Проектирование мультисервисной сети - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника курсовая работа

Расчёт трафика, генерируемого абонентами объектов. Формирование матрицы информационного тяготения. Расчет коэффициента по расстоянию. Синтез структуры сети и формирование матрицы связей. Введение поперечных связей. Выбор коммутационного оборудования.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Министерство образования и науки Украины
Одесская национальная академия связи им. А.С. Попова
на тему : « Проектирование мультисервисной сети »
Целью курсового проекта является организация платформы предоставления заданного перечня услуг (включая широкополосные) и определение их качества.
Поставленная цель достигается решением следующих проектных задач:
Расчёт трафика, генерируемого абонентами объектов сети и формирование матрицы взаимного тяготения между объектами.
Синтез структуры сети и формирование матрицы связей.
Выбор коммутационного оборудования узлов (коммутаторов АТМ) и формирование требований к оборудованию систем передачи линий связи по предоставлению необходимой полосы пропускания.
информационный тяготение матрица связь
Мультисервисные сети обеспечивают возможность предоставления пользователям наиболее широкого спектра качественных услуг при эффективном использовании передающих ресурсов сети и универсальном способе обработки нагрузки, порождаемой различными приложениями. Основной транспортной технологией мультисервисных сетей является технология АТМ (Asynchronous Transfer Mode) [1].
АТМ, как стандартизированная архитектура пакетно-ориентированной передачи и коммутации, первоначально предназначалась для обслуживания широкополосных цифровых сетей с интеграцией служб (B-ISDN). С тех пор возможности АТМ были расширены для поддержки различных типов служб:широкополосных, узкополосных, пульсирующего трафика, приложений реального времени.
Коммутация пакетов происходит на основе идентификатора виртуального канала (Virtual Channel Identifier, VCI), который назначается соединению при его установлении и уничтожается при разрыве соединения. Адрес конечного узла ATM, на основе которого прокладывается виртуальный канал, имеет иерархическую структуру, подобную номеру в телефонной сети, и использует префиксы, соответствующие кодам стран, городов, сетям поставщиков услуг и т. п., что упрощает маршрутизацию запросов на установление соединения.
Виртуальные соединения могут быть постоянными (Permanent Virtual Circuit, PVC) и коммутируемыми (Switched Virtual Circuit, SVC). Для ускорения коммутации в больших сетях используется понятие виртуального пути - Virtual Path, который объединяет виртуальные каналы, имеющие в сети ATM общий маршрут между исходным и конечным узлами или общую часть маршрута между некоторыми двумя коммутаторами сети. Идентификатор виртуального пути (Virtual Path Identifier, VPI) является старшей частью локального адреса и представляет собой общий префикс для некоторого количества различных виртуальных каналов. Таким образом, идея агрегирования адресов в технологии ATM применена на двух уровнях - на уровне адресов конечных узлов (работает на стадии установления виртуального канала) и на уровне номеров виртуальных каналов (работает при передаче данных по имеющемуся виртуальному каналу).
Для каждого типа служб АТМ обеспечивает заданное качество обслуживания нагрузки, которое оценивается такими параметрами как задержка пакетов дисперсия задержки и вероятность потери пакетов. Эта опция называется QoS (Quality of Service). Обеспечение QoS является коренным отличием технологии АТМ от существующих сетевых технологий и позволяет полноценно передавать интегральный трафик (голос, видео, данные). При этом весь разнородный трафик преобразуется в стандартные ячейки - 48-байтовые пакеты, дополнение 5-байтовыми заголовками.
В зависимости от требований источников к скорости передачи и QoS различают следующие основания категории классов трафика:
с постоянной битовой скоростью СBR (Constant Bit Rate);
с переменной битовой скоростью VBR (Variable Bit Rate);
с доступной битовой скоростью ABR (Available Bit Rate);
с негарантированной битовой скоростью UBR (Unspecified Bit Rate).
Основными сетевыми устройствами АТМ являются АТМ-коммутаторы, с помощью которых организуются виртуальные соединения на время сеанса связи и обеспечивается предоставление QoS пользователям.
