|  | ||||||||
|  | ||||||||
| | ||||||||
| | ||||||||
 |
kategória |  |
||||||||
|
|
||||||||||
 |
 |
|
|
|
|
|
||
|
|
Az integrált hang, adat hálózatok tervezése elött fel kell hívnunk a figyelmet a hang illetve adat hálózatok közötti hasonlóságra. Mindkét hálózat végpontól-végpontig szeretne kapcsolatot kialakítani a felhasználók részére, ami a jelzésrendszer, a címértelmezés és a routing koncepciók hasonlóságát eredményezi.
Az igazi feladat az integrált hang adat hálózatok tervezésénél éppen annak a megértése, hogy lehet ezeket az elemeket konfrontáció nélkül egyetlen hálózatba elhelyezni. A késleltetést és késleltetés ingadozását valamint azt, hogy hogyan csökkentjük ezek hatását részletesen kell tárgyalnunk a következö fejezetekben, hiszen a késleltetés érzékeny hang és a késleltetés érzékeny adat (pl. SNA) ugyanazon a hálózati elemen keresztül halad.
Nem minden forgalom, amit egy hang áramkörön továbbítunk késleltetés érzékeny. Például fax és hang posta nem feltétlenül támaszt olyan valós idejü követelményeket, mint amilyen egy természetes telefonbeszélgetéshez szükséges. Fax és hangposta továbbítás önmagában is olyan jelentös tényezö, ami igazolásul szolgálhat egy integrált hang adat hálózat kialakításánál.
A tervezést alábbi hat lépésben célszerü végrehajtani:
Hálózati Audit
Hálózati Követelmények
Technológiai és Szolgáltatás Áttekintés
Müszaki Irányelvek
Kapacitás Méretezés
Pénzügyi Analízis
A folyamat a jelenlegi hálózat kiértékelésével kezdödik, ami segít a következö lépés a hálózati célok és követelmények meghatározásában is. Ezt követi a rendelkezésre álló technológiák kiértékelése és a speciális hang átvitelhez szükséges mérnöki tervezések és tervezési irányelvek elkészítése. Utolsó lépésként a pénzügyi analízist kell elvégzése.
Az elsö lépés a hálózat tervezésénél a jelenleg állapot meghatározása. Számba kell venni a meglévö eszközöket és azok képességeit, valamint üzemeltetési költségeiket. Meg kell határozni a jelenlegi megoldás költségeit és hogy a hálózat hogyan igazodik a tervezett hang és adat igényekhez.
Fel kell térképezni azokat a jövöbeni projekteket amelyek hálózati eröforrásokat igényelnek és amennyire lehetséges meg kell határozni ezen projektek hatását a hálózatra.
Milyen a jelenlegi h 949c24j ang és adat hálózat szolgáltatás minösége? Szükséges a színvonal növelés? Végezetül szükség lehet forgalom analízisre a jelenlegi forgalmi viszonyok pontos meghatározásához. Lehetséges, hogy néhány helyen csökkenthetjük a linkek számát, amíg más helyeken újakat kell kialakítani.
Amint az alapok megvannak a következö feladat az integrált hang adat hálózat követelményeinek meghatározása. Elöször is meg kell határozni azt a domináns forgalmi típust, amit a hálózatnak támogatni kell. Azt is meg kell határozni, hogy a mennyire legyen szoros a hang adat integráció szintje. Ez utóbbi a megfelelö technológia kiválasztásában segít (VoATM, VoFR, VoIP). A szükséges hang minöség meghatározása behatárolja a késleltetési és tömörítési lehetöségeket.
Meg kell határozni a telefon terhelésnek, forgalomnak azt a szintjét, amit még a hálózat le tud bonyolítani anélkül, hogy az adat forgalmat zavarná. A pénzügyi követelmények meghatározzák a megfelelö ROI és megtérülési idöszakot.
A következö lépés, hogy a rendelkezésreálló technológiák és szolgáltatásokat kiértékelése után ki kell választani azt a modellt, technológiát ami legjobban teljesíti az elözö fejezetben
meghatározott követelményeket.
Minden csomag alapú hangátvitel azonos alapokon nyugszik, amit a 1. Ábra mutat. A csomag alapú transzport hálózat lehet IP, FR, ATM. A hálózat peremén találhatók a voice agentek. A voice agentet tartalmazó eszköz feladata, hogy a hagyományos telefóniában használt hang információt, a csomag alapú hálózaton történö továbbításra alkalmas formára alakítsa. A hálózat ezt követöen továbbítja a csomag szintü információt ahhoz a voice agenthez amelyik a hívót felet szolgálja ki.
