Xalis TDM-dən niyə imtina etməli: nəqliyyat iqtisadiyyatı və səs ilə verilənlər üçün vahid şəbəkə

2000-ci illərin əvvəllərinə qədər ümumi istifadəli telefon şəbəkəsi (ÜİTŞ / PSTN) kanalların zaman bölgüsü (TDM — Time Division Multiplexing) prinsipi ilə işləyən klassik rəqəmsal ATS-lər üzərində qurulurdu, İnternetə çıxış və korporativ VPN xidmətləri üçün isə rabitə operatorları paralel olaraq ikinci, tamamilə müstəqil IP/MPLS paket şəbəkəsi çəkirdilər. Bu dərsdə biz iki paralel nəqliyyat şəbəkəsini və monolit TDM stansiyalarını saxlamağın niyə iqtisadi və texnoloji dalana çevrildiyini, ITU-T Y.2001 və Y.2011 tövsiyələri ilə müəyyən edilmiş NGN (Next Generation Network — növbəti nəsil şəbəkə) arxitekturasının səs və verilənləri vahid paket nüvəsində necə birləşdirdiyini, E1 axınlarından fasilələrin boğulması (VAD) və sıxılma tətbiq edilən paket tranklarına keçərkən buraxılış zolağı qənaətinin necə hesablandığını və real həyatda TDM-dən NGN-ə keçidin niyə həmişə ÜİTŞ və SS7 şlüzləri ilə işləyən çoxillik hibrid şəbəkə mərhələsindən keçdiyini ətraflı araşdıracağıq.

Məqsəd və nə bilmək lazımdır

Dərsin məqsədi: rabitə operatorunun xalis TDM kanal kommutasiyasından NGN paket arxitekturasına keçidini texniki və iqtisadi cəhətdən əsaslandırmağı öyrənmək, E1 dəstələrini statistik multipleksləmə və sıxılma ilə işləyən RTP trankları ilə əvəz edərkən şəhərlərarası magistralın tələb olunan buraxılış zolağını hesablamaq, həmçinin NGN nüvəsini mövcud ÜİTŞ stansiyaları və SS7 siqnalizasiya şəbəkəsi ilə qovuşdurmaq üçün hansı qovşaqların lazım olduğunu dəqiq müəyyən etmək.

Başlamazdan əvvəl nəyi bilmək lazımdır:

• «ÜİTŞ və rəqəmsal axınlar» (pstn 1, 7) kursundan İKM/PCM traktının, 64 kbit/s əsas rəqəmsal kanalın (DS0 / G.711) və E1 (2048 kbit/s, 32 taymslot) ilkin axınının quruluşunu;
• «SS7 siqnalizasiyası» (ss7 1, 4–5) kursundan danışıq kanalları ilə ümumi kanallı SS7 (MTP2, MTP3, ISUP) siqnalizasiyasının ayrılması prinsipini;
• «Telekom üçün IP şəbəkələri» (ipnet 1–2) kursundan paket kommutasiyasının əsaslarını, OSI/TCP-IP modelini və DiffServ (DSCP) trafik işarələnməsini;
• «IP-də səs (VoIP Media)» (voipmedia 1, 30) kursundan RTP/UDP/IP media axınının quruluşunu, səs kodeklərini (G.711, G.729A) və nitq aktivliyi detektorunu (VAD/CNG).

Həyatdan tapşırıq

Milli rabitə operatoru iki böyük şəhər (A və B şəhərləri) arasında şəhərlərarası magistral istiqamətə xidmət göstərir. Ən yüksək yüklənmə saatında (ƏYS / Busy Hour) şəhərlər arasında eyni vaxtda 3 000 abunəçi cütü danışır. Klassik ÜİTŞ şəbəkəsində bu trafik SDH nəqliyyat həlqəsində bir yarımdan çox STM-1 tutumunu (204,8 Mbit/s xam kanal sürətini) daimi məşğul edən 100 ədəd E1 axını (hər birində 30 danışıq taymslotu) ilə ötürülür. Eyni zamanda:

1. A və B şəhərləri arasındakı həmin optik kabeldə operatorun genişzolaqlı İnternet və korporativ L3VPN xidmətləri üçün artıq 10 Gbit/s sürətli IP/MPLS magistralı işləyir.
2. Gecə saatlarında səs trafiki 20 dəfə azalır, lakin bütün 100 ədəd E1 axını telefon stansiyaları arasında sərt şəkildə bərkidilmiş qalır və bir bayt belə İnternet trafiki ötürə bilmir.
3. Kommersiya şöbəsi cədvəl üzrə yönləndirmə funksiyalı yeni vahid korporativ nömrə xidmətini işə salmaq istəyir, lakin operatorun 14 şəhərdə müxtəlif nəsil və istehsalçılara aid monolit TDM stansiyaları (Siemens EWSD, Alcatel 1000 E10, Huawei C&C08) var; bütün 14 stansiyada lisenziyaların alınması və proqram təminatının yenilənməsi xidmətin üçillik gəlirindən daha baha başa gəlir.

Texniki direktor qarşınıza konkret mühəndis tapşırığı qoyur: rayon TDM stansiyalarının E1 axınları və SS7 siqnalizasiyası ilə qoşulmasını saxlamaqla şəhərlərarası səs trankını NGN arxitekturası üzrə mövcud IP/MPLS şəbəkəsinə keçirmək və 3 000 eynivaxtlı danışığın paket nüvəsində real olaraq neçə meqabit/saniyə zolaq tutacağını hesablamaq.

Klassik TDM şəbəkəsinin problemi: iki paralel şəbəkə və sərt taymslotlar

Klassik rəqəmsal telefoniyada (TDM) kommutasiya stansiyası (ATS) monolit aparat-proqram kompleksidir. Bir şkafın daxilində üç funksiya bir-birinə sərt şəkildə bağlanıb:

• abunəçi və birləşdirici xətlərin fiziki interfeysləri (analoq FXS abunəçi dəstləri, E1/STM-1 axın lövhələri);
• hər $125\text{ mks}$-dən bir ($8000\text{ dəfə/saniyə}$) 8 bitlik İKM hesablama nümunələrini giriş taymslotundan çıxış taymslotuna aparat səviyyəsində köçürən TDM kommutasiya sahəsi (Digital Switching Network, DSN);
• yığılan rəqəmləri təhlil edən, SS7 (ISUP) siqnal mesajları mübadiləsi aparan və tarif uçotunu (CDR) yaradan mərkəzi idarəetmə prosessoru.


Operatorun əsas xidməti səsli telefoniya olduğu müddətdə bu arxitektura qüsursuz işləyirdi. Lakin 1990-cı illərin sonu və 2000-ci illərdə verilənlərin ötürülməsinin sürətlə artması ilə klassik TDM modelinin dörd fundamental məhdudiyyəti üzə çıxdı:

1. İki paralel şəbəkə (İkiqat CAPEX və OPEX). Operator iki tamamilə müstəqil infrastrukturu — səs üçün TDM/PDH/SDH + SS7 şəbəkəsini və verilənlər üçün IP/MPLS şəbəkəsini qurmalı, ehtiyatlandırmalı və saxlamalı idi. Bu isə iki avadanlıq dəsti, iki monitorinq sistemi (NMS/OSS), iki ehtiyat hissələri anbarı və iki ayrı mühəndis ştatı demək idi.
2. Sıfır statistik multipleksləmə (sükut zamanı kanalın məşğul qalması). Zəng qurulan kimi danışığın sonuna qədər hər iki istiqamətdə 64 kbit/s taymslot yalnız həmin zəngə təhkim olunur. Telefon danışıqlarının statistikasına görə (ITU-T P.59), iki nəfərin dialoqunda hər iştirakçı vaxtın yalnız 35–40%-ni danışır, 10–15%-ni ifadələr arasındakı təbii fasilələr tutur, hər yarımdupleks istiqamətdə vaxtın təxminən 50–60%-də isə sükut ötürülür. TDM şəbəkəsində sükut zamanı kanalla fasiləsiz olaraq boş doldurma baytları (0xD5 A-law-da və ya 0xFF $\mu$-law-da) axır, gecə saatlarında isə bütöv E1 dəstələri boş dayanır və onların zolağını IP trafikə vermək mümkün olmur.
3. Sabit 64 kbit/s addımına bağlılıq. TDM kommutasiya matrisi sərt şəkildə $64\text{ kbit/s}$ addımına (G.711 kodekinə) hesablanıb. Müasir vokoder (məsələn, $8\text{ kbit/s}$ sürətli G.729A və ya mobil şəbəkələrdə AMR) nitqi 8 dəfə sıxsa belə, xüsusi transkoder qurğuları (TRAU) olmadan klassik TDM sahəsi yenə də bir danışıq üçün bütöv $64\text{ kbit/s}$ taymslot ayırır.
4. Yeni xidmətlərin ləng və baha tətbiqi. Zəngin emalı məntiqi hər bir ATS-in prosessoruna «tikildiyi» üçün yeni intellektual xidmətin işə salınması ölkə üzrə onlarla müxtəlif tipli stansiyada proqram təminatının yenilənməsini tələb edir.

