Дипломная работа - Организация абонентской сети компании на базе оборудования Alcatel - файл n1.doc

Дипломная работа - Организация абонентской сети компании на базе оборудования Alcatel
скачать (959.4 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc2065kb.04.06.2001 19:10скачать

n1.doc

1   ...   6   7   8   9   10   11   12   13   14


3.2 Расчет пропускной способности для проектируемой сети доступа
В зависимости от класса обслуживания, подключаемым абонентам может предоставляться либо гарантированная полоса пропускания (CBR), либо негарантированная (UBR).

Классы сервиса содержат ряд параметров, которые определяют гарантии качества сервиса. Предусмотрено несколько классов сервиса - CBR, VBR, UBR и ABR (появился совсем недавно). Гарантии качества сервиса могут определять минимальный уровень доступной пропускной способности и предельные значения задержки ячейки и вероятности потери ячейки (таблица 3.2).

Таблица 3.2

Класс сервиса

Гарантии пропускной способности

Гарантии изменения задержки

Обратная связь при переполнении

CBR

+

+

-

UBR

-

-

-

Сервис CBR (constant bit rate, сервис с постоянной битовой скоростью) представляет собой наиболее простой класс сервиса. Когда сетевое приложение устанавливает соединение CBR, оно заказывает пиковую скорость трафика ячеек (peak cell rate, PCR), которая является максимальной скоростью, которое может поддерживать соединение без риска потерять ячейку. Затем данные передаются по этому соединению с запрошенной скоростью - не более и, в большинстве случаев, не менее [3].

Любой трафик, передаваемый станцией с большей скоростью, может сетью просто отбрасываться, а передача трафика сетью со скоростью, ниже заказанной, не будет удовлетворять приложению. CBR-соединения должны гарантировать пропускную способность с минимальной вероятностью потери ячейки и низкими изменениями задержки передачи ячейки. Когда приложение заказывает CBR сервис, то оно требует соблюдения предела изменения задержки передачи ячейки. Сервис CBR предназначен специально для передачи голоса и видео в реальном масштабе времени. Для соединений CBR нет определенных ограничений на скорость передачи данных, и каждое виртуальное соединение может запросить различные постоянные скорости передачи данных. Сеть должна резервировать полную полосу пропускания, запрашиваемую конкретным соединением.

В отличие от CBR, сервис UBR (unspecified bit rate, неопределенная битовая скорость) не определяет ни битовую скорость, ни параметры трафика, ни качество сервиса. Сервис UBR предлагает только доставку "по возможности", без гарантий по утере ячеек, задержке ячеек или границам изменения задержки. Разработанный специально для возможности превышения полосы пропускания, сервис UBR представляет собой адекватное решение для тех непредсказуемых "взрывных" приложений, которые не готовы согласиться с фиксацией параметров трафика. Вместе с тем, UBR позволяет обеспечить максимальную пропускную способность в том, случае, когда происходит сложение нескольких потоков данных, имеющих разнесенные во времени пики нагрузки.

Главными недостатками подхода UBR являются отсутствие управления потоком данных и неспособность принимать во внимание другие типы трафика. Когда сеть становится перегруженной, UBR-соединения продолжают передавать данные. Коммутаторы сети могут буферизовать некоторые ячейки поступающего трафика, но в некоторый момент буфера переполняются и ячейки теряются. А так как UBR-соединения не заключали никакого соглашения с сетью об управлении трафиком, то их ячейки отбрасываются в первую очередь. Потери ячеек UBR могут быть так велики, что "выход годных" ячеек может упасть ниже 50%, что совсем неприемлемо. Для устранения этого недостатка в мультиплексорах ASAM компании Алкатель допускается использование режима UBR+, который предоставляет возможность абоненту устанавливать минимально гарантированную скорость передачи - MCR.

Обычно трафиковые характеристики задаются в виде типовых профилей абонентов. Допустим, что для самых крупных пользователей, имеющих собственную ЛВС, будет использоваться профиль 1, который будет обеспечивать класс сервиса CBR и скорость передачи в сеть не ниже 1 Мбит/с, а прием информации от сети – 8 Мбит/с.

