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PTN主要用作IP城域网汇聚层设备与接入层设备的传输链路,或直接作为城域网汇聚设备,并在市县XXXX核心机房与主干OTN传输网对接。
传输总体拓扑如图3.3.1-1:
图3.3.3-1传输网络总体拓扑图
1)核心层:
建设大容量OTN传送网络,承载骨干层IP业务,作为IP业务与XXXX类视频业务的统一传送平台。
提供具有48波/96波/192波平滑升级能力,单波最大支持40Gb/s速率的带宽,以环形拓扑为主,增加网络的安全性,同时支持10G/40G/100G混传。
利用超长距离传输技术实现广覆盖。
OTN传输网络拓扑如图3.3.3-2:
图3.3.3-2传输网络拓扑图
2)汇聚层:
由于大部分汇聚层面基本没有WDM网络,可以采用PTN代替SDH网络和1550nm网络传输XXXX类视频业务,以GE/10GE的PTN网络为主,与接入层网络和骨干层OTN网络相交,完成业务的汇聚和收敛功能,从而打造安全、高效的IP多业务承载平台。
所有PTN业务在OTN汇聚节点的PTN设备与OTN对接,在核心节点大容量PTN设备实现业务的重新整合以及与业务层面的灵活沟通。
PTN网络传输拓扑如图3.3.3-3所示。
图3.3.3-3PTN传输网络拓扑图
目前方案OTN单波为10G传输速率,C波段最大系统容量达3.84Tbit/s,支持向40G/100G速率的升级。
OTN对交换比特率不加限制,可根据三网融合中业务(线路)速率的增长情况来增加交换比特率,升级系统容量。
PTN能够进行全业务承载,比MSTP网络更为经济、更为安全,并且具有便捷高效的管理手段。
PTN能够满足各类数据业务回传,企事业专线、专网等高品质多业务传输需求,主要用于为各类通信网络提供回传与调度;
为重要集团客户提供VPL/VPLS业务的传送与调度;
也可与城域数据网的SR配合,为重要集团客户提供VPN、固定宽带等业务的传送与接入;
与PON接入网的OLT和城域数据网的SR/BRAS配合,为普通集团客户与家庭客户提供各类业务的汇聚与回传。
考虑到未来网络平滑演进,以系列化的OTN和PTN设备为承载平台建设OTN+PTN下一代传送网络。
本方案充分考虑了设备升级性以及扩容性,在业务规模不断扩大时,可以在OTN平台上向更大容量升级,单系统可以扩容到80/96波,单波道容量可以达到40
Gbit/s乃至100
Gbit/s,核心层网络的巨大扩容空间,使得后期的网络调整量非常小,仅通过增加单板就可以满足未来3至5年因用户数、及带宽需求增长的业务承载能力。
并且此架构减少网络各层间的中间冗余部分,传输效率高,额外开销低,简化了网管,并可与IP的不对称业务量特性相匹配,充分利用带宽,大大节省网络运营的成本。
3.4IP城域网技术方案
本方案立足于宽带业务发展需求,明确了IP网络建设的功能和性能目标,确定了IP网络的网络结构、建设原则、路由和QoS设计、业务承载实现等主要原则。
通过网络结构、设备功能性能、网络管理系统的设计,构建一张结构清晰、功能齐全、控制集中,能够满足宽带业务承载要求,具备差异化服务能力的综合承载网络。
3.4.1IP城域网建设思路和目标
1、总体思路
IP网络建设应以业务为导向,充分满足语音、视频、数据业务的发展需要,做好网络长远规划。
在实施中,结合网络和业务实际情况,分步实施,平滑演进,做好远期和近期的结合,提高投资效益,体现以下原则:
(1)、网络层次清晰化。
通过二三层网络分离,构建物理和逻辑层次清晰的三层路由网络(骨干网)和二层接入网络;
(2)、网络结构扁平化。
通过城域骨干网的大容量、少节点,宽带接入网的广覆盖,减少IP城域网的物理和逻辑级联级数;
(3)、网络质量差异化。
通过在IP省域网部署区分服务机制,为不同用户和不同业务提供不同QoS等级的差异化服务;
