三網(wǎng)融合課程設(shè)計---適合三網(wǎng)融合的小區(qū)光纖接入解決方案

1、<p><b>　　現(xiàn) 代 通 信 網(wǎng)</b></p><p><b>　　課</b></p><p><b>　　程</b></p><p><b>　　設(shè)</b></p><p><b>　　計</b></p>

2、;<p>　　課題： 適合三網(wǎng)融合的小區(qū)光纖接入解決方案 </p><p>　　學院： 信息與通信工程學院 </p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　摘要…………………………………………………………………………………3</p><p>　　一、　適合三網(wǎng)融合的小區(qū)光纖接

3、入解決方案……………………………4</p><p>　　1. 1 方案概況及要求……………………………………………………4</p><p>　　1. 2 　實現(xiàn)的功能………………………………………………………5</p><p>　　1. 3 FTTx + ADSL + HFC/ LAN 綜合接入方案設(shè)計……………6</p><p>　　二、O

4、p net 仿真結(jié)果與分析…………………………………………………6</p><p>　　總結(jié)…………………………………………………………………………12</p><p>　　參考文獻……………………………………………………………………13</p><p><b>　　摘 要:</b></p><p>　　基于當前推進電信

5、網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)及計算機網(wǎng)三網(wǎng)融合的社會背景和發(fā)展趨勢,設(shè)計出了一種適合于三網(wǎng)融合的小區(qū)光纖接入解決方案,分析了方案設(shè)計的原理及可實現(xiàn)的功能。仿真結(jié)果表明,本方案是適合三網(wǎng)融合的接入網(wǎng)解決方案。</p><p>　　關(guān)鍵詞:三網(wǎng)融合、光纖接入(FTTX)、解決方案、OPNET 仿真;</p><p>　　三網(wǎng)融合是指電信網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)在向?qū)拵ㄐ啪W(wǎng)、數(shù)字電視網(wǎng)、下一代互聯(lián)網(wǎng)演進過程中

6、，三大網(wǎng)絡(luò)通過技術(shù)改造，其技術(shù)功能趨于一致，業(yè)務范圍趨于相同，網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通、資源共享，能為用戶提供語音、數(shù)據(jù)和廣播電視等多種服務。三合并不意味著三大網(wǎng)絡(luò)的物理合一，而主要是指高層業(yè)務應用的融合。三網(wǎng)融合應用廣泛，遍及智能交通、環(huán)境保護、政府工作、公共安全、平安家居等多個領(lǐng)域。以后的手機可以看電視、上網(wǎng)，電視可以打電話、上網(wǎng)，電腦也可以打電話、看電視。三者之間相互交叉，形成你中有我、我中有你的格局。</p><p>

7、;　　電信網(wǎng)的基本業(yè)務是話音,要走向三網(wǎng)融合,電信網(wǎng)還需要能夠承載數(shù)據(jù)和電視業(yè)務,對固定電話網(wǎng)絡(luò)來說,主要是通過非對稱數(shù)字用戶線(ADSL)甚高速數(shù)字用戶線(VDSL) 光纖到戶(F TTH) 接入來完成對數(shù)據(jù)業(yè)務的承載。廣電網(wǎng)的基本業(yè)務是電視節(jié)目傳送,要想走向三網(wǎng)融合,廣播電視網(wǎng)還應能夠承載數(shù)據(jù)與話音業(yè)務。目前,我國的廣播電視網(wǎng)基本上都是單向網(wǎng)絡(luò),如果要承載話音和數(shù)據(jù)業(yè)務,就必須要進行雙向改造,如現(xiàn)在的數(shù)字電視，不單單可以電臺播放，用

8、戶也可以點播節(jié)目，如此就實現(xiàn)了信息的雙向傳輸。計算機網(wǎng)主要由路由器組成,到目前為止,大部分計算機網(wǎng)的基礎(chǔ)傳送網(wǎng)絡(luò)(除了局域網(wǎng)外) 仍主要依靠電信網(wǎng)實現(xiàn)互聯(lián)。計算機網(wǎng)的基本業(yè)務是數(shù)據(jù)業(yè)務,要走向三網(wǎng)融合,則計算機網(wǎng)必須能夠承載話音與電視業(yè)務。</p><p>　　三網(wǎng)融合的關(guān)鍵技術(shù)之一就是接入網(wǎng)技術(shù)。用戶接入網(wǎng)是本地交換機與用戶端設(shè)備之間的實施系統(tǒng)，可以部分或全部地代替?zhèn)鹘y(tǒng)的用戶本地線路網(wǎng)，包含了復用、交叉連接和傳

