學院GPON系統(tǒng)項目的方案設計

1、.wd.wd.wd.學院GPON系統(tǒng)工程方案設計目 錄 TOC o 1-3 u 1工程概況 PAGEREF _Toc288683716 h 11.1需求分析 PAGEREF _Toc288683717 h 11.2設計原那么 PAGEREF _Toc288683718 h 12GPON技術簡介 PAGEREF _Toc288683719 h 43網(wǎng)絡接入方案 PAGEREF _Toc288683720 h 83.1設計模型 PAGEREF _Toc288683721 h 83.2網(wǎng)絡構(gòu)造 PAGEREF _Toc288683722 h 13.3OLT端配置 PAGEREF _Toc288683

2、723 h 103.4ONU端配置 PAGEREF _Toc288683724 h 113.5設備部署規(guī)劃 PAGEREF _Toc288683725 h 123.6配置清單 PAGEREF _Toc288683726 h 143.7帶寬分析 PAGEREF _Toc288683727 h 153.8方案特點 PAGEREF _Toc288683728 h 173.8.1網(wǎng)絡擴展 PAGEREF _Toc288683729 h 173.8.2網(wǎng)絡管理 PAGEREF _Toc288683730 h 183.8.3服務質(zhì)量 PAGEREF _Toc288683731 h 18工程概況需求分析網(wǎng)絡

3、建設需求如下：學校由3幢宿舍樓及1幢教學樓組成，本次GPON組網(wǎng)方案僅考慮學生宿舍樓的網(wǎng)絡方案。每幢宿舍樓層高6層，共200間宿舍，每間宿舍6個學生，設置2個信息點。網(wǎng)絡系統(tǒng)采用先進的GPON系統(tǒng)搭建，提供千兆主干，百兆到桌面的網(wǎng)絡接入能力。整體網(wǎng)絡模式上采用光纖到樓的模式為主，宿舍樓內(nèi)通過5類線部署到每個房間。接入Internet速率由終端用戶申請的賬戶帶寬決定，所有主干和接入設備均可網(wǎng)管，要求支持全線速轉(zhuǎn)發(fā)設計原那么基于對學院工程需求的深入理解，結(jié)合自身產(chǎn)品和技術特點，推出了完善的解決方案，為校園提供“高擴展、多業(yè)務、高安全的精品網(wǎng)絡。中職園校區(qū)網(wǎng)絡建設遵循以下 基本原那么：高性能本次新建

4、網(wǎng)絡采用GPON技術，單纖提供2.5G帶寬，實現(xiàn)千兆主干，百兆桌面的接入能力。二層的網(wǎng)絡構(gòu)造，確保全網(wǎng)性能均衡，沒有瓶頸節(jié)點，從接入至核心均實現(xiàn)全線速轉(zhuǎn)發(fā)，骨干提供萬兆接口，確保網(wǎng)絡后期可升級至萬兆?？煽啃耘c自愈原那么網(wǎng)絡系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠是應用系統(tǒng)正常運行的關鍵保證，在網(wǎng)絡設計中選用高可靠性網(wǎng)絡產(chǎn)品，設備充分考慮冗余、容錯能力；合理設計網(wǎng)絡架構(gòu)，制訂可靠的網(wǎng)絡備份策略，保證網(wǎng)絡具有故障自愈的能力，最大限度地支持系統(tǒng)的正常運行。網(wǎng)絡設備在出現(xiàn)故障時應便于診斷和排除，充分表達計算機網(wǎng)絡的高可靠性。技術先進和實用在保證滿足校園業(yè)務、應用系統(tǒng)業(yè)務的同時，要表達出網(wǎng)絡系統(tǒng)的先進性。在網(wǎng)絡設計中要把先進的技