Integrált hang adat hálózat tervezése magában foglalja az alábbi három technológia kiértékelését.
Voice over ATM (VoATM)
Voice over Frame Relay (VoFR)
Voice over IP (VoIP)
A következö fejezetben csak a VoIP-t fogjuk áttekinteni. Elöször a hang adat integráció transzport és transzlációs módját mutatjuk be.
Mint az elöbb említettük a hang adat integrációnak két alapvetö módja van a transzparens és a transzlációs. Transzparens módban az adat hálózat átlátszóan, transzparens módon továbbítja a hang, beszéd illetve jelzés információkat. Ennek egyik példája az ATM, ahol az áramkör emuláció szimulálja a trönköket és transzparensen továbbít minden információt.
Transzlációs mód esetén az adathálózat a hagyományos távbeszélö funkciókat látja el. A jelzés értelmezése, majd egy kapcsolt virtuális áramkör létrehozása ATM hálózaton keresztül, egy példa erre. A transzlációs mód sokkal összetettebb, mint a transzparens és a megvalósítása jelenleg számos szabványosítási szervezet témája.
A megfelelö modell kiválasztása müszaki, technológia és elérhetöség kérdése.
Ebben a fejezetben röviden a VoIP jelzésrendszert, routingot és címzést ismertetjük.
VoIP jelzés három különálló részre bontható: jelzés a PBX-töl a routerig, jelzés a két router között és jelzés a routertöl a PBX-ig. A magánhálózat az intranet az alközpont számára úgy látszik, mint egy trönk interfész, aminek az alközpont utasítást adhat a trönk lefoglalására. Alközponti jelzésrendszer lehet az analóg FXS vagy E&M illetve digitális közös csatornás jelzésrendszer, mint pl. QSIG. Az alközpont hasonló módon továbbítja a routernek a tárcsázott számokat, mintha egy telefon föközponthoz továbbítaná.
A routerben a Dial Plan Mapper a tárcsázott számot egy IP címre képezi le és Q.931 Call Establisment Request üzenetet küld az IP cím által jelzett távoli peernek.
Ez alatt a vezérlö csatorna, felépíti a Real Time Protocol (RTP) audió összeköttetést és az RSVP protokollt lehet arra használni, hogy garantált szolgáltatás minöséget biztosítson.
Amikor a router veszi a Q.931 szerinti hívás kezdeményezés üzenetet, lefoglalja az alközpont vonalát. Amint az alközpont küld egy visszaigazolást, a router a PBX-nek továbbítja a tárcsázott számokat és egy visszaigazolást küld a hívást kezdeményezö routernek.
Összeköttetés mentes hálózatokban, mint amilyen az IP hálózat, a kapcsolat felépítés a végberendezések feladata, aminek a szükséges jelzésrendszert is tartalmaznia kell.
Ahhoz, hogy sikeresen lehessen emulálni a telefon szolgáltatást az IP hálózaton keresztül, a jelzésrendszer protokoll készletének bövítésére volt szükség.
Például egy H.323 agent tarozik a routerhez, hogy a szabványos módon támogathassa az audio és jelzésrendszer folyamot. A Q.931 protokoll használják a végberendezések a H.323 agentek közötti hívás felépítéshez és bontáshoz. Az RTCP saját maga építi fel az audió csatornát. Megbízható session orientált TCP protokollt alkalmazzák a jelzés információ biztonságos továbbítására. Az RTP ami az UDP felett található szállítja a valósidejü audio jelfolyamot. RTP azért használja az UDP-t mint transzport protokoll mert az általa okozott késleltetés kisebb mint a TCP-é. A hang összeköttetés a jelzésrendszertöl és az adat forgalomtól eltéröen toleráns a kis adat vesztesre de az adat újra küldés hatékonyan nem használható.
A 7. Táblázat az ISO protokoll referencia model alapján a voice agent IP protokoll készletét mutatja.
7. Táblázat IP protokoll készlet
A már meglévö magánhálózatban, intranetben az IP számozási rendszer változatlan maradhat. Az IP számozási rendszeren belül a hang interfészek úgy látszanak, mint egy plusz IP hoszt.
A tárcsázott telefonszám IP címre fordítását a Dial Plan Mapper végzi. A hívott telefon száma vagy annak egy része lesz megfeleltetve egy IP címnek. Amikor a router megkapja a telefonszámot, összehasonlítja a routing táblájában lévö számokkal. Ha talál ugyanolyat, a hívást az ahhoz tartozó IP címhez irányítja. Az összeköttetés felépülése után, az intranet összeköttetése a felhasználók számára transzparens.
