Функционирование телекоммуникационных сетей

Задание 1.

Текст задания: Вычертить схемы организации связи ГТС. Для каждой схемы вычертить структурные схемы трактов для возможных видов соединений, пояснить распределение адресной информации.

Исходные данные:

• 1) Каждая с каждой — 27 000
• 2) ГТС с УВС — 370 000
• 3) ГТС с УИС и УВС — 3 300 000
• 1) При увеличении абонентской емкости и размеров обслуживаемой территории для уменьшения затрат на линейные сооружения целесообразно строить ГТС по принципу районирования. В этом случае территория города разбивается на районы. В каждом из районов размещается районная АТС (РАТС), в которую, как правило, включаются 10 000 абонентов этого района. РАТС соединяются между собой по принципу «каждая с каждой».

Максимальная емкость сети 80 000 номеров, т. к. в качестве первой цифры номера нельзя использовать цифры 0 (в дальнейшем 1) и 8 (в дальнейшем 0). Экономически выгодная емкость 50−60 тыс. номеров.

При таком построении ГТС капитальные затраты на линейные сооружения сокращаются за счет существенного уменьшения протяженности абонентских линий, имеющих низкий коэффициент использования и введения соединительных линий с высоким коэффициентом использования.

Согласно исходных данных, можно сделать вывод, что для построения сети такого вида, потребуется 3 РАТСа, соедененных между собой следующим образом:

Нумерация на сети пятизначная:

Значит номера оконечных абонентов будут иметь вид: 20 000−470 000.

2) При большом числе районных АТС организация межстанционной связи по принципу «каждая с каждой» приводит к увеличению числа пучков соединительных линий, в которых понижается пропускная способность линий. Одним из наиболее эффективных способов повышения использования межстанционных линий является применение на ГТС коммутационных узлов для концентрации нагрузки. При увеличении емкости свыше 50−60 тысяч номеров на ГТС используются узлы входящих сообщений (УВС). При таком построении сети территория города делится на узловые районы. Внутри узлового района РАТС связываются по принципу «каждая с каждой». Связь между РАТС разных узловых районов осуществляется через УВС.

Согласно исходных данных, можно сделать вывод, что для построения сети такого вида, потребуется 4 УВСа, соединённых между собой следующим образом:

Нумерация на сети шестизначная:

Максимальная емкость сети 800 000 номеров. Экономически выгодная емкость 500−600 тыс. номеров.

Значит номера оконечных абонентов будут иметь вид: 200 000 — 5 700 000.

3) При емкости свыше 500−600 тыс. номеров даже при наличии на сети УВС количество пучков соединительных линий становится очень большим, а эффективность использования уменьшается. В этом случае территория города делится на узловые районы емкостью до 100 тыс. номеров каждый. Для установления соединений между РАТС разных узловых районов в каждом узловом районе вводят коммутационные узлы исходящих сообщений УИС, в которых объединяется исходящая нагрузка станций других узловых районов, и распределяется по направлениям к УВС своего узлового района (максимально 10 УВС в узловом районе).

Согласно исходных данных, можно сделать вывод, что для построения сети такого вида, потребуется 4 УИСа, соединённых между собой следующим образом:

Нумерация на сети семизначная:

Значит номера оконечных абонентов будут иметь вид: 2 000 000 — 53 000 000.

телефонный сеть коммутационный узел Задание 2.

Текст задания: изучить варианты построения городских сетей следующего поколения — NGN.

Интеграция существующих ГТС к сети NGN может осуществляться различными способами, которые можно отнести к одной из четырех основных стратегий:

• — создания «островов» сети NGN;
• — замещения ГТС сетью NGN;
• — выделенной сети NGN;

— наложенной сети NGN.

Возможна также комбинированная стратегия, сочетающая в себе стратегии выделенной и наложенной сетей NGN.

Две первые стратегии, основанные на создании «островов» NGN и простом замещении оборудования коммутации каналов на оборудование с пакетной коммутацией, не имеют особой практической ценности. Это объясняется тем, что при их использовании невозможно обеспечить в сети показатели качества обслуживания, которые определяются международными и европейскими стандартами для пакетных технологий. Единственное преимущество этих стратегий — простота: никакие новые задачи планирования сети NGN перед операторами не возникают.

