济南广电城域网方案设计.docx
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济南广电城域网方案设计
济南有线电视数据骨干网络
设计建议书
（Version1.0）
目录
第一章建网目标及需求简述
一
第二章骨干网络设计
四
一、济南有线电视骨干网络的设计
四
1、现状分析
四
2、骨干节点配置
四
3、光纤收发器配置
七
二、网络设备介绍
八
三、网络设计特点
十二
第三章费用预算
十五
一、骨干节点报价
十五
二、光纤收发器报价
十六
三、总费用
十六
附录一网络用户接入方式
十七
附录二推荐的几种数据网络服务
十九
第一章建网目标及需求简述
IP网络技术推动了Internet在全球范围的迅猛发展。
随着全球Internet用户数量和Web站点数量的急剧增长，各种应用的不断丰富，对网络带宽的需求也急剧增长，每半年Internet骨干的速率就要增长一倍。
骨干速率已从155Mbps发展到了2.5Gbps，向传统电信业发出了挑战。
有线电视宽带数据网络作为当今数据网络运营发展的一个热点，在这种传统通信与现代通信转变的革命中，如何抓住机遇，选择正确的市场切入点，迅速发展，已成为业界人士面临的首要问题。
最近结束的日内瓦通信展号称通信界的奥林匹克，然而传统通信的主角-话音通信在展会上却受到了不约而同的冷落。
各种展览无不是为了数据传输和上网，唯一与话音有关的产品就是IP电话，这表明从国际电信业的走向上也将数据网络放在了首要的位置上。
传统电信业一百多年来始终采用以“电路交换”为主的技术路线，话音业务仍占主导地位。
由于技术发展的历史原因，传统电信的网络种类繁多，不同的网络承载着不同的业务，话音、数据有着各自的承载平台。
随着音频、视频、数据等业务在电信业中的比例不断增加，电信网络的结构正在发生着本质的变化，其整体结构必须进行调整和优化，以适应宽带数据网络的需求。
世界各大电信运营商正在思考如何按照新技术的发展需求来改造自己的网络。
以包交换技术构造未来的网络，以数据网络承载话音业务取代以话音网络承载数据业务已成为技术发展的必然趋势。
新一代的电信运营商如Qwest、Level3建立的电信网不再基于传统电信网的电路交换机制，而采用IP网络的分组/包交换技术和IP路由技术，并采用高度自愈功能的光环网传输系统，高效地提供语音、图像、数据等多媒体通信业务。
国际电联ITU-T已全面启动IP相关标准化的研究工作，由SG13（网络总体组）作为IP相关标准问题的主导研究组，并在SG13专门成产了ITU-TIP专家组，负责直协调IP的网络体系结构、寻址、管理、传输和接入、IP性能、互通能力及应用研究。
而且国际电信聪明顾问委员会（TSAG）认为，到2000年，电信环境将以基于IP的技术为主导。
宽带IP技术必将成为通信网络的新技术基础，是未来网络综合（“三网合一”）的核心技术，可以集成视频业务、话音业务和数据业务，成为下一代电信承载网络。
光纤作为下一代接入网络的载体，已成为业界公认的技术。
目前各大电信运行商都在以各种方式建设覆盖城市的光纤网络，光纤在未来的10~15年内必将走进千家万户，而且将承载着视频、话音和数据多种业务。
因此谁拥有光纤接入网络谁就掌握了未来竞争的主动权。
从资源情况来看，目前许多大中城市的电信局已经在城市内辅设了覆盖城市的大对数光缆，称作光纤到楼计划，一些城市正在建设，还有一些城市也列入了建设计划。
这些光缆系统一但建成，如不加有效利用也是浪费，如利用较小的投资建成一个城域光纤宽带IP网络，既可以有效利用资源，增加服务项目、内容，又可以增强竞争力，以最快的速度占领宽带网络市场。
而且利用这一项目可以建成覆盖全市的光纤系统充分占领未来竞争中的有利位置。
而且该系统一但建成，更可以利用其带宽优势在网络上提供视频、音频、数据及实时监控等多种服务。
从目前的数据市场来看，主要分为以下几种类型：
金融业用户、政府部门用户、大企业用户、中小企业用户及公司用户、教育口用户、旅游行业、及小区的个人用户。