В сетях АТМ различают два типа интерфейсов:UNI (User-Network Interface) и NNI (Network-Node Interface). Интерфейс UNI обеспечивает подключение периферийного не АТМ устройства (например, маршрутизатора) к АТМ коммутатору опорной сети. Интерфейс NNI используется для взаимодействия между АТМ коммутаторами.
Сети АТМ строятся по принципу коммутируемой среды (коммутируемой топологии) с выделением уровней доступа, распределения и ядра. Уровень доступа в территориальных сетях представляет собой опорную сеть, объединяющую коммутаторы АТМ, расположенные в областных узлах коммутации. Уровень распределения определяют зональные узлы с размещениями в них АТМ-коммутаторами. Коммутаторы уровня ядра размещаются в главных территориальных узлах.
В сетях АТМ различают два типа интерфейсов:UNI (User-Network Interface) и NNI (Network-Node Interface). Інтерфейс UNI обеспечивает подключение переферийного не АТМ оборудования (например, маршрутизаторов) к АТМ комутатору опорной сети. Спецификация UNI определяет структуру пакета, адресацию станций, обмен управляющей информацией, уровни протокола ATM, способы установления виртуального канала и способы управления трафиком. Интерфейс NNI используется для взаимодействия между АТМ комутаторами
Сети АТМ строятся по принципу коммутируемой топологии с выделением уровней доступа, распределения и ядра. Уровень доступа в территориальных сетях является опорной сетью, которая объединяет коммутаторы АТМ, расположенные в областных узлах коммутации. Уровень распределения определяют зональные узлы с размещенными в них АТМ-коммутаторами. Коммутаторы уровня ядра размещаются в главных территориальных узлах.
Стандарт ATM не вводит свои спецификации на реализацию физического уровня. Здесь он основывается на технологии SDH/SONET, принимая ее иерархию скоростей. В соответствии с этим начальная скорость доступа пользователя сети - это скорость STM-1 155 Мбит/с. Магистральное оборудование ATM работает и на более высоких скоростях STM-4 622 Мбит/с и STM-16 2,5 Гбит/с. На скорости 155 Мбит/с можно использовать не только волоконно-оптический кабель, но и неэкранированную витую пару категории 5. На скорости 622 Мбит/с допустим только волоконно-оптический кабель. Работа на сверхвысоких скоростях существенно удорожает оборудование ATM из-за сложности реализации операций разбиения пакетов на ячейки и сборки ячеек в пакеты в заказных интерфейсных коммутаторов.
Имеются и другие физические интерфейсы к сетям ATM, отличные от SDH/ SONET. К ним относятся интерфейсы Т1/Е1 и ТЗ/ЕЗ, распространенные в глобальных сетях, и интерфейсы локальных сетей - интерфейс с кодировкой 4В/5В со скоростью 100 Мбит/с (FDDI) и интерфейс со скоростью 25 Мбит/с, предложенный компанией IBM и утвержденный ATM Forum. Кроме того, для скорости 155,52 Мбит/с определен так называемый физический уровень «cell-based», то есть уровень, основанный на ячейках, а не на кадрах SDH/SONET. Этот вариант физического уровня не использует кадры SDH/SONET, а отправляет по каналу связи непосредственно ячейки формата ATM, что сокращает накладные расходы на служебные данные, но несколько усложняет задачу синхронизации приемника с передатчиком на уровне ячеек.
Класс трафика (называемый также классом услуг - service class) качественно характеризует требуемые услуги по передаче данных через сеть ATM. Если приложение указывает сети, что требуется, например, передача голосового трафика, то из этого становится ясно, что особенно важными для пользователя будут такие показатели качества обслуживания, как задержки и вариации задержек ячеек, существенно влияющие на качество переданной информации - голоса или изображения, а потеря отдельной ячейки с несколькими замерами не так уж важна, так как, например, воспроизводящее голос устройство может аппроксимировать недостающие замеры и качество пострадает не слишком. Требования к синхронности передаваемых данных очень важны для многих приложений - не только голоса, но и видеоизображения, и наличие этих требований стало первым критерием для деления трафика на классы.