9、輸?shù)墓δ堋＝尤刖W(wǎng)的窄帶環(huán)境嚴重阻礙了網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟的快速發(fā)展。所以,三網(wǎng)融合,重在接入網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展與建設(shè)。光通信技術(shù)的發(fā)展,為綜合傳送各種業(yè)務信息提供了必要的帶寬和傳輸高質(zhì)量,為三網(wǎng)業(yè)務的開展提供了理想平臺。光接入網(wǎng)是“三網(wǎng)融合”的理想選擇,是接入網(wǎng)的發(fā)展方向。</p><p>　　一、　適合三網(wǎng)融合的小區(qū)光纖接入解決方案</p><p>　　1. 1 　方案概況及要求</p>&

10、lt;p>　　(1) 小區(qū)由10 棟樓組成功能單元: 每棟樓有100 個光纜信息點、206 個語音點和308個語音數(shù)據(jù)點。</p><p>　　(2) 網(wǎng)絡(luò)主干采用6 芯多模光纜,具有高耦合功率、低損耗和提供高帶寬的優(yōu)勢,充足的光纖數(shù)量可保證系統(tǒng)的冗余和備份。每一層都設(shè)有光信息點,如用戶要求直接引入市話光纜可通過光配線架跳接,但中間必須加光纖轉(zhuǎn)換器,完成從單模到多模的轉(zhuǎn)換。</p><p

11、>　　(3) 數(shù)據(jù)主干系統(tǒng)采用5 類25 對非屏蔽電纜,傳輸速率可達100 Mbit/ s。</p><p>　　(4) 語音干線系統(tǒng)采用3 類25 對非屏蔽電纜,以適應語音通信發(fā)展要求。</p><p>　　( 5) 水平系統(tǒng)均采用5類4對非屏蔽雙絞線,采用標準的RJ245 信息點接口,把不同廠家的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和多種終端設(shè)備連接到網(wǎng)絡(luò)上,可以傳輸語音、數(shù)據(jù)、圖像和視頻(寬帶) 等信號,

12、具有廣泛的兼容性。</p><p>　　(6) 房主配線架使用標準機柜,以便將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與配線架合成一體,提高系統(tǒng)的可靠性及兼容性,具有很好的可維護性。同時,實現(xiàn)高度模塊化,數(shù)據(jù)、語音和光纖等整合到同一配線架上,所有的跳線面板都為模塊化安裝,可隨用戶的需要隨意增減,具有很好的可擴充性。</p><p>　　1. 2 　實現(xiàn)的功能</p><p>　　(1) 可以滿足語

13、音、視頻信號和數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽眯枨蟆?lt;/p><p>　　(2) 具有平滑接入骨干網(wǎng)絡(luò)的能力。</p><p>　　(3) 建成的寬帶接入網(wǎng)絡(luò)可以提供以下業(yè)務及</p><p>　　實現(xiàn)功能: 普通電信業(yè)務需求:普通電話業(yè)務( POTS) 、綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)( ISDN) 和數(shù)字數(shù)據(jù)網(wǎng)(DDN) 等業(yè)務;社區(qū)信息業(yè)務需求:高速上網(wǎng)、遠程教育、遠程醫(yī)療、會議視頻、視頻點播

14、、網(wǎng)上資訊、購物和娛樂等;住宅自動化管理:家用電器設(shè)備遠程控制等;社區(qū)的安全管理:住宅的火災、有害氣體泄露等實行自動報警,通過社區(qū)閉路防盜,住宅設(shè)置緊急呼叫系統(tǒng)可實現(xiàn)樓宇間通話、緊急呼叫等功能; 社區(qū)內(nèi)部信息建設(shè):社區(qū)內(nèi)部信息網(wǎng)站,為用戶提供內(nèi)部視頻業(yè)務、社區(qū)內(nèi)部公告和家政服務信息等;社區(qū)物業(yè)管理:用戶信息、房源信息和路燈等公共設(shè)施管理等。</p><p>　　高速寬帶,充分滿足接入網(wǎng)客戶的帶寬需求,并可方便靈活

15、地根據(jù)用戶需求的變化動態(tài)分配帶寬。</p><p>　　1. 3 　FTTx + ADSL + HFC/ LAN 綜合接入方案設(shè)計</p><p>　　F TTx + ADSL + 光纖同軸電纜混合網(wǎng)/ 局域網(wǎng)( HFC/ LAN) 綜合接入方案包括光線路終端(OL T) 、光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU) 和接入網(wǎng)網(wǎng)管系統(tǒng)。其中,OL T 是局端的語音、數(shù)據(jù)和圖像等各種業(yè)務的匯聚點,提供多種業(yè)務的網(wǎng)

