Расчет нагрузки от трансляции цифрового видеопотока в районы обслуживания провайдера для вещания в стандарте DVB-T. Обеспечение трафика услуг транспортной магистрали. Каналы передачи данных VoIP, IPTV, Интернет. Оборудование и системы управления сетью.
Аннотация к работе
В существующей транспортной сети оператора передается трафик следующих видов услуг: а) речевой трафик абонентов районных АТС; На уровне транспорта данное разделение услуг отсутствует, а наблюдение ведется только за общей загрузкой каналов сети. Примечание: отсутствие средств мониторинга и обеспечения качества обслуживания (задержка, потери пакетов, джиттер) в сети Ethernet не позволяет предоставлять дифференцированные услуги с гарантированными параметрами качества передачи. По данным оператора в сети в моменты перегрузок с коэффициентом использования канала 0,7?0,8 (более 700 Мб/с) наблюдается рост задержки передачи пакетов от до 400-500 мс, что сравнимо с задержкой передачи по спутниковому каналу, это сказывается на качестве предоставления услуг и медленной работе пользовательских сетевых приложений. Для решения данных проблем необходимо определить интенсивность нагрузки по каждой услуге, и рассчитать пропускную способность магистрального канала с учетом требований к задержке и потерям пакетов.Параметры качества обслуживания QOS (задержка и вероятность потерь) нормируются для различных видов трафика. Работу магистрального канала с выходным буфером по обслуживанию поступающей нагрузки можно описать моделью систем массового обслуживания с входящим самоподобным потоком и детерминированным временем обслуживания: FBM/D/1, где FBM - фрактальное броуновское движение, являющееся самоподобным процессом; x - необходимый объем выходного буфера, требуемый для обслуживания поступающей нагрузки, при вероятности потерь стремящейся к нулю. Формула 1.1 актуальная для процессов, проявляющих свойства самопоподобия, и связывает между собой интенсивность поступающей нагрузки, пропускную способность магистрального канала и объем буфера. В соответствии с методиками [14, 15]: (1.2) где T - задержка пакета, складывающаяся из времени нахождения пакета в очереди и времени передачи пакета по каналу связи;Длину пакета n примем за максимальную возможную для технологии GE 1500 байт, так как пакеты максимальной длины имеют наибольшие задержки при передаче. n = 1500 байт = 12000 бит. При самоподобном входящем потоке резкое возрастание задержек пакетов происходит уже при ? = 0,6, где ? - отношение интенсивности нагрузки к пропускной способности канала: Рассчитаем необходимый размер буфера и задержку пакета для РЄ [0,6:1) , с шагом 0,1 (формулы 1.1, 1.2), результаты приведем в таблицу 1.1.1 По полученным значениям (таблица 1.1.1) построим графики зависимости задержки и необходимого размера буфера от величины пропускной способности канала при фиксированной нагрузке y, Мб/с. Трафик передачи данных и Интернет представляет собой смешение информационных потоков различного типа, поэтому стандарты QOS не регламентируют нормы по задержке, они лишь определяют классы сетей в зависимости от величины задержки и доли потерь пакетов (таблица 1.1.2). По полученным значениям (таблица 1.1.3) построим графики зависимости задержки и необходимого размера буфера от величины пропускной способности канала при фиксированной нагрузке y Мб/с, которые представлены на рисунках 1.1.3, 1.1.4.Параметры VOIP и H.248 потока, исходя из интенсивностей речевого и сигнального трафиков: , (1.2.1) Аналогично пункту 1.1, рассчитаем параметры задержки и необходимый размер буфера для РЄ[0,6:1), с шагом 0,1 (формулы 1.1 1.2), результаты приведены в таблице 1.2.1. трафик видеопоток провайдер сеть По полученным значениям (таблица 1.2.1) построим графики зависимости задержки и необходимого размера буфера от величины пропускной способности канала при фиксированной нагрузке y = 29582,25 Кб/с, которые представлены на рисунках 1.2.1, 1.2.2. Как видно из таблицы 1.2.1 необходимое значение пропускной способности лежит в пределах с = 42264-49308 Кб/с. По полученным значениям (таблица 1.2.2) построим графики зависимости задержки и необходимого размера буфера от величины пропускной способности канала при фиксированной нагрузке у = 29582,25 Кб/с, которые представлены на рисунках 1.2.3, 1.2.4.Определим параметр IPTV потока и потока для DVB-T по формулам: ; (1.3.1) Параметры потоков (по формулам 1.3.1, 1.3.2): Аналогично пункту 1.1, рассчитаем параметры задержки и необходимый размер буфера для самоподобного потока IPTV для РЄ[0,6:1) , с шагом 0,1 (формулы 1.1 1.2), результаты приведены в таблице 1.3.1. По полученным значениям (таблица 1.3.1) построим графики зависимости задержки и необходимого размера буфера от величины пропускной способности канала при фиксированной нагрузке 125 Мб/с, которые представлены на рисунках 1.3.1, 1.3.2. Требования к задержкам при передаче IPTV пакетов (MPEG 4) аналогичны требованиям к сетям второго класса с высоким показателем QOS (таблица 1.1.2), что соответствует задержке на передачу в 30 мс. По полученным значениям (таблица 1.3.2) построим графики зависимости задержки и необходимого размера буфера от величины пропускной способности канала при фиксированной нагрузке 125 Мб/с, которые представлены на рисунках 1.3.3, 1.3.4.С одной стороны, обеспечивалась бы требуемая п
План
Содержание
Введение
1. Расчет пропускной способности транспортной магистрали
1.1 Канал передачи данных и Интернет
1.2 Канал передачи VOIP
1.3 Канал передачи IPTV
2. Обеспечение требуемой пропускной способности
3. Выбор оборудования и системы управления сетью
Заключение
Список использованных источников
Введение
В существующей транспортной сети оператора передается трафик следующих видов услуг: а) речевой трафик абонентов районных АТС;
б) трафик услуги подключения к сети Интернет пользовательских и корпоративных сайтов;
в) трафик выделенных каналов передачи данных корпоративным пользователям и государственным службам;
г) трафик цифрового видеопотока в районы обслуживания провайдера с целью дальнейшей ретрансляции в стандарте DVB-T.