Рисунок 1 - Коммутируемая топология
В результате было определено пять классов трафика, отличающихся следующими качественными характеристиками:
наличием или отсутствием пульсации трафика, то есть трафики CBR или VBR; требованием к синхронизации данных между передающей и принимающей сторонами; типом протокола, передающего свои данные через сеть ATM, - с установлением соединения или без установления соединения (только для случая передачи компьютерных данных).
Основные характеристики классов АТМ трафика приведены в Таблице 1.
Постоянная битовая скорость (Constant Bit Rate, CBR)
Необходимы временные соотношения между передаваемыми и принимаемыми данными
Примеры:голосовой трафик, трафик телевизионного изображения
Переменная битовая скорость (Variable Bit Rate, VBR)
Необходимы временные соотношения между передаваемыми и принимаемыми данными
Примеры:компрессированный голос, компрессированное видеоизображение
Переменная битовая скорость (Variable Bit Rate, VBR)
Не требуются временные соотношения между передаваемыми и принимаемыми данными
Примеры:трафик компьютерных сетей, в которых конечные узлы работают по протоколам с установлением соединения:frame relay, X.25, TCP
Переменная битовая скорость (Variable Bit Rate, VBR)
Не требуются временные соотношения между передаваемыми и принимаемыми данными
Примеры:трафик компьютерных сетей, в которых конечные узлы работают по протоколам без установлением соединения:IP, Ethernet, SNMP.
Тип трафика и его параметры определяются пользователем
Очевидно, что только качественных характеристик, задаваемых классом трафика, для описания требуемых услуг недостаточно.. В технологии ATM для каждого класса трафика определен набор количественных параметров, которые приложение должно задать. Например, для трафика класса А необходимо указать постоянную скорость, с которой приложение будет посылать данные в сеть, а для трафика класса В - максимально возможную скорость, среднюю скорость и максимально возможную пульсацию. Для голосового трафика можно не только указать на важность синхронизации между передатчиком и приемником, но и количественно задать верхние границы задержки и вариации задержки ячеек.
В технологии ATM поддерживается следующий набор основных количественных параметров:
Peak Cell Rate (PCR) - максимальная скорость передачи данных;
Sustained Cell Rate (SCR) - средняя скорость передачи данных;
Minimum Cell Rate (MCR) - минимальная скорость передачи данных;
Maximum Burst Size (MBS) - максимальный размер пульсации;
Cell Loss Ratio (CLR) - доля потерянных ячеек;
Cell Transfer Delay (CTD) - задержка передачи ячеек;
Cell Delay Variation (CDV) - вариация задержки ячеек.
Параметры скорости измеряются в ячейках в секунду, максимальный размер пульсации - в ячейках, а временные параметры - в секундах. Максимальный размер пульсации определяет количество ячеек, которое приложение может передать с максимальной скоростью PCR, если задана средняя скорость. Доля потерянных ячеек является отношением потерянных ячеек к общему количеству отправленных ячеек по данному виртуальному соединению. Так как виртуальные соединения являются дуплексными, то для каждого направления соединения могут быть заданы разные значения параметров.
Соглашение между приложением и сетью ATM называется трафик-контрактом. Основным его отличием от соглашений, применяемых в сетях frame relay, является выбор одного из нескольких определенных классов трафика, для которого наряду с параметрами пропускной способности трафика могут указываться параметры задержек ячеек, а также параметр надежности доставки ячеек.
3. Исходные данные к проектированию
Масштаб территории, охватываемой сетью, определяется границами Украины. В качестве объектов сети принимаются области административного деления Украины, общее количество которых n=25 (карта Украины приведена в Приложении А). Возникающая нагрузка объекта сети концентрируется в областном центре. Областные центры рассматриваются в качестве мест расположения узлов уровня доступа в мультисервисную сеть.
В качестве потенциальных абонентов для каждого объекта сети рассматривается население областей Украины (см. Таблицу 2).
Перечень служб, обеспечивающих предоставление широкополосных услуг, с указанием класса пользователей (КС - квартирный сектор, ДС - деловой сектор, УАТС - учрежденческие АТС, Центр служб) и параметров трафика приведен в Таблице 3.
Структурный состав абонентов объектов сети приведен в Приложении Б (вариант выбирается согласно порядковому номеру студента в журнале группы).
