ПОСТРОЕНИЕ СРЕДСТВ ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ И РАЗРАБОТКИ СПОСОБОВ ПОСТРОЕНИЯ СЕТИ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ В РАЙОНАХ С МАЛОЭТАЖНОЙ ЗАСТРОЙКОЙ

Аннотация. Основной целью аналитических расчетов во время проектирования системы передачи данных является определение необходимого количества оборудования для обслуживания заданного населенного пункта с определенным уровнем качества предоставления услуг. Как показывает практика, основным критерием качества в данном случае является скорость доступа к сети передачи данных. Скорость доступа зависит от быстродействия оборудования, отвечающего за организацию доступа и от энергетических характеристик канала связи между оборудованием провайдера и оборудованием клиента.

Ключевые слова: малоэтажные застройки, проектирование, ВОЛС, моделирование.

ВВЕДЕНИЕ

В процессе использования способа построения сети передачи данных в районах с малоэтажной застройкой производится последовательное решение задач, связанное с использованием методов аналитического и имитационного моделирования. Для повышения эффективности выполнения данных этапов целесообразно использование различных заранее разработанных моделей, математических методов и программных средств. В рамках статьи целесообразно провести обобщение теоретического материала по проектированию беспроводных систем связи, поскольку именно они являются основой построения сетей передачи данных в районах с малоэтажной застройкой. Описать рекомендации использования среды моделирования, которая позволяет спрогнозировать процесс передачи трафика с учетом потерь, а также проверить надежность сети в случае возникновения отказов. Обобщить опыт проектировщиков и специалистов в области маркетинга и экономики для проведения оценки потенциальной эффективности внедрения проекта с учетом его технических и экономических показателей.

Суть имитационного моделирования заключается в том, для воспроизведения работы объекта моделирования, в нашем случае сети передачи данных используется специализированное программное обеспечение - среда моделирования и персональный компьютер, с установленными на нем программным обеспечением и дополнительными средствами для визуализации результатов эксперимента и дальнейшей интерпретации и обработки данных к виду, который можно использовать для решения дальнейших задач проектирования и управления сетью передачи данных. Рынок программного обеспечения предлагает множество решений в подобной области, включая такие программные средства как OPNET Modeler, Comnet и ряд других программных продуктов. Основным их ограничением является стоимость использования, которая для коммерческих целей может превышать 10 000 долл. США. Дополнительно, часто данные программы поставляются в виде конечных продуктов, тогда как для проведения исследований часто требуется гибкость продукта, в плане возможностей его настроек под нужды определенного пользователя и даже определенной топологии сети. Одним из подобных продуктов является программный пакет Network Simulator.

В результате проведения эксперимента средствами программного пакета Network Simulator создаются два файла:

- Файл графической анимации, которые показывает состояние топологии сети в виде графа и файл трассировки, в котором содержится исчерпывающая информация о событиях, которые происходили внутри сети в пройессе проведения эксперимента. Файл графической анимации имеет формат <*.nam> – для его просмотра используется программа визуализатор Network Animator,

- Файл трассировки имеет формат <*.tr> - для его просмотра используются различные программные пакеты: X-Graph, GNUPlot, AWK, наиболее полную оценку работы сети возможно провести при помощи программного пакета TraceGraph. В рамках выполняемых исследований для обработки данных содержащихся в файле <*.tr> используется программный пакет TraceGraph. Данные программные пакеты позволяют в наглядной форме получать обширный список характеристик для оценивания качество работы сети передачи данных. В качестве операционной системы для данного набора программного обеспечения рекомендуется использование операционной системы Linux, а для запуска под операционной системой Windows рекомендуется воспользоваться системой виртуализации операционных систем, например, такими решениями как Virtual Box или VMWare.

