PON+WLAN無線寬帶接入方案

PON+WLAN校園網(wǎng)

無線寬帶接入方案2010年1月目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"第1章市場分析2\o"CurrentDocument"第2章組網(wǎng)方案描述2\o"CurrentDocument"半開闊空間4\o"CurrentDocument"封閉空間5\o"CurrentDocument"2.3戶外公共區(qū)域6\o"CurrentDocument"第3章方案特點7\o"CurrentDocument"3.1全光網(wǎng)絡(luò)接入，帶寬高、組網(wǎng)靈活7\o"CurrentDocument"ONU支持POE供電，讓AP無處不在7\o"CurrentDocument"3.3業(yè)務(wù)安全，天然防止廣播風(fēng)暴和病毒攻擊83.3.1安全機制83.3.2VLAN規(guī)劃8\o"CurrentDocument"附推薦設(shè)備的參數(shù)介紹9\o"CurrentDocument"局端OLT設(shè)備C2209\o"CurrentDocument"終端ONU設(shè)備F400、D402、F8039\o"CurrentDocument"終端ONU設(shè)備F82010第1章市場分析隨著社會的發(fā)展，筆記本電腦持有率不斷上升，對通信業(yè)務(wù)的需求不斷變化和增長，他們需要高帶寬、安全可靠、“無處不在”的網(wǎng)絡(luò)。而傳統(tǒng)以太網(wǎng)交換機提供的有線寬帶接入，局限性己經(jīng)越來越突出：（1）病毒和廣播風(fēng)暴，它們廣泛存在于網(wǎng)絡(luò)中，占用了大量帶寬，干擾了用戶的正常業(yè)務(wù)；（2）組網(wǎng)缺乏靈活性，一般采用“L3匯聚交換機+L2交換機”方式，由于L3交換機需要供電，所以只有在提供電力的場所，才能用L3交換機匯聚網(wǎng)絡(luò)資源，這樣降低了鋪設(shè)光纖的靈活性。所以，一種能夠提供更優(yōu)質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)和更先進的寬帶服務(wù)的，一種新的技術(shù)一一PON（PassiveOpticalNetwork,無源光網(wǎng)絡(luò)）,應(yīng)運而生。PON作為下一代網(wǎng)絡(luò)的重要技術(shù)之一,可以有效提高接入層帶寬，并且通過劃分VLAN技術(shù)天然隔離每個用戶，這樣就有效的防止了病毒和廣播風(fēng)暴的發(fā)生；同時，分光器（無源器件，無需供電）的使用，讓PON光纖網(wǎng)絡(luò)無處不在，結(jié)合WLAN進行任意靈活的無線寬帶覆蓋。構(gòu)建無線網(wǎng)，主要的目標群體是擁有筆記本等并有無線上網(wǎng)需求的用戶。這里可以分成三種情況：（1）定居在校園內(nèi)的老師，他們的經(jīng)濟能力一般較強：（2）單身青年教職工，經(jīng)濟能力不錯，但具有一定的人口流動性；（3）學(xué)生，校園內(nèi)最大的客戶群體，普遍經(jīng)濟能力一般，因大部分學(xué)生畢業(yè)后將走出校園，因而具有很強的人II流動性。面對這3種不同的客戶群體，資費方式也有差異：（1）定居校園的老師，建議采用包月的套餐：（2）單身教職工，建議采用包月或者記賬卡的方式（發(fā)放充了值的卡片，用戶即能通過卡的帳號和密碼接入網(wǎng)絡(luò)，卡片還能繼續(xù)充值。清華大學(xué)深圳研究院即采用這種方式）；（3）學(xué)生，建議采用記賬卡或手機號碼綁定（每個手機用戶的手機號碼作為帳號，密碼由聯(lián)通公司通過短信發(fā)送到用戶手機上，用戶在筆記本上輸入帳號和密碼即可接入網(wǎng)結(jié)）的方式。目標群體的寬帶通信，主要發(fā)生在三種典型的場合。（1）半開闊空間，如大教室、圖書閱覽室等；（2）封閉空間房間教多的樓宇，如學(xué)生宿舍、實驗室、教師小區(qū)等；（3）校園內(nèi)的戶外公共區(qū)域，如操場、草坪、人工湖等。下面，對于這三種典型的應(yīng)用環(huán)境，分別給出組網(wǎng)方案。第2章組網(wǎng)方案描述在說明組網(wǎng)方案之前，這里先簡單介紹一下PONoPON技術(shù)是一種點到多點的光纖接入技術(shù)。由局側(cè)的OLT,用戶側(cè)的ONU以及ODN（光分配網(wǎng)絡(luò)）組成。所謂“無源”，是指0DN中不含有任何有源電子器件及電子電源，全部由光分路器（Splitter）等無源器件組成。組網(wǎng)拓撲圖如下：

