دانلود مقاله ساختار شبکه سوییچ نرم افزاری

ساختارشبکه سوییچ نرم افزاری
شبکه سوییچ نرم افزاری مانند شبکه PSTN شامل اجزای اصلی شبکه دسترسی (Access)، سوئیچ وشبکه ارتباطی است.

1- شبکه دسترسی
شبکه دسترسی درحقیقت نقطه اتصال کاربران درشبکه است ووسیع ترین وپرهزینه ترین بخش شبکه را دربرمی گیرد.

این بخش امکان تبدیل فرمت داده (صوت، دورنگاریا داده) وپروتکل‌های لازم برای اتصال به شبکه را فراهم می‌آورد.

این بخش درشبکه سوییچ نرم افزاری، درواره ی رسانه (MG) نامیده می‌شود.

2- بخش سوئیچینگ
بخش سوئیچینگ درحقیقت بخشی است که واژه سوییچ نرم افزاری به آن اطلاق می‌شود وتمامی یا بخش عمده ای از هوشمندی شبکه را تشکیل می‌دهد.

سوییچ نرمی افزاری عمل کنترل مکالمه را چه بصورت نقطه به نقطه از طریق پروتکل هایی مثل SIP و H323 ویا از طریق MG فراهم می‌آورد.

بخش سوئیچینگ معمولاً عناصرMGCP، درواره ی سیگنال دهی (SG)، سرویس دهنده رسانه (MS) وسرویس دهنده کاربرد (AS) را دربرمی گیرد.

MGCP درحقیقت بخش اصلی سامانه است که کنترل مکالمه وخدمات را انجام می‌دهد.

SG آلمانی از شبکه است که امکان اتصال شبکه سوییچ نرم افزاری را با شبکه SS7 وشبکه IN را فراهم می‌آورد.

سرویس دهنده کاربردوظیفه ارائه انواع خدمات را مانند خدمات شبکه IN فراهم می‌آورد.

سرویس دهنده رسانه وظیفه پخش وضبط صدا وپیغام وپخش بوق وجمع آوری DTMF را برای ارتباط با کاربردارد.
3- شبکه ارتباطی
شبکه ارتباطی درفناوری سوییچ نرم افزاری یک شبکه IP است اما برای ایجاد کیفیت خدمات مناسب پروتکلهای مختلفی بکارگرفته می‌شود.

مهمترین پروتکل هایی که به عنوان مبنای دیگرپروتکل ها بکارگرفته می‌شود پروتکل RTP است.

RTP یک پروتکل برمبنای UDP است که عدم از دست رفتن بسته‌های داده وترتیب دریافت آنهارا تضمین می‌کند.

مدیریت یک شبکه سوییچ نرم افزاری از طریق آلمانی بنام سامانه مدیریت شبکه (NMS) انجام می‌شود.

NMS امکان شکل دهی وپایشگری عناصرشبکه را ازطریق شبکه IP فراهم می‌آورد.

بطورکلی فناوری سوییچ نرم افزاری با امکان ارائه انواع خدماتهای متنوع رفته رفته جایگاه خودرا به عنوان نسل بعدی شبکه‌های تلفنی وداده بدست می‌آورد وبنظرمی رسد درهرحال دیریا زود حرکت به سمت فناوری سوییچ نرم افزاری گزیرناپذیراست.

درمورددوسؤال آخریعنی سطح هزینه فناوری سوییچ نرم افزاری ومناسب بودن یا نبودن آن برای استفاده درایران باید گفت که این دومورد مستقل از یکدیگرنیستند ودرواقع چون سوییچ نرم افزاری ماهیت نرم افزاری دارد وباید بتواند با سخت افزارهای استاندارد ساخته شده توسط تولید کنندگان مختلف کارنماید، از نظرسطح فناوری ساخت برای کشورهایی مثل ایران بسیارمناسب است.

ازطرف دیگربا فراوان شدن وارزان شدن فیبرهای نوری امکان ارتباط نوری درشهرها وشهرک ها تازه تأسیس ویا روستاهایی که تا کنون امکانات مخابراتی نداشته اند، سهل وآسان گردیده است.