5、術與現(xiàn)有的成熟技術和標準結(jié)合起來，充分考慮網(wǎng)絡應用的現(xiàn)狀和未來開展趨勢。可擴大考慮到宿舍樓未來用戶數(shù)量和業(yè)務種類開展的不確定性，要求網(wǎng)絡系統(tǒng)具有強大的擴展功能，包括性能的擴展和接入能力、覆蓋能力的擴展。整個網(wǎng)絡要建設成完整統(tǒng)一、組網(wǎng)靈活、易擴大的彈性網(wǎng)絡平臺，能夠隨著需求變化，充分留有擴大余地。標準開放技術選擇必須符合相關國際標準及國內(nèi)標準，防止個別廠家的私有標準或內(nèi)部協(xié)議，確保網(wǎng)絡的開放性和互連互通，滿足信息準確、安全、可靠、優(yōu)良交換傳送的需要；開放的接口，支持良好的維護、測量和管理手段，提供網(wǎng)絡統(tǒng)一實時監(jiān)控的遙測、遙控的信息處理功能，實現(xiàn)網(wǎng)絡設備的統(tǒng)一管理。 安全可靠網(wǎng)絡構(gòu)造拓撲方便、靈活

6、。要求支持動態(tài)地移動、參加及變化，根據(jù)不同客戶組成邏輯網(wǎng)段，故要求有虛擬LAN的功能。具有靈活可控的安全管理手段，保證關鍵數(shù)據(jù)不被非法竊取、篡改或泄漏，并能滿足安全防護標準的要求，安全的遠程訪問能力。強QOS、強組播校園網(wǎng)因為對視頻、音頻等多媒體業(yè)務的需求較大，所以整個網(wǎng)絡具有較完善的QOS特性對教育網(wǎng)而言就顯得尤為重要。能不能對關鍵業(yè)務進展帶寬優(yōu)先保證尤其是那些對時延敏感的業(yè)務進展保證是教育網(wǎng)必須考慮的一個重點，為實現(xiàn)區(qū)別服務，整網(wǎng)端到端的QOS特性機制是優(yōu)質(zhì)網(wǎng)絡業(yè)務的保證。另外組播特性對于有效的保證多媒體流傳輸性能和節(jié)省帶寬也有非常重要的意義，基于組播的控制特性也會進一步保證組播流的控制、

7、管理和安全，從而為實現(xiàn)校園網(wǎng)內(nèi)的多業(yè)務支持提供保障。兼容性能夠最大限度地保證學校現(xiàn)有各種計算機軟、硬件資源的可用性和連續(xù)性，為不同的現(xiàn)存網(wǎng)絡提供互聯(lián)和升級的手段如現(xiàn)有的雙向教學系統(tǒng)，保證各種在用計算機系統(tǒng)包括工作站、服務器和微機等設備的互連入網(wǎng)，充分利用現(xiàn)有網(wǎng)絡資源，發(fā)揮主干網(wǎng)的優(yōu)勢。上網(wǎng)行為可控可管宿舍上網(wǎng)記錄滿足公安部令第82號互聯(lián)網(wǎng)安全保護技術措施規(guī)定要求，準確到每個用戶賬戶、IP、MAC地址對應訪問的每個統(tǒng)一資源定位符URL；紀錄保存至少六個月，便于校方審計、統(tǒng)計和分析。GPON技術簡介隨著網(wǎng)絡應用的普及和網(wǎng)絡用戶的增長，互聯(lián)網(wǎng)寬帶接入用戶增長迅速，而且應用呈現(xiàn)多樣化，復雜化的趨勢。市

8、場的需求變化以及技術的融合和開展加速了新興寬帶業(yè)務和應用的出現(xiàn)，IPTV、視頻監(jiān)控、視頻會議、網(wǎng)上教學、網(wǎng)絡游戲、VOIP等新應用和業(yè)務的出現(xiàn)對目前的接入網(wǎng)帶寬和服務質(zhì)量提出了更加嚴格的要求，現(xiàn)有的DSL或LAN接入方式很難滿足新業(yè)務的需求。這樣的背景下，光纖接入技術得以迅速普及。只有光纖網(wǎng)絡可以提供充足的帶寬來滿足未來的需求，同時光纖在制造成本方面具有銅纜不可比擬的優(yōu)勢，光纖網(wǎng)絡正在從骨干向接入層延伸，最終將逐漸取代銅纜。隨著光纖施工工藝的日益完善和光接入技術的成熟，光纖接入網(wǎng)已成為一種必然趨勢。在光接入技術之中，無源光網(wǎng)絡PON(Ethernet Passive Optical Netwo

