海口地区ADSL宽带接入网规划与设计毕业论文.doc

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1、内容摘要 在通信技术深入的现代都市生活中，互联网的应用已经是走进千家万户。宽带接入网始终是电信网络的重要组成部分。电信市场为了满足用户的需求。宽带骨干网络已经出现了网络容量大大的超过业务需求的现象。而现有用户接入网无法满足用户上网的需求，以以宽带城域网和宽带接入网(ADSL和以太网等)为重点的通信技术已经走进了网络建设的一个亮点。为此宽带接入网成为电信网必须尽快妥善解决的“瓶颈”，而且也成了未来国家信息基础设施(NII)的发展重点和关键。本文将从笔者的工作实际出发，结合海口地区的城区规划进行分析宽带接入网的设计思路，并根据设计中存在的问题进行分析，从而给出相应的结论。关键词：宽带接入，ADSL

2、线路，通信技术，目 录第一章 前 言第二章 海口地区的基本概况 2.1 现有的ADSL主要分布图 2.2 海口地区的基本接入点的情况 2.2.1 接入设备的使用情况分析 2.2.2 接入地点的分布分析2.3 ADSL宽带接入网系统组成 2.3.1 ADSL接入部分2.3.2 ADSL承载网2.3.3 用户管理第三章 ADSL推广应用 3.1 ADSL推广应用面临的问题3.1.1 经济性能不高3.1.2 实用线路质量难以适应ADSL的高技术标准3.1.3 驱动功率较大】3.2 技术上的问题分析第四章 海南省ADSL宽带接入网网络建设方案 4.1 承载网络的选择 4.2 DSLAM设备与省ATM网

3、连接方案 4.3 用户接入方式 4.3.1 1483B方式接入 4.3.2 PPPoE方式接入 4.4 进行ADSL宽带接入网设计时注意的几个问题 4.4.1 DSLAM设备和BRAS设备与ATM网、IP网的互连带宽 4.4.2 IP地址的规划 4.4.3 网络管理和网络安全第五章 结 论致谢参考文献第一章 前 言多年以来，我国的宽带网络接入技术依旧DSL为主，利用数字技术来扩大宽带的高频信号的特殊性，和现阶段需求大于供应的情况下，不断的进行通信技术的科技含量已经成为通信行业的重要点。据统计我国的宽带用户中有超过80%的用户是采用DSL技术接入Internet。中国的电信管制环境、电信市场状况

4、、经济发展水平、用户的消费习惯与国外是不一样的。目前，接入层技术方案以光纤接入网为主，使光纤进一步向用户靠近，便于为用户提供高质量的综合业务。但宽带光纤接入网是一个对业务、技术、成本十分敏感的领域，而且投资比重大、建设周期长。因此，结合当地现有电信网络和国民经济发展的具体情况，总体布局、网络结构、规模容量，充分考虑建设成本和网络的灵活性，制定出一套合理的宽带接入网规划方案尤为重要。为此，我们在这里探讨宽带光钎接入的技术和设计是必然的趋势。以电信公司为核心的宽带业务部分随着CATV网的骨干部分想更高的技术正面发展。这样的发展速度，对带宽要求越来越宽了，对网络的接入的发展也要求越来越高了的发展。因

5、此，为了避免接入层重新组网，就要求在宽带接入设备和接入点的选择与原有设备兼容又便于以后新技术的升级程序中，宽带接入网是业务节点与数据用户端设备之间，为用户供给电信业务而提供所传送承载能力的实施系统。为此，对ADSL技术的研究与设计能给技术的施工更高的基础需要。 本文第二三章，概略的描述了宽带接入网用要的接入技术，第二章对本文研究的海口地区的接入情况、ADSL宽带接入网系统组成等进行了探讨，第三章对ADSL技术在应用推广中实际遇到的问题进行了剖析。第四章对我国较为典型的海南省的ADSL的技术进行了研究。第二章 海口地区的基本概况2.1 现有的ADSL主要分布图由于地区间发展的不均衡性，不同城市在

