Анализ организованной сети обмена информацией между офисами ОАО «Тревожное зарево» и возможность внедрения технологии VoIP

Реферат

 

Пояснительная записка содержит листов формата A4 - 107, рисунков – 20, таблиц – 6, список литературы – 28 источников; графическая часть содержит 8 плакатов.

АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА  УПРАВЛЕНИЯ (АСУ), АВТОМАТИЧЕСКАЯ ТЕЛЕФОННАЯ СТАНЦИЯ (АТС), ПРОГРАММИРУЕМАЯ АТС, VoIP-СВЯЗЬ, ПРОТОКОЛ, КОДЕК, КОНФЕРЕНЦ-СВЯЗЬ, ФАЙЛЫ КОНФИГУРАЦИИ, ДИАЛПЛАН, КОНТЕКСТ.

Объектом для разработки является автоматизированная система управления выбора оптимального маршрута цифровой телефонной станции по IP-протоколу на базе распределенной локально-вычислительной сети в ОАО «Тревожное зарево».

Цель работы – удешевить  и автоматизировать связь между центральным и удаленными офисами компании «Тревожное зарево».

В дипломном проекте  рассмотрены общие вопросы протоколов передачи данных, принципы работы VoIP связи. Описан процесс установки и настройки программируемой автоматической телефонной станции Asterisk. Выполнена компоновка проекта техническими средствами.

.В результате проведенной работы разработана система телефонной связи между офисами ОАО «Тревожное зарево», расположенными в разных городах, тем самым работники удаленного поселка Асача получили альтернативную и стабильную телефонную связь, что немаловажно в условиях горнодобывающего предприятия.

На данный момент проект внедрен в режиме тестирования в ОАО «Тревожное зарево».

 

Содержание

Введение           8

1. Анализ организованной сети обмена информацией между офисами     
   ОАО «Тревожное зарево» и возможности внедрения технологии VoIP  9
1. Связь посредством системы GlobalStar      9
2. Передача данных через спутниковый канал      10
3. Сетевая технология TCP/IP        12

2. Анализ возможности внедрения технологии VoIP     19

1. Определение технологии VoIP и её преимущества перед традиционными   
   каналами связи          19

2. Основные принципы работы        21
3. Протоколы передачи данных        22
4. Голосовые кодеки         24
5. Построение сетей IP-телефонии на базе протокола SIP    27
6. Механизм оптимизации задержек в сети      31
7. Показатели качества связи IP-телефонии      32

3. Разработка автоматизированной системы выбора оптимального маршрута 34

1. Выбор программного обеспечения       34

1. 3CX Phone System         34
2. Softswitch MERA         34
3. Cisco AVVID          35
4. IP-PBX Asterisk          36
2. Разработка топологической структуры сети     37
1. Выбор сервера          37
2. Выбор факсового/голосового шлюза       38
3. Выбор IP-телефонов и аналоговых телефонных аппаратов    39
3. Разработка алгоритма функционирования системы     43
4. Разработка конфигураций АТС       45
1. Установка Linux          45
2. Установка Asterisk         47
3. Настройка голосовых шлюзов        49
4. Настройка конфигурации станции г. Петропавловск-Камчатский   55
5. Настройка конфигурации станции п. Асача       62

4. Экономическое обоснование        63

1. Введение          63

2. Расчёт текущих затрат по созданию проекта     63

5. Безопасность жизнедеятельности       65

1. Требования, предъявляемые к помещениям      65

2. Условия труда на рабочем месте       65
3. Расчет естественного освещения       66
4. Расчет искусственного освещения       67
5. Анализ воздействия электромагнитных излучений     68
6. Анализ электробезопасности на рабочем месте     69
7. Обеспечение пожарной безопасности       70
8. Анализ шума на рабочем месте       71
9. Эргономические требования        72

6. Экологическое обоснование        74

Заключение           77

Список источников          78

Приложение А. Расчет стоимости  требуемого оборудования    80

Приложении Б. Конфигурационные файлы станции г. Петропавловск-Камчатский 81

Приложение В. Конфигурационные файлы станции п. Асача    96

 

Список использованных сокращений

 