Для пользователей, имеющих небольшие ЛВС, будет устанавливаться профиль 2, который будет обеспечивать класс сервиса UBR+ и гарантированную скорость передачи в сеть не ниже 256 Кбит/с, а гарантированную скорость приема из сети не ниже 512 Кбит/с, соответственно, максимальные скорости передачи 512 Кбит/с и приема 1024 Кбит/с.

Индивидуальным пользователям будет устанавливаться профиль 3, который будет обеспечивать класс сервиса UBR+ и гарантированную скорость передачи в сеть не ниже 128 Кбит/с, а гарантированную скорость приема из сети не ниже 256 Кбит/с, соответственно, максимальные скорости передачи 256 Кбит/с и приема 512 Кбит/с.

Тип пользователя определяет тип модема ADSL, который будет устанавливаться. В соответствии с запросом заказчика, на сети будет устанавливаться 80 модемов PC-NIC (индивидуальные пользователи), 80 модемов Home (малые ЛВС) и 4 модема PRO (крупные ЛВС). Следовательно, для абонентов с модемами PRO будет устанавливаться профиль 1, для абонентов с модемами Home будет устанавливаться профиль 2, для абонентов с модемами PC-NIC будет устанавливаться профиль 3.

На первом этапе внедрения рассматриваемой сети доступа будет использоваться режим постоянных (некоммутируемых) виртуальных соединений, т.е. за каждым пользователем будет закрепляться фиксированный VP/VC.

Определение соответствия между суммарными абонентскими скоростями и имеющейся пропускной способностью производится исходя из следующих условий:

  1. Максимальная суммарная скорость всех абонентов класса CBR вместе с суммой минимальных гарантированных скоростей всех абонентов класса UBR+ не должна превышать эффективной пропускной способности используемой среды передачи ( в нашем случае STM-1)

 CBR + UBRmin  Kисп  STM-1;

где - Kисп – допустимый коэффициент использования среды

передачи, равный – 0,95.

STM-1 - суммарная полезная нагрузка действительной АТМ

ячейки в STM1 С-4 составляет 155,52 * 26 : 27 =

149,76 Мбит/с.):

  1. Сумма максимальных (негарантированных) скоростей передачи всех абонентов класса сервиса UBR+ не должна превышать имеющейся полосы пропускания системы передачи, умноженной на коэффициент перегрузки (MCR - минимальная пропускная способность, гарантированная каждому PVC или SVC. Эта скорость (в битах в секунду) выбирается абонентом в соответствии с объемом данных, которые он собирается передавать по сети, и гарантируется она оператором. Если пакетные посылки не превосходят скорость порта подключения абонента и пропускная способность сети в данный момент свободна, то абонент может превысить согласованное значение MCR. Скорость, с которой абонент посылает данные при наличии достаточной пропускной способности, называется oversubscription rate. Значение коэффициента oversubscription может от 2 до 6)


 UBR max<= Kubr * B,

Произведем расчет пропускной способности для 1-го мультиплексора ASAM. В соответствии со схемой (рис.25) в него включены 14 модемов PC-NIC (профиль 3), 13 – модемов ST Home (профиль 2) и 1 модем ST Pro (профиль 1).

Таким образом, суммарная гарантированная скорость на NT – интерфейсе этого мультиплексора в нисходящем потоке составляет :

- для одного модема ST Pro - 8 Мбит/с

- для 13 модемов ST Home - 13 х 512=6,656 Мбит/с

- для 14 модемов ST PC-NIC - 14x 256 = 3,584 Мбит/с

- общая гарантированная скорость 18,240 Мбит/с.
Таким образом, суммарная гарантированная скорость значительно меньше имеющейся пропускной способности среды передачи

18,240 < 149,76х 0,95 = 142,272 Мбит/с
Произведем расчет суммы максимальных негарантированных скоростей для абонентов с классом обслуживания UBR+:
- для 13 модемов ST Home - 13x1,024 = 13,312 Мбит/с

- для 14 модемов ST PC-NIC - 14x512 = 7,168 Мбит/с

- суммарная максимальная скорость - 20,480 Мбит/с
Проверим выполнение условия 2 для нашего случая, для этого определим пропускную способность, оставшуюся на негарантированную передачу :