6、宽带城域网建设中所提供的服务平台也有所不同，这主要取决于城市特点、发展程度、服务重点等方面，同时业务内容主要取决于需求对象及工程重点项目内容。 图1 ADSL组网的方式ADSL只适合于零散的、用户密集度不高的地区，用户端必须具备用户接入的铜缆资源，还需配置相应的设备ATU-R等，这在一定程度上限制了ADSL的大规模应用。而对于传统的电信运营商来说，丰富的用户资源和用户接入的铜缆资源是其优势所在，只需投入一定数量的资金，即可利用ADSL为用户提供宽带接入的业务，不失为一种很好的组建宽带接入网的方式。利用ADSL技术将高速数据连接到家庭、小型企业、以及远程办公室等，ADSL宽带网络业务有：（1）

7、PPTP/PPP over ATM整个网络架构可以分成三部分：1) PPTP：从PC至ADSL Modem；2) PPPoA：从ADSL Modem至B-RAS（宽带拨号接入服务器）；3) IP转发：从B-RAS至各业务网络；（2） PPPoE（3） RFC1483 Bridged（4） VPN（5） VoDSL2.2 海口地区的基本接入点的情况2.2.1 接入设备的使用情况分析宽带接入网是业务节点与数据用户端设备之间，为用户供给电信业务而提供所传送承载能力的实施系统。要实现各种宽带接入类型的支持，宽带接入服务器必须尽可能多地提供丰富的接口类型。在用户侧方面，宽带接入服务器已经可以提供DS3/

8、OC3/OC12的ATM光接口实现纯ATM接入或DSLAM（DSL的用户集中器）的接入，提供100/1000M快速以太网接口实现局域网用户和HFC用户的接入，提供高密度信道化或非信道化E1/T1/DS3的帧中继接口实现帧中继用户的接入；在网络侧方面，一般通过100/1000M快速以太网接口，OC3/OC12的ATM接口，甚至可能是OC12的POS接口来实现流量的汇聚转发，满足宽带业务的实际带宽需求。 宽带接入服务器接入过程是利用底层的技术特点对数据包的封装重组，这样在接入组网方式上灵活多变，而且可以有效地捆绑上ATM和以太网自身的技术优势，实现服务质量保证。具体来说，通过RFC1490和RFC

9、1483第二层的桥接技术，RFC1577第三层的IP路由技术，实现宽带用户的静态IP接入；通过PPP Over ATM和PPP Over Ethernet实现用户的动态IP接入；通过L2TP的二层VPN隧道技术实现企业用户和小型ISP的VPN接入要求。从当前接入应用的趋势上看，PPP接入方式必定是宽带接入主流的应用方向。而在PPP接入技术中，由于PPPOE可以适用于多种接入网络，应用灵活，易于实现业务选择，同时又保护目前用户的已有投资。将ASIC（专用集成电路）技术的引入，系统包自动处理能力显著提高，接入实现的时长大大降低（通常要求小于5秒，包括RADIUS认证时间）；系统各处理模块的合理配合

10、使得系统更加稳定，而且能够很好地完成对多用户并发接入情况的调度处理。目前，一台中等规模的宽带接入服务器应能支持8000个以上的并发PPP（包括PPPOA和PPPOE）呼叫，大型的宽带接入服务器可以实现100K呼叫接入。宽带接入服务器具有这样的处理能力应该说已经完全能够满足实际大规模宽带接入应用的需要。在接入汇聚侧，ISP必须将用户选择的业务流转发到相应的ICP中去，同时在ISP网络上要严格保证对各种业务的隔离，也就是对ICP的隔离。因此，通过宽带接入服务器对接入用户实现业务选择是必然的应用要求。在具体实现上，基本采用以下两种模式：由终端直接进行业务选择模式和统一通过后台服务选择网关（Servi

