Общая характеристика предприятия, актуальность, основные цели и задачи модернизации информационно-коммуникационной сети. Выбор и обоснование необходимого оборудования. Оценка и прогнозирование трафиковой нагрузки на сеть, формирование ее топологии.
Аннотация к работе
Все эти проблемы можно решить путем перевода существующей транспортной сети на технологии IP, что поможет осуществить постепенную миграцию от устаревших сетей передачи данных к сетям, обеспечивающим высокую пропускную способность. Перевод транспортной сети на IP-технологии позволит увеличить пропускную способность базовых станций в 2-3 раза, что обеспечит повышение качества голосовых сервисов и более высокие скорости при пользовании сетью интернет. Тенденция развития коммуникационных технологий и услуг предъявляет жесткие требования к организации и характеристике сети передачи данных региональных операторов связи, что заставляет компанию «МТС» непрерывно совершенствовать свои сети. Телекоммуникационным операторам для выживания в конкурентной борьбе необходимо предоставлять сегодня большой спектр услуг разного уровня и типа, включающий совмещенную передачу голосовой, видео и компьютерной информации в рамках одной сети, защиту передаваемого трафика от несанкционированного доступа, экономичное объединение локальных сетей предприятия в корпоративную сеть (intranet) и предоставление доступа к ресурсам корпоративной сети для партнеров по бизнесу (extranet), предоставление доступа к Internet, размещение информационных ресурсов предприятий в своей сети для предоставления высокоскоростного и защищенного доступа к ним. Перевод транспортной сети на IP технологии позволит увеличить пропускную способность базовых станций в 2-3 раза, что обеспечит повышение качества голосовых сервисов и более высокие скорости при пользовании сетью интернет, в связи с этим тема является актуальной.Универсальные сервисные возможности, включающие поддержку IP-маршрутизации и соединений TDM, ATM, HDLC и Ethernet, позволяют преобразовать сети 2G TDM и 3G ATM на базе Ethernet и IP в единую сетевую инфраструктуру. Реализованная в маршрутизаторе Tellabs 8605 передача пакетов с поддержкой качества обслуживания (QOS) позволяет оптимизировать сеть для сервисов передачи голоса и данных. Коммутатор Tellabs 8605 предлагает экономичный способ преобразования мобильной сети доступа из сети E1/T1 TDM в пакетную сеть на базе Ethernet. Коммутатор Tellabs 8605 предусматривает необходимые функции и интерфейсы для поддержки пакетных сетей на базе Ethernet и IP и может использоваться в качестве транспортного решения как в действующих, так и перспективных мобильных сетях на базе Ethernet и IP и появляющиеся применения WIMAX. В таблице 2.3 представлены технические характеристики радиорелейной системы NEC Pasolink Neo с гибридным интерфейсом 32Е1/2FE, в таблица 2.4 характеристики интерфейса Е1 и интерфейса LAN, в таблица 2.5 блок ODU и характеристики системы, в таблица 2.6 блок IDU и характеристики системы.В данном дипломном проекте был произведен перевод участка транспортной сети Астраханского филиала ОАО «МТС» на IP технологии. Выбрано и описано оборудование, необходимое для модернизации сети. В расчетной части проекта произведена разработка поступенчатого перевода транспортной сети Астраханского филиала ОАО «МТС» на IP технологии, соответственно были сделаны следующие расчеты: - оценка и прогнозирование трафиковой нагрузки на сеть; Астрахани, установлены маршрутизаторы в узлах связи и установлены дополнительные каналы связи для увеличения живучести сети. В технико-экономическом расчете определены текущие вложения, капитальные затраты, индекс рентабельности проекта и сроки окупаемости.
Введение
коммуникационный информационный трафиковый сеть
В большинстве российских регионов транспортная сеть имеет ряд особенностей, существенных с точки зрения перевода их на IP-технологии. Сети IP, основанные на Ethernet-коммутаторах и маршрутизаторах, это наиболее дешевое решение. Такие сети просты в проектировании и эксплуатации, легко наращиваются и модернизируются.
