| К оглавлению | Библиотека | Ссылки |
КИЕВСКАЯ ГОРОДСКАЯ СЕТЬ: ПЕРЕХОД НА ПАКЕТЫГЕНАДИЙ БАЛЬКИН, ВИКТОР МИХАЙЛОВ, ВИКТОР МОСКАЛЕЦ, ВЛАДИМИР ХИЛЕНКО Ссылка на этот документ в Internet: В статье рассматриваются три варианта реорганизации Киевской городской телефонной сети, связанной с ростом объема передаваемого трафика, для достижения экономического и технического эффектов. Использование пакетных технологий на телефонной сети Киева может быть очень выгодным. Возможно, варианты пакетизации данной сети, предлагаемые Украинским научно-исследовательским институтом связи, заинтересуют многих операторов. О пользе пакетной передачи информации уже было немало сказано. Не вызывает сомнений и экономическая целесообразность ее применения. Однако использование пакетных технологий в Украине оставляет желать лучшего. Несмотря на то, что у некоторых отечественных операторов (например, у Укртелекома и Инфокома) уже имеются разветвленные сети с пакетной коммутацией, не используется их главное преимущество - мультисервисность. Уже нередки примеры предоставления различными операторами услуг IP-телефонии (для осуществления международных звонков). Однако национальный телефонный трафик целиком проходит по телефонной сети общего пользования (это касается как местного, так и междугородного обмена). Столичная сеть: логическая схемаКиевская городская дирекция (КГД) входит в состав ОАО "Укртелеком". Телефонная сеть КГД является одной из самых развитых в Украине. Объем трафика, передаваемого по этой сети, составляет около половины всего телефонного трафика страны. На сегодня емкость киевской городской телефонной сети составляет более 1,5 млн. номеров. Свыше половины абонентов подключено к цифровым АТС. Ежегодно из эксплуатации выводится несколько тысяч номеров аналоговых АТС. Вместо них подключается еще большая емкость цифровых АТС. В результате аналоговый сектор сети непрерывно сокращается. Полную цифровизацию сети планируется осуществить в ближайшие несколько лет.
Сеть опирается на магистральную транспортную сеть, которая представляет собой магистральное транспортное кольцо, к которому примыкают дополнительные кольца. Основу сети составляют четыре транзитных станции (ТС), в которых осуществляется концентрация нагрузки, поступающей из районных АТС. Логическая схема соединений районных (опорно-транзитных) АТС и транзитных станций представлена на рисунке. 
Рис. 1. Логическая схема Киевской городской сети. Объем трафика, передаваемого через транспортную сеть городского магистрального кольца, непрерывно растет из-за увеличения количества АТС, подключенных к кольцу, количества абонентов и роста нагрузки. Поэтому возникает проблема, связанная с необходимостью увеличения пропускной способности транспортной сети. Решить этот вопрос можно путем наращивания оборудования SDH и соответствующего увеличения пропускной способности. Однако такой экстенсивный путь решения проблемы вряд ли будет оптимальным: увеличение пропускной способности связано со значительными затратами, величина которых фактически пропорциональна наращиванию мощности пучков соединительных трактов. Напротив, использование пакетных технологий - интенсивный путь повышения пропускной способности транспортной сети городского магистрального кольца, который заключается в создании сети передачи данных и ее интеграции с телефонной сетью. Предварительные предложения и расчеты, приводимые далее, подлежат уточнению в процессе проектирования. Как реорганизовать сетьСуть предложений, направленных на повышение пропускной способности транспортной сети городского магистрального кольца, заключается в следующем. На базе кольца SDH создается наложенная пакетная сеть передачи данных. При этом на площадках (станциях) кольца SDH организуются узлы сети передачи данных, в которых осуществляется либо только пакетизация и де-пакетизация, либо еще и коммутация. Указанные узлы образуют сеть передачи данных, в которую направляется трафик телефонных станций. В результате сжатия, обеспечиваемого всеми пакетными сетями, объем трафика, циркулирующего по транспортной сети, уменьшается в несколько раз. Существует три варианта интеграции телефонной сети и сети передачи данных:
Каждый из этих вариантов имеет свои преимущества и недостатки и требует отдельного рассмотрения. При этом важно определить экономические характеристики каждого варианта с учетом основного качественного параметра, характеризующего пакетные сети - величины задержки сигнала. Вариант первый, не самый оптимальныйСтруктурная схема интегрированной сети, соответствующая этому варианту, представлена на рисунке. При этом предполагается, что рокадные связи между станциями, а также связи с несколькими переприемами остаются без изменений и не проходят через сеть передачи данных. В этом случае узлы сети передачи данных выполняют роль только пакетизаторов-депакетизаторов, а функции коммутации остаются за телефонными станциями. Хотя данный вариант - не самый оптимальный (функции коммутации могут выполнять узлы сети передачи данных), он может быть рассмотрен как исходный, предусматривающий минимальные переделки и максимальное использование элементов уже существующих сетей. Конфигурация сети передачи данных в даном случае может повторять конфигурацию транспортной сети городского кольца. Количество узлов сети передачи данных совпадает с числом площадок магистрального кольца. В дальнейших расчетах будут использованы данные модели матрицы потоков Е1, разработанной с учетом перспективы развития и роста городской телефонной сети. Сведения о транспортной сети позволяют определить экономический эффект, обусловленный интеграцией телефонной сети и сети передачи данных. В процессе расчетов была использована методика, примененная для сравнения пакетных технологий. Она основывается на том предположении, что прирост доходов оператора при конвергенции обуславливается только экономией используемых ресурсов первичной сети, так как затраты на них составляют бoльшую часть всех эксплуатационных затрат. Для определения прироста прибыли у операторов и предварительных расчетов необходимы исходные данные, представленные в таблице. 