Выделенная городская сеть NGN. Самый простой способ предоставления услуг NGN — построение еще одной коммутируемой сети на базе тех транспортных ресурсов, которые существуют на ГТС, в интересах небольшой группы клиентов.

В результате создаются две коммутируемые сети: старая TDM с коммутацией каналов и новая NGN с коммутацией пакетов. При этом соблюдается основной принцип построения ЕСЭ РФ: используется единая транспортная (первичная) сеть. Такая стратегия имеет ряд недостатков, основными из которых являются большие эксплуатационные затраты, обусловленные использованием параллельно двух сетей, и невозможность предоставления абонентам старой сети новых перспективных услуг. Кроме того, затраты на подключение одного пользователя (и, следовательно, тарифы на услуги NGN) весьма значимы.

Наложенная городская сеть NGN. Существует два основных подхода к построению наложенной сети NGN на местном (городском) уровне.

Вариант 1 — предполагает начало реконструкции сети с самого нижнего уровня — с замены опорных АТС на оборудование NGN (рисунок 1).

Реконструкция городской сети с заменой опорных АТС на мультисервисные коммутаторы доступа (абонентские медиа-шлюзы) под управлением гибких коммутаторов может производиться по «островному» принципу путем использования комбинации сигнального шлюза и медиа-шлюза с функцией TDM, к которому могут присоединиться удаленные выносы вместо отдельных АТС.

Однако, чем больше опорных АТС заменяются одновременно, тем меньше будут удельные затраты на порт, поскольку для всех медиа-шлюзов можно использовать один гибкий коммутатор. Выделение этапов в процессе нитрации ГТС к сети NGN сводится к определению АТС, подлежащих замене на конкретном этапе модернизации. В переходный период для взаимодействия оставшейся части ГТС с новой сетью NGN используются транзитные медиа-шлюзы (ТМШ).

Рисунок 1 — Вариант замены опорных АТС на оборудование NGN.

Второй вариант — в качестве отправной точки для модернизации рассматривает транзитный уровень сети, замену опорно-транзитных АТС или АМТС на медиа-шлюзы под управлением гибких коммутаторов (рисунок 2).

Рисунок 2 — Вариант замены ОПТС и ТС на оборудование NGN.

Достоинствами варианта являются:

• — относительно низкий уровень начальных инвестиций;
• — более рациональное построение сети с централизованным размещением медиа-шлюзов под управлением гибкого коммутатора (ГК) в транзитных узлах сети;
• — оптимизация структуры сети путем подключения местных АТС к медиашлюзам мощных транзитных узлов по двусвязному принципу;
• — более быстрое и легкое введение новых услуг (подробная тарификация местных вызовов, переносимость номера, параллельный звонок, извещение о балансе счета в конце вызова);
• — сокращение эксплуатационных затрат за счет централизации служб технической эксплуатации.

Задание 3.

Текст задания: разработать сценарий перехода к сети NGN.

Рассмотрим сценарии создания сети следующего поколения NGN в городах, где ГТС построена с узлами входящих сообщений (УВС). Допустим, что АМТС уже заменена на междугородный гибкий коммутатор (МГК) или используется вместе с ним. Сеть IP, поддерживающая нормированные показатели качества обслуживания (QoS), при внутризоновой, междугородной или международной связи передает пакеты через МГК.

На первом этапе характер модернизации сети с УВС будет определяться числом заменяемых РАТС. Целесообразно выделить два варианта миграции рассматриваемой структуры ГТС к сети NGN, которые радикально отличаются друг от друга.

Вариант 1 — подразумевает одновременную замену всех существующих РАТС одного узлового района (при условии, что все они морально и физически устарели и требуют реконструкции). Очевидно, что такое решение требует существенных разовых инвестиций, но обеспечивает эффективный путь перехода к NGN. Вариант 2 — замена одной РАТС узлового района рассматривается как отдельный этап модернизации ГТС. Начальные затраты оператора в этом случае минимальны, но процесс формирования NGN сложнее.

Очевидно, варианты 1 и 2 будут заметно различаться по итоговым суммарным затратам, необходимым для построения NGN. С этой точки зрения вариант 2 менее затратен.

Хотя первый вариант более затратен, его удобнее изображать на схемах, так что заменим один УВС для осуществления начального этапа формирования NGN.

