ID: 42952

Название работы: Організації передачі повідомлень на базі нових мережевих технологій

Категория: Курсовая

Предметная область: Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Описание: Завантаження однієї абонентської лінії телефонною розмовою складає в середньому 002 Ерланга в годину у годину пік у 5 разів більше. Для спрощення розрахунків думаємо що динаміка росту кількості абонентів описується лінійним законом; завантаження однієї абонентської лінії телефонною розмовою складає в середньому 002 Ерланга в годину у годину пік у 5 разів більше; середній трафик мови визначаємо по формулі: Тм сер = 002 Nб Тм сер = 002 13=026 Тм сер = 002 15=030 Тм сер = 002 16=032 Тм сер = 002 17=034 Тм сер = 002...

Язык: Украинкский

Дата добавления: 2013-11-03

Размер файла: 54.45 KB

Работу скачали: 1 чел.

Міністерство  освіти   і   науки  України

Державний  університет інформаційно-комунікаційних

технологій

КУРСОВИЙ  ПРОЕКТ

з дисципліни “ Менеджмент підприємств зв'язку “

Студента групи ТСДМ-51

Троїцкого Юрія

№K07TK74

Київ 2012

Ціль роботи: ознайомлення студентів з останніми досягненнями науково-технічного прогресу в телекомунікаціях, організації передачі повідомлень на базі нових мережевих технологій, придбання навичок визначення ефективності виробничих процесів.

Завдання на курсову роботу:

У курсовій роботі необхідно здійснити вибір найкращої пакетної технології, провести розрахунок техніко-економічних показників вибраних пакетних технологій. Ґрунтуючись на вивченні довідкового матеріалу і вихідних даних, потрібно визначити:

1. Ефект від створення пакетної мережі;

2. Капітальні витрати на створення мережі;

3. Експлуатаційні витрати;

4. Приріст прибутку;

5. Строк окупності.

Примітка 1: З додатків методичних вказівок до складу курсової роботи необхідно включити тільки модель мережі (малюнок П. 1)

Примітка 2: У розрахунковій частині слід привести тільки формули, таблиці та наслідки розрахунків без докладних пояснень.

Примітка 3: Курсова робота, виконана не самостійно, до розгляду не приймається.

Після проведення розрахунків студент зробити порівняння  отриманих результатів для технологій IP і ATM і самостійно сформулювати висновки про доцільність створення пакетних мереж, ґрунтуючись на результатах розрахунків, висловивши свої розуміння про переваги і недоліки кожної технології.

Вихідні дані для розрахунку

1.  Розрахунковий період – 9 років.
2.  Загальний трафік у мережі складається з двох компонентів: трафіка мови і трафіка даних.
3.  Підсумовування трафіків даних і мови здійснюється в абонентській установці.
4.  На початку розрахункового періоду частка трафіку даних в усередненому трафіку одного користувача дорівнює частці трафіку мови, а до кінця розрахункового періоду вона поступово збільшується до 75%.
5.  На початку розрахункового періоду кількість абонентів мережі складає 13 млн., а до кінця періоду зростає до Nаб.
6.  Завантаження однієї абонентської лінії телефонною розмовою складає в середньому 0,02 Ерланга в годину, у годину пік – у 5 разів більше.
7.  Трафік даних в основному визначається трафіком користувача Інтернет.
8.  Число користувачів Інтернет змінюється від 1 млн (початок розрахункового періоду) до Nі млн (кінець розрахункового періоду).
9.  Абонентська лінія є цифровою, і швидкість передачі в момент її зайнятості складає 64 кбит/с.
10.  Частка навантаження Дн, що замикається в зоні дії вузла, дорівнює:

Концентратор  0%

Районний вузол  50%

Граничний вузол  90%

Магістральний вузол 75%

1.  Ефективність використання каналу або тракту при використанні пакетної технології збільшиться в 4 рази.
2.  Вартість оренди одного каналу (тракту) визначається, виходячи з тарифів Укртелекома (див. Додаток 2).
3.  Середня довжина тракту між вузлами приймається наступно:

Між магістральними вузлами   600 км

Між магістральним і граничним вузлами 150 км

Між граничним і районним вузлами 10 км

Між районним вузлом і концентратором 2 км

1.  Число абонентів мережі до кінця розрахункового періоду Nаб вибирається відповідно до табл. 1

Таблиця 1. Число абонентів мережі до кінця розрахункового періоду

Остання цифра номеру  залікової книжки	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
В Nаб	20	21	22	23	24	25	26	27	28	29

15. Число користувачів Інтернет до кінця розрахункового періоду Nі вибирається відповідно до табл. 2

Таблиця 2. Число користувачів Інтернет до кінця розрахункового періоду

Передостання цифра номеру залікової книжки	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
В Nі	4,2	4,4	4,6	4,8	5,0	5,2	5,4	5,6	5,8	6,0

1.  Коефіцієнт ефективності:
2.  для АТМ при передачі мови Кеф = 0,87;

при передачі даних Кеф = 0,87;

1.  Для ІР при передачі мови Кеф = 0,54;

для передачі даних Кеф = 0,99

РОЗРАХУНОК ЕКОНОМІЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК

Розрахунок ефекту від створення пакетної мережі

  Позитивний ефект від створення і впровадження пакетної мережі визначається підвищенням ефективності використання каналів і трактів первинної мережі. При збільшенні ефективності зменшується кількість необхідних каналів і трактів, які приходиться орендувати у власника первинної мережі. Тому позитивний ефект визначиться в такий спосіб:

Еф = А – А/Ксж,

де:

А – витрати на оренду трактів і каналів до впровадження мережі з пакетною комутацією;

Ксж – показує підвищення ефективності використання каналів (трактів) при використанні пакетної мережі. Для передачі даних так само, як і для передачі мови Ксж орієнтовно можна прийняти рівним 4.

Далі приводяться міркування стосовно визначення цих величин.

Витрати на оренду каналів і трактів до впровадження мережі з пакетною комутацією можуть бути визначені, якщо буде визначена структура мережі з комутацією каналів. Природно, що ця структура буде відрізнятися від мережі з пакетною комутацією, тому що необхідна пропускна здатність каналів і трактів при одному і тому ж вихідному завантаженні буде вище (орієнтовно в Ксж раз). Що ж стосується топології мережі, то її можна вважати незмінною, принаймні, стосовно до порівняльних розрахунків даної роботи. Таким чином, модель мережі залишається незмінною і для випадку використання комутації каналів.

Це дозволяє визначити витрати на оренду каналів і трактів до впровадження мережі з пакетною комутацією А по тій же моделі.

Для визначення необхідної пропускної здатності (а, отже, і орендованих трактів) проведемо розрахунок трафіку на всіх рівнях мережі. При цьому будемо виходити з наступних міркувань, що випливають з вихідних даних:

1.  на початку розрахункового періоду кількість абонентів у мережі Naб складає близько 13 млн., а до кінця розрахункового періоду вона зростає до Nаб млн. Для спрощення розрахунків думаємо, що динаміка росту кількості абонентів описується лінійним законом;
2.  завантаження однієї абонентської лінії телефонною розмовою складає в середньому 0,02 Ерланга в годину, у годину пік – у 5 разів більше;
3.  середній трафик мови визначаємо по формулі:

Тм сер = 0,02  Naб 

Тм сер = 0,02 13=0,26

Тм сер = 0,02 15=0,30

Тм сер = 0,02 16=0,32

Тм сер = 0,02 17=0,34

Тм сер = 0,02 18=0,36

Тм сер = 0,02 20=0,40

Тм сер = 0,02 21=0,42

Тм сер = 0,02 23=0,46

Тм сер = 0,02 24=0,48

1.  піковий трафік мови:

Тм пік = 0,02  5  Naб 

Тм пік = 0,02  5 13=1,3

Тм пік = 0,02  5 15=1,5

Тм пік = 0,02  5 16=1,6

Тм пік = 0,02  5 17=1,7

Тм пік = 0,02  5 18=1,8

Тм пік = 0,02  5 20=2,0

Тм пік = 0,02  5 21=2,1

Тм пік = 0,02  5 23=2,3

Тм пік = 0,02  5 24=2,4

1.  трафік даних, в основному, визначається трафіком користувачів мережі Інтернет. При цьому число користувачів мережі Інтернет Nі змінюється від 1,0 млн. (на початку періоду) до Nі млн. (наприкінці періоду). Для спрощення розрахунків думаємо, що динаміка росту кількості користувачів описується лінійним законом;
2.  на початку розрахункового періоду частка трафіка даних Тд в усередненому трафіку одного користувача дорівнює частці трафіка мови Тм, до кінця розрахункового періоду вона лінійно зростає до 75%. П.п. – початок періоду; к.п. – кінець періоду.

Звідси: (Тд/Тм)п..п. = 50/50 = 1 … (Тд / Тм)к..п. = 75 / (100 – 75) = 3.

1.  середній трафік даних

Тд сер = (Тд / Тм)  0,02  Nі

Тд сер = (50 / (100 – 50) )  0,021 =0,02 

Тд сер = (55,4/ (100 – 55,4) )  0,021,8=0,0447

Тд сер = (58,1 / (100 – 58,1) )  0,022,2=0,0610

Тд сер = (60,8 / (100 – 60,8) )  0,022,6=0,0806

Тд сер = (63,5 / (100 – 63,5) )  0,023=0,1044

Тд сер = (66,2 / (100 – 66,2) )  0,023,4=0,1332

Тд сер = (68,9 / (100 – 68,9) )  0,023,8=0,1684

Тд сер = (71,6 / (100 – 71,6) )  0,024,6=0,2319

Тд сер = (75 / (100 – 75) )  0,025,6=0,336

1.  піковий трафік даних

Тд пік = (Тд / Тм)  5  0,02  Nі 

Тд пік = (50/ (100 – 50) )  5  0,021 = 0,1

Тд пік = (55,4/ (100 – 55,4) )  5  0,021,8 = 0,2235

Тд пік = (58,1 / (100 – 58,1) )  5  0,022,2 = 0,305

Тд пік = (60,8 / (100 – 60,8) )  5  0,022,6 = 0,403

Тд пік = (63,5 / (100 – 63,5) )  5  0,023 = 0,522

Тд пік = (66,2 / (100 – 66,2) )  5  0,023,4 = 0,667

Тд пік = (68,9 / (100 – 68,9) )  5  0,023,8 = 0,842

Тд пік = (71,6 / (100 – 71,6) )  5  0,024,6 = 1,159

Тд пік = (75 / (100 – 75) )  5  0,025,6 = 1,68

1.  загальний трафік у мережі Те складається з двох складових трафіку мови Тм і трафіку даних:

Те = Тм + Тд 

1.  підсумовування трафіка мови і даних відбувається в абонентській установці.

Результати розрахунків зведені в табл. 3

Таблиця 3. Зміна трафику по роках (Ерланг)

Роки	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Nаб, люд.	13	15	16	17	18	20	21	23	24
Тм сер, Ерл	0,26	0,30	0,32	0,34	0,36	0,40	0,42	0,46	0,48
Тм пік, Ерл	1,3	1,5	1,6	1,7	1,8	2,0	2,1	2,3	2,4
Nі, люд.	1	1,8	2,2	2,6	3	3,4	3,8	4,6	5,6
Тд/Тм, ед	1	1,2421	1,3866	1,5510	1,7397	1,9586	2,2154	2,5211	3
Тд сер, Ерл	0,02	0,0447	0,0610	0,0806	0,1044	0,1332	0,1684	0,2319	0,336
Тд пік, Ерл	0,1	0,2235	0,305	0,403	0,522	0,667	0,842	1,159	1,68
Тз сер, Ерл	0,28	0,3447	0,381	0,4206	0,4644	0,5332	0,5884	0,6919	0,816
Тзпік, Ерл	1,4	1,7235	1,905	2,103	2,322	2,667	2,942	3,459	4,08

