36
Рисунок 1.20 - Структурная схема
На рисунке 1.20 представлена магистральная схема, условно обозначенная
как МС 1. В это кольцо входят 9 пунктов перекоммутации. Составим сводную
таблицу 1.1 суммарного количества абонентов на каждом ППК.
Таблица 1.1
Монтируемая ѐмкость для МС 1
Пункт перекоммутации
Количество квартир
ППК 1.1
640
ППК 1.2
1050
ППК 1.3
1220
ППК 1.4
823
ППК 1.5
587
ППК 1.6
818
ППК 1.7
671
ППК 1.8
714
ППК 1.9
910
Всего
7433
Проникновением в отдельно взятый дом на этапе запуска сети принято
считать не более 20%. Процент проникновения напрямую зависит от таких
факторов как присутствие в доме коммуникаций других провайдеров, проблемы
при согласовании монтажных работ с управляющей компанией, затраченное на
37
рекламу время и т.д. В связи с этим примем в качестве оптимальной степени
проникновения 20%, а также условие использования всеми абонентами услуги
triple play (пакет услуг КТВ, Интернет и IP телефония).
В этом разделе проекта примем к расчетам усредненное значение нагрузки
на сеть одним абонентом, а так же пиковую нагрузку в период суток
приблизительно с 22:00 до 23:00. Сетевой трафик разделим на два класса:
внутренний (мультимедийные ресурсы, файлообменники и т.п.) и внешний
(интернет ресурсы). При подсчете не будет учитываться время, необходимое для
выяснения требуемой пропускной способности сети во избежание блокировки.
В таблицу 1.2 сведем данные о нагрузке на сеть, создаваемой при
предоставлении услуги ШПД. Сведения предоставлены техническим отделом
ООО «Телекомпания Виза-2», осуществляющим мониторинг сети.
Таблица 1.2
Нагрузка на сеть для МС 1
Класс
трафика
Средняя нагрузка
на одного абонента
Нагрузка
на одного абонента в ЧНН
Внешний
0,345 Мбит
0,458 Мбит
Внутренний
0,022 Мбит
0,088 Мбит
При принятом условии 20%-го проникновения составим сводную
таблицу 1.3 количества абонентов для МС 1.1
Таблица 1.3
Количество абонентов по ППК
Пункт перекоммутации
Количество абонентов
ППК 1.1
128
ППК 1.2
210
ППК 1.3
244
ППК 1.4
165
ППК 1.5
117
38
Продолжение таблицы 1.3
Пункт перекоммутации
Количество абонентов
ППК 1.6
164
ППК 1.7
134
ППК 1.8
143
ППК 1.9
182
Всего
1487
Исходя из общего количества абонентов из таблицы 1.3, произведѐм
расчет создаваемой ими нагрузки на сеть и сведѐм в таблицу 1.4
Таблица 1.4
Средняя и максимальная абонентская нагрузка на сеть МС 1
Пункт
перекоммутации
Средняя
нагрузка.
Внутренний
трафик,
Мбит/с
Средняя
нагрузка.
Внешний
трафик,
Мбит/с
Нагрузка
в ЧНН.
Внутренний
трафик,
Мбит/с
Нагрузка
в ЧНН.
Внешний
трафик,
Мбит/с
ППК 1.1
2,8
44,2
11,3
58,6
ППК 1.2
4,6
72,5
18,5
96,2
ППК 1.3
5,4
84,2
21,5
111,8
ППК 1.4
3,6
56,9
14,1
77,6
ППК 1.5
2,6
40,4
10,3
53,6
ППК 1.6
3,6
56,6
14,4
75,1
ППК 1.7
2,9
46,2
11,8
61,4
ППК 1.8
3,1
49,3
12,6
65,5
ППК 1.9
4,0
62,8
16,0
83,4
Всего
33
513
131
683,2
Используя полученные данные, произведем расчет средней нагрузки на
МС 1 в целом, по формуле 2.1. [16]
N
isred
/
(2.1)
39
где
sred
– средняя нагрузка, Мбит/с;
i
– нагрузка i-того узла, Мбит/с;
N
– количество узлов сети.
