|
ISSN 0013-5771. "Электросвязь", №4, 2007 (http://www.elsv.ru)
А.И. Летников, начальник Управления технического развития ОАО "МГТС"
А.В. Чукарин, доцент кафедры систем телекоммуникаций РУДН, к.ф.-м.н.
МЕТОДЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СХЕМЫ РАЗВИТИЯ СЕТИ ОКС 7 ОАО "МГТС"
Введение. В современных условиях бурного развития технологий и постоянно обостряющейся конкурентной борьбы операторы сетей связи всех уровней вынуждены активно наращивать мощность и производительность инфраструктуры своих сетей, а также расширять масштабы взаимодействия с сетями присоединенных операторов. Этот процесс сопровождается интенсивным внедрением новых технологий и конвергенцией сетей коммутации каналов (СКК) с сетями пакетной коммутации. При этом сохраняется необходимость тщательного планирования сетей управления и, в частности, сетей общеканальной системы сигнализации 7 (ОКС 7), обеспечивающих выполнение жестких требований к качеству и надежности пропуска значительных объемов сигнального трафика.
Внедрение мультимедийных услуг сетей связи следующего поколения (Next Generation Network - NGN) [1] влечет за собой обслуживание не только сигнального трафика услуг с установлением соединения, но и передачи сигнальных сообщений, генерируемых при предоставлении услуг без установления соединения, например, сообщений ряда услуг с добавленной стоимостью [2].
Сигнализация в сети ОАО "МГТС" осуществляется как по ОКС 7, так и с применением новых технологий и протоколов, реализующих функции сигнализации в сетях передачи данных (СПД) общего пользования (ОП), построенных на базе протокола IP [3]. Оборудование СПД ОП, используемое в компании, поддерживает технологии и протоколы, реализующие функции сигнализации сетей NGN, в том числе SIP, H.323, MGCP и др. Для передачи сигнальных сообщений наряду с ОКС 7 может быть применена технология Sigtran.
В статье кратко излагаются основные принципы построения сети ОКС 7 ОАО "МГТС", методы расчета сигнальной нагрузки и план маршрутизации сигнальных сообщений, также обсуждаются результаты проведенных исследований и полученных решений.
Общие принципы построения перспективной сети сигнализации ОАО "МГТС". Сигнализация внутри СПД ОП осуществляется на основе протокола SIP. Сигнальное взаимодействие СПД ОП с СКК ОП происходит с помощью шлюзов сигнализации (Signaling Gateway - SG) и контроллеров медиашлюзов (Media Gateway Controller - MGC), причем функции SG и MGC могут быть реализованы в едином программно-аппаратном комплексе. Сигнальное взаимодействие с сетями VoIP происходит с помощью пограничного шлюза (Session Border Controller - SBC).
В перспективной сети сигнализации, построенной на базе новейших технологий, сеть ОКС 7 еще долго будет играть существенную роль, причем с развитием СПД ОП нагрузка на эту сеть может значительно возрасти. Поэтому при планировании ОКС 7 необходимо обеспечить возможность ее гибкого масштабирования, как с точки зрения пропускной способности, так и в части плана маршрутизации сигнальных сообщений.
Таким образом, возникает задача проектирования сети в условиях внедрения, как традиционных услуг телефонии, так и услуг NGN. Причем в процессе планирования особое внимание должно быть уделено расчету пропускной способности сети ОКС 7. Известно [3-5], что проектирование ОКС 7 является комплексной задачей. Если сеть оператора связи имеет большую размерность и функционирует в квазисвязанном режиме сигнализации, то расчет вариантов развития сети требует применения достаточно сложных математических методов в сочетании с оптимальными решениями, анализ и принятие которых возможны только для опытных проектировщиков и специалистов служб развития конкретной сети связи. Именно к такому классу относится задача разработки технико-экономического обоснования развития сети ОКС 7 ОАО "МГТС" на период до 2011 г.
 |
Метод построения сети ОКС 7 ОАО "МГТС". Рассмотрим принципы построения перспективной сети сигнализации на СКК ОП, построенной на базе современных цифровых коммутационных станций и систем передачи. По классификации, предложенной МСЭ-Т [6], сеть ОКС 7 МГТС относится к классу сетей большой размерности, обеспечивающих сигнальные взаимодействия с междугородной сетью и сетями присоединенных операторов местного уровня иерархии.
