WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

На правах рукописи

Лёвин Владимир Александрович Система информационного взаимодействия на железнодорожном транспорте с применением IP-телефонии 05.13.17 – Теоретические основы информатики

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва – 2003

Работа выполнена в Московском государственном университете путей сообщения (МИИТ) Научный руководитель - доктор технических наук, профессор Фомин Алексей Фёдорович Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор Нейман Владимир Ильич - кандидат технических наук, доцент Хорошавин Александр Иванович Ведущая организация - Радиотехнический институт Российской академии наук им. академика А.Л. Минца (РТИ РАН)

Защита диссертации состоится 11 февраля 2004 г. в _ часов на заседании диссертационного совета Д218.005.04 в Московском государственном университете путей сообщения (МИИТ) по адресу:

127994, г. Москва, ГСП-4, ул. Образцова, 15, ауд.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МИИТа.

Автореферат разослан «_» 2003 года.

Ученый секретарь диссертационного совета Д218.005.04 к.т.н., доцент Н.А. Казанский http://iptelephony.report.ru

Общая характеристика работы

Актуальность темы. В настоящее время на железнодорожном транспорте России функционирует множество систем информационного взаимодействия различного назначения, архитектуры, аппаратного исполнения, физически и морально изношенных, которые используют различные линии передачи (воздушные, кабельные, волоконно оптические, радиорелейные, космические). В рамках проводимой программы информатизации МПС России осуществляется модернизация всех видов телекоммуникационных сетей и переход от аналоговых к цифровым системам с коммутацией каналов.

Актуальной задачей в сложившейся ситуации является рассмотрение возможности интеграции различных видов услуг, в том числе речевых, на базе существующей инфраструктуры сети передачи данных с применение технологии IP-телефонии. Однако, повсеместная замена устаревшей технологии на перспективные системы информационного взаимодействия в настоящее время является затруднительной задачей с технической, экономической и социологической точек зрения. Поэтому необходимо определить условия внедрения технологии IP-телефонии на железнодорожном транспорте.

В сетях передачи данных с коммутацией пакетов существует ряд нерешенных проблем, связанных с обеспечением высокого качества обслуживания разнородного трафика мультисервисных приложений, работающих в режиме реального времени. В первую очередь это относится к технологии IP-телефонии.

Цель работы заключается в определении места и условий внедрения технологии IP-телефонии на железнодорожном транспорте. Для достижения цели в диссертации сформулированы и решены следующие основные задачи:

http://iptelephony.report.ru 1. Обзор и анализ состояния систем информационного взаимодействия на технологическом сегменте сети связи МПС.

2. Исследование методов обеспечения качества обслуживания в сети передачи данных, определение критериев оценки и основных требований к качеству передачи речи в технологической сети с коммутацией пакетов.

3. Экспериментальные исследования обеспечения качества обслуживания речевых пакетов в узлах IP-сети.

4. Анализ вариантов применения технологии IP-телефонии на железнодорожном транспорте.

Основные направления выполненных исследований:

- разработка методики расчета объективных параметров качества обслуживания пакетов в узлах IP-сети в зависимости от прогнозируемой субъективной оценки качества передачи речи в системе IP-телефонии;

- уточнение аналитической модели расчета требуемой пропускной способности каналов IP-сети в зависимости от вида распределения скорости потока речевых пакетов, вероятности потерь и других параметров;

- разработка перспективной архитектуры единой системы информационного взаимодействия на железнодорожном транспорте с учетом современных принципов построения корпоративных телекоммуникационных сетей и анализ вариантов применения технологии IP-телефонии.

Исходная основа диссертации. Реферируемая диссертация основывается на следующих работах и документах:

- международные стандарты и рекомендации Сектора стандартизации электросвязи Международного союза электросвязи (МСЭ-Т) серий H, G, P, Q;

- технические отчеты и спецификации Европейского института стандартизации в области телекоммуникаций (ETSI);

http://iptelephony.report.ru - концепции и руководящие технические материалы по построению сети связи МПС;

- фундаментальные работы, теоретические и прикладные исследования Л. Клейнрока, Б.С. Лившица, Я.В. Фидлина, А.Д. Харкевича.

Методы исследования. Для достижения поставленной цели в работе были использованы математические методы теории вероятности и теории массового обслуживания.

