Дипломная работа: Проектирование сети Metro Ethernet в городе Павлодаре

Tдел, Tк, - средняя продолжительность разговора абонентов i-й категории в ЧНН;

Pp - доля вызовов закончившихся разговором.

Структурный состав источников, то есть число аппаратов различных категорий определяется изысканиями, а остальные параметры (Ci, Ti, Pp) - статистическими наблюдениями на действующих АТС данного города (таблица 12).

Рассчитаем интенсивность возникающей нагрузки источников i-ой категории, выраженная в Эрлангах:

Таблица 12 Среднее значение параметров нагрузки

YI = *NI*CI*ti, Эрл                                                                           (3.1)

где, t i - средняя продолжительность одного занятия.

t i = i .Pp.( tсо+ n.tн+ tу+ tпв+It )                                                         (3.2)

Продолжительность отдельных операций по установлению связи, входящих в формулу (3.2), принимают следующей:

-   время слушания сигнала ответа станции tсо =3с;

-   время набора n знаков номера с тастатурного ТА n. tн =0,8 n,с, n = 0;

-   время посылки вызова вызываемому абоненту при состоявшемся разговоре tпв = 7 - 8 с;

-   время установления соединения tу с момента окончания набора номера до подключения к линии вызываемого абонента зависит от вида связи, способа набора номера и типа станции, в которую включена требуемая линия. При связи со станцией с программным управлением tу=3с.

Коэффициент, а, учитывает продолжительность занятия приборов вызовами, не закончившихся разговором (занятость, неответ вызываемого абонента, ошибки вызывающего абонента). Его величина в основном зависит от средней длительности разговора Ti и доли вызовов закончившихся разговором Pp , и определяется по графику рисунка 2 (методичка), в нашем случае а равно 1,5.

Определим среднюю продолжительность одного занятия для ПК

t дел ПК= дел .Pдел.( tсо+ n.tн+ tу+ tпв+It ) = 1,5*0,9*(3+0*0,8+3+7+300) = 422.55 с.

t кв ПК = кв .Pкв.( tсо+ n.tн+ tу+ tпв+It ) = 1,5*0,9*(3+0*0,8+3+7+300) = 422.55 с.

Определим интенсивность возникающей местной нагрузки для ПК

YДЕЛнаАТС-55/51,-53/56,-46/54,-45/57,575,500,505,515,47/52,52.ПК = *Nдел*Cдел*tдел = *19*3,1*422.55 = 6.9133875 Эрл.

YКВнаАТС-55/51,-53/56,-46/54,-45/57,575,500,505,515,47/52,52.ПК= *NКВ*CКВ*tКВ = *29*3*422.55 = 10.211625 Эрл.

YДЕЛнаАТС-32.ПК = *Nдел*Cдел*tдел = *38*3,1*422.55 = 13.826775 Эрл.

YКВнаАТС-32.ПК = *NКВ*CКВ*tКВ = *58*3*422.55 = 20.42325 Эрл.

Определим среднюю продолжительность одного занятия для ТА

t дел ТА= дел .Pдел.( tсо+ n.tн+ tу+ tпв+It ) = 1,22*0,5*(3+6*0,8+3+7+90) = 65.758с.

t кв ТА = кв .Pкв.( tсо+ n.tн+ tу+ tпв+It ) = 1,22*0,5*(3+6*0,8+3+7+90) = 65.758 с.

Определим интенсивность возникающей местной нагрузки для ТА

YДЕЛнаАТС-55/51,-53/56,-46/54,-45/57,575,500,505,515,47/52,52.ТА=*Nдел*Cдел*tдел = *19*4,2*65.758 = 1.4576357 Эрл.

YКВнаАТС-55/51,-53/56,-46/54,-45/57,575,500,505,515,47/52,52.ТА= *NКВ*CКВ*tКВ = *29*3,2*65.758 = 1.6950951 Эрл.

YДЕЛнаАТС-32.ТА=*Nдел*Cдел*tдел = *38*4,2*65.758 = 2.9152714 Эрл.

YКВнаАТС-32.ТА= *NКВ*CКВ*tКВ = *58*3,2*65.758 = 3.3901902 Эрл.