После описания основных свойств программного пакета и его составляющих элементов, целесообразно привести описание базовой модели, различные модификации которой будут использоваться в процессе оценки эффективности передачи трафика в сетях передачи данных, развернутых в районах с малоэтажной застройкой. Листинг команд выглядит следующим образом:

Команда для создания новой модели

set ns [new Simulator]

Задание отличительных цветов

$ns color 1 Blue

$ns color 2 Red

Открытие файла трассировки для графической визуализации результатов

эксперимента средствами программного пакета Network Amimator

set nf [open out.nam w]

$ns namtrace-all $nf

Открытие файла трассировки для результатов эксперимента и последующей ее обработки средствами программного пакета TraceGraph

set f [open out.tr w]

$ns trace-all $nf

Описание процедуры остановки эксперимента

proc finish {} {

global ns nf

$ns flush-trace

#Close the trace file

close $nf

close $f

exec nam out.nam &

exit 0

}

Процедура создания сетевых узлов со структурой показанной на рис. 3.11

set n0 [$ns node]

set n1 [$ns node]

set n2 [$ns node]

set n3 [$ns node]

Процедура создания каналов передачи данных между

$ns duplex-link $n0 $n2 1Mb 10ms DropTail

$ns duplex-link $n1 $n2 1Mb 10ms DropTail

$ns duplex-link $n3 $n2 1Mb 10ms SFQ

Процедура создания ориентированной топологии сети

$ns duplex-link-op $n0 $n2 orient right-down

$ns duplex-link-op $n1 $n2 orient right-up

$ns duplex-link-op $n2 $n3 orient right

Процедура создания датчика мониторинга очереди в канале между узлами 2 и 3.

$ns duplex-link-op $n2 $n3 queuePos 0.5

Процедура создания модели транспортного уровня для обеспечения работы

приложений трафика реального времени

set udp0 [new Agent/UDP]

$udp0 set class_ 1

$ns attach-agent $n0 $udp0

set udp1 [new Agent/UDP]

$udp1 set class_ 2

Процедура создания модели приложения, использующего трафик реального

времени

set cbr0 [new Application/Traffic/CBR]

$cbr0 set packetSize_ 500

$cbr0 set interval_ 0.005

$cbr0 attach-agent $udp0

set cbr1 [new Application/Traffic/CBR]

$cbr1 set packetSize_ 500

$cbr1 set interval_ 0.005

$cbr1 attach-agent $udp1

Процедура создания модели узла принимающего трафик

set null0 [new Agent/Null]

$ns attach-agent $n3 $null0

Процедура установки соединения между источником и приемником трафика

$ns connect $udp0 $null0

$ns connect $udp1 $null0

Процедура создания времени работы приложений в полученной топологии

$ns at 0.5 "$cbr0 start"

$ns at 1.0 "$cbr1 start"

$ns at 4.0 "$cbr1 stop"

$ns at 4.5 "$cbr0 stop"

Процедура создания времени окончания работы модели

$ns at 5.0 "finish"

Процедура запуска эксперимента.

$ns run

Приведенный скрипт описывает перечень основных процедур, необходимых для работы модели и получения результатов, пригодных для анализа эксперимента.

Заключение

В статье мы рассмотрели общие вопросы построения сетей FTTH. В результате проведенного анализа выявлено, что существующие технологии FTTH обладают должным уровнем надежности.

Предложены варианты построения распределенных систем технологии FTTH в малоэтажных застройках. Если правильно выбрать стратегию освоения частного сектора, то данный проект можно сделать вполне рентабельным, несмотря на то, что дело это затратное, долгое и напряжённое. Есть большая угроза провала со стороны конкурентов в виде сотовых компаний с 3G и LTE, а также местные со своим радиодоступом сильно попортят ситуацию.

Список литературы:

1. Построение коммутируемых компьютерных сетей [Электронный ресурс] Режим доступа: http://www.intuit.ru/studies/courses/3591/833/lecture/14251?page=9
2. Программный пакет “Система планирования радиосвязи” Radio Planning System, RPS-2.
3. Программный пакет Network Animator http://www.isi.edu/nsnam/
4. Программный пакет Network Simulator - ns-2 / http://www.isi.edu/nsnam/ns/
5. Программный пакет ONEPLAN Radio Planning System (ONEGA RPLS)