光分配網(wǎng)絡(luò)用戶側(cè)核心側(cè)光分配網(wǎng)絡(luò)用戶側(cè)核心側(cè)PON系統(tǒng)作為解決“最后一公里”問題的接入網(wǎng)絡(luò)，從OLT至UONU,距離能達至U20Km,OLT往上通過GE/FEII直連IP城域網(wǎng)的設(shè)備。OLT往下，1個分光器可以將1條光路分成16/32條光路，每條光路的末端連接1臺ONU,對于ONU終端，面向用戶的接II是WiFi（提供無線接入）、E1（提供專線接入）、GE/FE（提供寬帶接入）。對于行政樓、計算機中心等區(qū)域，由于用戶相對比較固定，建議采用固定FE方式進行連接，ONU部署在該區(qū)域樓內(nèi)，樓內(nèi)采用綜合布線，在100m覆蓋距離內(nèi)采用5類線連接，如果用戶端II較多，也可以在ONU下在級聯(lián)幾個交換機?？紤]到這種連接方式下，每個ONU下的用戶數(shù)量較多，因此該方式建議1：4或者1：8的分光器。其它區(qū)域由于其流動性強的特點，建議采用PON+WLAN的方式進行寬帶覆蓋。根據(jù)上一章的分析，WLAN寬帶接入發(fā)生的典型場景有3種：RRu匚匚匚Splitter封閉空間:RRu匚匚匚Splitter宿舍、實驗室等卜.面對這3種應(yīng)用場景分別進行描述。21半開闊空間對于像圖書館、大教室這樣的局部開放的空間：面枳大、封閉性不強，無線信號覆蓋相對較容易；學(xué)生比較密集，潛在用戶數(shù)量較大，單個AP接入的用戶數(shù)較多。由于單AP接入的用戶數(shù)過多，所以，建議ONU下掛的AP數(shù)量不宜太多，1?4個AP比較合適。建議采用1：8的分光器，OLT上的單個PONII下掛1個這樣的分光器，分光器再通過光纖最多連接8臺ONU,每臺ONU（這里推薦采用中興通訊的ZXA10F400）通過網(wǎng)線（網(wǎng)線傳輸距離為100米）最多連接4個AP。計算原理如下：單AP連接的寬帶用戶數(shù)較多，典型值為30個寬帶用戶（己經(jīng)達到大多數(shù)AP的用戶數(shù)上限），那么，1臺ONUF掛的4個AP共接入4X30=120個用戶；采用1：8分光器，每個PONII通過分光器接入8臺ONLL這樣，單PONII接入用戶數(shù)將達到8X120=960個用戶。這么多用戶，無論從帶寬，還是MAC地址表項，都己經(jīng)超過單PONII512用戶的建議值了。所以，建議采用1：8分光器，每臺ONU帶1?4個APo2.2封閉空間對于像宿舍、實驗室這樣的封閉空間：面積較小、封閉性強，無線信號覆蓋相對較困難；學(xué)生比較稀疏，潛在用戶數(shù)量不大，單個AP接入的用戶數(shù)較少。所以，ONU下掛的AP數(shù)量可以更多一些，8?16個AP比較合適。

建議使用不超過1：16的分光器，每臺ONU（這里推薦采用中興通訊的F400、D402、F803、F820）最多連接16個AP。計算原理同2.1,只是這里單AP連接的寬帶用戶數(shù)較少，典型值為10個用戶。2.3戶外公共區(qū)域?qū)τ谙癫賵觥⒉萜?、道路、人工湖這樣的全開放的空間：面積大、全開闊，無線信號覆蓋非常容易；學(xué)生非常稀疏，潛在用戶數(shù)量非常小，單個AP接入的用戶數(shù)極少。所以，ONU下掛的AP數(shù)量比上面兩種場景都多，能夠連接16?24個AP。并且，由于AP一般都要放置在靠近操場、道路的戶外，所以很少能就近取電，這時，建議采用由ONU通過網(wǎng)線直接對AP供電，即POE供電。這里，推薦用中興通訊的ZXA10F820,其FE端II支持POE供電功能。青年湖紀念碑青年湖紀念碑可以使用1：32的分光器，每臺ONU最多連接24個AP。計算原理同2.1,這里單AP連接的寬帶用戶數(shù)最少，典型值為3個用戶。第3章方案特點3.1全光網(wǎng)絡(luò)接入，帶寬高、組網(wǎng)靈活采用PON+WLAN接入，由于是全光網(wǎng)絡(luò)，寬帶用戶的速率很高。