Благодаря большому числу резервных маршрутов передачи сигнальных сообщений, сеть имеет масштабируемую структуру и обеспечивает надежный транспорт сигнального трафика. При построении схемы сети сигнализации ОАО "МГТС" ввиду ее большой размерности используются условные обозначения, показанные на рис. 1.
Сеть ОКС 7 состоит из оконечных пунктов сигнализации (SP), интегрированных (комбинированных) пунктов сигнализации (SP/STP) и выделенных транзитных пунктов сигнализации (STP). Транзитные пункты сигнализации (интегрированные и выделенные) связаны пучками звеньев сигнализации по схеме каждый с каждым и образуют полносвязную транзитную сеть сигнализации. На рис. 2 показана схема организации связи между транзитными пунктами сигнализации сети ОКС 7 ОАО "МГТС".
Пункты сигнализации (SP) собственной сети ОКС 7 компании опираются на соответствующую пару SP/STP, образуя шесть кластеров с условными наименованиями (1-2, 1-3, 1-4, 2-3, 2-4, 3-4). Разбиение SP по кластерам обеспечивает наиболее равномерную нагрузку на транзитную часть сети ОКС 7. |
На рис. 3 показана схема сети, включающая собственные пункты сигнализации МГТС, причем названия кластеров условно определены по названиям опорно-транзитных станций (ОПТС), на которые опираются все оконечные SP, составляющие кластер. Например, кластер 1-2 - это кластер, состоящий из SP, имеющих связи по ОКС 7 с узлами ОПТС-1 и ОПТС-2.
К сети ОКС 7 подключены пункты сигнализации присоединенных операторов связи. Каждый такой пункт для обеспечения сигнального взаимодействия с пунктами сигнализации ОАО "МГТС" опирается на два выделенных STP, образуя таким образом, границу сети ОКС 7 компании. На рис. 4 приведена схема организации связи по ОКС 7 для пунктов сигнализации присоединенных операторов.
При проектировании сети важнейшими задачами ОКС 7 стали: оценка сигнальной нагрузки с учетом ее прогноза на долгосрочный период; расчет плана маршрутизации сигнальных сообщений, обеспечивающего пропуск этой нагрузки по основным и альтернативным сигнальным маршрутам; оптимизация объемов сигнального оборудования для получения эффективных экономических показателей. Кроме того, была решена задача расчета полупостоянных данных для программирования маршрутных таблиц для всех пунктов сигнализации сети.
Ниже изложены базовые методы расчета сигнальной нагрузки и плана маршрутизации сигнальных сообщений, основанные на результатах [4], модифицированных и развитых с учетом новой постановки задачи планирования и вытекающих из нее требований.
Метод расчета сигнальной нагрузки сети ОКС 7. Новый метод расчета интенсивности сигнальной нагрузки изложен с учетом того, что предположение о равенстве сигнальной нагрузки, передаваемой в прямом и обратном направлениях, не выполняется. Напомним, что под сигнальной нагрузкой в прямом (обратном) направлении следует понимать нагрузку, создаваемую потоком сигнальных сообщений в направлении, совпадающем с направлением установления соединения по вторичной сети от вызывающего абонента к вызываемому (от вызываемого абонента к вызывающему).
|
|
Пусть между узлами А и В вторичной сети передается информационная нагрузка с заданными интенсивностями  , причем  .
В таком случае между пунктами сигнализации узлов А и В, находящихся в сигнальном отношении, передается сигнальная нагрузка  соответственно, причем  .
Сигнальная нагрузка рассчитывается на основании исходных данных о нагрузочных параметрах вторичной сети и длин сигнальных сообщений, передаваемых по ОКС 7 при обслуживании вызовов различных типов. Далее при изложении метода расчета пользуемся обозначениями, приведенными в табл. 1.
Алгоритм расчета сигнальной нагрузки в прямом и обратном направлениях.