Использованная методика является обобщенной и позволяет определить ориентировочный уровень экономического эффекта для сети любой конфигурации. В конкретном случае с целью упрощения расчет сведен к определению среднего уровня экономического эффекта применительно к одному узлу (площадке транспортной сети). Для этого используются характеристики упомянутой модели матрицы потоков Е1, из которой следует: всего на транспортной сети находится 31 площадка, а общее количество трактов Е1 равно 3931. Таким образом, к одной площадке в среднем подходит 129 трактов Е1. 
Рис. 2. Структурная схема соединения киевской телефонной сети с сетью передачи данных и первичной сетью. Для проведения расчетов необходимо знать стоимость оборудования. В ориентировочном расчете можно воспользоваться приближенными данными, предоставленными компанией Cisco Ukraine. Однако для повышения надежности результата стоимость оборудования узла сети с пакетной коммутацией приравниваем к 1 млн. грн. (на самом деле она в 2-4 раза ниже). Данные о цене оборудования позволяют получить окончательные результаты, представленные в таблице. 
Из таблицы видно, что средний прирост прибыли на одну площадку составляет около 2 млн. грн., а в целом по сети АПс (прирост прибыли) - более 70 млн. грн. Разовые затраты на оборудование сети в целом - АКс - составят около 31 млн. грн. Максимальная величина задержки сигнала может быть рассчитана, исходя из затрат времени на операцию "пакетизация-депакетизация", а также количества операций. Таким образом, максимальная величина задержки целиком определяется структурой сети. Задержку, вызванную одной ступенью преобразования для сети АТМ, можно приравнять к 7 мкс. Для данного случая количество ступеней пакети-зации-депакетизации равно трем. Следовательно, максимальная величина задержки составляет 21 мкс. Этот показатель меньше допустимой величины задержки для сетей общего пользования без применения эхо-компенсаторов (25 мкс). Тем не менее вопрос о приемлемости этого варианта будет рассмотрен далее. 
Рис. 3. Структурная схема реализации интеграции с подключением к сети передачи данных только транзитных станций. Вариант второй, более скромныйВ этом случае сеть передачи данных будет иметь максимально простой вид. Схема интеграции для этого варианта представлена на рис. Матрица потоков Е1, которые будут перенаправлены в сеть передачи данных, представлена в таблице. 
Расчетные данные и экономический эффект от реализации этого варианта конвергенции представлены в таблице. Стоит отметить, что в данном случае задержка будет минимальной, так как пакетизация-депакетизация осуществляется один раз. Как видно из таблицы внизу, экономический эффект от конвергенции в данном случае более скромен, однако он сопровождается значительно меньшими разовыми затратами. Намного меньшей также является и задержка. 
Вариант третий, наиболее эффективныйВ данном случае функции транзитных станций перекладываются на соответствующие транзитные маршрутизаторы (коммутаторы) пакетной сети. Этот перспективный вариант соответствует реализации сетей NGN в системе связи Украины и внедрению на телефонных сетях софт-свичей, берущих на себя функции телефонных станций (с реализацией новых услуг). Структурная схема варианта представлена на рисунке. 
Рис. 4. Структурная схема сети реализации конвергенции в перспективном варианте. Что касается сети передачи данных, то ее схема не будет иметь принципиальных отличий от сети первого варианта. В то же время исчезает надобность в транзитных телефонных станциях (их роль выполняют транзитные коммутаторы). 
Рис. 5. Схема сети передачи данных для подключения к ней транзитных станций. С другой стороны, в сети NGN предусматривается наличие софт-свичей, управляющих работой конвергируемых сетей. Количество необходимых софт-свичей может быть определено в процессе реального проектирования. В данном случае число софт-свичей приравнивается к числу транзитных коммутаторов. Соответственно, незначительно снизится экономический эффект, определенный для первого варианта - менее, чем на $100 тыс., если считать стоимость одного софт-свича равной $250 тыс. (зарубежные данные). С другой стороны, в проведенных расчетах не учтена экономия средств, которой можно добиться в результате исключения из эксплуатации телефонных станций, замененных пакетными коммутаторами. Принципиальное отличие будет заключаться в величине задержки: она минимальна (7 мкс), так как пакетизация-депакетизация ограничивается одной ступенью. Сравнение вариантовКак видно из таблицы, все варианты являются достаточно привлекательными. Однако первый вариант, возможно, может сопровождаться установкой эхо-заградителей (необходимость их использования должна быть определена в ходе специального исследования). Наиболее эффективным (с учетом задержки) является третий вариант, поэтому он и будет самым перспективным. Второй вариант отличается минимальными разовыми вложениями (при не очень высокой эффективности). По этой причине при наличии ограничений на вкладываемые средства именно он может быть выбран в качестве стартового варианта с последующим переходом к перспективному. 
Проведенные ориентировочные расчеты позволяют сделать следующие выводы и предложения:
|