При определении количества абонентов по каждой службе на объектах сети следует учитывать, что в каждый момент времени одновременно в сети работает только w (%) от общего количества абонентов. Процент одновременно работающих пользователей сети выбирается согласно варианту из Таблицы 4 (номер варианта соответствует последней цифре студенческого билета).
Матрица расстояний R = || rij || , размерностью (25х25), где элемент rij определяет расстояние между узлами i и j по кабелю первичной сети, приведена в Таблице 5.
Количество зон сети и наименования зональных узлов выбирается из Таблицы 4 согласно заданному варианту (вариант выбирается по предпоследней цифре студенческого билета). В соответствии с рассматриваемой коммутируемой топологией проектируемой сети (Рис.1) на уровне доступа используются областные узлы.
Таблица 2. - Население областей Украины
Количество потенциальных абонентов, тыс. чел.
Таблица 3 - Перечень служб с указанием класса пользователей
Таблица 4 - Наименования зональных узлов и процент одновременно работающих пользователей сети
Львов, Черновцы, Житомир, Сумы, Луганск, Одесса, Симферополь
Львов, Киев, Полтава, Запорожье, Симферополь
Тернополь, Киев, Полтава, Николаев, Донецк, Ужгород
Ужгород, Хмельницкий, Черкассы, Одесса, Донецк, Харьков
Луганск, Симферополь, Чернигов, Хмельницкий, Львов
Тернополь, Черкассы, Донецк Хмельницкий, Херсон, Запорожье,
Луцк, Чернигов, Симферополь, Луганск, Черновцы, Харьков, Кировоград
Луцк, Хмельницкий, Киев, Одесса, Донецк

Таблица 5 - Матрица расстояний между областными центрами Украины (в км.)

3 . Расчет трафика, генерируемого абонентами объектов сети
3.1 Определение потенциального количества абонентов сети
Определим потенциальное количество абонентов сети, используя Таблицу 2 «Население областей Украины», а также таблицу Приложения Б Вариант 23. В дальнейшем будем проводить пример расчетов для одного из объекта сети, а именно Винница.
И того определим потенциальное количество абонентов, одновременно работающих в сети по соответствующим категориям:
Общее количество абонентов:1772400•0,04= 70896 чел
3.2 Определение количества абонентов, одновременно работающих в сети, с учетом количества оборудования УАТС и ЦС
Найдем количество абонентов одновременно работающего в сети с учетом количества оборудования УАТС и ЦС.
Известно, что в среднем на один УАТС приходится 10 чел., а на 1 ЦС - 100 чел.
Остальные результаты приведем в таблице 4.2.
Таблица 7 - Потенциальное количество абонентов одновременно работающих в сети с учетом количества оборудования УАТС и ЦС
Интенсивность трафика (бит/сек), генерируемого абонентами і-го объекта, определяется как суммарный информационный поток, поступающего в областной узел коммутации от всех шести служб в час наибольшей нагрузки (ЧНН):
где k - номер строки соответствующей службы в таблице 1; К - общее количество этих служб; - матрица интенсивности трафика в ЧНН по i -м объектам и k-м службам:
здесь:- пиковая скорость для трафика категории сервиса CBR (Constant Bit Rate) либо средняя битовая скорость передачи для трафика категорий сервиса VBR (Variable Bit Rate) и ABR (Available Bit Rate) в бит/сек. Значение берётся из Таблицы 3 непосредственно, значение вычисляется по формуле:
K CBR относится трафик, для которого Тр = Тс, т.е. длительность пика равна длительности сеанса связи (см. в Таблице 3)
Безразмерная величина в формуле (2) означает относительное усредненное по классам пользователей внутри каждой к-ой службы и приведенное к одной секунде время активности к-ой службы i-го объекта (области) в ЧНН; определяется по формуле:
где - это класс пользователей внутри каждой к-ой службы согласно Таблице 2; например, служба 1 (телефония) имеет три класса:КС - квартирный сектор, ДС - деловой сектор, УАТС;
- количество одновременно работающих в сети абонентов класса в к-ой службе на i-м объекте; определяется с учетом общего числа абонентов соответствующих объектов и служб, а также условно заданным процентом от их общего числа (согласно Таблице 4);
- число вызовов в ЧНН от абонентов класса в к-ой службе на i-м объекте;
- средняя длительность сеанса связи абонента класса в к-ой службе на i-м объекте (в сек);
- количество секунд в одном часе в сек).
Общая нагрузка делится на две составляющие: одна, замыкаемая внутри зоны (внутренняя), и вторая - внешняя нагрузка , исходящая в другие зоны. Их соотношение задается исходя из эмпирического опыта, например, 60% + 40%. Таким образом, внешний трафик, генерируемый каждым объектом в ЧНН, равен:
И того произведем расчет трафика для Одесской области.
Относительное уреднение по классам пользователей внутри каждой службы. Для остальных областей расчет проводится аналогично, результаты приведем в таблицу 5.1.
Распределение интенсивности трафика в ЧНН по объектам и службам(Кбит/с):
Телефония 6491*64000= 415439217 бит/с
Факс цветной 9,72*2000000= 19425504 бит/с
Видеотелефония 39,77*2000000=79545312 бит/с
Поиск видео 787,93*555556=437740262 бит/с
Поиск документов 1757,54*320=562413 бит/с
Передача данных 3598*320=1151442 бит/с
415439217+19425504+79545312+437740262+562413+1151442= 953864150 бит/с
Таблица 8 - Распределение интенсивности трафика в ЧНН по объектам и службам(Кбит/с)
4. Формирование матрицы информационного тяготения
Матрица информационного тяготения между узлами сети задает информационный поток между каждой парой этих узлов в прямом и обратном направлении. В общем случае элементы этой матрицы несимметричны относительно главной диагонали, т.е. прямой и обратный потоки могут не совпадать по интенсивности. Расчет матрицы информационного тяготения в данном проекте осуществляется на основе совместного учета двух факторов влияния - информационного тяготения по расстоянию и по нагрузке. Каждый из этих факторов формализуется с помощью соответствующих коэффициентов информационного тяготения по нагрузке и расстоянию , а их совместное влияние определяется коэффициентом ; методика расчета этих коэффициентов приведена ниже.
Матрица коэффициентов информационного тяготения по нагрузке:
где - суммарный внешний трафик по всем областям.
Условия нормировки величин выбраны таким образом, чтобы выполнялось требование:
Информационное тяготение по расстоянию определено эмпирически по принципу «Чем дальше расположены объекты друг от друга, тем меньше ожидаемый информационный поток между ними». Разумеется, это всего лишь одна из возможных приближенных оценок факторов влияния.
- относительное расстояние между i-м и j-м
объектами (областными узлами связи). Тогда коэффициент тяготения по расстоянию можно определить как обратную величину:
где - нормировочный коэффициент из условия:
Совместный учет двух факторов влияния определяется в виде:
где - нормировочный коэффициент выбранный из условия, что , .
Зная коэффициенты информационного тяготения между объектами можно сформировать матрицу информационного тяготения между объектами сети:
В эту матрицу на позиции диагональных элементов следует записать значение трафика, замыкающегося внутри соответствующего объекта сети:
4.1 Расчет коэффициента тяготения по нагрузке
Из предыдущего раздела берем исходящий трафик и рассчитаем G, как сумму всех исходящих трафиков от областей.
G=190772830+399945656+603180322+133263016+203049035+162559232+458849497+125516145+273963446+123803713+296997669+165894731+283513381+179669216+153008172+294981259+152293167+136190844+129957149+135597295+340811230+148572864+162111700+132027440+114438157= 5500967168 бит/с
Для первого объекта сети найдем коэффициенты информационного тяготения:
Для остальных узлов результаты приведем в таблицу 4.1.
Таблица 9 - Коэффициенты информационного тяготения по нагрузке
4.2 Расчет коэффициента тяготения по расстоянию
Далее проведем расчет коэффициента тяготения по расстоянию для первого объекта сети.
, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , .
Таблица 10 - Коэффициент тяготения по расстоянию
Рассчитаем нормировочный коэффициент бi.
Остальные коэффициенты аналогично рассчитываются. Результаты представим в таблице 6.3.
