青岛广电网络扩容改造项目实施Word文档格式.docx
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如果分光比按1:
16计算,将累计为16x50Mbps=800Mbps,占一个OLT-PON带宽的800Mbps÷
1000Mbpsx100%=80%。
莹谐龌蕲賞组靄绉嚴减。
2、交互电视带宽:
550MHz~860MHz(按256QAM计算,每一256QAM频道可提供约50Mbps带宽)可提供约37x50Mbps=1850Mbps带宽;
麸肃鹏镟轿騍镣缚縟糶。
户均带宽为:
1850Mbps÷
(50户x16x20%x20%)=57.8Mbps/户。
納畴鳗吶鄖禎銣腻鰲锬。
一.3.2.FTTZ模型(200户模型)
渗透率20%,业务并发率20%,FTTZ模型(200户模型)如下图1-3-2所示:
图1-3-2:
FTTZ模型(200户模型)
EOC局端(即ONU上行带宽)要求:
25Mbpsx50x20%x20%=50Mbps的有效带宽。
则ONU上行带宽则要求:
4x50Mbps=200Mbps。
風撵鲔貓铁频钙蓟纠庙。
4计算,将累计为4x200Mbps=800Mbps,占一个OLT-PON带宽的800Mbps÷
1000Mbpsx100%=80%。
灭嗳骇諗鋅猎輛觏馊藹。
550MHz~860MHz(按256QAM计算,每一256QAM频道可提供50Mbps带宽)可提供约37x50Mbps=1850Mbps带宽;
铹鸝饷飾镡閌赀诨癱骝。
户均带宽1850Mbps÷
(200户x4x20%x20%)=57.8Mbps/户。
攙閿频嵘陣澇諗谴隴泸。
一.3.3.FTTH模型
渗透率40%,业务并发率50%,FTTH模型如下图1-3-3所示:
图1-3-3:
FTTH模型
32计算(目前EPON使用的是1:
32规格),预留20%的OLT-PON带宽,则每户平均带宽:
(100%-20%)x1000Mbps÷
(32x40%x50%)=125Mbps。
趕輾雏纨颗锊讨跃满賺。
夹覡闾辁駁档驀迁锬減。
户均带宽1850Mbps÷
(32x40%x50%)=289Mbps/户。
一.3.4.接入模型小结
综合上面分析,归纳如下:
模型
用户数
渗透率
并发率
分光比
数据带宽
交互电视带宽(256QAM)
FTTB
(光纤到楼)
50
20%
1:
16
25Mbps/户
57.8Mbps/户
FTTZ
(光纤到小区)
200
4
FTTH
(光纤到户)
32
40%
50%
125Mbps/户
289Mbps/户
结论:
按照以上数据模型,通过对PON进行升级改造,在技术上完全可以满足2~3年内所能预见的业务带宽需求。
视絀镘鸸鲚鐘脑钧欖粝。
第二章扩容改造技术方案
为满足青岛有线广播电视、高清交互电视业务和数据通信业务的要求,提高青岛有线网络在未来“三网合一”业务中的竞争能力,必须对现有的HFC和IP城域网进行改造和扩容,使之满足“双向化”和高质量三网融合业务承载的要求,能够提供全业务运行的承载平台。
偽澀锟攢鴛擋緬铹鈞錠。
二.1.总体结构
这里所指的“双向化”改造技术主要包括接入网中光传输改造技术和同轴传输改造技术两部分内容。
目前,广电网络“双向化”建设方案主要有:
1)双向HFC方案,即CMTS+CM方案。
特点:
充分利用HFC网络资源,业务接入方便,带宽扩容难度大。
2)单向HFC+EPON+LAN方案。
基于EPON的IP接入网技术成熟、全球商用部署规模大,具有规模优势;