Средняя нагрузка на МС 1 для внутреннего трафика:
N
isred
/
=3,7 Мбит/с(2.2)
Средняя нагрузка на МС 1 для внешнего трафика:
N
isred
/
=57 Мбит/с(2.3)
Средняя нагрузка на МС 1 для внутреннего трафика в ЧНН:
N
isred
/
=14,6 Мбит/с(2.4)
Средняя нагрузка на МС 1 для внешнего трафика в ЧНН:
N
isred
/
=76 Мбит/с(2.5)
Расчет нагрузки на сеть при оказании услуги IP-телефония
Согласно данным исследований, число абонентов IP-телефонии зачастую
составляет около 2% от емкости станции. Максимальная скорость передачи
данных (голоса) каждого абонента составляет 0,0625 Мбит/с для кодека G711
[16]. Для каждого узла ППК рассчитаем максимальную нагрузку и сведем
данные в таблицу 1.5
Таблица 1.5
Максимальная нагрузка абонентов IP-телефонии
Пункт
перекоммутации
Количество
абонентов
Максимальная нагрузка,
max
, Mбит/с
ППК 1.1
13
0,8125
ППК 1.2
21
1,3125
ППК 1.3
24
1,5
ППК 1.4
17
1,0625
40
Продолжение таблицы 1.5
ППК 1.5
12
0,75
ППК 1.6
16
1,0
ППК 1.7
13
0,8125
ППК 1.8
14
0,875
ППК 1.9
18
1,125
Всего
148
9,25
Из полученных данных вычисляем среднюю максимальную нагрузку [16]
N
isred
/
maxmax/
=0,1 Мбит/с(2.6)
Произведѐм расчет средней нагрузки на пункт перекоммутации,
составляющей по экспериментальным данным 60% от максимальной нагрузки.
[16]
i
sred
Y
max
6,0
(2.7)
где
imax
– максимальная нагрузка i-того узла, Мбит/с;
Полученные данные сведем в таблицу 1.6
Таблица 1.6
Средняя нагрузка абонентов IP-телефонии
Пункт
перекоммутации
Количество абонентов
Средняя нагрузка,
max
, Mбит/с
ППК 1.1
13
0,4875
ППК 1.2
21
0,7875
ППК 1.3
24
0,9
ППК 1.4
17
0,6375
ППК 1.5
12
0,45
ППК 1.6
16
0,6
41
Продолжение таблицы 1.6
ППК 1.7
13
0,4875
ППК 1.8
14
0,525
ППК 1.9
18
0,675
Всего
148
5,55
По формуле 2.6 из полученных данных получаем значение усредненной
нагрузки при оказании IP-телефонии - 0,04 Мбит/с.
Расчет нагрузки на магистральное кольцо
Суммируя полученные данные о нагрузке на сеть при предоставлении
указанных услуг, вычислим среднюю нагрузку на МС1 [16]
3,15104,0766,14577,3
/..
iсредсред
Мбит/с,(2.8)
где
.сред
– средняя нагрузка на узел;
iсред /.
– сумма средних нагрузок предоставляемых услуг.
Вычислив значение нагрузки на МС 1, делаем вывод, что для
работоспособности сети, будет достаточно пропускной способности в 1 Гбит/с.
В дальнейшем, при увеличении количества подключенных абонентов,
пропускную способность сети можно увеличить до 10 Гбит/с заменой SFP-
модулей коммутаторов.
42
ГЛАВА 2. ВЫБОР, ОПИСАНИЕ И РАСЧЕТ НЕОБХОДИМОГО
ОБОРУДОВАНИЯ
2.1 Проектная часть
2.1.1 Оборудование СПД
ООО «Телекомпания Виза-2» при строительстве своей сети использует
различные марки оборудования. При его выборе внимание уделяется
соотношению цены/качества. К оборудованию предъявляются высокие
требования, такие как: высокая надежность и отказоустойчивость, обеспечение
высококачественного сервиса абонентам. Рассмотрим подробнее используемое
компанией оборудование.
Серверное оборудование
Серверный парк ООО «Телекомпании Виза-2» укомплектован системами
с высокой плотностью размещении HP BladeSystem c7000 (рисунок 2.1).
Рисунок 2.1 - HP Blade system C7000
Одно шасси HP BladeSystem c7000 (c 7000) высотой 10U вмещает до
16 двухпроцессорных или 8 четырехпроцессорных серверов, со всей
необходимой инфраструктурой питания и охлаждения, плюс 8 коммутационных
модулей: коммутаторов Fibre Channel, Ethernet, Infiniband. Использование blade-
инфраструктуры HP BladeSystem с7000 подразумевает по умолчанию высокий
уровень отказоустойчивости за счѐт дублирования компонент. Так, питание
BladeSystem может быть реализовано по схеме n+n либо n+1, используются
избыточные вентиляторы системы охлаждения, все коммутационные модули
устанавливаются парами, все используемые серверные адаптеры ввода-вывода
— двухпортовые. Для эффективного управления HP BladeSystem в состав полки
43
включены средства, позволяющие визуализировать серверные полки и получить
наглядное представление о состоянии и конфигурации blade-системы,
контролировать параметры окружающей среды, настраивать подсистемы
охлаждения и электропитания. [26]
Для маршрутизации широкополосного доступа (BRAS)
ООО «Телекомпания Виза -2» использует роутеры Juniper MX80 (рисунок 2.2).