(4)、管理控制集中化。
用宽带接入服务器(BRAS)和业务路由器(SR)构建清晰的业务接入控制层,实现集中的业务提供和控制;
同时加强全省集中的认证计费和网络管理系统建设,提高网络的可管理性,实现电信级业务支撑和网络管理;
(5)、设备要求规范化。
制定并完善设备规范,明确网络设备支持IP城域网业务开展所需的功能、性能、管理和互通性等要求,确保未来网络对业务的支撑。
2、建设目标
IP网络方案在功能上具备下述能力:
(1)接入网具备二层接入用户隔离,以及用户标识唯一性的能力,确保用户的可溯源性;
(2)具备差异化服务能力,能够提供不同的服务等级;
(3)具备商用规模的组播能力,支持组播类IPTV业务的开展;
(4)具备多种接入方式的二、三层VPN业务能力,能够实现物理或逻辑上的企业互连;
(5)具备网络层防攻击能力,实现网络的安全防护。
IP网络在性能上满足下表中的要求,其中最高QoS等级的质量指标,要求在任何负载条件下满足;
最低QoS等级的质量指标,要求在特定网络负载条件下(网络链路带宽利用率5分钟平均值不超过65%)满足。
各质量指标均为单方向指标,采用以200字节长度测试包,每5分钟进行一轮抽样测试的方法,对该轮测试中所有单个测试值进行平均,获得该轮测试结果。
IP网络性能要求
QoS等级
经过网络
单向平均时延上限
单向平均抖动上限
单向丢包率上限
网络可用性
最高等级
城域网
20ms
3ms
1/1000
99.9%
骨干网
1ms
0.2/1000
接入网
17ms
最低等级
25ms
10ms
6/1000
5ms
5/1000
3.4.2网络结构
IP城域网分为骨干网与接入网两个层面,网络结构如下。
骨干网是核心层与业务控制层组成的三层路由网络。
核心层由核心路由器组成,负责对业务控制层设备进行汇接,提供IP城域网到互联网和其他业务系统的出口。
业务控制层由宽带远程接入服务器(BRAS)和业务路由器(SR)组成,主要负责业务接入与控制。
BRAS主要实现拨号和专线接入互联网网关、组播网关等功能,也可实现MPLSPE功能;
SR主要实现大客户专线接入互联网网关、MPLSPE和组播网关功能。
接入网是城域骨干网业务控制层以下、用户CPE以上的二层接入网络,层次上划分为汇聚层和接入层。
汇聚层是指各市、县、区的二层汇聚设备,由PTN设备组成。
接入层包括光线路终端(OLT)、光分路器(splitter)、光网络单元(ONU)以及光纤等。
3.4.3建设原则
(1)、骨干网核心层
城域骨干网核心层由核心路由器组成,部署电信级集群设备,接收全网路由,高密度10G接口。
城域骨干网主要依赖IP网络自身的机制实现路由保护。
(2)、业务控制层
业务控制层的部署综合考虑光纤、传输资源条件和用户数量,相对集中地部署BRAS和SR。
业务控制层设备采用大容量、高密度设备;
支持GE和10GE等多种业务端口;
支持DHCPServer功能;
支持OSPF、ISIS、BGP;
支持QinQ、VBAS和PPPoE+(仅对于BRAS)、DHCPOption82等技术;
支持DiffServ技术,至少支持4个QoS队列;
优先选择支持MPLSVPN、硬件实现组播的设备,如作为组播数据复制点,应支持IGMP快速离开机制和组播组访问控制功能。
设备要求具备可管理性,必须支持SNMPV2和标准的MIB库。
BRAS还应支持PPPoE和IPOE认证方式;
支持对用户账号的唯N性限制;
支持基于用户名、VLAN、MAC地址、IP地址等属性绑定的多种接入控制策略。
业务控制层上联链路采用OTN承载,同一局址内网络设备间的中继链路采用裸光纤承载。
(3)、接入网
接入网汇聚层采用PTN作为组网技术,将各OLT业务数据分别汇聚至BRAS和SR。
OLT的布放应考虑到未来业务发展需求,综合考虑地理结构、线缆情况、投资效益和用户增长等因素,尽量靠近用户设置,缩短半径。