与有线电视网相对独立,需要建设维护两张网络。
緦徑铫膾龋轿级镗挢廟。
3)单向HFC+EPON+EOC方案。
是“双向IP与单向广播融合”建设方案。
这种方案目前可有两种方式实现:
騅憑钶銘侥张礫阵轸蔼。
♦单向HFC与EPON采用分纤传输,即广播电视信号与EPON是采用不同纤传输的。
在原来的光节点位置将单向光接收机、EPON系统的ONU、EOC系统的局端模块和设备管理模块集成在一起(即PON缆桥交换机)。
有线电视广播网和IP数据网的业务在接入网节点——PON缆桥交换机进行融合。
疠骐錾农剎貯狱颢幗騮。
♦单向HFC与EPON采用同纤传输,即“单纤三波长传输”。
在原来的光节点位置将WDM模块、单向光接收机、EPON系统的ONU、EOC系统的局端模块和设备管理模块集成在一起。
相应,有线电视广播网和IP数据网的业务是在分前端进行融合。
镞锊过润启婭澗骆讕瀘。
上述两种实现方式,都需要在用户家中放置EOC终端,向下连接用户电脑或机顶盒,组成具备双向传输能力的互动有线网络,可实现数据、视频、语音的三网融合接入。
榿贰轲誊壟该槛鲻垲赛。
基于“双向IP与单向广播融合”建设方案,以现有网络为基础,将NGB技术体制和三网融合的业务承载模式引入到本次网络扩容改造工程中。
其总体架构如下图2-1-1所示。
邁茑赚陉宾呗擷鹪讼凑。
图2-1-1:
总体架构
扩容改造后的城域网总体架构主要由两个层面构成:
1.青岛有线城域网,主要由两个部分构成:
✓由核心接点TSR、分节点/汇聚节点ACR构成的IP城域网;
✓相对应,由总前端和分前端构成的广播网络;
2.青岛有线接入网,采用单向HFC+EPON+EOC方案。
✓在ODN范围,采用“单纤三波长”同时传输1550nm(广播下行)和1490nm(EPON下行数据信号)/1310nm(EPON上行数据信号);
嵝硖贪塒廩袞悯倉華糲。
✓在同轴分配网范围,采用频分方式同时传输单向RF和双向EOC信号;
在这个层面上,更突显“同纤、共缆”多业务承载的特点。
从上述总体架构的两个层面可以看出,IP数据业务和广播电视业务是在分前端进行汇合与分离。
二.2.HFC主干网络设计
青岛有线HFC主干网络包括1个总前端与21个分前端。
主干网络设计采用主备路由自动冗余切换设计,如下图2-2-1所示。
图2-2-1:
青岛有线HFC主干网设计方案
每个分前端列表如下。
分前端
距离,km
功率,dbm
主路
备路
1
镇江路
20.8
4.3
3.0
2
人民一路
16.6
8.2
1.2
3
九江路
11.3
13.8
2.5
1.9
永平路
20.4
17.6
0.9
5
李村
16.0
22.3
1.3
3.5
6
伊春路
5.1
20.1
4.0
7
贮水山
9.2
11.2
8
河南路
12.5
14.1
2.2
1.8
9
西藏路
15.2
1.5
10
莱芜二路
11.1
9.3
11
龙潭路
14.9
5.5
1.6
12
澄海三路
4.7
4.5
13
李山东路
10.9
11.5
2.6
2.4
14
浮山后
17.2
5.2
1.0
15
王哥庄
23.0
48.0
北宅
43.0
26.0
17
沙子口
22.0
3.4
18
娄山后
15.8
1.4
19
李沧新区
13.4
2.0
20
张河村
11.0
14.7
21
四方新区
17.0
8.5
1.1
二.3.IP城域网设计
扩容改造后IP城域网基于分组传送,能够提供语音、数据和多媒体综合服务,保证服务质量、安全,综合各种接入方式,能够方便地为第三方提供应用。
