Разработка информационно-коммуникационной сети MPLS

Процесс развития перспективных мультисервисных телекоммуникационных систем (ТКС), являющихся базой для создания и использования сетей следующего поколения (NextGenerationNetwork, NGN), существенно зависит от развития их средств управления. К основным таким средствам относят механизмы управления трафиком, который представляет собой информационный ресурс, а также средства распределения пропускной способности каналов связи, являющейся канальным ресурсом ТКС.

Эффективным средством удовлетворения противоречивых требований по обеспечению гарантированного качества обслуживания и сбалансированной загрузки ресурсов ТКС выступает многопутевая маршрутизация, в ходе которой пакеты одного трафика могут передаваться одновременно вдоль нескольких путей, обеспечивая сбалансированную загрузку ТКС и способствуя повышению, прежде всего, скоростных и связанных с ним вероятностно-временных показателей качества обслуживания.

В данной выпускной квалификационной работе рассматривается вопрос модернизации транспортной сети предприятия OAO «МегаФон» на участке г. Астрахань — г. Элиста на базе технологии MPLS.

Цель — спроектировать информационно-коммуникационную сеть MPLS для предоставления абонентам мультисервисных услуг связи. Для выполнения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

— проанализировать существующую сеть предприятия ОАО «Мегафон»;

— выбрать оборудование для построения сети MPLS;

— произвести расчет параметров сети MPLS и срока окупаемости проекта;

— рассмотреть вопросы техники безопасности и охраны труда.

1. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩЕЙ ТРАНСПОРТНОЙ СЕТИ ОАО «МЕГАФОН»

1.1 Актуальность, цель и задачи проектирования

Цель — спроектировать информационно-коммуникационную сеть ОАО «МегаФон» для предоставления абонентам мультисервисных услуг связи. Для выполнения поставленной задачи необходимо выполнить следующие задачи:

— выполнить анализ необходимости проекта информационно-коммуникационной сети MPLS для ОАО «МегаФон»;

— изучить существующее оборудование и структуру транспортной сети передачи данных ОАО «МегаФон»;

— выбрать оборудование, необходимое для построения сети;

— рассчитать параметры проектируемого узла связи и расчет срока окупаемости проекта;

— рассмотреть вопросы техники безопасности и охраны труда.

Строительство участка магистральной мультисервисной транспортной сети в г. Астрахань и г. Элиста предусмотрено планами нового строительства и развития ОАО «МегаФон». АРО ПФ ОАО «МегаФон» одна из восьми региональных компаний Мегафона, российского оператора сотовой связи, действующей по стандарту GSM900/1800. Целью построения ММ ТС на участке г. Астрахань — г. Элиста данной очередью строительства является включение Астраханской области и республики Калмыкия в единую магистральную мультисервисную транспортную сеть «МегаФон» на базе технологии IP/MPLS. ММ ТС предназначена для предоставления следующих услуг:

1) коммерческих услуг корпоративным клиентам и массовым пользователям:

— услуги связи по передаче данных, за исключением услуг связи по передаче данных для целей передачи голосовой информации;

— услуги связи по передаче данных для целей передачи голосовой информации;

— предоставление в аренду каналов связи;

— услуги телематических служб сети связи общего пользования (службы электронной почты, службы доступа к информационным ресурсам, информационно-справочной службы, службы обработки сообщений, службы передачи речевой информации, службы голосовых сообщений).

2) для транзита трафика технологических подсистем и корпоративных приложений ОАО «МегаФон»:

— трафика информационных систем: программы работы с абонентской БД, SAP/R3, трафика автоматизированной системы расчетов (АСР), трафика терминальных клиентов (CitrixMetaframe), трафика корпоративных WEBприложений;

— трафика сигнализации SigTran (CC7);

— трафика GB (GPRS);

— трафика с использованием протокола TAP;

— трафика видеоданных;

— трафика IP-телефонии;

— трафика автоматизированной системы расчетов (АСР).

Организация предоставления коммерческих услуг на базе магистральной мультисервисной транспортной сети Общие принципы организации доступа к услугам Заказчика.

Использование технологии MPLS в качестве транспортной среды предоставляет гибкие и надежные методы организации клиентских услуг на базе магистральной мультисервисной транспортной сетина узлах в гг. Астрахань и Элиста.

На базе ММ ТС планируется предоставлять следующие услуги:

— услуга Виртуальных Частных сетей (VPN);

— услуги связи по передаче данных, за исключением услуг связи по передаче данных для целей передачи голосовой информации;

— услуги связи по передаче данных для целей передачи голосовой информации;

— предоставление в аренду каналов связи;

— услуги телематических служб сети связи общего пользования (службы электронной почты, службы доступа к информационным ресурсам, информационно-справочной службы, службы обработки сообщений, службы передачи речевой информации, службы голосовых сообщений).

Предоставление услуг для клиентов проектируемых узлов ММ ТС предлагается организовать на базе технологии IP VPN/MPLS. Технология предусматривает выделение для каждого клиента отдельной виртуальной таблицы маршрутизации VRF и уникального идентификатора маршрутов RD. Передача клиентской маршрутной информации между маршрутизаторами PE осуществляется средствами протокола MPBGP.

Изоляция ВЧС трафика в сети MPLS осуществляется за счет использования стека меток, внешняя метка служит для маршрутизации клиентских IP пакетов через MPLS-домен, внутренняя — для идентификации принадлежности пакета соответствующему ВЧС.

Технология MPLS, выполняющая основную задачу организации транспорта, не предусматривает встроенных средств маскирования клиентского трафика.

IP-пакеты клиентского трафика, инкапсулированные в пакеты MPLS, передаются через магистраль прозрачно.

Таким образом, вопрос о необходимости и качестве маскирования трафика должен решаться силами и средствами подразделений, между которыми выполняется обмен. Как правило, это обеспечивается отдельными устройствами — крипто-шлюзами.

Услуга Виртуальная Частная Сеть состоит в предоставлении корпоративным клиентам возможности информационного взаимодействия удаленных узлов (офисов) между собой на основе MPLS-сети ММ ТС. С точки зрения клиента услуга является подключением к виртуальному распределенному маршрутизатору, т. е. представляет собой VPN 3-го уровня. Услуга так же позволяет использовать существующую адресацию корпоративных клиентов, без пересечения адресных пространств разных клиентов.

В рамках данной услуги для абонента выделяется уникальный VRF и RD. Каждый из узлов корпоративного клиента подключается к магистральному оборудованию узлов ММ ТС (граничным маршрутизаторам). Подключение клиентов к ВЧС/IP VPN осуществляется с использованием интерфейсов G.703/G.704 или Ethernet10/100BaseT.

В качестве устройства клиентского доступа используется маршрутизатор (CE).

Формирование таблицы маршрутизации ВЧС абонента может выполняться двумя способами:

— с использованием статической маршрутизации;

— с использованием протоколов динамической маршрутизации.

Любой из узлов корпоративного абонента может использовать тот или иной метод по выбору абонента. При использовании статической маршрутизации диапазоны адресов (префиксы), выделенные для узла абонента, прописываются на соответствующем граничном маршрутизаторе магистрального узла ММ ТС.

При использовании динамической маршрутизации объявление префиксов, используемых узлом клиента, осуществляется с помощью протоколов BGP, OSPF, RIPv2, и EIGRP.

Дальнейшее распространение префиксов, прописанных статически или полученных от клиента по протоколу динамической маршрутизации, внутри ММ ТС осуществляется средствами многопротокольных расширений BGP (MP-BGP).

На рисунке 1.1 можно увидеть схему организации связи и предоставления услуги IP ВЧС.

Рисунок 1.1 — Схема организации связи предоставления услуги IP ВЧС мультисервисный транспортный сеть Транзит трафика технологических подсистем.

Проектируемый участок ММ ТС ОАО «МегаФон» в г. Астрахань и г. Элиста предоставляет возможность транзита следующего вида трафика технологических подсистем и корпоративных приложений ОАО «МегаФон»:

— трафика информационных систем: программы работы с абонентской БД, SAP/R3,трафика АСР, трафика терминальных клиентов (CitrixMetaframe), трафика корпоративных WEB-приложений;

— трафика сигнализации SigTran (CC7);

— трафика GB (GPRS);

— трафика с использованием протокола TAP;

— трафика видеоданных;

— трафика IP-телефонии;

— трафика автоматизированной системы расчетов (АСР).