Научная новизна определяется:

- разработкой методики расчета задержки и вероятности потерь речевых пакетов в узлах IP-сети в зависимости от прогнозируемой субъективной оценки качества передачи речи в системе IP-телефонии;

- усовершенствованием аналитической модели расчета выделенной пропускной способности телекоммуникационных систем с коммутацией пакетов для речевого трафика.

Практическая ценность работы заключается в следующем:

- разработана перспективная архитектура единой системы информационного взаимодействия железнодорожного транспорта на базе мультисервисной сети с использованием технологии IP-телефонии;

- разработан испытательный стенд для определения характеристик качества обслуживания речевых пакетов в узлах коммутации IP-сети.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на седьмой международной научно практической конференции «Инфотранс-2002» (С.-Петербург, 2002 г.), на первой межведомственной научно-практической конференции «ТелекомТранс-2003» (Ростов н/Д, 2003 г.) и на заседаниях кафедры радиотехники и электросвязи МИИТа.

http://iptelephony.report.ru Публикации. Основные результаты диссертации изложены в девяти опубликованных работах, перечень которых представлен в конце автореферата.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы, включающего 71 наименование, двух приложений. Основная часть работы изложена на 149 страницах машинописного текста и содержит 80 рисунков и таблиц.

Основное содержание работы

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, приводится краткая характеристика состояния исследуемых вопросов, формулируются цель и задачи исследования, отражено практическое значение работы.

Первая глава содержит аналитический обзор состояния и тенденций развития систем информационного взаимодействия на технологическом сегменте сети связи МПС. Рассматриваются первичная сеть технологического сегмента (ПСС ТС) и вторичные сети: оперативно технологической связи (ОТС), общетехнологической связи (ОбТС), сети передачи данных оперативно-технологического (СПД-ОТН) и общетехнологического (СПД-ОбТН) назначений. Наибольшее внимание уделено архитектуре телекоммуникационных сетей и принципам их построения.

Проведенный анализ показал, что в настоящее время на технологическом сегменте МПС морально и физически устаревшее оборудование заменяется новыми цифровыми системами с коммутацией каналов. Независимо друг от друга строятся и развиваются сети передачи данных и телефонные сети связи. Такое положение дел не отвечает современным требованиям Международного союза электросвязи по http://iptelephony.report.ru построению мультисервисных телекоммуникационных сетей. Развитие и поддержание нескольких сетей влечет за собой:

- увеличение капитальных и эксплуатационных затрат;

- необходимость расширения или доработки инфраструктуры для внедрения новых видов информационных услуг;

- неэффективное использование ресурсов телекоммуникационных сетей.

Целесообразно создать единую систему информационного взаимодействия технологических абонентов на базе мультисервисной IP-сети с использованием технологии IP-телефонии.

Во второй главе проведен сравнительный анализ различных методов оценки качества передачи речи, рассмотрены вопросы нормирования качества обслуживания в технологии IP-телефонии. В табл. 1 приведены нормы на параметры качества передачи речи в соответствии с классами качества обслуживания в системе IP-телефонии. Нормированию подлежит оценка общего качества передачи речи R в интерактивном режиме и режиме прослушивания, а также задержка сигнала из конца в конец.

Таблица Классы качества Широкополосный Узкополосный (II) Максимально обслуживания (III) возможный высокий средний допустимый (II H) (IIM) (IIA) (I) Относительное лучше чем G.711 равно или равно или равно или не определено качество передачи лучше чем лучше чем лучше чем речи G.711 G.726 32 кбит/с GSM-FR Общее качество, не определено > 80/4 > 70/3,6 > 50/2,6 > 50/2, R/MOS Слышимое не определено > 86/4,2 > 73/3,7 > 50/2,6 > 50/2, качество, R/MOS Задержка < 100 мс < 100 мс < 150 мс < 400 мс < 400 мс В главе показано, что качество обслуживания в системе IP-телефонии сильно зависит от задержки речевого сигнала из конца в конец. Данная задержка при установлении соединения между двумя IP терминалами складывается из следующих составляющих: задержки кодирования, задержки пакетизации (формирования IP-пакетов), задержки передачи по http://iptelephony.report.ru IP-сети, задержки подавления джиттера и задержки декодирования (рис. 1):

Ta = Tк + Tп + Tс + Tб + Tд, (1) где Тa – абсолютная задержка сигнала в системе IP-телефонии из конца в конец;

Тк – задержка сигнала в кодере;

Тп – время, затрачиваемое на формирование IP-пакетов на передающей стороне;

Тс – задержка пакетов в IP-сети;

Тб – задержка пакетов в буфере подавления джиттера;

Тд – задержка сигнала в декодере.