Общая средняя нагрузка, поступающая от абонентов одного узла сети, подключенных к одному DSLAMу, подсчитывается по формуле

YADSLi=YПКi+YТФi, Эрл,                                                         (3.3)

YADSL ДЕЛнаАТС-55/51,-53/56,-46/54,-45/57,575,500,505,515,47/52,52 =6.9133875+1.4576357 = 8.3710232 Эрл,

YADSL КВнаАТС-55/51,-53/56,-46/54,-

45/57,575,500,505,515,47/52,52=10.211625+1.6950951 = 11.9067201 Эрл,

YADSLДЕЛнаАТС-32. = 13.826775+2.9152714 = 16.7420464 Эрл,

YADSLДЕЛнаАТС-32. = 20.42325+3.3901902 = 23.8134402 Эрл.

3.2  Междугородная нагрузка от абонентов ADSL определенной категории одного узла

Междугородную исходящую нагрузку, то есть нагрузку на заказно-соединительные линии (ЗСЛ) от одного аналогового абонента можно рассчитать равной 0,003 Эрл, и ее нужно прибавить к местной нагрузке.

Yмг.ADSLi=0.003*Ni, Эрл,                                                          (3.4)

Yмг.ADSL.ДЕЛнаАТС-55/51,-53/56,-46/54,-45/57,575,500,505,515,47/52,52.ТА=0,003*19= 0.057 Эрл,

Yмг.ADSL.КВнаАТС-32.ТА = 0,003*29 = 0.087 Эрл,

Yмг.ADSL.ДЕЛнаАТС-32.ТА=0,003*38= 0.114 Эрл,

Yмг.ADSL.КВнаАТС-32.ТА=0,003*58= 0.174 Эрл,

3.3  Международная нагрузка от абонентов ADSL

Международная связь осуществляется через спутник. Аналогично междугородной нагрузке, исходящую и входящую международную нагрузку считаем равными, по 0,006 Эрл на одного абонента, и ее нужно прибавить к местной нагрузке

Yисх.мн.ADSLi=Yвх.мн.ADSL=0,006*Ni, Эрл,                                   (3.5)

Yисх.мн.ADSL.ДЕЛнаАТС-55/51,-53/56,-46/54,-45/57,575,500,505,515,47/52,52.ТА = 0,006*19 = 0.114 Эрл.,

Yисх.мн.ADSL.КВнаАТС-55/51,-53/56,-46/54,-45/57,575,500,505,515,47/52,52.ТА = 0,006*29 = 0.174 Эрл.,

Yисх.мн.ADSL.ДЕЛнаАТС-32.ТА=0,006*38= 0.228 Эрл,

Yисх.мн.ADSL.КВнаАТС-32.ТА=0,006*58= 0.348 Эрл,

3.4    Нагрузка к информационной сети “Internet”от абонентов ADSL

Исходящая нагрузка принимается в количестве 0,1 Эрл на один персональный компьютер, а размер входящей нагрузки принимается в количестве 0,2 Эрл на один ПК

Yисх.ИНТ.ADSLi=0,1*NПКi, Эрл,                                                       (3.6)

Yвх.ИНТ.ADSLi=0,2*NПКi, Эрл,                                                (3.7)

Yисх.ИНТ. ДЕЛнаАТС-55/51,-53/56,-46/54,-45/57,575,500,505,515,47/52,52.ТА =0,1*19=1,9 Эрл,

Yисх.ИНТ. .КВнаАТС-55/51,-53/56,-46/54,-45/57,575,500,505,515,47/52,52.ТА=0,1*29=2,9 Эрл,

Yисх.ИНТ. ДЕЛнаАТС-32.ТА=0,1*38=3,8 Эрл,

Yисх.ИНТ. КВнаАТС-32.ТА=0,1*58=5,8 Эрл,

Yвх.ИНТ. ДЕЛнаАТС-55/51,-53/56,-46/54,-45/57,575,500,505,515,47/52,52.ТА =0,2*19=3,8 Эрл,

Yвх.ИНТ. .КВнаАТС-55/51,-53/56,-46/54,-45/57,575,500,505,515,47/52,52.ТА=0,2*29=5,8 Эрл,

Yвх.ИНТ. ДЕЛнаАТС-32.ТА=0,2*38=7,6 Эрл,

Yвх.ИНТ. КВнаАТС-32.ТА=0,2*58=11,6 Эрл.

