小区宽带接入技术培训讲义课件

宽带接入技术培训交流宽带接入技术培训交流江苏网通网运部数据维护中心 2008年9月江苏网通运维人员培训_数据专业内部资料注意保密业务需求分析和提速要求的业务需求分析和提速要求的提出提出1宽带接入网现状及关注要点宽带接入网现状及关注要点233宽带接入提速的技术手段与宽带接入提速的技术手段与解决方案解决方案 目录目录 45技术指导意见技术指导意见接入模型与资源规划接入模型与资源规划接入：接入：表示连网或是连线。宽带网络接入技术的要求为宽带化和服务综合化。在整体网络中，接入网是整个宽带网与客户端设备（CPE,Customer Premise Equipment）相连的最后一段，用户通过接入网接入宽带网。1.1 什什么么是接入是接入传统的宽带接入业务以互联网业务为主，完成网页数据浏览、数据下载、MAIL 等低带宽需求的基本的数据业务。1.2 现行行宽带接入接入业务 IP 多媒体业务的不断发展，如：网络视频业务、远程教学、视频会议、在线购物、远程医疗等，对带宽的需求不断增加。1.3 业务发展趋势 宽带业务的不断发展，传统的网络架构与接入方式已不能满足宽带业务不断发展的需要，出现了全程网络不能达到用户申请的带宽和业务质量保证的诸多问题。中国网通传2007315号文 （一）差异化产品定价，高速高价，形成产品价格阶梯。（二）请按照集团宽带嘉年华的活动要求，开展接入和内容产品的组合销售，突出重点提速产品的推广。北方产品组合销售的重点是1M接入内容应用产品，南方产品组合销售的重点是2M接入+内容应用产品。1.4 提速要求的提出1.5 带宽需求分析业务需求分析和提速要求的业务需求分析和提速要求的提出提出1宽带接入网现状及关注要点宽带接入网现状及关注要点233宽带接入提速的技术手段与宽带接入提速的技术手段与解决方案解决方案 目录目录 45技术指导意见技术指导意见接入模型与资源规划接入模型与资源规划1、ADSL 接入 数字用户线路是利用现有的铜质双绞电话线路，在网络服务提供商（NSP）的交换机方与终端用户之间，传输数据、视频、声音等高带宽数据的调制与解调技术。目前集团宽带接入业务主要的技术手段是ADSL 接入，北方采用ADSL较多。2、LAN 接入 Ethernet 在宽带接入业务中处于数量第二位的接入方式。其100米的有效网络距离要求、和用户端接入设备的可控可管理难的问题，影响该技术方式在宽带接入业务中的大规模发展应用。3、其他方式 PON、WLAN、WIMAX 等多种方式也在运营网络中有不同程度的应用。2.1 主要主要宽带接入模式接入模式2.2 现有有宽带接入接入线路模型及存在的路模型及存在的问题1入户线采用平行线(普通皮线），抗干扰能力差；2CPE 的性能不能满足使用要求、兼容性不好；3用户接入实线电缆距离长、线经不统一、中间抽头、干扰，弱电强电没有分离等；4DSLAM 设备、以太网交换机级联多、上联端口带宽不足、整机或板卡的处理能力低；5BAS 上联端口带宽配比不合理等。2.3 影响带宽业务服务质量的因素业务需求分析和提速要求的业务需求分析和提速要求的提出提出1宽带接入网现状及关注要点宽带接入网现状及关注要点233宽带接入提速的技术手段与宽带接入提速的技术手段与解决方案解决方案 目录目录 45技术指导意见技术指导意见接入模型与资源规划接入模型与资源规划（一）入户线抗干扰能力差 在用户端引入线上，如果采用的（平行线）皮线已引入，由于其线缆自身宜产生电容耦合作用，造成其性能下降。更换为双绞线。因双绞线是由两根相互绝缘的铜线扭绞组成，不同点线产生的干扰波会相互抵消，所以电线的辐射会显著的减弱，特性阻抗较好。同时加强对用户行为的指导，规范用户随意安装分机、改变引入线结构的行为，减少分机。3.1 影响宽带提速的解决方案（二）CPE 的性能不能满足使用要求、兼容性不好 早期由于宽带业务种类较少，业务带宽需求不大，开通的宽带接入用户中，普遍采用的是ADSL 一代的终端产品。其传输带宽和可管理能力存在一定的限制。