ДонНТУ   Портал магистров

Майстренко Александр Сергеевич

Факультет компьютерных наук и технологий

Кафедра автоматики и телекомуникаций

Специальность «Телекоммуникационные системы и сети»

Разработка и исследование ТКС с применением технологий NGN

Научный руководитель: д.т.н., доц. Яремко Игорь Николаевич

Резюме Биография Реферат Библиотека Ссылки Отчет о поиске Индивидуальный раздел

Реферат по теме выпускной работы

Содержание

• Введение
• 1. Актуальность темы
• 2. Постановка цели и задач исследования
• 3. Решение задач
• Выводы
• Перечень ссылок

Введение

Сегодняшним клиентам рынка инфокоммуникационных услуг нужен широкий класс разных служб и приложений, которые предполагаеют большое разнообразие протоколов, технологий и скоростей передачи. При этом пользователи преимущественно выбирают поставщика служб в зависимости от цены и надежности продукта.

В существующей ситуации на рынке инфокоммуникационых услуг сети перегружены: они переполнены многочисленными интерфейсами клиентов и контролируются слишком большим числом систем управления. Более того, каждая служба хочет создать свою собственную сеть, вызывая эксплуатационные затраты по каждой службе, которая не содействует общему успеху и приводит к созданию сложной сети с низкой экономичностью.

1. Актуальность темы 

Построение мультисервисной высокоскоростной сети с предоставлением набора соответствующих современным стандартам качества услуг требует использования такого оборудования, которое поддерживает пропускные способности и качественные характеристики, которые еще не используются широко и уверенно, по крайней мере сегодня. Проект такого типа является актуальным и целесообразным, особенно в условиях новой высокоповерхностной застройки, где нет старых сетей, и внедрение DSL технологии не является целесообразным.

2. Постановка цели и задач исследования 

К задачам проектов построения мультисервисных сетей входит обеспечение потенциальных абонентов такими услугами, которые являются для них интересными сегодня и на определенный срок. С другой стороны окупаемость объекта проектирования определяет то,что возможен вообще такой вариант построения сети, когда это имеет смысл.

Крупной проблемой большинства сетей доступа является является невозможность организации других услуг, кроме выхода в Интернет, потому что технологии построения этих сетей не поддерживают необходимые для качественного предоставления услуг реального времени параметры QoS. Это также делает задачу проектирования, основанный на использовании ВОК и современных FTTx-технологиях актуальной.

Целью работы является достижение определенного социального , экономического эффекта . Социальным эффектом является предоставление абонентам услуг , которые удовлетворяют их потребностям и приводят к улучшению условий жизни и труда . Область применения - частные абоненты квартирного типа в условиях высокой плотности размещения. Сеть может использоваться для передачи информации любого типа, обеспечивает оптическое волокно , которое дает такие линии связи , которые будут работать и будут выгодными на годы вперед . Важной характеристикой сети также поддержка легкого перехода на новые технологии в будущем.

3. Решение задач

В современных сетях широкополосного доступа выбор наиболее подходящей модели доставки услуг , как правило , имеет далеко идущие последствия и во многом определяет величину капитальных и операционных затрат оператора на развитие сети , а так же , соответственно, ее дальнейшую эксплуатацию. Существует два основных способа : сервисный VLAN ( S - VLAN ) и клиентский VLAN ( C - VLAN ) . В модели S - VLAN существует отдельный VLAN для каждой из услуг: для доступа в Интернет , IP - телефонии ( VoIP ) , IP - телевидения ( IPTV ) и видео по запросу ( VoD ) . Пакеты протокола IGMP для управления подпиской на трафик групповой рассылки ( multicast ) , всегда передаются в том же S - VLAN , что и связанный с ними трафик IPTV .

преимущества :

Хорошо подходит для простых реализаций Triple Play услуг.

Каждый ONT , установленный дома у клиента и присоединен к оптической линии связи - имеет идентичную конфигурацию.

недостатки:

На стороне абонентов , каждая услуга подключена к определенному порту и связана с определенным сервисным устройством . Поэтому , например , возникают проблемы с предоставлением услуги IPTV для просмотра широковещательных каналов видео на PC .

Чрезмерно усложненная реализация механизма динамического контроля доступной полосы пропускания при активации услуг ( Call Admission Control , CАС ) . Из-за высокой вычислительной нагрузки на устройство ( что связано с обработкой пакетов данных для каждого из сервисных VLAN и определением общего объема трафика для каждого абонента ) реализация механизма невозможна на уровне отдельного устройства доступа или BNG ( Broadband Network Gateway ) .