Транзит трафика вышеперечисленных технологических подсистем и приложений предлагается осуществлять в соответствующих ВЧС (VRF) ММ ТС. Для обеспечения параметров качества обслуживания (требуемая/предельная полоса пропускания, допустимые потери и задержки) для различных типов трафика на интерфейсах граничных маршрутизаторов ММ ТС необходимо сконфигурировать соответствующие профили политик QoS.

Необходимо отметить, что названия ВЧС (VRF) и адресация технологических подсистем в настоящем проекте не рассматривается.

1.2 Основные проектные решения

Технологии ММ ТС.

Согласно техническому заданию на разработку рабочего проекта, в качестве технологии организации транспортной среды ММ ТС используется технология IP/MPLS.

Технология MPLS объединяет возможности технологий маршрутизации и коммутации и обеспечивает следующую функциональность:

— построение виртуальных частных сетей (VPN) второго и третьего уровней;

— передачу данных с заданным качеством обслуживания на основе атрибутов QoS;

— эффективное использование доступной пропускной способности сети и защищенность услуг от сбоев в сети (функция TrafficEngineering).

В соответствии с архитектурой построения IP/MPLS сетей выделяют четыре вида магистральных устройств, в зависимости от выполняемых функций:

— маршрутизаторы Ядра (MPLSP). Магистральные устройства MPLS, отвечающие только за коммутацию по меткам и пропуск транзитного трафика, и не участвующие в обмене маршрутной информацией VPN, определенных на сети.

— граничные Маршрутизаторы (MPLSPE). Магистральные устройства MPLS, отвечающие за вход клиентского трафика в MPLS домен, присвоение начальных меток и VPN идентификаторов.

— коммутаторы доступа L3 (Multi-VRFCE). Устройства, отвечающие за разделение трафика различных клиентов на отдельные L3 VPN средствами технологии VRF-Lite, без поддержки технологии MPLS.

— устройства доступа (CECustomerEdge). Осуществляют обмен маршрутной информацией с PE или Multi-VRFCE. Не требуют специальной модификации для поддержки MPLS.

Определение маршрутов в MPLS-домене производится средствами протоколов маршрутизации IGP (OSPF). Обмен маршрутной информацией внутри VPN осуществляется средствами протокола маршрутизации MP-BGP. Передача пакетов через узлы сети осуществляется коммутацией по значениям меток (label), вычисленным и распространенным по узлам сети вдоль маршрута с помощью протокола LDP. Технология MPLS предусматривает выделение для каждого клиента отдельной виртуальной таблицы маршрутизации (VirtualRoutingandForwardingTable, VRF). В таблице VRF хранятся данные обо всех маршрутах, известных маршрутизатору PE, втой или иной VPN.

Технология VRF-Lite позволяет реализовать возможность выделения клиентских VPNв отдельные таблицы VRF локально на устройстве оператора (Multi-VRFCE), не поддерживающем MPLS. Подключение устройства Multi-VRFCEк PE-маршрутизатору осуществляется по аналогии с традиционным PE-CE соединением — на каждый клиентский VRF отдельное логическое подключение.

Магистральный маршрутизатор Cisco 7206VXRсовмещает в себе функционал Pи PE. Коммутатор Catalyst4948 является устройством Multi-VRFCE, а коммутаторы CiscoCatalyst2960 являются устройствами доступа.

Для резервирования клиентского доступа на оборудовании PEи Multi-VRFCE узла ММ ТС в г. Астрахань, а также на оборудовании PEв г. Элиста, используется технология HotStandbyRouterProtocol (HSRP). Клиенты локальной сети (VLAN) используют в качестве шлюза по умолчанию виртуальный адрес, настроенный на основном и резервном устройстве PE/Multi-VRFCE. В обычном режиме маршрутизацию клиентского трафика выполняет основное устройство. При выходе из строя основного устройства функционал маршрутизатора по умолчанию для подсети выполняет резервное устройство.

Схема существующей транспортной сети изображена на рисунке 1.2.

Рисунок 1.2 — Схема существующей транспортной сети Каналы связи.

Для организации межузлового подключения узла ММ ТС в г. Астрахань к центральному узлу ММ ТС в г. Самара в качестве основного канала используется существующая транспортная сеть SDHОАО «МегаФон» с применением существующего каналообразующего оборудования SDHLucentTechnologies. В качестве резервного канала, организованного между узлами в гг. Астрахань и Элиста, используется арендованный канал связи ISDNE1 TDM, предоставляемым оператором связи ОАО «Ростелеком». Для этих целей на узле в г. Астрахань предусматривается установка мультиплексора Metropolis ADM UniversalShelf (компании LucentTechnologies).

Для организации межузловых подключений узла ММ ТС в г. Элиста к центральному узлу ММ ТС в г. Самара, а также к узлу в г. Астрахань, в качестве основного и резервного каналов используются арендованные каналы ISDNE1 TDM, предоставляемые оператором связи ОАО «Ростелеком», с применением существующего канального оборудования SDHL ucent Technologies.

В связи с тем, что данным проектом предусматривается использование существующих каналов связи, получение технических условий на присоединение узлов ММ ТС к сетям оператора связи и непосредственное присоединение осуществляется силами Заказчика.

Пропускная способность и тип каналов связи, выделяемых для организации основных и резервных подключений узлов ММ ТС, представлена в таблице 1.1.

Таблица 1.1 — Тип и пропускная способность каналов связи

Организация динамической маршрутизации в ММ ТС.

Коммутация пакетов в MPLS домене осуществляется в соответствии с таблицей коммутации по меткам LFIB (labelforwardinginformationbase), сгенерированной во время инициализации сети, на основании маршрутной информации, полученной с помощью внутренних, для MPLS домена, протоколов динамической маршрутизации (IGP), а так же протокола LDP. Передача клиентской маршрутной информации осуществляется с помощью отдельного протокола маршрутизации, в архитектуре MPLS сетей данную функцию выполняет протокол BGP. Таким образом, можно выделить два вида адресных пространств:

— глобальное адресное пространство. Непосредственно транспортные подсети, используемые на магистральных MPLS устройствах.

— частное адресное пространство. Внутренняя адресация клиентских VPN.

Таким образом, в МС СПД задействованы следующие процессы маршрутизации:

— «Глобальный» IGP;

— MP-BGP;

«Глобальный» IGP домена MPLS обеспечивает установление связей по протоколу IP между виртуальными интерфейсами (Loopback100) маршрутизаторов PE в MPLS домене. Протокол IGP необходим для распространения меток MPLS и корректной работы протокола MP-BGP. В ММ ТС в качестве «Глобального» IGP используется OSPF с одной «backbonearea» областью.

Протокол MP-BGP необходим для обмена маршрутной информацией IP-VPN между граничными PEмаршрутизаторами узлов ММ ТС. Используется частный номер автономной системы — 64 799.

Маршрутизация BGP.

Передача клиентской маршрутной информации (VPN) между граничными маршрутизаторами узлов ММ ТС осуществляется с помощью протокола маршрутизации BGP. В сети MPLS предусматривается выделение для каждого клиента отдельной виртуальной таблицы маршрутизации VRF и уникального идентификатора маршрутов (RouteDistinguisher, RD). Поскольку в таблицах VRF используются не адреса IPv4, адреса VPN-IPv4, BGP поддерживает многопротокольное расширение MP-BGP, позволяющее распространять данные об этих маршрутах VPN-IPv4. Адрес VPN-IPv4имеет 12-байт и начинается с 8 байт идентификатора маршрута RD и завершается четырьмя байтами адреса IPv4. В качестве источников обновлений (идентификаторовRouter-ID) в процессе BGP используются управляющие Loopback интерфейсы.

Если два VRF используют один и тот же адресный префикс IPv4, PE транслирует их в уникальный адресный префикс VPN-IPv4, добавляя уникальный для VRF идентификатор RD.

План IP-адресации узлов ММ ТС.

