Проектирование мультисервисной АТМ сети

Федеральное агентство связи

 

Поволжская государственная  академия

телекоммуникаций  и информатики

 

 

Кафедра ПДС

 

   Сдана на проверку      Допустить к защите

 

   «___»_______________2007г.    «___»_________________2007г.

 

                                               Защищена с оценкой _________

 

«___»_________________2007г.

 

 

 

 

 

 

 

Курсовой  проект

Проектирование  мультисервисной АТМ сети

 

 

Пояснительная записка

на_30_листах

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил студент группы СК-34 Юшков И.Н.

 

Руководитель: Киреева Н.В.  

 

№ зач. книжки   03066

 

 

 

 

 

 

Самара 2007г.

 

 Рецензия. 
Содержание.

 

 

1. Задание.

Спроектировать  корпоративную ATM сеть, предоставляющую транспортные услуги передачи для корпоративного и коммерческого трафика. Узлы сети располагаются в зданиях городских АТС, так как здесь находятся основные коммуникационные центры и сосредоточение магистральных каналов, а также подобное размещение оборудования позволяет решить проблему гарантированного электропитания. Сеть имеет кольцевую топологию. Основой сети является центральный узел (ЦУ) и 9 дополнительных узлов (ДУ). В ЦУ находится центральный маршрутизатор доступа в Интернет, к ЦУ подключен расчетный центр. Подключение к узлам сети ЛВС, ОЭС, РУЭС и коммерческих клиентов отображено в таблицах требуемой гарантированной скорости передачи 2.1-2.6.

Исходными данными  в общем случае являются планируемая  корпоративная и коммерческая нагрузка, профиль трафика и требования к услугам.

Для проектирования корпоративной ATM сети необходимо выполнить следующее:

1. Выполнить расчет пропускной способности ATM магистрали с учетом протокольной избыточности и тяготения узлов и с учетом рекомендуемого коэффициента загрузки сети (раздел 4.3). Исходные данные содержатся в таблицах 2.1 и 2.6.
2. Выполнить расчет характеристик передачи (задержки и вариации задержки 
   ячеек, потери ячеек по времени) для потоков с различным приоритетом обслуживания при планируемом коэффициенте загрузки каналов сети, а также при коэффициенте загрузки каналов, равным 0.1, 0.3, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9. Исходные данные содержатся в таблицах 2.7 -2.8. В таблице 2.8 профиль трафика показывает соотношение интенсивностей трафика типов CBR, VBR, UBR.
3. На основе результатов п.2 и требований к услугам (таблицы 2.9 - 2.12) 
   выбрать допустимый коэффициент загрузки каналов ATM сети, удовлетворяющий требованиям к услугам по качеству обслуживания (QoS) и требованиям со стороны приложений.
4. На основе описания структуры сети и трафика сети выполнить привязку корпоративной сети к базовым структурам и построить структурную схему  корпоративной ATM сети  на основе оборудования заданного производителя (табл. 2.13).
5. Описать решение по организации центрального узла ATM сети. Решение включает схему организации узла ATM сети, схему организации ЛВС узла, описание предоставляемых услуг, описание назначения и характеристик используемого оборудования. При выполнении этого пункта рекомендуется не ограничиваться материалами учебного пособия и использовать источники Интернет (сайты производителей ATM оборудования).
6. Построить схему межузловой системы синхронизации ATM сети и описать режимы ее работы.

 

2. Исходные данные.

 

Таблица 2.1. Гарантированные скорости подключения ЛВС, Кбит/с

1 (ЦУ)	2 (ДУ)	3 (ДУ)	4 (ДУ)	5 (ДУ)	6 (ДУ)	7 (ДУ)	8 (ДУ)	9 (ДУ)	10 (ДУ)
192		128		128		64			192

 

Таблица 2.2. Гарантированные скорости подключения ОЭС, Кбит/с

1 (ЦУ)	2 (ДУ)	3 (ДУ)	4 (ДУ)	5 (ДУ)	6 (ДУ)	7 (ДУ)	8 (ДУ)	9 (ДУ)	10 (ДУ)
256		128		192		192			192

 

Таблица 2.3. Гарантированные скорости подключения РУЭС, Кбит/с

1 (ЦУ)	2 (ДУ)	3 (ДУ)	4 (ДУ)	5 (ДУ)	6 (ДУ)	7 (ДУ)	8 (ДУ)	9 (ДУ)	10 (ДУ)
10		10		10		5			5

 