11、ce Selection Gateway）模式。2.2.2 接入地点的分布分析 在各个城市一般是在接入地点的选择，是根据网络用户的结点进行总汇点的分布，实行蜘蛛网形式的结构进行分区。将客户所在的区域进行形式划分，将接入点设计在小区或则在总机服务外围接点上。从全网来看，宽带接入服务器既是全网接入业务的单一汇聚点，又是用户业务流量的统一转发点。在这个特殊的网络点，如果它能与其他专用网络设备实现联合组网应用，能够大大提高网络总体性能和用户的实际接入速度。可以想象，对于Internet业务将宽带接入服务器直接挂接在专用Cache和四层交换机上。这样，对于用户频繁访问的信息就可以通过四层交换机过滤直接从

12、专用Cache上高速获取，从而直接旁路了大量的用户数据流，减少许多重复的、不必要的网络流量，大大降低了骨干网络负荷，提高了网络的利用率，具有很高的应用价值。 整理整个海口地区的用户情况，将用户根据使用的类型进行归类：1、 政府机关用户 宽带接入的需求主要是来源于“政府上网工程”和办公的信息化。2、 金融证券用户 主要开展数据通信、计算机联网等各类交互式多媒体业务，为金融、银行及证券公司等提供专网服务，实现银行、信用社的通存通兑等业务。3、 智能大厦 一般都是电信运营商的大客户，集团用户对资费的敏感度低于家庭用户，用户的需求是要能提供综合、可靠、安全的网络业务，宽带高速互联接入、局域网互联及其他

13、基于宽带接入网的业务如高速数据传输、数据中心、视频会议等都有广阔的市场前景，这些用户同样会有IP电话的需求。4、 住宅小区 向用户提供高速上网业务、小区的信息社区服务包括社区管理、电子商务、VOD、事务处理等等。5、 宾馆酒店 在为顾客提供优质服务的同时，在增加了其自身的效益。客人可以在酒店上Internet进行工作和商务活动，也可以通过Internet查询酒店情况，进行酒店的预定、结帐等活动，极大地方便了顾客。6、 学校医院 来源于电子化教学、远程教育、远程医疗和信息化社区等7、 企业科研 在网上捕捉商机，发掘新的市场空间，同时还可以在网上宣传企业。科研单位通过上网实现远程数据处理、监测控制

14、及异地科研合作等业务。图2 为接入点的优化方案2.3 ADSL宽带接入网系统组成2.3.1 ADSL接入部分专线入网方式：用户拥有固定的静态IP地址，24小时在线。 虚拟拨号入网方式：并非是真正的电话拨号，而是用户输入帐号、密码，通过身份验证，获得一个动态的IP地址，可以掌握上网的主动性。 DSLAM作为ADSL的局端收发传送设备，为ADSL用户端提供接入和集中复用功能，同时提供不对称数据流的流量控制，用户端设备通过DSLAM可接入到ATM、IP等数据网。应满足当前迅速增长的多种业务需求和承载各种应用系统，提供网络能力、优化网络结构、加强网管功能、完善支撑系统和业务平台，满足用户对网络层面的业

15、务需求，同时为应用层面的业务拓展提供基础保证。保证网络的可靠性和可管理性。接入点的具体要求如下：汇接节点覆盖范围为以500m为半径组成的小区或515幢多层建筑群。汇接节点的收容用户数量一般为3001000信息点，最多不超过1000信息点。尽量与其他电信设施合用，以解决节点设备机房问题。位置应便于光缆和电缆的出入。位置应避免有腐蚀性气体、易遭雷击、高压输电线下、强干扰区、潮湿地区、低洼地、防洪堤坝附近等易遭破坏的地方，设备必须放在室内。2.3.2 ADSL承载网ADSL既可以承载在ATM网上，也可以承载在IP网上。承载网络的最终选择取决于运营商现有的可提供的网络资源情况。目前国内已经形成以中兴、

