Производительность мультисервисного узла доступа (стр. 1 из 5)
Некоммерческое акционерное общество
"АЛМАТИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ"
Кафедра Телекоммуникационных систем
КУРСОВАЯ РАБОТА
по дисциплине: IP-телефония и видеосвязь
Специальность: "Радиотехника, электроника и телекоммуникации"
Производительность мультисервисного узла доступа
Выполнил: Болховитин А. Группа МРС-07-2
№ зач. книжки 073170
Руководитель: Сейсенова Д.О.
Алматы 2011
Содержание
Введение
Задание 1
1.1 Расчёт числа пакетов от первой группы (телефония)
1.2 Расчёт числа пакетов от второй группы (телефония и интернет)
1.3 Расчёт числа пакетов от третьей группы абонентов (triple play)
1.4 Требования к производительности мультисервисного узла доступа
Задание 2
2.1 Выполнение задания 2
Задание 3
Заключение
Список литературы
Введение
IP-телефония - это технология, которая обеспечивает голосовую связь по сетям передачи данных. Другими словами, IP-телефония позволяет осуществлять международные и междугородние переговоры в режиме реального времени через сеть Internet или любую другую IP-сеть. Благодаря этой технологии устанавливается контакт между множеством разрозненных объектов. Связь с удаленными объектами классическим способом обычно обходится недешево. Связь посредством IP-телефонии - это существенная экономия средств, затрачиваемых на переговоры, поскольку функция голосовой связи и передачи данных объединяется в одну сеть.
IP-телефония позволяет организовать телефонную связь или передачу факсимильного послания с помощью Internet, локальной сети, выделенного канала. Достоинства IP-телефонии в экономном использовании емкости канала, что позволяет существенно снизить затраты на звонок и тем самым сократить расходы на переговоры с международными и междугородними объектами.
В чем заключается принцип действия IP-телефонии? Основа технологии - это конвертация голосовой связи в пакеты данных через телефонные аппараты, которые подключены к портам IP-сети. Также функцию телефонного аппарата может выполнять другое устройство, подключенное к сети, например, персональный компьютер. Для определения базовой распределённой архитектуры IP - телефонии существует множество терминов, например, телефония типа "клиент-сервер", конвергентная телефония, LAN с функциями телефона. IP-телефония использует специальное программное обеспечение, которое устанавливается на персональный компьютер и функционирует как "программируемый" телефон. Использование данной технологии избавляет от необходимости размещать отдельный многоканальный телефон у персонального компьютера на каждом рабочем месте. Чтобы усовершенствовать традиционную телефонную связь, нужно заменить телефонный аппарат. Модернизировать и усовершенствовать программное обеспечение, которое используется IP-технологией, намного проще. Нет нужды тратиться на оборудование, прерывать рабочий процесс.
Технология передачи голоса посредством IP-телефонии весьма перспективна для компаний, которые имеют связь со своими филиалами и партнерами через сеть Internet и при этом платят за традиционные телефонные переговоры. Помимо экономии средств, IP-телефония имеет и другие преимущества, благодаря которым данная технология заслужила уважение и доверие во всем мире: качество связи, надежность и безопасность.
Задание 1
Провести расчёт производительности узла доступа с учётом структуры нагрузки поступающей от абонентов, пользующихся различными видами услуг.
а) сделать расчёт числа пакетов от первой группы (телефония);
б) провести расчёт числа пакетов от второй группы (телефония и интернет);
в) сделать расчёт числа пакетов от третьей группы абонентов (triple play);
г) оценить требования к производительности маршрутизатора, агрегирующего трафик мультисервисной сети доступа NGN;
д) сделать выводы.
Исходные данные для расчета приведены в таблицах 1, 2, 3, 4.
Таблица 1 - Доля абонентов по группам
| Группа абонентов | Последняя цифра номера зачетной книжки | 7 |
| 1 | Доля абонентов 1 группы, p1 в% | 50 |
| 2 | Доля абонентов 2 группы, p2 в% | 45 |
| 3 | Доля абонентов 3 группы, p3 в% | 5 |
Таблица 2 - Характеристики нагрузки, создаваемой клиентами различных групп.
| Последняя цифра номера зачетной книжки fi | 0 |
| Вызовов в час, fi | 5 |
| Средняя длительность разговора, tiминут | 2 |
| Объём переданных данных в час наибольшей нагрузки, V2, Мбайт/с | 20 |
| Объём переданных данных в час наибольшей нагрузки, V3, Мбайт/с | 70 |
| Время просмотра видео в час наибольшей нагрузки, Тв, минут | 55 |
| Мультисервисный узел доступа обслуживает N, абонентов | 3000 |
Таблица 3 - Выбор кодеков
| Предпоследняя цифра номера зачетной книжки | 0 |
| Кодеки | G.711uG.723m |
Таблица 4 - Параметры кодеков
| Кодек | Скорость передачи,кбит/с | Длительность датаграммы,мс | Задержка пакетизации,мс | Полоса пропускания для двунаправленного соединения, кГц | Задержка в джиттер-буфере | Теоретическая максимальная оценка MOS |
| G.711u | 64 | 20 | 1 | 174,4 | 2 датаграммы,40 мс | 4,4 |
| G.723m | 6,3 | 30 | 67,5 | 43,73 | 2 датаграммы,60 мс | 3,87 |
Всех потенциальных клиентов оператора по уровню приносимого дохода можно условно разделить на три группы.