Выделение подсетей осуществляется в соответствии с принципами адресации узлов ОАО «МегаФон», а именно:

— для адресации управляющих интерфейсов магистрального оборудования выделяется подсеть в виде 10.R.0.0/27, где R — автомобильный код субъекта РФ;

— для межузловой адресации выделяется подсеть в виде 10.R.250.0/25;

— для внутриузловой адресации выделяются подсети 10.R.200.0/25 и 10.R.6.0/24.

План IP-адресации узла ММ ТС в г. Астрахань.

Для узла ММ ТС в г. Астрахань выделяется пул адресов: 10.30.0.0/16.

Для нужд управления магистральным оборудованием в регионе выделяется блок 10.30.0.0/27 (32 хоста). На каждый управляющий Loopback100 интерфейс магистрального оборудования (PE-маршрутизаторы, L3-коммутаторы) выделяется один адрес с маской /32.

Управляющие Loopback100 интерфейсы маршрутизаторов также используются в качестве идентификаторов (Router-ID) в процессах OSPF, LDP, BGP и MPLS-TE.

Для управляющих Loopback100 интерфейсов маршрутизаторов MPLSBGP и коммутаторов применяются следующие адреса:

— iBR01-main-ast — 10.30.0.1/32;

— iBR02-main-ast — 10.30.0.2/32;

— switch01-core-ast — 10.30.0.3/32;

— switch02-core-ast — 10.30.0.4/32.

Распределение блока адресов под межузловые подключения магистрального оборудования на подсети представлен ниже:

— «Самара — Астрахань» — 10.30.250.0/30 (основной канал EoSDH);

— «Астрахань — Элиста" — 10.30.250.128/30 (резервный канал Е1).

Для внутриузловой адресации «точка-точка» (point-to-point) соединений между магистральным оборудованием (соединения PE — PE, PE — CE, CE — CE) используется блок адресов 10.30.200.0/25. На каждое соединение выделяется транспортная подсеть с маской /30 на два хоста.

Распределения блока внутриузловой адресации узла представлен ниже:

— 10.30.200.0/30 — подсеть подключения PE-PE;

— 10.30.200.4/30 — подсеть подключения CE-CE;

— 10.30.200.8/30 и 10.30.200.12/30 — подсети подключения PE-CE.

План IP-адресации узла ММ ТС в г. Элиста.

Для узла ММ ТС в г. Элиста выделяется пул адресов: 10.8.0.0/16.

Для нужд управления магистральным оборудованием в регионе выделяется блок 10.8.0.0/27 (32 хоста). На каждый управляющий Loopback100 интерфейс магистрального оборудования (PE-маршрутизаторы, L3-коммутаторы) выделяется один адрес с маской /32.

Управляющие Loopback100 интерфейсы маршрутизаторов также используются в качестве идентификаторов (Router-ID) в процессах OSPF, LDP, BGP и MPLS-TE.

Для управляющих Loopback100 интерфейсов маршрутизаторов MPLSBGP и коммутаторов применяются следующие адреса:

— iBR01-main-els — 10.8.0.1/32;

— iBR02-main-els — 10.8.0.2/32.

Распределение блока адресов под межузловые подключения магистрального оборудования на подсети представлен ниже:

— «Самара — Элиста» — 10.8.250.0/30 (основной канал E1);

— «Астрахань — Элиста" — 10.8.250.128/30 (резервный канал Е1).

Для внутриузловой адресации «точка-точка» (point-to-point) соединений между магистральным оборудованием (соединения PE — PE, PE — CE, CE — CE) используется блок адресов 10.8.200.0/25. На каждое соединение выделяется транспортная подсеть с маской /30 на два хоста.

Распределения блока внутриузловой адресации узла представлен ниже:

— 10.8.200.0/30 — подсеть подключения PE-PE;

— 10.8.200.8/30 и 10.8.200.12/30 — подсети подключения PE-CE.

Обеспечение качества обслуживания (QoS).

Поскольку операторская сеть используется для предоставления услуг Заказчиками со специфическими требованиями по качеству (задержки, потери, джиттер), механизмы обеспечение качества обслуживания (QualityofServices, QoS) должны быть обеспечены как на магистральном уровне мультисервисной сети, так и на уровне доступа.

Масштабируемость и стабильность механизмов обеспечения QoS являются неотъемлемыми требованиями к операторской сети. Возможность объединять многочисленные потоки клиентского трафика в ограниченное количество классов сервисов (serviceclasses) и применять механизмы обеспечения качества на уровне классов позволяют обеспечить выполнение этих требований.

Настоящим проектом предусматривается реализация обеспечения QoS на основе модели дифференцированных сервисов (DiffServModel).

На входе IP-пакета в магистраль MPLS значение поля DSCP (CS) по умолчанию копируются в поле EXP всех меток MPLS (MPLS/VPN- 2 метки, использование технологии TE добавляет еще одну метку). При необходимости, значение поля EXP можно изменить средствами механизмов QoS (перемаркировка).

Механизм туннелирования MPLSDiffServ позволяет оператору связи обеспечить прозрачное прохождение клиентских политик QoS (маркировка DSCP/IPPrec) через MPLS сеть, в которой задействована своя политика QoS (маркировка MPLSEXP). Поскольку одним из условий Заказчика было разделение доменов QoS (операторская политика отдельно от клиентских), а исходящий QoS выполнять на основе полей DSCP/IPPre cклиентского IP-трафика, сеть ММ ТС строится на основе модели туннелирования Shortpipe.

Классификация и маркировка в граничные классы выполняется на маршрутизаторах Cisco 7206VXR (PE). На границе MPLS-домена на PE маршрутизаторах (Cisco7206), выполняется классификация граничных классов в магистральные, а также маркировка по полю MPLSEXP.

Задержка трафика в очередь на отправку на магистральных интерфейсах может быть необходимым в связи с различием пропускной способности канала от линейной скорости интерфейса в сторону каналообразующего оборудования. Проектом ММ ТС предусмотрено ограничение трафика методом задержки в очереди на магистральном интерфейсе основного подключения в г. Астрахань через канал связи EoSDH, поскольку линейная скорость подключения составляет 100Мбит/с (100BaseT), а предоставляемая на оборудовании SDH полоса пропускания — 50Мбит/с.

Управление перегрузками является необходимым при возникновении переполнения очереди передачи трафика интерфейса (interfacecongestion). При этом требуется обеспечить определенную минимальную полосу для приоритетных классов и разрешить сброс превышающего менее приоритетного трафика. Проектом ММ ТС предусматривается использование механизма Class-BasedWeightedFairQueuing (CBWFQ), который позволяет для каждого из классов трафика, определенных в процессе классификации, выделить величину гарантированной полосы пропускания (размер в Кбит/с или % (процент) от общей полосы канала). Для голосового трафика (класс Real-Time) средствами механизма LowLatencyQueuing (LLQ) обеспечиваются минимальные задержки и потери.

При возникновении переполнения очереди пакетов на интерфейсе часть пакетов требует сброса. Поверхностный сброс (taildrop) всего трафика может привести к глобальной синхронизации TCPи вызвать волнообразные скачки потерь трафика, в том числе приоритетного. Механизм предотвращения перегрузок (WeightedRandomEarlyDetection, WRED) позволяет в разрезе приоритетности трафика (IPPrecedence)отслеживать пороги переполнения очереди передачи и выполнять предварительный выборочный сброс низкоприоритетного трафика. Проектом ММ ТС предусматривается использование механизма WRED только для двух классов трафика (Critical, BE) тогда как сброс трафика остальных классов — поверхностный (в целях минимизации задержек и джиттера). Учитывая, что класса Critical (CS3) более приоритетен, чем BE (CS0), выборочный сброс трафика класса BEбудет выполняться в первую очередь, а затем выборочный сброс трафика Critical.

используемое на существующей ММ ТС, как обеспечивается качество обслуживания сети, как организованна динамическая маршрутизации в ММ ТС, план IP-адресации на узлах ММ ТС, какие используются каналы связи, какой трафик предоставляет проектируемый участок, общие принципы организации доступа к услугам заказчика.

2. ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ ТРАНСПОРТНОЙ СЕТИ MPLS

2.1 Состав оборудования ММ ТС

Состав оборудования узла ММ ТС в городе Астрахань.