В модели клиентской C - VLAN используется индивидуальный VLAN для каждого абонента . Данная модель лежит в основе архитектуры сетей во многих системах передачи данных операторского класса для агрегации соединений по выделенной линии , Metro Ethernet , Frame / ATM , PON . Такая схема работы сети используется многими крупнейшими провайдерами услуг ШПД .

преимущества :

Модель C - VLAN позволяет пограничном маршрутизатору эффективно управлять полосой пропускания для каждого абонента в отдельности, а также дает возможность простой реализации механизма САС.

Модель хорошо подходит для предоставления услуг Multi - Play , где любой терминальной устройство в домашней сети абонентов ( PC / Notebook , IP - phone , STB , MP3 - проигрыватель , игровая приставка и т.д. ) может подключиться к любой услуги .

недостатки:

В простейших конфигурациях Ethernet - кадры передаются через устройства доступа прозрачным образом . В результате каждый RG должен быть настроен индивидуально для работы со своим C - VLAN .

Применение модели C - VLAN в чистом виде плохо подходит для распространения трафика групповой рассылки. В этом случае репликация потоков осуществляется на уровне BSR , что требует более широкой полосы пропускания для соединения BSR ( Broadband Service Router ) и MSAN ( Multiservice Access Node ) .

Из-за большой плотности населения целесообразно использование архитектуры C - VLAN .

Построение сети на базе волоконно - оптических линий связи (ВОЛС ) . Существуют две основные концепции использования ВОЛС в сетях доступа: Ethernet P2P - предусматривает распределение сигнала с помощью оптических Ethernet - коммутаторов , благодаря чему помещение клиента и узел связи провайдера соединяются в одну сеть Ethernet , коммутируемый . PON , основная идея которой - использование всего одного приемопередающую модуля в OLT ( Optical Line Terminal ) для передачи информации большому числу абонентских устройств ONT ( Optical Network Terminal ) , расположенных непосредственно на территории абонентов , или в групповой сетевого узла ONU ( Optical Network Unit ) , что находится в офисе корпоративного клиента . Реализуется с помощью пассивных оптических сплиттеров , в рамках которых реализуется временное мультиплексирование . Каждая из концепций имеет свои преимущества и недостатки относительно другой . Основным недостатком многих способов построения оптоволоконных сетей относится необходимость использования активного оборудования на пути к абоненту . Всевозможные коммутаторы , усилители и другие сетевые устройства требуют не только подачи напряжения , но и соблюдение определенного температурно - влажностного режима, неизбежно влияет на стоимость сети и снижает ее надежность. Этой недостатки практически лишена технология PON

Наиболее существенными преимуществами PON являются:

Экономия оптоволоконного кабеля на участке от оптических разветвителей к центральной АТС или точки присутствия .

Экономия портов на центральной АТС или в точке присутствия , где выполняется агрегирование .

Наложение аналогового видеосигнала .

Возможность предоставления услуг Triple Play с предоставлением видео при любой модели: в виде услуг кабельного телевидения или в виде услуг IPTV

Надежность. Использование меньшего количества активных элементов в сети обеспечивает ее надежность , а кроме того , способствует как снижению чувствительности к воздействию смежных линий связи , так и уменьшения воздействия на них.

Для условий данного проекта эти преимущества имеют большее значение чем недостатки пассивной сети : высокая рабочая скорость передачи данных , необходимость шифрования данных , и надежность , ниже чем в Ethernet P2P в связи с тем , что на нескольких абонентов используется один канал.

В наше время для построения PON -систем оператор может использовать оборудование, базируется на двух группах стандартов . Системы GPON опираются на рекомендации ITU - T серии G.984 . Вторая группа решений ( GEPON ) строится на стандартах IEEE 802.3ah . Оборудование GPON или GEPON имеет важные технические различия , особенно с точки зрения оператора . Но потребитель найдет больше сходных черт . Например , отличить терминальное оборудование GPON или GEPON не представляется возможным. Они обладают одними и теми же наборами интерфейсов и функций , обеспечивая возможность подключения пользователя к одним и тем же портов терминального оборудования с помощью таких же разъемов . По мнению экспертов украинского рынка , технология GPON , базирующейся на стандартах ITU - T , обеспечивает лучшее использование пропускной способности оптического канала связи и гарантирует качество предоставляемых услуг ( QoS ) , что очень важно для передачи видеоинформации . Поскольку транспортный протокол GPON основанный на Ethernet , то непредсказуемая длина пакетов может оказаться существенным фактором, снижающим качество предоставления услуг , критичных к задержкам . Для того чтобы абоненты имели доступ ко всем услугам , и услуги были высококачественными, необходима магистральная сеть , которая должна поддерживать определенный уровень параметров QoS .