Az egyik erössége az IP-nek a routing protokolljának fejlettsége. Modern routing protokoll, mint amilyen például az EIGRP képes arra, hogy a késleltetést figyelembe vegye a legjobb útvonal meghatározása során. Ezek a protokollok gyorsan konvergáló protokollok, amelyek a hangösszeköttetések számára biztosítják az öngyógyító képességükböl származó elönyöket. Fejlett funkciók, mint amilyen a policy routing, hozzáférési lista lehetövé teszik, hogy összetett és biztonságos routing módszert alakítsunk ki a hang forgalom részére.
A VoIP gateway az RSVP-t automatikusan igénybe veheti annak érdekében, hogy a hang a legmegfelelöbb útvonalon haladhasson. Ez akár több hálózati szegmensen keresztül is történhet, mint pl. kapcsolt LAN vagy ATM hálózat. Napjaink legérdekesebb fejlesztés az IP routing területén az MPLS (Tag Switching). MPLS lehetövé teszi az IP routinng, poliszi és RSVP funkcionalitást, ATM hálózati transzport vagy más nagy sebességü traszporthálózat ötvözésével. További elönye az MPLS-nek a forgalom tervezési lehetöség, ami lehetövé teszi a hálózati eröforrások hatékony kihasználását. A forgalom szabályozást lehet végezni különbözö feltételeknek alapján, például a napszaknak megfelelöen.
Routereknek és az IP hálózatokkal szemben nagy kihívás, hogyan alkalmassá kell válniuk arra, hogy a késleltetést és késleltetés ingadozását korlátok között tartsa. Tradiconális IP hálózat "best effort"-ként müködik, ami azt jelenti, hogy a bejövö IP csomagokat elöször jött, elöször megy alapon továbbítják.
A csomagok természetüknél fogva változók, ami lehetövé teszi, hogy a nagy fájl transzfer kihasználja a nagy csomag méretböl fakadó elönyöket. Ezeknek a jellemzöknek köszönhetöen a csomag továbbítás során nagy késleltetés és késleltetés ingadozás lép fel a hálózatban. Jelenleg számos eröfeszítés irányul arra, hogy szabványos vagy a Cisco saját fejlesztéseken keresztül a késleltetés érzékeny forgalmat lehessen továbbítani. RSVP lehetövé teszi számunkra, hogy a hálózat eröforrásait a végberendezések lefoglalják. Az RSVP lehetövé teszi hogy különbözö típusú forgalmak számára megfelelö buffert (queut) foglaljunk, ezzel segítve elö a késleltetés és késleltetés ingadozásának csökkentését az IP hálózatban.
RFC
Weighted Fair Queuing vagy priority queuing lehetövé teszi, hogy a hálózat a különbözö típusú forgalmakat, egymástól független szolgáltatás minöségü (QoS) sorba helyezze. Az eljárás úgy lett tervezve, hogy a hang prioritást kapjon az adat forgalommal szemben, ami csökkenti a potenciális sorbanállási késleltetést.
A következö pontokban néhány fejlesztést mutatnánk be, amit az IP társadalomban végeznek. Egyik megoldandó feladat az IP alatti különbözö második rétegbeli protokollok alkalmazása és a cím meghatározás szükségessége. Cím meghatározás történhet statikusan, táblázatban fixen definiált információ alapján, alkalmazhatunk valamilyen broadcast megoldást vagy használhatunk egy központi cím meghatározó szervert.
A korábban már ismertetett DHCP lehetövé teszi, hogy ne foglalkozzunk a saját gépünk IP címével, a DNS pedig abban segít, hogy ne kelljen tudnunk annak végpont fizikai a címét ha kommunikálni szeretnénk vele. Talán hasonló mechanizmus fogja segíteni, a telefon mint fizikai berendezés logikai megfeleltetését.
Ebben a fejezetben azt mutatjuk be, mi lehet hatással a hang minöségére és ez mellet, útmutatót szeretnénk adni a megfelelö hangminöség eléréséhez. Bemutatjuk, hogy mekkora az a késleltetés ami még elviselhetö.
Kódolás és hang tömörítés az elsö tényezö, ami alapvetö hatással van a hang minöségére. Kódoláson azt az eljárást értjük ami az analóg jelet digitális jelfolyammá alakítja. PCM az a szabványos megoldás, ami az analóg jelet 64 kbit/s sebességü digitális jelfolyammá alakítja.
Tömörítés lehetövé teszi, hogy a szabványos és hagyományos 64 kbit/s helyett ennél kevesebbet kelljen használni. Többszöri konvertálás analógról digitálisra vagy tömörítési eljárások változtatása súlyos hatással lehet az eredeti hang jelfolyam minöségére.