В проектируемом узле на уровне ядра сети используются существующие дублирующие друг друга маршрутизаторы Cisco 7206VXR.

В качестве коммутаторов доступа предусматриваются CiscoCatalyst4948 (48 порта 10/100/1000BaseT, 4 слота для интерфейсных модулей SFP 1000BaseT/LX/LH).

На узле также предусматривается установка мультиплексора MetropolisADMUniversalShelf для организации канала до оператора связи. Мультиплексор оснащается платами STM-4, E1 и Ethernet.

Внутриузловые подключения осуществляются витой парой интерфейсом 1000BaseT. Подключение к проектируемому мультиплексору осуществляется интерфейсами 100BaseTи E1 по витой паре UTP. Подключение между мультиплексорами осуществляется интерфейсом STM-4 оптическим патчкордом.

Состав оборудования узла ММ ТС в г. Элиста.

В проектируемом узле на уровне ядра сети устанавливаются дублирующие друг друга маршрутизаторы Cisco 7206VXRс совмещенным функционалом P/PE, оснащенные управляющими модулями NPE-G1, модулями памяти по 512 Mb, интерфейсными платами PA-VC-8TE+. Маршрутизаторы оснащаются двумя блоками питания, работающими в режиме Active/Standby.

В качестве коммутаторов доступа предусматриваются CiscoCatalyst2960 (24 порта 10/100BaseT, 2 uplinkпорта 1000BaseT).

Внутриузловые подключения осуществляются витой парой интерфейсом 1000BaseT. Подключение к существующему мультиплексору MetropolisAMU осуществляется интерфейсами E1.

Описание коммутаторов

1) Коммутатор CiscoCatalyst 4948 это высокоскоростной проводной коммутатор с фиксированной конфигурацией, оптимизированный для серверной коммутации, с низкой задержкой, поддерживающий 2, 3 и 4 уровни и имеющий форм-фактор 1RU. Основанный на проверенной аппаратной и программной архитектуре CiscoCatalyst 4500 серии, коммутатор CiscoCatalyst 4948 предлагает исключительную производительность и надежность, многоуровневую агрегацию высокопроизводительных серверов и рабочих станций.

Высокая производительность и масштабируемость интеллектуальных сетевых служб становится доступной благодаря специализированным ресурсам, известным как тарнарная контентно-назначаемая ассоциативная память (TCAM). Обширные ресурсы TCAM (64,000 записей) делают доступным высокофункциональный потенциал, обеспечивая маршрутизацию и коммутацию на скорости порта с возможностью одновременной подготовки к инициализации таких служб, как качество обслуживания (QoS) и безопасность, что позволяет обеспечить соответствие сегодняшним сетевым требованиям масштабируемости и широкие возможности для будущего расширения.

Коммутатор оборудован 48 портами 10/100/1000BASE-T и четырьмя портами 1000BASE-X SmallForm-FactorPluggable (SFP)

Дополнительную надежность эксплуатации обеспечивают два отсека под блоки питания и блок высокопроизводительных вентиляторов, все с возможностью «горячей» замены.

2) Коммутаторы CiscoCatalyst серий 2960-S и 2960 являются ведущими продуктами среди коммутаторов второго уровня. Их использование позволяет упростить эксплуатацию ИТ-инфраструктуры, повысить уровень безопасности бизнес-процессов, обеспечить устойчивую работу сети, а также предоставить пользователям возможность работы в «сетях без границ» .

Коммутаторы CiscoCatalyst серии 2960-S поддерживают новую технологию стекирования коммутаторов CiscoFlexStack с использование сетевых подключений 1 и 10 Гбит/с, а также технологию Powerover EthernetPlus (PoE+) с коммутаторами CiscoCatalyst серии 2960, обеспечивающими поддержку сетевых подключений FastEthernet и поддержку PoE.

Коммутаторы CiscoCatalyst серии 2960-S и 2960 — это коммутаторы доступа с фиксированной конфигурацией, предназначенные для сетей крупных и средних предприятий, а также их филиалов, позволяющие снизить совокупную стоимость владения.

Размещение проектируемого оборудования.

Помещения узлов ММ ТС, в которых размещается проектируемое оборудование должно соответствовать следующим требованиям:

— высота помещения от пола до выступающей части потолка, не менее, мм — 2200;

— внутренняя температура — (+5+40) С.

— в помещениях с избытками явного тепла необходимо предусматривать регулирование подачи теплоносителя для соблюдения нормативных параметров микроклимата.

— помещение должно быть оборудовано пожарной сигнализацией с установкой дымовых датчиков.

— уровни звука и эквивалентные уровни звука в помещениях, где работают инженерно-технические работники, осуществляющие лабораторный, аналитический и измерительный контроль, — (50−60) дБА.

— размеры дверных проёмов принимаются с учётом размеров технического оборудования.

— относительная влажность воздуха в рабочей зоне по технологическим требованиям ГОСТ 15 150–69 — (50−80)%.

— внутренняя отделка помещения: покрытие стен, потолка, пола не должно накапливать пыль и выделять вредно влияющие вещества на аппаратуру (пары соединений серы, хлора, фтора).

— покрытие пола не должно накапливать статического электричества (антистатический линолеум), либо должны иметься антистатические коврики.

— устройства визуального отображения (мониторы) не должны накапливать статического электричества и не должны иметь бликов.

Проектируемые узлы размещаются на приспособленных площадях технических помещений подразделений ОАО «МегаФон», которые удовлетворяют перечисленным выше требованиям.

Согласно Акту согласования проектных решений для размещения проектируемого оборудования используются проектируемые специализированные телекоммуникационные шкафы (стойки) со стандартными 19-ти дюймовыми монтажными профилями производства фирм Rittalи AESP. Вновь устанавливаемое оборудование имеет в комплекте специальные крепежные элементы для монтажа в 19-ти дюймовые шкафы.

Фасады телекоммуникационных шкафов каждого из узлов ММ ТС с размещением проектируемого оборудования представлены в соответствующих книгах Рабочей документации (1611Т/03/07/П4/1-РП2-СС).

Проверочный расчет несущей способности перекрытий в помещениях и допустимость догружения плит опорных конструкций с учетом существующей нагрузки определяется службами Заказчика.

2.2 Сравнение и выбор оборудования

Маршрутизатор магистральной сети.

Рассмотрим оборудование разных фирм-производителей, которое можно использовать в качестве маршрутизаторов магистральной сети. В таблице 2.1 представлено несколько маршрутизаторов, поддерживающих технологию IP/MPLS.

Таблица 2.1 — Технические характеристики маршрутизаторов магистральной сети

Самые распространенные в отрасли универсальные граничные маршрутизаторы для крупных предприятий и операторов связи. Маршрутизаторы серии Cisco 7200 отличаются превосходным соотношением цена/производительность, предлагая самый широкий спектр поддерживаемых интерфейсов и непревзойденный набор функций. Компактные по размерам и построенные на высокопроизводительных модульных процессорах, в том числе на процессоре Cisco 7200 NPE-G1, эти устройства отличаются самой высокой в отрасли эксплуатационной надежностью и удобством в управлении. Благодаря модульной архитектуре эти маршрутизаторы позволяют создавать масштабируемые решения, отвечающие самым различным требованиям к плотности, производительности и ассортименту услуг, одновременно обеспечивая защиту инвестиций с учетом будущего развития сети.

В числе преимуществ маршрутизаторов серии Cisco 7200:

— поддержка самого широкого спектра функций IP/MPLS в программном обеспечении Cisco IOS (управление качеством обслуживания, агрегирование широкополосных подключений, безопасность, мультисервисный доступ, мультипротокольная коммутация на основе меток и другие);

— широкий ассортимент гибких, модульных интерфейсов (от DS0 до OC12);

— поддержка интерфейсов Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, Packet Over Sonet и других;

— полностью модульная конструкция в формате 3RU;

— полная поддержка терминации L2TP и PPP;

— поддержка до 16 000 широкополосных абонентских сессий;

— акселератор услуг на базе технологии Cisco PXF;

— поддержка различных протоколов;

— низкие первоначальные капиталовложения;

— масштабируемость и гибкость; идеально подходят для модернизации сетей.