Перечисленные услуги, кроме 1-й, используют ресурсы сети Ethernet. На уровне транспорта данное разделение услуг отсутствует, а наблюдение ведется только за общей загрузкой каналов сети.
Примечание: отсутствие средств мониторинга и обеспечения качества обслуживания (задержка, потери пакетов, джиттер) в сети Ethernet не позволяет предоставлять дифференцированные услуги с гарантированными параметрами качества передачи.
По данным оператора в сети в моменты перегрузок с коэффициентом использования канала 0,7?0,8 (более 700 Мб/с) наблюдается рост задержки передачи пакетов от до 400-500 мс, что сравнимо с задержкой передачи по спутниковому каналу, это сказывается на качестве предоставления услуг и медленной работе пользовательских сетевых приложений. При коэффициенте загрузке канала более 0,8 в сети наблюдаются потери пакетов до 10?20% что является недопустимым для работы транспортной сети.
Для решения данных проблем необходимо определить интенсивность нагрузки по каждой услуге, и рассчитать пропускную способность магистрального канала с учетом требований к задержке и потерям пакетов.
На уровне транспорта дифференцирование трафика можно обеспечить за счет поля Exp в метке пакета MPLS-TP. Данное поле размером 3 бита, позволяет различать 8 видов услуг, а за счет расширения поля до 8 бит определять 256 типов информационных потоков.
Качество обслуживания каждой услуги будет обеспечиваться за счет: а) выделения рассчитанной пропускной способности магистрального канала и очереди (буфера) требуемого размера;
б) применения политик обслуживания очередей QOS;
в) за счет средств мониторинга параметров качества передачи.
В дальнейшем ограничимся расчетом требуемой пропускной способности с учетом задержки для услуг видеовещания (IPTV), передачи голоса (VOIP) и передачи данных (Интернет).
Это ограничение можно объяснить тем, что все виды услуг для конечных пользователей базируются на 3 основных элементах: речь, видео и данные. Тем самым, обеспечив качество передачи данных типов трафика, мы заложим основу для качественного предоставления остальных услуг, работающих поверх IP.
В планах оператора подключить все районные АТС к сети NGN, где коммутация будет осуществляться с помощью технологии SOFTSWITCH с управлением по протоколу H.248, а речевой трафик будет кодироваться кодеком G.711 и инкапсулироваться в IP/Ethernet пакеты в специальном шлюзе UMG, подключенным непосредственно АТС с клиентской стороны и к районному коммутатору в направлении SOFTSWITCH.
Так же необходимо включить в расчет нагрузку от трансляции цифрового видеопотока в районы обслуживания провайдера для дальнейшего вещания в стандарте DVB-T.
Таким образом, проектируемая транспортная сеть будет предоставлять следующие типы услуг передачи информации: - предоставление услуг передачи данных и подключение пользовательских, корпоративных сайтов к сети Интернет; трансляция цифрового видеопотока (IPTV);
- передача голоса поверх IP (VOIP);
- трансляция цифрового видеопотока для DVB-T.
Расчет параметров поступающей нагрузки будем вести в соответствии с методикой [13]. При этом выберем направление А-Б. Такой выбор объясняется тем, что в пункте А находится центр предоставления услуг (центр цифрового вещания ТВ, точка подключения к сети Интернет, SOFTSWITCH и т.д.), а направление Б является наибольшим потребителем трафика, по сравнению с другими направлениями и в нем проживает наибольшее число абонентов (за исключением пункта А).