金融业用户包括银行、证券、保险，这类用户租用公用的传输网络构造自有的专用网，目前主要租用电信9.6Kbps~64Kbps数据专线、X.25线、DDN线或帧中继线，尽管用户渴望得到高带宽的传输网络，但由于线路及费用原因电信很难满足；这类用户以城域网为主，同时要求全省的干线，对于每一家银行在一个城市内需要几十条数据线，在省中心到各地市都需要一条干线，目前银行业务以IP传输为主，是最大的潜在用户群，从国外的发展趋势来看，银行网络将发展成为专用网及Internet接入的混合型网络。
政府部门用户包括各政府的职能部门，如计委、统计局、气象、报社等，其应用以IP数据传输为主，要求得到较低价格的高带宽传输网络，这类用户有两种需求，一是本部门上下级之间大数据量的数据交换，二是不同部门之间的数据交换，此外他们都有上Internet的需求，因此我们在建立高速IP传输网的同时要增加Internet服务。
对于大企业、教育口及旅游业用户来说，目前他们的主要需求是建立高速的Internet接入，要能够了解市场，同时要向社会宣传自己的产品，这类用户是高速Internet接入用户。
对于小区的个人用户来说，他们的主要需求是上Internet，在一个小区内可以利用光纤及xDSL作为接入设备，为用户提供一个高带宽的Internet接入网，同时利用我们的高带宽网络可以为用户提供更多的多媒体服务，如VoD、IP网络电话、小区安全监控等。
综合以上分析，在有线电视宽带骨干网络的建设中，应考虑以下原则：
;宽带IP技术必将成为通信网络的新技术基础，是未来网络综合（“三网合一”）的核心技术，可以集成视频业务、话音业务和数据业务，成为下一代电信承载网络；
;光纤在未来的10~15年内必将走进千家万户，而且将承载着视频、话音和数据多种业务。
因此谁拥有光纤接入网络谁就掌握了未来竞争的主动权；
;建设一个城域光纤宽带IP网，在网上为用户提供各种传统服务及新兴的增值服务。
网络建设应满足如下目标及需求：
;构造一个大吞吐率高带宽的IP网络交换核心，能够满足各种宽带应用的需求；
;网络能够提供大量低成本、高带宽的接入端口，以用户能够接受的价格，提供高带宽网络服务；
;核心、骨干网络应具有极强的稳定性和容错性能，满足作为通信服务运营商的要求；
;从骨干网络到接入网络都要具有不同方式、不同等级的服务质量（Qos）保证，使网络能够支持视频点播、音频点播、实时监控、话音、网上教学等多种应用；
;作为运营服务平台，网络设计应考虑安全性、计费等功能；
;网络应具有极大的扩展能力，以满足日益发展的网络用户规模和应用规模；
;网络应具有全面的可管理性，能够在大规模的网络上面迅速实现故障隔离及各种网络应用、不同方向网络流量的分析，及时进行网络优化。
第二章骨干网络设计
一、济南有线电视数据骨干网的设计
根据济南有线电视数据骨干网的实际情况，在网络设计时，采用IPoverGigabitEthernet技术，并且提供IPoverWDM的扩展能力。
1、现状分析
济南有线电视数据骨干网的节点分布如图
（一）所示：
图
（一）
·由图
（一）可以看出，济南有线电视数据骨干网节点有六个。
·各节点之间的距离最近为5公里，最远为13公里，已敷设好单模光纤，由于距离原因，各节点之间需使用光纤收发器进行转发。
·由于济南有线电视数据骨干网的应用规模，核心节点主交换机背板处理能力应大于40GB。
·骨干节点之间提供千兆互连，同时提供大量10/100M端口用作下连网络或者用户接入。
·网络建设完成后，应具备5000家庭用户的接入能力。
以一栋楼36用户计算，整个网络总共需提供约140个10/100M端口，考虑一定的扩展性能，每个节点提供约30个10/100M端口。
2、骨干节点配置
骨干节点之间的连接构成济南有线电视数据骨干网的主要干线，应具有高带宽、高端口密度、高性能保证的特点。
其网络拓朴结构如图
（二）所示：
图
（二）