CIR	Committed Information Rate
FXO/FXS	Foreign Exchange Office/Foreign Exchange Station
GSM	Groupe Spécial Mobile
IAX	Inter-Asterisk eXchange protocol
IP	Internet Protocol
IP-PBX	Internet Protocol Private branch exchange
ISDN	Integrated Services Digital Network (цифровая сеть с интеграцией служб)
OSI	Open Systems Interconnection
PRI	Primary Rate Interface (интерфейс  первичного уровня)
PSTN	Ped Telephone Network (телефонная сеть общего пользования)
RTCP	(Real-Time Protocol) Control Protocol
SIP	Session Initiation Protocol (протокол установления сессии)
TCP	Transmission Control Protocol (протокол  управления передачей)
TDMA	Time Division Multiple Access (множественный доступ с разделением во времени)
UDP	User Datagram Protocol (протокол пользовательских дейтаграмм)
VoIP	Voice over Internet protocol
VSAT	Very Small Aperture Terminal
АСУ	автоматизированная система  управления
АТС	автоматическая телефонная станция
ОАТС	офисная автоматическая телефонная станция
ТФОП	телефонная сеть общего пользования
УАТС	узловая автоматическая телефонная станция

 

 

Введение

Протокол IP стал всемирным стандартом передачи данных, и является общей платформой для передачи голосовой, видео и прочей информации. IP-телефония - технология, позволяющая использовать Интернет или другую IP-сеть в качестве средства организации и ведения международных телефонных разговоров и передачи факсов в режиме реального времени. В связи с повышением абонентской платы за использование телефонной линии, IP –телефония становится все более актуальным и выгодным вариантом передачи голоса и факсимильных данных.

Особенно это актуально  для компаний, имеющих отдаленные филиалы, звонки в которые по межгороду или, как в моем случае, по спутниковой связи, очень дорогостоящи.

Объектом для разработки была выбрана горнодобывающая компания «Тревожное зарево», а в частности организация связи между офисами компании в г. Петропавловск-Камчатский и в п. Асача.

Разработка имеет большое  значение с точки зрения безопасности жизнедеятельности, так как добыча полезных ископаемых, а так же работа в рудниках и шахтах в удаленных районах являются достаточно опасными для жизни человека видами деятельности, и в случае возникновения аварийных ситуаций большое значение имеет стабильность связи с «большим миром», возможность вызвать помощь.

Цель моей работы –  наладить прямую  и дешевую телефонную связь между основным офисом ОАО  «Тревожное зарево» в г. Петропавловске-Камчатском и рудником в п.Асача.

 

 

1 Анализ организованной сети обмена информацией между офисами ОАО «Тревожное зарево» и возможность внедрения технологии VoIP

 

1.1 Связь посредством спутниковой системы GlobalStar

 

На момент начала разработки АСУ связь между офисами ОАО  «Тревожное зарево» в г. Петропавловске-Камчатском и п. Асача осуществлялась исключительно посредством спутниковой связи системы Globalstar.

Система Globalstar предназначена  для передачи речи и данных, организации  пейджинговой связи, определения местонахождения подвижных объектов, передачи коротких сообщений и экстренных вызовов.

Система спутниковой связи Globalstar структурно разделена на три основных сегмента - космический, наземный и пользовательский.

Орбитальная группировка  системы Globalstar состоит из 48 основных спутников, расположенных в 8 орбитальных  плоскостях по 6 КА в каждой. КА выводятся на круговые орбиты высотой 1414 км с наклонением к экватору 52°. Период обращения на этих орбитах равен 114 минутам. Фазовый сдвиг между КА в соседних орбитальных плоскостях составляет 7,5°.

В состав наземной сети управления Globalstar входят две основные подсистемы – центр управления наземной сетью GOCC (Ground Operations Control Center) и центр управления контроля орбитальной группировкой SOCC (Satellite Operations Control Center). Обе подсистемы связаны между собой с помощью сети Globalstar Data Network, к которой подключены наземные станции сопряжения.

В системе Globalstar выпускаются  три основных типа пользовательских терминалов – портативные, мобильные и стационарные.

Стационарные терминалы  предназначены для работы только в системе Globalstar. Портативные и мобильные могут функционировать в сотовой сети одного из стандартов GSM, CDMA, AMPS. Мощность мобильного AT не превышает 2 Вт, портативного – 0,6 Вт. [1]

Но, к сожалению, на данный момент, у Globalstar устаревшая спутниковая группировка: из 48 спутников сейчас работают только 20, новых спутников запущено лишь 8, и они никак не состыкованы с прежней спутниковой группировкой. При этом в основе работы Globalstar лежит технология CDMA, предполагающая нахождения абонента в зоне покрытия одновременно двух спутников. Как результат, что в среднем за сутки сигнал доступен в 50-70% случая, что не отвечает требованиям, предъявляемым к качеству связи в настолько опасных для людей местах, как горнодобывающие поселки.