9、rk)無疑是最優(yōu)的方案，將成為建設FTTH/FTTP網(wǎng)絡的主要技術。GPONGigabit-Capable Passive Optical Network，吉比特無源光網(wǎng)絡技術是無源光網(wǎng)絡PON家族中一個重要的技術分支，其它類似技術包括APON/BPON和EPON技術等。GPON是當前和未來數(shù)年內(nèi)最受關注的光接入技術。千兆以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡GPON技術的出現(xiàn)為FTTx建設提供了高性價比的解決方案，GPON遵循ITU-G.984標準，它使用大量普及的以太網(wǎng)作為傳輸協(xié)議和用戶接口，具備良好的兼容性和經(jīng)濟性，結(jié)合無源光網(wǎng)絡的技術和帶寬優(yōu)勢，提供非常高的性價比和良好的網(wǎng)絡適用性。相對于EPONEther

10、net PON，GPON網(wǎng)絡具有更高的帶寬和傳輸效率，更適合高容量、大帶寬的網(wǎng)絡應用。標準的GPON網(wǎng)絡由OLTOptical Line Terminal、ODN (Optical Distribute Network)和ONU/ONT(Optical Network Unit)組成。GPON網(wǎng)絡帶寬可以到達下行2.5Gbps，上行1.25Gbps，傳輸距離可以覆蓋20Km，通過無源分路器組成樹型的網(wǎng)絡構(gòu)造，分路器的分支比可以到達1:64，甚至1：128。這種點到多點的網(wǎng)絡構(gòu)造非常適合建設FTTP/FTTH接入網(wǎng)絡。GPON網(wǎng)絡構(gòu)造GPON技術主要優(yōu)勢如下：資源點到多點網(wǎng)絡構(gòu)造，節(jié)省大量骨干光

11、纖資源無源分光構(gòu)造，大大減少有源節(jié)點機房數(shù)量大大減少機房光電設備數(shù)量，對機房供電、配線、空間要求大為降低性能千兆主干，帶寬高邏輯上二級網(wǎng)絡構(gòu)造，全網(wǎng)性能均衡20KM覆蓋，大大提高接入網(wǎng)覆蓋范圍端到端的QOS，SLA，DBA，IGMP等特性，徹底改變以太網(wǎng)的性能運維傳輸過程無源，無有源節(jié)點，故障點大大減少無源器件，可靠性大大增強電信級統(tǒng)一網(wǎng)管能力，直接收理制每個端口，大大提高運維效率、降低運維工作量與傳統(tǒng)的基于點對點技術的光纖收發(fā)器或者交換機的方式相比，GPON具有明顯的優(yōu)勢。GPONMC+LAN構(gòu)造點對多點，樹狀拓撲，兩級構(gòu)造，網(wǎng)絡構(gòu)造簡單點對點，多級級聯(lián)，大規(guī)模部署時網(wǎng)絡構(gòu)造復雜資源單芯、無

12、源傳輸，通過無源分光器擴展，節(jié)省大量骨干光纖資源，無需機房；需要樓宇設備，需進展入戶局部改造點對點構(gòu)造，雙芯/單芯傳輸，耗用較多主干光纖資源，需有源機房；需要樓宇設備，需進展入戶局部改造性能千兆主干，兩級網(wǎng)絡，具備QoS、SLA、IGMP等高端特性，全網(wǎng)性能平衡多級構(gòu)造，全網(wǎng)性能不平衡，網(wǎng)絡邊緣性能差，通常不具備全網(wǎng)QoS、SLA，IGMP等高端能力管理端到端的廣電級全網(wǎng)統(tǒng)一管理能力，控制力強設備眾多，不具備全網(wǎng)管理能力，網(wǎng)絡控制力較差運維無源網(wǎng)絡，故障點少，遠程網(wǎng)管能力突出，日常運維壓力小有源設備眾多，故障點多，管理能力弱，日常運維壓力較大成本設備成本稍高，但綜合建網(wǎng)成本低主干光纖、機房建設