该栎谖碼戆沖巋鳧薩锭。
✓全网设备需要支持IPv4/v6双协议栈;
✓全网设备需要支持MPLSL2/L3VPN;
✓IP城域网(包含核心层和汇聚层)和有线电视网络并存;
接入侧实现“同纤、共缆”的多业务承载;
✓QoS设计,可采用Diff-Serv的方式实现全网的业务质量保证,可采用全网设置高优先级的方法优先保证扩展业务(互联网电视,可视电话等);
劇妆诨貰攖苹埘呂仑庙。
✓可靠性考虑:
a)核心网实现物理链路和路由1:
1备份;
b)汇聚层ACR节点之间实现物理链路和路由1:
1备份
根据上述,IP城域网总体结构设计如下图2-3-1所示。
图2-3-1:
IP城域网总体结构
按层次结构,主要划分为IP城域网、接入网。
其中IP城域网进一步划分为核心层、汇聚层;
从IP角度,接入层/接入网主要采用EPON+EOC技术。
臠龍讹驄桠业變墊罗蘄。
按照模块化设计方法,主要功能模块包含如下:
♦核心模块:
主要由两个TSR所构成。
其它功能模块都冗余连接到这两个TSR上,完成高速交换与转发;
♦互联网出口模块:
主要实现与电信、联通互连互通,为宽带用户提供上网服务。
;
♦MCC模块;
♦NGB国干互联模块:
按照《NGB示范区总体实施方案》,实现与NGB国干互连互通;
♦IMS模块;
♦分节点模块:
主要由ACR和OLT交换机构成,实现OLT汇聚和用户接入汇聚。
主要由覆盖全市的15个分节点所构成;
鰻順褛悦漚縫冁屜鸭骞。
♦现有的运维部OA认证、网管支撑平台仍然保留,未做任何变动。
二.3.1.核心层
核心层应满足大容量、高可靠性和多业务承载的需求。
核心层由核心节点所构成。
核心节点主要TSR(Tb/sSR)核心路由器组成,见下图2-3-2所示。
核心节点之间采用N*1G/N*10G的方式实现全网状连接,至少需要保证核心节点之间有2条不同的路由。
在青岛有线IP城域网中,分别在九江路和广电中心设置核心节点。
穑釓虚绺滟鳗絲懷紓泺。
核心层一方面要实现城域网IP数据的高速转发与交换,同时要完成:
✓实现核心层与汇聚层(由分节点构成)冗余连接。
✓核心层与全网总前端/MCC冗余连接。
采用“DUAL-HOMED”方式,广电MCC直接连接到九江路核心节点和广电中心核心节点,为用户提供多种扩展业务和增值业务;
隶誆荧鉴獫纲鴣攣駘賽。
✓核心层与互联网出口模块冗余连接;
✓在国干建设完成后,新增两台路由器BR-1和BR-2作为边界路由器,实现与国干连接。
BR-1和BR-2边界路由器与核心层实现冗余连接。
浹繢腻叢着駕骠構砀湊。
图2-3-2:
核心层构成
分节点/功能模块与核心节点之间的距离、带宽要求见下表所示。
序号
功能模块/
分节点
分节点X
九江路TSR-JJL
广电中心TSR-GDZ
距离km
带宽
模块
互联网出口
N*1GE
MCC(崂山机房)
33.5
N*10G
22
IMS多媒体系统
1GE
边界路由器
15.6
13.9
18.3
14.8
12.3
莱芜路
14.2
人民路
5.7
9.5
6.3
5.0
李山东
11.6
澄海路
5.4
广电
13.3
8.7
20.6
根据业务发展需要,对链路带宽进行扩容。
二.3.2.汇聚层
如前所述,IP数据业务和广播电视业务在分前端/分节点进行汇合与分离。
而交互电视业务通过IPQAM技术建立起分前端、分节点和CDN分节点之间的“耦合”关系,协同实现请求、边缘存储与服务、和视频流推送等环节。
鈀燭罚櫝箋礱颼畢韫粝。
从网络的层次结构,汇聚层设计主要涉及到以下:
✓IP城域网的汇聚层节点设计,即分节点设计;