Таблица 2.4. Коммутируемый доступ коммерческих клиентов, Кбит/с

1 (ЦУ)	2 (ДУ)	3 (ДУ)	4 (ДУ)	5 (ДУ)	6 (ДУ)	7 (ДУ)	8 (ДУ)	9 (ДУ)	10 (ДУ)
192	192	128	128	128	128	64	128	128	64

 

Таблица 2.5. Н-доступ коммерческих клиентов, Кбит/с

1 (ЦУ)	2 (ДУ)	3 (ДУ)	4 (ДУ)	5 (ДУ)	6 (ДУ)	7 (ДУ)	8 (ДУ)	9 (ДУ)	10 (ДУ)
192		144		192		144			256

 

Таблица 2.6. В-доступ коммерческих клиентов, Кбит/с

1 (ЦУ)	2 (ДУ)	3 (ДУ)	4 (ДУ)	5 (ДУ)	6 (ДУ)	7 (ДУ)	8 (ДУ)	9 (ДУ)	10 (ДУ)
384		256		384		2752			320

 

Таблица 2.7. SDH-кольцо

Длина, S, км	250
Скорость канала, С, Мбит/с	155

 

Таблица 2.8. Профиль трафика

Профиль трафика λ1 : λ2 : λ3

5:5:10

 

Табл.2.9. Классы и параметры QoS в соответствии с Форумом ATM

Характеристики	Категория услуг переноса
	CBR	rt-VBR	nrt-VBR	ABR	HUBR
Класс QoS	Класс  1 QoS	Класс 2 QoS	Класс 3 QoS	Класс З QoS	He специфицировано
Параметры QoS	CLR, СТО, CDV	CLR, CTD, CDV	CLR	CLR	—

СLR (Cell Loss Ratio) - коэффициент потерь ячеек,

CTD (Cell Transfer Delay) - время задержки  переноса ячеек,

CDV (Cell Delay Variation) - отклонение времени задержки переноса ячеек.

 

 

 

 

 

 

 

 

Табл.2.10. Значения параметров QoS для классов QoS в соответствии с МСЭ-Т

Класс QoS	Значение параметров QoS
	СТD	CDV	CLR(0+1)	CLR(0)	CER	CMR	SECBR
Класс 1 QoS	400мс	З мс	3∙10-7	Нет	4∙10-6	1 ячейка вдень	1∙10-4
Класс 2 QoS	Не определено		1∙10-7	Нет	4∙10-6	1 ячейка вдень	1∙10-4
Класс 3 QoS	Не определено			1∙10-5	4∙10-6	1 ячейка вдень	1∙10-4
Класс 4 QoS	400мс	6 мс	Нет	3∙10-7	4∙10-6	1 ячейка вдень	1∙10-4
Класс U QoS	Не определено

CER (Cell Error Ratio) - коэффициент ошибочных ячеек,

CMR  (Cell   Misinsertion  Ratio)  -  доля  ячеек,  принимаемых   не  по  адресу назначения,

SECBR (Severaly-Errored Block Ratio) - коэффициент пораженных блоков.

 

Табл. 2.11.  Примеры приложений, категории услуг, классы QoS,  параметры трафика

Пример трафика	Категория услуги переноса Форума ATM	Класс  QoS Форума ATM	Параметры QoS	Параметры трафика
Эмуляция синхронных цифровых каналов	CBR	QoSl	CTD,CDV, CLR	PCR,CDVT
Передача аудио/видео информации в режиме реального времени	CBR	QoS 1	CTD,CDV, CLR	PCR,CDVT
	rt-VBR	QoS 2	CTD,CDV, CLR	PCR,CDVT, SCR,MBS
Передача аудио/видео информации без режима реального времени (требуется  низкий коэффициент потерь ячеек)	nrt-VBR	QoS3	CLR	PCR,CDVT, SCR,MBS
Передача данных по протоколам SMDS, FR	nrt-VBR	QoS3	CLR	PCR,CDVT, SCR,MBS
Передача данных по протоколу IP	ABR	QoS4	CLR	PCR,CDVT, MCR
	UBR	He специфици-poванный QoS	—	PCR
Службы с запросом информации (размер буфера приема ограничен)	CBR	QoSl	CTD,CDV, CLR	PCR,CDVT
	rt-VBR	QoS 2	CTD,CDV, CLR	PCR,CDVT, SCR,MBS
Передача речевой/видео информации не критичной к времени задержки и потери ячеек	ABR	QoS3	CLR	, PCR,CDVT, MCR
	UBR	He специфици-рованный QoS	—	PCR
Передача файлов, изображений	ABR	QoS 3 или 4	CLR	PCR,CDVT, MCR
	UBR	He специфици рованный QoS	—	PCR