Сегодня стало общепризнанным, что дальнейший прогресс телекоммуникационной отрасли невозможен без широкого применения IP-технологий. Для успешного ведения бизнеса в этой области уже недостаточно обладать высокоскоростными каналами и развитой первичной сетью передачи данных. Телекоммуникационным операторам для выживания в конкурентной борьбе необходимо предоставлять сегодня большой спектр услуг разного уровня и типа, включающий совмещенную передачу голосовой, видео и компьютерной информации в рамках одной сети.
Все выше перечисленное предъявляет высокие требования к качеству и организации связи. Между тем каналы передачи данных, подходящие для предоставления одной из услуг не всегда подходят для предоставления другой. Увеличение объема предоставляемых услуг заставляет операторов сотовой связи параллельно развивать несколько различных сетей. Это требует больших затрат и часто сопряжено со значительными техническими трудностями. Все эти проблемы можно решить путем перевода существующей транспортной сети на технологии IP, что поможет осуществить постепенную миграцию от устаревших сетей передачи данных к сетям, обеспечивающим высокую пропускную способность. Также стоит отметить, что транспортная сеть, основанная на технологии IP, хорошо масштабируема для высокоскоростного трафика.
Перевод транспортной сети на IP-технологии позволит увеличить пропускную способность базовых станций в 2-3 раза, что обеспечит повышение качества голосовых сервисов и более высокие скорости при пользовании сетью интернет.
1. Анализ информационно-коммуникационной сети Астраханского филиала ОАО «МТС»
1.1 Информация о компании ОАО «Мобильные ТЕЛЕСИСТЕМЫ»
Компания Мобильные ТЕЛЕСИСТЕМЫ (МТС) является крупнейшим оператором мобильной связи в России и странах СНГ и входит в десятку крупнейших сотовой операторов в мире по размеру абонентской базе и рыночной капитализации. Вместе со своими дочерними предприятиями компания обслуживает более 85 миллионов абонентов в России, Армении, Беларуси, Украины, Узбекистана, Туркменистане.
История компании началась в 1993 году. В октябре было создано закрытое акционерное общество МТС, в которое вошли ОАО «Московская городская телефонная сеть» (МГТС), Deutsche Telecom (DETEMOBIL), Siemens и еще несколько акционеров. Более половины акций было сосредоточено в руках четырех российских компаний, а остальные принадлежали двум немецким компаниям. В конце 1996 года был продан пакет акций российских держателей АФК «Системе», а компанией DETEMOBIL был выкуплен пакет, принадлежащий Siemens.
У компании в настоящее время - более 9,7 млн абонентов, из них в России - более 7,6 млн. В сети компании задействовано более 6.600 базовых станций и 76 коммутаторов, работают более 200 собственных центров продаж и обслуживания абонентов. Сохраняются высокие темпы подключения новых абонентов к сети МТС.
На рынке телекоммуникаций в Астраханской области МТС обслуживает 20% всех абонентов, «Мегафон» - 40%, «Вымпелком» - 25%, «Смартс» - 15%.
На рисунке 1.1 представлены доли операторов в абонентской базе мобильной связи по Астраханской области.
Рисунок 1.1 - Доли операторов в абонентской базе мобильной связи по
Астраханской области
Астраханский филиал ОАО «МТС» является одним из ведущих операторов связи в регионе и предоставляет широкий спектр услуг, начиная с голосовой связи и заканчивая внедрением передовых технологий в области передачи данных и доступа к глобальной сети Интернет. Являясь лидером, Астраханский филиал ОАО «МТС» заинтересован в увеличении числа пользователей, что позволит повысить доходы компании.
Тенденция развития коммуникационных технологий и услуг предъявляет жесткие требования к организации и характеристике сети передачи данных региональных операторов связи, что заставляет компанию «МТС» непрерывно совершенствовать свои сети.
Учитывая тенденции в развитии технологий передачи данных, любая современная сеть должна строиться на базе архитектуры IP, как наиболее универсального протокола, предоставляющего возможность оптимально передавать трафик любого типа. Внедрение новейших услуг и сервисов (например, таких как мобильный высокоскоростной доступ в Интернет, видеозвонок) требует увеличения пропускной способности сети передачи данных. В настоящее время компания «МТС» занимается активным развитием сети, путем внедрения новых технологий.