لذا به نظرمی رسد کشورهایی مثل ایران گزینه مناسبی باشند تا با شروع از نواحی مذکور، خدمات تلفنی را به صورت VOIP ارائه داد.

این طرح علاوه برفراهم کردن ارتباطات تلفنی امکان استفاده از شبکه جهانی اینترنت وهمینطورکانالهای تلویزیونی کابلی را برای آن ناحیه فراهم می‌کند.

مقدمه:
شبکه‌های مخابراتی جهت انتقال سیگنالهای مخابراتی از یک نقطه به نقطه دیگرمی باشند.

اجزا اصلی یک شبکه نودها یا مراکز سوئیچ ولینکهای انتقال می‌باشند.

پیچیدگی یک شبکه تابعی از حجم ترافیک مخابراتی منتقل شده، تعداد نودها وتعداد لینکها می‌باشد اما یک شبکه تلفنی تسهیلاتی را برای مخابرات صوتی فراهم می‌کند.

چنین ارتباطی با شبکه‌های کوچک محلی صدسال پیش آغاز گردید.

با پیشرفتهای بوجود آمده تغییرات بسیارزیادی دراین شبکه ها ایجاد گردید.

هدف از این دوره آشنایی مقدماتی با اصول سوئیچینگ می‌باشد.
شبکه‌های مخابراتی را درحالت کلی می‌توان بصورت زیردسته بندی نمود:
1- شبکه (public switching telephone network) PSTN
2- شبکه (public lan mobile network) PLMN
3- شبکه (TV broadcasting network) TVN
4- شبکه (public data network) PDN
5- شبکه (Cable video network) CVN
شبکه‌های مخابراتی Telecommunication network:
شبکه‌های مخابراتی برای انتقال سیگنالهای مخابراتی از یک نقطه به نقطه دیگربکارمی روند واجزاء اصلی آن شامل:
- شبکه دسترسی access
- شبکه سوئیچ
- شبکه انتقال
می باشد.

مفهوم سوئیچ
طبق توصیه نامه اتحادیه جهانی مخابرات کتاب آبی سال 1988 و ITUT سوئیچ برآوردن درخواستهای ارتباطی کاربران از طریق برقرارکردن هرورودی به هرخروجی مطلوب از میان تعداد زیادی ورودی وخروجی‌های سیستم برقرارکننده ارتباط به منظورانتقال پیام درمدت مورد نظرگفته می‌شود.

(شکل 1-1)
شکل 1-1
ضرورت احداث مراکز سوئیچ
درشکل 1-2 چگونگی ارتباط چهارمشترک را بدون شبکه سوئیچینگ نشان می‌دهد.

همانطورکه از شکل مشخص است برای ارتباط تمامی مشترکین با هم نیاز به 6 کابل ارتباطی مجزا می‌باشد.

با یک محاسبه ساده به این نتیجه می‌رسیم که برای n مشترک نیازمند کابل ارتباطی می‌باشیم که این امربا افزایش مشترکین مقرون به صرفه نیست ومشکلات متعددی دارد.

شکل 1-2 دلایل ایجاد مراکزسوئیچ اهداف اقتصادی وکم کردن هزینه ها لزوم ایجاد امکانات ارتباط برای همه عدم نیاز به ارتباط برای همه بصورت همزمان کنترل ونحوه ارتباط متمرکز کردن همه امکانات دریک نقطه شبکه‌های سوئیچ به سه دسته ذیل تقسیم می‌شوند: سوئیچ مداری از ابتدای برقراری مکالمه تا انتها یک مسیردراختیاراین ارتباط می‌باشد ودرپایان این مسیرآزاد می‌شود وبه دودسته سوئیچ آنالوگ ودیجیتال تقسیم می‌شود وسوئیچ دیجیتال شامل ساختارکنترل متمرکز وگسترده می‌باشد.

سوئیچ پیامی به استاندارسازی نرسیده است.