 

 

 

 

 

 

 

Табл. 2.12. Требования со стороны приложений

Приложение	Симметричность соединения	Скорость передачи	Задержка	Вариация задержки	Потери
Речевая телефония	Двунаправленное	4-64 KB	<150мс	<1 мс	<3% PLR
Речевое сообщение	Однонаправленное	4-32 KB	<1 с  для проигрывания,   <2 с для записи	<1 мс	<3% PLR
Потоковое аудио	Однонаправленное	16-1 28 KB	<10с	<<1 мс	<1%PLR
Видеотелефония	Двунаправленное	16-3 84 KB	< 150 мс		<1%PLR
Однонаправленное видео	Однонаправленное	16-3 84 KB	<10с		<1%PLR
Web-HTML	однонаправленное	10KB	<2с/страница (<4с/стр.)	—	0
Передача  (прием) файлов	Однонаправленное	10KB-10MB	<15с(<60с)	—	0
Трансакционные услуги, например,        е-commerce	Двунаправленное	<10КВ	<2с (<4с)	—	0
Неподвижные изображения	Однонаправленное	<100КВ	<15с(<60с)	—	0
Интерактивные игры	Двунаправленное	<1 KB	<200 мс	—	0
Telnet	Двунаправленное (асимметричное)	<1КВ	<200 мс	—	0
E-mail (доступ к серверу)	Однонаправленное	<10КВ	<2с (<4с)	—	0
E-mail (от сервера             к серверу)	Однонаправленное	<10КВ	До нескольких минут	—	0
Факс в реальном времени	Однонаправленное	10 KB	<30 с/страница	—	<10-6 BER
Факс с сохранением	Однонаправленное	10 KB	До нескольких минут	—	<10-6 BER
Низкоприоритетные транзакции	Однонаправленное	<10КВ	<30с	—	0
Сеть Usenet (распределенная система  электронных досок объявлений)	Однонаправленное	До 1 MB и более	До нескольких минут	—	0

 

Таблица 2.13. Производители ATM оборудования

Фирма

Lucent

 

3. Оценка пропускной способности магистрали АТМ.

1. Расчет планируемой нагрузки сети.

Нагрузка сети включает корпоративный трафик и коммерческий трафик.

Корпоративный трафик складывается из следующих составляющих:

• трафик отделений электросвязи (ОЭС), который создается в результате функционирования Единой системы расчетов с клиентами;
• трафик между АТС, который создается районными узлами электросвязи (РУЭС)  в результате  функционирования  централизованной  системы биллинга;
• трафик   между   ЛВС   узлов   сети,   который   создается   в   результате функционирования   различных   информационных   систем   и   обмена данными.
• Для передачи корпоративного трафика ЛВС используется технология LANE. Данные по требуемой гарантированной скорости передачи по сети приведены в таблицах  2.1-2.3. 

 

Таблица 3.1 Гарантированная скорость передачи по корпоративной сети

Узлы сети	1	3	5	7	10
Нагрузка от ОЭС, Кбит/с	256	128	192	192	192
Нагрузка от РУЭС, Кбит/c	10	10	10	5	5
Нагрузка ЛВС узла,Кбит/c	192	128	128	64	64
Нагрузка, Кбит/с	458	266	330	261	261
Доля нагрузки	0,29	0,1688	0,2094	0,1656	0,1656

Коммерческий трафик складывается из следующих составляющих:

• Трафик клиентов, подключаемых по коммутируемым линиям (скорость доступа 14.4 - 45 Кбит/с, dial-up). Трафик создается абонентами АТС, которые являются пользователями транспортных услуг корпоративной сети,   к   ним   относятся физические   лица   и   малые   предприятия   с единственным   компьютером.   Для   передачи   трафика   используется протокол адаптации AAL1.
• Трафик       клиентов   низкоскоростного   доступа,   подключаемых    по выделенным линиям со скоростью до 128 Кбит/с (Н-доступ). Трафик создается средними и малыми предприятиями и юридическими лицами. Для передачи трафика используется протокол адаптации AAL5.
• Трафик   клиентов   высокоскоростного   доступа,   подключаемых   по выделенным линиям со скоростью свыше 128 Кбит/с (В-доступ). Трафик создается крупными предприятиями. Для передачи трафика используется протокол адаптации AAL5.