16、絡(luò)側(cè)接口。ONU 屬于用戶側(cè)設(shè)備,為用戶提供電話、語音、數(shù)據(jù)和圖像等綜合業(yè)務。OL T 與ONU 之間采用光纜連接,ONU與用戶之間采用雙絞線、HFC 和5 類非屏蔽雙絞線連接。將OL T 放置到距離社區(qū)較近的市話分局,將ONU 放置到樓宇設(shè)備間內(nèi)?？梢圆捎肙L T 與ONU 并借助于SDH 環(huán)來實現(xiàn)大廈的光纖接入。本方案采用華為公司的HONET 綜合業(yè)務接入網(wǎng),具體方案如圖1 所示：</p><p>　　圖1

17、 FTTX+ADSC+HFC/CAN綜合接入方案 </p><p>　　由圖1 可知,3 個ONU 與OL T 組成環(huán)形網(wǎng),具有多業(yè)務的匯集與轉(zhuǎn)發(fā)功能,并分別向住戶、小區(qū)服務系統(tǒng)和小區(qū)管理中心提供多種業(yè)務接口。HONET 綜合業(yè)務接入網(wǎng)作為光纖接入網(wǎng),其OL T 具有與業(yè)務提供層設(shè)備的不同接口,從而實現(xiàn)了綜合業(yè)務的接入。ONU 作為面向用戶側(cè)的設(shè)備,通過不同的業(yè)務接口支持多種不同類型的用戶,可以連接POTS、數(shù)據(jù)

18、終端和內(nèi)容可尋址網(wǎng)絡(luò)(CAN) 終端等多種用戶設(shè)備,真正實現(xiàn)話音、數(shù)據(jù)和圖像三網(wǎng)合一。OL T 通過使用V5. 2 接口協(xié)議并通過若干個E1 接口與交換機相連。OL T 以E1接口與DDN 相連時,則以中繼方式接入DDN 。同時,OL T 又可以通過同軸電纜接入CAN 的信號源,信號源既可以是模擬的電視廣播信號,也可以是經(jīng)線纜調(diào)制解調(diào)器(Cable Modem) 調(diào)制后的數(shù)字視像信號。OL T 構(gòu)成包括業(yè)務接口與協(xié)議處理(SIPP) 單

19、元、CAN 單元、光纖接口服務單元和后臺管理模塊(BAM) 。簡單更新協(xié)議( SUP) 主要用于OL T ,當以V5 接口與L E 相連時處理V5 協(xié)議。CAN 單元主要是把來自廣播電視中心的電視信號變成光信號,通過</p><p>　　(1) 住戶部分:采用光纖到小區(qū)( F TTZ) 的方式,充分利用HONET ONL 中多業(yè)務接入單元具有的ADSL 、HFC 混合接入優(yōu)勢,實現(xiàn)社區(qū)的高速信息接入。針對住戶對電

20、話、傳真、視頻點播、高速上網(wǎng)和有線電視等業(yè)務的要求,從小區(qū)的中心機房到住戶家中采用ADSL 接入數(shù)據(jù)終端適配器采用ADSL 發(fā)送接收單遠2遠端設(shè)備( A TU2R) ,A TU2R 內(nèi)置路由器和防火墻,全面支持點對點協(xié)議( PPP) 以及IP 協(xié)議,可為用戶提供高性能的路由業(yè)務,同時向用戶側(cè)提供一個10 M 接口和一個POTS 接口,具備了流量控制和完善的管理功能。對于住戶安全管理的要求,本方案則采用HFC 接入方式,在上行方向可通過1

21、00 M 以太網(wǎng)口連接小區(qū)ISP 局域網(wǎng),也可通過155/ 622 Mbit/ s 的A TM光接口、1 000 M 以太網(wǎng)口、幀中繼接口連接骨干網(wǎng)或Internet 。下行方向直接提供射頻接口,通過變頻器將輸出的中頻信號調(diào)制到高頻,再通過混頻器及光發(fā)射機將信號經(jīng)HFC 網(wǎng)絡(luò)送至用戶家中。用戶側(cè)通過Cable Modem 將信號濾波,提取數(shù)字信號,并為用戶提供一個10 M 的以太</p><p>　　(2) 小區(qū)

22、業(yè)務服務系統(tǒng): 采用光纖到大樓( F TTB) 的方式,再利用局域網(wǎng)交換機(LAN SW)接入小區(qū)業(yè)務服務系統(tǒng)的各個分部。LAN SW 最多能提供3 個10/ 100 M 自適應快速以太網(wǎng)接口與上級網(wǎng)絡(luò)相連,對用戶側(cè)提供24 個100 M 以太網(wǎng)端口解決用戶寬帶接入。</p><p>　　二、Op net 仿真結(jié)果與分析</p><p>　　我們采用的是Opent 仿真軟件進行仿真,此軟件