13、等，成本具備進一步下降空間設備成本相對較低，但綜合成本高，成本已無繼續(xù)下降空間網(wǎng)絡 擴展易于擴展，可擴展性好，且不會以大量增加建設成本和降低網(wǎng)絡性能為代價可通過級聯(lián)方式擴展網(wǎng)絡，但需要增加相關機房、交換機等配套，且會降低網(wǎng)絡性能產(chǎn)品 成熟度成熟，代表網(wǎng)絡開展方向成熟在本方案中，采用愛立信BLM1500 GPON系統(tǒng)作為中職園網(wǎng)絡接入網(wǎng)絡平臺，建設個辦公、教學及宿舍樓等整個園區(qū)的根基傳輸網(wǎng)絡。愛立信公司是通訊領域世界領先公司，也是最早參與到GPON標準ITU-G.984標準的GPON廠商，其GPON系統(tǒng)BLM1500廣泛應用于全球數(shù)十個國家和地區(qū)，為數(shù)千萬網(wǎng)絡用戶提供高質(zhì)量的寬帶接入服務。網(wǎng)絡接

14、入方案設計模型本次這也學院宿舍樓網(wǎng)絡工程規(guī)模較大，預計有學生3600人。學生宿舍樓是信息點較為密集的地區(qū)。初步設想按照以下方式設計網(wǎng)絡模型：此模型僅為初期方案設計所設立，并不準確，將來根據(jù)實際規(guī)劃進展修正每幢宿舍樓容納1200名學生，供200間宿舍，每宿舍6人每宿舍設置2個信息點接入，宿舍內(nèi)如果多于2人上網(wǎng)，可采用下掛小交換機的方式學生上網(wǎng)通過PPPOE撥號的方式，每個帳號僅允許1個MAC地址撥入每幢宿舍樓預計設計400個信息點，3幢樓共1200個信息點構(gòu)造上采用光纖到宿舍樓，宿舍樓內(nèi)用5類線部署到每間宿舍考慮到學生是相對特殊的用戶群體，其特征為滲透率高，并發(fā)率高，在線率高，數(shù)據(jù)流量高，網(wǎng)絡設

15、計時要充分考慮帶寬設計。目前按照每間宿舍4個學生上網(wǎng)的模型進展設計所有宿舍樓均采用FTTB型ONU網(wǎng)絡構(gòu)造OLT端配置愛立信BLM 1500 GPON OLT提供運營商級99.999%高可靠性，公共部件沒有單點故障，中央控制卡和交換矩陣全面冗余。交換矩陣采用雙發(fā)選收模式，單卡故障時沒有任何業(yè)務中斷。每一個通用插槽到背板的帶寬為20Gbps。模塊化的體系架構(gòu)使得系統(tǒng)非常易于配置和擴容，可隨著業(yè)務和容量增長輕松升級。機框的物理外觀如以以下圖所示，機框共18個槽位，擁有業(yè)界最大的系統(tǒng)接入能力，單臺OLT最大可以支持7680臺ONU的接入中間2個插槽為主備用的交換矩陣卡，其余16個通用插槽為任意線路卡

16、的組合2個冗余的 -48 V DC電源可熱插拔的風扇主控板FAB支持1：1的冗余配置模式，采用業(yè)界先進的雙發(fā)選收機制，當主控板卡發(fā)生故障的時候，備份業(yè)務板卡可以迅速切換并接收整個系統(tǒng)，從而保證業(yè)務的零中斷。FABGP8G28下行PON板卡GP8板卡，單板具備8個PON口，每個PON口支持1：64的分光比，單板最多支持512臺ONU上聯(lián)板G28/E28單板具備2個10G接口和8個千兆接口，可以為業(yè)務提供充足的上聯(lián)帶寬ONU端配置本方案選用愛立信T720GONU。T720G 為特制的室內(nèi)FTTB ONT，可借助 GPON 為商務樓或公寓提供經(jīng)濟高效的三重播放業(yè)務。T720G 可提供24個支持語音業(yè)