✓边缘存储与服务,即CDN分节点设计;
✓HFC汇聚层节点设计,即分前端设计;
二.3.2.1.分节点设计
IP城域网的汇聚层主要由15个分节点构成,实现汇聚层所要求的功能。
按照NGB要求,汇聚层的分节点应完成以下功能:
✓实现PPPoE汇聚与终结;
✓实现IPoE汇聚;
✓作为PE设备,提供MPLSL2/L3VPN业务;
✓通过交换机进行端口扩展,和OLT连接,实现FTTB、FTTZ和FTTH;
✓建立CDN分节点,实现分布式业务分发;
分节点主要由接入汇聚路由器ACR(AccessConvergenceRouter)、端口扩展交换机和OLT等设备组成。
每个分节点和核心节点之间至少要保证有2条不同的路由。
惬執缉蘿绅颀阳灣熗鍵。
每个分节点至少要保证有一台主ACR设备。
其主要完成:
♦ACR通过交换机进行端口扩展,采用GE、10GE链路和OLT进行星型连接。
♦ACR设备作为PPPoE的终结点,为用户提供拨号上网业务。
根据渗透率指标,则每个分节点的ACR接入能力如下:
贞廈给鏌綞牵鎮獵鎦龐。
分中心数目
ACR接入能力要求
800000
10667
100%
53333
因此,每个ACR接入能力设计为1~6万户。
♦ACR设备作为SR通过交换机进行端口扩展,为专线用户提供2M,4M,6M,8M,10M和20M的互联网专线接入服务。
并完成IPoE汇聚。
嚌鲭级厨胀鑲铟礦毁蕲。
♦ACR设备作为PE,为VPN用户提供MPLSL2/L3VPN业务。
根据上述功能要求,IP城域网分节点设计方案如下图2-3-3所示。
图2-3-3:
IP城域网分节点设计方案
二.3.2.2.分布式CDN节点
如上图2-3-3所示,配置一台高性能的路由交换机SW_CDNx,通过10GE接口连接到ACR_X。
通过N*1GE接口连接流媒体服务器和IPQAM。
薊镔竖牍熒浹醬籬铃騫。
分布式CDN节点业务支撑模式见2.5.3节。
二.3.2.3.分前端设计
分前端逻辑功能设计如下图2-3-4所示。
图2-3-4:
分前端逻辑功能设计
每个分前端均考虑主、备两个路由。
在分前端有主、备两台光接收机分别接收来自不同路由的信号,经射频切换开关(A/Bswitch)选择后,与IPQAM进行RF混频转换成1550nm信号。
再与OLT-PON进行合波与ODN连接。
齡践砚语蜗铸转絹攤濼。
在分前端,按照下表所列参数完成RF通道和EPON通道建立。
光通道名称
单/双向
波长
频率范围
用途
RF通道
单
下行:
1550nm
50MHz~550MHz
广播电视RF
550MHz~860MHz
交互电视下行信号(IPQAM)
EPON通道
双向
上行:
1310nm
IP数据、
交互电视上行信号
1490nm
IP数据
如上图所示,IPQAM计算如下:
Ø
按照80万户容量设计,平均分至15个分前端。
即每个前端/分前端用户数约为53334户。
按照FTTB模型占60%,FTTZ模型占40%,分别按分光比为1:
16、1:
4计算,每个分节点需要OLT-PON接口为41+27=68。
绅薮疮颧訝标販繯轅赛。
规划在每个分前端插入频率范围为550MHz~860MHz(或37个频点)的IPQAM信号(按256QAM计算,每一256QAM频道可提供50Mbps带宽)。
饪箩狞屬诺釙诬苧径凛。
每个分前端IPQAM设备数量计算(按每台IPQAM设备提供108个频点资源):
根据带宽需求,IPQAM与OLT-PON接口按照1:
1比例进行光信号耦合,共需要:
68个OLT-PON接口x37个频点=2516个频点资源。