3.5    Исходящая нагрузка от абонентов ADSL

Общая исходящая нагрузка от одного узла СПД, подключенного к сети MetroEthernet равна

Yисх.ADSLi= YADSLi+ Yмг.ADSLi+ Yисх.мн.ADSLi+ Yисх.ИНТ.ADSLi, Эрл,          (3.8)

Yисх.ADSL.ДЕЛнаАТС-55/51,-53/56,-46/54,-45/57,575,500,505,515,47/52,52.ТА= 6.9133875+1.4576357+0.057+0.114+1.9 = 10.4420232 Эрл,

Yисх.ADSL.КВнаАТС-55/51,-53/56,-46/54,-45/57,575,500,505,515,47/52,52.ТА= 10.211625+1.6950951+0.087+0.174+2.9 = 15.0677201 Эрл,

Yисх. ДЕЛнаАТС-32.ТА=13.826775+2.9152714+0.114+0.228+3.8 = 20.8840464 Эрл,

Yисх. КВнаАТС-32.ТА=20.42325+3.3901902+0.174+0.348+5.8 = 30.1354402 Эрл,

3.6     Расчет коммутации пакетов по технологии ADSL

3.6.1   Время передачи и коэффициент использования

Время передачи (обслуживания) m при обслуживании пакетов, является величиной постоянной и определяется:

m = tобсл = (Lи + Lсл)/Rk,                                                                                                                (3.9)

где Lи – длина информационной части пакета, бит;

Lсл – служебные биты (преамбула и концевик) пакета, бит;

Rk – пропускная способность тракта между маршрутизаторами, бит/с;

tобсл – время обслуживания;

m – время передачи.

Коэффициент использования Кисп, который находится по формуле:

                                                          (3.10)

где, m – число абонентов, установивших связь с выходным маршрутизатором;

Rи – скорость передачи данных от терминала, бит/с.

Исходные данные:

Lи = 150 бит, Lсл = 300 бит, Rи = 128 кбит/с, Rк = 1 Гбит/с, m1 = 48 чел, m2 = 96 чел,

m = tобсл = (Lи + Lсл)/Rk = (150+300)/1000000000 = 450/1000000000 = 0,00000045 с

КиспАТС-55/51,53/56,46/54,500,505,515,45/57,47/52 = 48*128*103/2*109(1+300/150) = 6144*103/6*109 = 6,144*106/6*109 = 0,001024

КиспАТС-32 = 96*128*103/2*109(1+300/150) = 12288*103/6*109 = 12,288*106/6*109 = 0,002048

3.6.2   Оценка времени запаздывания

Среднее время запаздывания m(T) примет вид:

Исходные данные

Lи = 150 бит, Lсл = 300 бит, Rи = 128 кбит/с, Rк = 1 Гбит/с,

m АТС-55/51,53/56,46/54,500,505,515,45/57,47/52 = 48 чел, mАТС-32 = 96 чел,

КиспАТС-55/51,53/56,46/54,500,505,515,45/57,47/52 = 0,001024

КиспАТС-32 = 0,002048

m = tобсл = 0,00000045 с

,                                                          (3.11)

Типичные значения вероятностей перехода равны р = 0,9 и х = 0,3, что соответствует случаю, когда 60 % времени последовательность находится в состоянии 2 (передаётся большой объем информации - восходящий) или 3 (передаётся малый объем информации - нисходящий), т.е. канал используется только на 40 %.

m(T)АТС-55/51,53/56,46/54,500,505,515,45/57,47/52 = ((2-0,001024-0,3/(1-0,9+2*0,3))/(2*(1-0,001024))*0,00000045 = (1,569976/ 1,997952)*0,00000045 = 3,536067 с.

m(T)АТС-32 = ((2-0,002048-0,3/(1-0,9+2*0,3))/(2*(1-0,002048))*0,00000045 = (1,568952/1,995904)*0,00000048 = 3,773212 с.