17、務的 POTS 接口端口，以及24個支持數(shù)據(jù)IPTV 等以太網(wǎng)服務傳輸?shù)?10/100Base-T 接口。設備部署規(guī)劃OLT部署方案配置愛立信BLM 1500 OLT 1臺，部署在運營商機房內(nèi)非校內(nèi)機房配置2塊FAB高性能主交換板卡，1：1冗余配置，保障系統(tǒng)的零業(yè)務中斷配置1塊下行GP8板卡，每塊GP8板卡可以提供8個PON口，本次方案中使用6個PON口配置1塊上行E28板卡，單板卡配置8個GE光接口模塊，可提供最高8G的上聯(lián)帶寬上聯(lián)運營商的城域網(wǎng)交換機，接入到運營商城域網(wǎng)中PON口通過骨干光纖直接連接至學校宿舍樓，每幢宿舍樓2根光纖，共需6芯骨干光線分光器部署方案在分光比方面：考慮到學生使用

18、網(wǎng)絡的時候，對帶寬的需求比擬大，而本次部署的ONU為24端口的FTTB型ONU。為了提供充足的帶寬能力，保證網(wǎng)絡性能，對于FTTB節(jié)點，采用1：8的分光比，即每根光纖通過分光后，接入8臺左右ONU。分光方式采用1級分光的構(gòu)造，骨干光纖直接引入到每幢宿舍樓設備間中，部署1：16分光器每幢樓宇分別部署2臺1：16分光器實際上每個分光器只采用8支到9支分光，采用1：16分光器主要考慮到將來可能需要的擴展以及一些可能的特殊節(jié)點的接入例如FTTH ONU，WIFI AP等，共需6臺1：16分光器光纖經(jīng)過分光器分光后，直接連接設備間內(nèi)的T720 ONU，實現(xiàn)該宿舍樓的接入覆蓋ONU部署方案ONU采用T72

19、0G ONU，每個ONU可提供24個FE端口ONU部署在每幢宿舍樓的設備間內(nèi)，再通過5類線連接到每間宿舍的每個信息點處每幢宿舍樓部署18臺T720G ONU，平均每臺ONU覆蓋1112間宿舍3幢宿舍樓共54臺T720G ONU配置清單節(jié)點類型產(chǎn)品號中文描述單位數(shù)量OLTINF 901 4531/1EDA 1500 OLT, 17U 機架/機框組合子架1OLTINF 901 4667/117U光纖管理架盤1OLTINF 901 4174/1/CNFAB320, 320Gbps交換矩陣/節(jié)點控制板含軟件塊2OLTINF 901 4176/1/CNGP8; 8-Port GPON 帶 B+ SFP模

20、塊的GPON板卡含軟件塊1OLTINF 901 4178/1G28, 2x10GigE & 8x1GigE上行業(yè)務板塊1OLTINF 901 3913SFP 模塊，10km-1000baseLX塊8ONUONUINF 901 5173/1/CNT720-24，24個10/100自適應端口， 24個POTS口臺54本地采購配套線纜光纖注：具體長度和接頭可能根據(jù)不同現(xiàn)場情況勘站后變動ODN1:16分光器或一樣分支數(shù)的組合個6ODNCHQ-F115FS光跳纖 SM 15M FC - SC條8ODNCHQ-F210LLD光跳纖 SMD 10M LC - LC對8OLTCHQ-C601AB地線1米黃綠接

21、地電纜，25mm帶銅鼻子，低煙無鹵阻燃米10OLTCHQ-C601AA機架電源線，25平方紅蘭電源線帶銅鼻子米20帶寬分析1典型業(yè)務帶寬需求業(yè)務類型上行帶寬下行帶寬聊天、即時通訊256K256KInternet瀏覽/email128K512KVOIP128K128K視頻通信512K512K網(wǎng)絡游戲512K512K標清視頻IPTV64K2M高清視頻128K8MP2P8M8M2業(yè)務分布測算方法根據(jù)用戶分布和開通業(yè)務情況，估算各種業(yè)務的用戶所占比例，算出所需設計總帶寬。在實際工程中，由于用戶類型往往單一或者類似，因此可以按照某種單一用戶使用某一特定業(yè)務的模型來進展帶寬測算3帶寬計算帶寬計算模型通常需