16、烽火、华为、UT为代表的设备厂商，以长飞、亨通、烽火、中天为代表的光纤光缆厂商，和以JDSU、罗德为代表的测试厂商的完备FTTx产业链。以电信为主的运营商，针对传送网络提出的灵活组网能力、更高传送容量和更强的数据处理能力等新要求，基本上选用的是华为的设备，但目前形式下的3G网络使用的是中兴的VLAN以及IPTOS/DSCP/IPPRI实现业务感知，提供差异化QoS，另外支持拓扑发现，自动或人工环选择，网络规划、配置简单，实现业务的快速部署，满足2G/3G业务的高效传送。技术。2.3.3 用户管理所谓用户管理指的是在用户进行通信时对用户进行认证、授权。一种是账号用户，其中包括各种卡号类型的用户，

17、这种用户的特征是以账号或者卡号等方式标示、识别用户；另外一种是主叫用户，就像普通的PSTN电话一样，是基于位置的管理，一个特定端点发起的上网将记录在这个位置上。一般采用宽带接入服务器（BRAS）设备来实现。根据用户端设备ATUR的种类不同，用户PC可以通过10Base-T以太网接口、USB接口、内置PCI插卡，连接ADSL用户端设备ATUR。第三章 ADSL推广应用3.1 ADSL推广设备应用面临的问题3.1.1 经济性能不高目前，ADSL采用了大量保证数据传送质量的技术，但它的数据传输距离和质量极大的依赖线路。由于不同地区的发展速度不同和时间上的差异，不同标准的线路被混合的使用。ADSL需要

18、良好的铜质电话线路支持，目前在上海，由于线路老旧，只有10的线路支持全速率的ADSL，30%的线路支持半速率ADSL。北京地区线路质量较好，铜线直径在0.5mm的比例在40以上，也只能支持半速率ADSL运行。双绞线技术对比五类线技术产品，在工程实施、线路建设成本、线路维护、家庭布线、快速独立开通等方面，都具有很强的优势。接入成本较大，强调了高可靠性，忽视了为普通百姓服务的大众性。经济性，使每纤芯公里高达2000-3000元，相当部分的纤芯未能利用，浪费严重，高成本不利于参与市场竞争。结构复杂，维护困难，“牵一发动全身”，一处节点调纤或修理，影响一个环网上的多处节点用户，反而影响了传输的可靠性。

19、此造价与新建无源光纤点对多点复用相比已无优势可言。3.1.2 实用线路质量难以适应ADSL的高技术标准前几年发展高峰中建设的铜缆线路，相当多的线路工程是在时间仓促的情况下建成的，全塑电缆未进行气闭验收、没有实行充气维护、电缆接头进潮的情况较为严重，交直流性能指标较低。严格讲，ADSL并不是一种非常完美的技术，而且随着传输距离的增加，速率降低，无法保证ADSL 8Mbi/ts的速率，若采用ITUT标准的 G.lite经济性ADSL，最高速率1.5 Mbits，这种速率对传递MPEG标准的视频点播图像，带宽又显不足，更不能传送多频道有线电视。3.1.3 驱动功率较大大驱动功率射频数据流使电缆线对间

20、的申扰加大，这可能对其他低频通信设备造成干扰（据称仅有10的线路可用）。普通电话的48V馈电，高达近 90 V的铃流信号，用户摘机、挂机的脉冲，这些信号的谐波等噪音，普通市话线路存在的不平衡。反射。串育等（这不同于没有经过接续的出厂电缆），这一系列技术问题都将给 ADSL推广造成困难。ADSL宣称的8Mbits传输速率在恶劣的噪声干扰下只有“自适应”降低速率和距离，希望ADSL供给商能提供这种“自适应”的环境和结果，以免误导运营商。3.1.4 客户整体容量有源光节点收容5001000户的普通电话用户，将光节点建成了变相的交换机模块局，光节点以下普遍应用了较长的音频电缆，这些电缆难以适应定带业务

