Телекомуникационная сеть провайдера услуг Triple Play для условий микрорайона Абакумово

Анотация

Ю. С. Терехов, В. В. Червинский Телекомуникационная сеть провайдера услуг Triple Play для условий микрорайона Абакумово В статье предложен эскизный проект телекоммуникационной сети услуг Triple Play для условий микрорайона Абакумова. Описаны особенности проектирования такой сети. Рассчитан трафик и приведена информационная модель сети, на которой описаны предоставляемые услуги, категории абонентов и способы предоставления этих услуг. Предложена типовая структура сети, ее уровни, топологии этих уровней и применяемые технологии. На основах этих данных приведена предварительная структура сети с использованием технологии GEPON и описаны ее основные элементы.

Тескт статьи

В настоящее время наблюдается устойчивая тенденция к стремительному развитию телекоммуникационных услуг Triple Play – пользователи стремятся получить качественный доступ к сети Интернет, IP-телевидению, высокоскоростной передаче данных, не говоря уже о голосовой связи. Современное общество нуждается в информационно-коммуникационных услугах телефонии, телевидения и доступа в сеть Интернет. До недавнего времени данные услуги предоставлялись по средствам различных, между собой независимых сетей, таких как телефонная сеть с коммутацией каналов, кабельная сеть аналогового телевидения, сеть передачи данных. Такой способ предоставления услуг является не рациональным и дорогостоящим, из-за необходимости строить и обслуживать сразу три сети. Более рационально предоставлять услуги по средствам одной мультисервисной сети, позволяющей передавать информацию любого типа (речь, видео, данные и т. п.). Предоставление услуг телефонии, телевидения и доступа в сеть Интернет по средствам одной сети обозначается термином Triple Play. В настоящее время появилась потребность предоставления этих услуг также в условиях сельской местности. Предоставления и реализация такой сети имеет свои особенности в отличии от города, так как населенный пункт удален от других пунктов и от центрального коммутационного узла этой сети.

В качестве объекта проектирования рассматривается микрорайон Абакумова г. Донецка. Микрорайон занимает территорию 4 кв. километра с населением 15 тыс. человек. В поселке расположено предприятие – шахта имени Е. Т. Абакумова. Имеются следующие объекты: Дворец Культуры имени Е. Т. Абакумова, Стадион Абакумовец, Абакумовский пляж Зелёный Берег, Функционируют две общеобразовательные школы I-III ступеней № 77 и № 85, больница и поликлиника.

Для построения телекоммуникационной сети провайдера, предоставляющего услуги для данного объекта, наилучшим образом подходит технологий PON. PON (англ. Passive Optical Network – пассивная оптическая сеть – это быстроразвивающаяся, технология широкополосного мультисервисного множественного доступа по оптическому волокну, использующая волновое разделение трактов приема/передачи и позволяющая реализовать одноволоконную древовидную топологию «точка-многоточка» без использования активных сетевых элементов в узлах разветвления. А точнее, стандарт GEPON – один из подклассов сетей PON, обеспечивающих высокую скорость передачи данных (до 1 Гбит/с). Именно технология GEPON позволяет оптимально использовать ресурсы оптического волокна. Для подключения 64 абонентов в радиусе 20 км требуется всего один волоконно–оптический сегмент.

Абоненты проектируемой сети предлагается разделить на три категории: абоненты частного сектора, абоненты многоэтажных домов и административные абоненты.

Абонентам многоэтажных домов и частного сектора будут предоставляться следующие услуги:

• Широкополосный доступ к сети Интернет;
• IP телефония;
• IPTV – цифровое интерактивное телевидение нового поколения.

Для административных абонентов:

• Широкополосный доступ к сети;
• Услуга передачи данных по технологии VPN;
• Оплата счетов через Интернет, заказ услуг, статистик;
• IP телефония.

Информационная модель сети представлена на рис. 1.