Функции

1) управление:

— поддержка всех функций ПО Cisco IOS;

— технология NetFlowaccounting дает возможность собрать подробную статистику использования сетевых ресурсов для ведения учета, системы тарификации и планирования будущего роста сети;

— большой спектр функциональности управления полосой пропускания и сетевыми перегрузками;

— агрегирование подписчиков сетей широкополосного доступа;

— функциональность ServiceSelectionGateway (SSG) позволяет реализовать разграничение доступа к услугам с возможностью динамического выбора необходимых услуг на основе желаний подписчика;

— поддержка технологии многопротокольной коммутации на основе признаков (MPLS);

— возможность интеграции со шлюзами ОКС-7 для построения крупномасштабных сетей доступа;

— гибкость мультисервисных приложений благодаря встроенной шине MIX.

2)производительность:

Многофункциональные платформы Cisco 7200 представляют собой эффективную с точки зрения стоимости систему, сочетающую в себе возможности поддержки следующих технологий:

— высокая производительность благодаря применению технологии параллельной скоростной пересылки PXF (ParalleleXpressForwarding);

— гибкая модульная структура, поддержка интерфейсов Multichannel STM-1, FastEthernet, GigabitEthernet, PacketOver SONET/SDH и др.;

— IP и ATM QoS/CoS;

— поддержка MPLS VPN и L2TP;

— многообразие IP сервисов и терминирование PPP;

— поддержка мультисервисных функций.

Внутренняя шина поддерживает MIX (MultiserviceInterchange) — коммутацию DS0 каналов к любому интерфейсному модулю. Поддержка MIX позволяет интегрировать на одном интерфейсе голос и данные.

Cisco 7200 может выступать в роли гибкого шлюза между различными средами передачи голоса: ATM, FrameRelay и IP.

Cisco 7200 поддерживает следующие стандарты передачи голоса:

— VoATM с использованием уровня адаптации ATM AdapterLayer 2 (AAL2);

— FRF. 11 and FRF. 12;

— H. 323 v2;

— Media Gateway Control Protocol (MGCP).

Функциональность в качестве голосового шлюза дополняется возможностью преобразования телефонных сигнализаций. Маршрутизатор может обеспечивать взаимодействие сетей с сигнализацией SignallingSystemNo. 7 (SS7) и поддерживает следующий набор сигнальных стандартов:

— T1 Channel Associated Signaling (CAS);

— E1 CAS;

— Q. SIG;

— Primary Rate Interface (PRI) Q. 931 user side;

— PRI Q. 931 network side;

— E1-R2 сигнализацию;

— прозрачная передача любой сигнализации CCS — Transparent Common Channel Signaling.

Поддержка кодеков: G. 728, G. 723.1, G729a/b, G. 726 и G. 711.

Поддерживает общие для серий Cisco 7200, Cisco 7100, Cisco 7400 и Cisco 7500 модули расширения.

Поддержка аппаратного ускорения шифрации данных по технологии IPSec (модули SA-ISA, SA-VAM).

3)отказоустойчивость:

Для обеспечения отказоустойчивости системы в устройствах серии Cisco 7200 предусмотрена возможность подключения двух источников питания, а также возможность замены интерфейсных модулей без остановки работы устройства.

Поддержка маршрутизаторами Cisco 7200 протокола Cisco IOS HotStandbyRouterProtocol (HSRP) обеспечивает возможность быстрого перехода на резервное оборудование в случае отказа части сетевых устройств или соединений.

Резервный внутренний источник питания обеспечивает равномерную нагрузку по питанию и удваивает время наработки на отказ.

4) Безопасность:

Маршрутизаторы Cisco серии 7200VXR работают под управлением ПО Cisco IOS и позволяют реализовывать на практике сервисы QoS, усилить безопасность и использовать сжатие и шифрование трафика.

Адаптер ISA (IntegratedServicesAdapter) реализует высокопроизводительное туннелирование трафика, а также сервисы шифрования для сетей WAN и VPN.

Дополнительные меры безопасности:

— межсетевой экран, контекстная проверка трафика (CBAC) и предотвращение сетевых атак (IDS);

— трансляция сетевых адресов (NAT);

— фильтры трафика (ACL);

— фиксированная скорость доступа (CommittedAccessRate, CAR);

— поддержка протокола HSRP.

Возможности программного обеспечения для агрегации широкополосных пользовательских сервисов включают:

— PPP поверх ATM или Ethernet;

— Route Bridged Encapsulation;

— аутентификацию PAP/CHAP и поддержку протоколов RADIUS и TACACS;

— поддержку туннелирования L2TP, PPT и ATMP;

— поддержку MPLS VPN и Full L2TP;

— различные дополнительные сервисы, в том числе с аппаратными услугами PXF.

В таблице 2.2 представлены технические характеристики маршрутизатора Cisco 7206VXR.

Таблица 2.2 — Технические характеристики

Выбор оптической системы передачи.

Непрерывно возрастающие объемы трафика требуют повышения пропускной способности оптических магистралей. Кроме тривиального повышения скоростей передачи существует и другой способ решения данной задачи — уплотнение (мультиплексирование) каналов. Наиболее развитой в настоящее время является технология оптического спектрального уплотнения, называемая обычно мультиплексированием с разделением по длине волны — WavelengthDivisionMultiplexing (WDM).

Принцип ее действия очень прост: потоки данных от отдельных источников переносятся световыми волнами разной длины (каждому каналу принадлежит своя длина — т. е. частота, а значит и цвет) и объединяются мультиплексором в единый многочастотный сигнал, который передается по оптическому волокну. На приемной стороне происходит обратное преобразование (см. рисунок 2.1).

Рисунок 2.1- Обратное преобразование данных Технология WDM соответствует физическому уровню сетевых взаимодействий и работает независимо от типа и формата передаваемых данных, то есть является протокольно независимой. К WDM мультиплексору можно подключить практически любое оборудование: SONET/SDH, ATM, Ethernet. Подобная гибкость в сочетании с огромной (по текущим меркам) пропускной способностью делает WDM идеальной технологией для магистральной сети.

WDM бывает двух видов: плотное волновое мультиплексирование — DenseWavelengthDivision (DWDM) и грубое волновое мультиплексирование CoarseWavelengthDivision (CWDM).

DWDM может обеспечить большое число спектральных каналов на одно оптоволокно (32, 64 или даже 128). Отсюда ее основная отличительная особенность — малые расстояния между мультиплексными каналами (а значит высокая технологическая прецизионностьи следовательно цена).

CWDM системы рассчитаны на меньшее число каналов (4, 8 или 16). Поэтому в них спектры соседних информационных каналов расположены на гораздо больших расстояниях друг от друга, чем в DWDM (следовательно, оборудование — проще, цена — ниже). Так же следует отметить, что скорости передачи CWDM систем несколько ниже, чем у DWDM.

В качестве оборудования оптического доступа к магистрали рассмотрим оборудование, построенное на базе технологии DWDM.

Рассмотрим DWDMоборудование различных фирм производителей. Сравнительный обзор DWDMоборудования представлен в таблице 2.3

Таблица 2.3 — Сравнительный обзор DWDMоборудования

Для построения магистральной сети рекомендовано использовать оборудование фирмы HuaweiTechnologiesOptiXMetro 6100, которое удовлетворяет потребности в скорости передачи 10 Гбит/с. Выбор оборудования и поставщика был обусловлен рядом факторов. Так, на магистральной сети ОАО Мегафон" для связи с другими регионами уже используется оборудование фирмы HuaweiOptixMetro. Система управления трафиком тоже уже знакома специалистам ОАО «Мегафон». К тому же на магистральной сети также используются маршрутизаторы этой фирмы. Кроме того, следует учесть большой опыт работы Huawei по строительству в России DWDM-сетей на аналогичном оборудовании для других операторов и оптимальное соотношение цена/качество для данного оборудования.

OptiXMetro 6100.

Мультисервисная транспортная платформа OptiXMetro 6100 является DWDM оборудованием для городских сетей передачи, способное обеспечить доступ очень широкого спектра услуг: PDH, FISCON/ESCON/Fiberchannel, FE/GE, STM-64/16/4/1, STM-16c/STM4c (POS/ATM), OC-192/48/12/3, OC-48c/OC-12c.

Система предназначена для использования на городских транспортных сетях большой емкости.