IP-терминал1 IP-терминал Tк Tп Tс Tб Tд Передача по Подавление Кодирование Пакетизация Декодирование IP-сети джиттера Рис. Проведенный анализ каждой составляющей задержки сигнала позволил представить выражение (1) в следующем виде:

Ta = (n + 2) tк + tп + Tр + Tс макс, (2) где n – число речевых кадров в IP-пакете;

tк – длительность речевого кадра;

tп – длительность предсказания речевого кодека;

Tp – задержка распространения сигнала по линиям связи;

Tс макс – максимальная задержка пакетов в узлах IP-сети.

В главе приведена методика расчета объективных параметров качества обслуживания речевых пакетов в узлах IP-сети в зависимости от прогнозируемой субъективной оценки качества передачи речи в системе IP-телефонии. Методика основана на Е-модели, которая однозначно определяет взаимосвязь субъективной усредненной оценки мнений (MOS) http://iptelephony.report.ru с оценкой общего качества передачи речи R. Оценка R зависит от многих факторов:

R = Ro - Is - Id - Ie,eff + A, (3) где Ro – соотношение сигнал/шум;

Is – коэффициент, который учитывает все факторы ухудшения, проявляющиеся при передаче речи;

Id – коэффициент влияния задержки;

Ie,eff – коэффициент действительного ухудшения за счет оборудования;

А – коэффициент преимущества.

Путем упрощения E-модели получено выражение для расчета оценки общего качества передачи речи R в зависимости от вероятности потерь пакетов и задержки сигнала для цифровых соединений в нормальных условиях:

1 Pп R = 91,1- 25[1+ 6] - 31+ + 2 - Ie - (95 - Ie), (4) 3 Pп + Bpl где – ухудшение качества передачи речи за счет абсолютной задержки сигнала из конца в конец;

Ie – коэффициент ухудшения за счет оборудования при отсутствии потерь пакетов;

Pп – вероятность потерь пакетов, %;

Bpl – показатель устойчивости к потере пакетов.

При абсолютной задержке менее 100 мс второе слагаемое стремится к нулю, так как отсутствует влияние задержки сигнала на качество передачи речи. Коэффициент ухудшения за счет оборудования при отсутствии потерь и показатель устойчивости к потере пакетов различаются для конкретных кодеков и определяются экспериментальным путем.

На рис. 2 и рис. 3 изображены в трехмерном пространстве (слева) и на плоскости (справа) графики зависимости оценки общего качества http://iptelephony.report.ru передачи речи R от вероятности потерь пакетов Рп и абсолютной задержки сигнала Та для кодеков G.711 и G.729А соответственно, построенные с использованием выражения (4).

Рис. Рис. http://iptelephony.report.ru Предположив, что потери пакетов в разных узлах одинаковы и не зависимы, было получено предельное значение вероятности потерь в одном транзитном узле IP-сети:

) Pп = Pп i для i = 1, 2... M ;

(5) ) M Pп = 1- 1- Pп, (6) ) где Pп i – вероятность потерь в i-ом узле;

Pп – допустимая вероятность потерь в транзитном узле IP-сети;

М – число транзитных узлов IP-сети.

Предположив, что допустимая задержка пакетов в узлах IP-сети одинаковая, получено:

) Tс макс Tу =, (7) M ) где Tу – допустимая задержка пакетов в узле IP-сети;

Tс макс – максимальная задержка пакетов в узлах IP-сети;

М – число транзитных узлов.