·图中虚线部分表示在逻辑上此链路断开，作冗余备份用。
·在骨干节点中，有线台的情况较为特殊，我们放在后面讨论。
其他骨干节点配置两台具有堆叠功能的高性能千兆位交换机，提供骨干节点间的高速互联和高端口密度的10/100M下连，推荐使用朗讯公司的CajunP330交换机，可以提供8Gbps的堆叠背板交换速率，两台CajunP330主交换机分别配置一个2端口多模千兆模块，总共提供4个多模千兆端口，其中三个千兆端口用于和其它节点的连接，另一千兆端口用于扩展或连接高性能服务器，可提供全双工2GB的干线传输速率，同时每台CajunP330提供24个10/100M端口，每个节点总共提供48个10/100M端口，按照前面的需求分析，应能满足需求，并具有一定的扩展升级能力。
·为保证网络的可靠性，为每一个节点提供一个冗余备份电源。
·两台CajunP330交换机通过堆叠模块以菊花链的方式相连，堆叠总线速率可达8Gbps，如图（三）所示：
图（三）
·有线台是整个网络的核心，大部分交换数据要通过线台，其数据传输负荷最大。
因此，在有线台配置一台具有第三层交换功能的千兆位交换机CajunP550，配置一块四端口多模千兆模块，其中三个端口用于与其他骨干节点互连，提供全双工2GB的互连速率，另一千兆端口用于扩展或连接高性能服务器。
配置一块10/100M模块，提供48个10/100M端口，用于下连网络或者服务器的连接，配置三个冗余电源，保证网络的可靠运行。
·由于各骨干节点间最短距离为5公里，最远为13公里，因此各节点之间的连接需要通过光纤收发器转发，推荐使用千兆位光纤收发器EM316G/S1（0-6Km）、EM316G/S2（0-32Km），根据节点之间的距离选用不同型号的光纤收发器。
·用户接入端推荐使用10/100M自适应光纤收发器RC101-FE-S1（0-25Km）、RC101-FE-S2（10-60Km）、RC101-FE-S3（15-120Km）
骨干节点组成的干线网络总共提供24个千兆位端口，288个百兆位端口，总共可提供288条10/100M线路到用户，按照一条线路接入36用户计算，整网接入能力为10368个用户。
·骨干节点具体网络设备配置如表所示：
产品代码
产品描述
数量
4589-067
带集成路由的全冗余CajunP550交换机（包括多层管理模块、全冗余交换元素和三个冗余电源）
1
4589-041
CajunP550OpenTrunkFeatureSet
1
4589-023
CajunP5504端口短波千兆模块（850nm）
1
4589-074
CajunP55048端口10/100BASE-TX模块
1
4705-056
可堆叠交换机CajunP333T,24端口10/100M,1个扩展槽
10
4705-058
CajunP3302端口1000Base-SX上连模块;X330S2
10
4705-064
CajunP330堆叠模块;X330STK
10
4705-065
CajunX330RC堆叠冗余模块
5
CajunSMONstacklicensefortheP330
5
4705-057
CajunP330/P120备份电源
5
4709-003
网络管理软件CajunView/OVforWindows
1
3、光纤收发器配置
用户接入选择的光纤收发器为RC系列光纤收发器，每一条到用户光纤，均需配置一对光纤收发器，考虑到设备管理等方面的问题，在局端可配置机箱式光纤收发器，一个机箱可容纳16个光纤收发器模块。
具体配置如下表所示：
产品代码
产品描述
数量
RC101-FE-S1
10/100M自适应模块，单模0-25公里，SC接头
288
RC001-16AC
16槽机箱，220VAC，120W
18
RC008-2AC
16槽机箱冗余电源，220VAC，120W
18
骨干传输选择的千兆位光纤收发器为NBASE千兆位光纤收发器。
如表所示：
产品代码
产品描述
数量
EM316G/S2