За даними таблиці 3 визначаємо середню по роках величину сумарного (загального) пікового навантаження Тз пік.сер

                9

Тз пік.сер = Σ Тз пік /9

                  1

Тз пік.сер = 22,6015/9 = 2,5122

По цій же величині знаходимо середнє пікове навантаження на одну абонентську лінію з урахуванням перспективи росту трафіка Інтернет

Таб пік.сер = Тз пік /Nаб.сер,

Де                      9

Nаб.сер = (Σ Nаб)/ 9,

               1

Nаб.сер = 167/9 = 18,55;                  

Таб пік.сер = 2,5122/18,55 = 0,1354

Розрахунок економічних характеристик мережі з комутацією каналів

Для визначення економічних характеристик мережі проводимо наступні розрахунки:

1.  Визначаємо середнє пікове навантаження на виході концентратора

Тср.пік.конц. = 200  Таб.пік.ср. 

Тср.пік.конц. =200 0,1354= 27,08 Ерл

1.  Визначаємо середнє пікове навантаження на виході районного вузла

Тср.пік.рв = Тз.пік.конц. 100  (1 – Дн)

Тср.пік.рв = 27,08 100  (1 – 0,5) = 1354 Ерл

1.  Визначаємо середнє пікове навантаження на виході граничного вузла

Тср.пік.гру = Тз.пік.ру 40  (1 – Дн)

Тср.пік.гру = 1354  40  (1 – 0,9) = 5416 Ерл

1.  Визначаємо середнє пікове навантаження на виході магістрального вузла

Тср.пік.му = Тср.пік.гру 5  (1 – Дн)

Тср.пік.му = 5416 5  (1 – 0,75) = 6770 Ерл 

1.  Визначаємо величину необхідної пропускної здатності на виході вузла (концентратора)

V = Тпік.ср. 0,064 мбіт/с

V = 27,08  0,064 мбіт/с = 1,73312 мбіт/с;

на виході районного вузла:

V = 1354 0,064 мбіт/с = 86,656 мбіт/с;

на виході граничного вузла:

V = 5416  0,064 мбіт/с = 346,624 мбіт/с;

на виході магістрального вузла:

V = 6770 0,064 мбіт/с = 433,28 мбіт/с.

 

1.  Визначаємо тип каналів (трактів) і їхню кількість у кожному напрямку, шляхом розподілу сумарної швидкості на число виходів і порівняння із сіткою швидкостей передачі, пропонованих Укртелекомом (Додаток 1).

Магістральний вузол:

V =433,28 /4 = 108,32 мбіт/с

Найближчим номінальним трактом є тракт 34 мбит/с. Звідси кількість 34-мбітних трактів на кожному виході повинно бути Nтр.

Nтр. = 108,32 /34 3,2

Вибирається Nтр. = 4*4 = 16

Граничний вузол:

V = 346,624 мбіт/с

Найближчим номінальним трактом є тракт 34 мбит/с. Звідси кількість 34-мбітних трактів на кожному виході повинно бути Nтр.

Nтр. = 346,624 /34 10

Вибирається Nтр. = 10

Районний вузол:

V = 86,656 мбіт/с

Найближчим номінальним трактом є тракт 32 мбит/с. Звідси кількість 32 мбітних трактів на кожному виході повинно бути Nтр.

Nтр. = 86,656 /32 2,7

Вибирається Nтр. = 3

Концентратор:

V = 1,73312 мбіт/с

Найближчим номінальним трактом є тракт1728 Кбіт/с. Звідси кількість 1728 Кбітних трактів на кожному виході повинно бути Nтр.

Вибирається Nтр. = 1

1.  Визначаємо вартість оренди одного тракту з урахуванням довжини ділянки між вузлами і тарифів Укртелекома.

Між магістральними вузлами:

А34= (600 / 100)  365  24 107 = 5623920 (грн.),

Між магістральним і граничним вузлами :

А34= (150 / 100)  365  24 214 = 2811960 (грн.),

Між граничним і районним вузлами: 

А34 = (10 / 100)  365  24 214 = 187464 (грн.),

Між районним вузлом і концентратором:

А1,728 = (2 / 100)  365  24 13,40 = 2347,68 (грн.).