# Klassik TDM qovşağının problemlərinin auditi (NGN miqrasiyasından əvvəl)
legacy_operator_audit:
  transport_networks:
    voice_core: "SDH / PDH (STM-1/STM-4, E1 2048 kbit/s axınları)"
    signaling_core: "SS7 (TS16 taymslotlarında MTP2/MTP3)"
    data_core: "IP / MPLS (10G/100G Ethernet)"
    duplication_penalty: "Şassi üçün ikiqat CAPEX və istismar üçün ikiqat OPEX"
  channel_efficiency:
    timeslot_rate_kbps: 64.0
    speech_activity_factor: 0.40
    wasted_silence_ratio: "Vaxtın 60%-də 64 kbit/s kanalla 0xD5 sükut baytı ötürülür"
    night_utilization: "< 5% (boş qalan E1 zolağını IP trafikə vermək mümkün deyil)"
  service_agility:
    call_control_location: "Bütün yerli və tranzit ATS-lər üzrə paylanıb"
    time_to_market: "6–18 ay (şəbəkənin bütün ATS-lərində PT yenilənməsi tələb olunur)"

NGN ideyası (ITU-T Y.2001 / Y.2011): şlüzün dekompozisiyası və vahid nəqliyyat

Şəbəkələrin təkrarlanmasını və aparat-proqram asılılığını aradan qaldırmaq üçün ITU-T Y.2001 (General overview of NGN) və Y.2011 (General principles and general reference model for Next Generation Networks) tövsiyələrində NGN (Next Generation Network) arxitekturasını standartlaşdırdı.

Onun əsas mühəndis ideyası monolit telefon stansiyasının müstəqil üfüqi səviyyələrə funksional dekompozisiyası (ayrılması) prinsipidir:

• Vahid paket nəqliyyatı (Transport Stratum): həm səs, həm video, həm İnternet trafiki, həm də korporativ VPN-lər xidmət keyfiyyəti zəmanəti (QoS: RTP səs üçün EF / DSCP 46 ciddi prioritet sinfi, siqnalizasiya üçün CS3 / AF31 sinfi) olan vahid IP/MPLS paket magistralı ilə ötürülür.
• Zəngin idarə edilməsinin media axınının kommutasiyasından ayrılması (Call Control vs. Media Separation):
• Proqram kommutatoru (Softswitch / Media Gateway Controller, MGC): şəbəkənin «beyni» (məsələn, Huawei MSOFTX3000). Server platformasında işləyir, nömrələri təhlil edir, abunəçi hüquqlarını yoxlayır, billinq (CDR) aparır və zəngləri idarə edir, lakin onun üzərindən bir bayt belə səs trafiki keçmir.
• Media şlüzü (Media Gateway, MGW): TDM ilə sərhəddə şəbəkənin «əzələləri» (məsələn, Huawei UMG8900). Fiziki E1/STM-1 axınlarını qəbul edir, əks-sədanı boğur (G.168), nitqi 64 kbit/s İKM-dən RTP paketlərinə (G.711, G.729A, AMR) çevirir və Softswitch-in əmrləri ilə (H.248 / MEGACO protokolu) IP/MPLS şəbəkəsi üzərindən birbaşa digər media şlüzünə göndərir.
• Siqnal şlüzü (Signaling Gateway, SGW): siqnalizasiya «tərcüməçisi». E1 axınının TS16 taymslotundan klassik SS7 (MTP2) və ya ISDN PRI (Q.931/LAPD) siqnalizasiyasını qəbul edir, aşağı kanal qatını çıxarır və siqnal mesajlarını (ISUP, SCCP, Q.931) etibarlı SCTP IP-nəqliyyatı üzərindən SIGTRAN protokollar steki (M3UA, M2UA, M2PA, IUA) vasitəsilə Softswitch-ə çatdırır.