Используя выражения (2), (4), (6), (7), были получены численные значения объективных параметров качества обслуживания пакетов в узлах IP-сети (максимальная задержка и вероятность потерь) для цифровых соединений в системе IP-телефонии внутри дорожной сети и между дорогами через магистральный сегмент сети передачи данных. В табл. приведены исходные данные и результаты расчетов максимальной задержки и вероятности потерь пакетов в узлах IP-сети.

http://iptelephony.report.ru Таблица Вид соединения Внутри дорожной сети С выходом на магистральную сеть Протяженность тракта, км 3000 Число транзитных узлов 6 Класс качества обслуживания Высокий узкополосный Средний узкополосный Качество передачи речи R 80 Допустимая задержка, мс 100 Тип кодека G.711 G.729А G.723.1 G.711 G.729А G.723. Длина речевого пакета, мс 10 20 30 10 20 Скорость IP-потока, кбит/с 96 24 17 96 24 Число кадров в пакете 80 2 1 80 2 Задержка предсказания, мс 0 5 7,5 0 5 7, Задержка в кодеке, мс 10 35 97,5 10 35 97, Максимальная задержка в сети, мс 90 55 3 140 105 Задержка распространения, мс 15 Задержка в транзитном узле, мс 12,5 6,7 – 11,9 7,5 Вероятность потерь пакетов в сети 0,043 0,008 – 0,084 0,035 0, Вероятность потерь пакетов в узле 0,007 0,001 – 0,015 0,006 0, В третьей главе рассмотрены вопросы обеспечения высокого качества обслуживания речевых пакетов в сочетании с максимально эффективным использованием ресурсов сети с коммутацией пакетов, прежде всего пропускной способности магистральных каналов связи.

Проведен сравнительный анализ методов оценки вероятности потерь пакетов в узлах IP-сети. Исследованы различные модели систем массового обслуживания.

Оценка вероятности потерь в узлах IP-сети основывалась на предположении, что потеря пакетов в узле происходит в тот момент, когда скорость суммарного поступающего потока к узлу Sр превышает выделенную пропускную способность канала Qр, то есть Sр > Qр :

) Pп P(Sр > Qp)= fS (x)dx, (8) р Qр где fS (x) – плотность распределения вероятностей скорости суммарного р поступающего потока (которая может аппроксимироваться).

http://iptelephony.report.ru Используя выражение (8) в предположении гауссовского распределения скорости суммарного потока речевых пакетов от IP-терминалов был усовершенствовано аналитическое выражение расчета выделенной пропускной способности каналов связи для Zр речевых соединений в зависимости от вероятности потерь Рп и статистических характеристик потока речевых пакетов для модели G/D/1:

) ~ - Qр Zр + Zр CX F (1- Pп), (9) ~ где Qр = Qр X – выделенная пропускная способность канала Qр, i нормированная относительно математического ожидания скорости передачи одного IP-терминала X ;

Zр – число речевых соединений;

i CX = X – коэффициент вариации скорости передачи IP-терминала;

Xi i ) F(x) – нормальная функция распределения;

Pп – допустимая вероятность потерь пакетов в узле.

Из (9) видно, что требуемая пропускная способность канала для организации Zр речевых соединений с заданным качеством обслуживания ) Pп зависит от коэффициента вариации скорости передачи IP-терминала. С использованием асимптотической зависимости было получено выражение для модели М/D/1, совпадающее с выражением (9) с коэффициентом вариации равным единице CX = 1.

В табл. 3 представлены численные значения нормированной пропускной способности канала для различных коэффициентов вариации ) и числа речевых соединений при вероятности потерь Pп = 0.01, рассчитанные по формуле (9).

Были получены графики зависимости нормированной пропускной способности канала от числа установленных речевых соединений для http://iptelephony.report.ru различных видов распределений скорости потока речевых пакетов и ) вероятности потерь пакетов в узле Pп = 0.01 (рис. 4).

Таблица Число Нормированная пропускная способность канала ~ IP-терминалов Zр Qр при значениях коэффициента вариации СХ 0 0,5 1 1,5 10 10 13,7 17,4 21 32, 30 30 36,4 42,7 49,1 68, 50 50 58,2 66,5 74,7 99, 100 100 111,6 123,3 134,9 169, Рис. Было определено значение коэффициента вариации скорости передачи IP-терминала СХ:

sр (1- ) 1- Xi CX = = =, (10) X sр i http://iptelephony.report.ru где – коэффициент использования выделенной пропускной способности для одного речевого соединения.

Подставив в неравенство (9) выражение (10) получено следующее выражение:

) ~ 1- - Qр Zр + Zр F (1- Pп).