A késleltetés két negatív hatással van a beszélgetésre. A hosszú késleltetés a beszélgetés során azt eredményezheti, hogy a hallgató elöbb kezd el beszélni, mint mielött a beszélö befejezné a mondanivalóját. A másik, hogy a hosszú késleltetés a visszhang megjelenését vonhatja maga után, amit az eredeti jelnek a távoli végponttól történö visszaverödése hoz létre.
Visszhang kis késleltetés esetén nem zavaró és szinte észrevehetetlen, észrevehetö csak a nagy késleltetéseknél lesz. A vonal minösége szintén hatással van a hang minöségére, de ez nem tarozik ennek a tanulmánynak a hatáskörébe.
Amikor a hangtömörítésröl beszélünk elsösorban a hang minöség és sávszélesség csökkenés okozta elönyöket/hátrányokat kell mérlegelni. PCM azt a minöséget adja, amit a nyilvános távbeszélö szolgáltatástól elvárunk. A PCM 64 kbit/s sebességü és tömörítés nélkül müködik, így nem ad lehetöséget a sávszélesség csökkentésre.
Adaptive Differential Pulse Code Modulation (ADPCM) három fajta tömörítést tesz lehetövé. A minöség változás alig észrevehetö a PCM-hez képest. A forgalomi összetételtöl függöen 32 K ADCMP-el 25%, 24 K ADPCM 30 %, 16 K ADPCM 35% költség megtakarítást eredményez.
A következö tömörítés amiröl szólni kell a Low-Delay Code-Excited Linear-Prediction vagy másképpen LD_CELP. CELP algoritmus az emberi hangot modellezi. A 16kbit/s LD_CELP a forgalmi viszonyoktól függöen 35% megtakarítást tesz lehetövé.
Conjugate-Structure Algebraic-Code-Excited Linear-Prediction vagy röviden CS_ACELP, a PCM-hez viszonyítva nyolcszoros sávszélesség megtakarítást tesz lehetövé. CS_ACELP a legutoljára kifejlesztett algoritmusok egyike, ami minöségben összehasonlítható az LD_CELP-el és a 24 kbit/s ADPCM-el. Ismét csak a forgalmi viszonyoktól függöen, átlagosan 40% költség csökkenés érhetö el.
A különbözö tömörítési eljárások minösítését a MOS szubjektív eljárás alapján a 8. Táblázat tartalmazza.
8. Táblázat Kódolási eljárások összehasonlító táblázata
A MOS értékek folyamatos javulását a digitális jelfeldolgozó processzorok (DSP) teljesítményének növekedése teszi lehetövé. A 8. Táblázat egyértelmüvé teszi, hogy a hang adat integrációt a hang jó minöségének megtartása mellet lehet végrehajtani. Felhívjuk a figyelmet a MOS érték és késleltetés közötti kapcsolatra. Hálózat tervezéskor a késletetést úgy kell kiegyenlíteni, hogy a hang minöségére ne legyen hatással.
A 9. táblázat az ITU hang késleltetésre vonatkozó útmutatóját, ajánlását tartalmazza. 150 ms késleltetés a legtöbb alkalmazás számára elfogadható. 150 ms és 400 ms közötti késleltetés a jelenlegi hang minöséghez viszonyítva lehet elfogadható. Például Chicago és New York között 200 ms késleltetés elfogadhatatlan, a jelenlegi nyilvános távbeszélö szolgáltatás minösége miatt. A másik oldalon Chicago és Singapore között a 200 ms késleltetés megfelelö lehet a jelenlegi viszonyok miatt. Nagyobb késleltetés engedhetö meg ha a fö szempont a költségek csökkentése.
9. Táblázat ITU késleltetés ajánlás
A fentiek alapján a tömörítésre és késleltetésre vonatkozó minöségi irányelvek létrehozható
A következöben a késleltetés összetevöit vizsgáljuk, elöször az állandó azt követöen a változó összetevöket.
Az állandó, idöben nem változó késletetés összetevöit az 12. Ábra mutatja.
12. Ábra Állandó késleltetés összetevöi
Az elsö tényezö a terjedési idö (Propagation delay) a két végpont közötti távolság függvénye. Tervezési során 6 micromásodperc/km értékkel számolhatunk.
Sorbaállítás (Serialisation) az a folyamat, ami a bit folyamot a fizikai interfészre juttatja. Minél nagyobb sebességü az interfész sebessége annál kevesebb idö szükséges a biteknek az interfészre helyezéséhez. Például 125 mikor másodperc szükséges egy bájtnak, egy 64 kbit/s sebességü interfészre juttatásához. Ugyanennyi bájtnak STM-1-es interfészre továbbításához 0,05 mikro másodpercre van szükség.