Характеристики:

— Максимальная емкость системы — 32 канала, что составляет 320Гбит/с или 640 Гбит/с без защиты.

— гибкое наращивание емкости системы от 1 до 32 длин волн без использования дополнительных ресурсов кабельной сети.

— архитектура системы: двухволоконная, двунаправленная.

— типы систем: открытая/встроенная/смешанная. На системы могут применяться оптические преобразователи (OTU) для связи с SDH оборудованием или принимать «окрашенный» сигнал от SDH или комбинацию двух этих способов.

— типы сетевой защиты: резервирование оптического пути, защита оптического пути с 1+1 OTU резервированием. Применимость всех типов резервирования для SDH: SNCP, MS-SPRing, VP ring/ IP ring.

— единая платформа для передачи услуг: PDH, FISCON/ESCON/Fiberchannel, FE/GE, STM-64/16/4/1, STM-16c/STM4c (POS/ATM), OC-192/48/12/3, OC-48c/OC-12c.

— тип используемого волокна: G.652, G.655.

— эффективное использование емкости за счет мультиплексоров TMUX: 4×2.5Гбит/с в один 10Гбит/с, 8xGE в один 10Гбит/с, 155/622Мбит/с и 1GE в один 2.5Гбит/с, 4×155/622Мбит/с (SDH/POS/ATM) в один 2.5Гбит/с, 2xGE в один 2.5Гбит/с

— быстрая идентификация ошибок: дистанционный мониторинг байтов B1, B2, J0 и проверка ошибок при передачи пакетов .

— встроенный анализатор спектра

Схема сети.

Рассмотрим технологию IP/MPLS на построении новой магистральной сети на участке г. Астрахань — г. Элистаг. Самара, что позволит улучшить качество обслуживания абонентов сети, увеличит пропускную способность транспортной сети, предоставления мультисервисных услуг и повысит надежность каналов связи предоставляемых в аренду сторонним организациям. Для этого необходимо установить следующее оборудование.

В г. Элиста предлагается установить оборудование IP/MPLS типа Cisco7206VXR производства фирмы Cisco, в количестве двух маршрутизаторов, дублирующих друг друга.

Для сопряжения с волоконно-оптической линией предлагается использовать оборудование системы передачи OptiXMetro 6100.

В г. Астрахань предлагается провести следующую модернизацию. В зале MSC установить 2 маршрутизатора IP/MPLS типа Cisco7206VXR производства фирмы Cisco и две системы передачи OptiXMetro 6100 для передачи трафика в направлении г. Элиста и г. Самара.

В г. Самара необходимо установить две системы передачи OptiXMetro 6100 для передачи трафика в направлении г. Элиста и г. Астрахань.

На рисунке 2.2 изображена схема модернизированной транспортной сети MPLS

Рисунок 2.2 — Схема модернизированной транспортной сети MPLS

Произведен выбор и сравнение оборудования для модернизации сети. Выбрана мультисервисная транспортная платформа OptiXMetro 6100. В результате проведённой модернизации построена магистральная мультисервисная сеть на базе технологии IP/MPLS с высокой пропускной способностью и обладающая высокой надёжностью.

3. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

3.1 Расчет параметров проектируемой сети MPLS

Общее количество абонентских портов для всего проектируемого участка г. Астрахань — г. Элиста ММ ТС ОАО «МегаФон», согласно рабочей документации 1611Т/03/07/П4/1-РП2-СС, составляет 114 порта, из которых для узла в г. Астрахань предусматривается 52 порта 10/100/1000BaseTи 30 портов Е1, для узла в г. Элиста предусматривается 30 портов 10/100BaseT. Общее количество абонентов (массовых и корпоративных пользователей) для всего участка ММ ТС, согласно расчету, составляет 108 абонентов (83 абонентов на узле в г. Астрахань, 25 абонентов в г. Элиста).

Общий расчет сети по каждому узлу ММ ТС по количеству абонентов и абонентских портов, исходя из полосы пропускания магистрального канала связи, представлен в таблице 3, и производится по следующей методике: Количество корпоративных абонентов (Аб (Корп)) по отношению к общему количеству абонентов (Аб (узелМС)) на узле вычисляется по формуле (3.1):

на узле г. Астрахани:

на узле г. Элиста:

Количество массовых абонентов (Аб (масс)) по отношению к общему количеству абонентов на узле вычисляется по формуле (3.2):

на узле г. Астрахань:

на узле г. Элиста:

Для массового абонента узла ММ ТС в г. Элиста полоса потребления составит 0,256 Мбит/с, для корпоративного абонента — 0,512 Мбит/с. Таким образом, трафик Т (КорП), генерируемый корпоративными абонентами в г. Элиста, вычисляется по формуле (3.3):

Трафик Т (масс), генерируемый массовыми абонентами, рассчитывается при условии, что только 20% одновременного трафика массовых абонентов будет загружать канал связи (нагрузка в ЧНН), и вычисляется по формуле (3.4):

Для массовогоабонента узла ММ ТС в г. Астрахань полоса потреблениясоставит 1 Мбит/с, для корпоративного абонента — 2 Мбит/с. Таким образом, трафик Т (КорП), генерируемый корпоративными абонентами в г. Элиста, вычисляется по формуле (3.5):

ТрафикТ (масс), генерируемый массовыми абонентами, рассчитывается при условии, что только 20% одновременного трафика массовых абонентов будет загружать канал связи (нагрузка в ЧНН), и вычисляется по формуле (3.6):

Суммарный трафик предоставляемых коммерческих услуг по направлениям (нагрузка на канал связи) вычисляется по формуле (3.7):

на узле г. Астрахань:

на узле г. Элиста:

Расчет абонентской емкости участка ММ ТС можно увидеть на в таблице 3.1

Таблица 3.1 — Расчет абонентской емкости участка ММ ТС

3.2 Расчет срока окупаемости проекта

В связи с тем, что строительство телекоммуникационной сети доступа имеет в виду ее коммерческое использование, то содержанием расчетов являются:

— расчет капитальных вложений на строительство IP сети;

— расчет срока окупаемости капитальных вложений.

Сметная стоимость на реконструкцию станционных сооружений представлена в таблице 3.2.

Таблица 3.2 — Сметная стоимость на реконструкцию станционных сооружений

Чтобы выяснить величину затрат на монтажные и измерительные приборы, нужно вычислить суммарную стоимость оборудования (из таблицы 3.2), и взять от нее15% по формуле (3.8):

где: КОБ-стоимость устанавливаемого оборудования;

Ст — стоимость затрат на монтажные и измерительные приборы.

КОБ=820 000+92000+4 000 000+540000 = 5 452 000 (тыс.руб.),

Ст=5 452 000· 0,15=817 800 (т.р) Общая стоимость станционных сооружений составила: К = 6269 800 тыс. руб.

Увеличение пропускной способности приведет к получению компанией дополнительного дохода за счет:

— отсутствия необходимости арендовать 5 потоков Е1 — 960 000 руб. в год;

— доход от сдачи в аренду не менее 50 потоков в аренду за 16 000 ежемесячно при этом единовременный (расходы на подключение) составляет 50 000;

— доход от сдачи VPN-каналов — 5000 за 1 канал ежемесячно, предполагается сдавать не менее 60 каналов.

Предполагаемый рост числа сдаваемых потоков и VPN-каналов по годам приведен в таблице 3.3.

Таблица 3.3 — Рост числа сдаваемых потоков и VPN-каналов по годам

Предполагаемый рост доходов компании по годам приведён в таблице 3.4.

Таблица 3.4 — Рост доходов компании по годам

Общая стоимость дохода считается по формуле (3.9):

где:

К — общая стоимость станционных сооружений;

Д — доход за год.

S= K/Д = 6269 800/5 620 000· 12=13.3, следовательно, примерный срок окупаемости составит 2 год и 1 месяц.

Вывод.

Рассчитана нагрузка на оборудование каждого узла ММ ТС: 101,00 Мбит/c и 7,68 Мбит/c. Общая нагрузка на каналы связи: 49 Мбит/с и 3,58 Мбит/с. Согласно данному расчету, суммарная нагрузка на оборудование каждого узла ММ ТС, создаваемая абонентским трафиком, не превышает мощности (производительности) проектируемых маршрутизаторов. Общая нагрузка на каналы связи, создаваемая абонентским трафиком, также не превышает объем канала от проектируемого оборудования до существующего оборудования операторов связи.