1.2 Основные сведения о структуре транспортной сети Астраханского филиала ОАО «МТС»
Структура транспортной сети Астраханского филиала ОАО «МТС» выглядит следующим образом: оптическое кольцо, связывающее площадки 90-002, 90-010, 90-005, 90-009, 90-040, 90-003, 90-036, 90-001, 90-008 организованное по технологии SDH.
Основные преимущества технологии SDH: - простая технология мультиплексирования / демультиплексирования;
- доступ к низкоскоростным сигналам без необходимости мультиплексирования/ демультиплексирования всего высокоскоростного канала. Это позволяет достаточно просто осуществлять подключение клиентского оборудования и производить кросс-коммутацию потоков;
- наличие механизмов резервирования на случай отказов каналов связи или оборудования;
- быстрота настройки и конфигурирование устройств.
Недостатки технологии SDH: - использование одного из каналов полностью под служебный трафик;
- неэффективное использование пропускной способности каналов связи. Сюда относятся как необходимость резервирования полосы на случай отказов, так и особенности технологии TDM, не способной динамически выделять полосу пропускания под различные приложения, а также отсутствие механизмов приоритезации трафика;
- необходимость использования дополнительного оборудования, чтобы обеспечить передачу различных типов трафика (данные, голос) по опорной сети.
Функции переключения и освобождения разговорных каналов между MSC (коммутатором) и BTS (базовой станцией), уведомления мобильной станции о поступившем вызове, а также наблюдения за качественными характеристиками радиосигнала во время разговора (качество, уровни приема, интерференция и др.) выполняют контроллеры базовых станций Evolium 2G и Alcatel 9130MX.
Базовые станции 2G представлены оборудованием Alcatel Evolium A9100, а 3G базовые станции - Ericsson 6601. Помимо базовых станций на каждом сайте оптической транспортной сети ОАО «МТС» работают SDH мультиплексоры Alcatel 1660 SM и Alcatel 1650 SMC, которые обладают широкими возможностями по агрегированию и передаче широкополосного мультипротокольного трафика пакетизированных данных.
На схеме организации связи транспортной сети помимо основного оптического кольца изображен фрагмент РРЛ транспортной сети, на котором базовые станции соединены при помощи РРЛ оборудования Nec Pasolink V.4 и Alcatel 9400. На данном участке сети используется технология ATM over PDH для 3G и TDM over PDH для 2G.
Существует несколько причин, в силу которых TDM продолжает играть ведущую роль для местного доступа: - Полоса пропускания постоянно становится дешевле и доступнее, что делает проблему ее максимально эффективного использования менее острой;
- низкая цена оборудования TDM;
- простота установки и обслуживания;
- непревзойденное качество передачи голоса;
- зрелость самой технологии и решений на ее основе;
- хорошая стандартизация и совместимость аппаратуры различных производителей;
- малое и постоянное время задержки.
Схема организации связи существующей транспортной сети изображена на рисунке 1.2.
1.3 Актуальность, основные цели и задачи модернизации информационно-коммуникационой сети ОАО «МТС»
Сегодня стало общепризнанным, что дальнейший прогресс телекоммуникационной отрасли невозможен без широкого применения IP технологий. Телекоммуникационным операторам для выживания в конкурентной борьбе необходимо предоставлять сегодня большой спектр услуг разного уровня и типа, включающий совмещенную передачу голосовой, видео и компьютерной информации в рамках одной сети, защиту передаваемого трафика от несанкционированного доступа, экономичное объединение локальных сетей предприятия в корпоративную сеть (intranet) и предоставление доступа к ресурсам корпоративной сети для партнеров по бизнесу (extranet), предоставление доступа к Internet, размещение информационных ресурсов предприятий в своей сети для предоставления высокоскоростного и защищенного доступа к ним.
Целями перевода транспортной сети Астраханского филиала ОАО «МТС» на IP-технологии являются: - увеличение пропускной способности сети;
- улучшение технических характеристик;
- повышение надежности и отказоустойчивости сети;
- повышение качества обслуживания;
- возможность увеличения количества пользователей.