从用户CPE(OUN)到业务接入控制点之间的设备(不含CPE和业务接入控制点设备)原则上不超过三级,边远地区最多不能超过五级。
根据业务发展,还可进一步减少级数。
在具备光纤资源的地区,允许重要的大客户通过光纤直接接入SR。
接入网采用QinQ解决端口绑定和用户隔离问题,并为实现区分服务提供条件。
此时用户CPE也需支持多VLAN,并支持VLAN号在0~4095范围内的灵活设置。
接入网汇聚层上联链路采用OTN承载,同一局址内网络设备间的中继链路采用裸光纤承载。
接入网内部采用裸光纤承载网络设备间的中继链路。
在充分考虑建设成本和投资效益因素后,宽带接入网可为重要用户适当提供保护。
(4)、路由设置原则
IP城域网与外网之间原则上通过EBGP交换路由信息,核心路由器对IP城域网路由汇总后,发布给外网路由器。
IP城域网出口主要根据目的地址进行路由,可根据源地址结合目的地址进行策略路由转发,实现分流。
IP城域网内部采用ISIS协议交换路由,只配置Level2模式,主要携带设备环回及链路地址路由。
IP城域网利用IBGP承载和控制城域网内用户路由。
城域网核心路由器将从EBGP获得的缺省路由重分发到IP城域网IGP。
开启路由的范围包括城域网核心路由器和BRAS、SR。
骨干网可以使用保留AS号,但是不传递给其它ISP。
(5)、QoS
IP城域网应通过合理规划网络结构、配置网络带宽,保持网络稳定性,提供基本的QoS保证。
骨干网以基于DiffServ为主的QoS技术提供突发拥塞时的QoS保证。
业务控制层根据物理端口、逻辑子端口或802.1PCoS位完成对接入用户的分类和三层QoS标记(IPPrecedence或EXP),并实现用户上行流量的限速和用户下行流量的限速、整形。
BRAS、SR和核心路由器提供一个严格优先队列和四个以上轮循队列,配合TailDrop和WRED丢弃机制,实现基于QoS等级的IP包转发。
接入网以基于802.1P为主的QoS技术提供突发拥塞时的QoS保证。
由ONU根据VLAN完成不同用户或业务的CoS分类和标记;
OLT再根据内层VLAN的CoS标记直接映射成外层VLAN的CoS。
接入网接入点及以上设备提供一个严格优先队列和一个以上轮循队列,实现基于QoS等级的包转发。
(6)、用户认证计费管理
IP城域网用户的认证管理由业务控制层(BRAS和SR)配合Radius完成。
用户认证系统应具备以下能力:
对PPPoE和IPOE两种认证方式的支持;
基于时长、流量、QoS等级、时间段计费的数据采集能力;
对用户账号的唯N性限制;
对用户名、地址、VLAN等属性的绑定;
对用户恶意申请IP地址的限制;
对一个用户拨号次数和拨号速度的限制,防止用户恶意发起PPP扫描方式的拨号攻击。
(7)、IPv6
城域骨干网设备必须具备实现IPv4/IPv6双栈化的能力,且在不增加投资的情况下,优先选用支持IPv6的设备。
IPv4向IPv6的演进采用双栈过渡策略,可以先启用部分设备的双栈功能,然后再将双栈覆盖范围逐渐扩大到整个城域骨干网。
(8)、网络管理系统
根据“集中管理、集中监控、集中维护”的原则,不断加强网络管理系统的建设,提高网络的集中监控和业务管理能力。
建设全网统一的城域骨干网和接入网综合网络管理系统,逐步集中管理城域骨干网和接入网的各种设备,以及IP城域网的宽带接入、VPN等业务。
该系统需统一软硬件平台,采集服务器可以分散放置在各地市,但分析服务器、数据库、存储等核心部分要相对集中,全省统一考虑进行设置。
各地市公司拥有分权终端,可以管理本城域内设备与业务,但不再独立进行IP城域网网管系统的开发和建设。
城域网网管系统应具备拓扑管理、故障监视、性能监测、路由监测、流量流向分析、业务分析等管理功能;
并通过与业务和客户系统的配合,实现业务开通、资源配置和客户的管理。