Feldolgozási idö (Processing delay) a következökböl összetevökböl állhat: kódolás, tömörítés, kicsomagolás és dekodolás késleltetési ideje, aminek idejét az alkalmazott algoritmus határozza meg. Ezeket a funkciókat szoftverböl és hardverböl is meg lehet valósítani. A speciális hardver a jelfeldolgozó processzorok alkalmazása jelentöse javítja a minöséget és csökkenti a hang és video kódolási, tömörítési eljárások okozta késletetést.
Csomagolási késletetés alatt azt az idötartamot értjük ameddig a berendezés a hangmintákat nyüjti, és belehelyezi a csomagba. Vannak technológiák, amelyek megengedik, hogy részlegesen megtöltött csomagokat továbbítsunk, (pl. ATM CES) a hosszú csomagolási idö elkerülése érdekében.
Az 13. ábrán látható késletetés komponensek, idöben változó késleltetést okoznak, álltalában ezeknek a késleltetéseknek a befolyásolására nagyobb lehetöségünk van.
13. Ábra Változó késleltetés összetevöi
Sorbaállási (queuing delay) késleltetés az a késleltetés, amit az okoz, hogy egy csomagnak várakoznia kell a trönk interfészre jutásra addig, amíg az elötte lévö csomagok a trönk interfészre kerülnek. Ez az érték a forgalomtól és a csomagok méretétöl is függ.
Dejitter buffert a távoli végponton használnak és a késleltetés ingadozásának kiegyenlítésére szolgál. A buffer segít a dekódolásnál, a kicsomagolásnál és egyenletes kiolvasást tesz lehetövé. A buffert túl kicsi beállítása csomagvesztést, túl nagy értéke pedig nagy késleltetést eredményez. Valójában a dejitter buffer csökkenti vagy teljesen megszünteti a késleltetés ingadozást és állandó késleltetést eredményez.
Miután tisztában vagyunk az állandó és változó késleltetést okozó komponensekkel, a hálózat késletetés határait képesek vagyunk meghatározni. A késleltetési korlát az az érték, ami még lehetövé teszi, hogy a kitüzött hang minöségi követelmény teljesüljön.
A hálózatban a tandem alközpontok eliminálása tovább csökkentheti az összesített késleltetést.
Ez a fejezet útmutatót adott arra, hogyan határozzuk meg a követelményeket, hogyan számolhatjuk ki a késleltetés limitet, amit az integrált adat hálózat tervezésénél használhatunk. Természetesen a tervezésnél általában a minöség és a költségcsökkentés között kell megtalálni az egyensúlyt. Az új magas MOS értekkel rendelkezö kódolási eljárásoknak köszönhetöen ez egyre könnyebben megy.
A müszaki útmutatót a következöképpen összegezhetjük:
Találd meg az egyensúlyt a hang minöség, késleltetés, felhasznált sávszélesség között
Határozd meg az elfogadható késleltetést és késleltetés ingadozás küszöbértékeit
Számítsd ki a választott modellhez tartozó késleltetést
Kerüld el a tandem kapcsolást, többszörös konverziót
A szükséges kapacitás tervezéséhez, az elsö feladat az alközpontól az integrált hang adathálózatig menö trönk interfészek számának meghatározása. A trönk interfészek meghatározása után a következö feladat annak meghatározása, hogy ez a trönkök a hálózattól mekkora sávszélességet igényelnek.
A szükséges alközponti trönkök számát a forgalom mennyisége és eloszlása, az igényelt szolgáltatás minöség a blokkolások mennyiségének elviselhetö mértéke, és más hálózat specifikus tényezök határozzák meg. Néhány cég egyszerüen a jelenlegi trönköket az integrált hang adat hálózatra helyezi. Más cégek a hang adat integrációt arra használják fel, hogy újra felmérjék a forgalmi viszonyaikat.
Mindkét megoldás alkalmazható és gyakran alkalmazzák is mindkettöt.
A transzparens és transzlációs módszer alkalmazása hatással van a hálózati trönkök számára. Traszparens mód esetén, hangátvitel szempontjából minden változatlan marad. A jelenlegi trönk kapcsolatokat egy az egyben leképezik virtuális áramköri kapcsolatokra. Transzlációs mód esetén azonban a hálózat egy tandem alközpontot szimulál, így van arra lehetöség, hogy kevesebb trönk interfészt alkalmazzunk.
A hálózati topológia, a trönkök száma alapján a szükséges sávszélesség meghatározható. A sávszélesség számításakor a tömörítés, az overhead, és a kihasználtságot célszerü figyelembe venni. Ezek e jellemzök a különbözö csomag alapú hangtovábbítási technológiáknál eltérnek.