Перевод транспортной сети на IP технологии позволит увеличить пропускную способность базовых станций в 2-3 раза, что обеспечит повышение качества голосовых сервисов и более высокие скорости при пользовании сетью интернет, в связи с этим тема является актуальной.
Для достижения поставленных целей будут решены следующие задачи по проектированию перевода транспортной сети: - модернизация транспортной сети;
- замена существующего РРЛ оборудования Nec Pasolink V.4 И Alcatel на Pasolink NEO;
- установка маршрутизаторов.
Выбор мест для установки сетевого оборудования и замены РРЛ оборудования.
Для перевода транспортной сети на IP технологии необходима установка сетевого оборудования, используем узлы связи действующей сети, к которым предъявляются высокие требования по надежности и отказоустойчивости, а также необходимо обеспечения повышения пропускной способности.
Требуется установить сетевое оборудования на следующих объектах: - 90-060 г. Астрахань, ул. Краматорская, д. 204;
- 90-085 г. Астрахань, ул. Дальняя, д. 23;
- 90-048 г. Астрахань, ул. Украинская, д. 3;
- 90-071 г. Астрахань, ул. Славянская, д. 1;
- 90-020 г. Астрахань, пер. Линейный, д. 8;
- 90-029 г. Астрахань, ул. Куликова, д. 71;
- 90-062 г. Астрахань, ул. Софьи Перовской, д. 111Б;
- 90-045 г. Астрахань, ул. Вокзальная, д. 40;
- 90-034 г. Астрахань, ул. Яблочкова, д. 2;
- 90 - 063 г. Астрахань, ул. Ботвина, д. 14;
- 90-035 г. Астрахань, ул. Рыбинская, д. 17;
- 90-047 г. Астрахань, ул. Атарбекова, д. 37;
- 90-002 г. Астрахань, ул. Ляхова, д. 4;
- 90-040 г. Астрахань, ТЭЦ-2.
Радиорелейное оборудование, имеющее ограничение по полосе пропускания и поддерживающее только TDM технологии, будет мигрировать к границам сети, и использоваться для подключения базовых станций, не требующих широкой полосы пропускания. Замена РРЛ оборудования будет произведена с целью увеличения пропускной способности и внедрения новейших технологий.
Замена пролета РРЛ будет осуществляться между BS 90-034 и BS 90-035, BS 90-045 и BS 90-062, BS 90-045 и BS 90-063, BS 90-034 и BS 90-045, BS 90-048 и BS 90-045.
Маршрутизаторы Tellabs 8605 будут установлены на BS 90-063, BS 90-047, BS 90-060, BS 90-085, BS 90-035, BS 90-071, BS 90-062. А маршрутизаторы Tellabs 8630: BS 90-034, BS 90-048, BS 90-020, BS 90-045.
2 . Выбор оборудования для модернизации информационно-коммуникационной сети ОАО «МТС»
В качестве РРС будет использовано оборудование производителя фирмы «NEC» (Япония) «Pasolink NEO». В качестве маршрутизатора будут использованы Tellabs 8630, 8660, 8605 полностью управляемые маршрутизаторы IP/MPLS с универсальной многопротокольной поддержкой, предназначенные для сетей операторского класса, с полным функционалом резервирования элементного и сетевого уровня. Маршрутизатор рассчитан на передачу голоса и видео в реальном времени, передачу данных с учетом параметров QOS и негарантированную доставку данных в проводных и беспроводных сетях.
2.1 Рыночные доли производителей коммуникационного оборудования
По результатам исследования рынка телекоммуникационного оборудования в России ведущими являются компании Alcatel (Франция), Siemens (Германия), Ericsson (Швеция), Philips (Голландия), Cisco Systems (США), Sony, NEC, Panasonic (Япония) и др. Обладая высоким научным потенциалом, крупным производством конкурентоспособного оборудования и достаточными оборотными и заемными капиталами, эти фирмы завоевали большую часть (до 70-80%) российского рынка.