142,272 – 18,240 = 124,032 Мбит/с
Как видно из приведенных вычислений оставшаяся полоса пропускания больше требуемой суммарной максимальной скорости для негарантированного трафика UBR+.
Таким образом, для рассмотренного мультиплексора полностью выполняются условия 1 и 2. Поскольку число и типы абонентов, подключенных к остальным мультиплексорам не превышают число абонентов в 1-ом мультиплексоре, то пропускной способности подключенных к ним трактов STM-1 вполне достаточно, для обеспечения всех абонентов необходимым качеством передачи данных.
Поскольку все абоненты, указанные на схеме , требуют выхода в сеть Интернет и на первом этапе используется режим полупостоянных соединений, то самым узким местом в сети доступа является поток STM-1, связывающий АТМ – коммутатор с сервером доступа в Интернет.

Проведем аналогичные расчеты для этого интерфейса с учетом условий 1 и 2.
Таким образом, суммарная гарантированная скорость на этом интерфейсе в нисходящем потоке составляет :

- для 4-х модемов ST Pro - 8х4 =32 Мбит/с

- для 80 модемов ST Home - 80 х 512=40,960 Мбит/с

- для 80 модемов ST PC-NIC - 80x 256 = 20,480 Мбит/с

- общая гарантированная скорость 93,440 Мбит/с.


Таким образом, суммарная гарантированная скорость меньше имеющейся пропускной способности среды передачи

93,440 < 149,76х 0,95 = 142,272 Мбит/с
Произведем расчет суммы максимальных негарантированных скоростей для абонентов с классом обслуживания UBR+:

- для 80 модемов ST Home - 80x1,024 = 81,92 Мбит/с

- для 80 модемов ST PC-NIC - 80x512 = 40,960 Мбит/с

- суммарная максимальная скорость - 122,880 Мбит/с

Проверим выполнение условия 2 для нашего случая, для этого определим пропускную способность, оставшуюся на негарантированную передачу :

142,272 –93,440 = 48,832 Мбит/с
С учетом коэффициента допустимой перегрузки Kubr = 400% получим

48,832 х 4 = 195,328 Мбит/с > 122,880 Мбит/с
Таким образом, сумма максимальных скоростей для всех абонентов класса UBR+ не превышает расчетное значение имеющейся пропускной способности с учетом расчетного значения коэффициента перегрузки, т.е. условие 2 также выполняется для рассматриваемого интерфейса.
Проведенные расчеты показывают, что выбранный вариант построения сети доступа полностью удовлетворяет требованиям по пропусканию нагрузки проектируемой сети.
Глава IV. Технико-экономическое обоснование.
4.1 Обоснование целесообразности проектного решения.
В последние годы рост объемов передачи информации привел к тому, что наблюдается дефицит пропускной способности каналов доступа к существующим сетям. Если на корпоративных уровнях эта проблема частично решается (арендой высокоскоростных каналов передачи), то в квартирном секторе и в секторе малого бизнеса эти проблемы существуют.

На сегодняшний день основным способом взаимодействия оконечных пользователей с частными сетями и сетями общего пользования является доступ с использованием телефонной линии и модемов, устройств, обеспечивающих передачу цифровой информации по абонентским аналоговым телефонным линиям. Скорость такой связи невелика, максимальная скорость может достигать 56 Кбит/с. Этого пока хватает для доступа в Интернет, однако насыщение страниц графикой и видео, большие объемы электронной почты и документов в ближайшее время снова поставит вопрос о путях дальнейшего увеличения пропускной способности.