随着技术的不断发展，ADSL2/2、或者采用FTTxVDSL 技术等与第一代的ADSL 终端相比，在传输管理特性、支持的带宽能力、远程可管理的能力上都有很大的提高。3.1 影响宽带提速的解决方案（三）用户接入实线电缆距离长、线经不统一、品质差 早期建设的用户电缆线路，主要是根据开通固定电话业务而设计的，开通宽带数字接入业务，则线路上存在诸多不利的因素，如3km以上的电缆长度不易开通2M 以上的带宽电路；电缆线经全程不统一、阻抗不匹配，宜造成传输信号反射；另外线路中存在中间抽头、抗干扰能力差等。3.1 影响宽带提速的解决方案（四）DSLAM 设备、以太网交换机级联多、上联端口带宽不足、整机或板卡的处理能力低。早期建设的DSLAM 接入网络或LAN 接入网络，因当初的互联网业务接入需求带宽相对较低，所以为更好的利用接入设备和传输通道的资源，设备级联、多台设备共享同一带宽的情况比较多。对目前需要开展网络视频业务的高带宽的需要，这种级联网络结构，从接入用户数的平均带宽保证、上联带宽共享带宽分配、设备综合处理能力上都出现了问题。3.1 影响宽带提速的解决方案（五）BAS 上联端口带宽配比不合理。BAS 是用户宽带接入的上行关口，早期建设BAS 设备下面所连接的DSLAM 设备比较多，每台设备所容纳的宽带接入用户也多。BAS 上联端口带宽配比没有统一、合理的要求。而且早期的BAS 设备在处理能力、组播协议支持也不强。3.1 影响宽带提速的解决方案利用光纤高带宽传输特性、传输衰减低、传输距离长、抗电磁干扰等优点，以建设FTTxxDSL/LAN/PON 接入网络为主。3.1 影响宽带提速的解决方案业务需求分析和提速要求的业务需求分析和提速要求的提出提出1宽带接入网现状及关注要点宽带接入网现状及关注要点233宽带接入提速的技术手段与宽带接入提速的技术手段与解决方案解决方案 目录目录 45技术指导意见技术指导意见接入模型与资源规划接入模型与资源规划4、接入模型与资源规划、接入模型与资源规划4.1 PON4.2 LAN4.3 ADSL4.4 VLAN 4.5 带宽规划城域网拓扑图城域网拓扑图Passive Optical Network 无源无源光网络光网络OLTONUOptical Line Terminal 光线路终端Optical Network Unit 光网络单元 Passive Optical Splitter 无源分光器PSTNInternetCATVONUONU PON是一种点到多点（是一种点到多点（P2MP）结构的无源光网络；）结构的无源光网络；PON由由光线路终端光线路终端OLT（Optical Line Terminal）、光网络单元光网络单元 ONU（Optical Network Unit）和无源分光器和无源分光器POS（Passive Optical Splitter）组成；）组成；Passive Optical Splitter 无源分光器4.1接入模型与资源规划接入模型与资源规划-PON接入接入4.1接入模型与资源规划接入模型与资源规划-EPON-FTTB模式模式OLTOLT小区小区SplitterSplitterIPIP 城域网城域网ONU居民楼居民楼商务楼商务楼4.1接入模型与资源规划接入模型与资源规划-EPON-FTTB模式模式新建的居民小区，开发商一般已经进行了五类线的敷设，已经具备了引入以太网宽带的基本条件。在此种模式下，敷设光纤到楼，楼内通过ONU的以太口可以提供给用户更高的带宽，并且可对称。4.1接入模型与资源规划接入模型与资源规划-EPON-FTTB模式模式该模式的优势如下：1、高带宽，可充分满足用户当前应用 2、相对于光纤到户方案，成本较低 3、网线入户，用户端免维护 4、相对于传统LAN接入方式，省去小区机房 该模式的不足在于：1、如果采用了单独的LAN交换机，则接入网络需要EPON和LAN的两套运维系统，给管理增加了成本和复杂度 2、在未来承载多媒体业务时，普通的LAN交换机不能提供足够的QOS能力，而如果采用能力足够的交换机，则对当前成本造成较大压力 该模式在满足用户需求、扩展性、运营维护各个方面均能够表现出色，建议采用该模式引入EPON。