Был произведен расчет срока окупаемости проекта, который составил 2 года 1 месяц.

4. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ОБСЛУЖИВАНИИ СЕТИ MPLS

4.1 Организация работы по охране труда на предприятии

Обеспечение безопасных условий труда, управление охраной труда в организации осуществляет ее руководитель. Для организации работ по охране труда руководитель организации создает службу охраны труда, которая подчиняется непосредственно руководителю организации или главному инженеру.

Деятельность по охране труда в организации осуществляется в соответствии с действующим законодательством и в порядке, предусмотренном нормативными правовыми актами, содержащими государственные нормативные требования охраны труда.

Правовое обеспечение включает: соблюдение, исполнение и применение норм действующего законодательства в области охраны труда, применение юридической ответственности и других мер воздействия за нарушение законодательства в области охраны труда.

Нормативной базой данных охраны труда является система нормативных правовых актов, содержащих государственные нормативные требования охраны труда. Она состоит межотраслевых и отраслевых правил и типовых инструкций по охране труда, строительных и санитарных норм и правил, правил и инструкций по технике безопасности, правил устройства и безопасной эксплуатации, свода правил по проектированию и строительству, гигиенических нормативов и государственных стандартов по безопасности труда.

Организация работ по охране труда заключает следующие направления:

— обеспечение безопасности производственного оборудования, в том числе учет требований безопасности при создании, приобретении, монтаже (демонтаже) и эксплуатации производственного оборудования, оснастки и других технических средств;

— обеспечение безопасности производственных процессов;

— обеспечение безопасной организации труда (безопасной организации производства, безопасного состояния зданий, сооружений и территории организации, безопасного обслуживания и содержания рабочих мест, обучение работников охране труда обеспечение их средствами индивидуальной защиты);

— обеспечение благоприятных санитарно-гигиенических условий труда (параметров микроклимата на рабочих местах, уровней естественного и искусственного освещения рабочих мест, производственного шума вибрации, электромагнитных и других излучений, санитарно-бытовое обеспечение работников);

— обеспечение благоприятных психофизических условий труда, режимов труда и отдыха, лечебно-профилактическое обслуживание работников.

Оценка деятельности указанных направлений осуществляется по следующим видам работ:

— деятельность по проведению аттестации рабочих мест по условиям труда;

— деятельность службы охраны труда;

— организация обучения, проведение инструктажей и проверок знаний правил, норм и инструкций по охране труда;

— организация безопасного и безаварийного функционирования объектов повышенной опасности и безопасного выполнения работ с повышенной опасностью.

Основными критериями эффективности организации проведения работ по охране труда на производственном объекте должны быть:

— степень соответствия условий труда нормативным требованиям;

— уровень производственного травматизма;

— уровень организации работ по охране труда в организации.

Организация проведения работ по охране труда в организации включает обеспечение охраны труда работодателем и работником, деятельность службы охраны труда, планирование и реализация мероприятий по охране труда.

В подразделениях организации ответственным за организацию и состояние работы по охране труда являются начальники этих подразделений.

Использование вычислительной техники на всех этапах проектирования и производства многокаскадной коммутационного поля с параллельной идентификацией каналов связи, а также при его дальнейшей эксплуатации выдвигает проблему оздоровления и оптимизации условий труда оператора.

В процессе работы на компьютере здоровью людей могут угрожать факторы, вызванные преимущественно неправильной организацией работы, либо несоблюдением техники безопасности. Проведение мероприятий по улучшению рабочих мест, снижению травматизма и заболеваемости должно не только свести к минимуму риск работы на компьютере, но и сократить потери рабочего времени и повысить работоспособность и производительность труда.

Основными составляющими частями персонального компьютера (ПК) являются: системный блок и разнообразные устройства ввода/вывода информации: клавиатура, дисковые накопители, принтер, сканер, и т. п. Каждый персональный компьютер включает средство визуального отображения информации называемое по-разному — монитор, дисплей. Как правило, в его основе — устройство на основе электронно-лучевой трубки. ПК часто оснащают сетевыми фильтрами (например, типа «Pilot»), источниками бесперебойного питания и другим вспомогательным электрооборудованием. Все эти элементы при работе ПК формируют сложную электромагнитную обстановку на рабочем месте пользователя.

Типичным для операторов ЭВМ заболеванием является хронический синдром запястного канала, при котором напряженные ткани защемляют проходящий через запястье нерв, вследствие чего сначала возникает покалывание в пальцах, затем — сильная боль, и в самом тяжелом случае — потеря мышечных функций. По данным Джейн Э. Броди (NewYorkTimes, 3−4 марта 1995 г), в США 40% всех обращений работников за компенсациями, вызванными травмами кистей и рук, составляют люди получившие их вследствие работы на компьютере.

По обобщенным данным исследований, у работающих за монитором от 2 до 6 часов в сутки функциональные нарушения центральной нервной системы происходят в среднем в 4,6 раза чаще, чем в контрольных группах, болезни сердечно-сосудистой системы — в 2 раза чаще, болезни верхних дыхательных путей — в 1,9 раза чаще, болезни опорно-двигательного аппарата — в 3,1 раза чаще. С увеличением продолжительности работы на компьютере соотношения здоровых и больных среди пользователей резко возрастает.

Приведенные факты указывают на необходимость предусмотреть на этапе проектирования информационной системы меры по созданию безопасных и комфортных условий труда на рабочем месте пользователя.

Поддержание оптимальных параметров микроклимата в помещении.

Для обеспечения оптимальных параметров микроклимата необходимо чтобы температура в помещении была в пределах 18−22 градусов по Цельсию, относительная влажность была не менее 31−39% и скорость движения воздуха не более 0,1 м/c.

Для повышения влажности воздуха в помещениях следует применять увлажнители воздуха, заправляемые ежедневно дистиллированной или прокипяченной питьевой водой. Помещения периодически должны быть проветрены, что обеспечивает улучшение качественного состава воздуха, в том числе и аэроионный режим. Уровни положительных и отрицательных аэроионов в воздухе помещений должны соответствовать нормам: при оптимальном уровне это должно составлять n+: 1500−3000 и n-: 300−5000 число ионов в 1 см. куб. воздуха. Помещения должны оборудоваться системами отопления, кондиционирования воздуха или эффективной приточно-вытяжной вентиляции. Поверхность пола в помещениях эксплуатации должна быть ровной, без выбоин, нескользкой, удобной для очистки и влажной уборки, обладать антистатическими свойствами, нежелательно использование ковровых покрытий. Наличие меловых досок также нежелательно.

Требования по пожарной безопасности.

В помещениях с ПЭВМ наиболее вероятны пожары классов «А» и «Е», т. е. горение твердых веществ, сопровождаемое тлением («А»), или самовозгорание электроустановок («Е»). Рекомендуемые нормы оснащения огнетушителями на 200 м² помещения приведены в таблице 4.1.

В замкнутых помещениях объемом до 50 м³ вместо переносных огнетушителей (или в дополнение к ним) можно использовать подвесные самосрабатывающие порошковые огнетушители типа ОСП или модули порошкового пожаротушения «Буран-2,5», «Буран-8» (настенный и подвесной).

Небольшие помещения рекомендуется оснащать компактными настенными дымовыми противопожарными извещателями.

Таблица 4.1 — Рекомендуемые нормы оснащения огнетушителями (на 200 м² помещения)

4.2 Характеристика возможно опасных и вредных производственных факторов

Вредными считаются производственные факторы, воздействие которых на работающих приводит к заболеваниям или снижению работоспособности. Физические факторы и вредные производственные факторы:

— подвижные части производственного оборудования;

— разрушающиеся конструкции; повышенная запыленность и загрязнённость воздуха рабочей зоны;

— повышенное значение напряжения в электрической цепи; замыкание, которое может произойти через тело человека;

— повышенный уровень статического электричества;

— повышенная напряженность электромагнитного и магнитного полей;

— отсутствие или недостаток естественного света; недостаточная освещенность рабочей зоны;

— расположение рабочего места на значительной высоте относительно поверхности земли.