Наиболее перспективной в настоящее время является технология ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line). Это новая модемная технология, превращающая стандартные абонентские телефонные аналоговые линии в линии высокоскоростного доступа. Технология ADSL позволяет передавать информацию к абоненту со скоростью до 8 Мбит/с. В обратном направлении используется скорость до 640 Кбит/с. Это связанно с тем, что все современный спектр сетевых услуг предполагает весьма незначительную скорость передачи от абонента. Например, для получения видеофильмов в формате MPEG-1 необходима полоса пропускания 1,5 Мбит/с. Для служебной информации передаваемой от абонента, вполне достаточно 64 -128 Кбит/с.
Бурный рост числа пользователей Internet, наблюдаемый в последнее время, как во всем мире, так и в России, дает повод весьма оптимистично взглянуть на перспективы российского рынка ADSL. Этот оптимизм разделяют провайдеры, начинающие развертывать сети ADSL-доступа. Но что же можно сказать в отношении их потенциальной абонентской базы?

Cегодня число российских пользователей Internet оценивается в 1,95 млн. человек (по данным Dataquest). Однако из-за отсутствия четкого определения понятия «пользователь Internet» эту и другие подобные оценки следует воспринимать с некоторой долей скепсиса.

Часто фигурирующую цифру 1,5— 2 млн. нельзя рассматривать как абсолютную, так как она может породить искаженное представление. Например, по данным Института маркетинговых и социальных исследований GfK MR, изучающего российскую часть Internet на базе репрезентативных опросов населения России в возрасте старше 16 лет, в июле 2000 г. «...возможность доступа во Всемирную сеть имели около 6 млн. россиян (5,5%), однако из них только 24% (примерно 1,5 млн.) пользовались этим доступом более или менее регулярно (по крайней мере, один раз в месяц)» («Телеком-форум» от 29.10.00). Что такое один раз в месяц с точки зрения прибыли? Если продолжительность работы в Сети в среднем составляет 4—5 часов, то при расценках на коммутируемый доступ 1 долл. в час получается 50—60 долл. в год. Безусловно, реальный интерес для провайдера (по этому показателю) представляют те клиенты, которые обеспечивают доход на порядок выше.

Число «эффективных» пользователей в России в 2000 г. (считаем, что эффективный абонент проводит в Сети не менее 20 часов в месяц) оценивается на уровне 350—450 тыс. Такая консервативная оценка позволяет спрогнозировать, что быстрые темпы роста абонентской базы в среднесрочной перспективе, несмотря на невысокий уровень компьютеризации и низкие доходы населения, сохранятся. На московском рынке коммутируемого доступа в 2000 г. наблюдался рост среднемесячной загрузки модемного пула на уровне 5—6% в месяц, что подтверждает это предположение (оценка Alcatel на основе данных компании «Русский экспресс»). Это позволяет ожидать роста количества эффективных пользователей Internet, в том числе абонентов широкополосного доступа.

Таким образом, можно утверждать, что в России, как и во всем мире (хотя и с поправкой на российскую специфику), в области предоставления Internet-услуг будет происходить сдвиг в сторону широкополосных систем.

Одной из главных проблем при организации высокоскоростного доступа в Internet на базе технологии асимметричной цифровой абонентской линии (ADSL) является вопрос выбора оборудования, который, особенно на начальном этапе, представляет собой одну из самых мучительных проблем для тех, чьи решения определяют судьбу проекта в долгосрочной перспективе.
Для реализации проекта построения сети ADSL для доступа в глобальную сеть Internet было принято решение проанализировать возможность использования аппаратных и программных средств фирмы Alcatel или оборудования компании Cisco Systems. Анализ проводится на основе метода анализа иерархий (МАИ).

Метод анализа иерархий - это математический аппарат, который разработан для решения задач многокритериальной оптимизации, который в отличие от традиционных методов позволяет принять компромиссное решение [15].

МАИ является систематической процедурой для иерархического представления элементов, определяющих суть любой проблемы. Метод состоит в декомпозиции проблемы на все более простые составляющие части и дальнейшей обработке последовательности суждений лица, принимающего решение, по парным сравнениям. В результате может быть выражена относительная степень (интенсивность) взаимодействия элементов в иерархии. Эти суждения затем выражаются численно. МАИ включает процедуры синтеза множественных суждений, получения приоритетности критериев и нахождения альтернативных решений. Полученные таким образом значения являются оценками в шкале отношений и соответствуют так называемым жестким оценкам.
Сравнительный анализ оборудования ADSL.
Для выбора на рынке средств связи оборудования ADSL, наиболее подходящего для реализации данного проекта, произведем сравнение двух возможных вариантов аппаратных и программных средств, которые могут быть использованы для проектирования данной широкополосной сети доступа: ADSL оборудование фирмы Alcatel и компании Cisco Systems.
Возможные варианты:
1 вариант – ADSL мультиплексоры ASAM 1000 и абонентское оборудование фирмы Alcatel;