23、所提供的仿真運行和結(jié)果分析功能能使設(shè)計人員直觀地得到網(wǎng)絡(luò)性能參數(shù),網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)如圖2 所示。</p><p>　　圖2 網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu) </p><p>　　圖中收集統(tǒng)計量要根據(jù)前面的問題來進行,這里,服務器再增加一個新的星形拓撲結(jié)構(gòu),進入該接入網(wǎng)后,其處理能力能否跟上,整個網(wǎng)絡(luò)的延時性能如何是我們關(guān)注的問題。為此,選定一個對象統(tǒng)計量(Server Load) 和一個全局統(tǒng)計量( E

24、t hernet De2lay) ,保存及運行仿真。將增加的新的星形拓撲結(jié)構(gòu)放入接入網(wǎng)后,按照新的網(wǎng)絡(luò)模型重新運行仿真。圖3 是服務器終端所在網(wǎng)絡(luò)的模擬工作分析,反映了網(wǎng)絡(luò)負載的統(tǒng)計量,不同的實驗曲線走勢大體相同,但具體的取值會因為工作網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和節(jié)點位置的不同而產(chǎn)生變化,也與各個服務器的自身要求有關(guān)。從圖中可以看出,在未增加負載時,網(wǎng)絡(luò)最大的負載值為75 Mbit/ s。</p><p>　　圖3 未增加負載時

25、的曲線圖 </p><p>　　圖4 給出了增加新的星形拓撲結(jié)構(gòu)前、后整個網(wǎng)絡(luò)運行的負載曲線結(jié)果比較圖。圖中,曲線Ⅰ是增加前的網(wǎng)絡(luò)運行的負載結(jié)果,曲線Ⅱ是增加后的網(wǎng)絡(luò)運行的負載結(jié)果。可以看出增加新的星形拓撲結(jié)構(gòu)前、后整個網(wǎng)絡(luò)運行的負載結(jié)果差別不大。從網(wǎng)絡(luò)運行的負載方面來看,增加新的星形拓撲結(jié)構(gòu),應該是沒太大的問題。</p><p>　　圖4 負載增加前、后的

26、曲線比較圖</p><p>　　從圖5 可以看出各個節(jié)點在數(shù)據(jù)傳輸中的延時比較情況,不同的實驗曲線走勢應該是大致相同,當然具體的取值會因為節(jié)點放置的位置和鏈路長度不同而有細微的差別。</p><p><b>　　圖5 全局統(tǒng)計量</b></p><p>　　從圖6 可以看出,網(wǎng)絡(luò)收斂時的延時大約為0. 35 ms ,可見以太網(wǎng)延時性能并沒有因

27、為服務器負載的增加而受影響。</p><p>　　圖6 網(wǎng)絡(luò)延時情況</p><p><b>　　總結(jié) </b></p><p>　　三網(wǎng)融合是現(xiàn)代生活的一種必然的趨勢，電視數(shù)字化、手機3G化計算機現(xiàn)代化都是具體的體現(xiàn)，也因三網(wǎng)融合的政策下發(fā)后，很多的新興產(chǎn)業(yè)，電子商務在信息領(lǐng)域中也占了很大的一席地位。再者光纖技術(shù)在當今社會的傳輸技術(shù)中

28、無疑也是最主要的一個技術(shù)，現(xiàn)在很多前衛(wèi)的信息技術(shù)都光纖化了。小區(qū)的光纖接入要考慮到很多問題，帶寬的分配、傳輸?shù)碾p向化要求、傳輸損耗、用戶量等各種實際情況。通過Op net 仿真并對結(jié)果進行觀察和分析后發(fā)現(xiàn)這個方案是可行的。</p><p>　　同時，通過此次課程設(shè)計，我也了解了方案設(shè)計的一般步驟以及需要考慮的諸多方面，同時也通過找資料、查找相關(guān)書籍了解了相關(guān)技術(shù)，他們的特點以及相關(guān)原理，收獲頗多。</p&g

29、t;<p><b>　　參考文獻:</b></p><p>　　[1 ] 　徐民鷹,劉信圣. 三網(wǎng)合一技術(shù)基礎(chǔ)[M] . 北京:中國國際廣播出版社</p><p>　　[2 ] 　胡慶,張德民. 通信光纜與電纜工程[M] . 北京:人民郵電出版社</p><p>　　[3 ] 　王海濤. 寬帶接入網(wǎng)技術(shù)及其應用[J ] . 電力系