4.1接入模型与资源规划接入模型与资源规划-EPONFTTH模式模式4.1接入模型与资源规划接入模型与资源规划-EPONFTTH模式模式在该方案中，带宽的保证通过两种方式，首先采用光纤到户方案，确保不小于1：32分光比，其次通过DBA和CAR功能保证每用户最低可用带宽达到1820M水平。QOS：在OLT以及ONU上分别启用QOS机制，确保视频、音频、数据业务映射到不同优先级队列并做合理调度设计。可靠性：系统的健壮性主要取决于OLT，可以通过端口级别的11备份来保证PON链路安全，在上行测，可通过链路捆绑或者上行双归属方式启动保护。OLT产品大都支持MSTP（多生成树协议），可以支持搭建冗余二层网络，提供远超一般STP水平的收敛速度。4.1接入模型与资源规划接入模型与资源规划-EPON网吧模式网吧模式OLTOLTSplitterSplitterIPIP 城域网城域网网吧一条街网吧一条街4.1接入模型与资源规划接入模型与资源规划-EPON网吧模式网吧模式该应用模式优势如下：1、将零散网吧收归到统一的接入网络之内，统一管理、维护 2、网吧提速：相对于传统光纤收发器方式，带宽大大提升，并灵活可调 3、节省大量光纤资源，同时便于扩展，灵活接入新建网吧 4、在接入网屏蔽不安全流量和不稳定因素、保证城域网安全 4.2 接入模型与资源规划接入模型与资源规划-LAN 接入模式接入模式1、接入范围100米2、接入带宽可达100mb/s。汇聚交换机园区交换机PPPOEBRASBRAS楼道交换机IP城域网城域网接入网接入网IPTVSRSR支持QinQ，配合IP城域网控制中心实现用户唯一标识。LAN接入网的中心节点，实现不同业务/不同用户分配不同的VLAN，分配不同的带宽，设置不同的QoS，实现多业务/多用户的精确区分，提供差异话的增值服务，实现宽带综合应用。支持可控组播实现简单的接入功能，能分配VLAN，能支持端口限速，有广播包抑制的功能。有足够带宽，支持QoS，能够保证从下层和上层两个层次设备过来的流量不拥塞的处理；起到一个无阻塞传输的作用，支持各种控制措施。实现用户认证计费权限管理，是IP城域网的业务控制中心。支持QinQ，同LAN接入控制中心配合，实现用户唯一标识。LAN接入总体模式接入总体模式商务大楼商务大楼LAN接入模式（冗余和一般接入）接入模式（冗余和一般接入）M1M2MP1P2PXYABC冗余接入冗余接入D简化接入（推荐）简化接入（推荐）商务大楼商务大楼LAN接入模式接入模式该模式的优势如下：1、高带宽，可充分满足用户当前应用 2、相对于光纤到户方案，成本较低 3、网线入户，用户端免维护 该模式的不足在于：1、交换机管理增加复杂度 2、在未来承载多媒体业务时，普通的LAN交换机不能提供足够的QOS能力，而如果采用能力足够的交换机，则对当前成本造成较大压力 ADSL特点u上行速率可达896Kbps,下行速率可达8MbpsuAsymmetric Digital Subscriber Line：非对称数字用户线u同一对双绞线上同时传送话音和数据lADSL标准G.992.1(G.dmt)全速率的ADSL技术规范全速率的ADSL技术规范不用信号分离器的ADSL技术规范 G.992.2(G.lite)T1.413双绞线ATU-R分离器分离器PSTNInternet4.3接入模型与资源规划接入模型与资源规划-ADSL模式模式ADSL2+ADSL2+主要特性主要特性主要特性主要特性高速长距高速长距高速长距高速长距高速率高速率-增加下行频带增加下行频带 根据根据ADSL2ADSL2、ADSL2+ADSL2+频谱分布对比可以了解到频谱分布对比可以了解到,ADSL2+,由于使用更宽的频率（tone 32511），更多的子带（512个），因此支持24Mbps以上的下行速率。