(11) Таким образом, требуемая пропускная способность зависит от числа речевых соединений, их средней скорости передачи, коэффициента использования речевого канала и вероятности потерь пакетов.

На рис. 5 представлены графики зависимости требуемой выделенной пропускной способности канала для суммарного потока речевых пакетов от числа установленных соединений, вычисленные по формуле (11) для ) вероятности потерь пакетов Pп = 0,01 и коэффициента использования речевого канала = 0,387.

Рис. http://iptelephony.report.ru Для определения объема буфера в зависимости от максимального ) времени обслуживания пакетов в узле Tу предложено использовать выражение для систем типа G/D/1:

) ) ~ Tу Qр Tу Qр Nоч = =, (12) Lп sр Lп ) где Nоч – объем буфера, пакетов;

Tу –допустимая задержка пакетов в узле, мс;

Qр – пропускная способность канала, кбит/с;

Lп – длина речевого пакета, мс;

sр – битовая скорость речевого кодека с учетом служебной информации IP-пакета, кбит/с;

.

В табл. 4 представлены численные значения расчета требуемой пропускной способности канала и объема буфера для различных классов качества обслуживания в системе IP-телефонии и типов речевых кодеков ) при вероятности потерь пакетов Pп = 0,01 и коэффициента использования речевого канала = 0,387.

Таблица Класс Длина Задержка в Требуемая пропускная способность канала и объем буфера ) ~ соединений и пакета узле Tу, мс Qр (Qр ) Nоч для Zр речевых соединений, (кбит/с)/пакетов тип речевого Lп, мс кодека 10 30 50 II.1, G.711 10 15 20(744)/11 47(1760)/27 72(2692)/41 132(4896)/ II.2, G.711 10 17 19(706)/12 46(1695)/30 70(2607)/46 129(4777)/ II.1, G.729A 20 9 24(220)/4 54(499)/9 81(749)/14 144(1332)/ II.2, G.729A 20 13 21(192)/5 49(450)/12 74(686)/18 134(1242)/ II.2, G.723.1 30 8 22(142)/2 50(329)/5 76(499)/7 137(899)/ В главе четыре представлены результаты стендовых испытаний маршрутизаторов Cisco 2621 на предмет качества обслуживания речевого трафика. Для этого был разработан испытательный стенд и составлена методика испытаний маршрутизатора. Схема испытательного стенда представлена на рис. 6.

http://iptelephony.report.ru Cisco 2621 Cisco (левый) (правый) E1 (G.703/G704)/HDLC Catalyst Catalyst Cyclone Frame IP-терминал IP-терминал Chariot Endpoin Chariot Chariot Chariot Console Endpoint Endpoint 3 Chariot Cyclone Server Endpoint DNA- Рис. Разработанный стенд позволяет:

- генерировать различные типы трафика (речь, видеопоток, данные) с различными характеристиками (типы кодеков, длина пакетов, протоколы и т.д.) между двумя точками;

- конфигурировать длину буфера входного и выходного интерфейсов маршрутизаторов;

- конфигурировать дисциплину обслуживания и приоритеты обслуживания;

- изменять пропускную способность каналов.

Стенд обеспечивает измерение таких характеристик, как средняя задержка пакетов, джиттер задержки пакетов, вероятность потерь пакетов, длины очередей, коэффициент использования каналов и обслуживающих устройств, объективная оценка качества передачи речи и др.

В главе представлен анализ проведенных стендовых испытаний.

Анализ показал, что математическое ожидание и дисперсия интервалов времени между речевыми пакетами на выходе маршрутизатора не зависят от их длины. Результаты вычислений для двух речевых кодеков представлены в табл. 5.

http://iptelephony.report.ru Таблица Тип кодека Статистическое Дисперсия, Коэффициент a (длина пакета) среднее t, мс вариации Ca мс G.711 (200 байт) 0,669 2,308 2, G.729 (60 байт) 0,667 2,308 2, При расчетах поступающий речевой поток может аппроксимироваться распределением Парето с параметром a = 2, (Ca = 2,2).

Испытания также показали, что загрузка процессора маршрутизатора практически не зависит от длины пакетов и линейно зависит от интенсивности поступающей нагрузки.