💡 Arxitekturayekunu: Monolit ATS-in MGC + MGW + SGW üçlüyünə dekompozisiyası operatora regionlarda mövcud E1 axınlarını toplamaq üçün yalnız yığcam MGW media şlüzlərini saxlamağa, bütün intellektual marşrutlaşdırma və tarifikasiya məntiqini isə iki coğrafi ehtiyatlandırılmış Məlumat Mərkəzindəki Softswitch-lərdə cəmləşdirməyə imkan verir.

Nəqliyyat iqtisadiyyatı: 3–8 dəfə zolaq qənaəti haradan yaranır

Səsin IP/MPLS paket şəbəkəsinə keçirilməsi operatora ikiqat iqtisadi qazanc verir: magistralların konsolidasiyası (ayrıca SDH traktlarının icarəsindən imtina) və nitqin sıxılması ilə statistik multipleksləmə.


Gəlin bir telefon kanalının və bütöv magistral dəstənin riyaziyyatını izləyək:

1. Klassik E1 axınında (2048 kbit/s):
   * Hər biri $64\text{ kbit/s}$ olan 32 taymslotdan düz 30-u səs üçün istifadə olunur (TS1–TS15 və TS17–TS31), TS0 və TS16 isə dövrü sinxronizasiya və siqnalizasiya ilə məşğuldur.
   * 1 danışıq kanalına düşən fiziki trakt sürəti belədir:
   $$R_{\text{E1/ch}} = \frac{2048\text{ kbit/s}}{30} \approx 68{,}27\text{ kbit/s}$$
2. Sıxılma olmayan NGN paket trankında (G.711 kodeki, paketləmə dövrü $T_{\text{pkt}} = 20\text{ ms}$, $50\text{ paket/s}$):
   * Hər paket IP səviyyəsində $160\text{ bayt}$ səs + $40\text{ bayt}$ başlıq — IPv4 ($20\text{ B}$) + UDP ($8\text{ B}$) + RTP ($12\text{ B}$) = $200\text{ bayt}$ ($1600\text{ bit}$) daşıyır.
   * Fasilələrin boğulması olmadan bir axının IP səviyyəsində pik sürəti $1600\text{ bit} \times 50\text{ pak/s} = 80{,}0\text{ kbit/s}$ təşkil edir (başlıqlara görə TDM-dəki $64\text{ kbit/s}$-dən hətta yüksəkdir!).
   * Lakin VAD/DTX fasilə boğulmasını işə saldıqda (komfort səs-küyü SID paketləri nəzərə alınmaqla effektiv nitq aktivliyi əmsalı $\alpha \approx 0{,}45$ olduqda), G.711 axınının orta sürəti bu həddə düşür:
   $$R_{\text{G.711+VAD}} = 80{,}0 \times 0{,}45 = 36{,}0\text{ kbit/s}$$
3. Sıxılma (G.729A, $8\text{ kbit/s}$, $T_{\text{pkt}} = 20\text{ ms}$) və VAD fasilə boğulması olan NGN paket trankında:
   * Bir $20\text{ ms}$-lik paketdə cəmi $20\text{ bayt}$ sıxılmış nitq + $40\text{ bayt}$ IP/UDP/RTP başlığı = $60\text{ bayt}$ ($480\text{ bit}$) olur.
   * VAD olmadan fasiləsiz axın sürəti: $480\text{ bit} \times 50\text{ pak/s} = 24{,}0\text{ kbit/s}$.
   * VAD/CNG aktiv olduqda ($\alpha \approx 0{,}45$ olduqda bir istiqamətdə orta hesabla $10{,}8\text{–}11{,}8\text{ kbit/s}$) sərf olunan zolaq E1 kanalı ilə müqayisədə demək olar ki, 6 dəfə azalır!