更长的传输距离 4.3 ADSL2+的主要特性的主要特性xDSL技术对称性传输速率最大传输距离（km）线对支持POTSHDSL对称最大速率1.5Mbps或2Mbp52/3不支持ADSL不对称下行最大速率8Mbps，上行最大速率896Kbps51支持ADSL2不对称下行最大速率24Mbps，上行最大速率1.5Mbps51支持VDSL对称/不对称下行最大速率52Mbps，上行最大速率26Mbps1.51支持VDSL2对称/不对成上下行最大速度100Mbps0.351支持4.3 DSL 的性能对比的性能对比4.3接入模型与资源规划接入模型与资源规划-ADSL2模式模式接入优势1、接入距离长，可达1-3公里。2、下行最大速率24Mbps，上行最大速率1.5Mbps，能够满足家庭带宽需求。接入缺点1、需要布放铜缆资源。2、用户家需要ADSL modem。4.4 接入模型与资源规划接入模型与资源规划-VLAN规划规划4.4.1 VLAN 三扩规划4.4.2 VLAN 补充规划4.4.3 Q in Q 概况业务类型VLANID备注互连2100组播VLAN101-110企业VPN700-799DCNVLAN3000-4096预留8001000，20002999该部分vlan用作未来业务发展用其余vlan由各地市自由分配，用作业务开展。4.4.1三扩白皮书三扩白皮书-VLAN规划规划4.4.2 VLAN 补充规划补充规划VLAN在DSLAM和小区交换机上启用标准VLAN，此VLAN作为用户侧VLAN(内Q)用户侧VLAN(内Q)在汇聚交换机以下进行部署在汇聚交换机入端口上启用QINQ功能，并根据业务分配不同网络侧VLAN标签（外Q）外层VLAN在各个汇聚交换机上统一规划序号序号业务类型业务类型用户侧用户侧VLANVLAN范围范围1互联VLAN2100 2组播VLAN1011103专线1117004企业VPN7018005WLAN8018206NGN用户821-9007PPPOE 拨号用户100120008IPTV用户250127009用于拨号上网(DSLAM/LAN/EPON接入）/IPTV/专线(DSLAM/LAN)/IAD（EPON/家庭网关接入的公众客户以及大客户IAD）/家庭网关网管/EPON网管业务/起QinQ终结在BRAS20012100（外层）10NGN用户2701-290011DCN业务(暂留）3001350012普通用户预留、网管/预留901-1000，VLAN），29013000、350140954.4.3 Selective QinQBRAS汇聚交换机汇聚交换机汇聚交换机汇聚交换机小区用户小分支机构用户内层内层VLAN外层外层外层外层VLANVLANVLANVLANVLANQinQQinQ接入设备提供普接入设备提供普通通VLAN功能功能汇聚交换机启用汇聚交换机启用QINQ启用启用Selective QINQ，对大客户和普通用户分对大客户和普通用户分配不同外层标签配不同外层标签根据外层标签分别转发根据外层标签分别转发至至SR和和BRAS接入路由器接入路由器前导码DASAVID2VID1类型/长度数据FCS为实现PUPV（每用户一个VLAN），实现对用户唯一性的标示，本次在用户接入汇聚交换机启用QINQ功能部分用户为VPN客户，部分为普通上网用户。为了区分这些客户，汇聚交换机提供了Selective QinQ用户的接入。与传统的QinQ不同的是，这种QinQ接入方式中内、外两层VLAN组合表示一个用户，并根据内层VLAN选择外层VLAN。对QinQ接入的客户也提供了用户的限速功能，保证运营商网络带宽的有效利用。商务大楼用户汇聚交换机园区交换机PPPOEBRASBRAS楼道交换机IP城域网城域网接入网接入网IPTVSRSR支持QinQ，配合IP城域网控制中心实现用户唯一标识。LAN接入网的中心节点，实现不同业务/不同用户分配不同的VLAN，分配不同的带宽，设置不同的QoS，实现多业务/多用户的精确区分，提供差异话的增值服务，实现宽带综合应用。支持可控组播实现简单的接入功能，能分配VLAN，能支持端口限速，有广播包抑制的功能。有足够带宽，支持QoS，能够保证从下层和上层两个层次设备过来的流量不拥塞的处理；起到一个无阻塞传输的作用，支持各种控制措施。实现用户认证计费权限管理，是IP城域网的业务控制中心。