Наиболее многочисленная группа абонентов приносит минимальный уровень дохода, однако отказаться от её обслуживания оператор не может из-за социальной значимости предоставления услуг этим абонентам.
В структуре пользователей можно выделить незначительное число абонентов, готовых использовать максимальное количество предоставляемых услуг. Скорее всего, это корпоративные пользователи, потребляющие весь спектр услуг "TriplePlay". Несомненно, для организации обслуживания данного сектора организовывается широкополосный доступ.
Расчёт производительности узла доступа необходимо проводить с учётом всех абонентов, пользующихся услугами. Три группы клиентов:
пользователи телефонии, p1;
пользователи телефонии и передачи данных, p2;
пользователи телефонии, передачи данных и видео,p3.
Схема групп пользователей показана на рисунке 1.
Рисунок 1 - Состав абонентов сети доступа
Каждая группа абонентов совершает в среднем fiвызовов в час средней длительностью tiминут. Для второй и третьей группы, необходимо задать объём переданных данных в час наибольшей нагрузки, величина обозначается Vi, Мбайт/с. Третья группа будет характеризоваться еще временем просмотра видео в час наибольшей нагрузки ТВ минут. Мультисервисный узел доступа обслуживает Nабонентов.
1.1 Расчёт числа пакетов от первой группы (телефония)
Рассчитаем число пакетов создаваемых пользователями телефонии, использующие выбранные ранее кодеки. Параметры кодеков представлены в таблице 4. Рассчитаем параметры сети для двух кодеков соответственно варианту. Длительность дейтаграммы TPDUравна 20 мс и 30 мс, согласно рекомендации RFC1889. При этом в секунду передаётся:
nj= 1/ TPDU= 1/20∙10-3 = 50кадров в секунду
nj= 1/ TPDU= 1/30∙10-3 = 33кадров в секунду
Размер пакетизированных данных:
hj= vj·TPDU
где vj - скорость кодирования, байт/с;
hj - размер пакетизированных данных;
TPDU - длительность одной речевой выборки (длительность пакета).
Рассчитываем vj - скорость кодирования, байт/с; hj - размер пакетизированных данных для двух выбранных согласно варианту кодеков (индекс jсоответствует 1 - первый кодек без сжатия, 2 - второй кодек со сжатием).
При использовании кодека скорость кодирования:
vi= RGi/8, (байт/с), v1 = RG1/8 = 64/8 = 8 кбит/с = 8000 байт/с
v2 = RG2/8 = 6.3/8 = 0.787*103 байт/с, hj= vj· TPDU, (байт).
h1 = v1 · TPDU= 8000 · 20 · 10-3 = 160 байт (без сжатия)
h2 = v2 · TPDU= 787 · 20 · 10-3 = 15.7 байт (со сжатием)
Для определения размера пакета необходимо учесть заголовки:
Ip - 20 байт;
UDP - 8 байт;
RTP - 12 байт.
Суммарный размер пакета для кодека без сжатия:
håG1 = h1 + Ip+ UDP+ RTP= 160 + 20 + 8 + 12 = 200 байт.
Суммарный размер пакета для кодека со сжатием:
håG2= h2 + Ip+ UDP+ RTP= 15.7 + 20 + 8 + 12 = 55.7 байт.
Для определения числа пакетов, генерируемых первой группой абонентов, необходимо учесть их долю в общей структуре пользователей, количество вызовов в час наибольшей нагрузки, среднюю длительность разговора.
N1j= n1j· t1·f1·p1·N= 50·120·5·0,5·3000 = 45 000 000 пакетов
N1j= n1j· t1·f1·p1·N= 33·120·5·0,5·3000 = 29 700 000 пакетов
где N1j - число пакетов, генерируемое первой группой пользователей в час наибольшей нагрузки;
n1j - число пакетов, генерируемых в секунду одним абонентом;
t1 - средняя длительность разговора в секундах для первой группы абонентов;
f1 - число вызовов в час наибольшей нагрузки для первой группы абонентов;
p1 - доля пользователей группы 1 в общей структуре абонентов;
N - общее число пользователей.
1.2 Расчёт числа пакетов от второй группы (телефония и интернет)
Рассуждения, приведённые для первой группы абонентов, в полной мере можно применить и ко второй группе для расчёта числа пакетов, возникающих в результате пользования голосовыми сервисами.