سوئیچ بسته ای packet switching اطلاعات درداخل بسته‌های استاندارد قرارمی گیرند وبسته بسمت گیرنده ارسال می‌شوند ودرگیرنده این بسته ها بازیابی می‌شوند.

چون اطلاعات بصورت بسته ای هستند دراین روش سرعت بیشتروامکان تبادل حجم بیشتروجوددارد.

انواع شبکه‌های انتقال به سه دسته زیرتقسیم می‌شوند: شبکه انتقال شهری LOCAL شبکه انتقال بین شهری NATIONAL شبکه انتقال بین الملل INTERNATIONAL ارتباط شبکه ها ارتباط شبکه ها با هم به دوطریق امکان پذیراست: بصورت مش دراین روش ارتباط، هرمرکز با مرکز مقابل خودارتباط مستقیم دارد ودرسطح شبکه‌های کوچک مطرح است.

ارتباط شبکه بصورت ستاره دراین روش کاربران یک شهربه مرکز local متصل هستند وارتباط بین مرکز محلی به یکی از سه روش زیرامکان پذیراست: الف) با استفاده از ارتباط بصورت مش هردومرکز با یک یا چند لینک ارتباطی بهم متصل می‌شوند، این روش برای شهرهایی که تعداد مراکز محلی زیاد وشهروسیع می‌باشد امکان پذیرنیست واز لحاظ اقتصادی مقرون بصرفه نیست.

ب) ارتباط مراکز محلی از طریق شبکه ستاره که دراین روش همه مراکز به یک مرکز transit متصل می‌شوند وارتباط برای مراکز بین شهری نیز از طریق مرکز transit صورت می‌گیرد.

ج) روش مختلط compound دراین روش مراکز محلی بصورت ستاره بهم وصل شده وهردویا چند مرکز مجاوربصورت مش نیز با همدیگرارتباط خواهند داشت، دراین روش هردومرکز یک ارتباط مستقیم ویک یا چند مسیرغیرمستقیم خواهند داشت.

شکل 1-3 روش مختلط کد شناسایی (Office code) فرض کنید کد شناسایی مرکز یک رقمی باشد این کد می‌تواند شامل ارقام 2 تا 8 باشد لازم بذکراست که 0 مخصوص بین الملل، 1 مخصوص مرکز خدمات و9 نیز استفاده نمی گردد.

پس فرضاً برای یک مرکز 4 شماره ای با کد یک رقمی می‌توان 7 مرکز 10000 شماره ای داشت.

اکنون مرکز 4 رقمی با کد شناسایی دورقمی را بصورت زیردرنظرمی گیریم: AB **** رقم B می‌تواند شامل بازه 1 تا 8 باشد پس حداکثرمشترکین 7 * 8 * 10000 = 560000 اگرکد سه رقمی باشد ABC **** 7 * 8 * 10 * 10000 = 5600000 وبرای کد چهاررقمی 7*8*10*10*10000 = 56000000 سازمان جهانی مخابرات نواحی شماره گذاری دردنیا را بشرح ذیل اعلام کرده است: لازم به ذکراست که درایران هشت SC بشرح زیرداریم: بابل 1، تهران 2، اصفهان 3، تبریز 4‌، مشهد 5، اهواز 6، شیراز 7، وهمدان 8 می‌باشد.

به مراکز بالای 10k پرظرفیت می‌گوییم.

مراکز خصوصی: مراکز خصوصی به دوصورت مطرح می‌باشند: 1- PBX = Private branch exchange دراین حالت شارژینگ بصورت محلی صورت می‌گیرد وارتباط از طریق خط تلفنی صورت می‌گیرد.

شکل 1-4 شبکه PBX 2- PABC = private auto branch exchange دراین حالت ارتباط می‌تواند از طریق یک لینک PCM باشد وبصورت اتومات عمل می‌کند.

شکل 1-5 شبکه PABX مراکز remote: ELU حداکثر720 شماره دارد.

RLU حداکثر3200 شماره دارد.

RSU زیر10k می‌باشد.