支持QinQ，同LAN接入控制中心配合，实现用户唯一标识。4.4.3 Q in QDSLAM GPON（Gigabit-capable Passive Optical Networks）三大优势：三大优势：1、更远的传输距离：采用光纤传输，接入层的覆盖半径、更远的传输距离：采用光纤传输，接入层的覆盖半径20KM；2、更高的带宽：对每用户下行、更高的带宽：对每用户下行2.5G/上行上行1.25G（物理层）；（物理层）；3、分光特性：局端单根光纤经分光后引出多路到户光纤，节省光纤资源。、分光特性：局端单根光纤经分光后引出多路到户光纤，节省光纤资源。GPON支持支持Tripleplay业务，可提供全业务竞争方案可以有效解决双绞线接入的业务，可提供全业务竞争方案可以有效解决双绞线接入的带宽瓶颈，满足用户对高带宽业务的需求，如高清电视、实况转播等，带宽瓶颈，满足用户对高带宽业务的需求，如高清电视、实况转播等，GPON是是三网合一的上佳方案。三网合一的上佳方案。GPON标准完善，综合业务支持好，技术要求高标准完善，综合业务支持好，技术要求高全球大运营商的选择全球大运营商的选择1Mbps3M8M25M100MADSL/ADSL2+Copper BasedVDSL/ADSL2+Copper BasedPONFiber Based2002200320062010时间时间带宽带宽互联网视频会议远程控制接入技术业务需求VoD标清电视视频会议Game实况TVVoDHDTV3km2km1km20km覆盖半径4.5 接入层带宽需求及接入技术业务需求分析和提速要求的业务需求分析和提速要求的提出提出1宽带接入网现状及关注要点宽带接入网现状及关注要点233宽带接入提速的技术手段与宽带接入提速的技术手段与解决方案解决方案 目录目录 45技术指导意见技术指导意见接入模型与资源规划接入模型与资源规划 根据上面的分析比较，结合宽带业务需要及网络运营中存在的问题，宽带接入提速及品质保证的网络改造实施方案建议着重从以下四各方面进行：1缩短接入用户电缆的距离缩短接入用户电缆的距离：推进“光进铜退”的发展步伐，适应宽带业务的发展。2现有网络设备的优选与网络改造现有网络设备的优选与网络改造：结合业务开展选用性能优、能力强的设备；调整现有不能适应宽带业务发展的网络架构，如：低带宽级联网络、网络层次过多的网络等。3业务与用户接入带宽需求的合理配比业务与用户接入带宽需求的合理配比：规范要求网络链路的上联端口带宽与用户接入业务保证带宽的配比。4提升维护管理手段提升维护管理手段：加强开通业务流程中带宽保证、线路质量预评估、故障检测及排除、网速检测等运营维护能力。5.1 技术指导意见1ADSL2/2+、VDSL、VDSL2 等有线技术应用取得良好的效果，为能使已有的铜线电缆网络资源能有效的利用，满足新技术的应用、和业务的带宽需求(610Mb/s)，通过各种调研与数据分析，用户线路的铜线电缆长度在1.5Km 左右为宜。2也可通过建设FTTX+xDSL 及FTTX+LAN 等光纤接入等方式，将DSLAM 设备向用户延伸，直接将宽带接入设备推向路边、大楼或桌面。但网络设备及工程投资较大，适合新开发的地域或新建设的小区。3在用户电缆敷设工程中，新布放的用户电缆尽量采用同一材质、同一线经的电缆（0.4mm/0.5mm 为宜），避免用户电缆芯线复接，电缆的芯线接续、分配线设备采用接续可靠的压接或卡接方式。4.1 技术指导意见缩短接入用户电缆的距离1CPE 逐步采用ADSL2/2类型，适应更宽业务发展的需要；2对早期存在内部主控交换带宽不足、上联带宽能力小、用户线卡单板处理能力不足（小于等于100M）的设备，进行重新的网络配比调整或设备升级。3DSLAM、BAS 设备要求有较好的组播支持能力；4BAS 要充分考虑认证、转发、负荷分担、支持端口绑定等功能，避免产生传输带宽瓶颈和业务管理障碍。4.2 技术指导意见现有网络设备优选与改造1组播实现位置的分析 宽带业务的开展，按照各类业务的不同，浏览特性及交互数据的需求不同，而有不同的带宽需求。