A helyszínek közötti késleltetés mátrix elkészítése után, megállapíthatjuk hogy a rendszer teljesíti-e a késletetési elvárásainkat. Amennyiben nem teljesíti, növelni kell a sávszélességet vagy más technológiát kell alkalmazni.
A követelmények, a technológia kiválasztása a forgalmi méretezés elvégzése, a szükséges trönkök számának és kapacitásának meghatározása után fel kell tenni a kérdést: kifizetödö a hálózat pénzügyileg?
A következöben egy eset tanulmányt ismertetünk, amely bemutatja a pénzügy elönyeit egy VoIP integrált hang adat hálózatnak. Az eset tanulmányban egy kis nemzetközi cég szerepel, amely routeres magánhálózattal rendelkezik.
Az esettanulmányhoz az ismertetett tervezési módszereket használtuk és a nemzetközi telefon és bérelt vonali tarifákat alkalmaztuk.
A cég Párizsi központtal és hét regionális
központtal rendelkezik. A regionális fiókokban 15 ember dolgozik ez alól
kivétel London és New York ahol
14. Ábra Hálózati elrendezés
A legtöbb hívás a fiók alkalmazottjai és a helyi ügyfelek között történik. A hívások száma a fiókok alkalmazottjai és a központ alkalmazottjai között az összes hívásnak csak a 20%-át teszi ki. Annak ellenére, hogy az összes forgalomnak ez csak a kisebb részét teszi ki, költség oldalról nagyon jelentös, hiszen nemzetközi hívásokról van szó. A cég a nemzetközi távhívásokért havonta 38 000 $-t fizet, ami éves szinten 456 000 $-t jelent.
A kis key systemek és alközpontok a nyilvános kapcsolt távbeszélö hálózathoz csatlakoznak. Az analízis elvégzésénél azt feltételeztük, hogy a cég által keltett forgalom elég nagy ahhoz, hogy a normál tarifákhoz viszonyítva 15% kedvezményt kapjon. A központ a kapcsolt telefon hálózathoz E1 interfészen keresztül csatlakozik.
A fiókokban az egyes alkalmazottak kb. kettö és fél órán hosszat kommunikál telefonon vagy faxon keresztül. A forgalom 20 % irányul a központ irányába (10 Táblázat).
10. Táblázat Telefon és fax forgalom
A Párizsból kiinduló 8 telephelyet tartalmazó hálózat routereket tartalmaz. Két fiók a másik fiókokon keresztül képes csak elérni a Párizsi központot. Ezt a megoldást a bérelt vonali költségek minimalizálása érdekében választották. A központban egy 320 kbit/s sebességü FE1-es interfész tartja a kapcsolatot a fiókokkal.
Alapvetö elvárás az újra tervezett hálózattól, amely már támogatja a hang továbbítását is, hogy ne legyen negatív hatással adathálózat teljesítmény viszonyaira. A terv az, hogy a PSTN számla csökkenés fedezze az újratervezett hálózat költségeit. A megvalósításhoz természetesen bármely más csomag alapú technológiát használhatnánk, mi most a tanulmány témája miatt a VoIP-et használtuk példának.
Elöször a hang és fax forgalom lebonyolításához szükséges plusz sávszélesség meghatározása a feladat. A legjobb, ha a key systemekböl az alközpontokból, a routerekböl a forgalmi statisztikákat kinyerjük és az adat és hang forgalmat összeadjuk, grafikusan megjelenítjük. Ez utóbbi lehetövé teszi, hogy megfigyeljük az összegzett forgalom milyen gyakran lépi túl a rendelkezésreálló sávszélességet. Sajnos ezek a forgalmi statisztikák néha nem állnak rendelkezésre. Amennyiben ezek az információk nem állnak rendelkezésre meg kell becsülni, hogy a hang információ továbbítása mennyi plusz sávszélességet igényel, és ennek megfelelöen kell megnövelni a bérelt vonal sebességét. Ezt követöen a hang forgalmat az adat hálózatra lehet továbbítani és két fajta teljesítmény mérést érdemes elvégezni: az egyik a felhasználók által érzékelt hang minöség a másik az adatátvitel sebességének, késleltetésének vizsgálata. Amennyiben valamelyikkel probléma van, az azt jelenti, hogy több sávszélességre van szükség.
A hang és adat forgalom csúcs idöszaka gyakran más idöpontban van. Az adat forgalom ezért gyakran élvezi a megnövekedett sávszélesség elönyeit.
