Multiuslužne komunikacijske mreže

Trenutno zgrada multiservisnih mreža s integracijom različitih usluga jedno je od najperspektivnijih područja za razvoj mreža. Glavni zadatak multiservisnih mreža je osigurati koegzistenciju i interakciju heterogenih komunikacijskih podsustava u jednom prometnom okruženju, kada se jedna infrastruktura koristi za prijenos normalnog prometa (podaci) i prometa u stvarnom vremenu (glas i video).

Dok je stvarao multiservisna mreža postignuto:

Smanjenje troškova komunikacijskih kanala;

Smanjenje troškova administracije i održavanja mreže, smanjenje ukupnih troškova vlasništva;

Mogućnost provođenja jedinstvene administrativne i tehničke politike u području razmjene informacija;

Povećanje konkurentnosti operatora uvođenjem novih usluga i aplikacija u poslovanje te posljedično povećanje ARPU-a.

Vidi također:

Multiservisne mreže

Aleksej Šeremetjev

Pojam multiservisne mreže

Zahtjevi za multiuslužne mreže

Višeuslužna mrežna arhitektura

Hardver i rješenja koje nudi Cisco Systems

Zaključak

Mreža s više usluga je jedna mreža koja može prenositi glas, video i podatke. Glavni poticaj za nastanak i razvoj multiuslužnih mreža je želja za smanjenjem troškova vlasništva, podrška složenim, bogatim multimedijskim aplikacijama i proširenje funkcionalnosti mrežne opreme. Svrha ovog članka je prikazati mogućnosti multiservisnih mrežnih tehnologija, koncept izgradnje, primjere korištenja i opremu koju nude vodeći proizvođači - Cisco Systems i 3Com.

Pojam multiservisne mreže

Koncept multiservisa sadrži nekoliko aspekata koji se odnose na različite aspekte izgradnje mreže.

Prvo, konvergencija opterećenja mreže, koja određuje prijenos različitih vrsta prometa unutar jednog formata prikaza podataka. Na primjer, trenutno se audio i video promet uglavnom prenosi preko mreža s komutacijom krugova, dok se podaci prenose preko mreža s komutacijom paketa. Konvergencija opterećenja mreže pokreće trend prema korištenju paketno komutiranih mreža za prijenos audio i video tokova i samih mreža. Međutim, to ne poništava zahtjev diferencijacije prometa u skladu s kvalitetom pružene usluge.

Drugo, konvergencija protokola, koja određuje prijelaz s mnogih postojećih mrežnih protokola na zajednički (obično IP). Dok su postojeće mreže dizajnirane za upravljanje višestrukim protokolima kao što su IP, IPX, AppleTalk i jednom vrstom podataka, mreže s više usluga usredotočene su na jedan protokol i različite usluge potrebne za podršku različitim vrstama prometa.

Treće, fizička konvergencija, koja određuje prijenos različitih vrsta prometa unutar jedne mrežne infrastrukture. I multimedijski i glasovni promet mogu se prenositi pomoću iste opreme, podložno različitim zahtjevima za propusnost, kašnjenje i podrhtavanje. Protokoli rezervacije resursa, prioritetnog čekanja i kvalitete usluge (QoS) omogućuju razlikovanje usluga koje se pružaju za različite vrste prometa.

Četvrto, konvergencija uređaja, koja određuje trend izgradnje arhitekture mrežnih uređaja sposobnih za podršku heterogenog prometa unutar jednog sustava. Na primjer, preklopnik podržava prebacivanje Ethernet paketa, IP usmjeravanje i ATM veze. Mrežni uređaji mogu obraditi podatke koji se prenose u skladu sa zajedničkim mrežnim protokolom (npr. IP) i imaju različite zahtjeve za uslugama (npr. jamstvo propusnosti, kašnjenje itd.). Osim toga, uređaji mogu podržavati i web aplikacije i paketnu telefoniju.

Peto, konvergencija aplikacija, koja definira integraciju različitih funkcija unutar jednog softverskog alata. Na primjer, web preglednik vam omogućuje kombiniranje multimedijskih podataka kao što su audio, video, grafika visoke rezolucije itd. unutar jedne stranice.

Šesto, konvergencija tehnologija izražava želju za stvaranjem jedinstvene zajedničke tehnološke baze za izgradnju komunikacijskih mreža koje mogu zadovoljiti zahtjeve i regionalnih komunikacijskih mreža i lokalnih mreža. Takva baza već postoji: na primjer, asinkroni prijenosni sustav (ATM) može se koristiti za izgradnju regionalnih i lokalnih računalnih mreža.

Sedmo, organizacijska konvergencija, koja uključuje centralizaciju mrežnih, telekomunikacijskih i informacijskih usluga pod kontrolom vrhunskih menadžera, na primjer, u osobi potpredsjednika. To osigurava potrebne organizacijske preduvjete za integraciju glasa, videa i podataka u jednu mrežu.

Svi ovi aspekti definiraju različite aspekte problema izgradnje multiservisnih mreža sposobnih za prijenos različitih vrsta prometa kako u perifernom dijelu mreže tako iu njezinoj jezgri.

UVOD

telekomunikacijska mreža radio relejni telefon

Multiservisna mreža (MS) je komunikacijska mreža izgrađena prema NGN konceptu koja pruža neograničeni skup usluga. Trenutno je pojava novih mrežnih tehnologija dovela do pojave novih terminala koji pružaju: multimedijske telekomunikacije, usluge širokopojasnog pristupa, usluge sa zajamčenim vremenom isporuke itd. Mreže koje su spremne pružiti bilo kakve telekomunikacijske i informacijske usluge nazivaju se full-service ili multi-service mreže. Multiservisna komunikacijska mreža jedinstvena je telekomunikacijska infrastruktura za prijenos, komutaciju prometa proizvoljne vrste generirane interakcijom potrošača i pružatelja komunikacijskih usluga s kontroliranim i zajamčenim parametrima prometa. Ove mreže moraju jamčiti dogovorenu kvalitetu veza i pruženih usluga. Ovaj zadatak je sastavni dio aktivnosti operatera.

TEHNIČKI DIO

Multiservisna komunikacijska mreža

Multiuslužnu mrežu čine javna telefonska mreža i mreža za prijenos podataka. Prekidač Swihch je povezan preko jednomodnog FOCL-a na PBX, a SPD je organiziran preko usmjerivača digitalnom radio relejnom linijom.

Riža. 1.1 - Strukturni dijagram multiuslužne komunikacijske mreže

Na ovom dijagramu:

IP - internetski protokol

Prekidač

SDH - sinkrona digitalna hijerarhija

ATS - automatska telefonska centrala

Jednomodni FOCL

PSTN - javna komutirana telefonska mreža

Usmjerivač

CRRL - digitalni radio relejni vod

SPD - podatkovna mreža

Opis korištenih sučelja

1.2.1 Internetski protokol (IP) -- Internetski protokol

Odnosi se na usmjerivačke protokole mrežnog sloja obitelji TCP/IP. Upravo je IP postao protokol koji je ujedinio pojedinačne podmreže u svjetski internet. Sastavni dio protokola je mrežno adresiranje.

IP kombinira mrežne segmente u jednu mrežu, osiguravajući isporuku podataka između bilo kojeg mrežnog čvora. Klasificiran je kao protokol razine 3 prema OSI mrežnom modelu. IP ne jamči pouzdanu dostavu paketa do odredišta. Konkretno, paketi možda neće stići redoslijedom kojim su poslani, duplicirani (stižu dvije kopije istog paketa), oštećeni (obično se oštećeni paketi uništavaju) ili uopće ne stići. Neki protokoli više razine, prijenosni sloj OSI mrežnog modela, kao što je TCP, koji koriste IP kao prijenos, omogućuju isporuku paketa bez grešaka.

1.2.2 Sinkrona digitalna hijerarhija (SDH: Synchronous Digital Hierarchy, SONET) je sustav prijenosa podataka koji se temelji na vremenskoj sinkronizaciji odašiljača i prijamnika. SDH standardi definiraju karakteristike digitalnih signala, uključujući strukturu okvira (ciklusa), metodu multipleksiranja, hijerarhiju digitalnih brzina i uzorke koda sučelja, itd.

Riža. 1.2

U "prstenastoj" shemi koriste se samo ulazno/izlazni multiplekseri (ADM -Add/Drop Multiplexer).

Prednosti SDH uključuju modularnu strukturu signala, kada se brzina komprimiranog signala dobiva množenjem osnovne brzine s cijelim brojem. U tom se slučaju struktura ciklusa ne mijenja i nije potrebno stvaranje novog ciklusa. To vam omogućuje izdvajanje željenih kanala iz komprimiranog signala bez demultipleksiranja cijelog signala.

Značajke SDH tehnologije:

* omogućava sinkroni prijenos i multipleksiranje. Elementi primarne SDH mreže koriste jedan glavni oscilator za sinkronizaciju, zbog čega pitanja izgradnje sinkronizacijskih sustava postaju posebno važna;

* Omogućuje izravno multipleksiranje i demultipleksiranje PDH tokova, tako da je na bilo kojoj razini SDH hijerarhije moguće dodijeliti učitani PDH tok bez postupnog demuksiranja. Postupak izravnog multipleksiranja također se naziva I/O postupak;

* oslanja se na standardna optička i električna sučelja, što osigurava bolju kompatibilnost opreme različitih proizvođača;

* omogućuje vam kombiniranje PDH sustava europske i američke hijerarhije, pruža potpunu kompatibilnost s postojećim PDH sustavima i istovremeno omogućuje budući razvoj prijenosnih sustava, budući da pruža kanale velikog kapaciteta za prijenos ATM, MAN , HDTV, itd.;

* omogućuje bolje upravljanje i samodijagnostiku primarne mreže. Velik broj signala kvarova koji se prenose SDH mrežom omogućuje izgradnju sustava upravljanja baziranih na TMN platformi.SDH tehnologija pruža mogućnost upravljanja proizvoljno razgranatom primarnom mrežom iz jednog centra.

Tablica 1.2 - Sinkrona digitalna hijerarhija

Kako radi SDH:

Sve informacije u SDH sustavu prenose se u kontejnerima. Spremnik su strukturirani podaci koji se prenose u sustavu. Ako PDH sustav generira promet koji treba prenijeti preko SDH sustava, tada se PDH i SDH podaci prvo strukturiraju u spremnike, a zatim se u spremnik dodaju zaglavlje i pokazivači, što rezultira STM-1 sinkronim transportnim modulom. Mrežom se STM-1 kontejneri prenose u SDH sustavu različitih razina (STM-n), ali u svim slučajevima jednom formirani STM-1 može se kombinirati samo s drugim transportnim modulom, tj. odvija se multipleksiranje transportnih modula.

Riža. 1.3 - Primjer primarne mreže izgrađene na SDH tehnologiji

UVOD.. 7

1 KOMUNIKACIJSKA MREŽA ZA VIŠE USLUGA. STRUKTURA I USLUGE.. 8

1.1 Usluge i principi izgradnje multiservisne mreže. osam

1.2 IPTV usluge i specifikacije.. 11

1.3 Mrežni protokoli za implementaciju IPTV usluga.. 17

1.4 Analiza zahtjeva za kvalitetom IPTV usluga.. 21

2 PRISTUPNE MREŽE I KOMPONENTE SUSTAVA PRUŽANJA IPTV USLUGA.. 24

2.1 Metode prijenosa IPTV prometa u IP mrežama. 24

2.2 Pristupne mreže u IPTV mrežama. 26

2.3 MCC arhitektura za prijenos IPTV video prometa.. 33

3 REGIONALNA METRO ETHERNET MREŽA. 36

3.1 Odabir pristupne mreže. 36

3.2 IPTV usluge temeljene na Metro Ethernet tehnologiji 37

3.3 Metro Ethernet tehnologija 42

3.4 Izračun propusnosti za Metro Ethernet tehnologiju 48

3.5 Izračun propusnosti za grupu Triple play pretplatnika koji koriste Metro Ethernet tehnologiju 53

3.6 Usporedna analiza bežičnih širokopojasnih tehnologija za isporuku IPTV usluga 59

4 STUDIJA IZVODLJIVOSTI.. 62

4.1 Kratki opis razvijenog sustava za implementaciju IPTV usluga na multiservisnoj mreži 62

4.2 Kalkulacija troškova i cijena znanstveno-tehničkih proizvoda. 62

5 ZAŠTITA NA RADU.. 73

5.1 Organizacija sustava upravljanja zaštitom na radu u poduzeću. 73

5.2 Zahtjevi zaštite od požara pri korištenju računalne tehnologije 74

5.3 Organizacijska, tehnička i druga rješenja za otklanjanje opasnih i štetnih čimbenika 76

ZAKLJUČAK.. 80

POPIS KORIŠTENIH IZVORA.. 81

DODATAK A. Slajdovi prezentacije………………………….……………………………….. 82

UVOD

Izraz IPTV pojavio se 1995. godine, označavao je video proizvod tvrtke Percept Software, koji je koristio IP promet za prijenos audio i video podataka za pojedinačne pretplatnike i grupe pretplatnika u "multicast" načinu rada (multicast, kada je paket informacija namijenjen za nekoliko primatelji unutar grupa).

Nakon brojnih pokušaja IPTV je prevladao prve tehničke poteškoće i počeo dokazivati ​​svoju vrijednost u pravim komercijalnim mrežama.

Danas se pri prijenosu televizijskog signala sve više pribjegava paketnom prijenosu, odnosno televizijski program prenosi IP protokolom (IPTV). Standardni MPEG TV signali u ovoj se tehnologiji pretvaraju za prijenos u IP mrežama. Glavni sustav uključuje formatiranje toka na glavnoj stanici i kodere koji pretvaraju MPEG-2 u digitalni tok za IP prijenos. Softver za servisiranje pretplatnika instaliran je na glavnoj stanici. Sustav pretplatničke usluge kontrolira svaki set-top box, održava pretplatu na kanale, otvara i zatvara kanale za svakog pretplatnika, podržava elektronička plaćanja i šalje poruke. U početku se softver ne smije učitavati u set-top box.

Kada novi pretplatnik uključi set-top box i primi signal, najnoviji softver preuzima se s glavnog uređaja, što je vrlo zgodno za njegovo ažuriranje. Automatizirani sustav naplate šalje račune pretplatnicima. Ako pretplatnik ne plati račun, pristup usluzi se zatvara iz centra za upravljanje mrežom.

Prijenos televizijske slike internetskim mrežama postao je moguć tek pojavom tehnologija kao što su ADSL 2+ i VDSL 2, a kasnije i pasivne optičke mreže i optičkih Ethernet tehnologija. Trenutno postoje uglavnom fragmenti IPTV mreža, eksperimentalne zone.

Izgrađen na platformi interneta, IPTV ima sposobnost spojiti svijet interneta i svijet televizije spajanjem svih oblika komunikacije i zabave u jednu fleksibilnu, potpuno integriranu multimedijsku infrastrukturu.

KOMUNIKACIJSKA MREŽA ZA VIŠE USLUGA. STRUKTURA I USLUGE

1.1 Usluge i principi izgradnje multiservisne mreže

Koncept multiservisa sadrži niz aspekata koji se odnose na različite aspekte izgradnje mreže:

− konvergencija opterećenja mreže, koja određuje prijenos različitih vrsta prometa unutar jednog formata prikaza podataka. Na primjer, trenutno se audio i video promet uglavnom prenosi preko mreža s komutacijom krugova, dok se podaci prenose preko mreža s komutacijom paketa. Konvergencija opterećenja mreže pokreće trend prema korištenju paketno komutiranih mreža za prijenos audio i video tokova i mrežnih podataka. Međutim, to ne negira zahtjev za diferencijacijom prometa u skladu s kvalitetom pružene usluge;

− konvergencija protokola, koja određuje prijelaz s niza postojećih mrežnih protokola na zajednički (obično IP). Dok su postojeće mreže dizajnirane za upravljanje višestrukim protokolima, takve mreže su usredotočene na jedan protokol i različite usluge koje zahtijevaju različite vrste prometa za podršku;

− fizička konvergencija, koja određuje prijenos različitih vrsta prometa unutar jedne mrežne infrastrukture. I multimedijski i glasovni promet mogu se prenositi pomoću iste opreme, podložno različitim zahtjevima za propusnost, kašnjenje i podrhtavanje. Rezervacija resursa, prioritetno čekanje i protokoli kvalitete usluge (QoS) omogućuju razlikovanje usluga koje se pružaju za različite vrste prometa;

- konvergencija uređaja, koja određuje trend izgradnje arhitekture mrežnih uređaja sposobnih za podršku heterogenog prometa unutar jednog sustava. Na primjer, preklopnik podržava prebacivanje Ethernet paketa, IP usmjeravanje i ATM veze. Mrežni uređaji mogu obrađivati ​​podatke koji se prenose u skladu sa zajedničkim mrežnim protokolom (IP) i imaju različite zahtjeve usluga (jamstvo propusnosti, kašnjenje itd.). Osim toga, uređaji mogu podržavati i web aplikacije i paketnu telefoniju;

− konvergencija aplikacija, koja određuje integraciju različitih funkcija unutar jednog softverskog alata. Na primjer, web-preglednik vam omogućuje da na jednoj stranici kombinirate multimedijske podatke kao što su zvuk, video, grafika visoke rezolucije;

- konvergencija tehnologija izražava želju za stvaranjem jedinstvene zajedničke tehnološke baze za izgradnju komunikacijskih mreža, sposobne zadovoljiti zahtjeve regionalnih komunikacijskih mreža i lokalnih računalnih mreža. Takva baza već postoji: na primjer, asinkroni prijenosni sustav (ATM) može se koristiti za izgradnju regionalnih i lokalnih računalnih mreža;

− organizacijska konvergencija, koja uključuje centralizaciju mrežnih, telekomunikacijskih i informacijskih usluga pod kontrolom viših menadžera, na primjer, u osobi potpredsjednika. To osigurava potrebne organizacijske preduvjete za integraciju glasa, videa i podataka u jednu mrežu.

Svi ovi aspekti definiraju različite aspekte problema izgradnje multiservisnih mreža sposobnih za prijenos prometa različitih vrsta, kako u perifernom dijelu mreže tako iu njezinoj jezgri.

Razmotrite osnovne zahtjeve za izgradnju multiuslužne komunikacijske mreže:

- multiservis - neovisnost tehnologija za pružanje usluga od prometnih tehnologija;

- multimedija - sposobnost mreže za prijenos višekomponentnih informacija (govor, video podaci, audio) uz potrebnu sinkronizaciju tih komponenti u stvarnom vremenu i korištenje složenih konfiguracija veze;

− inteligencija - sposobnost upravljanja uslugom, pozivom i vezom od strane korisnika ili davatelja usluge;

- nepromjenjivost pristupa - mogućnost organiziranja pristupa uslugama neovisno o korištenoj tehnologiji;

- višeoperaterski - mogućnost sudjelovanja više operatora u procesu pružanja usluga i podjela njihovih odgovornosti u skladu s njihovim područjem djelovanja.

Multiuslužne mrežne usluge uključuju:

– pristup internetu velike brzine;

– IP-telefonija, koja uključuje niz funkcija (različite vrste preusmjeravanja poziva, ograničavanje komunikacije, odabir broja, funkcija identifikacije broja itd.);

– objedinjavanje udaljenih korporativnih mreža;

– stvaranje virtualnih korporativnih mreža (VPN).

Na slici 1.1 prikazana je funkcionalna struktura regionalne digitalne telekomunikacijske multiuslužne komunikacijske mreže.

Slika 1.1 - Funkcionalna struktura regionalne digitalne telekomunikacijske multiuslužne komunikacijske mreže.

Multiservisna komunikacijska mreža uključuje sljedeće elemente:

– širokopojasna pretplatnička pristupna mreža omogućuje brzi pristup internetu za pružanje svih usluga multiuslužne komunikacijske mreže;

– infotelekomunikacijski transportni sustav (ITS) – područje interakcije infokomunikacijske mreže u smislu modela interakcije otvorenih sustava čini digitalnu telekomunikacijsku multiuslužnu komunikacijsku mrežu, u kojoj su glavne mrežne karakteristike cjelovite usluge prometa različitih priroda pruža njegova komunikacijska multiprotokolna jezgra. U kojem su implementirane usluge prijenosa (nositeljska usluga) multimedijskih informacija između mrežnih završetaka, nazvane infokomunikacijske komunikacijske usluge. Istodobno se isporuka informacijskih usluga odvija na jednom multimedijskom korisničkom terminalu putem standardnog širokopojasnog sučelja;

- digitalna telekomunikacijska višeuslužna komunikacijska mreža države obuhvaća sve vrste digitalnih komunikacijskih mreža koje objedinjuju sve komunikacijske mreže u sastavu države;

– multimedijski terminal uključuje sustav za obradu digitalnih audiovizualnih i multimedijskih podataka i memorije potrebne za rad u digitalnoj telekomunikacijskoj multiuslužnoj komunikacijskoj mreži i ispravan prikaz informacija primljenih iz mreže.

1.2 IPTV usluge i specifikacije

Video preko IP-a izuzetno je osjetljiv na gubitak paketa. Gubitak jednog ili više paketa imat će mali učinak na percepciju slike, ali ako kvar potraje dulje od sekunde, to će značajno utjecati na kvalitetu slike. Mogućnosti set-top box uređaja u smislu kompenzacije gubitaka paketa prilično su ograničene. Mnogi set-top box uređaji rješavaju pojavu vidljivih artefakata povezanih s mrežnim kvarovima korištenjem FEC mogućnosti za maskiranje gubitaka ili za ponovno traženje neuspjelih paketa, tehnički su obje metode prilično složene. Razina podrhtavanja u mreži također je značajan parametar, budući da set-top box uređaji imaju ograničenu sposobnost nositi se s tim (obično unutar 150 ms). Apsolutna odgoda video streama općenito je nevažna sve dok je konstantna tijekom vremena; ali ta postojanost mora biti osigurana. Naposljetku, važna je sposobnost istovremenog prijenosa VoIP videa i drugog vremenski osjetljivog strujanja prometa na mreži. Kada se mnogo različitih usluga prenosi preko mreže, postoji potreba za fleksibilnim shemama čekanja protoka i drugim mehanizmima kontrole zagušenja. Stvoreni redovi moraju imati različite prioritetne sheme i različite veličine međuspremnika. To se mora učiniti na razini mreže.

Kontrola pristupa mreži: Uspješne implementacije video usluga dovode do vrtoglavog porasta broja pretplatnika. Stvarni projekti videa na zahtjev zabilježili su deseterostruko povećanje broja pretplatnika tijekom nekoliko godina. Prilikom projektiranja mreže ne smije se dopustiti preopterećenje jer ono povlači za sobom nekontrolirani gubitak paketa, što istovremeno degradira kvalitetu svih video usluga koje se prenose u mreži. Kako bi se spriječilo zagušenje, mreža mora imati mehanizme za interakciju s izvorima video streamova i dati zeleno svjetlo za pokretanje svakog novog video streama samo ako ne stvara zagušenje u mreži.

Vrijeme prebacivanja s kanala na kanal. Iako brzina prebacivanja između kanala neće biti jedini kriterij za ili protiv pretplate na uslugu, zadovoljstvo pretplatnika IP emitiranjem uvelike ovisi o ovom parametru. Stoga je vrlo važno projektirati mrežu na takav način da minimizira brzinu prebacivanja. Sveobuhvatan pristup pružanju usluga: Video na zahtjev i TV emitiranje imaju bitno različite zahtjeve u pogledu kontinuiteta.

Kanali se emitiraju u multicast načinu. Ako se jedan multicast stream izgubi u mreži, tisuće pretplatnika mogu ostati bez usluge.

Stoga mreža mora biti jasno optimizirana za prolaz takvih tokova i mora osigurati mogućnost oporavka izgubljenih informacija iz multicast izvora. Za mogućnost oporavka signala postoji zemljopisno odvajanje dupliciranih izvora multicast signala, kako bi se po potrebi mreža brzo prebacila na alternativni izvor. Video na zahtjev je, pak, individualna usluga, pa gubitak takvog streama nije tako katastrofalan. U isto vrijeme, pogreške u čekanju ili administriranju streamova videa na zahtjev mogu dovesti do ozbiljnog zagušenja mreže. Na primjer, ako se dogodi nezgoda u mreži, a rezervni kanali su preuski, tada nekontrolirani gubitak pojedinačnih paketa iz različitih tokova može dovesti do pada svih televizijskih usluga u isto vrijeme. Stoga je potrebno razviti različite sheme podrške za emitiranje i video na zahtjev.

Životni ciklus usluge: Kada se video usluga pokrene, stopa pretplate na nju ovisit će o gustoći naseljenosti na području njezine implementacije, vremenu postojanja usluge na tržištu, uspjehu reklamnih kampanja i još mnogo toga. Drugim riječima, pretplatnička baza nije nešto trajno i mreža ne bi trebala zahtijevati značajne promjene u bilo kojoj stopi svog rasta. Pri njegovom izračunu treba uzeti u obzir cjelokupnu potencijalnu publiku. Treba uzeti u obzir i mogućnost promjene parametara same usluge; oni bi trebali zahtijevati minimalne promjene u "logistici" tokova. Mreža mora neprimjetno dopustiti dodavanje usluga povezanih, na primjer, sa sezonskim interesima ili promjenjivim zahtjevima pretplatnika.

Klasifikacija usluga koje se pružaju u IPTV sustavima podijeljena je u tri glavne skupine:

– osnovne (kanalne) usluge (Basic Channel Service);

– poboljšane (selektivne) usluge (Enhanced Selective Service);

– usluge interaktivne razmjene podataka (Interactive Data Service).

Osnovni IPTV kompleks uključuje standardni skup usluga koje se pružaju u mrežama kabelske i zemaljske televizije. Implementacija ovog kompleksa pruža mogućnost emitiranja radijskog i televizijskog programa preko IP mreža u kombinaciji s osnovnim skupom usluga za mreže za prijenos podataka. Pretpostavlja se da usluge osnovnog kompleksa nisu međusobno povezane i da se mogu pružati neovisno.

Usluge proširenog IPTV kompleksa implementirane su u kompleksima koji pružaju aktivnu interakciju između pretplatnika i sustava koji pruža uslugu. Takve komplekse karakterizira prisutnost i aktivna uporaba reverznih kanala. Usluge koje se pružaju u sklopu proširenog IPTV kompleksa uključuju:

– razne mogućnosti implementacije usluge „Video na zahtjev“ – VoD (Video On Demand);

– emitiranje glazbenih programa na zahtjev pretplatnika – MOD (Music On De–mand);

– usluga elektroničkog formata emitiranih programa – EPG (Electronic Program Guide);

– Usluga “Personal video player” – PVP (Personal Video Player) – ima funkcije za interaktivno gledanje videa s funkcijama video playera;

- Usluga "Poslovni kanal" - B2B hosting (Business to Business Hosting) - podrazumijeva organizaciju namjenskog kanala za razmjenu operativnih podataka i videokonferencije između odjela jedne tvrtke;

– Usluga "Osobni kanal" - S2S hosting (Channel to Channel Hosting) - omogućuje organizaciju namjenskog kanala za internu razmjenu korisničkih grupa;

– usluga „Kutovi gledanja“ – (Multi-angle Service) – pruža korisniku mogućnost brze promjene kuta gledanja objekta prikazanog u video programu.

Kompleks interaktivnih usluga za razmjenu podataka IPTV mreža je prošireni skup informacijskih usluga na Internetu, objedinjenih u pet tematskih kategorija:

Usluge kategorije informacija pružaju mogućnost primanja operativnih poruka od informacijskih usluga, kao što su regionalne i svjetske vijesti, vremenska prognoza.

Komercijalne IPTV usluge dizajnirane su za podršku uslugama koje se odnose na financijske obračune i zahtijevaju povećanu razinu informacijske sigurnosti. Ove usluge prvenstveno uključuju elektroničku kupnju, sudjelovanje u elektroničkim dražbama, elektroničke transakcije sredstvima plaćanja.

Usluge kategorije komunikacija u opisanom dokumentu uključuju klasične informacijske usluge Interneta - e-poštu, razne usluge slanja poruka. Ova kategorija također uključuje VoIP usluge i video konferencije.

Usluge obrazovne kategorije namijenjene su organizaciji i podršci učenja na daljinu na različitim razinama - od osnovne škole do visokoškolskih ustanova. Posebne obrazovne usluge, poput učenja stranih jezika, također su uključene u ovu kategoriju.

Glavna prednost televizijskih sustava temeljenih na internetskom protokolu je način organizacije isporuke televizijskog programa. Za razliku od klasičnih televizijskih sustava, koji se temelje na emitiranju svim pretplatnicima cjelokupnog spektra programa, IPTV pretplatnik sam određuje sastav i zasićenost protoka informacija koje mu dolaze, što značajno smanjuje zahtjeve propusnosti za najdulji dio programa. kanal isporuke.

Sustavi dizajnirani za pružanje usluge VoD, pružaju pretplatniku mogućnost naručivanja dostave ili emitiranja odabranog video filma ili video programa. Pretplatnik koji koristi ovu uslugu dobiva mogućnost gledanja naručenog video programa na vlastitom televizijskom prijamniku ili osobnom računalu. Tijekom gledanja programa, pretplatnik može koristiti standardni skup funkcija upravljanja reprodukcijom, kao što su zamrznuti okvir, brzo i obrnuto premotavanje filma unatrag.

VoD sustavi mogu se izgraditi na temelju dvije različite sheme za isporuku naručenih programa pretplatniku:

– strujanje isporuke video programa;

– dostava video programa prema rasporedu.

U prvom slučaju, proces isporuke video programa pretplatniku izvodi se u stvarnom vremenu tijekom gledanja. Istodobno, sljedeći fragmenti programa koji se gleda isporučuju se pretplatniku putem kanala velike brzine u izravnom toku ili blokovima s periodom od 10-15 minuta. Ovaj način isporuke omogućuje gledanje videa gotovo odmah nakon narudžbe i ne postavlja visoke zahtjeve na opremu za reprodukciju. Sustavi za isporuku strujanja, pak, spadaju u dvije kategorije:

– pojednostavljeni sustavi strujanja;

– kompletni streaming sustavi – T-VoD (True Video On Demand).

T-VoD sustavi koriste izravnu isporuku streaminga i stoga mogu pretplatniku pružiti potpunu kontrolu nad načinom gledanja primljenog video programa. Za razliku od T-VoD-a, pojednostavljeni streaming sustavi koriste blok isporuku video programa, što može značajno ograničiti mogućnost pretplatnika da kontrolira reprodukciju primljenog video programa. Korištenje obje opcije za streaming isporuke video programa u VoD sustavima preporučljivo je samo ako postoji kanal velike brzine (najmanje 6 Mbps) od pretplatnika do davatelja ove usluge.

U VoD sustavima koji koriste planiranu isporuku video programa, pretplatnik prilikom naručivanja video programa mora odrediti pogodno vrijeme za početak isporuke, uzimajući u obzir raspored emitiranja ovog programa preko mreže davatelja usluga. Pretplatnik također mora na odgovarajući način osigurati mogućnost snimanja emitiranog programa na uređaj za reprodukciju. Isporuka samog video programa u ovom slučaju može se izvršiti putem kanala relativno niske brzine.

Prijenos podataka u VoD streaming sustavima može se vršiti samo u digitalnom formatu. Ovi sustavi su svakako primamljiviji klijentu, ali njihova implementacija zahtijeva više resursa.

Isporuka video programa prema rasporedu u pripadajućim VoD sustavima može se vršiti u analognom ili digitalnom obliku, a oblik isporuke u ovom slučaju određen je mogućnostima kanala koji se koristi. U VoD sustavima također se može koristiti hibridna isporuka, kada se digitalno preneseni video program snima na analogni videorekorder pomoću posebnog set-top box-a.

Među brojnim IPTV uslugama, one koje najviše obećavaju su:

Video na zahtjev, "skoro" video na zahtjev, interaktivna TV, kanal uživo, interaktivna TV, kanal uživo, interaktivni programski vodič i osobni video snimač. Ovaj izbor temelji se na potražnji za uslugama na tržištu, kao iu vezi s postojećim razlikama na fizičkoj razini.

Uz ponudu potpuno novih proizvoda kao što su Video-on-Demand, iTV i drugi, pružatelji usluga i mrežni operateri s više usluga također mogu pružiti tradicionalne usluge televizijskog emitiranja uživo.

Vaš davatelj usluga može ponuditi niz tematskih paketa kanala, koji mogu uključivati ​​tradicionalne zemaljske kanale i digitalne kabelske i satelitske kanale. Istodobno, pretplatnik se oslobađa potrebe za kupnjom takve opreme kao što su satelitski prijemnik i antena za prijem satelitskih kanala, kabelski dekoder za kabelske kanale i plaćanje usluga raznih davatelja usluga.

Umjesto toga, putem svog jedinstvenog pretplatničkog uređaja (unutar skupa kanala koje prenosi operater) prima odabrani paket kanala i plaća jedinstveni račun za sve usluge multiuslužne mreže koje mu se pružaju. Budući da se videosignal prenosi višeuslužnom mrežom u digitalnom obliku, nema gubitka kvalitete signala tijekom retransmisije.

Zahvaljujući korištenju suvremenih digitalnih tehnologija u retransmisiji TV kanala, u paketu digitalnih usluga davatelji usluga mogu pretplatnicima omogućiti i:

– Elektronički programski vodič (EPG, Electronik Program Guide);

– osobni video snimač (PVR, Personal Video Recorder);

– višejezična zvučna podloga;

- višejezični titlovi.

Ovisno o tarifnom planu koji je odabrao pretplatnik, može mu se omogućiti pristup različitim kanalima koje prenosi operater.

Osim gore navedenih glavnih značajki, prilikom reemitiranja TV kanala putem multiuslužne mreže, operater može dodatno osigurati sljedeće značajke:

– gledanje nedavnih (primjerice 24 sati) TV programa koje pretplatnik nije imao vremena pogledati;

- osobna obustava emitiranja na određeno vrijeme (npr. 1 sat), uz naknadni nastavak gledanja s mjesta obustave.

Gore navedene značajke često se nazivaju značajkom Shifted–TV. Oni, zapravo, daju pretplatniku sve osnovne značajke digitalnog videorekordera bez potrebe da ga ima.

Niz dodatnih funkcija povezan je s mogućnostima distribuirane VoD platforme za emitiranje regionalnih reklamnih informacija koje su jedinstvene unutar područja pokrivanja svakog čvora pružanja usluge. Glavne takve funkcije navedene su u nastavku:

– mogućnost da pretplatnik odabere način gledanja TV kanala: s oglašavanjem (po sniženoj cijeni ili besplatno) ili bez njega (po punoj cijeni).

Prilikom gledanja filmova dostupne su sljedeće dodatne značajke:

- premotavanje filma naprijed i unatrag, pauziranje, nastavak gledanja, privremeno pauziranje gledanja uz memoriranje položaja;

– emitiranje filma u načinu koji omogućuje njegovo snimanje na postojeće digitalne uređaje za snimanje;

1.3 Mrežni protokoli za implementaciju IPTV usluga

RTP protokol

RTP (Real-Time Transport Protocol) je prijenosni protokol u stvarnom vremenu koji jamči dostavu podataka na jedno ili više odredišta s odgodom unutar zadanih ograničenja, odnosno podaci se mogu reproducirati u stvarnom vremenu.

RTP ne podržava nikakav mehanizam za isporuku paketa, valjanost prijenosa ili pouzdanost veze. Sve te funkcije dodijeljene su transportnom protokolu. RTP radi povrh UDP-a i može podržati prijenos podataka u stvarnom vremenu između više sudionika u RTP sesiji. Za svakog RTP sudionika, sesija je definirana parom odredišnih prijenosnih adresa paketa (jedna mrežna adresa - IP i par portova : RTP i RTCP).

RTP paketi sadrže sljedeća polja: ID pošiljatelja koji pokazuje koja strana generira podatke, vremenske oznake vremena generiranja paketa tako da primatelj može reproducirati podatke u točnim intervalima, informacije o redoslijedu prijenosa i informacije o prirodu sadržaja paketa, kao što je vrsta video kodiranja (MPEG, Indeo, itd.). Dostupnost takvih informacija omogućuje procjenu vrijednosti početnog kašnjenja i veličine međuspremnika prijenosa.

Budući da RTP definira (i regulira) format korisnog sadržaja prenesenih podataka, koncept sinkronizacije je izravno povezan s tim, za što je djelomično odgovoran RTP mehanizam prevođenja, mikser. Nakon primanja tokova RTP paketa iz jednog ili više izvora, mikser ih kombinira i šalje novi tok RTP paketa jednom ili više primatelja. Mikser može jednostavno kombinirati podatke, kao i promijeniti njihov format, na primjer, kada kombinira nekoliko izvora zvuka. Pretpostavimo da novi sustav želi sudjelovati u sesiji, ali njegova veza s mrežom nema dovoljan kapacitet da podrži sve RTP streamove, tada mikser prima sve te streamove, spaja ih u jedan i prosljeđuje zadnji u novu sesiju. član. Kada prima više strujanja, mikser jednostavno zbraja PCM vrijednosti. RTP zaglavlje koje generira mikser uključuje identitet pošiljatelja čiji su podaci prisutni u paketu.

Jednostavniji uređaj, prevoditelj, stvara jedan odlazni RTP paket za svaki dolazni RTP paket. Ovaj mehanizam može promijeniti format podataka u paketu ili koristiti drugačiji skup protokola niske razine za prijenos podataka s jedne domene na drugu. Na primjer, potencijalni primatelj možda neće moći obraditi videosignal velike brzine koji koriste drugi sudionici u sesiji. Prevoditelj pretvara video u format niže kvalitete koji zahtijeva nižu brzinu prijenosa.

IP protokol

IP protokol je najvažniji u cijeloj hijerarhiji protokola obitelji TCP/IP. On je taj koji se koristi za kontrolu distribucije TCP / IP paketa preko Interneta. Među različitim funkcijama dodijeljenim IP-u obično se razlikuju sljedeće:

– definicija paketa koji je osnovni pojam i jedinica prijenosa podataka na Internetu. Mnogi strani autori takav IP paket nazivaju datagramom;

– definiranje adresne sheme koja se koristi na Internetu;

– prijenos podataka između sloja veze (sloj pristupa mreži) i sloja prijenosa (drugim riječima, multipleksiranje prijenosnih datagrama u okvire sloja veze);

– usmjeravanje paketa preko mreže, tj. prijenos paketa s jednog pristupnika na drugi kako bi se paket prenio na prijemni stroj;

– "slice" i sastavljanje paketa transportnog sloja iz fragmenata.

Glavna značajka IP protokola je nedostatak fokusa na fizičku ili virtualnu vezu. To znači da prije slanja paketa u mrežu modul operacijskog sustava koji implementira IP ne provjerava mogućnost uspostavljanja veze, tj. niti jedna kontrolna informacija osim one sadržane u samom IP paketu ne prenosi se mrežom. Osim toga, IP ne brine o provjeri integriteta informacija u podatkovnom polju paketa, što ga čini klasificiranim kao nepouzdan protokol isporuke. Cjelovitost podataka provjerava se protokolima prijenosnog sloja (TCP) ili aplikacijskim protokolima.

UDP protokol

UDP (User Datagram Protocol) opisan je u RFC 768. Protokol koji pruža nezajamčenu isporuku podataka bez uspostavljanja virtualne veze između programa koji trebaju koristiti mrežne usluge. Usmjeren je na uslugu bez povezivanja i ne pruža pouzdan prijenos segmenata između mrežnih aplikacija. Ovo je vrlo jednostavan protokol koji razvija mogućnosti IP protokola samo u smislu demultipleksiranja toka paketa na temelju njihove pripadnosti određenoj aplikaciji i kontrole integriteta podataka.

Interakciju između aplikacijskih procesa UDP provodi kroz mehanizam portova protokola. Port protokola može se definirati kao apstraktna točka prisutnosti za određenu aplikaciju koja se izvodi na određenom glavnom računalu. Kada radna stanica primi paket koji sadrži njenu IP adresu, može ga proslijediti određenom programu koristeći jedinstveni broj porta dodijeljen tom programu tijekom postupka uspostavljanja veze. Dakle, u nizu protokola TCP/IP, port je mehanizam za radnu stanicu za podršku istovremenog izvršavanja nekoliko aplikacijskih procesa.

RIP protokol.

Interni protokol usmjeravanja RIP (Roeting Internet Protocol) jedan je od najčešćih protokola usmjeravanja u računalnim mrežama, koji usmjerivačima omogućuje dinamičko ažuriranje informacija o usmjeravanju sa susjednih usmjerivača.

RIP algoritam usmjeravanja (Bellman-Ford algoritam) je prvi put razvijen 1969. godine kao osnova za ARPANET. Godine 1994. razvijen je RIP2 protokol, koji je proširenje RIP protokola koji pruža dodatne informacije o usmjeravanju u RIP porukama i poboljšava sigurnost. Verzija RIPng-a razvijena je za rad u IPv6 okruženju.

Maksimalni broj dopuštenih skokova u RIP-u je 15. Svaki zadani RIP usmjerivač emitira svoju punu tablicu usmjeravanja mreži svakih 30 sekundi.

U modernim mrežama, mogućnosti RIP-a su inferiornije od modernijih protokola, kao što je OSPF, budući da 15 skokova ograničava upotrebu protokola u velikim mrežama. Jedina prednost ovog protokola je jednostavnost konfiguracije.

OSPF protokol.

Open Shortest Pass First (OSPF) je protokol dinamičkog usmjeravanja temeljen na tehnologiji praćenja stanja veze koja koristi Dijkstrin algoritam za pronalaženje najkraćeg puta.

OSPF protokol razvio je IETF 1998. godine. OSPF distribuira informacije o dostupnim rutama između usmjerivača u istom autonomnom sustavu i pruža sljedeće zadatke:

– podrška za mrežne maske promjenjive duljine;

– dostupnost mreže;

– korištenje propusnosti;

– način odabira staze.

BGP protokol.

Border Gateway Protocol (BGP) je glavni protokol dinamičkog usmjeravanja na Internetu. BGP, za razliku od drugih protokola dinamičkog usmjeravanja, dizajniran je za razmjenu informacija o rutama ne između pojedinačnih ruta, već između cijelih autonomnih sustava, te stoga, osim informacija o rutama u mreži, prenosi i informacije o rutama autonomnim sustavima. BGP ne koristi tehničku metriku, već odabire najbolju rutu na temelju pravila usvojenih u mreži.

BGP podržava bezklasno adresiranje i koristi sažimanje rute za smanjenje tablica usmjeravanja. BGP je protokol mrežnog sloja, ali radi povrh protokola TCP sloja.

IGMP protokol.

Multimedijski podaci obično se prenose u načinu rada bez povezivanja (UDP-RTP protokol). Najtipičnija shema u ovom slučaju je prisutnost jednog odašiljača i velikog broja prijemnika. Ova se shema provodi korištenjem multicast prijenosa, koji se može izvesti na IP i MAC slojevima. Budući da odnos između IP i MAC adresa nije jedan na jedan, upravljački programi moraju osigurati da se adrese obrađuju tako da sučelja primaju samo one okvire koji su im zapravo namijenjeni. IGMP protokol koristi se za informiranje usmjerivača o prisutnosti multicast sudionika na podmreži povezanoj s određenim sučeljem.

IGMP (Internet Group Management Protocol) koristi se za video konferencije i audio poruke. Za sudjelovanje u kolektivnim razmjenama lokalna mreža mora biti opremljena programom koji podržava ovaj način rada. U tom slučaju, poslužitelj lokalne mreže je obaviješten o namjeri korištenja višestrukog slanja. Poslužitelj prosljeđuje ove informacije drugim poslužiteljima na IP mreži. Treba imati na umu da multicasting, kao i emitiranje, značajno opterećuje mrežu. IGMP koristi IP datagrame za slanje svojih poruka. Da biste se pridružili grupi, IGMP poruka se prvo šalje svim računalima da se pridruže grupi, dok lokalni multicast poslužitelj priprema rutu. Lokalni multicast poslužitelj povremeno provjerava hostove kako bi utvrdio jesu li napustili grupu. Sve razmjene između čvorova i multicast poslužitelja izvode se u multicast modu, tj. svaka poruka je upućena svim članovima grupe. Domaćini koji ne pripadaju grupi ne primaju IGMP poruke, što smanjuje opterećenje mreže.

Kada koristi multicast, MAC prebacuje pakete prema naprijed kroz sva dostupna sučelja, što značajno smanjuje učinkovitost mreže. Kako bi riješio ovaj problem, Cisco Systems je razvio Cisco Group Management Protocol (CGMP), koji omogućuje usmjerivačima i preklopnicima da komuniciraju, dopuštajući slanje višestrukih paketa samo na sučelja gdje postoje aktivni članovi grupe.

1.4 Analiza zahtjeva za kvalitetom IPTV usluga

Za pružanje IPTV usluga multiuslužna komunikacijska mreža mora osigurati traženu kvalitetu veze i pružene usluge, tj. mora se osigurati određena razina kvalitete usluge (QoS). No budući da heterogeni promet u multiservisnim mrežama nameće različite zahtjeve na kvalitetu usluge, mreža telekom operatera mora podržavati nekoliko razina QoS-a, od kojih svaka ima skup normaliziranih parametara.

Za izgradnju regionalnih (zonskih) komponenti nacionalnog DTMSS-a preporučuju se dvije osnovne tehnologije IP-QoS paketa (tehnologija integriranih usluga s rezervacijom resursa (Integrated Services, IntServ), tehnologija diferencijalnih usluga (Differentiated Services, DiffServ) u kombinaciji s višeprotokolnim prebacivanjem oznaka tehnologija (Multi –Protocol Label Switching, MPLS)).

ITU–T standardi za IPTV usluge.

U Međunarodnoj telekomunikacijskoj uniji (ITU), IPTV standarde razvija IPTV Focus Group (ITTV-FG), koja se sastoji od radnih skupina. U sklopu aktivnosti IPTV-FG predložena je IPTV arhitektura na različitim razinama detaljizacije funkcija sudionika u procesu pružanja IPTV usluga (korisnik, mrežni operater, davatelj usluga i davatelj sadržaja). Istovremeno se na srednjoj razini razmatra nekoliko opcija arhitekture: bez uzimanja u obzir mogućnosti NGN mreže, kao dio NGN mreže temeljene na IMS podsustavu, kao dio NGN mreže bez IMS podsustava i konvergencija prve i druge opcije. Na najvišoj razini postoje značajke koje su zajedničke za sve četiri arhitekture. Područja ITU–T standardizacije također uključuju:

– standardi video kompresije za IPTV usluge, npr. MPEG-4/AVC (H.264):

– pristupne mrežne tehnologije za pružanje IPTV usluga, na primjer:

a) APON (ATM PON, pasivna optička mreža preko ATM-a);

b) GPON (Gigabit PON, Gigabit Passive Optical Network);

c) ADSL (Asimetrični DSL, asimetrična digitalna pretplatnička linija);

f) VDSL (Very High Speed ​​​​DSL, digitalna pretplatnička linija velike propusnosti);

h) FS-VDSL (Full Service-VDSL, VDSL s punim spektrom usluga).

ATIS standardi za IPTV usluge.

Alliance for Telecommunications Solutions (ATIS) standardizira IPTV prvenstveno kroz odbor IPTV Interoperability Forum (IIF) koji se bavi interoperabilnošću, interoperabilnošću i implementacijom IPTV sustava i usluga.

Aktivnosti IIF-a odnose se na IPTV arhitekturu kao dio NGN mreže temeljene na IMS platformi i bez IMS podsustava, s DRM podsustavom zaštite sadržaja, kao i razvoj zahtjeva za kompatibilnošću, pouzdanošću i stabilnošću komponente arhitekture.

ETSI standardi za IPTV usluge.

Europski institut za telekomunikacijske standarde (ETSI) u okviru tehničkog odbora TISPAN-a razvija IPTV arhitekturu kao dio NGN mreže temeljene na IMS podsustavu i bez IMS podsustava. Važan smjer djelovanja ETISI-ja je DVB digitalno emitiranje. Glavni ETSI standardi za IPTV su:

TS 102 034 V1.2.1 Prijenos MPEG-2 DVB usluge temeljene na TS-u preko mreža temeljenih na IP-u;

TS 102 005 V1.2.1 Smjernice za implementaciju za korištenje audio-vizualnog sadržaja u DVB uslugama isporučenim putem IP-a;

EN 300 468 V1.7.1 Specifikacije za servisne informacije (SI) u DVB sustavima.

Pri razvoju ETSI DVB standarda koriste se postojeći DVB standardi, uzima se u obzir IETF specifikacija, koriste se XML i IP tehnologije.

DSL Forum standardi za IPTV usluge.

DSL-Forum standardizira pružanje IPTV usluga za širokopojasni pristup, uključujući:

– ADSL2+/VDSL2 tehnologije, kombiniranje nekoliko DSL tehnologija, PON rješenja;

– multicast i VLAN upravljanje – ​​IGMP protokol i podrška za razne VLAN-ove;

– kontrola pristupa IPTV uslugama i upravljanje kvalitetom usluge – dobivanje informacija u stvarnom vremenu o topologiji mreže, dostupnoj propusnosti (BWB), mogućnost dinamičke preraspodjele resursa kako bi se osigurali potrebni BWB i QoS indikatori;

- kućna mreža - početna konfiguracija pretplatničke opreme, automatsko prepoznavanje, daljinsko upravljanje i samodijagnostika;

– kvaliteta percepcije QoE – praćenje i mjerenje pokazatelja koji određuju kvalitetu percepcije IPTV usluga od strane korisnika.

MPEGIF standardi za IPTV usluge.

MPEGIF forum razvija specifikacije za audio i video standarde kompresije kao što su MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4, MPEG-7.

Standardi MPEG-1 i MPEG-2 omogućili su interaktivni CD-ROM video i digitalnu televiziju. MPEG-4 standard pruža standardizirane tehnološke elemente koji omogućuju pristup digitalnom televizijskom sadržaju, interaktivnoj grafici i interaktivnoj multimediji.

MPEG-7 je ISO/IEC standard koji je razvio MPEG (Moving Picture Experts Group), odbor koji je razvio standarde MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4.

MPEG-7 se službeno naziva "Multimedijsko sučelje za opis sadržaja". Cilj mu je standardizirati opis multimedijskog materijala koji podržava određenu razinu tumačenja značenja informacija koje se mogu prenijeti za računalnu obradu. MPEG-7 standard nije usmjeren na određenu primjenu. Standardizira neke elemente koji su dizajnirani za podršku širokom rasponu aplikacija.

UVOD

TEHNIČKI DIO

1 Multiservisna komunikacijska mreža

2 Opis korištenih sučelja

2.1 Interni protokol

2.2 Sinkrona digitalna hijerarhija

3 Opis korištenih tehnologija i uređaja

3.1 Mrežni prekidač

3.2 Automatska telefonska centrala

3.3 Jednomodni FOCL

3.4 Javna telefonska mreža

3.5 Usmjerivač

1.3.6 Digitalna radioveza

3.7 Podatkovna mreža

2. DIO NASELJA

1 Izračun propusnosti komunikacijske mreže

2 Izračun propusnosti telefonskog segmenta

2.3 Dizajn LAN-a

2.4 Izračun vremena odgode otkrivanja sudara (PDV)

2.5 Izračun smanjenja intervala praska (PVV)

GRAFIČKI DIO

ZAKLJUČAK

UVOD

telekomunikacijska mreža radio relejni telefon

Multiservisna mreža (MS) je komunikacijska mreža izgrađena prema NGN konceptu koja pruža neograničeni skup usluga. Trenutno je pojava novih mrežnih tehnologija dovela do pojave novih terminala koji pružaju: multimedijske telekomunikacije, usluge širokopojasnog pristupa, usluge sa zajamčenim vremenom isporuke itd. Mreže koje su spremne pružiti bilo kakve telekomunikacijske i informacijske usluge nazivaju se full-service ili multi-service mreže. Multiservisna komunikacijska mreža jedinstvena je telekomunikacijska infrastruktura za prijenos, komutaciju prometa proizvoljne vrste generirane interakcijom potrošača i pružatelja komunikacijskih usluga s kontroliranim i zajamčenim parametrima prometa. Ove mreže moraju jamčiti dogovorenu kvalitetu veza i pruženih usluga. Ovaj zadatak je sastavni dio aktivnosti operatera.

TEHNIČKI DIO

1 Multiservisna komunikacijska mreža

Multiuslužnu mrežu čine javna telefonska mreža i mreža za prijenos podataka. Prekidač Swihch je povezan preko jednomodnog FOCL-a na PBX, a SPD je organiziran preko usmjerivača digitalnom radio relejnom linijom.

Riža. 1.1 - Strukturni dijagram višeuslužne komunikacijske mreže

U ovom dijagramu: - Internetski protokol

Swihch Switch - sinkrona digitalna hijerarhija

ATS - automatska telefonska centrala

Jednomodni FOCL

PSTN - javna komutirana telefonska mreža

Usmjerivač

CRRL - digitalni radio relejni vod

SPD - podatkovna mreža

2 Opis korištenih sučelja

2.1 Internetski protokol (IP) - internetski protokol

Odnosi se na usmjerivačke protokole mrežnog sloja obitelji TCP/IP. Upravo je IP postao protokol koji je ujedinio pojedinačne podmreže u svjetski internet. Sastavni dio protokola je mrežno adresiranje, koje spaja mrežne segmente u jednu mrežu, osiguravajući isporuku podataka između bilo kojeg mrežnog čvora. Klasificiran je kao protokol razine 3 prema OSI mrežnom modelu. IP ne jamči pouzdanu dostavu paketa do odredišta. Konkretno, paketi možda neće stići redoslijedom kojim su poslani, duplicirani (stižu dvije kopije istog paketa), oštećeni (obično se oštećeni paketi uništavaju) ili uopće ne stići. Jamstvo isporuke paketa bez grešaka daju neki protokoli više razine - transportni sloj OSI mrežnog modela - npr. TCP, koji kao transport koriste IP.

1.2.2 Sinkrona digitalna hijerarhija (SDH: SDH - Synchronous Digital Hierarchy, SONET) je sustav prijenosa podataka koji se temelji na vremenskoj sinkronizaciji odašiljačkog i prijamnog uređaja. SDH standardi definiraju karakteristike digitalnih signala, uključujući strukturu okvira (ciklusa), metodu multipleksiranja, hijerarhiju digitalnih brzina i uzorke koda sučelja, itd.

Riža. 1.2 - Tipična shema "prsten"

U shemi prsten koriste se samo ulazno/izlazni multiplekseri (ADM -Add/Drop Multiplexer).

Prednosti SDH uključuju modularnu strukturu signala, kada se brzina komprimiranog signala dobiva množenjem osnovne brzine s cijelim brojem. U tom se slučaju struktura ciklusa ne mijenja i nije potrebno stvaranje novog ciklusa. To vam omogućuje izdvajanje željenih kanala iz komprimiranog signala bez demultipleksiranja cijelog signala.

Značajke SDH tehnologije:

omogućuje sinkroni prijenos i multipleksiranje. Elementi primarne SDH mreže koriste jedan glavni oscilator za sinkronizaciju, zbog čega pitanja izgradnje sinkronizacijskih sustava postaju posebno važna;

omogućuje izravno multipleksiranje i demultipleksiranje PDH tokova, tako da se na bilo kojoj razini SDH hijerarhije, učitani PDH tok može dodijeliti bez postupka demultipleksiranja korak po korak. Postupak izravnog multipleksiranja također se naziva I/O postupak;

oslanja se na standardna optička i električna sučelja, što osigurava bolju kompatibilnost opreme različitih proizvođača;

omogućuje kombiniranje PDH sustava europske i američke hijerarhije, osigurava punu kompatibilnost s postojećim PDH sustavima, a istovremeno omogućuje budući razvoj prijenosnih sustava, budući da osigurava kanale velikog kapaciteta za prijenos ATM, MAN, HDTV itd. ;

omogućuje bolju kontrolu i samodijagnostiku primarne mreže. Velik broj signala kvarova koji se prenose SDH mrežom omogućuje izgradnju sustava upravljanja baziranih na TMN platformi.SDH tehnologija pruža mogućnost upravljanja proizvoljno razgranatom primarnom mrežom iz jednog centra.

Tablica 1.2 - Sinkrona digitalna hijerarhija

Brzina razine modula (kbps)STM - 1155520STM - 4622080STM - 162488320STM - 649953280

Kako radi SDH:

Sve informacije u SDH sustavu prenose se u kontejnerima. Spremnik su strukturirani podaci koji se prenose u sustavu. Ako PDH sustav generira promet koji treba prenijeti preko SDH sustava, tada se PDH i SDH podaci prvo strukturiraju u spremnike, a zatim se u spremnik dodaju zaglavlje i pokazivači, što rezultira STM-1 sinkronim transportnim modulom. Mrežom se STM-1 kontejneri prenose u SDH sustavu različitih razina (STM-n), ali u svim slučajevima jednom formirani STM-1 može se kombinirati samo s drugim transportnim modulom, tj. odvija se multipleksiranje transportnih modula.

Riža. 1.3 - Primjer primarne mreže izgrađene na SDH tehnologiji

3 Opis korištenih tehnologija i uređaja

3.1 Mrežni prekidač (Switch - switch) - uređaj namijenjen povezivanju nekoliko čvorova računalne mreže unutar jednog ili više mrežnih segmenata. Prekidač radi na (drugom) sloju podatkovne veze OSI modela.

Kako prekidač radi:

Prekidač održava preklopnu tablicu u memoriji (pohranjenu u asocijativnoj memoriji) koja preslikava MAC adresu glavnog računala u port preklopnika. Kada je prekidač uključen, ova tablica je prazna i nalazi se u načinu učenja. U ovom načinu rada, dolazni podaci na bilo kojem portu prenose se na sve ostale portove preklopnika. U ovom slučaju, prekidač analizira okvire (okvirove) i, nakon što je odredio MAC adresu hosta koji šalje, neko vrijeme ga unosi u tablicu. Naknadno, ako jedan od priključaka preklopnika primi okvir namijenjen glavnom računalu čija je MAC adresa već u tablici, tada će se ovaj okvir prenijeti samo kroz priključak naveden u tablici. Ako MAC adresa odredišnog glavnog računala nije povezana ni s jednim priključkom preklopnika, tada će okvir biti poslan na sve priključke osim na onaj s kojeg je primljen. Tijekom vremena, preklopnik gradi tablicu za sve aktivne MAC adrese, kao rezultat, promet je lokaliziran. Vrijedi napomenuti nisku latenciju (kašnjenje) i veliku brzinu prosljeđivanja na svakom portu sučelja.

Riža. 1.4 - 48-portni mrežni prekidač (s utičnicama za četiri dodatna porta)

3.2 Automatska telefonska centrala, automatska telefonska centrala - uređaj koji automatski prenosi pozivni signal s jednog telefonskog aparata na drugi. Sustav automatskih telefonskih centrala omogućuje uspostavljanje, održavanje i prekidanje veza između uređaja, kao i dodatne mogućnosti. To se osigurava korištenjem telefonske signalizacije.

Automatska telefonska centrala automatski povezuje komunikacijske vodove priključene na ovu centralu, koji dolaze od uređaja vlasnika telefona - pretplatnika. Pozivatelj, birajući telefonski broj pozvanog pretplatnika svojim biračem, upravlja radom uređaja automatske telefonske centrale (ATS). Trenutni impulsi iz dialera prenose se na PBX, a pod njihovim utjecajem uređaji stanice obavljaju složen i velik posao: pronalaze liniju na koju je spojen uređaj s traženim brojem; provjerite je li ovaj uređaj slobodan ili se na njemu vodi razgovor; ako je željeni uređaj slobodan, šalju mu poziv, a ako je zauzet, o tome obavještavaju pozivatelja odgovarajućim signalom; nakon završetka razgovora, uređaji ponovno isključuju linije pretplatnika.

Vrste PBX-a:

Mašina;

Dekadno-koračni;

Kvazi-elektronički;

Elektronički analogni;

Elektronički digitalni;

Internet PBX.

Na PBX možete spojiti ne samo telefonske aparate, već i faks uređaje, modeme, telefonske sekretarice itd. Svi ovi uređaji zajednički će se zvati pretplatnički uređaji.

Riža. 1.5 - Pretplatnički uređaji

3.3 Jednomodni FOCL

Izgradnja optičkih komunikacijskih vodova (FOCL) temelji se na principu prijenosa svjetlosnih valova preko vlakna na velike udaljenosti. U ovom slučaju, električni signali (video signali iz video kamera, signali upravljanja video kamerama i podaci) dovode se na ulaz optičkog odašiljača putem optičkog vlakna, a zatim se pretvaraju u svjetlosne impulse, čiji se prijenos putem vlakna odvija s minimalna distorzija.

Svjetlovodne linije postale su široko rasprostranjene zbog niza prednosti koje izostaju pri prijenosu signala preko bakrenih kabela (koaksijalni i upleteni par) ili putem radija kao prijenosnog medija:

široka propusnost

nisko slabljenje signala

nema elektromagnetskih smetnji

udaljenost prijenosa od nekoliko desetaka kilometara

vijek trajanja više od 25 godina

Jednomodno vlakno 9/125 nm dizajnirano je na takav način da se samo jedan osnovni mod može širiti u jezgri vlakna. Zato ovakva optička vlakna imaju najbolje karakteristike, te se najaktivnije koriste u konstrukciji FOCL-a. Glavne prednosti jednomodnih optičkih vlakana - niska atenuacija od 0,25 db/km, minimalna modalna disperzija i široka propusnost - osiguravaju nesmetan prijenos električnih signala preko vlakna.

Riža. 1.6 - Jednomodno vlakno

Postoje tri glavne vrste monomodnih vlakana:

Jednomodno stepenasto vlakno s nepomaknutom disperzijom (standard) (engleski SMF - Step Index Single Mode Fiber), definirano je preporukom ITU-T G.652 i koristi se u većini optičkih komunikacijskih sustava.

Jednomodno vlakno s pomakom disperzije (DSF) definirano je ITU-T G.653. U DSF vlaknima, uz pomoć nečistoća, područje nulte disperzije pomaknuto je u treći prozor prozirnosti, u kojem se opaža minimalno slabljenje.

Jednomodno vlakno s nenultom disperzijom (NZDSF) definirano je prema ITU-T G.655.

Optička vlakna uglavnom se koriste kao prijenosni medij u svjetlovodnim telekomunikacijskim mrežama različitih razina: od međukontinentalnih okosnica do kućnih računalnih mreža. Korištenje optičkih vlakana za komunikacijske linije je zbog činjenice da optičko vlakno pruža visoku sigurnost od neovlaštenog pristupa, nisko slabljenje signala pri prijenosu informacija na velikim udaljenostima i sposobnost rada pri iznimno visokim brzinama prijenosa. Svako vlakno, koristeći WDM tehnologiju, može prenijeti do nekoliko stotina kanala istovremeno, osiguravajući ukupnu brzinu prijenosa informacija od terabita u sekundi.

1.3.4 Javna komutirana telefonska mreža, PSTN, PSTN (engleski PSTN, Public Switched Telephone Network) je mreža kojoj pristupaju konvencionalni žičani telefoni, mini-PBX-ovi i oprema za prijenos podataka.

Na svijetu postoji oko milijardu telefona, ne uključujući mobilne telefone. Stoga je potpuno nerealno rastezati komunikacijske linije na takav način da se svaki uređaj povezuje sa svakim. Međutim, ništa nas ne sprječava da pozivamo s bilo kojeg telefona na gotovo bilo koji drugi telefon na svijetu (osim u egzotičnim slučajevima zatvorenih mreža, poput državnih telefona).

Međutim, ne morate povezivati ​​svaki telefon sa svakim telefonom, jer nikada ne morate razgovarati sa svim pretplatnicima na svijetu u isto vrijeme. Dakle, dovoljno je razvući točno jednu telefonsku liniju do svakog pretplatnika, a zadatak njihovog privremenog povezivanja, odnosno prespajanja linija, dodijeliti jednom zajedničkom uređaju - automatskoj telefonskoj centrali (ATS).

Veza po principu "svaki sa svakim" odgovara mjerilu lokaliteta. Zapravo, organizacija velike gradske mreže puno je kompliciranija: osim same PBX-e, postoje i tzv. dolazni i odlazni komunikacijski čvorovi, koji drastično smanjuju broj linija potrebnih na metropolitanskoj razini. Gradska mreža je skup automatskih telefonskih centrala spojenih po principu "svaka sa svakom", na koje se pak spajaju pretplatnici.

Riža. 1.7 - "Web" i "zvijezda"

3.5 Usmjerivač Usmjerivač je specijalizirano mrežno računalo koje ima najmanje dva mrežna sučelja i prosljeđuje pakete podataka između različitih mrežnih segmenata, donoseći odluke o prosljeđivanju na temelju informacija o topologiji mreže i određenim pravilima koje postavlja administrator.

Riža. 1.8 - Usmjerivač

Princip rada:

Obično usmjerivač koristi odredišnu adresu navedenu u paketu podataka i iz tablice usmjeravanja određuje stazu kojom se podaci trebaju poslati. Ako u tablici usmjeravanja za adresu ne postoji opisana ruta, paket se ispušta.

Riža. 1.9 - Načelo rada usmjerivača

3.6 Digitalni radio relejni vod (CRRL)

Glavna namjena digitalnih radiorelejnih komunikacijskih vodova je stvaranje prometne infrastrukture za telekom operatere na međuzonskim, unutarzonskim i lokalnim mrežama, izgradnja tehnoloških komunikacijskih vodova, povezivanje brzih LAN mreža, rezervacija svjetlovodne komunikacijske linije.

Princip RRS-a temelji se na stvaranju sustava relejnih stanica instaliranih na udaljenosti obično do 50 km. Najjednostavnija topologija radiorelejne veze sastoji se od dva uređaja koji prenose informacije između dvije točke. Na temelju najjednostavnije topologije stvaraju se različite topologije s velikim mogućnostima usmjeravanja prometa između naselja ili potrošača.

Glavne komponente digitalnog PPC-a su:

primopredajnik;

Multipleksor

Uz glavne komponente, digitalni RRS može uključivati ​​antene primopredajnika, automatski rezervni sustav, sustav daljinskog upravljanja i telesignalizacije, instrumentaciju, interkom uređaje i sustav napajanja.

Riža. 1.10 - Komponente digitalnog PPC-a

RRS primopredajnik je uređaj koji obavlja funkcije primanja i odašiljanja moduliranih električnih oscilacija određenih frekvencija. Prijemnik izvlači električni signal zadane frekvencije iz signala koje prima prijemna antena. Iz izlaza prijemnika signal se dovodi do modulatora. Odašiljač generira modulirani električni signal zadane frekvencije za njegovo naknadno zračenje odašiljačkom antenom. Signal dolazi na ulaz odašiljača iz modulatora.

Jedan set primopredajne opreme instaliran na RRS čini prtljažnik. Kako bi se povećala propusnost opreme, stvara se nekoliko debla.

PPC modem je terminalni uređaj koji se koristi za modulaciju/demodulaciju signala. Modem pretvara diskretni signal koji dolazi iz multipleksera u analogni (kontinuirani) signal neke međufrekvencije i odašilje ga primopredajniku, a po prijemu se analogni signal koji dolazi iz primopredajnika pretvara u diskretni. Dakle, kao dio digitalnog radio relejnog puta, modem obavlja funkcije digitalnog sučelja, koje mora biti u skladu s preporukama G.703 MKKTT.

PPC multiplekser dizajniran je za asinkrono kombiniranje nekoliko digitalnih tokova u jedan, na primjer E1 (2048 Mbps), E2 (8448 Mbps) u E2 signal (8448 Mbps) ili E3 signal (34368 Mbps) u skladu s preporukom G .742 (G.751) CCITT.

Prednosti radiorelejnih komunikacijskih linija u odnosu na žičane:

brzina i jednostavnost implementacije, implementacije i rada;

isplativo i često jedino moguće organiziranje višekanalne komunikacije u teškim geografskim i klimatskim uvjetima (šume, planine, močvare i sl.)

nema potrebe za iskopima i građevinskim radovima tijekom postavljanja i implementacije;

fleksibilnost i skalabilnost;

niski troškovi implementacije i visoka ekonomska učinkovitost, što postaje vidljivo s povećanjem udaljenosti;

sposobnost izgradnje bežičnih mreža različitih topologija i namjena ("point-to-point", "point-to-multipoint", "star", "ring", nodalne i radijalne mreže);

visoka pouzdanost tijekom rada i rada, kada se koriste N + 1 konfiguracije otporne na greške;

niske cijene rada i brzi oporavak nakon kvarova;

velika propusnost i brzina prijenosa podataka uz kvalitetu koja nije niža od ožičenog.

3.7 Mreža za prijenos podataka (DTN) - skup komunikacijskih terminala (terminala) objedinjenih kanalima za prijenos podataka i sklopnim uređajima (mrežnim čvorovima) koji osiguravaju razmjenu poruka između svih terminalnih uređaja.

Postoje sljedeće vrste podatkovnih mreža:

Telefonske mreže - mreže u kojima su terminalni uređaji jednostavni pretvarači signala između električnog i vidljivog/čujnog signala.

Računalne mreže su mreže čiji su terminalni uređaji računala.

Riža. 1.11 - Podatkovne mreže

Prema principu komutacije mreže se dijele na:

Mreže s komutacijom krugova - za prijenos između terminalnih uređaja dodjeljuje se fizički ili logički kanal, kroz koji je moguć kontinuirani prijenos informacija. Mreža s komutiranim krugom je, na primjer, telefonska mreža. U takvim mrežama moguće je koristiti čvorove vrlo jednostavne organizacije, do ručnog prebacivanja, međutim, nedostatak takve organizacije je neučinkovito korištenje komunikacijskih kanala ako je protok informacija nestabilan i nepredvidiv.

Paketno komutirane mreže - podaci između krajnjih uređaja u takvoj mreži prenose se u kratkim nizovima - paketi koji se međusobno komutiraju. Velika većina računalnih mreža izgrađena je prema ovoj shemi. Ovakav tip organizacije vrlo učinkovito koristi podatkovne kanale, ali zahtijeva sofisticiraniju opremu čvorova, što je odredilo njegovu upotrebu gotovo isključivo u računalnom okruženju.

1 Izračun propusnosti komunikacijske mreže

Maksimalna brzina prijenosa podataka E1 streama je 2,048 Mbps. Izračunajmo mjesečni volumen teleprometa koji prolazi sustav pod uvjetom maksimalnog opterećenja sustava:

gdje je vrijeme rada sustava, u našem slučaju, pod uvjetom da sustav radi 24 sata dnevno, 30 dana u mjesecu:

Međutim, maksimalnu propusnost nije moguće postići zbog neravnomjerne raspodjele opterećenja tijekom dana, kao i zbog nepotpune iskorištenosti prometa (dio se koristi za prijenos statusnih i sinkronizacijskih informacija).

2 Izračun propusnosti telefonskog segmenta

Potrebno je utvrditi:

količina teleprometa koji dolazi do TCB-a;

najveći mogući broj pretplatničkih telefona s vjerojatnošću blokiranja.

U proračunu ćemo, radi jednostavnosti, pretpostaviti da će, kada su kanali potpuno zauzeti, postavke multipleksera zajamčeno dodijeliti jednu trećinu raspoloživih resursa za telefonski promet (što u standardu PCM-30 odgovara N = 10 kanala), a dvije trećine za LAN prijenos podataka.

Količina dolaznog prometa izračunava se po formuli:

gdje - broj pretplatničkih telefona \u003d 500 (prema izdanoj opciji), - prosječni broj poziva po satu (pretpostavljamo da je jednak 5), B - prosječno trajanje razgovora 2 minute \u003d 120 sekundi, - vrijeme usluge (pretpostavljamo da je jednako 24 sata - uzimamo prosjek za razdoblje dana)

Pronađite najveći mogući broj pretplatničkih telefona s vjerojatnošću blokiranja.

Prema tablici u Dodatku 1 određujemo dopušteni volumen dolaznog teleprometa (u tablici B - vjerojatnost blokiranja, N - broj spojnih linija).

U našem slučaju, s B=40 i N=3, dobili smo A=3,47 Earl. Sada izračunajmo broj pretplatnika:

Telefonski segment projektirane LAN mreže može opsluživati ​​500 pretplatnika.

3 LAN dizajn

Glavni zahtjevi za projektirani LAN:

ne postoji put između dva uređaja u mreži koji sadrži više od 5 repetitora;

ne više od 1024 stanice u mreži (repetitori se ne uzimaju u obzir);

mreža sadrži samo komponente koje su u skladu sa standardom IEEE 802.3, a glavni moduli, čvorišta i primopredajnici koriste samo kabele AUI, 10Base-T, FOIRL, 10Base-F, 10Base-5 ili 10Base-2;

u mreži nema veza koje prelaze najveću dopuštenu duljinu (vidi tablicu 6.1);

Ograničenja za staze s 3 ponavljača

Ako najduži put sadrži 3 repetitora, moraju biti ispunjeni sljedeći zahtjevi:

između repetitora ne smiju biti optičke veze duže od 1000 metara;

između repetitora i DTE-a ne smiju postojati optičke veze duže od 400 metara;

ne bi smjele biti 10Base-T veze dulje od 100 metara.

Ograničenja za staze s 4 ponavljača

S 4 repetitora na najdužoj stazi moraju biti ispunjeni sljedeći zahtjevi:

između repetitora ne smiju biti optičke veze duže od 500 metara;

ne bi smjele biti 10Base-T veze dulje od 100 metara;

mreža ne smije imati više od 3 koaksijalna segmenta s maksimalnom duljinom kabela.

Ograničenja za staze s 5 ponavljača

Ako postoji 5 repetitora na najdužoj stazi, primjenjuju se sljedeća ograničenja:

treba koristiti samo optičke (FOIRL, 10Base-F) ili 10Base-T veze;

ne smiju postojati bakrene i optičke veze s krajnjim stanicama duljim od 100 metara;

ukupna duljina optičkih veza između repetitora ne smije prelaziti 2500 metara (2740 za 10Base-FB);

Ne smiju se koristiti AUI kabeli dulji od 2 metra.

Izračunajmo jednu od mogućih mrežnih konfiguracija: u skladu s danom verzijom zadatka, LAN bi se trebao sastojati od 4 segmenta, s prosječnom duljinom odvodnih linija - 50 m, ukupnim brojem računala - 40 kom.

Riža. 1.12 - Blok dijagram LAN-a.

Pri projektiranju Ethernet mreža implementiranih pomoću čvorišta koriste se 2 modela:

Model 1 primjenjiv je za mreže koje rade s elementima istog standarda, kao što je 10 Base T. Ovaj se model temelji na pravilu 4 čvorišta za Ethernet mreže s upletenim paricama. Prema ovom pravilu, kada se LAN gradi samo na čvorištima, ne bi trebalo biti više od 4 čvorišta između bilo koja dva krajnja čvora mreže. To je zbog ograničenja vremena povratnog putovanja (PDV) između dviju najudaljenijih stanica jedna od druge, smanjenja vrijednosti intervala između okvira (PVV) i duljine svakog segmenta mreže. U mreži koju projektiramo ispunjeno je pravilo "4 čvorišta".

Model 2 temelji se na rigoroznom izračunu PDV-a (vrijeme povratnog putovanja između dvije najudaljenije stanice) za različite parove udaljenih uređaja. U Ethernet standardu PDV vrijeme ne smije premašiti 575 bt.

2.4 Izračun vremena odgode otkrivanja sudara (PDV)

Vrijednosti kašnjenja koje uvode mrežni elementi i koriste se za izračun PDV-a navedene su u standardu IEEE 802.3.

Tablica 1.3

PDV kašnjenja (u bitovima)

Тип сегментаЛевый край*ЦентрПравый крайЗадержка распростра-нения на 1 мМаксимальная длина сегментаМаксимальная задержка в левом сегментеМаксимальная задержка в правом сегментеМаксимальная задержка в среднем сегменте10Base-511.846.5169.50.0866500 м55.189.8212.810Base-211.846.5169.50.1026185 м30.765.5188.510Base-T15 - *) Lijevi kraj je odašiljački kraj segmenta, desni kraj je prijemni kraj

(Lijevo + kašnjenje širenja * duljina) + (središte + kašnjenje širenja * duljina) + ...(središte + kašnjenje širenja * duljina) + (desni rub + kašnjenje širenja * duljina) = PDV

Tri desna stupca tablice (maksimalno kašnjenje) sadrže PDV vrijednosti izračunate za maksimalnu duljinu segmenta, uzimajući u obzir osnovno kašnjenje (lijevi stupci).

Maksimalni dopušteni PDV je 575 bita. Ako su krajnji segmenti najduže staze različiti, izračunajte PDV za oba smjera i odaberite veću vrijednost.

U našem slučaju najudaljeniji čvorovi bit će segmenti A i E. Za njih ćemo izračunati vrijednost kašnjenja. Segment A - odašiljanje, E - prijem.

Za izračun ukupnog kašnjenja zbrojite odgovarajuće vrijednosti: A = 15,3 (baza) + 0,113*50 = 20,95 bt= 42,0 + 0,113*50 = 47,65 bt= 42,0 + 0,113*50 = 47,65 bt= 42,0 + 0,113*50 = 47,65 bt= 165,0 + 0,113*50 = 170,65 bt = PDVA + PDVB + PDVC + PDVD + PDVE = 334,55 bt

Izračunata vrijednost ukupnog kašnjenja manja je od najveće dopuštene, zaključujemo da projektirana mreža zadovoljava zahtjeve IEEE 802.3

5 Izračun smanjenja intervala praska (PVV)

Ovaj izračun pokazuje koliko će se smanjiti interval između 2 uzastopna paketa odaslana najdužom stazom. Smanjenje intervala je određeno promjenom duljine paketa u lijevom i srednjem segmentu (u desnom, prijemnom, međupaketni interval se više ne mijenja).

Za staze s različitim segmentima s desne i lijeve strane mora se izračunati PVV za oba smjera i odabrati veću vrijednost. Maksimalna vrijednost PVV je 49 bita.

Tablica 1.4

Smanjenje međupaketnog intervala

Vrsta segmenta Kraj odašiljanja Međusegment Koaksijalni repetitor (10Base-5, 10Base-2)161110Base-FBnije definirano210Base-FL10.5810Base-T10.58 repetitor

Ukupno smanjenje međupaketnog intervala jednako je zbroju smanjenja na pojedinim segmentima putanje:

Lijevi segment + međusegment + ... + međusegment =PVV

Za naš predviđeni LAN:= 10,5 + 8*4 = 42,5 bt

Izračunata vrijednost PVV manja je od granične vrijednosti od 49 bita.

ZAKLJUČAK

Tijekom ovog rada izračunata je i projektirana multiservisna mreža za prijenos podataka, uključujući LAN regionalnog čvora za 500 radnih mjesta (računalo + telefon). Multiservisna mreža služit će za pružanje telefonskih i faksimilnih komunikacijskih usluga te prijenosa podataka i povezivanja na Internet.

Komunikacija s SPD-om odvija se preko CRRL-a, a s PSTN-om kroz single-mode FOCL. Značajke CRRL-a su nepostojanje potrebe za produljenjem optičke linije, nisko kašnjenje umetanja, veliki komunikacijski domet, ali veća cijena, ovisnost kvalitete komunikacije o vremenskim uvjetima i potreba za instaliranjem opreme na visoke stupove i kule.

BIBLIOGRAFIJA

Bellamy J. Digitalna telefonija / Per. s engleskog. - M.: Radio i komunikacije, 1986. - 544 str.

Projektiranje i tehnički rad prijenosnih sustava / Ed. V.N. Gordienko, V.V. Krukhmaleva. - M.: Radio i komunikacije, 1996. - 344 str.

Melnik V.K. Primarni komunikacijski signali. razine prijenosa. - M.: Moskovsko tehničko sveučilište za komunikacije i informacije, 1994. - 31 str.

Uvod

Telekomunikacijski operateri danas moraju zadovoljiti potrebe korisnika u prijenosu raznovrsnog prometa i pružiti korisnicima široku paletu usluga. Među njima su najpopularniji:

• prijenos tradicionalnog telefonskog prometa;
• organizacija pristupa Internetu i prijenos internetskog prometa preko magistralnih kanala;
• prijenos prometa korporativnih mreža, konsolidacija lokalnih mreža;
• organiziranje video konferencija i prijenos prometa IP-telefonije.

U međuvremenu, kanali prijenosa podataka koji su prikladni za pružanje jedne usluge nisu uvijek prikladni za pružanje druge. Povećanje obujma pruženih usluga tjera operatore i davatelje da paralelno razvijaju nekoliko različitih mreža. To je skupo i često uključuje značajne tehničke poteškoće.

Istodobno, konkurencija između operatera i pružatelja internetskih usluga koji pružaju ove usluge značajno je porasla. Ne iznenađuje da su multiuslužne mreže posljednjih godina postale sve popularnije.

Multiservisna mreža je infrastruktura koja koristi jedan kanal za prijenos podataka različitih vrsta prometa. Omogućuje vam smanjenje raznolikosti tipova opreme, primjenu jedinstvenih standarda i jedinstvenog kabelskog sustava te centralno upravljanje komunikacijskim okruženjem za pružanje najpotpunijeg raspona usluga.

Projektiranje multiuslužne mreže počinje definiranjem vrsta pruženih usluga. Prije svega, potrebno je odlučiti koje će usluge operater pružati, procijeniti omjer različitih vrsta prometa u trenutnom trenutku i predvidjeti situaciju u bliskoj budućnosti.

Nakon toga možete nastaviti s izborom tehnologija na kojima će se mreža graditi.

Izbor okosnice tehnologije

Moderna prometna autocesta mora ispunjavati sljedeće zahtjeve:

• skalabilnost, osiguravajući razvoj mreže, uzimajući u obzir mogući značajan rast;
• visoka brzina prijenosa podataka;
• upravljivost;
• pouzdanost i redundancija;
• sigurnost informacija;
• pružanje potrebne širine pojasa;
• pružanje potrebne kvalitete usluge kupcima.

Važna karakteristika autoceste je njezina duljina. Očito je da je optički kabel preferirani prijenosni medij za takve mreže. Međutim, u nekim slučajevima može biti učinkovitije koristiti radio relejne i infracrvene linije.

Prilikom odabira tehnologije i mogućnosti izgradnje mreže posebnu pozornost treba obratiti na ekonomsku učinkovitost. Može se procijeniti na temelju cijene rješenja po jedinici prenesene informacije.

Danas su osnovne glavne tehnologije sljedeće tehnologije:

• POS (paket preko SONET-a)
• DPT (Dynamic Pocket Transport - RPR tehnologija implementirana od strane Cisco Systems)
• Brzi/gigabitni Ethernet

Izbor pristupne tehnologije

Od 50% do 80% sredstava ulaže se u pristupnu mrežu, stoga je pravilan odabir tehnologije i mogućnosti izgradnje mreže iznimno važan. Sljedeći čimbenici utječu na odabir određene tehnologije pretplatničkog pristupa:

• Cijena priključka po pretplatniku.
• Jednostavnost povezivanja je čimbenik koji određuje dostupnost veze za pretplatnike, brzinu povezivanja pretplatnika.
• Dovoljna propusnost ili brzina prijenosa podataka za pretplatnika.
• Osiguravanje potrebne kvalitete usluge kupcima.
• Postojeća kablovska infrastruktura - koaksijalni kabel, upletena parica, telefonsko ožičenje, optička vlakna itd.

Ako je pristupna mreža postavljena u područjima gdje je nemoguće koristiti postojeću kabelsku infrastrukturu, potrebno je ozbiljno razmisliti o izboru tehnologije "zadnje milje". Polaganje novog bakrenog kabela ili fokusiranje na optička vlakna odmah? Omogućuju li teren ili vrijeme pouzdan bežični pristup? Kako i gdje će se postaviti novi kabel? Ovisno o odgovorima na ova i mnoga druga pitanja odabire se jedna od sljedećih tehnologija pristupa:

• xDSL (HDSL, ADSL, VDSL, itd.)
• PON (pasivne optičke mreže)
• HFC (hibridne koaksijalne mreže s vlaknima, kabelski modemi)
• LMDS/MMDS (radio pristup)
• IR komunikacija (bežična optička komunikacija)
• Ethernet/brzi Ethernet

Tipično rješenje za izgradnju multiservisne mreže

Izbor tehnologije za okosnicu i pristupnu mrežu ovisi o konkretnim uvjetima i određen je nizom čimbenika - kao što su prevladavajući tip prometa, postojeća kabelska infrastruktura i mogućnost njezina razvoja, oprema koja je već u funkciji i dr. .

Međutim, u posljednje vrijeme Gigabit Ethernet se sve više koristi za okosnicu, a xDSL za pristupnu mrežu. Ovu situaciju, najtipičniju danas, razmotrit ćemo dalje.

Popularnost ovih tehnologija je zbog njihovih sljedećih prednosti:

• Relativno niska cijena opreme.
• Visoka propusnost: 1 Gbps (Gigabit Ethernet) u okosnici i 8 Mbps (ADSL), 50 Mbps (VDSL) u pristupnoj mreži.
• Mogućnost korištenja postojeće kabelske infrastrukture u pristupnoj mreži.
• Visok stupanj integracije s postojećim klijentskim mrežama.

Ovo rješenje omogućuje nam pružanje najtraženijih usluga na tržištu:

• Pristup internetu za pojedince i organizacije putem iznajmljenih linija.
• Organizacija IP VPN-a za ujedinjenje malih i srednjih ureda i poslovnica.
• Organizacija IP-telefonije za pojedince i organizacije.
• Prijenos video informacija.

Shema izgradnje multiservisne mreže prikazana je na slici 1. (kliknite na shemu da vidite njezinu uvećanu sliku).

Slika 1. Shema organizacije distribuirane multiuslužne mreže

Okosnica ovog rješenja implementirana je na upravljanim preklopnicima s optičkim gigabitnim sučeljima, što omogućuje visoku propusnost.

Pristup iznajmljenoj liniji organiziran je na temelju DSL koncentratora ZyXEL IES-/ . Čvorišta ove linije imaju ugrađeni upravljani L2 preklopnik s podrškom za prioritetne tehnologije, redove čekanja i IEEE 802.1q/p virtualne mreže, transparentne za sve Ethernet LAN mrežne protokole.

ZyXEL Prestige DSL modemi koriste se kao pretplatnički uređaji. Mogu djelovati kao mostovi ili usmjerivači s podrškom za SUA (specifičnu varijantu NAT-a), podržavaju do 8 PVC-ova s ​​prigušivanjem propusnosti i politikama usmjeravanja. Na LAN sučelju podržane su do 3 IP mreže (Aliases). Podrška za SUA i prilagođene filtere paketa sloja 2 i 3 omogućuje korištenje ovih uređaja kao vatrozida za male mreže.

Klijentski promet prikuplja se korištenjem sklopki upravljanih okosnicom sloja 2-4, na primjer, Cisco Catalyst 2950. U ovom slučaju, sljedeće manipulacije mogu se izvesti s prometom od različitih klijenata:

• Promet se može razdvojiti korištenjem IEEE 802.1q VLAN tehnologije koju podržava oprema Catalyst 2950, ​​​​DSLAM IES-2000, Prestige 782R i Prestige 842.
• Promet označen QoS oznakama može se klasificirati na slojeve 2, 3 i 4, nakon čega se na njega može primijeniti određena QoS politika.
• Brzina svakog Ethernet priključka može se podesiti u koracima od 1 Mbps.

Skupni promet prolazi kroz središnji usmjerivač. Za klijente su njegova sučelja pristupnici Internetu. Promet svakog klijenta koji je prošao kroz gateway se uzima u obzir, a podaci o njemu ulaze u sustav naplate.

Kao središnji usmjerivač, preporučljivo je koristiti modularne usmjerivače visokih performansi - kao što su Cisco 7204 VXR ili 7206VXR - s podrškom za širok raspon medija za prijenos podataka, module sučelja koji se mogu mijenjati na radnom mjestu i dodatno napajanje. Odabir određenog modela ovisi o propusnosti koju pruža davatelj najviše razine i prosječnoj količini prometa koju potroše klijenti.

Prikupljanje podataka za naplatu može se obaviti na nekoliko načina:

• Prikupljanje statistike prometa kroz VLAN podsučelja rutera. U ovom slučaju, promet od različitih pretplatnika označen je 802.1q oznakama i identificiran na usmjerivaču.
• Korištenje softvera kompatibilnog s Radiusom (kao u slučaju dial-up veze). U isto vrijeme, modem Prestige 645 povezuje se na router koristeći PPPoE protokol.
• Korištenje SNMP protokola. U tom slučaju sustav naplate može prikupljati informacije iz objekata koji sadrže statistiku o prenesenim okvirima i paketima.

Zaključak

Razmotrili smo jedno od najtipičnijih rješenja za izgradnju multiservisne mreže. Na našim stranicama možete pronaći opise projekata drugih multiservisnih mreža koje implementira ROTEK-Novosibirsk. To su multiservisna pristupna mreža tvrtke Ugra-Telecom (Khanty-Mansiysk), izgrađena na sličnom principu, i regionalna mreža za prijenos podataka Ruske Federacije Elektrosvyaz regije Kemerovo, usmjerena na druge zadatke i izgrađena korištenjem TDM tehnologije.