Сравнительный анализ результатов показал, что модель М/М/ (кривая 2 рис. 7) недооценивает среднее время задержки пакетов и длину очереди в маршрутизаторе при коэффициенте использования канала более 0,5 (кривая 1 рис. 7). Относительно небольшую погрешность при аппроксимации экспериментальных данных при любых значениях коэффициента использования канала имеет модель с пуассоновским распределением входного потока и распределенным временем обслуживания по закону Парето с параметром a = 2,1 (кривая 3 рис. 7).

Проведенные испытания показали, что требования к объективным параметрам качества обслуживания пакетов в узлах IP-сети, рассчитанные по методике представленной во второй главе, могут быть удовлетворены при коэффициенте использования каналов в пределах 0,3 … 0,7 в зависимости от дисциплин обслуживания на выходных интерфейсах маршрутизаторов.

http://iptelephony.report.ru Рис. В пятой главе представлена перспективная архитектура единой системы информационного взаимодействия на железнодорожном транспорте с применением технологии IP-телефонии (рис. 8).

Принципиальное отличие предлагаемой архитектуры от существующей архитектуры сети связи МПС заключается в объединении сетей передачи данных и телефонных сетей, не связанных с безопасностью движения, на базе единой мультисервисной IP-сети.

Узловая Отделение Промежуточная Остановочный станция дороги станция пункт ВОК STM-4/16 ВОК STM-4/16 ВОК ВОК STM-1/4 STM-1/4 STM-1/ Услуги ОбТС ОТС и ОТС и ОТС и IP-сеть IP-сеть IP-сеть IP-сеть ДЦ ДЦ ДЦ Услуги ОбТС Услуги ОбТС Услуги ОбТС xDSL xDSL xDSL xDSL xDSL Медный кабель Рис. Технологический сегмент Транспортный сегмент Вторичные сети ПСС ТС http://iptelephony.report.ru В основу предлагаемой архитектуры положена первичная сеть связи технологического сегмента (ПСС ТС), построенная на базе волоконно оптических систем передачи синхронной цифровой иерархии уровня STM-1/4. ПСС ТС обеспечивает взаимодействие с транспортным сегментом и предоставляет типовые каналы вторичным сетям.

Сеть оперативно-технологической связи и диспетчерской централизации из соображений безопасности строится исключительно на выделенных каналах ПСС ТС с временным мультиплексированием и с использованием оборудования отечественных производителей.

Услуги информационного взаимодействия технологических абонентов организуются на базе мультисервисной IP-сети с использованием технологии IP-телефонии. К услугам информационного взаимодействия относятся речевая и факсимильная связь, передача данных и видеоизображения, а также дополнительные виды обслуживания: речевая и электронная почта, видео и аудио конференцсвязь и другие мультимедийные услуги. Предоставления дополнительных видов обслуживания для коммутируемых абонентов сети ОТС организуются так же на базе мультисервисной IP-сети.

Предложенная архитектура единой системы информационного взаимодействия технологических абонентов соответствует современным требованиям построения корпоративных телекоммуникационных сетей.

Она обладает большей универсальностью и гибкостью по сравнению с существующей архитектурой и позволит обеспечить унификацию услуг для всех абонентов, независимо от выполняемых функций и их местоположения. На базе мультисервисной сети с использованием технологии IP-телефонии можно предоставлять широкий спектр услуг технологической связи, а внедрение новых услуг не потребует капитальных затрат на модернизацию инфраструктуры. В то же время, http://iptelephony.report.ru сохранены существующие принципы организации видов связи, которые непосредственно отвечают за безопасность движения.

По ряду причин повсеместная замена устаревшей технологии на перспективные системы информационного взаимодействия невозможна.

Поэтому в главе рассмотрены варианты организации технологической связи с использованием систем IP-телефонии, которые позволят осуществить постепенный переход от систем с коммутацией каналов к мультисервисной системе информационного взаимодействия. На сегодняшний день технологию IP-телефонии целесообразно использоваться для организации соединительных линий между коммутационными станциями на магистральном уровне и организации абонентского доступа на малодеятельных станциях. Проведенный технико-экономический анализ внедрения IP-телефонии показал преимущества данной технологии при организации связи на малых станциях перед традиционными системами с коммутацией каналов. Это объясняется тем, что средняя стоимость организации рабочего места с использованием технологии IP-телефонии не зависит от абонентской плотности на станциях в отличие от традиционных систем с коммутацией каналов.

