка на шлюз

;(7)

Стоит отметить, что суммарная нагрузка на линии, которые включаются в шлюз, будет равна нагрузке на сам шлюз, и для нашей курсовой работы примем, что эта нагрузка –на двустороннюю линию, т. е. как от абонента, так и к нему (рисунок 5).

Рисунок 5. Нагрузка налинию

Кроме того, пользовательская нагрузка, поступающая на шлюз, будет равна исходящей пользовательской нагрузке (это позволяет нам не учитывать соединения в пределах одного шлюза).

Рисунок 7.Равенствонагрузки

Пусть V CODm – скорость передачи кодека типа m при обслуживании вызова, значения для кодеков разных типов приведены в таблице 1.

Таблица 1Скорость передачикодеков

Полоса пропускания, которая понадобится для передачи информации при условии использования кодека типа m, определяется следующим образом:

(8)

где k – коэффициент избыточности, который рассчитывается для каждого кодека отдельно, как отношение общей длины кадра к размеру речевого кадра.

Для примера рассмотрим популярный кодек G.711. Передаваемую информацию условно можно разделить на две части: речевую информацию и заголовки служебных протоколов. Сумма длин заголовков протоколов RTP/UDP/IP/Ethernet (а именно эти протоколы потребуются для передачи информации в нашем случае) 54 байта (12+8+20+14).

Общая длина кадра при использовании такого кодека 134 байта. Тогда коэффициент избыточности: k = 134/80 = 1,675.

Смысл этого параметра можно сформулировать следующим образом: для того чтобы передать один байт речевой информации, необходимо в общей сложности передать кадр размером примерно 1,7 байт (рисунок 8).

Рисунок 8. Форматкадра G.711,передаваемогопоIP сети

Обеспечение поддержки услуг передачи данных в телефонных сетях с коммутацией каналов и в сетях с VoIP осуществляется по-разному. Как известно, при помощи речевых кодеков нельзя передавать такую специфическую информацию, как факс, модемные соединения, DTMF и т.п. Часто для их передачи используется эмуляция каналов «64 кбит/с без ограничений». При расчете транспортного ресурса следует учитывать, что некоторая часть вызовов будет обслуживаться без компрессии пользовательской информации, т.е. будет полностью прозрачный канал без подавления пауз и с кодированием G.711.

В задании на курсовое проектирование для каждого варианта указано процентное соотношение используемых кодеков. Данное соотношение должно соблюдаться для каждого отдельного шлюза.

Чтобы обеспечить передачу пользовательской информации по IP- сети, необходимо передавать и сообщения сигнальных протоколов, для передачи трафика которых также должен быть предусмотрен транспортный ресурс сети.

Если в оборудовании коммутатора доступа реализована возможность подключения абонентов, использующих терминалы SIP, H.323 либо LAN, то необходимо учесть соответствующий транспортный ресурс. Доля увеличения транспортного ресурса за счет предоставления базовой услуги телефонии таким пользователям может быть определена в зависимости от используемых кодеков и числа пользователей.

Если терминалы SIP и H.323 используются для предоставления мультимедийных услуг, то доля увеличения транспортного ресурса должна определяться, исходя из параметров трафика таких услуг, однако в данном курсовом проекте они рассматриваться не будут.

После определения транспортного ресурса подключения определяются емкостные показатели, т. е. количество и тип интерфейсов, которыми оборудование шлюза доступа будет подключаться к пакетной сети. Количество интерфейсов, помимо требуемого транспортного ресурса, будет определяться из топологии сети.

Для того чтобы рассчитать необходимый транспортный ресурс рассмотрим каждый шлюз отдельно.

При проектировании будем описывать шлюз последовательно двумя разными математическими моделями (рисунок 9):

- система массового обслуживания с потерями,

- система массового обслуживания с ожиданием.

При помощи первой модели, мы сможем определить, какое количество соединений будет одновременно обслуживаться проектируемыми шлюзами, а при помощи второй определим характеристики канала передачи данных, необходимые для передачи пользовательского трафика с требуемым качеством обслуживания.