每個寬帶用戶到AP設(shè)備，速率54Mbps,AP和ONU設(shè)備之間，速率為上下行對稱，100Mb/s：每臺ONU到OLT,速率為上下行對稱,1000Mb/s；OLT到IP城域網(wǎng)的總出口,速率為1000?4000Mb/s°PON光網(wǎng)絡(luò)中引入了分光器，在半徑20Km,直徑40Km范圍內(nèi)，在沒有電源供電的任何地方放置分光器，對若干臺ONU的光路進行匯聚，讓PON光纖網(wǎng)絡(luò)無處不在，結(jié)合WLAN進行任意靈活的無線寬帶覆蓋。3.2ONU支持POE供電，讓AP無處不在基于IEEE802.3af標準，ONU和AP之間，建立連接情況、設(shè)備類型、功耗級別等方面的信息聯(lián)系，并以此為根據(jù)PSE（PowerSourcingEquipment,供電端設(shè)備，這里即為ONU）通過以太網(wǎng)向PD（PowerDevice,受電端設(shè)備，這里即為AP）供電。ONU推薦使用ZXA10F820,支持8?24個FE端II的POE供電功能，為AP提供遠程供電。采用這種方式，讓AP的布放更加靈活，不受供電環(huán)境的限制。3.3業(yè)務(wù)安全，天然防止廣播風(fēng)暴和病毒攻擊3.3.1安全機制校園網(wǎng)建設(shè)屬于大客戶專線上網(wǎng)業(yè)務(wù)，對于這種方式，業(yè)務(wù)控制點為SR（ServiceRouter,業(yè)務(wù)路由器）。ONU將普通上網(wǎng)業(yè)務(wù)端II配置為橋接模式，業(yè)務(wù)終端（計算機、路由器）配置固定專線IP地址。VLAN分配方案：每用戶分配單獨VLANID。考慮到組網(wǎng)的安全性，為每用戶分配獨立的VLANIDoVLAN（即VirtualLocalAreaNetwork,虛擬局域網(wǎng)）是一種邏輯上劃分局域網(wǎng)的技術(shù)，是處于數(shù)據(jù)鏈路層（MAC）的概念。PON系統(tǒng)在往以太網(wǎng)交換機發(fā)送數(shù)據(jù)幀之前，都會給不同的業(yè)務(wù)打上不同的VLAN標簽，交換機根據(jù)VLAN標簽來確定數(shù)據(jù)流的走向。對于大客戶接入業(yè)務(wù)，分配了專有的VLAN范圍，根據(jù)這些VLAN標簽，數(shù)據(jù)包被送往SR。在實際應(yīng)用中，一般是每一個寬帶用戶使用一個VLANo這樣每個寬帶用戶都處于不同的VLAN之中，安全可靠，天然隔離，有效阻止了廣播風(fēng)暴和病毒攻擊。3.3.2VLAN規(guī)劃對于VLAN的使用，盡量做到每用戶和每業(yè)務(wù)分配不同的VLAN（可■采用QinQ方式）。OLT基于PONII配置靈活SVLAN,基于不同業(yè)務(wù)的內(nèi)層VLANID配置相應(yīng)的外層VLANID。ONU基于不同業(yè)務(wù)端II配置內(nèi)層VLANID。（1）ONU內(nèi)層VLANID規(guī)劃設(shè)備管理VLAN：設(shè)備較少時采用統(tǒng)一的單層VLANID。ONU的管理VLAN統(tǒng)一配置，管理地址配置在BRAS上，以單VLAN形式被終結(jié)。OLT在BRAS上的管理VLAN配置一個，在SR上的管理VLAN配置一個。無論采用何種方式接入業(yè)務(wù)控制設(shè)備（BRAS和SR）,OLT的管理VLAN都以單VLAN形式被終結(jié)。（2）OLT外層VLANID規(guī)劃根據(jù)OLT下掛的ONU數(shù)量級劃分整數(shù)段VLANID,用于標示不同ONU。設(shè)備較多時，由于廣播域較大，為避免降低通信效率，建議在OLT下行端II（PONID標記不同的外層VLANo附推薦設(shè)備的參數(shù)介紹局端OLT設(shè)備C220設(shè)備高度6U,標準19英寸寬度，采用豎插板方式，共14個插槽背板數(shù)據(jù)總線物理帶寬1.12T,交換容量320G,系統(tǒng)內(nèi)部無阻塞交換單框支持40XPON接I】尺寸：482.6mm（寬）X265.9mm（高）X352mm（深）重量：滿配置40Kg電源：支持主備供電，-48VDC（?38V??57V）功耗：滿配置450W出線方式：前出線工作溫度：一5笆?45°C工作濕度:5%?95%終端ONU設(shè)備F400、D402、F803型號ZXA10F400ZXA10D402ZXA10F803設(shè)備外形J!■:冶*：?|用戶側(cè)接口4FE8FE16FE尺寸（mm,高X寬X深）50X185X26060X185X22445X300X190重量0.4Kg0.4Kg1.6Kg功耗8W10W11W工作電壓DC12VDC12VAC220V工