| К оглавлению | Библиотека | Ссылки |
ОПТИМИЗАЦИЯ МЕЖСТАНЦИОННОГО ТРАФИКА В ГТС БОЛЬШИХ ГОРОДОВАвтор статьи: Ковальчук Н. М. Статья подготовлена для участия в региональной студенческой научно-технической конфереции "Компьютерный мониторинг и информационные технологии". В статье, в основном, приводится обзор такой задачи как оптимизация межстанционного трафика. Какими методами можно произвести эту оптимизацию. До недавнего времени ГТС больших городов были полностью аналоговыми. После демонополизации рынка и появлении различных частных предприятий связи возникла проблема в предоставлении различного рода телекоммуникационных услуг. Кроме того, уже обычные абоненты начали создавать нагрузку больше, чем это было раньше (появление Internet, потребность в различных услугах, увеличилось среднее время разговора). Однако Интернет и голосовой трафик - не единственные факторы колоссального роста объемов передачи информации в последние годы: все большее число предприятий в силу перемещения многих производственных операций нуждается в эффективном способе организации связи, объединении корпоративных сетей и получении соединений с высокой пропускной способностью. При монооператорской деятельности и постоянстве техники связи, были определены типовые архитектуры построения сетей, согласованные с показателями емкости, нумерации и параметрами соединительных трактов зоновых, городских и сельских телефонных сетей. Сегодня, при многооператорской деятельности, значительных изменениях и разнообразии действующей и перспективной техники связи, методы и показатели оптимизации цифровых телефонных сетей отсутствуют. В настоящее время, когда уровни цифровизации ГТС – около 30% и выше, нецелесообразно продолжать их планирование и проектирование без разработки моделей преобразования аналогово-цифровых сетей в полностью цифровые. Известные принципы построения аналоговых сетей мало пригодны для создания цифровых по причине несоответствия показателям современных и перспективных средств и систем связи. Кроме того, архитектуры построения аналоговых и цифровых сетей коренным образом отличаются из-за ориентации разработчиков на развитие сетевых услуг на основе архитектур и функциональных возможностей IN-NGN. Планирование построения смешанных аналогово-цифровых сетей разработано для начальной стадии внедрения электронных АТС в аналоговом окружении. Авторы руководящих документов (РД по ОГСТфС, а также ВНТП 112-86), которыми пользуются отечественные специалисты, не могли предусмотреть ненормированную нагрузку несогласованным, по параметрам передачи для коммутированных телефонных сетей, трафиком, а также предвидеть отказ от применения прогрессивных на то время архитектур ISDN и IN. Поэтому сегодня в связи с увеличением роста трафика и перехода на цифровые сети, возникают задачи по эффективному управлению цифровыми сетями. Существует три стратегии перехода от аналоговых к цифровым сетям: “стратегия наложения”, “стратегия острова” и “прагматическая стратегия”. Из этих трех стратегий наиболее лучшая с точки зрения возможной экономии, оптимизации полноценности существующего оборудования и оптимизации эффективности новой инвестиции является “прагматическая стратегия”. Поэтому основой планирования городских телефонных сетей (ГТС) остаются инженерные методы оптимизации архитектур их построения. Эти методы основаны на объемах, пропорциях и характере территориального и объектного распределения прогнозируемой нагрузки. Они должны согласовываться с возможностями перспективной техники и технологий, а также предусматривать применение действующих средств и сооружений связи с учетом продолжительности их жизненного цикла. Следующим шагом должно было стать создание инженерных методов построения цифровых телефонных сетей. При оптимизации трафика необходимо рассматривать множество параметров. Поэтому попытки решить задачи оптимизации трафика методами математического анализа не эффективны. Поскольку определение различных показателей требует исследования на экстремум нескольких дифференциальных уравнений с несколькими неизвестных. Итогом являются ни один экстремум, а несколько, то есть отсутствие однозначного решения [2]. Анализ таких попыток показывает, что в большинстве случаев получение действительно оптимального (по одному из критериев) решения требует коренного изменения некоторых элементов, что далеко не всегда соответствует оптимальному решению в общем плане. Математические методы оптимизации целесообразно использовать для отдельных элементов. Если использовать математические модели оптимизации, то общих способов построения таких моделей не существует. В каждом конкретном случае модель строится исходя из целей и задач исследования с учетом требуемой точности решения, а также точности, с которой могут быть известны исходные данные. Оптимизация трафика предполагает, что сети и станции [1]:
Первое направление предусматривает выбор объемов и способов маршрутизации трафика станций таким образом, чтобы он соответствовал эффективному использованию систем передачи. Эффективное заполнение контейнеров SDH обеспечивается при нагрузках до 1570 Эрланг для STM1, 6300 Эрланг для STM4 или 25200 Эрланг для STM16. Маршрутизация – процедура, определяющая оптимальный по заданным параметрам маршрут на сети связи между узлами коммутации. Маршрутизация состоит из двух этапов [3]:
В зависимости от выбора метода формирования плана распределения информации на сети связи (таблиц маршрутизации) и выбора исходящих ЛС (формирование таблиц коммутации), будет зависеть оптимальность определения маршрутов, что в свою очередь приведет к оптимальному распределению трафика. 