На рисунке 2.1 представлены рыночные доли производителей коммуникационного оборудования
Рисунок 2.1 - Рыночные доли производителей коммуникационного оборудования
2.2 Выбор маршрутизатора
Для перевода транспортной сети Астраханского филиала ОАО «МТС» на IP технологии рассмотрим маршрутизаторы двух производителей, являющихся лидерами в производстве оборудования для мобильных операторов связи Tellabs и Alcatel.
В таблице 2.1 представлены технические характеристики маршрутизаторов Tellabs 8630 и Alcatel-Lucent.
Таблица 2.1 - Сравнительная таблица технических характеристик маршрутизаторов Tellabs 8630 и Alcatel-Lucent
Маршрутизатор Tellabs 8630 Маршрутизатор Alcatel-Lucent 7750 SR
Применение: Транспорт для сети радиодоступа (RAN) 2G и 3G с коммутацией ATM IMA, ATM VP/VC и установлением кросс-соединений TDM. Применение: маршрутизатор IP/MPLS, специально разработанный и оптимизированный для предоставления современных услуг Интернет и VPN.
Поддерживаемые протоколы: OSPFTE, BGP - 4, LDP, RSVP-TE, PIM-SM IPV4. Поддерживаемые протоколы: BGP-4, ISIS, OSPF, RIPV1, RIPV2 LSR и LER, RSVP-TE, LDP, LDP over RSVP, IPV4 и IPV6.
Качество обслуживания QOS: Классы услуг CBR, VBR, UBR и UBR ATM; Поддержка L-LSP и E-LSP для MPLS; Механизмы обслуживания очередей RED, WRED и tail drop для контроля заторов. Качество обслуживания QOS: Задание CIR, PIR, MBS для очередей; Входящая и исходящая буферизация (до 200 ms на 10 Gb/s в каждом направлении); WRED на входе и выходе.
Управление: Управление на уровне устройств, сети и услуг с помощью системы управления сетью Tellabs 8000; Интерфейс CLI как опция для конфигурации устройств; Поддержка SNMPV2 MIB в сетевых элементах. Управление: Полнофункциональный CLI; SSH v1/v2 and Telnet; FTP, TFTP и SCP; SNMP v1, v2c и v3; Инструменты диагностики и гарантии служб, включая: service ping, SDP ping, LSP ping, MAC ping и трассировку маршрута MAC.
Электропитание: От 48 до 70 В DC Электропитание: От 40 до 72 B DC
Цена: 210 тыс. руб. Цена: 524 тыс. руб.
Из приведенной выше сравнительной таблицы можно сделать вывод, что оборудование компании Tellabs гораздо экономичнее, чем оборудование компании Alcatel, но, несмотря на это более производительно, и постепенно позволит преобразовать существующую сеть радиодоступа (RAN) на базе ATM в управляемые сети на базе протокола IP.
Маршрутизатор Tellabs 8630 в сетях доступа предназначен для выполнения трех основных задач: - модернизация мобильных сетей от 2G к 3G и следующим поколениям;
- организация управляемых VPN на базе IP и услуги Ethernet;
- агрегация мультисервисного трафика от существующих систем Tellabs.
Исходя из представленных характеристик остановимся на выборе оборудования компании Tellabs и приведем более подробное описание выбранного нами оборудования, рассмотрев его технические характеристики.
Описание маршрутизатора Tellabs 8630 и его технические характеристики.
Tellabs 8630 обладает всеми функциями, необходимыми сервис-провайдерам для сетей 2G и 3G, а также поддерживает миграцию в направлении технологии LTE и конвергенции фиксированных и мобильных сетей (FMC). Реализованная в маршрутизаторе Tellabs 8630 аппаратная архитектура передачи позволяет обеспечить высокую и предсказуемую производительность в условиях комплексных требований различных сервисов. При высоте 5RU маршрутизатор размещается в стандартной 19-дюймовой стойке; он может быть оснащен двумя платами управления и питания постоянного тока (CDC) и четырьмя линейными платами (LC). Линейные платы могут выполнять роль интерфейсных концентраторов (IFC), на каждый из которых устанавливаются 2 интерфейсных модуля IFM, или просто служить интерфейсами Ethernet (ELC1). В маршрутизатор Tellabs 8630 устанавливается максимум две платы ELC1. Широкий выбор интерфейсных модулей позволяет выбирать различные протоколы - IP, MPLS, Ethernet, ATM, Frame Relay, TDM. Интегрированная плата CDC отвечает за управление, маршрутизацию, сигнализацию, синхронизацию и питание. Маршрутизатор Tellabs 8630 поддерживает разнообразные интерфейсы, включая 10G Ethernet, channelized TDM и POS (Packet over SONET/SDH), и предусматривает полное резервирование, необходимое в операторских сетях.