Nümunənin təhlili: 3 000 eynivaxtlı zəng üçün magistralın hesablanması

Dərsin əvvəlindəki texniki direktorun tapşırığı üçün dəqiq mühəndis hesablamasını yerinə yetirək.

Verilir:

• ƏYS-də eynivaxtlı zənglərin sayı: $N = 3000$ aktiv birləşmə.
• Mövcud TDM infrastrukturu: $100\text{ ədəd E1 axını}$ (hər birində $30\text{ kanal}$).
• Hədəf NGN paket trankı: G.729A kodeki ($8\text{ kbit/s}$, paketləmə $20\text{ ms}$, IPv4/UDP/RTP başlıqları = $40\text{ bayt}$), effektiv zolaq məşğulluğu əmsalı $\alpha = 0{,}45$ olan VAD/CNG fasilə boğulması aktivdir.

# Magistral zolaq qənaətinin mühəndis hesablanması (100 E1 -> NGN IP/MPLS)
trunk_migration_calculation:
  given:
    concurrent_calls: 3000
    tdm_e1_trunks: 100
    codec: "G.729A (8 kbit/s, ptime = 20 ms, 50 pps)"
    ip_udp_rtp_header_bytes: 40
    vad_effective_factor: 0.45

  step_1_tdm_baseline:
    formula: "100 E1 * 2.048 Mbit/s"
    tdm_locked_bandwidth_mbps: 204.80

  step_2_ngn_single_call_ip_rate:
    voice_payload_bytes: 20
    total_ip_packet_bytes: 60          # 20 B payload + 20 B IP + 8 B UDP + 12 B RTP
    packets_per_second: 50             # 1000 ms / 20 ms
    continuous_rate_kbps: 24.0         # 60 * 8 * 50 = 24 000 bit/s
    vad_average_rate_kbps: 10.8        # 24.0 * 0.45 = 10.8 kbit/s (IP səviyyəsində)

  step_3_total_trunk_comparison:
    ngn_continuous_3000_calls_mbps: 72.00   # 3000 * 24.0 kbit/s
    ngn_with_vad_3000_calls_mbps: 32.40     # 3000 * 10.8 kbit/s
    freed_bandwidth_mbps: 172.40            # 204.80 - 32.40 Mbit/s
    bandwidth_savings_percent: "84.2%"

💡 Arxitektura yekunu: 100 tranzit E1 axınının NGN paket trankı ilə (IP/MPLS üzərindən G.729A + VAD) əvəzlənməsi ƏYS-də səs trafikinin tutduğu zolağı 204,8 Mbit/s-dən 32,4 Mbit/s-yə (IP səviyyəsində) endirir, kommersiya verilənlər trafiki üçün 172 Mbit/s-dən çox (84,2% tutum) zolaq azad edir, gecə saatlarında isə zolağın demək olar ki, 100%-ni verilənlər şəbəkəsinə verir.

Niyə bütün ATS-ləri bir gecədə söndürmək olmaz: hibrid şəbəkə reallığı

Gənc mühəndislər tez-tez soruşurlar: «Əgər paket kommutasiyası və SIP bu qədər sərfəlidirsə, niyə operatorlar bütün TDM stansiyalarını və SS7-ni bir ilin içində söndürüb hamını dərhal təmiz SIP-ə keçirmədilər?»