Основными критериями при выборе решений для построения ядра сети является производительность , отказоустойчивость и поддержка QoS . С развитием ресурсоемких мультимедийных услуг , таких как IPTV и VoD , магистральный сегмент операторской инфраструктуры все больше напоминает становой хребет , на который ложится нагрузка сети . Поэтому пропускная способность магистралей является ключевой характеристикой, определяющей выбор оборудования.

Не менее важными свойствами ядра является отказоустойчивость и поддержка механизмов быстрой реконфигурации сети в случае сбоев . В ряде архитектурных решений предусмотрено резервирование основных узлов , но практикуется и увеличение надежности за счет избыточности топологических схем . Выбор варианта зависит от конкретных условий и задач. На магистральном уровне необходима поддержка оборудованием протоколов QoS , тунеллирования трафика и многоадресной передачи . Механизм multicast , безусловно , должен поддерживаться всеми узлами магистральной сети, априори ориентирована на предоставление услуг IPTV .

Эти требования могут удовлетворить большинство современных магистральных сетей : IP / MPLS , ATM , NGSDH . Однако оператор уже имеет опорную сеть , построенная по технологии Metro Ethernet , которая также удовлетворяет этим требованиям.

Решение Metro Ethernet обеспечивает:

мультисервиснисть и высокую надежность инфраструктуры, обеспечивающие поддержку соглашений об уровне обслуживания , необходимых для критических приложений;

низкую стоимость развертывания сети ;

исключительно низкую цену за Гбит / c ;

модульность и высокую плотность агрегации - решение рассчитано на быстрое внедрение в районах с высокой плотностью клиентов ;

отличную масштабируемость по количеству портов , производительности узлов и скорости каналов (до 80 Гбит / c ) ;

Рост требований к емкости городских сетей и успех существующих операторов Metro Ethernet ясно показывают , что данная модель предоставления телекоммуникационных услуг на базе Ethernet в городских сетях конкурентоспособна, востребована и прибыльна для операторов связи . И так же позволяет обеспечить основу для value - added сервисов , таких как IDS , хранения информации , VoIP и IPTV . Для реализации концепции «Оптика в квартиру или частное владение » ( FTTH ) предлагается использовать активные ( AON ) или пассивные ( PON ) оптические сети . PON , будучи сначала операторским решением , предусматривает на самом начальном этапе доведения до потребителя всего комплекса услуг Triple Play - телевидения, Интернета и телефонии. Поскольку при этом используется древовидная архитектура разводки волокна с применением оптических разветвителей ( сплиттеров ) , это решение требует специального оборудования как на операторской стороне ( OLT ) , так и на стороне пользователя ( ONU ) . Реализация соединения « точка- многоточка » (именно так построен PON ) требует определенных усилий , чтобы корректно разделить интервалы активности каждого терминала . Это немного напоминает работу компьютеров в локальных сетях с использованием концентраторов , когда приходилось бороться с коллизиями ( одновременным занятием канала различными абонентами ) . В PON эта задача решена более корректно - здесь каждому абоненту выделяется свой интервал времени, в течение которого он может формировать запросы к OLT .

Типичная PON - сеть состоит из :

Центрального станционного устройства OLT , что служит для агрегации потоков ;

Распределительной оптической сети ODN ( Optical Distribution Network ) , которая состоит из:

Магистрального оптического фидера (волокна ) ;

Сплиттеров , разветвляются оптический сигнал на ветви оптического дерева ;

Конечных отводящих абонентских кабелей ( Drop - окончаний ) , которые в зависимости от типа конечного абонентского устройства и количества каскадов сплиттеров на сети могут быть оптическим волокном , кабелями Ethernet , xDSL , E1 ;

Конечных абонентских устройств ONU или ONT , которые в зависимости от их типа могут устанавливаться в распределительном шкафу , в здании , в помещении абонента и предоставляют конечным абонентам различные порты доступа в зависимости от типа и модели устройства: Ethernet , иногда VDSL - основной вид порта , дополнительно - кабельного телевидения , подключение телефона , Е1;

Системы управления сетью AMS ( Access Management System ) , которая служит для управления и мониторинга оборудованием PON .

Для предоставления услуг связи абоненту используется технология WDM ( Wavelength Division Multiplexing ) , когда сигналы к абоненту и от абонента передаются на разных длинах волн ( 1490нм и 1310нм соответственно) . Для некоторых типов ONU / ONT , имеющие отдельный выход для телевизионного видеосигнала быть « подмешивания » в оптическое волокно телевизионного видеосигнала кабельного телевидения на отдельной длине волны 1550 нм . Прямой поток на уровне оптических сигналов , является широковещательным . Каждый ONT , читая адресные поля , выделяет из этого общего потока предназначенную только ему часть информации.