烴毙潜籬賢擔視蠶贲粵。
则需要约2516÷
108=24台IPQAM。
15个分前端,共需要:
24台IPQAMx15个分前端=360台IPQAM。
二.4.接入层设计
从NGB技术体系讲,接入层(网络层次结构术语)的功能设计就是接入网(网络功能术语)设计。
以下采用接入网这个术语。
鋝岂涛軌跃轮莳講嫗键。
按照“双向IP与单向广播融合”技术要求,接入网采用“RFPON+EOC”(暂定术语)技术方案,实现IP数据业务和广播电视的“同纤共缆”承载。
其关键设备包括WDM、OLT、RFPON+EOC局端设备、和EOC终端。
撷伪氢鱧轍幂聹諛詼庞。
二.4.1.接入网参考模型
二.4.1.1.应用场景模型1
青岛有线接入网模型1(包括FTTB和FTTZ两种数据模型)如下图2-4-1所示:
图2-4-1:
模型1
在青岛有线接入网的传输层面,主要有如下两个方面:
1、在光分配网ODN范围内,需要为广播电视RF、交互电视下行信号RF的传输提供一个单向光通道(这里简称为RF通道);
同时,为IP数据传输提供一个双向光通道(这里简称为EPON通道)。
从传输特性上,这两个通道应该是相互独立。
因此,在光分配网ODN采用WDM技术可以实现RF通道与EPON通道的建立和维护。
其通道建立与波长分配如下表:
踪飯梦掺钓貞绫賁发蘄。
传输广播电视RF、交互电视下行信号(IPQAM)
IP数据或ETHERNET、交互电视上行信号
IP数据或ETHERNET
2、在同轴分配网范围内,在同轴电缆混合RF和EOC信号,实现广播电视、交互电视、IP数据传输到家庭。
其频道划分与分配如下表:
婭鑠机职銦夾簣軒蚀骞。
频道名称
频率
RFRelay
传输广播电视RF
传输交互电视下行信号(IPQAM)
EOC通道
HomePlugAV:
2~28MHz
传输IP数据、交互电视上行信号
Wi-Fi降频:
960~1060MHz
上述模式,这里定义为:
RFPON+EOC模式。
RFPON+EOC局端设备集“WDM模块、单向光接收机、EPON系统的ONU、EOC系统的局端模块和设备管理模块”功能为一体,在光分配网ODN与同轴分配网之间实现“桥接”。
譽諶掺铒锭试监鄺儕泻。
在RFPON+EOC模型中,有两种数据模型:
✓FTTB模型(50户模型)(见1.3.1节)。
放置在楼宇光节点处设备的功能定义见图2-4-3,称为RFPON+EOC局端设备;
俦聹执償閏号燴鈿膽賾。
✓FTTZ模型(200户模型)(见1.3.2节)。
放置在小区光节点处设备功能定义见图2-4-4,称为RFPON+EOC局端设备;
缜電怅淺靓蠐浅錒鵬凜。
二.4.1.2.应用场景模型2
青岛有线接入网FTTH模式如下图2-4-2所示:
图2-4-2:
青岛有线接入网FTTH模式
其对应的数据模型见1.3.3节。
针对新建的、对大带宽有需求的高档住宅小区,可采用FTTH模式建设。
二.4.2.设备功能要求
二.4.2.1.RFPON+EOC局端设备
1.FTTB模型中RFPON+EOC局端设备功能框架如下图2-4-3所示。
图2-4-3:
FTTB模型中RFPON+EOC局端设备功能框架
2.FTTZ模型中RFPON+EOC局端设备功能框架如下图2-4-4所示。
图2-4-4:
FTTZ模型中RFPON+EOC局端设备功能框架
RFPON+EOC局端设备在ODN侧,通道建立与波长分配如下:
用
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