1000Base-SX（多模）到1000Base-LX（单模），0-32KM
18
NC316BU-1/AC
单槽机箱，220VAC
18
二、网络设备介绍
1、CajunP550
济南有线电视数据骨干网骨干节点的主交换设备推荐使用朗讯公司的CajunP550第三层千兆位以太网交换机。
CajunP550交换机是朗讯科技千兆位交换系列产品的代表之作，Cajun交换机具备有高带宽、无阻塞、优质的管理能力和可靠的多媒体支持等技术，可以最大限度地满足未来网络的需求。
朗讯科技P550交换机强劲的容错结构，无单一故障点并提供先进的服务等级/服务质量（CoS/QoS），从而将带宽与扩展性无缝地结合起来。
P550具有业界领先地45.76Gbps的交换带宽，可以满足园区骨干网络和高性能工作组环境对带宽的需求。
主要特点：
·背板带宽：
45.76Gbps
·交换吞吐量：
22.88Gbps
·第二层交换可高达33Mpps
·第三层路由可高达18Mpps
·第二层及多层（第二层/第三层）模块
·容错式风扇、电源、开关、链路和管理
·独特的OpenTrunk虚拟网协同工作能力
·支持CoS/QoS/RSVP
CajunP550交换机是以ASIC技术为核心设计的，它包括：
·队列管理：
业务量优先级和优化多点广播的队列管理引擎
·虚拟网：
支持第一层（基于端口）、第二层（基于MAC地址）和线速的第三层（基于协议）虚拟网（VLAN）地址过滤引擎
·路由引擎：
对传统的IP和IPX业务的路由选择可扩展至每秒分发18M个信息包
业界领先的带宽
CajunP550交换机具有7个插槽，带宽可达45.76Gbps，是目前市场上其他千兆位以太网交换机的2-3倍。
P550交换机提供六个可用的I/O插槽作为媒体模块，并支持24个全双工千兆位以太网络端口，120个10/100M以太网端口或60个光纤快速以太网端口。
P550交换机的均衡结构能够确保随着模块的增加，其交换或路由能力仍可满足宽带要求，从而保证了网络的完整性和吞吐量。
P550的交换结构扩展性极强，远远超过了市场上其他低带宽交换机的总线共享和存储器共享的设计结构。
此外，该交换机第二层交换的传输效率总计可达每秒33,000,000个信息包（PPS），提供第三层路由也可达18,000,000pps。
集成路由
使用多层（第二层/第三层）模块，可以将Cajunp550交换机配置成一个完全可扩展和互通的基于线速的第三层路由器（IP及IPX）。
每一个多层管理模块和多服务模块上都可在基于线速传输的第二层交换基础上增加了第三层路由的功能，吞吐量为1,500,000或，3,000,000pps。
此外，第二层和多层模块可任意组合，并可置于同一机框内，使您能够灵活地配置网络。
P550地搜索组（HuntGroup）功能可以将多个交换链路上的带宽集合到一个单一的逻辑组上，从而增大容量、提高容错性、均衡网络负荷。
灵活的虚拟网
与其它的千兆位以太网交换相比，P550交换机能使虚拟网具有更大的灵活性。
朗讯科技独特的OpenTrunk技术能使不同厂商提供的虚拟网标记格式互通。
P550不仅IEEE802.1Q标准，而且支持两种即将被认可的标准，包括3Com的LinkSwitchVLT和一种被广泛使用的多层标记方案。
OpenTrunk可解释这三种不同帧格式的VLAN信息以及服务等级信息，使得虚拟网能够在多个标记域中互通协作。
可扩展性
CajunP550交换机可以进行基于硬件的多点播送筛选——只将IP多点播送业务量发送给与多点播送组有关的端口，多点播送筛选技术允许这信息只发送给真正需要它们的网段，这便可节约宝贵的带宽。
它可通过以下两种方法得以实现：
一、对能识别多点播送组地址的IP多点播送因特网组管理协议（InternetGroupManagementProtocolIGMP）信息包进行“侦听”；二、支持IEEE802.1p组地址登记协议（GroupAddressRegistrationProtocolGARP）.