2 вариант – мультиплексоры серии Cisco 61хх / 62xx и ADSL модемы компании Cisco Systems

Сравнение этих систем будем осуществлять по следующим показателям:


  1. Стоимость;

  2. Надежность;

  3. Легкость в эксплуатации;

  4. Обеспечение безопасности передаваемых данных;

  5. Гибкость управления оборудованием;

  6. Реализация функций бриджинга / маршрутизации;

  7. Мультипротокольность; поддержка различных сетевых интерфейсов;

  8. Цифровая передающая способность ADSL системы;

  9. Адаптация данных ASAM / DSLAM; управление передачей данных;

  10. Рекламная политика компаний.


Решение поставленной задачи (выбора системы) с помощью МАИ осуществляется в несколько этапов:

  1. Представление задачи в иерархической форме (рис.26).




Выбор оборудования ADSL I уровень (общая цель)



II уровень (критерий)


Стоимость




Надежность





Легкость в эксплуатации




Обеспечение безопасности передаваемых данных




Гибкость управления оборудованием





Реализация функций бриджинга / маршрутизации




Мультипротокольность; поддержка различных сетевых интерфейсов




Цифровая передающая способность ADSL системы




Адаптация данных в ASAM / DSLAM; управление передачей данных





Рекламная политика компаний

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10



III уровень (альтернатива)

ADSL оборудование Alcatel ADSL система Cisco Systems
Рисунок 26



  1. Установление приоритетов критериев.


Для установления приоритетов критериев проводится попарное сравнение критериев по отношению к общей цели, результаты попарного сравнения заносятся в матрицу. В каждую клетку матрицы ставится та или иная оценка (от 1 до 9) относительной важности. Сравнивается относительная важность левых элементов матрицы с элементами наверху. Поэтому если элемент слева важнее, чем элемент наверху, то в клетку заносится целое число; в противном случае – обратное число (дробь). Относительная важность любого элемента, сравниваемого с самим собой, равна 1. Данные представлены в таблице 4.2.

В таблице 4.1 приведена шкала оценок интенсивности относительной важности.
Таблица 4.1 Шкала оценок интенсивности относительной важности

Интенсивность относительной важности

Определение

1

3

5

7

9

2,4,6,8
Обратные величины приведенных чисел

Значит равную важность элементов

Умеренное превосходство одного над другим

Существенное или сильное превосходство

Значительное превосходство

Очень сильное превосходство

Промежуточные решения между соседними суждениями

Если при сравнении одного вида деятельности с другим получено одно из вышеуказанных чисел, то при сравнении второго вида деятельности с первым получим обратную величину


Таблица 4.2 Матрица парных сравнений критериев по отношению к общей цели.





1

2

3

4

5

6

7

8

9

10





1

1

1/3

2

1/3

1/3

1/3

1

1/5

1/5

3

0,559

0,044

2

3

1

4

1

2

3

3

1/3

1

5

1,801

0,142

3

1/2

ј

1

1/4

1/3

1/2

1

1/5

1/4

2

0,469

0,037

4

3

1

4

1

1

3

3

1/3

1/3

3

1,431

0,113

5

3

Ѕ

3

1

1

3

3

1/3

1/3

3

1,297

0,102

6

3

1/3

2

1/3

1/3

1

1

1/3

1/3

3

0,771

0,061

7

1

1/3

1

1/3

1/3

1

1

1/4

1/3

2

0,601

0,047

8

5

3

5

3

3

3

4

1

2

5

3,096

0,244

9

5

1

4

3

3

3

3

1/2

1

5

2,295

0,157

10

1/3

1/5

1/2

1/3

1/3

1/3

1/2

1/5

1/5

1

0,346

0,027
1   ...   6   7   8   9   10   11   12   13   14


Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации