Характеристики на мрежа с комутация на пакети - Разработване на структура на мрежа с комутация на пакети
Блоковата схема на мрежата на OJSC MGTS включва доста сложно телекомуникационно оборудване, особено по отношение на взаимодействието с мрежите на други оператори, мрежи за достъп. В същото време в мрежата дълго време ще се използват различни технологии: комутация на вериги, комутация на пакети, цифров и аналогов достъп, различни видове технологии за безжичен достъп.
Ситуацията се усложнява от факта, че съвременните телекомуникационни мрежи използват технологии за комутация на вериги, както и схеми за мултиплексиране от типа TDM (Time Division Multiplexing), което показва техния фокус върху обслужването на ограничено количество поток от данни, както и редовността на параметрите на трафика. На практика, каквато и да е честотната лента на телекомуникационния канал, тя все още няма да е достатъчна за предаване на нередовен трафик на данни. В същото време в някои случаи инфраструктурата на телекомуникационните канали е развита много по-добре от цифровата и MGTS OJSC все повече се сблъсква с проблема за замяна на неефективна TDM система, ако е необходимо, поддържане на качеството на гласовия трафик. Изходът от тази ситуация изглежда е замяната на TDM мрежите с комутация на канали с модерна пакетна мрежа.[27]
Нека разгледаме общата функционална схема на SPD OP без препратка към специфичното оборудване на транспортната транспортна мрежа SDH. Обществената мрежа за предаване на данни на MGTS OJSC е изградена на йерархичен принцип и включва 3 нива:
В същото време логическите нива на PD мрежата се вписват в двустепенната фиброоптична транспортна мрежа на MGTS.
Нивото на достъп е реализирано на устройства за достъп на станция - ADSL концентратори. За хъбове се използва една схема за свързване към пръстена на багажника:каскадно в двупосочни вериги, вероятно свързани с различни транзитни възли. Свързването на хъбове във верига се осъществява последователно чрез интерфейси STM-1 (155 Mbps), започвайки и завършвайки на портовете на комутатора. Основната функция на нивото на достъп е: концентрация на абонатен трафик с цел по-нататъшното му преминаване към ниво на агрегиране. Концентраторите за достъп са разположени в транзитните възли на OJSC MGTS и в възлите за достъп на OJSC MGTS. Възлите за достъп са свързани към опорната мрежа за предаване на данни чрез Gigabit Ethernet (GE) интерфейси, използващи оптични комуникационни линии.
В допълнение към DSLAM е възможно да се свържете към опорната мрежа за пренос на данни чрез специални комуникационни линии.
Вторият слой, слой за концентрация на IP, е проектиран да събира информационни потоци от мултиплексорите на слоя за достъп. Физическото ниво на концентрация се проектира върху оптичните пръстени на долния и горния слой на SDH мрежата. На ниво IP концентрация са инсталирани IP ACCESS сървъри, които действат като рутери, комутатори, платформи за избор на услуги. Броят на сървърите за достъп се определя при проектирането, като се има предвид високата надеждност и гъвкавост на мрежата. IP сървърите трябва да бъдат оборудвани с оптични интерфейси за взаимодействие със SDH мрежата и IP слоя на ядрото на PD мрежата.
Нивото на агрегиране се формира от крайни рутери, които са свързани към ядрото на мрежата FOCL чрез интерфейси STM-4 (622MB/s) или STM-16. Функционално всяко устройство представлява пълноценен комутатор (поддържа всички протоколи за динамично маршрутизиране, определени от ATM стандартите) и два рутера. За допълнителна гъвкавост и надеждност, всички превключватели са свързани помежду си чрез FOCLSTM-4, образувайки излишен пръстен. Основните функции на нивото на агрегиране са:
o организиране на динамични връзки на ниво ATM мрежа между устройства за достъп до станции (хъбове) и рутери, на които се терминира абонатен трафик (постига се с помощта на ATM суич);
o предоставяне на статистика (обем и посока на потребителския трафик);
o изпълнение на гранични функции.
Взаимодействието на крайните рутери на нивото на агрегация помежду си, както и тяхното взаимодействие с мрежовото ядро оборудване, се осъществява чрез Gigabit Ethernet интерфейси чрез оптични комуникационни линии.
- контролът на достъпа включва управление на грешки, управление на конфигурацията, управление на производителността,
- управлението на IP рутери включва наблюдение на състоянието на мрежата, събиране на информация, регистриране на грешки и промени в конфигурацията на мрежовите устройства.
Контролният център на SPD съвпада с контролния център на основната транспортна мрежа MGTS. Основните и резервните контролни възли се използват за управление на SPD на OP на OJSC MGTS. Тези възли са свързани към опорната мрежа чрез рутери.
По този начин основните функции на опорния слой са:
- възможността за високоскоростно предаване на пакети данни във формат IP протокол за свързване на устройства с ниво на достъп;
- свързване на външни интернет доставчици;
- изграждане на насложени виртуални частни мрежи;
- свързване на системата за управление.
Като използвана технология за транспортна мрежа могат да се препоръчат пакетни технологии ATM, IP и др.. Всяка технология има своите плюсове и минуси.
ATM технологията с гарантирано качество на предаване няма напълностандартизирани протоколи и доста скъпи.
IP технологията има всички стандартизирани протоколи, има разумни цени, но не гарантира необходимото качество на предаване.
Следователно всеки мрежов оператор трябва ясно да разбере тенденцията за развитие на трафика, използваните технологии и въз основа на това да избере най-добрия вариант за организиране на мрежата.
В момента, както беше отбелязано по-горе, мрежата за предаване на данни на MGTS OJSC е превключена към технологията за комутиране на пакети MPLS - прехвърляне на пакети чрез етикети.
За осигуряване на показатели за сигурност и качество в транзитната мрежа при предаване на гласов трафик се препоръчва организирането на виртуална мрежа (VPN). Като се има предвид, че има непрекъснато нарастване на цифровата мрежа с комутация на вериги и появата на мрежа с комутация на пакети след 2006 г., трябва да се обърне внимание и на разработването на обещаваща схема за сигнализиране SS7.[7]
Проучване за осъществимост, извършено от служители на OJSC MGTS, на обемите на реконструкцията по години, характеристиките на въвеждане на технологията за комутация на пакети, разпределението на трафика в региона и количествения растеж на цифровите мрежи на свързаните оператори показа, че свързаният режим на работа в някои случаи може да се окаже спирачка за развитието на мрежата. По-специално, с годишното въвеждане в експлоатация на големи количества цифрови комутационни системи, включително тези, използващи нова технология с CP, е невъзможно да се осигури необходимата надеждност на работата на мрежата в определени посоки в съответния режим. Това се дължи на факта, че резервирането е изключено в мрежата за отделни маршрути поради неприемлив брой скокове. В допълнение, при значителния капацитет на информационните мрежи, свързаният режим на сигнализиране е икономически по-малко ефективен от несвързания. Че. най-оптималниятвариант на структурната едностепенна йерархична схема на мрежата, в която се използва квазисвързаният режим на сигнализиране SS7, показан на фиг. 3.1. Мрежата се състои от 2 интегрирани SP / STP, свързани помежду си според принципа „всеки към всеки“, два специализирани STP, свързани към SP / STP също според принципа „всеки към всеки“, и SP възли на специални услуги на CSS.
Интегрираният SP/STP е сигнална транзитна точка, вградена директно в оборудването за обмен и представлява модул на станция. Предимството на такава точка за сигнализиране е лекотата на внедряване, по-малкото количество обмен на сигнален трафик с точката за сигнализиране, по-малкото количество сигнализиращо оборудване. Интегрираните сигнални точки обаче имат следните недостатъци:
производителността на точката за сигнализиране зависи от производителността на процесора на станцията;
Ориз. 3.1.Схема за сигнализиране OKS 7 на цифровата мрежа на OJSC MGTS за 2012 г.
производителността на точката за сигнализиране зависи от производителността на процесора на станцията;
повреди в оборудването на комутационната станция влияят върху функционирането на точката за сигнализация;
пропускателната способност на сигнализиращата транзитна мрежа също зависи от производителността на процесора на станцията.
Специалният STP е транзитна точка за сигнализиране, която е мрежов елемент, който не е част от обмен. STP не страдат от недостатъците на интегрираните SP/STP. В същото време, когато се използва STP, сигнализиращото оборудване е излишно. Окончателният избор на опцията с използването на интегрирани сигнални точки в мрежата беше повлиян от широкото използване на SP в оборудването на OPTS и автоматичните телефонни централи в съществуващата мрежа на OJSC MGTS. Важен елемент от сигналната мрежа саклъстери. Клъстерът обединява сигнални точки, прикрепени към определени транзитни сигнални точки. Интегрираните SP/STP1, SP/STP2 формират собствена мрежа за сигнализиране OKS7 на мрежите на MGTS OJSC. STP1, STP2 са сигнални гранични транзитни точки, разделящи сигналните мрежи на други свързани оператори от сигналната мрежа на OJSC MGTS. Всъщност STP граничните точки намаляват вероятността от неоторизиран достъп от мрежи на свързани оператори до мрежата за сигнализиране на MGTS. За да се подобри надеждността на функционирането на информационната мрежа и мрежата SS7, потоците E1, които образуват снопове от канали в една посока, се разпределят хардуерно в различни системи за предаване. При изграждането на сигнална мрежа се спазват следните изисквания за разполагане на физически SS7 канали в един E1 поток:
не повече от един канал OKS7 в една посока с капацитет на лъча до 4 канала;
не повече от два канала OKS7 в една посока с капацитет на лъча повече от 4 канала.
За по-голямата част от собствените мрежови възли на MGTS, броят на E1 потоците, планирани за предаване на информационен трафик в посоки, е достатъчен за предаване на сигнален трафик. В този случай трябва да бъде изпълнено условието: един сигнален канал в потока E1. Характерно е, че при това условие честотната лента на мрежата за сигнализиране е достатъчна за различни обемни съотношения на технологии за комутация на вериги и пакети с общ капацитет от приблизително 5,5 милиона потребители. Анализът на окончателните изчисления на показателите за обем на мрежата за сигнализиране SS7 също показа, че от гледна точка на минимизиране на разходите за мрежата за сигнализиране трябва да се даде предпочитание на технологията за комутация на пакети. Въпреки че единичните разходи за мрежата за сигнализация са несравними с разходите за информационната мрежа, но с реконструкцията на мрежататази разпоредба трябва да се вземе предвид.