لازم بذکراست که درموارد یک ودوشارژینگ گیری درlocal است ودرRSU شارژینگ local یا خود مرکز صورت می‌گیرد.

درتهران برای هرمنطقه یک ترانزیت داریم.

پس از گرفتن کد، سیستم سراغ rout block (که مجموعه روتهایی است که مکالمه را از مبدأ به مقصد می‌رساند) میرود درداخل روت بلاک روت مستقیم alternative , diret roure (معولاً 16 عدد) بررسی می‌گردد.

کارت مشترک Subscriber Line Unit کلاً دونوع مشترک آنالوئگ ودیجیتال داریم.

وظایف کارت مشترک آنالوگ بصورت کلمه borscht می‌باشد که داریم: B – تغذیه باتری O – حفاظت درمقابل اضافه ولتاژ R – زنگ با فرکانس 25HZ S – نظارت که قسمت کنترلی خط است وکارش نظارت برگذاشتن وبرداشتن گوشی می‌باشد.

C – کدینگ H – هایبرید T – تست شکل 1-6 SLU اگرگوشی روی تلفن باشد جریان 5mA واگر گوشی برداشته شود جریان 40mA است.

کارت مشترک دیجیتال بصورت کلمه borset می‌باشد که تفاوتش با مشترک آنالوگ دراین است که هایبرید لازم ندارد ولی نیازمند مدارecho canceller است ومداربالاسینگ دارد تا دامنه ولتاژ درمسیرارسال ودریافت یکسان باشد تا اکوبوجودنیاید.

شکل 1-7 کارت مشترک دیجیتال دیاگرام کابل کشی تا مرکز شکل 8-1 دیاگرام کابل کشی تا مرکز تجهیزات مراکز سوئیچ مدارات ورودی وخروجی (مشترک وترانک) رابط بین دومرکز سوئیچ را ترانک گویند که شامل ترانهای ورودی، خروجی ودوطرفه می‌باشد.

ترانک آنالوگ 4 سیمه است ولی درترانک دیجیتال از روش PCM استفاده می‌گردد.

مدارات مربوط به سیگنالینگ مدارات تولید منابع (زنگ، فرکانسهای خاص و...) مدارات مربوط به کنترل مدارات ایجاد کننده سوئیچینگ مدارات تست ونگهداری سیستم نحوه ارتباط مشترک با سوئیچ شکل 9-1 نحوه ارتباط مشترک با سوئیچ دوشماره equipment , directory بصورت زیروجود دارد: شماره دایرکتوری = office code **** شماره تجهیزات (E N) شماره ای است که مشترک را بسمت سوئیچ هدایت می‌کند = ********* دورقم اول مخصوص شماره سوئیچ، دورقم بعد جهت متمرکز کننده، دورقم بعد جهت شماره LM، رقم هفتم جهت شماره ردیف کارت ودورقم آخرجهت شماره شیاری که کارت داخل آن قرارمی گیرد.

E N دوشماره فیزیکی ولاجیک دارد.

شماره لاجیک شماره ای است که پروسسوراختصاص می‌دهد که یا فیکس است ویا هرزمان که مراجعه می‌کند شماره را اختصاص می‌دهد وشماره فیکس آن درdeta base سیستم مشخص گردیده است.

وظیفه LMC چیدن تایم اسلاتهای مربوط به مشترکین کنارهمدیگرمی باشد.

حتی زمانی که سیستم کارنمی کند سکوت ارسال می‌گردد.

Consentrator: تمرکز می‌کند وفعالها را می‌فرستد.

سیکل یک مکالمه داخل مرکز شدت ترافیک Telephone Traffic میزان اشغالی برابراست با زمان مکالمه تقسیم برزمان.

بفرض مثال اگر6 مکالمه درمدت زمان 10 دقیقه داشته باشیم برای یک روز میزان اشغالی بصورت زیرمحاسبه می‌گردد: واحد میزان اشغالی (E) erlang می‌باشد.

از طریق erlanges پارامترBusy hour call attemped (BHCA) بدست می‌آید که بیانگراین است که درشلوغ ترین ساعتها درخواست مکالمه چقدراست.