22、要考慮如下系統(tǒng)變量：用戶模型，F(xiàn)TTH/FTTB等，需要考慮到單一ONU下掛用戶數(shù)量用戶業(yè)務接入比例take rate同時在線率需要充分考慮到每用戶平均業(yè)務模型和平均帶寬耗用比率充分考慮GPON系統(tǒng)在DBA等方面特性，可以大大提高實際可使用帶寬因此帶寬計算公式為：GPON端口數(shù)*2300M/ONU數(shù)*每ONU覆蓋用戶數(shù)*用戶接入率*同時在線率4本方案帶寬計算：在本方案中，我們充分考慮了學生群體可能存在的特殊高帶寬需求，按照本設計方案：總共采用6個GPON端口每個GPON端口能夠提供2300M左右的下行帶寬每個PON口接入9臺ONU每臺ONU可覆蓋12間宿舍72個用戶學生總數(shù)約為3600人考慮到

23、學生接入率很高，暫時設計65%的滲透率最大同時在網(wǎng)率按照80%計算那么每用戶的帶寬為2300*6/3600*65%*80%=7.4M即本網(wǎng)絡在極端情況下可以為每個用戶提供最低7.4M的帶寬，考慮到實際應用情況，每用戶實際可用帶寬將大大高于本計算值。方案特點使用GPON平臺可以充分實現(xiàn)數(shù)據(jù)接入網(wǎng)的設計目標，由上面的網(wǎng)絡設計可以看到GPON作為校園傳輸接入解決方案的主要優(yōu)勢：從網(wǎng)絡構(gòu)造來看，GPON技術提供的是一種點到多點的連接，在網(wǎng)絡拓撲構(gòu)造上是一個樹型的構(gòu)造，但在邏輯構(gòu)造上是星型的連接，即每個ONU都是直接連接到局端設備，防止網(wǎng)絡的非平衡構(gòu)造，比傳統(tǒng)的點對點或環(huán)狀的網(wǎng)絡有更強的接入能力，能節(jié)省

24、大量干線光纖，減少投資。從管理的角度來看，由于采用GPON作為統(tǒng)一的多業(yè)務承載平臺，使得用一套中心管理系統(tǒng)對整個網(wǎng)絡進展管理成為可能。從維護的角度看，無源光網(wǎng)絡的特點是采用無源器件，大大減少網(wǎng)絡故障點和外圍機房配套設施。這樣能在校園網(wǎng)絡系統(tǒng)運行中節(jié)省維護成本，及時發(fā)現(xiàn)問題和解決問題。從網(wǎng)絡建設角度來看，GPON是一個可持續(xù)開展的網(wǎng)絡，利用其無源分光的特點，在適宜地點增加分光器即可以增加網(wǎng)絡節(jié)點，為將來的網(wǎng)絡擴容提供了可能。從部署速度角度看，借助GPON能夠快速部署和擴展的特點，可以更快更靈活的進展網(wǎng)絡的部署，滿足和諧社會開展的需求。網(wǎng)絡擴展GPON網(wǎng)絡是一種樹型構(gòu)造網(wǎng)絡，擴展性非常好。OLT與

25、ONU直接通過分光器連接，中間全部是無源設備，非常易于網(wǎng)絡部署，而且網(wǎng)絡實施和業(yè)務開展非常迅速，網(wǎng)絡構(gòu)造可以依據(jù)用戶開展的業(yè)務規(guī)模不斷調(diào)整。如以以下圖所示：網(wǎng)絡初期只需投入局端設備和少量用戶端設備，根據(jù)用戶開展情況將GPON網(wǎng)絡不斷延伸。減少初期投資壓力，增加投資回報。 一臺OLT局端設備的最大容量是14塊GP8卡，每張GP8有8個PON口，每PON口最多支持64個ONU，因此一臺OLT最多可以連接7680個ONU，也就是說一臺OLT可以直接連接數(shù)千個用戶終端，同時有充足的帶寬，不會造成接入網(wǎng)的瓶頸。網(wǎng)絡管理面對復雜的多媒體信息網(wǎng)，如何有效地管理網(wǎng)絡，使其穩(wěn)定高效安全地運行，為業(yè)務系統(tǒng)提供支撐，是擺在網(wǎng)絡建設者面前的一大難題。GPON 平臺有一個靈活、可靠、安全、可擴展的網(wǎng)管系統(tǒng)，包括設備本身的管理特性和電信級的圖形化網(wǎng)絡管理平臺，可以有效管理系統(tǒng)和業(yè)務。GPON平臺提供電信級的集中網(wǎng)管，改觀目前接入