21、。3.2 技术上的问题分析3.2.1 FTTNLAN方式存在的问题从速度上来说，LAN方式用户组成的以太网采用争用信道协议，上网速度受到集线器和用户数量的影响。集线器所连用户越多，上网速度就越慢。可以看出，集线器和交换设备也是制约网速的一个瓶颈。但总的来说，LAN方式是目前几种宽带接入方式中速度最快的一种。从安装的角度来说,ADSL建立在原有普通电话线基础上，安装方便，比较适合家庭或小型业务单位使用。以太网方式适合于用户比较密集的小区或单位，使用前需要重新铺设线路。为适应住宅小区宽带信息化小区建设，在光纤到楼的基础上采用计算机局域网接人用户的方式（FTTBLAN），利用光纤+5类线以太网交换技

22、术，实现“千兆到小区、百兆到大楼、十兆到家庭”，该宽带建设方案主要解决用户拔号上网速度太低的问题，可提供IP技术形成的多媒体业务，1. FTTNLAN适应了IP高速投入，却不适应全业务信息网络，不兼容现有传统电信业务，全业务网络需要解决：电信语音业务，机关、企业等小总机专线，虚拟网，数据业务（ISDN、DDN、IP、电子商务、无线寻呼等），实时交互式视频图像业务，模拟、数字广播电视业务。2. IP网同样面临不断升级、改造的问题，现在的IP技术已经不是传统的IP技术。当前网络的时延、IP电话语音质量的不稳定。不同厂商之间的IP电话网关之间的互连、IP网络的服务质量等因素影响业务发展。3. 以太网

23、交换机，100 Mbits到小区、100Mbits到楼、10Mbits到户，长期看其带宽仍不足，若国内外电信市场放开，国家允许竞争单位互相进入对方业务，10 Mits的带宽并不能解决多频道数字电视的传递，传输和交换设备均要改建。4. 局域网设置在机关、企业、办公楼，可以利用这些部门的综合布线，除了对外交互数据外，大量的数据为本单位内部交换。而局域网设在住宅小区内，除了小区内的安保监控业务外，大量的交换业务需要在城域范围内交换，若将以太网交换机设置在局外，资源共享利用度不高。从传统电信运营商的角度，接入网建设再也不能徘徊不前，必须明确发展方向，国内运营商、设备制造商应共同努力抓住机遇，两步并作一

24、步，适当超前地采用新技术，实行跨越式发展，在接人网宽带化进程中，少用过渡性措施，以采用主干SDH环网和无源光网络相结合的线路技术手段，实现光纤到楼，建好高速路，适应各种低、中、高速“车”。在传输方式上，宽带、窄带叠加，数字、模拟并举，以AW和IP相融合的MPLS技术为综合平台，承载多媒体业务，将电话网逐渐演进形成语言数据混合网。实现光纤到户这个目标，“统一规划，分步实施”，做好光纤接入网分步发展规划，避免重复拆建和浪费，保证网络升级和发展的持续性。待添加的隐藏文字内容2第四章 海南省ADSL宽带接入网网络建设方案4.1 承载网络的选择由于海南省ATM网利用率较低，通过增加少量插板，即可满足本工

25、程对承载网的带宽需求，因此，在海口地区ADSL宽带接入网工程的建设中将海南省ATM网作为ADSL宽带接入网的承载网。4.2 DSLAM设备与省ATM网连接方案实施时各局DSLAM设备与全省ATM连接的方式采用了以下几种方式：（1）通过局内光纤直连的方式；（2）通过市内光纤或通过市内传输系统与某个局的CBX500设备相连；（3）通过市内光纤与某个局的DSLAM设备连接后实现与省ATM网的连接。4.3 用户接入方式4.3.1 1483B方式接入分配固定的IP地址或通过DHCP获得IP地址，不存在所谓“拨号”的过程。用户计费一般是包月制或者按流量计费，适用于小型企业或者网吧等数据量比较大的用户，类似