Задание 4.

Текст задания: разработать сценарий перехода к сети NGN.

Вариант 1. УИС и УВС узловых районов остаются в эксплуатации. На рисунке 3 приведена структура сети NGN, формируемой на первом этапе модернизации ГТС с УИС и УВС. Предполагается, что уже введен один ГК и началось формирование IP-сети. В обоих узловых районах заменяется по одной РАТС. На рисунке 3 показано также включение УАТС (учрежденческих АТС), использующих технологию IP (IР-УАТС).

Рисунок 3 — Первый этап миграции ГТС с УИС и УВС к NGN.

Абонентские терминалы, обслуживаемые ранее заменяемыми РАТС, переключаются в АМШ. Для их подключения к сети IP необходимы ТМШ. С установкой ТМШ начинается процесс формирования IP-сети с поддержкой QoS. ТМШ связаны с ГК, который, в свою очередь, обеспечивает транзит трафика в форме IP-пакетов в ГТС и в сеть междугородной связи через АМТС, осуществляющую переход на технологию коммутации каналов.

ГК решает и обратную задачу. Он преобразует информацию, поступающую из АМТС по трактам Е1, в IP-пакеты для их последующей маршрутизации до соответствующего АМШ.

Изменение технологии коммутации может осуществляться не только на участке АМТС-ГК. Пунктирными линиями на рисунке 3 показаны связи ТМШ с УИС 2 и УВС 2. Это означает, что для транзита местного трафика могут использоваться другие тракты. Выбор способа взаимодействия коммутационного оборудования с разными технологиями коммутации может быть сделан после сравнения затрат, которые необходимы для каждого возможного решения данной задачи.

На втором этапе модернизации ГТС с узлами двух типов происходит расширение IP-сети и одновременное сокращение количества станций, использующих коммутацию каналов. В каждом узловом районе по-прежнему функционируют УИС и УВС, обслуживающие оставшиеся РАТС.

Рисунок 4 — Второй этап миграции ГТС с УИС и УВС к NGN.

На третьем, завершающем этапе выполняются следующие операции:

заменяются все УИС и УВС, а также РАТС, т. е. технология коммутация каналов в сети оператора ГТС более не используется;

АМТС заменяется междугородным гибким коммутатором (МГК);

окончательно формируется сеть IP, в которой устанавливаются еще несколько ТМШ и организуются все предусмотренные ранее транспортные ресурсы; вводятся все предусмотренные в процессе планирования сети АМШ. В итоге структура сформированной городской сети NGN будет соответствовать топологии, выбранной в качестве оптимальной.

Рисунок 5 — Структура сети NGN крупного города.

Вариант 2. Процесс формирования NGN начинается с замены УИС и УВС. Основные принципы такого пути миграции к NGN показаны на рисунке 6. На рисунке изображен радикальный способ перехода к NGN — одновременная замена всех видов узлового оборудования на транзитные медиа-шлюзы (ТМШ), что подразумевает также установку МГК вместо АМТС.

Рисунок 6 — Первый этап миграции ГТС с УИС и УВС к NGN.

Причины, существенно повышающие затраты оператора, которые необходимы на первом этапе модернизации ГТС:

• — транзитные медиашлюзы, надобность в которых в перспективе отпадет, должны иметь высокую пропускную способность для обслуживания трафика, создаваемого всеми РАТС узлового района;
• — IP-сеть с поддержкой показателей QoS должна создаваться практически сразу из-за демонтажа узлов, использующих технологию коммутации каналов ;
• — трафик, направляемый в сеть междугородной связи, будет иметь форму IP-пакетов, что определяет необходимость установки одновременно двух ГК.

Достоинство 2 варианта заключается в возможности замены РАТС в течение длительного периода и с минимальными затратами. На рисунке 7 показан второй этап модернизации ГТС. Предполагается, что заменяется несколько РАТС. Постепенная замена всех остающихся РАТС абонентскими медиа-шлюзами приведет к созданию NGN, структура которой была выбрана ранее в качестве оптимальной. Оператор получает возможность проведения более гибкой политики в отношении эксплуатируемых РАТС.

Рисунок 7 — Второй этап миграции ГТС с УИС и УВС к NGN.

Согласно исходной схеме из задания 1 и следуя второму варианту построение NGN получится следующая схема.