Təcrübədə TDM-dən ani imtina («forklift upgrade») dörd ciddi səbəbə görə qeyri-mümkündür:

1. Nəhəng miras abunəçi xətləri və müəssisə ATS-ləri bazası. Milyonlarla mis abunəçi cütü, E1 ISDN PRI və ya SS7 axınları ilə qoşulmuş minlərlə müəssisə ATS-i (banklar, zavodlar, xəstəxanalar, dövlət qurumları) və təcili yardım xidmətləri sərt sinxronizasiyaya və standart G.703/G.704 qovuşmalarına əsaslanır.
2. Operatorlararası və beynəlxalq qovuşmalar. Milli rabitə operatorları arasındakı qovuşmalar onilliklər boyu E1/STM-1 dəstələri və SS7 ISUP siqnalizasiyası üzərində qurulub. Operator öz şəbəkə nüvəsini tamamilə IP-yə keçirsə belə, qonşu operator sərhəddə klassik TDM qovuşması və ya ISUP parametrlərinin SIP daxilində şəffaf ötürülməsini (SIP-I / SIP-T) tələb edə bilər.
3. Qoyulmuş investisiyaların (CAPEX) qorunması. Stansiya avadanlığının xidmət müddəti 15–25 ildir. İşlək abunəçi konsentratorlarını və rayon ATS-lərini vaxtından əvvəl atmaq iqtisadi cəhətdən sərfəli deyil: əvvəlcə tranzit nüvəni (Class 4 — tranzit stansiyalar səviyyəsini) Softswitch + MGW + SGW üçlüyü ilə əvəz etmək, yerli stansiyaları (Class 5) isə amortizasiya olunduqca tədricən köçürmək qat-qat məqsədəuyğundur.
4. Bütün SS7 xidmətlərinin şəffaf daşınması zərurəti. İki klassik ATS arasında NGN tranzit nüvəsi üzərindən zəng zamanı abunəçilər və stansiyalar heç bir fərq hiss etməməlidirlər: bütün ITU-T Q.850 imtina kodları, çağıran abunəçi kateqoriyaları (CPC), yönləndirmə sayğacları və intellektual şəbəkə sorğuları (INAP/CAP/MAP) paket nüvəsindən bir bit belə itirmədən keçməlidir.

Məhz buna görə NGN arxitekturası xüsusi olaraq TDM/SS7 dünyası ilə IP/SIP dünyası arasında körpü kimi yaradılmışdır: H.248 (MEGACO) protokolu E1 axınlı media şlüzlərini idarə edir, SIGTRAN steki SS7 və ISDN mesajlarını IP/SCTP üzərindən daşıyır, BICC və SIP-I protokolları isə ISUP zənglərinin paket nüvəsindən şəffaf tranzitini təmin edir.

Nə xarab ola bilər və bunu necə tapmaq olar

Səs trafikini ayrılmış TDM şəbəkəsindən ümumi IP/MPLS paket şəbəkəsinə köçürərkən mühəndis sinxron E1 traktlarında heç vaxt mövcud olmayan yeni nasazlıqlar sinfi ilə qarşılaşır:

1. İnternet trafiki sıçrayışları zamanı səsin korlanması (QoS-un olmaması). TDM şəbəkəsində $64\text{ kbit/s}$ taymslot kiminsə böyük fayl yükləməsindən zərər görə bilməzdi. Vahid NGN şəbəkəsində isə əgər IP/MPLS marşrutlayıcılarında MGW media şlüzündən gələn RTP paketləri DSCP EF (46) sinfi ilə işarələnməyibsə və aşağı gecikməli ciddi prioritet növbəsinə (LLQ / Strict Priority) salınmayıbsa, verilənlər paketləri səsi sıxışdırır: citter və itkilər artır, sözlər qırılır və fakslar pozulur.
2. İdarəetmənin mediadan təcrid olunması (MGC və MGW arasında Split-Brain). Monolit ATS-də prosessor və kommutasiya matrisi eyni korpusda yerləşirdi. NGN-də isə Softswitch (MGC) paytaxtda, media şlüzü (MGW) isə 500 km uzaqlıqdakı regionda dura bilər. Əgər IP/MPLS şəbəkəsində H.248 (port 2944) və ya SIGTRAN M3UA (port 2905) idarəetmə protokolu üzrə əlaqə kəsilərsə, şlüzdəki fiziki E1 axınları saz vəziyyətdə (LOS=0) qalacaq, lakin heç bir yeni zəng qurula bilməyəcək.
3. Aqressiv fasilə boğulması zamanı «ölü xətt» effekti (CNG olmadan VAD). Əgər media şlüzündə VAD fasilə boğulması aktivləşdirilsə, lakin komfort səs-küyü paketlərinin (CNG / SID) generasiyası söndürülsə, həmsöhbətin fasilələri zamanı dəstəkdə mütləq rəqəmsal sükut yaranır və abunəçi əlaqənin kəsildiyini düşünür («Alo, məni eşidirsiniz?»).