Шаг 1. Расчет исходных значений параметров:
Шаг 2. Расчет общего объема сигнальной информации, передаваемой в прямом L`ij (x,y) и обратном L``ij (x,y) направлениях в j-м состоянии вызова i-го типа, инициированного в узле х в направлении узла 
Шаг 3. Расчет среднего объема сигнальной информации, передаваемой в прямом L'(x,y) и обратном L"(x,y) направлениях для вызова, инициированного в узле х в направлении узла
Шаг 4. Расчет среднего объема сигнальной информации, передаваемой от SPх к SPy (включает сигнальную информацию для информационных вызовов, инициированных как в узле х, так и у):
Шаг 5. Расчет сигнальной нагрузки на сигнальное отношение (SPx, SPy)
Шаг 6. Расчет числа N звеньев сигнализации для сигнального отношения (SPx, SPy)
N - множество натуральных чисел; [х] - целая часть числа х.
Изложенный метод был применен для расчета и прогноза сигнальной нагрузки в сети ОАО "МГТС". В процессе проектирования сети ОКС 7 расчет проводился для каждой пары пунктов сигнализации, находящихся в сигнальном отношении. Рассчитав нагрузку, которую должна обслужить ОКС 7, необходимо построить все основные сигнальные маршруты, обеспечивающие функционирование сети в нормальных условиях, а также альтернативные маршруты для передачи сигнальных сообщений в случаях отказов и перегрузок. Для этого при расчете сети ОКС 7 в ОАО "МГТС" был разработан алгоритм для расчета сигнальных маршрутов, основанный на модификации известного метода [4].
Расчет сигнальной нагрузки и плана маршрутизации сигнальных сообщений производился итеративно для нескольких вариантов исходных данных с целью оптимизации технико-экономических показателей сети ОКС 7. Основные показатели, подлежащие оптимизации, число выделенных транзитных пунктов сигнализации и число сигнальных терминалов, т.е. объем сигнального оборудования, обеспечивающего пропуск сигнальной нагрузки с заданным качеством с учетом поэтапного долгосрочного развития сети.
Результаты сравнительного анализа целевых схем развития сети ОКС 7. С помощью приведенных методов расчета были определены объемы сигнального оборудования для организации сети ОКС 7 при обслуживании вызовов сети ОАО "МГТС". В окончательном варианте оптимизации сравнивали два основных варианта развития сети на период 2007-2011 гг., ориентированных на полную цифровизацию и вывод из эксплуатации узлов ТУЭ. Главное отличие состояло в подходе к организации пропуска сигнального трафика.
 В первом случае предполагается максимальное задействование возможностей транзитной сигнальной сети и традиционная передача данных сигнализации, а во втором -использование СПД и увеличение количества станций ОПТС. Как видно из табл. 2, в которой объемы оборудования указаны в относительных величинах, во втором варианте значительно возрастает (приблизительно в 2,3 раза) количество звеньев сигнализации, необходимых для обслуживания связи сети ОКС 7 с СПД ОП. Увеличение объемов сигнального оборудования происходит также за счет роста пунктов сигнализации и снижения степени задействования транзитной сети компании.
Заключение. В статье в сжатой форме изложены: постановка задачи, ключевые методы, а также результаты оптимизации схемы развития сети ОКС 7 ОАО "МГТС". За кадром остался огромный труд специалистов, обеспечивших большой объем технической работы по подготовке исходных данных, расчетов по разработанным авторами алгоритмам и другие, на первый взгляд весьма рутинные, операции. Этим специалистам авторы статьи выражают глубокую признательность и благодарность.
ЛИТЕРАТУРА
- Кучерявый А.Е., Цуприков А.Л. Сети связи следующего поколения. - М.: Изд-во ФГУП ЦНИИС. - 2006.
- Рекомендации МСЭ-Т серии Q.1200 / ITU-T White Book, Geneva. -1997.
- Летников А.И. Основные направления развития сети сигнализации ОКС-7 ОАО МГТС// Электросвязь. - 2005. - 11. Самуилов К.Е. Методы анализа и расчета сетей ОКС 7. - М.: Изд-во РУДН. - 2002.
- Аджемов А.С. и др. Принципы построения сети ОКС 7 на ЕСЭ Российской Федерации. - М.: Изд. ФГУП ЦНИИС. - 2004. Рекомендации МСЭ-Т серии Q.700 / ITU-T While Book, Geneva. -1996.
| |