1.  Визначаємо сумарну величину орендної плати за рік з урахуванням кількості трактів кожного типу.
2.  Визначаємо загальну величину орендної плати за рік і за розрахунковий період.

Всі отримані величини зводяться в табл. 4.

Таблиця 4. Економічні характеристики мережі

Тип вузла	Вихідне навантаження Тпік, Ерл	Сумарна швидкістьМбіт/з	Число каналів, од.	Тип каналу (тракту), Мбіт/з	Плата за 100 км/год., грв.	Середня довжина каналу (тракту)км	Вартість оренди одного каналу (тракту), гривень	Загальна вартість оренди, гривень
Магістральний вузол	6770	433,28	16	34	107	600	5623920	449913600
Граничний вузол	5416	346,624	10	34	214	150	2811960	702990000
Районний вузол	1354	86,656	3	14	214	10	187464	562392000
Концентратор	27,08	1,73312	1	0,128	13,40	2	2347,68	234768000
Разом за рік								1950063600
За розрахунковий період (9 років)								17550572400

Дані таблиці 4 дозволяють визначити ефект від створення пакетної мережі

Еф = А – А / Ксж.

Еф = 17550572400– 17550572400 / 4 = 13162929300

Загальні капітальні витрати на всій мережі визначаються в такий спосіб:

К = Nмаг Кмаг + Nrp Кгр + Np Кр 

де N і К, відповідно, кількість і вартість мережного устаткування (табл. 5).

Таблиця 5 Вартісні характеристики вузлів

№ пп	Устаткування	Кількість, од.	Тип обладнання вартість (грн.)
			ATM	IP
1	Магістральний комутатор (маршрутизатор)	5	461 110	204 100
2	Граничний комутатор (маршрутизатор)	25	185 500	75 000
3	Районний комутатор (маршрутизатор)	1 000	180 200	67 000
4	Концентратор	100 000

Примітка: ціни є приблизними.

К = 5  461 110 + 25  185 500 + 1000  180 200 = 187143050 (ATM)

К = 5  204100 + 25  75000 + 1000  67000 = 69895500 (IP)

Розрахунок приросту прибутку

У загальному випадку приріст прибутку визначається по формулі:

П = Еф – К – Е,

де:

Еф – ефект від створення пакетної мережі;

К – приріст капітальних витрат (вартість устаткування пакетної мережі);

Е – приріст експлуатаційних витрат (витрати на обслуговування введеного устаткування).

Розрахунок зробимо в тимчасовому проміжку 9 років.

Визначимо приріст експлуатаційних витрат.

E = Зпл + Ел + Сл,

де Зпл – приріст витрат на заробітну плату,

Ел – приріст витрат на оплату електроенергії;

Сл – витрати на передачу службової інформації (заголовки пакетів).

Приріст витрат на заробітну плату орієнтовно визначимо, задавши кількістю обслуговуючого персоналу на вузлах, що вводяться знову в дію, і величиною місячних окладів:

1.  магістральний комутатор (маршрутизатор) – 1 інженер з окладом 500 грн.;
2.  граничний комутатор (маршрутизатор) – 1 інженер з окладом 500 грн.;
3.  районний комутатор (маршрутизатор) – 1 інженер з окладом 400 грн.

Звідси,

Зпл = Зп.маг. Nмаг. 12  9 + Зп.гр Nгр 12  9 + Зп.рн Nрн 12  9

Зпл = 500. 5  12  9 + 500  25  12  9 + 400  1000  12  9 = 44820000

Приріст витрат на оплату електроенергії розрахуємо, виходячи з припущення, що всі мережні вузли працюють цілодобово і споживають однакову кількість енергії – 1 квт у годину.

Тариф на оплату електроенергії приймаємо рівним 0,12 грн/квт година.

