Телекоммуникационная сеть нового поколения для условий г. Шымкент (Казахстан)

Аннотация

С. В. Назаренко, В. В. Червинский Телекоммуникационная сеть нового поколения для условий г. Шымкент (Казахстан). Одним из направлений решения данных задач является разработка сетей нового поколения, обладающих универсальной коммуникационной средой, предоставляющей пользователю доступ к максимальному количеству сервисов. При этом немаловажным является учет условий, в которых развертывается сеть. В данной работе представлен вариант телекоммуникационной сети нового поколения, разработанной для конкретных условий г. Шымкент.

 

В условиях глобальной информатизации общества возникают следующие требования к телекоммуникационной сети:

• управление огромными объемами информационных потоков;
• решение актуальных проблем коммутации пакетов;
• отказ от традиционных услуг по предоставлению только голосовой связи;
• единое информационное пространство.

Одним из направлений решения данных задач является разработка сетей нового поколения, обладающих универсальной коммуникационной средой, предоставляющей пользователю доступ к максимальному количеству сервисов. При этом немаловажным является учет условий, в которых развертывается сеть. В данной работе представлен вариант телекоммуникационной сети нового поколения, разработанной для конкретных условий г. Шымкент.

Шымкент (ранее Чимкент, каз. Шымкент) – областной центр Южно-Казахстанской области, входит в тройку крупнейших городов Казахстана и является одним из крупнейших промышленных и торговых центров страны. Шымкент – один из ведущих промышленных и экономических центров Казахстана. В городе насчитывается 69 промышленных предприятий цветной металлургии, машиностроения, химической, нефтеперерабатывающей и пищевой промышленности.

Актуальность разработки телекоммуникационной сети нового поколения заключается в следующем. В городе Шымкент, на данный момент времени, нет оператора способного удовлетворить спрос на предоставление доступа к интегрированным широкополосным услугам, с возможностью их безболезненного наращивания, поэтому развертывание телекоммуникационной сети нового поколения является необходимым.

Требуется разработать сеть нового поколения в городе Шымкент, ориентированную на широкий круг потребителей и обеспечивающую комплексное предоставление инфо-коммуникационных услуг, а также провести интеграцию такой сети с традиционными сетями связи.

В разрабатываемой сети предполагается предоставление следующих сетевых услуг:

• телефония VoIP;
• широкополосный доступ к Интернет;
• цифровое телевидение и видео по запросу IPTV+VoD.

Услуги будут предоставляться следующим категориям абонентов:

• абоненты квартирного сектора;
• бизнес-абоненты;
• абоненты административного сектора.

На основе проведенного анализа технологий взаимодействия узлов ядра сети нового поколения сделан вывод о том, что протокол SIP больше всего подходит для реализации сети с предоставления услуг «tripleplay», поскольку максимально эффективно использует архитектуру IP-сети передачи данных, Кроме того, архитектура VoIP сетей на базе данного протокола обладает высоким уровнем масштабируемости.

Наиболее эффективной технологией для строительства сети доступа нового поколения в г. Шымкент для предоставления услуг TrіplePlay является Ethernet. Технология имеет хорошие экономические показатели, минимальные технологические ограничения и разрешает постоянно расширять набор предлагаемых абонентам услуг.

В качестве транспортной технологии предполагается использование IP/MPLS на основе 10 GigabitEthernet в оптической сети DWDM. Топология сети – «звезда». Сеть должна обладать масштабируемостью и гибкостью. Каналы связи должны иметь запас по пропускной способности. Архитектура сети должна быть основана на 3-х уровневой модели, включающей следующие компоненты: уровень услуг (сервера), уровень управления (программный коммутатор), магистраль (10 Гбит/с), уровень распределения (1 Гбит/с), уровень доступа (100 Мбит/с).

Глубокое проникновение оптики для предоставления качественных широкополосных услуг. В качестве маршрутизатора ядра наилучшим вариантом является использование CiscoCRS-1 8-10GBE и 16-GBE, с поддержкой 10 GigabitEthernet. Для четырех узлов, генерирующих максимальную абонентскую нагрузку 65 Гбит/с, достаточно одного коммутатора ядра, минимальной конфигурации (с одной стойкой).