P550交换机也对较低速链路进行流量抑制，使这些链路不至于被广播风暴、未知目的或未知的多点播送所淹没。
网络管理员可以利用CajunP550交换机来创建千兆位规模的搜索组，使多个交换机到交换机的链路能参与到一个单一的逻辑组进行运作，这样就使得连接的容量更大、扩展性更好、容错性更强、并能均衡网络负荷，在链路出现故障时也可迅速地进行恢复。
当一个搜寻组中的某条链路上出现故障时，通信量将自动在剩余端口进行重新分配，网络不会因此而停止运作。
P550既能支持标准的IEEE802.1D生成树（SpanningTree）结构，也支持双层跨目录树结构，从而提供更好的扩展性和更强的容错能力。
强大的容错能力
由于一开始就被设计位骨干交换机，P550具有完整的容错结构，而无单一故障点。
P550采用无源背板，能支持N+1个热切换、共享负荷供电系统。
如果交换机的一个风扇出现故障，网管软件即提醒用户在机器运行过程中将一个风扇进行热切换，而无须关闭交换机。
P550交换机的所有模块均可以进行热交换。
此外，ASIC支持N+1的容错交换部件，一旦检测到某个纵横式交换部件出现故障，就会立即自动启动热备份部件，使CajunP550交换机的搜寻组和生成树功能可以使您在校园网中配置额外的容错能力。
基于万维网的全面管理
P550具有全面的基于万维网的管理系统，只需在支持帧通信的万维网浏览器上进行点击就可进行交换机的配置。
该系统还包括在P550交换机管理模块中进行的、基于RISC的Cajun万维网代理软件。
每种标准的CajunP550交换机都带有管理模块，可以万维网位基础完成所有内置的自我诊断、虚拟网管理、RMON监控和配置管理。
管理人员可以通过运行在WindowsNT或Windows95上的基于JAVA的CajunView管理系统来管理和配置多个朗讯交换机，并提供基于HPOpenView环境下的支持。
基于SNMP的Cajunview管理系统允许进行完整的拓扑映像、综合拖放式虚拟网管理、性能管理、配置管理即综合告警及事件日志。
另外P550也可以使用命令行界面进行配置和管理。
2、CajunP330
济南有线电视数据骨干网骨干节点和二级网点中需要提供大量10/100M端口，推荐使用朗讯公司的CajunP330可堆叠千兆位以太网交换机。
朗讯公司CajunP330可堆叠千兆位交换机是朗讯公司屡获大奖的Cajun千兆位以太网交换产品家族的新成员，为中小型企业和高性能工作组环境提供了无可比拟的速度、性能和可扩充性。
主要特点：
·Octaplane8Gbps背板交换引擎
·最多支持10个交换机堆叠
·堆叠具有冗余性
·带有备用电源
·具有拥塞控制
·符合802.1Q/p划分VLAN和优先权
组建强大的网络变得十分简单
CajunP330堆叠式交换系统首次以堆叠式交换机的价格，提供了模块化交换机的功能和端口密度、电信级的可靠性和构件简化性经过专门设计的CajunP330，在一个堆叠中最多可以支持640个10/100base-Tx端口、140个100Base-Fx端口或40个1000Base-X端口。
每台CajunP330交换机都在背面带有一个扩展槽，用来容纳8Gbps的Octaplane背板交换引擎。
多层交换
通过在堆叠中简单地增加一个全功能CajunP330R堆叠式多层交换机，可以为网络提供强大的第三层和第四层语音、视频和数据交换能力。
CajunP330能够提供由于电信级QoS的服务质量。
无单一故障点
朗讯为堆叠式交换机提供了模块化交换机的容错能力。