A hálózat újratervezésénél a következö feltételezéseket tettük:
Kis fiókokban 15 ember a nagy fiókokban 45 ember dolgozik.
A kétirányú telefon és fax forgalom 2,5 óra/személy/nap/fiók
A hívások 20% zajlik a fiókok és a központ között
A Cisco hang tömörítés modulja 8 kbit/s tömörítést alkalmaz, és plusz 1 kbit/s forgalmat feltételezünk hívásonként. Azt feltételeztük, hogy egy 64 kbit/s sebességü trönk, csak 5 db (nem 7 db) hívást támogat, ami meglehetösen konzervatív megközelítés.
A kis fiókok key systemeibe 1 db trönk modulra, a nagy fiókok alközpontjaiba 2 db kártyára van szükség.
A fenti feltételezések és az alábbi számítások végrehajtásával megkapjuk az a forgalmat, amit a kapcsolta telefon hálózatról a több funkciós hálózatba továbbítunk.
2.5 óra hívás mennyiség/fö/nap X 15 alkalmazott=37,5 óra telefon forgalom naponta a fiókokban
37,5 óra=2250 perc
2250 perc X 17% (forgalmas óra)=382,5 perc/forgalmas óra
382,5 perc forgalmas óraX 1 Erlang/60 perc forgalmas óra=6,375 Erlang
6,375 Erlang X 20% központ irányába menö forgalom=1,275 Erlang
A trönk interfészek számát Erlang 11. Táblázat segítségével határozhatjuk meg, amelynek használatához ismerni kell a szolgáltatás minöségi követelményeit (P grade of service). A cég P.05-öt választott.
11. Táblázat Erlang táblázat
Az Erlang táblázatból azt kapjuk, hogy kis fiókokban 4 trönkre, a nagy fiókokban 8 trönkre van szükség.
London és Frankfurt közötti bérelt vonal sebességét a fentieknek megfelelöen 64 kbit/s-ról 128 kbit/s-ra kellett növelni ahhoz, hogy a hálózat a telefon forgalommal megnövekedett forgalmat képes legyen lebonyolítani. Mivel a New York és Párizs közötti bérelt vonalnak a Chicagoból jövö 4 hangcsatorna mellet a salyát 8 tömörített hangcsatornáját is hordoznia kell, a bérelt vonal sebességét 192 kbit/s-ra kellett növelni. A maximális forgalom ebben az esetben 12 tömörített hangcsatorna X 9 kbit/s=108 kbit/s, ami 84 kbit/s szabad kapacitást biztosít az adat forgalom számára akkor is, ha az összes hang csatorna foglalt. Mivel az idö nagy részében a hang trönkök közül találunk szabadokat, az adat forgalom számára több sávszélesség fog rendelkezére állni, ami az adatátvitel érzékelhetö minöség javulását eredményezi.
A Chicago és New York közötti 64kbit/s sebességü bérelt vonal sebességét nem kellett növelni. Maximális telefon trönk kihasználtság mellet is a telefon forgalom csak 36 kbit/s sávszélességet igényel, ami azt jelenti hogy az adatátvitelre minimum 28 kbit/s fog rendelkezésre állni. A Chicagoi fiókhoz hasonlóan más fiókok is azt tapasztalják, hogy a relatív sávszélesség csökkenés okozta kismértékü késleltetés növekedést az adat alkalmazások képesek tolerálni. Mind már az elöbb említettük ezt az is segíti, hogy az adat és a hang forgalom csúcs idöszaka általában különbözö idöpontban van a két forgalmi típus ritkán interferál.
A Hong Kong-Tokyo link a Chicago-New York linkhez hasonlóan nincs szüksége sávszélesség növelésre.
A Tokyo összesített forgalma Párizs irányába maximum 72 kbit/s (4 csatorna Hong Kongból, 4 csatorna Tokyoból) így ennek sebességét 128 kbit/s-ra kellett emelni. A linken az adat forgalom számára minimum 56 Kbit/s fog rendelkezésre állni, ami azt jelenti, hogy hang szempontjából a nem forgalmas órákban, az adat átvitelre a jelenleginél jóval több sávszélesség áll majd rendelkezésre, ami a teljesítmények javulásában lesz érzékelhetö.
A sávszélesség növelés természetesen nincs ingyen. A 15. Ábra az új hálózati topológiát, a 12. Táblázat az új költségeket mutatja. A teljes pénzügyi analízis a következö fejezetben található.