Теперь найдем коэффициент тяготения по расстоянию.
Таблица 11 - Нормировочный коэффициент бi
Расчёт трафика, генерируемого абонентами объектов сети и формирование матрицы взаимного тяготения между объектами. Выбор коммутационного оборудования узлов и формирование требований к системе передачи линий связи по предоставлению полосы пропускания. курсовая работа [322,6 K], добавлен 03.02.2014
Создание широкополосного абонентского доступа населению микрорайона "Зареченский" г. Орла, Анализ инфраструктуры объекта. Выбор сетевой технологии, оборудования. Архитектура построения сети связи. Расчет параметров трафика и нагрузок мультисервисной сети. дипломная работа [2,7 M], добавлен 16.02.2016
Проектирование и оптимизация функциональной схемы корпоративной вычислительной сети. Расчет стоимости требуемого оборудования. Определение перечня сервисов КВС. Расчет трафика, генерируемого пользователями. Выбор оптимального варианта конфигурации. курсовая работа [236,3 K], добавлен 19.02.2013
Разработка структурной схемы и нумерации существующей аналогово-цифровой сети. Расчет возникающих и межстанционных нагрузок, емкости пучков связей. Оптимизация топологии кабельной сети. Расчет скорости цифрового потока и выбор структуры цифровой сети. курсовая работа [1,3 M], добавлен 07.08.2013
Изучение организации связи в мультисервисной сети, технические характеристики оборудования, структура аппаратных средств и программного обеспечения. Построение схемы мультисервисной сети на базе цифровой коммутационной системы HiPath 4000 фирмы Siemens. дипломная работа [3,2 M], добавлен 25.04.2012
Сущность и функции мультисервисной сети. Проектирование локальной сети центрального офиса и локальных сетей удаленных офисов. Распределение IP-Адресации. Характеристика организации радиоканалов. Анализ принципов при выборе оборудования проводной связи. курсовая работа [1,5 M], добавлен 29.01.2014
Характеристика района внедрения сети. Структурированные кабельные системы. Обзор технологий мультисервисных сетей. Разработка проекта мультисервистной сети передачи данных для 27 микрорайона г. Братска. Расчёт оптического бюджета мультисервисной сети. дипломная работа [2,7 M], добавлен 23.10.2012
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .

© 2000 — 2021



Проектирование мультисервисной сети курсовая работа. Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника.
Реферат: Еврорынок. Скачать бесплатно и без регистрации
Курсовая работа по теме Методы и приёмы в преподавании английского языка
Сочинение По Повести Пушкина Станционный Смотритель
Сочинение по теме Анализ стихотворения Ахматовой Родная земля
Реферат: Музыка и ритмика в поэме Блока Двенадцать. Скачать бесплатно и без регистрации
Курсовая работа: Деньги с точки зрения марксистов и неоклассиков. Скачать бесплатно и без регистрации
Теплоизоляционные Материалы Реферат
Курсовая работа по теме Система образів роману Чарльза Діккенса 'Пригоди Олівера Твіста'
Реферат: Управление персоналом предприятия в кризисных ситуациях
Курсовая работа по теме Біологічні основи методу розвитку рухових якостей
Экология И Безопасность Обж 8 Класс Реферат
Курсовая Работа На Тему Психология
Курсовая работа по теме Механизм увольнения работника
Дипломная работа: Планирование объема новых услуг на предприятии связи. Скачать бесплатно и без регистрации
Курсовая работа по теме Автоматизация учета ежемесячных сведений о количестве уволившихся работников
Курсовая Работа На Тему Трудовая Теория Карла Маркса
Сочинение Слово О Полку Игореве Образ Родины
Курсовая Работа На Тему Эффективность Использования Трудовых Ресурсов В Организациях Потребительской Кооперации
Дипломная работа по теме Расчёт абсорбционной установки
Реферат: Теорія обміну Джорджа Хомансу
Уголовное право и судебный процесс в Германии - Государство и право курсовая работа
Научно-технический прогресс - Бухгалтерский учет и аудит курсовая работа
Эксцесс исполнителя преступления в истории отечественного уголовного права и в зарубежном уголовном праве - Государство и право дипломная работа