CajunP330堆叠式交换系统在堆叠级、LAG级和端口级等三个层次上提供了冗余性，确保数据流不会中断。
CajunP330备用电源（BUPS），为堆叠提供同样容错的不间断电源。
最后，CajunP330带有两个风扇，确保不会出现系统过热的单点故障。
3、RC系列光纤收发器
RC系列光收发器由北京瑞斯康达科技发展有限公司研制、开发、生产，设计用于城域光纤数字宽带网络。
该产品以高品质、高可靠性、高带宽、低价位的设计思路出发，定位于宽带网络接入市场。
能够为用户提供带宽充足、性能稳定、功能强大、可用于电信级运营服务的低价位城域宽带光纤网络解决方案。
RC系列光纤收发器吸收国外同类产品的优点，结合中国国情，产品更具灵活性和实用性。
该产品采用结构灵活的机箱模块化设计，由一槽、十六槽（19”上架式）两种机箱及标准的热插拔模块组成。
十六槽机箱内置双容错电源及无源背板总线，保证系统的高可靠性。
传输模块中设计独到的交换核心既可以支持骨干特性，如802.1QVLANTAG、SPANNINGTREE，又可以将半双工直接转变为全双工传输，使端接设备使用HUB也可以支持长达100公里的传输；使系统组网更加灵活实用，而且大大降低组网时用户端的成本。
特性：
✧高带宽低价位，适合宽带接入
✧内置高效交换核心，减少广播，流量控制，差错检测
✧支持100Base-FX光纤传输标准，可与其它产品互通
✧支持IEEE802.1Q及ISL可支持骨干联接
✧支持SPANNINGTREE构造容错网络
✧10/100Mbps、全双工/半双工自适应，可平滑升级
✧自动半双工/全双工转换，支持半双工到100公里
✧内置电源的一槽、十六槽机箱配置灵活
✧双电源容错机箱，热插拔模块，高可靠性
三、网络设计特点
1、高带宽
在济南有线电视数据骨干网的设计中，骨干节点之间的传输速率为全双工2GB，用户可以10/100M速率接入骨干网。
在CajunP330堆叠中，提供8GB的堆叠总线，相当与为堆叠提供高速的背板速率。
通过以上这些连接，使济南有线电视数据骨干网为各种增值服务提供了充足的带宽保证。
2、高数据处理能力
在有线台的主交换设备CajunP550具有业界领先的数据处理能力，背板速率可达45.76Gbps，交换吞吐量高达22.88Gbps，第二层交换高达33Mpps，第三层路由高达18Mpps。
3、电信级的CoS/QoS保证
在济南有线电视数据骨干网的设计中，骨干节点所采用的CajunP550和P330均可以提供端到端的CoS/QoS保证。
通过两个优先队列支持八级优先权标记，并支持802.1p标记，可以基于不同协议、MAC地址、VLAN号、TCP端口号等来提供CoS/QoS保证。
4、网络的安全性能够得到充分保证
CajunP550和P330具有地址过滤引擎，用于线速查找第一层（基于端口）、第二层（基于MAC地址）和VALN，提供三级安全防护，第一种是基于端口的安全策略，可以根据实际应用情况，禁止某个端口的通讯。
第二种是基于MAC地址的安全策略，主要用于同一虚拟网内部的安全防护，通过对交换机的MAC地址过滤功能的设置，可以允许带有合法MAC地址的数据包通过交换机，禁止所有带有非法MAC地址的数据包的通过，达到安全防护的的安全防护。
第三种是基于IP地址的安全策略，主要用于不同虚拟网之间问控制列表，对某一虚拟网而言，只允许合法用户的进行访问，禁止非法用户的入侵。
5、电信级的容错能力
首先，在网络干线的设计上通过SPA
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