15. Ábra Integrálás utáni hálózati elrendezés
12. Táblázat Hálózati költségek
Cisco 3620 routerek lettek telepítve a kis fiókokban és Cisco 3640 routerek a két nagy fiókban. Minden egyes kis fiókban a key systemek 4 db FXO trönkjét a 3620 routerhez csatlakoztatták. A key system a központ irányú forgalom 95%-át továbbította a Cisco routerhez csatlakoztatott négy trönk valamelyikére. A torlódás következtében a maradék 5% forgalmat a kapcsolt hálózaton keresztül továbbította.
A bérelt vonalak Párizsban végzödnek, ahol hang csatornákat kibontják (kitömörítik) és az alközponthoz irányítja a router. A Párizsi központ az egyik E1-es PSTN kapcsolatát megszüntetheti, hiszen a telefon forgalom áthelyezésével 23 csatornát lehetett megszüntetni.
A Cisco 3600 routerek 8 kbit/s-os G.729 CS-ACELP tömörítést alkalmaznak. Minden egyes hang csatorna egy dedikált DSP processzort használ a kódoláshoz, tömörítéshez.
A 3600 architektúrája, a dedikált DSP processzorok alkalmazása nagy teljesítményt és kiváló hang minöséget eredményez.
A megbízható valós idejü hang továbbítás érdekében az Cisco Internetworking Operating System (IOS) számos technikát alkalmaz.
Az Resource Reservation Protocol (RSVP) sávszélességet foglal le, amikor egy távoli telefonszámot tárcsáznak. Compressed Real Time Protocol (CRTP) tömöríti a teljes fejrészt, ami kis overheadet és nagy átviteli sebességet (throughput) eredményez.
Átlagosan a beszélgetések idejének 50%-ban csend van. Ha nem továbbítjuk a csendet, több sávszélesség marad az adat alkalmazásoknak. Cisco IOS összetett, csönd elnyomás eljárást alkalmaz. Annak érdekében, hogy a vevö fél biztos legyen abban, hogy a hívás nem szakadt meg a helyi berendezés az elnyomás ideje alatt komfort zajt ad.
Jövöben, a példában szereplö cég a WAN hálózatba Frame Relay meghonosítását és távmunka bevezetését tervezi. A Cisco 3600-as router képes access szervereként müködni, segítve azokat a dolgozóknak, akik otthonukból szeretnék elérni a cég informatikai rendszerét. Ha a cég úgy dönt, hogy Frame Relay szolgáltatást szeretne igénybe venni, a 3600-as routerek ezt a protokollt is támogatják.
Megjegyezzük, hogy nem mindegyik key system támogat preferenciák szerinti automatikus útvonal kiválasztást, kapcsolást. Ezek részleteit az alközpont key system gyártóival kell tisztázni.
A következö fejezetben a hálózat áttervezéséböl származó költéség megtakarítást összegezzük.
A 13 Táblázat a fiókok és központ összköltségeit tartalmazza. A sávszélesség növelésböl származó költéség növelés az elözö fejezet alapján 22,050 $ havonta. A kiadások és a megtakarítások összehasonlítását, a havi megtakarítást a 14. Táblázat tartalmazza.
13. Táblázat Havi összesített költségek
14. Táblázat Megtakarítások, megtérülési idöszak
A cég 250 000 $ éves megtakarítást ér el azzal, hogy a belsö telefonos forgalmát a routeres gerinchálózatra továbbítja. A megtérülési idöszak, mindössze 5 hónap. A legfontosabb számokat az 16. Ábrán foglaltuk össze.
16. Ábra Pénzügyi összesítés
Perc költség
A szervezet telefon költségének egy percre vetített költsége a kiadások jó méröszáma. A telefon beszélgetések percenkénti költségének kiszámítását a X. Táblázat mutatja. Az összes fiók telefon forgalma havonta 107 270 perc, ami összesen 38 908 $-ba kerül, így az egy percre jutó telefon költség a központ és fiókok között 0,36 $. Ahhoz, hogy az összes forgalom 95 %-át a integrált hang adat hálózaton lehessen továbbítani, a hálózatot bövíteni kellett, ami most havi szinten 22 050 $ kiadással jár havonta. A 107 270 perc kilencvenöt százaléka 101 906 perc. A bövítésböl származó havi költségeket elosztva a beszélgetések idejével, 0,22 $ percenkénti költséget kapunk. Ez utóbbi azt jelenti, hogy a vállalatnak a telefonálásból származó percenkénti kiadásait 40%-al (0,36 $-ról, 0,22 $-ra) sikerült csökkenteni.
Az elözö öt lépésben bemutattuk, hogy hogyan kell a minöségi követelményeket kielégítö integrált hang adat hálózatot tervezni. Az utolsó lépés azt mutatta, hogy ez a hálózat gazdaságos is.
Találat: 1889