Тоді:

Ел = (Nмаг + Nгр + Nрн)  24  365 12  0,12  9

Ел = (5 + 25 + 1000)  24  365  12  0,12  9 = 116935488

Витрати на передачу службової інформації Сл цілком залежать від особливостей технології пакетної передачі і визначаються коефіцієнтом інформаційної ефективності .

Коефіцієнт інформаційної ефективності визначається відношенням інформаційної (корисної) частини пакету до загальної довжини пакету. Тому з урахуванням зниження орендної плати в Ксж раз витрати на передачу службової інформації будуть рівні:

Сл = А/4 (1-Кеф) / Кеф                                         

Для змішаного трафіку мова/дані коефіцієнт інформативної ефективності ІР-мережі дуже сильно залежить від частки даних і збільшується з її збільшенням, в той час коефіцієнт інформаційної ефективності АТМ-технології залишається постійним.

Уточнимо частку даних в загальному трафіку, скориставшись табл.3. Вона буде рівна частковому від поділу середнього трафіку даних (четвертий рядок таблиці) на середню величину загального трафіку (сьомий рядок таблиці). Результати представлені в таблиці 5.

Табл.5. Зміни частки даних в загальному трафику протягом часу.

Роки	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Тд ср	0,02	0,0447	0,0610	0,0806	0,1044	0,1332	0,1684	0,2319	0,336
Тз ср	0,28	0,3447	0,381	0,4206	0,4644	0,5332	0,5884	0,6919	0,816

По даним таблиці визначимо усереднену величину частки даних::

         9

Рд = Σ Тд ср / Тоз : 9 = 1,1796/4,5202/9 = 0,028

        1

Визначимо усереднений коефіцієнт інформаційної ефективності для ІР-мережі

ІР

КЕфСер = (1 – Рд) . Кеф + Рд. Ке д

Де КЕ  р– коефіцієнт ефективності ІР-технології для мови, КЕ м = 0,54

Ке д – коефіцієнт ефективності для даних, Ке д = 0,99

КЕфСер = (1 – 0,028) .0,54+ 0,028. 0,99 = 0,5526

Для технології АТМ коефіцієнт інформаційної ефективності не залежить від типу трафіку і рівний:

    АТМ

КЕ ф Сер= 0,87

Отримані дані дозволяють визначити витрати на передачу службової інформації за розрахунковий період для технології АТМ і ІР.

АТМ:

Сл = 17550572400/4 (1-0,87) / 0,87 = 658146465 грн.

Е = Зпл + Ел + Сл = 44820000 + 116935488 + 658146465 = 819901953 грн.

П = Еф – К – Е = 13162929300 – 187143050 – 819901953 = 12155884297 грн.

ІР:

Сл = 17550572400/4 (1-0,552) / 0,552 = 3553990911 грн.

Е = Зпл + Ел + Сл = 44820000 + 116935488 + 3553990911= 3715746399грн.

П = Еф – К – Е = 13162929300 – 69895500 – 3715746399= 9377287401 грн.

Розрахунок строку окупності

Строк окупності визначається як частка від розподілу приросту капітальних витрат до приросту прибутку:

ок = К/ П, рік

ІР:

ок = 69895500/ 1041920822,3 = 0,067

АТМ:

ок = 187143050/ 1350653810,8 = 0,139

Результати розрахунків економічних характеристик зводяться в табл. 5.

Таблиця 5. Економічні характеристики мережі

№	Характеристика	ATM	IP
1	Загальні капітальні витрати на всій мережі	187143050	69895500
2	Приріст експлуатаційних витрат	819901953	3715746399
3	Витрати на передачу службової інформації	658146465	3553990911
4	Приріст прибутку	12155884297	9377287401
5	Строк окупності	0,139	0,067

Література.

1. Стеклов В.К., Беркман Л.М. Телекомунікаційні мережі. К.: Техніка, 2001.
2. Балькин Г.Ф., Михайлов В.Ф., Хиленко В.В. “АТМ и ІР: когда спор уместен”.// Сети и коммуникации №5, 2003 р.
3. Балькин Г.Ф. “Об эффективности пакетных технологий»// Связь, №3, 2003