Максимальная емкость коммутации при установке новых плат ELC1 составляет 54 Гбит/с. Такая емкость позволила реализовать самые современные методы управления полосой пропускания, буферизации, регулирования и формирования трафика с учетом качества обслуживания. Маршрутизатор сохраняет аппаратную скорость даже при задействовании всех функций QOS (классификация, регулирование, маркировка, формирование) с множественными обращениями к таблицам. Маршрутизатор Tellabs 8630 предусматривает обширный набор функций защиты системного и элементного уровня. Множество функций операторского класса, таких как резервирование питания и управления, распределенная архитектура коммутации и запись конфигураций всех линейных плат, реализованы аппаратно. На рисунке 2.2 представлен внешний вид маршрутизатора Tellabs 8630.
Рисунок 2.2 - Внешний вид маршрутизатора Tellabs 8630
Вывод
В данном дипломном проекте был произведен перевод участка транспортной сети Астраханского филиала ОАО «МТС» на IP технологии. Выбрано и описано оборудование, необходимое для модернизации сети.
В расчетной части проекта произведена разработка поступенчатого перевода транспортной сети Астраханского филиала ОАО «МТС» на IP технологии, соответственно были сделаны следующие расчеты: - оценка и прогнозирование трафиковой нагрузки на сеть;
- формирование топологии сети на различных этапах модернизации;
А также была произведена реконструкция нескольких участков РРЛ на территории г. Астрахани, установлены маршрутизаторы в узлах связи и установлены дополнительные каналы связи для увеличения живучести сети. Из полученных результатов можно утверждать, что спроектированная сеть полностью соответствует исходным данным.
Вместе с тем, в проекте рассмотрены общие требования безопасности и вопросы по охране труда при обслуживании РРЛ.
В технико-экономическом расчете определены текущие вложения, капитальные затраты, индекс рентабельности проекта и сроки окупаемости. Из полученных результатов можно утверждать, что реализация данного проекта выгодна, так как индекс рентабельности 1,53, а срок окупаемости 2 года 2 месяца.
Проведенная модернизация участка транспортной сети позволит расширить абонентскую базу, спектр дополнительных услуг связи и обеспечит приток дополнительных финансовых ресурсов в Астраханский филиал ОАО «МТС».
Таким образом, можно сделать вывод, что данный проект целесообразен и выгоден как в техническом, так и в экономическом плане.
Список литературы
1 Скляров Н.Е., Рузняев Е.С., Волков В.В. Электробезопасность: Учебное пособие для студентов по курсу «Электробезопасность». - Пенза: ПГУ, 2010. - 215 с.
2 Девисилов В.А. Охрана труда: учебник. - М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2007. - 448 с.
3 Казиева Г.С. IP - телефония и видеосвязь. Программа, методические указания и контрольные задания для студентов специальности 050719 - Радиотехника, электроника и телекоммуникации заочной формы обучения. - Алматы: АИЭС, 2007. - 25 с.
4 Иванов В.И. Цифровые и аналоговые системы передачи. - М: Радио и связь, 2011 г. -232 с.
5 Описание оборудования «Pasolink NEO» www.tssonline.ru
6 Описание оборудования «Tellabs 8605» www.electronics.ru
7 Описание оборудования «Tellabs 8630» www.electronics.ru
8 Описание положения цифровых радиорелейных систем в области телекоммуникаций. - http://www.connect.ru
9 Постановление Правительства РФ от 01 января 2002 г. №1 г. Москва «О классификации основных средств, включаемых в амортизационные группы» (в ред. Постановлений Правительства РФ от 09.07.2003 №415, от 08.08.2003 №476, от 18.11.2006 №697, от 12.09.2008 №676, от 24.02.2009 №165)