上海热线ii试验网方案.docx

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上海热线ii试验网方案

上海热线II试验网

接入部分方案

征集书

设计单位：

上海贝尔有限公司

设计部门：

上海贝尔浦西分公司

上海贝尔接入网事业部

设计时间：

一九九九年四月

试验网网络结构图：

说明：

在该方案中采用上海贝尔的综合接入网产品GA。

GA-OLT放在交换机侧，GA-ONU1和GA-ONU2都是放在小区中，ONU1放在S12模块局的机房里，22个ONU2分别放在各幢大楼内，OLT和ONU1通过光纤连接，可采用局方提供的传输设备，若需我们提供，我们也有此类的传输设备。

和交换机可采用S12专用接口或者是标准V5.2接口通过2M连接。

ONU1和ONU2之间通过一对数字光纤和一对模拟光纤连接。

ONU2通过多媒体引入线向用户家庭提供综合业务。

在整个小区中，有7个ONU2需提供48线POTS,有7个ONU2需提供至少32线POTS，有8个ONU2需提供至少16线POTS。

在这当中，有4栋楼房有40个用户，4栋楼房有30个用户，3栋楼房有20个用户，3栋楼房有36个用户，8栋楼房有8个用户。

宽带综合业务网的目标是要在一个网络中实现传送电视、计算机数据和电话等三类信息，向用户提供多种业务。

以下我们来详细介绍ONU的情况。

电话部分：

系统概述：

GA（GeneralAccess，接入通）是上海贝尔有限公司针对目前国内在建设接入网时的实际需要，并考虑到S12在中国的广泛应用而自主研制开发的新一代接入网系统，它广泛采用90年代最新通信技术，严格按标准化、开放式设计，是一种完全符合中国国情、具有高性能价格比的用户接入网产品。

GA接入网系统不仅能满足用户对“三网合一”、一体化的全面解决方案、集中网管及标准接口的要求，而且还且有两级组网、兼容S12用户板及且有自治功能等特性，该系统能充分保护电信运营商已有的投资，减少综合投资成本。

同时该系统还具有良好的可扩展性，既满足于现在的要求，同时也面向将来的发展。

GA作为S12综合接入网系列产品之一，可使光纤更靠近用户。

在城市里，可实现光纤到大楼、光纤到小区，逐步减少对主干电缆的需求。

GA正是由于它的经济性及优越的性能价格比，特别适用于对新建的城市小区以光纤到小区、光纤到大楼的方式来提供多媒体业务。

GA-OLT是局端设备，它是接入网提供多种业务的网络侧接口。

通过该接口可以向用户提供PSTN、ISDN、DDN、CATV、B－ISDN等业务。

GA-OLT内将包含传输单元、CATV单元、网络管理单元等模块。

GA-OLT中的CATV单元可采用内置式光发射机，把广播电视节目的电信号变换成光信号，并通过光纤传送到各个GA-ONU去。

GA-OLT的传输单元可以支持84Mb/s的SPDH接口和155Mb/s的SDH接口，并根据需要可组成星型、树型、线型、环型等各种网络拓扑结构。

传输单元完成电信号的复用/解复用和光/电变换功能，并最终实现若干E1信号的插入和提取。

交换机与GA之间采用V5.2信令方式或ASPCM专用信令方式。

另外，GA-OLT提供网元管理接口，包括接入网集中网管接口、Q3接口和112测量台接口。

GA-ONU1包括光传输单元、用户接口单元、CATV单元、监控单元等，而一次电源、配线架、蓄电池等作为可选项。

GA-ONU可以向用户提供PSTN、ISDN、N×64Kb/s、E1租用线、小于64Kb/s的子速率业务等。

GA-ONU中监控单元完成对传输单元、用户接口单元、CATV单元、动力与环境的实时监控。

GA_ONU2是小容量紧凑型接入设备，它可以作为GA_ONU1的第二级组网设备，也可以直接和局端设备连接，很适合用在光纤到大楼（FTTB）的方式。

GA-ONU1和GA-ONU2之间用E1接口相连，使用内部信令ASPCM。

GA系统网管主要包括控制台子系统、测量台子系统、环境与动力监控子系统、CATV监控子系统等。

网管软件可在一般PC机上运行，采用中文图形界面，操作简单容易掌握。

系统业务提供：

由于整个系统是按接入网概念来设计的，所以ONU1和ONU2只提供用户的接入，而业务则由交换机来提供。

ONU1和ONU2采用了先进的时隙动态分配原理，使用户能双向动态占用2Mb/s链路中的任意话路，从而提高了资源的利用率。

当用户建立呼叫时，交换机收到接入信号后分配一空闲话路以建立起用户至交换机之间的连接，如果无空闲话路，系统将给该用户送忙音信号。

ONU1和ONU2可提供以下接入业务：

∙模拟电话

∙ISDN

∙反极性计费的投币电话

∙用户小交换机（PABX）

∙交换机提供的各种新业务（如：

主叫显示、呼叫等待、会议电话等）

∙各种不同速率的数据业务

系统容量：

ONU1的系统容量从1328线到4240线，通过标准的V5.2或者是S12专用接口和母局相连。

ONU2的系统容量有多种，小容量的系统有：

16线、32线、64线、96线、128线、224线，通过一条或两条标准的2Mb/sPCM链路和ONU1相连。

系统结构描述:

GA-OLT安装于S12交换机空余分架上。

当OLT和ONU之间传输采用局方提供的传输设备时，GA-OLT中仅有网管监控设备。

GA-ONU机架外形尺寸为1700mm*1100mm*600mm，采用标准19”框架结构，最大容量可达600线POTS用户。

GA-ONU的机架如下图所示：

系统特点:

∙按接入网概念全新设计，所有业务性能及计费功能由交换机提供，因而远端用户与局端用户具有相同的业务性能。

∙开放式设计，采用先进的信道动态分配技术与S12交换机的2M数字中继相联，省去了D/A、A/D转换设备，适应未来网络发展结构的要求。

∙具有收敛（集线）功能，1条2Mb/s链路可接入128个普通电话用户。

∙优越的性能价格比，完善的集中监控管理，无人值守，免维护。

∙标准的传输接口，可使用各种传输系统，因而具有灵活的组网方式，可适应各种网络结构。

∙最适合于城市住宅区，是光纤到小区/光纤到大楼理想的设备

系统性能指标

数字接口：

比特率2.048Mbps±50ppm

线路码型HDB3

阻抗75欧姆

接口标准ITU－TG.703，G.704等

音频接口：

满足ITU－TG.711和GB761087、GB6879－1995等相关标准要求。

音频脉冲编码特性：

符合GB7610－87标准

话路有效传输频带：

300～3400Hz

馈电电压：

－48V

最大用户环阻：

1800欧姆，包括话机内阻300欧姆。

铃流：

有效值75±15V，频率25Hz±3Hz，谐波失真不大于10%

设备工作条件：

电源要求

∙直流-48V±25%

∙交流220V（＋20%~－30%）

环境要求

∙温度-10~+50℃

∙相对湿度20%~95%（25℃）

HFC部分：

系统概述：

为有线电视而发展的光纤同轴混合网HybricofFiberandCoax（HFC），正是一个近千MHz的宽带网，世界各大公司经过几年的开发研究，在HFC网上集成各种双向数字业务已趋成熟，国际上也制定了CableModem的物理层和媒质访问层规约标准，MCNS（MultimediaCableNetworkSystem）其目的明确而实际就是要在HFC网上产生IP数据分组，并利用IP支持各种应用，它充分地利用了现有的Internet的技术，使的系统的组成简单和成熟，也预留了对其它数据格式的支持，因此，ITU-T4在98年将MCNS接受为国际标准DOCSIS（TheDateOverCableServiceInterfaceSpecification）。

在有线电视HFC网上传输双向数字业务主要依靠副载波复用技术和数字调制解调技术。

首先按频谱划分上行和下行通道，实行频分复用传输，既同一根电缆上可以同时传输上行和下行信号，使HFC网除了能传输有线电视信号还能够透明的传输各种双向数字信号，包括电话（CablePhone）,计算机（CableModem），VOD信号，甚至城市居民智能小区的安保，水电煤三表功能等等。

HFC网络多功能的频谱划分

要在HFC网的同一根电缆上进行双向数据传输，必须进行上下行频道的划分。

（在光缆中，上、下行信号可以分纤传输。

）目前拟采用低分割方式，上行频段为5-40MHz，下行频段为52-750MHz。

表1和图2是一种建议的频谱规划和安排。

根据广电总局的规划几年之后随着多功能双向业务的发展，考虑到未来二十年综合业务用户网的发展，逐渐过渡到高分割方式，上行频带将改为5-65MHz、隔离带为66-86MHz，除去调频频带87-108MHz，下行频带为109-750MHz，使目前的1-5频道无法使用，但那时数字压缩传输也将普遍展开，在有限的频带中将能容纳更多的频道。

上行下行

监

测寻址

电话

计

算

机

状态监测

CA

TV

寻址管理

FM

立体声

计算机

电话

CA

TV

数字电视

NVOD

VOD

512304052568488108119209550750

图2频谱安排

表1频谱安排

方向

频率范围（MHz）

传输业务内容

上行

5-12

状态监测、用户寻址管理上行数据

12-30

电话上行

30-40

计算机上行数据

下行

52-56

状态监测下行数据

56-84

模拟电视，3个频道（DS2-DS4）

84-88

用户寻址管理下行数据

88-108

FM立体声广播

109-119

计算机下行数据

119-199

电话下行

209-550

模拟电视，42个频道（DS11-DS12,Z8-Z37，DS13-DS22）

550-750

视频点播、数字电视、高清晰度电视

状态监测是网络中心对网络大型内各设备的工作状态自动监视控制之用，这在智能小区内可以改为小区服务功能，比如小区的安保，水电煤三表功能等等，寻址管理是对用户的机上合（解密器）的控制用。

光节点的选取和双向网络的建立

从模拟电视与双向多种业务数据传输的要求看，为了限制电缆分配网上行通道中的外界侵入干扰和噪声漏斗效应，也为了防止上行通道的信号拥塞，光纤到户是我们追求方向，但从经济角度考虑，通常取一个光节点复盖200--500个用户。

在每个光节点安装一台光接收机和一个回传光发送模块。

六里小区按光纤到楼区设计，一个光节点复盖8--40个用户是十分理想的。

HFC网射频指标的选择

下行信号：

参照有线电视网国标，取射频指标如下：

C/N≥43dB,

CSO≤-55dBc,

CTB≤-55dBc

此指标应确保从前端到用户的总体技术指标。

由于有线电视信号是以模拟方法传输的，一般来说其对传输系统的要求比传输数字信号要严格的多。

所以这个指标能满足双向数字信号的要求。

上行信号：

上行信号的调制解调体制为QPSK（正交相移键控），为达到10-8的符号差错概率，高斯噪声背景下解调器所需的载噪比为15.2dB，考虑上行通道中的窄带连续波干扰和冲激干扰的影响，取载噪比为25dB可以满足可靠传输的要求。

所以取C/N≥25dBc。

计算机联网

由于电话Modem传输率最高还被限止在56Kb/s，N-ISDN也只有144Kb/s，而真正走向千家万户的是HFC网络，所以高速计算机通信有线电视网是目前唯一的选择。

HFC网上的计算机通信依靠电缆调制解调器（CableModem）把数据流调制到射频载波上，再借助光纤同轴信道传输。

HFC网的上行信道干扰与噪声严重，使得数字调制解调制式的性能不同于高斯噪声背景下的情况，需要选用抗干扰能力强的制式，并实行前向纠错。

基于上述两个方面的原因，国际上制定了CableModem的物理层和媒质访问层规约标准。

MCNS（MultimediaCableNetworkSystem）其目的明确而实际，就是要在HFC网上产生IP数据分组，并利用IP支持各种应用，它充分地利用了现有的Internet的技术，使系统的组成简单和成熟，也预留了对其它数据格式的支持，并成为国际标准DOCSIS。

Internet接入是计算机联网最广泛的应用，其他的应用还有IPPhone、facsimileoverIP、VOD、NVOD、视频会议、远程教育、远程医疗等等。

MCNS为在现有的有线网络基础上实现高速数据传输提供一系列的标准，在有线网络包括全同轴电缆网络和HFC网络，该系统可支持的最大距离为100英里。

用户端设备可以通过CableModem（CM）、有线网络以及电缆调制解调器终端设备CMTS，与广域网相连。

MCNS定义了实现该系统需要的全部接口，如WAN与CMTS的接口、CMTS和CM与有线网络的接口、CM与用户端设备的接口。

另外，还定义了保持本系统正常工作所需的操作支持系统（OperationsSupportSystem）、基本保密系统（BaselinePrivateSystem）等。

上行信道的频率范围为5-42MHz，调制方式为QPSK和16-QAM，下行信道的频率范围为50-860MHz，调制方式采用64-QAM或256-QAM，码元速率最高为2560ksym/sec。

Bell公司第四代按MCNS协议标准生产的电缆调制解调器（CableModem）r是非对称型CableModem，下行解调方法是QAM64或QAM256，传输速度可以达到27Mbps--48Mbps，通道带宽6MHz或8MHz，采用DAVICANNEXA作数据转发纠错。

下行通道的频谱为88MHz--860MHz

采用Bell公司的CableModem来实现计算机联网设备包括前端控制器（CMTS）和用户端modem及网管软件，它是提供基于SNMP标准的网管软件。

（1）前端控制器CMTS

CMTS是HFC网前端的CableModem，主要有以下功能：

●协议透明的ATM网桥

●RF驱动

●双向滤波

●频率转换

（2）网管软件具有以下功能：

●可对整个CableModem网络进行SNMP管理

●支持多种操作系统，包括WindowsNT

●提供网络访问授权

●分配IP地址

●集中式的modem管理

VOD接入

VOD是当代多媒体应用技术的热点，实现的网络技术主要有四种：

（1）全ATM方式。

前端采用大型ATM交换机，通过光纤网和边缘交换机相连，再利用光纤接入至ATM25Mb/s桌面交换机，通过PC机接收信号。

这种方式是基于Web浏览方式的VOD应用。

（2）ATM骨干网加上非对称用户数字环路（AsymmetricDigitalSubscriberLoop,ADSL）方式接入，利用电话网实现VOD。

该技术的特点是利用ATM骨干网组成共享式的资源子网，接入网则采用ADSL技术。

用户利用ADSLModem接收信号。

（3）CableModem方式，利用光纤同轴混合网（HybricofFiberandCoaxHFC）实现VOD。

此技术的特点是利用CableModem提供能够承载视频数据流的数据带宽这一特点，采用Cable接入技术和双向式的HFC网技术，向用户提供高速数据的接入，进而提供VOD服务。

（4）交换式快速以太网结合数字视频广播（DigitalVideoBroadcast,DVB）方式在HFC网上实现VOD服务。

信息服务是建立在以太网的交换功能上的，通过信息排序、地址分配、路由选择等局域网技术进行数据处理。

利用DVB数字广播方式传送MPEG压缩图象信号。

控制信号与图象信号分别走各自的传输通道。

以上几种VOD网络技术在国内都建有实验系统。

几种方式各有所长，也都各有缺陷与不足。

基于HFC网CableModem的VOD系统组成及结构

基于HFC网的VOD系统充分发挥了HFC网广播方式信号传输的优点，同时双向不对称网络结构也十分符合视频点播服务的特点（即下行信号中信息需要量较大，上行信号只传送用户命令，信息量相对较小）。

一个VOD系统主要由前端信号处理单元、双向传输网络、用户终端三部分组成。

从设备构成上来讲，前端部分包括视频服务器、信号处理器、系统主机、通信处理器、信号调制器、用户管理系统、硬盘阵列、节目制作系统等。

视频点播（VOD）是在网络中传送用户指定的电视节目，当点播的用户很多时，网络会很拥挤，六里小区三期工程约300户，以20%的点播率计算，需要同时在网络中传送60套节目（不包括有线电视节目），采用MPEG1压缩传输所占频带约90MHz，用CableModem作QAM64调制时8MHz的频带可以传输10套左右MPEG1节目，那样60套节目占频带约48MHz--64MHz。

可以在550MHz--750MHz的频带内传输。

网络设计

电缆分配网

22栋楼300户、每个用户以按装二个双口用户合计算。

采用专用的高屏蔽用户合，高屏蔽分配分支器和四屏蔽电缆,用户口电平按国标67dBμV±5dB。

用户分配网严格按750MHz双向网要求设计，

水平用户线（多媒体引入线）采用室内穿管方式并采用星型结构。

竖管（-7电缆）在公共部位。

中心机房放在楼区。

楼内用户分配网见图。

房型和户数如下:

房型

栋数

层数

每梯户数

每栋户数

总户数

4

5

2

40

160

4

5

2

30

120

3

5

2

20

60

3

6

2

36

108

8

4

2

8

64

计

22

单价（元）

数量

总价（万元）

备注

高屏蔽双口用户合

高屏蔽八分支器

高屏蔽四分支器

压接电缆头

-5四屏蔽电缆RG6

-7四屏蔽电缆RG11

合计

双向光纤到楼区设计：

约需光功率32mW，用2台16mW的光发射机。

每个光接收点按星型安排一根十二芯光缆，其中二芯用于HFC网的上下行，二芯用于电话。

单价（元）

数量

总价（万元）

备注

16mW光发射机

10.00万元

2

20.00万元

正向光接收机

22台

国产

反向光发送机

正向光接收机

1.4万元

22台

光分路器1×11

0.440万元

2个

0.88万元

国产

光纤跳线FC/APC

0.03万元

24根

0.72万元

台湾

光纤跳线FC/PC

0.02万元

44根

0.88万元

台湾

光纤分路器合

0.04万元

26个

1.04万元

国产

光缆12芯

1.05万元

国产

合计

万元

系统配套设备选项：

1、一次电源：

配杭州侨兴电源，型号为QPS03-10.48/30-01。

技术指标如下：

环境条件:

工作温度：

-25℃—55℃，，70℃可工作2小时（满负载情况下）

保存温度：

-40℃—85℃

相对湿度：

20%—90%

输入：

系统输入电压：

交流220V（25%），单相

模块输入电压：

交流220V（25%），单相

电流：

系统总输入电流最大为32A，系统内每个模块最大6安培

模块功率因数：

大于99%（半载至满载时）

频率：

44～66赫兹

输出：

电压：

标称48V直流（（44V~60V连续可调）

电流：

每模块最大20A/48V，系统总输出最大为60A/48V

功率：

每模块最大1000瓦，系统总输出最大为3千瓦

机框尺寸：

宽：

482mm（19）

深：

约300mm

高：

178mm（4U）

2、配线架MDF：

2.1简介：

保安总配线架是ONU2到局外线路的中间连接设备，借助于总配线架可以进行用户与交换机之间相对线号的改变、测试,也可防止雷电、强电对交换机及人身的危害。

具有先进水平的快速卡接模块，只要将导线嵌入卡接模块簧片的缝中，用专用卡刀用力压入，导线的绝缘层就被切开，完成了簧片与导线的连接点，且与空气隔开，该连接点不受空气腐蚀，不受机械振动影响。

只需一个动作就完成整个连接，非常简单，绝对可靠。

整体实行四级告警功能，并有零输出专用接口，特别适合于远端无人值守的机房告警功能，领先于国内先进水平。

保安单元以插入式与模块连接，结构合理紧凑接续方便，外壳、印板均采用进口阻然材料，各种元器件经严格筛选，其性能达到或超过了邮电部标准的要求。

在ONU2中内线配128*2=256线，在ONU2机架的背面，外线配100*2=200线，在集成机架的正面，内配线最大可到768线，外配线最大可到600线。

跳线按传统的方式进行。

2.2主要技术性能

2.2.1气体放电管性能：

直流击穿电压：

200～260V

脉冲放电电压：

≤750V

耐脉冲电流：

2.5KA

耐交流电流：

5A

2.2.2PTC热敏电阻性能:

常温电阻：

18±3Ω

不动作电流：

110mA１小时不动作（35℃）

动作电流：

750mA降至350mA时，不超过5秒

1A降至350mA时，不超过1.2秒

2A降至350mA时，不超过0.5秒

2.2.3动作告警性能:

当通信线路受到强电侵袭，出现过压时，放电管放电，将高压引入地：

出现持续高压潜电源时，PTC动作，切断内外线，同时发出告警信号，保安单元端头灯亮：

当线路出现持续特大电流时,熔丝迅即熔断，实行毫秒级保护。

3、蓄电池

可配65AH。