城域网所有设备必须满足城域网网管系统提出的网管接口要求。
(9)、网络安全
在业务控制层采用uRPF、ACL、SESSION数量控制等技术构筑网络安全边界,抵御各种攻击进入城域骨干网。
在业务控制层和OLT/ONU针对用户的双向流量做上下行限速;
业务控制层应具备支持基于标准五元组的访问控制手段和基于源和目的MAC地址的访问控制手段。
3.4.4互联网接入业务实现
互联网接入业务分为公众用户互联网接入业务和大客户互联网专线接入业务。
公众用户互联网接入业务包括拨号接入和中小企业客户专线接入两种类型。
其中,拨号接入业务采用动态IP地址分配方式,用户通过EPON系统接入,经过PTN汇聚到BRAS进行业务接入控制,由BRAS实现拨号接入网关功能。
专线接入业务采用固定IP地址分配方式,用户通过EPON系统或光纤直连接入,经过PTN汇聚到BRAS或SR进行业务接入控制,由BRAS或SR实现专线接入网关功能。
3.5接入层技术方案
本项目中接入层技术方案采用光纤入户的方式,技术上使用EPON的光纤接入网技术。
EPON技术采用点到多点结构,无源光纤传输可在以太网之上提供多种业务,综合了PON技术和以太网技术的优点,具备低成本、高宽带、扩展性强、与现有以太网有良好兼容性、方便管理等特点。
并在接入网络中采用瘦AP无线架构,无线AC控制所有AP方式,并随着XXXX信号从模拟向数字迁移,XXXX网络将会利用700MHz频段和瘦AP互为补充实现乡村、城镇的无线覆盖。
在方案设计上遵循“大容量、少局所”集中部署原则,在城市地区OLT覆盖区域应依附城市规划,并结合现有管道光缆的实际情况综合考虑。
OLT部属在端局及片区中心,单个OLT的覆盖半径为2~3km,覆盖用户1万户。
采用支持较大分光比的光模块(PX20+)进行组网。
3.5.1光纤入户设计
结合各市县及乡镇人口数量、环境地区的情况,采用不同方案因地制宜予以实施。
(1)集中式部署方案
在人口密度集中的地区,采用OLT集中放置、通过配线光缆和各级光分配网实现入户。
此种方式以通过中心机房进行统一连接。
例如公寓楼、高层、别墅区、老城区改造的旧巷等。
实现光纤入户时,OLT架设在此居住区的中心机房,光缆通过多级无源光分配节点和用户多媒体智能终端进行连接。
集中部署拓扑如图3.5.1-1。
图3.5.1-1光纤入户集中部署拓扑
(2)分布式部署
在人口密度相对分散或不宜使用集中式部署的地区,采用OLT下沉至居民小区,以小区为节点部署OLT,OLT架设在小区机房或采用野外型OLT,通过一级无源光分路器入户。
分布式拓扑如图3.5.1-2。
图3.5.1-2光纤入户分布式部署拓扑
3.5.2WLAN无线覆盖接入方案
(1)AC+AP无线覆盖方案
本项目的建设采用瘦AP无线架构,无线AC控制所有AP,简化网络部署和管理,提供卓越的性能、安全性和可扩展性,并支持新型的射频技术,为网络提供强大的容错能力、服务质量(QoS)、增强的语音能力及完整的安全功能。
对于中小规模室外覆盖,如公共广场、居民小区、学校校园、公园园区、室外人口较为聚集的空旷地带等场合,选用室外放装型AP
设备,组成蜂窝状网络结构实现对室外的覆盖。
对于没有任何入户线缆资源,包括5类线、双绞线、分布系统等资源且对数据业务有较大需求的场合,可采用全无线组网模式,即通过光纤到应用场合的中心机房,由中心机房通过Lanswitch
连接多个AP
在中心机房选择置高点加定向天线方式作为中心机房到各AP
的传输,通过AP
背靠背的方式来解决没有入户线缆资源情况下的室外全覆盖。
此组网方式选用支持802.11a
的AP
做桥接,选用支持802.11g
做覆盖。
部署时将2台覆盖性AP从空间位置进行适度隔离,桥接型AP的天线采用功分的形式外接2个天线分别对应2台覆盖型AP,以最大程度降低无线链路相互的干扰,最大保证整体无线网络性能。