Психофизиологические опасные и вредные производственные факторы по характеру действия подразделяются на физические и нервно-психичиские перегрузки. Физические перегрузки могут быть статические и динамические. Нервно — психологические перегрузки: умственное перенапряжение, перенапряжение анализаторов, монотонность труда и эмоциональные перегрузки.

Электробезопасность — система организационных и технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту людей от вредного и опасного воздействия электрического тока. Опасность электрического тока в отличие от прочих опасностей усугубляется тем, что человек не в состоянии без специальных приборов обнаружить напряжение дистанционно, а также быстротечностью поражения — опасность обнаруживается, когда человек уже поражен. Анализ смертельных несчастных случаев показывает, что на долю поражений электрическим током приходится на производстве до 40, в энергетике — до 60%; большая часть поражений (до 80%) происходит в электроустановках напряжением до 1000 В (110— 380 В).

Электрические удары представляют большую опасность, и вызывают85—87% смертельных поражений. Остановке сердца при поражении предшествует так называемое фибрилляционное состояние. Фибрилляция сердца заключается в беспорядочном сокращении и расслаблении мышечных волокон (фибрилл) сердца. Электрический ток, вызывающий такое состояние, называется пороговым фибрилляционным током. При переменном токе он находится в пределах 100 мА — 5 А, при постоянном токе — 300 мА — 5 А. При токе более 5 А происходит немедленная остановка сердца, минуя состояние фибрилляции. Если через сердце пострадавшего пропустить кратковременно (доли секунды) ток 4—5 А, мышцы сердца сокращаются и после отключения тока сердце продолжает работать. На этом принципе основано действие дефибриллятора — прибора для восстановления работы сердца, остановившегося или находящегося в состоянии фибрилляции.

4.3 Организационно-технические мероприятия по технике безопасности

К организационным мероприятиям, обеспечивающим безопасность работы в электроустановках, относятся:

— оформление работы;

— допуск к работе;

— надзор во время работы;

— оформление перерыва в работе, переводов на другое рабочее место и окончания работы.

Оформление работы. Работы в электроустановках производятся по письменному или устному распоряжению. По письменному распоряжению — наряду, определяющему категорию и характер работы, её место и время, квалификационный состав бригады, условия безопасного выполнения, ответственных работников (руководитель или производитель работ и наблюдающий), выполняют работы с полным и частичным снятием напряжения, а также работы без снятия напряжения вблизи и на токоведущих частях, находящихся под напряжением. По устному распоряжению работы могут выполнятся только в аварийных случаях, а также некоторые работы без снятия напряжения, выполняемые вдали от токоведущих частей, находящихся под напряжением.

Допуск к работе. Допуск бригады к работе осуществляет специальный работник в присутствии бригады и руководителя работ. В случае если работа выполняется по приказу энергодиспетчера, приказ одновременно является разрешением на допуск бригады к работе. Перед допуском бригады к работе руководитель проводит инструктаж. При этом он уточняет границы участка, в пределах которого должны выполнятся работы, указывает категорию работ, определяет места установки заземляющих штанг и ограждения места работы, распределяет обязанности между членами бригады.

Надзор во время работы. Все работы на контактной сети, линиях электропередачи выполняются не менее чем двумя работниками. Надзор, как правило, осуществляет руководитель работ без права участия в работе. При необходимости, когда он как работник с высокой квалификационной группой сам выполняет наиболее сложную работу, надзор за исполнителями в это время ведет специально выделенный из членов бригады наблюдающий.

Технические средства защиты, обеспечивающие безопасность работ; оценка их эффективности.

Электрозащитные средства по назначению подразделяются на: изолирующие; ограждающие; вспомогательные.

Изолирующие служат для изоляции человека от токоведущих частей и в свою очередь подразделяются на основные и дополнительные.

Основные — это те средства защиты, изоляция которых длительно выдерживает рабочее напряжение. Они позволяют прикасаться к токоведущим частям под напряжением. К ним относятся:

— изолирующие штанги;

— изолирующие и электроизмерительные клещи;

— диэлектрические перчатки;

— диэлектрическая обувь;

— слесарно-монтажный инструмент с изолирующими рукоятками;

— указатели напряжения.

Дополнительные средства сами по себе не обеспечивают защиту от электрического тока, а применяются совместно с основными средствами, это изолирующие подставки, коврики, боты.

Ограждающие защитные средства служат для временного ограждения токоведущих частей, а также для предупреждения ошибочных действий в работе с коммутационной аппаратурой. Это переносные ограждения, щиты, изолирующие накладки, переносные заземления. Вспомогательные средства служат для защиты от падения с высоты и прочих повреждений. К ним относятся предохранительные пояса, страхующие канаты, когти, очки, рукавицы.

В разделе техника безопасности была рассмотрены вопросы организации работы по охране труда на предприятии, организационно-технические мероприятия по технике безопасности, характеристика возможно опасных и вредных производственных факторов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате выполнения выпускной квалификационной работы была модернизирована магистральная транспортная сеть на базе технологии MPLS на участке г. Астрахань — г. Элиста, и выполнены следующие задачи:

1) Рассмотрено оборудование, используемое на существующей ММ ТС, как обеспечивается качество обслуживания сети, как организованна динамическая маршрутизации в ММ ТС, план IP-адресации на узлах ММ ТС, какие используются каналы связи, какой трафик предоставляет проектируемый участок, общие принципы организации доступа к услугам заказчика.

2) Произведен выбор и сравнение оборудования для модернизации сети. Выбрана мультисервисная транспортная платформа OptiXMetro 6100. В результате проведённой модернизации построена магистральная мультисервисная сеть на базе технологии IP/MPLS с высокой пропускной способностью и обладающая высокой надёжностью.

3) Рассчитана нагрузка на оборудование каждого узла ММ ТС: 101,00 Мбит/c и 7,68 Мбит/c. Общая нагрузка на каналы связи: 49 Мбит/с и 3,58 Мбит/с. Согласно данному расчету, суммарная нагрузка на оборудование каждого узла ММ ТС, создаваемая абонентским трафиком, не превышает мощности (производительности) проектируемых маршрутизаторов. Общая нагрузка на каналы связи, создаваемая абонентским трафиком, также не превышает объем канала от проектируемого оборудования до существующего оборудования операторов связи.

Был произведен расчет срока окупаемости проекта, который составил 2 года 1 месяц.

4) В разделе техника безопасности была рассмотрены вопросы организации работы по охране труда на предприятии, организационно-технические мероприятия по технике безопасности, характеристика возможно опасных и вредных производственных факторов.

Содержание выпускной квалификационной работы соответствует профессиональному модулю ПМ3 техническая эксплуатация телекоммуникационных систем.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Булдырина Н. В., Шуваров В. П. Телекоммуникационные сети с многопротокольной коммутацией по меткам (MPLS) — Санкт-Петербург, Горячая Линия — Телеком, 2010 г.- 446 с.

2. Гейн Л. Основы MPLS. — Индианаполис: CiscoPress, 2010. — 651 с.

3. Захватов М. Построение виртуальных частные сетей (VPN) на базе технологии MPLS. — М.: CiscoSystems, 2011. — 52 с.

4. Кульгин М. Е. Технологии корпоративных сетей. — СПб: Питер, 2010 г.

5. Олвейн В. Структура и реализация современной технологии MPLS. — М.: Издательский дом «Вильямс», 2011. — 480 с.

6. Олифер В. Г. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы / В. Г Олифер, Н. А. Олифер. — СПб.: Питер, 2010. — 429 с.

7. Рабочий проект. Строительство магистральной мультисервисной транспортной сети ОАО «МСС-ПОВОЛЖЬЕ». Участок: г. Астрахань — г. Элиста.

8. Редди К. Построение MPLS сетей. — Индианаполис, 2010. — 408 с.

9. Росляков А. В. Виртуальные частные сети. Основы построения и применения. СПб.: Эко-Трендз, 2011 г.- 304 с.

10. Трибунский Д. С., Шувалов В. П. Проектирование сетей с многопротокольной коммутацией по меткам.— Санкт-Петербург, Горячая Линия — Телеком, 2010 г.- 146 с.