Заключение 1. Проведенный анализ архитектуры системы информационного взаимодействия на технологическом сегменте сети связи МПС показал, что данная архитектура не соответствует в полной мере современным требованиям построения телекоммуникационных сетей: морально и физически устаревшего оборудования заменяется на цифровые системы с коммутацией каналов без учета мультисервисности внедряемых приложений.

http://iptelephony.report.ru 2. Впервые предложена методика расчета объективных параметров качества обслуживания речевых пакетов в узлах IP-сети (задержка и вероятность потерь) в зависимости от прогнозируемой субъективной оценки качества передачи речи в системе IP-телефонии железнодорожного транспорта. Методика учитывает топологию сети, тип используемых речевых кодеков, длину пакетов и другие факторы.

3. Модернизирована аналитическая модель расчета требуемой пропускной способности каналов в зависимости от заданного качества обслуживания в системе IP-телефонии, вида распределения скорости потока речевых пакетов и других параметров.

4. Разработан испытательный стенд и проведены стендовые испытания маршрутизаторов Cisco 2621 на предмет качества обслуживания речевого трафика. Экспериментальные измерения подтвердили результаты аналитических исследований.

5. Предложена перспективная архитектура единой системы информационного взаимодействия технологических абонентов МПС с учетом современных требований к принципам построения корпоративных сетей, которая позволит обеспечить внедрение новых услуг на базе существующей IP-сети.

6. Предложены варианты использования технологии IP-телефонии на железнодорожном транспорте и проведен их технико-экономический анализ, который показал экономическую целесообразность внедрения данной технологии на малых станциях (менее 130 абонентов).

Публикации по теме диссертации 1. Фомин А.Ф., Лёвин В.А. Мультисервисная сеть связи МПС // Автоматика, связь, информатика. – 2001. – № 3. – С. 15-19.

http://iptelephony.report.ru 2. Построение технологического сегмента цифровой сети железнодорожной связи / О.К. Васильев, И.Д. Блиндер, В.А. Лёвин и др. // Автоматика, связь, информатика. – 2002. – № 3. – С. 2-6.

3. Лёвин В.А. Стендовые испытания маршрутизаторов Cisco 2621 // Автоматика, связь, информатика. – 2002. – № 11. – С. 38-39.

4. Блиндер И.Д., Васильев О.К., Лёвин В.А. Концепция построения технологического сегмента цифровой сети связи железнодорожного транспорта // Информационные технологии на железнодорожном транспорте: Сборник докладов шестой международной научно практической конференции «Инфотранс-2001». – Ростов н/Д, 2001. – С. 27-31.

5. Лёвин В.А. Качество обслуживания в системе IP-телефонии сети связи МПС // ВКСС. Connect! – 2002. – № 2. – С. 23-28.

6. Лёвин В.А. Анализ качества обслуживания телефонного трафика в IP-сети с применением теории случайных процессов // ВКСС. Connect!

– 2002. – № 4. – С. 18-26.

7. Васильев О.К., Фомин А.Ф., Лёвин В.А. Исследование качества предоставления услуг IP-телефонии на базе маршрутизаторов Cisco Systems // Информационные технологии на железнодорожном транспорте: Аннотации докладов седьмой международной научно практической конференции «Инфотранс-2002». – СПб., 2002. – С. 51-52.

8. Вериго А.М., Васильев О.К., Лёвин В.А. Основные положения развития цифровых сетей связи технологического сегмента // ВКСС. Connect! – 2002. – № 6. – С. 19-23.

9. Лёвин В.А. Перспективы использования IP-телефонии на сети связи МПС // Телекоммуникационные технологии на транспорте России:

Аннотации докладов первой межведомственной научно-практической конференции «ТелекомТранс-2003». – Ростов н/Д, 2003. – С. 29-30.

http://iptelephony.report.ru Лёвин Владимир Александрович Система информационного взаимодействия на железнодорожном транспорте с применением IP-телефонии 05.13.17 – Теоретические основы информатики Подписано к печати Объем 1,5 п.л.

Печать офсетная. Формат 60х84/ Тираж 80 экз. Заказ № Типография МИИТа, 127994, Москва, ул. Образцова,




© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.