Рисунок 2.2 - Маршрутизатор Juniper MX80
Данное решение обеспечивает динамическое масштабирование сети для
одновременного увеличения пропускной способности и поддержки новых
пользователей и сервисов. Juniper MX80 относится к линейке MX Series 3D
Universal Edge Router, на базе чипсета Trio и Junos OS, высокопроизводительной
операционной системой, разработанной компанией Juniper для расширенной
маршрутизации и коммутации. Занимающий всего 2 юнита в стойке
(3,5 дюймов), этот маршрутизатор позволяет снизить совокупную стоимость
владения (TCO) и повысить эффективность работы корпоративных сетей и сетей
провайдеров. Возможность модернизации и комбинирования типов интерфейсов
делают MX80 идеальным решением для корпоративных сетей, ЦОДов и WAN-
подключений в сетях провайдеров.. Устройство Juniper MX80 предлагает
беспрецедентный динамический контроль, большое количество
поддерживаемых приложений и революционные экономические показатели,
подтверждаемые исследованием, которое было проведено сторонней
организацией:
- увеличение показателя возврата инвестиций (ROI) за 5 лет до 540%;
- сокращение операционных издержек на агрегационные сервисы на 47%;
- сокращение операционных издержек на бизнес-сервисы на 63%;
- сокращение операционных издержек на бытовые сервисы на 77%;
44
- повышение результативности применения энергии в размере 10-к-1 по
сравнению с продуктами других поставщиков [41]
Коммутаторы агрегации
На уровне агрегации сети ООО «Телекомпания Виза-2» применяет
коммутаторы MES 3116F от компании ELTEX (рисунок 2.3)
Рисунок 2.3 – Коммутатор агрегации MES 3116F
Коммутаторы MES3100 имеют значительный запас по производительности
благодаря универсальным интерфейсам, работающим на скорости 10Гбит/с или
1Гбит/с. К ключевым особенностям следует отнести:
Высокая производительность
Поддержка стекирования
До 4 портов 10G в базовой конфигурации
Резервирование источников питания с возможностью горячей
замены
Расширенные функции L2
Поддержка функций L3
Front-to-back вентиляция
Отличительные черты коммутаторов MES - развитые функции L2,
поддержка статической маршрутизации, динамической маршрутизации, наличие
до 4 интерфейсов 10Гбит/с (SFP+), возможность объединения в стек до 8
устройств, резервирование источников питания с возможностью горячей
замены. Поддержка протокола защиты кольца ERPS позволяет получить время
сходимости менее 200 мс, что обеспечивает беспрерывное предоставление
сервисов. [42]
45
Коммутатор ядра сети
В качестве коммутатора ядра сети компанией применяется коммутатор
MES 5248 от компании ELTEX (рисунок 2.4)
Рисунок 2.4 – Коммутатор MES 5248
Высокопроизводительные устройства MES5248, оснащенные
интерфейсами 10GBASE-X, предназначены для использования в операторских
сетях в качестве устройств агрегации и в центрах обработки данных (ЦОД).
Порты устройства поддерживают работу на скоростях 10 Гбит/с (SFP+) или
1 Гбит/с (1000BASE-X и 1000BASE-T SFP), что обеспечивает гибкость в
использовании и возможность постепенного перехода на более высокие скорости
передачи данных.
Схема вентиляции front-to-back обеспечивает эффективное охлаждение при
использовании устройств в условиях современных ЦОД.
Устройства имеют возможность горячей замены модулей питания и
вентиляционных модулей, обеспечивая бесперебойность функционирования сети
оператора. [42]
Межсетевой экран
Безопасность доступа к внутренним ресурсам сети реализуется с помощью
межсетевого экрана Cisco ASA 5520 (рисунок 2.5)
Рисунок 2.5 – Cisco ASA 5520
Производительность: 450 Мбит/с, 3DES/AES VPN 225 Мбит/с, 280000
одновременных сессий, 1 порт 10/100BaseT 4 порта 10/100/1000BaseT, 2 x USB.
Межсетевой экран Cisco ASA 5520 обеспечивает службы безопасности, высокую