روند مکالمه بین مراکز گوشی برداشته می‌شود (سیگنال زنگ از طرف گوشی به مرکز ارسال می‌گردد) درمرکز مبدأ اطلاعات مشترک استخراج وبررسی می‌گردد (نوع مشترک ونوع شماره گیری و....) مقصد dial tone را می‌فرستد.

مبدأ address digit را می‌فرستد شماره ذخیره وپردازش می‌گردد.

تصرف ترانک برای برقراری مکالمه (Sieze trunk) مقصد address digit را دریافت می‌کند وپردازش صورت می‌گیرد.

درپردازش min وmax تعداد ارقام جهت تعیین صحت آنها بررسی می‌گردد.

ومسیرخروج از مرکز (route block) ونحوه شارژینگ (نوع Zoning یا تعرفه) مشخص می‌گردد.

ارسال رینگ به مقصد ارسال ring back به مبدأ مقصد گوشی را برمیدارد قطع زنگ Answer گذاشتن گوشی مبدأ clear forward می‌فرستد.

مقصد release gard می‌دهد (مسیربرگشت آزاد می‌شود) مقصد clear backward می‌دهد.

مبدأ release gard می‌فرستد.

همچنین برقراری شارژینگ به صورتهای زیرمی باشد: با برداشتن گوشی مشترک مبدأ.

زمانی که مشترک اولین شماره را گرفت.

زمانی که مشترک آخرین شماره را گرفت.

اگر مخاطب گوشی را بردارد.

اعمال حفاظتی سوئیچ: شکل 8 موقعیت سوئیچ ها را درواحد عملیاتی LIS (درSGG SSM8B , TSG LISB) برای شماتیک SN زیرنشان می‌دهد: SSG , TSG در SNO، active است.

SSG , TSG در SN1، Standby است.

اگرواحد active خراب شود سیستم به LTG موجود سوئیچ می‌کند.

مثالی برای حفاظت سوئیچ: o-o tsg ، خطا است: SSG , TSG درSN1 به طوراتوماتیکactive است، SSG O-O به standby تغییروضعیت می‌دهد.

O-O SSG نیز خطا است: Active , SSG O-O , TSG 1-0 شده واطلاعات ردوبدل می‌شوند.

فریم‌های ماژول ورگهای شبکه سوئیچ هررگ SN(B) همیشه شامل دورگ فریم ماژول SN می‌باشد.

اینها می‌توانند دربالا ویا پایین رگ نصب شوند.

فضای باقی مانده داخل رگ برای LTG ویا MB استفاده می‌شود.

یک رگ همیشه شامل یکی از انواع فریم‌های ماژول زیراز SN1 , SNO برای واحدهای اضافی می‌باشند: فریم TSG(B) با یک TSG فریم SSG(B) با یک یا دو SSG متعلق به صفحه SN مشابه فریم TSG(B) با یک صفحه SN مشابه 4-1 SND با SND یک نوع جدید D900/1800/1900/SN پیشنهاد می‌شود که عملیات SNB را اتخاذ می‌کند: اتصال بیش از 1800 LTGS هرالگو می‌تواند درهرزمان بدون وابستگی به سایرالگوها استفاده شود.

سازگاربرای تمام انواع LTG سرپرستی همیشگی الگوی ترافیکی توسط بیت توازن مناسب برای استفاده درجابه جایی کوچک وبزرگ درمراکز کوچک قابل توسعه SND بطورچشمگیری با ضرائب امنیتی درSN1 , SNO طراحی شده است.

هراتصال همیشه روی بخش‌های SND بطورهمزمان سوئیچ می‌کند، اگر یک بخش از SND از کاربیفتد سوئیچ اضافی مربوط به اتصال دربخش دو SND اطمینان می‌دهد که هیچ اطلاعاتی از بین نرفته و SND تمام فانکشن‌های خودرا انجام می‌دهد.

LTG به هردوبخش SN ارسال می‌شود اما زمانی که SN دریافت