Для оценки пропускных способностей каналов инфокоммуникационной сети произведен расчет телетрафика. В расчете фигурируют вероятностные характеристики потоков данных, генерируемых различными сетевыми приложениями.

Трафик рассчитывается отдельно для каждого вида услуги на каждом сетевом узле. Формула для расчета имеет вид:

Исходя из параметров трафика широковещательных интерактивных служб, рассчитаем трафик для каждого вида услуги на сетевом узле, результаты можем увидеть ниже.

Анализ технологий и топологий. Типичная структура сети предполагает наличие трех уровней: доступ, распределение и ядро. В центре (ядро) находятся высокопроизводительные платформы для быстрой коммутации трафика с поддержкой протоколов динамической маршрутизации; тут же обеспечивается подключение к высшим провайдеров и располагаются сервисные центры.

Сеть распределения (магистральная), как правило, соединяет между собой коммутаторы концентрации абонентской нагрузки.

Сеть доступа выполняет функции непосредственного подключения абонентов и концентрацию их нагрузки в магистральную сеть.

Проектируемая сеть будет иметь все три уровня. Для каждого из уровней выбрана топологию. Для обеспечения повышенной надежности используется топологическая модель кольцо. Кольцо, обычно создают на уровнях опорной сети и доступа.

Уровень доступа построен по топологии звезда, на уровне ядра также использована звезда.

Значит, проектируемая сеть строится по смешанной (тип топологии будет зависеть от уровня сети). К коммутаторам уровня распределения подключаются коммутаторы доступа с помощью топологии звезда, а также периферийные серверы, которые будут способствовать меньшей общей загрузки сети.

Транспортная сеть реализована с помощью технологии Gigabit Ethernet 1000BASE-LX, тем самым создавая большой запас пропускной способности и увеличивая устойчивость, так как необходима высокая надежность и гарантированная полоса для передачи данных.

На уровне распределения применяется технология 10-Gigabit Ethernet.

Сеть разбита на 8 секторов, в каждом будет находиться приблизительно 200 абонентов. В центре каждого сектора будет установлено OLT (Optical Linear Terminal) – L2 свитч с одним или несколькими Ethernet (SFP,SFP+) портами (Uplink порты), и PON портами (Downlink порты). К каждому порту OLT подключено до 64 ONU (Optical Network Unit) – VLAN свитчей небольшого размера. К ONU непосредственно подключаютя абоненты в зависимости от их расположения друг к другу (для некоторых частных домов может использоваться одно ONU для одного абонента, для многоэтажных можно будет использовать одно ONU для нескольких).

Между клиентом и провайдером располагается пассивная оптическая сеть. Основными компонентами пассивной оптической сети является оптическое волокно и сплиттеры, работающие в режиме разветвитель в направлении провайдер-клиент и в режиме смеситель в обратном направлении.

Вывод

Предложен эскизный проект телекоммуникационной сети услуг Triple Play для условий микрорайона Абакумова. Описаны особенности проектирования такой сети. Рассчитан трафик и приведена информационная модель сети, на которой описаны предоставляемые услуги, категории абонентов и способы предоставления этих услуг. Предложена типовая структура сети, ее уровни, топологии этих уровней и применяемые технологии. На основах этих данных приведена предварительная структура сети с использованием технологии GEPON и описаны ее основные элементы.

Список источников

1. В. Г. Олифер, А. Н. Олифер Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы: Учебник для вузов. 4–е изд. – СПб.: Питер, 2010. – 944 с.
2. А. Бабайцев Организация доступа к услугам Triple Play в мультисервисных сетях // Широкополосные мультисервисные сети, 2009 год.
3. С. В. Назаренко, В. В. Червинский Телекоммуникационная сеть нового поколения для условий г. Шымкент (Казахстан) // Автоматизація технологічних об’єктів та процесів. Пошук молодих. Збірник наукових праць ХІII науково–технічної конференції аспірантів та студентів в м. Донецьку 14–17 травня 2013 р. – Донецьк, ДонНТУ, 2013. – 441 с. – С. 62–64.