Рис.1. Классификация методов маршрута. Второе направление предусматривает уменьшение затрат на станционное оборудование и МСС при увеличении доли внутристанционной погрузки ОПТС хостов, выносных коммутационных станций и концентраторов. Доля внутреннего трафика увеличивается при использовании меньшего количества хостов максимальной емкости, а также выносных коммутационных станций и концентраторов с замыканием внутреннего трафика и с поперечными связями. Третье направление предусматривает уменьшение затрат на станционное оборудование и МСС за счет минимизации объемов транзита. Коммутационные возможности ЭАТС и ОПТС обеспечивают эффективную концентрацию трафика на абонентских и межстанционных участках, а потому дополнительный транзит не может существенно повысить степень использования линий, в особенности при нагрузках более чем 15 Эрланг на одно направление (Л5, Л6, Л7). Поэтому эффективность цифрового транзита значительно меньше аналогового. Каждое звено транзита увеличивает количество трактов СП и портов коммутационных систем, а потому их применение требует технико-экономических обоснований (например, повышение использования линий за счет различного времени ЧНН отдельных пучков). Четвертое направление обеспечивается выбором соответствующих систем коммутации и передачи, а также мастерством планирования и проектирования. Пятое направление предусматривает планирование на основе прогноза территориального распределения нагрузки – такого географического расположения хостов, выносов, серверов, маршрутизаторов, мультиплексоров, чтобы обеспечивалось полное покрытие территории обслуживания абонентскими линиями минимальной протяженности. Территориальное распределение нагрузки учитывает телефонную плотность (в Эрлангах на квадратный километр) застроенных, а также запланированных к застройке территорий, кварталов, зданий. Усовершенствование методов географического планирования предполагает компьютерный анализ данных индивидуальных тяготений и показателей трафика всех абонентских линий с учетом картографии сооружений и объектов связи. Наиболее актуальным для планирования сетей доступа является определение гарантированной всем абонентам скорости передачи или оптимальной скорости передачи по медным кабелям на абонентских участках. Оптимальная протяженность абонентских линий (ориентировочно около одного километра)должна определяться с точки зрения обеспечения необходимой скорости передачи, а также с учетом достижения максимальных телефонных плотностей. Предельную скорость передачи по медным кабелям ГТС действующих и перспективных абонентских линий протяженностью около одного километра целесообразно выбрать из диапазона от 2 до 10 Мбит/с, а большие расстояния и скорости должны обеспечить оптические системы передачи или радиосистемы. Увеличение пропускной способности абонентской сети возможно, когда проектирование, строительство, ремонт и реконструкция обеспечат ее превращение в однородную по электрическим параметрам. Телефонные сети очень сложны как с точки зрения организации обслуживания вызовов, так и с точки зрения других технологий, необходимых для предоставления разнообразных услуг абонентам. Для выполнения всех этих функций требуется наличие сигнализации между коммутационными узлами и станциями сети электросвязи. Сигнализация обеспечивает возможность передачи информации внутри сети, а также между абонентами и сетью электросвязи. Так что же такое сигнализация. По образному выражению Р. Мантерфилда, сигнализация - это кровеносная система сетей электросвязи, которая поддерживает совместное существование коммутационных узлов и станций в сети для обеспечения функций обслуживания абонентов. Без сигнализации сети мертвы, а с введением эффективных систем сигнализации сеть становится мощным средством, с помощью которого абоненты могут общаться друг с другом и пользоваться все расширяющимся спектром услуг электросвязи. Характерной особенностью протоколов сигнализации является их быстрая эволюция. Существующие еще сегодня системы сигнализации, являющиеся просто механизмом передачи базовой информации, постепенно заменяются более мощными протоколами передачи данных, обеспечивающими беспрепятственную и эффективную передачу информации между коммутационными узлами и станциями в сети [3]. Предпосылкой оптимизации построения цифровых сетей являются расчеты одних и тех же показателей разными методами и для различных вариантов, а также их отбор с целью обеспечения системных требований для покрайней мере двух расчетных периодов (завершения жизненного цикла действующей техники и создания цифровой сети). При этом поливариантность и относительность предшествующих решений должны обеспечить возможность конкретизации результатов. Так, в соответствии с известными диапазонами нумерации при максимальных телефонных плотностях близкими к оптимальным являются показатели цифровых ГТС, которые приведены в таблице слева. 
Такая задача, как оптимизация трафика, предполагает принятие собственных решений, т.е. принятие конкретных инженерных техничеких и экономико-обоснованных решений для выполнение данной задачи. При этом, обсуждение данной задачи в новых условиях полезно, тем более когда "свято место" оптимизации трафика в ГТС больших городов пустует. Литература:
|