室外型AP优先选择2.4G/5.8G双频设备,采用主备AC相互间定期毫秒级心跳检测。
备份AC发现主ACdown,将通知AP切换到备份隧道。
一旦主AC恢复,AP将重新切回原来的主AC。
AC+AP拓扑如3.5.2-1图。
图3.5.2-1AC+AP无线覆盖拓扑
(2)700MHz无线覆盖
本方案是AC+AP方案的补充,随着XXXX信号从模拟向数字迁移,“空白频段”对于XXXX网络已经成为今后力推超级Wi-Fi的理想传输频段。
白空间频段的频率要低很多,只有700MHz,不会被水吸收,而且其绕射能力远远强于2.4GHz/5.8GHz。
此外,白空间无线网络网络速度也比目前的Wi-Fi、3G或者4G移动宽带技术都要快许多,可以达到每秒400至800Mbps的速度相比。
因此,在技术及条件成熟后城镇区域铺设700MHz无线基站以实现办公区域、中小学校、住宅等区域的无线覆盖。
3.6运营支撑系统技术方案
运营支撑系统是一个综合的业务运营和管理平台,是宽带城镇的综合业务管理平台,是一体化、信息资源共享的支持系统。
运营支撑系统建设主要由3A认证系统、统一网络管理系统、系统管理、计费、营业、账务和客户服务等部分组成,系统间通过统一的信息总线有机整合在一起,对接北向接口,连接各功能管理系统,实现统一资源管理,实现客户关系的管理,满足对客户服务的需求。
运营支撑系统架构如3.6-1图。
图3.6-1运营支撑系统架构
第四章建设方案
为实现“宽带中国”战略2020年发展目标,及响应国家三网融合号召,XXXX积极致力于XXXX网络双向化改造。
在“宽带XXXX”的建设方案中,将按照“统筹规划、分步实施、逐步完善”的原则,分期建设,不断完善,充分满足宽带中国的战略要求。
4.1总体目标
宽带中国XXXX网络基础完善工程以宽带中国战略要求为目标,通过对XXXXIP城域网、传输网、运营支撑系统的不断扩容和完善实现宽带中国战略的要求。
充分利用XXXXIP城域网及OTN传输骨干网络资源,向用户提供高带宽、全双向的网络服务;
要能与XXXX现有网络结构配合,易于施工和维护;
要能统一网络管理,保障服务质量,便于运营维护;
要能快速实现低成本的覆盖和接入,见效快,提高用户的应用兴趣;
要能充分利用现有投资,迅速升级,更有利于双向业务的开展;
要能满足不同用户丰富多彩的、个性化的娱乐需求;
要能保护投资,平滑过渡。
网络建设的出发点必须以业务为中心,必须始终围绕业务来着手整个网络的规划和建设。
在宽带中国战略的大背景下XXXX网络建设工程的业务发展总体思路:
一是挖掘潜力,确保现有业务稳中有升;
二是加快开展宽带接入业务和多媒体业务,短期内形成基本XXXX业务、高清XXXX业务、互动XXXX业务、宽带接入业务捆绑的优势格局;
三是逐步开展XXXX支付、IP视频电话、电子商务等互动增值服务。
4.2遵循的原则
4.2.1标准性原则
遵循已颁布的国家标准和行业标准。
确保基于本方案开发出来的技术具有横向和纵向的兼容性。
4.2.2开放性原则
避免使用私有标准或协议,确保网络的开放性和互联互通,支持并能实现网络设备的统一管理。
4.2.3经济性原则
应该在充分利用和挖掘现有XXXX电缆网络资源的前提条件下有充分的技术实现可行性。
从而最大限度保护既有投资、发挥存量资产的效益最大化,确保双向宽带接入网络在保证性能的基础上,具有良好的经济性。
4.2.4可扩展性原则
宽带接入的用户需求和技术的发展是长期的、渐进的。
需求设计必须保证先进性和可扩展性,能够符合主流技术发展的趋势,适应“光进铜退”的趋势,反映近期和中期未来的用户需求;
保证能够基于本方案的技术和系统可以随着业务需求扩展和技术进步进行平滑升级。
4.2.5业务承载多样性原则
需求设计必须保证先进性和可扩展性,能够符合主流技术发展的
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