Максимальная нагрузка, создаваемая одним узлом ядра, составляет 17,6 Гбит/с. Нагрузка на канал Интернет во «внешний мир» – 21111,23 Мбит/с, нагрузка на каналы PSTN – 301,125 Мбит/с, на канал от серверов IPTV+VoD – 258 Мбит/с. Таким образом, на уровне доступа от абонентов должна быть обеспечена скорость доступа до 10 Мбит/с. На уровне коммутаторов доступа – до 1 Гбит/с. На уровне ядра емкость кольца должна обеспечивать пропускную способность 30–50 Гбит/с. Внешний канал Интернет – 30 Гбит/с, внешний канал к PSTN – 500 Мбит/с.

На рис. 1 представлена схема ,отражающая архитектуру предполагаемой сети нового поколения для условий г. Шымкент. Приведенное на рис. 1 устройство SoftSwitch – это не только одно из сетевых устройств. Это так же и сетевое архитектурное решение.

Сигнальный шлюз (SG) – обеспечивает доставку к SoftSwitch сигнальной информации, поступающей со стороны ТфОП, и в обратном направлении.

Транспортный шлюз (TG) – на него поступают потоки пользовательской информации со стороны ТфОП, он преобразует эту информацию в пакеты, и передаёт её по протоколу IP в сеть с коммутацией пакетов, причём делает это всё под управлением SoftSwitch.

Шлюз доступа (AG) – служит интерфейсом между IP-сетью и проводной или беспроводной сетью доступа, передаёт сигнальную информацию к SoftSwitch, преобразует пользовательскую информацию и передаёт её либо другому порту этой же IP сети, либо в другую сеть с коммутацией пакетов, либо к транспортному шлюзу, для последующей передачи в ТфОП.

Для присоединения к Softswitch сегментов современных телефонных сетей на основе VoIP используются серверы. Поскольку в настоящее время существует две технологии VoIP– SIP (SessionInitiationProtocol) и Н.323, в состав Softswitch входят SIP-серверы и Н.323-сервсры. Эти серверы взаимодействуют с MGC по протоколам сигнализации SIP/SIP2 и Н.323 соответственно. В качестве коммутатора 3-го уровня выбран CiscoCatalyst 6509 с модулями WS-X6704-10GE и WS-X6416-GBIC, так как в любом узле сети находится большое количество коммутаторов доступа.

В качестве коммутатора выбран Cisco BTS 10200. Cisco BTS 10200 является классонезависимым телефонным сетевым коммутатором. Он выполняет функции интеллектуального управления вызовами, установления, управления, маршрутизации и терминации голосовых соединений в пакетной сети VoIP посредством передачи команд медиашлюзам. Немаловажным для разрабатываемой сети является оценка ее качественных характеристик. Одной из таких характеристик является задержка передачи голосового трафика.

Чтобы проанализировать наиболее сложные случаи, суммарную задержку пакета при прохождении от узла с абонентами промышленного сектора к узлу с абонентами жилого сектора рассчитана для кодеков G.711 и G.723. В результате общая задержка для передачи IP-телефонии в сети для кодека G.711 составляет 123 мс, что меньше требуемых 200 мс и обеспечивается отличное качество связи. Использование кодека G.723 обеспечивает хорошее качество, так как задержка составляет 239 мс и меньше 400 мс.

Таким образом, в сети обеспечивается необходимый уровень обслуживания.

Выводы. В данной статье представлена телекоммуникационная сеть нового поколения, разработанная для условий г. Шымкент (Казахстан). Внедрение данной сети обеспечит ее абонентов базовой широкополосной телекоммуникационной услугой TriplePlay и даст следующие преимущества:

• позволит передавать в одной сети информацию любого вида: голос, данные, видео с гарантией качества – поддержкой QoS.
• даст возможность предоставления любого вида услуг без кардинальной перестройки существующей сети.
• предоставит жителям города современные высокоскоростные сервисы (VoIP, VPN, VOD, Internet и др.), возможность работать с любыми IP приложениями сети Интернет.

Перечень ссылок

1. Описание магистральной части решения Cisco. [Электронный ресурс] – Электроне текстовые данные. – Режим доступа: http://syssoft-group.ru/pages/magistral/.
2. Применение технологии Ethernet для построения мультисервисных сетей. [Электронный ресурс] –Электроне текстовые данные. – Режим доступа: http://www.c-tt.com.ua/content/....
3. Продукция фирмы Cisco. [Электронный ресурс] – Электроне текстовые данные. – Режим доступа: http://www.ske-service.ru/....
4. Разновидности Ethernet. [Электронный ресурс] – Электроне текстовые данные. – Режим доступа: http://data-transfer.ru/archives/....
5. Технологии передачи данных и VoIP. [Электронный ресурс] – Электроне текстовые данные. – Режим доступа: http://www.konturm.ru/....