Оценка средней задержки:

1)         при постоянном прибытии пакетов (модель М/D/1) можно определить по формуле

2)        

,                                                                (3.12)

m(T) АТС-55/51,53/56,46/54,500,505,515,45/57,47/52 =

((0,75 0,001024/2)/(1-0,001024))*0,00000045 =

(0,749488/0,998976)*0,00000045 = 3,376153 с.

m(T)АТС-32 = ((0,75-0,002048/2)/(1-0,002048))*0,00000045 = (0,748976/0,997952)*0,00000045 = 3,377309 с.

при поступлении пакетов по закону Пуассона (модель М/М/1):

,                                                         (3.13)

где Lполн = Lи + Lсл ,                                                               (3.14)

m(T) АТС-55/51,53/56,46/54,500,505,515,45/57,47/52 = ((1-0,001024/2)/(1-0,001024))*((150+300) /128*103) = (0,999488/0,998976)*0,003515625 = 0,003517 с.

m(T)АТС-32 = ((1-0,002048/2)/(1-0,002048))*((150+300)/128*103) = (0,998976/0,997952) *0,003515625 = 0,003519 с.

3)         при поступлении пакетов по геометрическому закону (модель М/G/1)

,                                                         (3.15)

m(T) АТС-55/51,53/56,46/54,500,505,515,45/57,47/52 = (((0,75-0,001024/2)/(1-0,001024))*((150+300) /128*103) = (0,749488/0,998976)* 0,003515625 = 0,002638 с.

m(T)АТС-32 = ((0,75-0,002048/2)/(1-0,002048))*((150+300)/128*103) = (0,747952/ 0,997952)*0,003515625 = 0,002635 с.

Результирующая задержка m(Tå) складывается из задержки в очереди m(T), задержки пакетизации dз и алгоритмической задержки dкодер в кодерах

dз = (Lи + Lсл)/Rи,                                                                            (3.16)

m(Tå) = m(T) + dз + dкодер = m(T) + (Lи + Lсл)/Rи + dкодер.                         (3.17)

dз = (150+300)/ 128*103 = 0,003515625 с.

Таблица 13 Значения типовой алгоритмической задержки в кодерах

m(Tå) АТС-55/51,53/56,46/54,500,505,515,45/57,47/52 = 0,003515625+0,5+3,536067 = 4,039582625 с.

m(Tå) АТС-32 = 0,003515625+0,5+3,773212 = 4,276727625

3.7     Расчет исходящей нагрузки от абонентов подключенных через G.SHDSL

Учитывая высокий уровень, цен данной услугой могут воспользоваться только крупные корпоративные компании и следуя статистическим данным прошлого года, в каждой ЛВС насчитывается около 50 терминалов,30 из которых ПК и остальное телефонные аппараты.

Таблица 14 Средние значения параметров нагрузки

Таблица 15 Количество портов ЛВС (G.SHDSL)

Возникающую нагрузку создают вызовы (заявки на обслуживание), поступающие от абонентов (источников) и занимающие на некоторые время различные соединительные устройства станции.

Параметры Ci, Тi;, Рр определяются по таблице 2 с учетом того, что все абоненты ЛВС относятся к деловому сектору.

Интенсивность возникающей местной нагрузки от различных терминалов одной ЛБС, выраженная в Эрлангах, определяется формулой

YI = *NI*CI*ti, Эрл,

где i - тип терминала (ТА или ПК);

ti - средняя продолжительность одного занятия, с:

t; =а; *Pp(tco +n*tH +ty +tпв +1;),с                                             (3.18)

Для персональных компьютеров коэффициент а можно принять равным а = 1,5.

Для ТА средняя продолжительность одного занятия

t ТА = кв .Pкв.( tсо+ n.tн+ tу+ tпв+It ) = 1,22*0,5*(3+6*0,8+3+7+90) = 65.758 с

Для ПК средняя продолжительность одного занятия

t ПК = кв .Pкв.( tсо+ n.tн+ tу+ tпв+It ) = 1,5*0,9*(3+0*0,8+3+7+300) = 422.55с

Определим интенсивность возникающей местной нагрузки для ТА:

YТА1=*NТА1*CТА*tТА = *20*4,2*65.758 = 1.534353 Эрл.

YТА2=*NТА2*CТА*tТА = *15*4,2*65.758 = 1.534353 Эрл

Определим интенсивность возникающей местной нагрузки для ПК:

YПК1 = *NПК1*CПК*tПК = *30*3,1*422.55 = 10.915875 Эрл.

YПК2 = *NПК2*CПК*tПК = *30*3,1*422.55 = 10.915875 Эрл.

Общая средняя нагрузка, поступающая от абонентов одной локальной сети, подключенной к одному порту, подсчитывается по формуле

YЛВСi=YПКi+YТФi , Эрл,                                                           (3.19)

YЛВСi= 1.534353+10.915875 = 12.450228 Эрл.

3.8 Расчет исходящей нагрузки от ЛВС

Для начала найдем нагрузку, подлежащую распределению внутри ЛВС. Чтобы определить внутрисетевую нагрузку ЛВС от ПК необходимо вычислить коэффициент веса по формуле:

=100*Nпк, Эрл,                                                                           (3.20)

ЛВС == 4.17Эрл,

Далее с помощью таблицы 2.5 [15] определим коэффициент внутрисетевого трафика .

1 = 20 Эрл

Внутрисетевая нагрузка для ЛВС от ПК определяется по формуле:

YПКj,=*YПКj/100, Эрл,                                                            (3.21)

YПК ЛВС = 20*10.915875/100 = 20*10.915875/100 = 2,183175 Эрл.

Тогда исходящая нагрузка

Y=YЛВСj-YПКj,, Эрл,                                                           (3.22)

Исходящая от локальной сети нагрузка равна:

Y = 12.450228 - 2,183175 = 10,267053 Эрл.

3.9    Междугородная нагрузка от ТА абонентов ЛВС

Междугородная исходящая нагрузка от ТА локальной сети равна междугородной входящей нагрузке, и ее нужно прибавить к местной нагрузке

YМГ. ЛВСj=0,003*N, Эрл,                                                           (3.23)

где N - число ТА в ЛВС

YМГ. ЛВСj= 0,003*20 = 0.06 Эрл.

3.10 Международная нагрузка от ТА абонентов ЛВС

Международная нагрузка от ТА ЛВС равна международной входящей нагрузке, и ее нужно прибавить к местной нагрузке:

Yисх.мн.ЛВСj=Yвх.мн.ЛВСj=0.006*N, Эрл,                              (3.24)

где N-число ТА в ЛВС

Yисх.мн.ЛВСj= 0,006*20 = 0,12 Эрл

3.11 Нагрузка к информационной сети "Internet"

Исходящая нагрузка принимается в количестве 0,1 Эрл на один персональный компьютер, а размер входящей нагрузки принимается в количестве 0,2 Эрл на один ПК

Yисх.инт.ЛВСj=0,1*NПК j , Эрл,                                                (3.25)

Yвх.инт.ЛВСj=0,2*NПК j , Эрл,                                                   (3.26)

Yисх.инт.ЛВСj=0,1*30 = 3 Эрл,

Yвх.инт.ЛВСj=0,2,*30 = 6 Эрл.

Общая исходящая нагрузка от одной ЛВС, подключенной к одному порту

Yисх.ЛВС j=Y+Yмг.ЛВСj+Yисх.мн.ЛВСj+Yисх.инт.ЛВ j,Эрл,(3.27)

где j- номер ЛВС

Yисх.ЛВС j= 10,267053+0.06+0.12+3 = 13,447053 Эрл.

Общая исходящая нагрузка от одной ЛВС, подключенной к одному узлу сети MetroEthernet

Yисх.ЛВС АТС-53/56,55/51,46/54,47/52,45/57=(Y +Yмг.ЛВС j+Yисх.мн.ЛВС j+Yисх.инт.ЛВС j)*24, Эрл,                                       (3.28)

Yисх.ЛВС АТС-53/56,55/51,46/54,47/52,45/57=13,447053*24 = 322,729272 Эрл.

Yисх.ЛВС АТС-32=(Y +Yмг.ЛВС j+Yисх.мн.ЛВС j+Yисх.инт.ЛВС j)*48, Эрл,                                                                                                      (3.29)

Yисх.ЛВС АТС-32=13,447053*48 = 645,458544 Эрл.

Таблица 16

Исходящая нагрузка от абонентов каждого узла сети MetroEthernet

3.12 Расчет количества цифровых потоков для каждого узла

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10