! NGN nüvə marşrutlayıcısında səs (EF) və siqnalizasiya (CS3) siniflərində QoS növbələrinin və paket itkisinin (drops) olmamasının yoxlanması
Router-Core-PE1# show policy-map interface TenGigabitEthernet0/0/1 output
 TenGigabitEthernet0/0/1

  Service-policy output: NGN-CORE-QOS-OUT

    Class-map: VOICE-RTP-EF (match-all)
      148920450 packets, 8935227000 bytes
      30 second offered rate 32410000 bps, drop rate 0000 bps
      Match: ip dscp ef (46)
      Priority: Strict, b/w exceed drops: 0

    Class-map: SIGTRAN-H248-CS3 (match-all)
      4120890 packets, 527473920 bytes
      30 second offered rate 840000 bps, drop rate 0000 bps
      Match: ip dscp cs3 (24) af31 (26)
      Bandwidth: 5% (500000 kbps), queue-limit 1024 packets
      (pkts matched/bytes matched) 4120890/527473920
      (total drops/no-buffer drops) 0/0

Təcrübə

Tapşırıq 1 (arxitektura təsnifatı): Rabitə operatoru şəbəkə problemlərinin auditini aparır. Aşağıdakı halları iki qrupa bölün: (A) NGN-ə keçidlə həll olunan klassik TDM şəbəkə problemləri və (B) NGN arxitekturasının istismarı zamanı onun daxilində yaranan mühəndis məsələləri:

1. Gecə saatlarında filiallar arasındakı 80 şəhərlərarası E1 axını 3%-dən az yüklənib, lakin həmin filiallar arasında verilənlər bazalarının ehtiyat nüsxələnməsi IP kanalında zolaq çatışmazlığı ucbatından çox ləng gedir.
2. Regional qovşaqdakı E1 axınları fiziki cəhətdən tam sazdır, lakin şlüzlə mərkəzi MGC serveri arasındakı SCTP assosiasiyası qırıldığı üçün abunəçilər nömrə yığarkən qısa məşğul siqnalları eşidirlər.
3. Çağrı mərkəzinin yeni 195 qısa nömrəsi üçün marşrutlaşdırma qaydası əlavə etmək üçün mühəndislər 18 rayon ATS-inə əllə qoşulmalı və hər birində nömrə təhlili cədvəllərini yazmalıdırlar.
4. Axşam pik saatlarında paket nüvəsindən keçən zənglərdə RTP paketlərinin best-effort növbəsində atılması səbəbindən abunəçilərdə metal səs təhrifləri yaranır.

Tapşırıq 2 (trankın mühəndis hesablanması): Mərkəzi qovşaqla regional mərkəz arasında 20 ədəd E1 axını (ƏYS-də maksimum $20 \times 30 = 600$ eynivaxtlı danışıq) işləyir. Operator bu trafiki NGN media şlüzünə keçirir. Hesablayın:

1. 20 ədəd E1 axını TDM şəbəkəsində hansı fiziki zolağı tuturdu?
2. VAD fasilə boğulması olmadan G.711 kodekindən ($64\text{ kbit/s}$, paketləmə $20\text{ ms}$, IP/UDP/RTP başlıqları = $40\text{ B}$) istifadə etdikdə 600 eynivaxtlı zəng IP səviyyəsində hansı zolağı tutacaq? Niyə bu rəqəm təmiz $64\text{ kbit/s}$ kanalların cəmindən böyük çıxdı?
3. VAD fasilə boğulması ($\alpha = 0{,}45$) aktiv olmaqla G.729A kodekinə ($8\text{ kbit/s}$, $20\text{ ms}$) keçdikdə həmin 600 zəng IP səviyyəsində orta hesabla hansı zolağı tutacaq? 20 ədəd E1 axını ilə müqayisədə yekun zolaq qənaəti nə qədərdir?