高带宽的网络视频业务，则以下行数据带宽需求为主，而且存在多用户同时收看同一节目的状况。组播功能实现可有如下两种方式。即：BAS 设备实现组播分发与控制，DSLAM设备为单播，DSLAM 设备实现组播分发与控制，BAS 设备为单播，如下图所示。4.3 技术指导意见业务与带宽需求的配比4.3 技术指导意见业务与带宽需求的配比DSLAM DSLAM设备实现组播分发与控制DSLAM BAS设备实现组播分发与控制2业务与带宽需求的配比计算：网络视频频道带宽一般有1.5M、2M、4M、6M 等。用户申请的带宽通常以0.512M、1M、2M、4M、6M 方式提供。下面以用户总接入带宽为2M（频道带宽为1.5M，预留数据上网带宽0.512M）为例计算用户收容数和上联带宽配比的关系。分三种情况进行计算举例。4.3 技术指导意见业务与带宽需求的配比 1、端口有效带宽：指相应协议下能传输的有效数据量，ATM 一般为90%95、IP 网络一般为7080。2、BAS 的收敛系数：指对下联端口链路存储转发效率的提升能力。3、专线及其他业务带宽比例：指宽带接入网中，除数据上网以外的其他宽带业务，如ADSL 数据专线等。4、用户最大并发率：指同时登录宽带接入的用户与所有宽带接入用户的百分比。5、分配带宽百分比：指按照业务的需求，认为的确定上联带宽端口的比例分配数。6、用户浏览特征值：指已接入的宽带用户，数据传输的有效数据与接入带宽的比。7、网络视频频道带宽：指每个网络视频节目的数据量。4.3 技术指导意见所需带宽计算的方式和要考虑的主要因素。4.3 技术指导意见所需带宽计算的方式和要考虑的主要因素。参数名称参数名称数据上网数据上网网络视频网络视频IP端口有效带宽70%70%BAS的收敛系数90%专线及其他业务带宽比例5%用户最大并发率70%60%分配带宽百分比40%60%网络视频频道带宽1.54.3 技术指导意见所需带宽计算的方式和要考虑的主要因素。1）固定上联端口带宽，测算能承载的用户数在IP 上联端口带宽为200M、400M、800M、1000M，且开通的频道数为50 个的时候，计算出的接入数据用户数，如表 所示。名称名称IP上联上联上联端口上联端口2004008001000开通的频开通的频50505050接入的数接入的数8122040533869884.3 技术指导意见所需带宽计算的方式和要考虑的主要因素。2）固定上联端口带宽，主关分配业务带宽占用比例，测算接入用户数与开通频道数 在IP 上联端口带宽为200M、400M、1000M，且数据上网带宽与网络视频带宽配比取定为40与60时，测算出开通频道数和接入用户数。如表 所示。名称IP上联DSLAM设备上联端口带宽1000200400数据网络视频数据网络视频数据网络视频上联端口速率(M)40060080120160240接入用户数(户)32996601319开通的频道数(个)296591184.3 技术指导意见所需带宽计算的方式和要考虑的主要因素。3）组播位置不同时，测算上联端口带宽假设开通频道数、宽带用户数、用户申请带宽、每频道带宽、数据用户并发率和网络视频用户并发率为已知，计算当实现组播的节点设备位置不同时，所需的上联带宽值，如表 所示：名称IP上联BAS实现组播DSLAM实现组播开通频道数100100总的申请用户数50005000数据用户数35003500网络视频用户数30003000DSLAM-bas所需带宽7440.60899.25BAS往上所需带宽809.32809.321开通网络视频业务的网络，尤其是直播性的业务，为有效利用带宽节省网络投资，网络设备一定要支持组播功能。而且底层的组播源复制节点由DSLAM 接入设备承担是较合理的网络架构。2组播网络的建设与设备部署，要结合组播协议支持能力、业务规划等综合考虑。3为保证网络视频宽带直播业务的开展，用户接入带宽、设备上联带宽及设备能力，必须通过相应的带宽配比计算和能力核算来求证。4参考以上的各种分析结果，开通标清网络视频业务100 个频道时，上联带宽不应小于300M，每用户接入带宽不应小于2M。4.4 技术指导意见网络结构的规划要求