Так же связь по спутниковому телефону – довольно дорогое удовольствие, начинающееся от 1$ за минуту разговора, что не отвечает возможностям компании в условиях кризиса.

Все озвученные факторы и послужили  причиной того, что был предпринят поиск других, более надежных и бюджетных решений проблемы связи центрального офиса с его отдаленными филиалами.

 

1.2 Передача данных через спутниковый канал

 

Передача данных через  спутниковый канал между офисом ОАО «Тревожное зарево» в г. Петропавловске-Камчатском и п. Асача осуществляется посредством системы iDirect.

Технология iDirect является одной из наиболее эффективных спутниковых  систем на рынке VSAT. iDirect обеспечивает эффективное использование полосы пропускания, как на спутниковом сегменте, так и на уровне IP-протокола, что позволяет говорить о низкой стоимости эксплуатации системы.

Полноценно реализованы  технологии эффективной передачи критичного к задержкам Real-time трафика, такого как VoIP и мультимедийные потоки. Система базируется на технологии D-TDMA (Deterministic TDMA), ее суть заключается в следующем - множество удаленных VSAT терминалов, деля между собой один и тот же канал, "соревнуются" за доступную пропускную полосу, необходимую для приема/передачи  информации.

Технология, по своей  сути, очень близка к Ethernet среде - при  добавлении большого количества пользователей, в сети начинают происходить коллизии, при которых несколько пользователей запрашивают полосу в одно и то же время.

Система iDirect предлагает пользователю комбинированное решение - технология D-TDMA и резервирование полосы (CIR) для передачи мультимедийных потоков. Технология D-TDMA, предоставляя выделенный тайм-слот каждому клиенту, позволяет удаленным терминалам iDirect не "соревноваться" за доступную пропускную полосу, а всегда получать её, когда этого требует приложение. Удаленный терминал iDirect получает выделенный тайм-слот каждую 1/8 секунды - это позволяет расположить данные во фрейме, избегая влияния джиттера и, обеспечивая гарантированное качество непрерывного потока в реальном времени (рисунок 1).

Рисунок 1 - Передача данных с помощью системы iDirect

 

Ещё одно из отличий iDirect от других TDMA-систем заключается в  использовании 125ms фрейма (против 250ms в  альтернативных решениях). Это позволяет  достичь минимального времени реакции и обеспечить передачу VoIP/Video гарантированного качества.[2]

Так же технология iDirect отличается высокой эффективностью использования IP-сегмента

• CIR (согласованная информационная скорость) гарантирует доступность полосы частот;  пропускная способность канала связи может быть настроена  под конкретные требования;
• CIR инициируемая конкретными приложениями, позволяет выделять полосу частот только в том случае, когда возникает необходимость в передаче определенного типа трафика, например, речевого;
• BoD (Bandwidth on Demand): D-TDMA алгоритм быстрого выделения полосы частот позволяет эффективно использовать полосу и обеспечивает надежную работу критичных к задержкам приложений реального времени; система iDirect анализирует и перераспределяет полосу частот 8 раз в секунду;
• QoS для конкретных приложений гарантирует доступность полосы частот для приложений решающих критически важные задачи и производит опережающую реконфигурацию сети, упреждая возникновение проблем при передаче данных;
• Сжатие RTP-заголовков (cRTP); кодеки для передачи речи по IP протоколу сами по себе достаточно эффективны, но на передачу служебной информации, ответственной за установку речевого соединения расходуется до 66% пропускной способности канала связи; применение cRTP позволяет снизить данное значение до 50%;
• VLAN стандарта 802.1q позволяют организовать полностью изолированную передачу трафика, используя единую сетевую инфраструктуру и не прибегая к установке дополнительного оконечного оборудования у клиента;
• Локальное DNS-кэширование. Применение данной технологии позволяет экономить спутниковый ресурс за счет локального разрешения адресов без передачи DNS-запроса;
• ACL - Access Control Lists; использование контрольных списков доступа позволяет отсечь нежелательный в той или иной ситуации трафик, тем самым, экономя спутниковый ресурс.