Özünüyoxlama

1. Klassik rəqəmsal TDM ATS korpusunun daxilində hansı üç funksional alt-sistem sərt şəkildə birləşdirilib və onlar ITU-T Y.2001 / Y.2011 tövsiyələrinə əsasən NGN arxitekturasında necə ayrılır?
2. Niyə klassik TDM kanalında ($64\text{ kbit/s}$) iki nəfərin dialoqu zamanı hər bir abunəçinin vaxtın yarısından çoxunu susması hesabına magistralda zolaq qənaəti əldə etmək mümkün deyil?
3. Media şlüzü (MGW) ilə siqnal şlüzünün (SGW) funksiyaları arasında prinsipial fərq nədir? Onlardan hansı danışıq taymslotlarını (TS1–15, TS17–31), hansı isə TS16 siqnal taymslotunu emal edir?
4. Niyə fasilələrin boğulması olmadan G.711 ($20\text{ ms}$) kodekindən istifadə etdikdə IP şəbəkəsində bir danışıq axını $64\text{ kbit/s}$ əvəzinə IP səviyyəsində $80\text{ kbit/s}$ tutur və nəyin hesabına paket şəbəkəsi yenə də ayrılmış TDM şəbəkəsindən daha sərfəli olur?
5. Rabitə operatorunun bütün mövcud TDM stansiyalarını bir gecədə söndürə bilməməsinin və illərlə ÜİTŞ və SS7 ilə qovuşan hibrid şəbəkəni istismar etməli olmasının dörd səbəbini sadalayın.

Təkrar və növbəti dərsə keçid meyarı

Əvvəlki kurslardan xatırlayın:

• E1 axını dövründə neçə taymslot səsin ötürülməsi üçün ayrılır və hansı iki taymslot xidməti təyinata malikdir (pstn 7);
• SS7 stekində MTP2, MTP3 səviyyələri və ISUP alt-sistemi nəyə cavabdehdir (ss7 4–5);
• verilmiş $20\text{ ms}$ paketləmə dövründə RTP səsli IP paketinin ölçüsü və sürəti necə hesablanır (voipmedia 30).

Növbəti dərsə keçid meyarı: siz köməksiz olaraq monolit ATS ilə MGC + MGW + SGW üçqovşaqlı sxemi arasındakı fərqi izah edirsiniz, bir dəqiqə ərzində IP/UDP/RTP başlıqlarını və VAD əmsalını nəzərə almaqla $N$ eynivaxtlı zəng üçün paket trankının zolağını hesablaya bilirsiniz və NGN şəbəkəsində H.248 ilə SIGTRAN protokollarının nə üçün lazım olduğunu başa düşürsünüz. Növbəti dərsdə biz NGN arxitekturasının dördsəviyyəli modelini və nəqliyyat, idarəetmə və xidmət müstəviləri arasındakı dəqiq sərhədləri araşdıracağıq.

Standartlar və mənbələr

• ITU-T Recommendation Y.2001 (12/2004) — General overview of NGN (növbəti nəsil şəbəkənin tərifi, fundamental xüsusiyyətləri və zəng idarəetməsinin nəqliyyatdan ayrılması).
• ITU-T Recommendation Y.2011 (10/2004) — General principles and general reference model for Next Generation Networks (nəqliyyat səviyyəsi Transport Stratum və xidmətlər səviyyəsi Service Stratum ayrılmasının etalon modeli).
• ITU-T Recommendation P.59 — Artificial conversational speech (dialoq nitqinin statistik parametrləri, nitq aktivliyi əmsalları və fasilələrin müddəti).
• ITU-T Recommendation G.711 Appendix II / G.729 Annex B — nitq aktivliyi detektoru (VAD), fasiləli ötürmə (DTX) və komfort səs-küyü generasiyası (CNG/SID) sxemləri.