26、于传统的“专线用户”。4.3.2 PPPoE方式接入要点击驱动程序发起连接，输入用户名和密码（没有电话号码），计费一般采用计时或包月制。在PPPoE的接入方式下，IP地址可以动态分配，大大提高了IP地址利用率，这适用于零散的用户，类似于传统的“窄带拨号用户”。4.4 进行ADSL宽带接入网设计时注意的几个问题4.4.1 DSLAM设备和BRAS设备与ATM网、IP网的互连带宽 由于整个省ADSL宽带接入网全网在各节点配置的端口容量在2562432个之间，由上述计算所得， ADSL接入网每个节点和ATM网的连接只需用1个155Mbit/s 传输线路即可。假设并发用户上网率为50%，同时需要认证的

27、用户数百分比为25%，又因为BRAS各自均具备支持PPP并发连接的用户数为10000用户，所需带宽1000050%25%512（kbit/s）=640（Mbit/s），即BRAS与ATM网的连接只需用4个155Mbit/s的传输线路即可，与IP网的连接采用1个吉比特以太网接口就能满足要求。4.4.2 IP地址的规划省ADSL网配置的BRAS设备具备支持静态NAT和动态NAT的功能，DSLAM设备所需要的IP地址既可采用公开IP地址也可采用私有IP地址。鉴于所需的IP地址数较多，建议DSLAM设备采用私有IP地址，私有IP地址与公开地址的转换由BRAS完成。最终的IP地址的选用、规划及分配方案由

28、设备提供商和建设单位进行协商后确定。4.4.3 网络管理和网络安全需要从技术手段、管理机制和政策法规等多方面综合实现。带接入网的网管系统采用华为iManager N2000系统（下面简称N2000）实现多设备网元管理和网络管理的功能。N2000网管系统提供全面的拓扑管理、配置管理、性能管理、告警管理、安全管理、环境监控等网元级功能；同时提供有效的网络管理，包括端到端的虚连接管理、端到端虚连接故障相关性分析等；还提供运营系统方便灵活的业务生成接口和运营接口，包括客户管理业务网关接口、VPN业务管理接口等。N2000通过与设在枢纽楼的CBX500系统的连接，实现了与DSLAM设备MA5100及BR

29、AS设备ISN 8850的网管组网功能。网管系统需对每个新增ADSL用户增加LICENSE，网管信息通过ATM网传送。 ISN 8850设备除具有对业务进行汇聚、处理、转发等功能外，还具备用户计费、认证、网络安全控制以及开放特色业务的功能。ISN 8850具备良好的可管理特性和全方位的安全机制，除应在技术手段上采取安全措施外，还应遵循相关安全管理机制，从而保证海南省ADSL宽带接入工程的网络安全。由于光纤用户网的成本过高，在今后的数十年内大多数接入网仍将继续使用现有的铜线环路，在多项过渡性的宽带接入网技术中，ADSL仍是最具前景及竞争力的一种技术，将在未来十几年甚至几十年内占主导地位。 第五章

30、 结 论ADSL技术为高速骨干网络的发展奠定了通信技术基础.但是,接入网技术的发展却相对滞后,而长期被人们视为最后一英里(Last Mile)或第一英里(First Mile)问题. 接入网技术复杂多样，要求接入网的管理系统功能全面，且具有可变性。接入网技术要保证接入网的可持续性建设，对网管系统的适应性要求很高。随着宽带接入的迅猛发展，宽带接入网的网管系统采用的技术、宽窄带结合的网管系统、接入网网管系统与本地网中其它网管系统的综合等都将是今后一段时间接入网网管关注的热点。致 谢！参考文献：郑灏因地制宜地建设ADSL宽带接入网广西通信技术 2002 (4) 张喜云宽带接入网技术西安电子科技大学出版社 2009-2-1