學院GPON系統(tǒng)專項方案

目錄TOC\o"1-3"\u1 項目概況 11.1 需求分析 11.2 設計標準 12 GPON技術介紹 43 網(wǎng)絡接入方案 83.1 設計模型 83.2 網(wǎng)絡結構 13.3 OLT端配置 103.4 ONU端配置 113.5 設備布署計劃 123.6 配置清單 143.7 帶寬分析 153.8 方案特點 173.8.1 網(wǎng)絡擴展 173.8.2 網(wǎng)絡管理 183.8.3 服務質量 18項目概況需求分析網(wǎng)絡建設需求以下：學校由3幢宿舍樓及1幢教學樓組成，此次GPON組網(wǎng)方案僅考慮學生宿舍樓網(wǎng)絡方案。每幢宿舍樓層高6層，共200間宿舍，每間宿舍6個學生，設置2個信息點。網(wǎng)絡系統(tǒng)采取優(yōu)異GPON系統(tǒng)搭建，提供千兆主干，百兆到桌面網(wǎng)絡接入能力。整體網(wǎng)絡模式上采取光纖到樓模式為主，宿舍樓內(nèi)經(jīng)過5類線布署到每個房間。接入Internet速率由終端用戶申請賬戶帶寬決定，全部主干和接入設備均可網(wǎng)管，要求支持全線速轉發(fā)設計標準基于對學院項目需求深入了解，結合本身產(chǎn)品和技術特點，推出了完善處理方案，為校園提供“高擴展、多業(yè)務、高安全”精品網(wǎng)絡。中職園校區(qū)網(wǎng)絡建設遵照以下基礎標準：高性能此次新建網(wǎng)絡采取GPON技術，單纖提供2.5G帶寬，實現(xiàn)千兆主干，百兆桌面接入能力。二層網(wǎng)絡結構，確保全網(wǎng)性能均衡，沒有瓶頸節(jié)點，從接入至關鍵均實現(xiàn)全線速轉發(fā)，骨干提供萬兆接口，確保網(wǎng)絡后期可升級至萬兆。可靠性和自愈標準網(wǎng)絡系統(tǒng)穩(wěn)定可靠是應用系統(tǒng)正常運行關鍵確保，在網(wǎng)絡設計中選擇高可靠性網(wǎng)絡產(chǎn)品，設備充足考慮冗余、容錯能力；合理設計網(wǎng)絡架構，制訂可靠網(wǎng)絡備份策略，確保網(wǎng)絡含有故障自愈能力，最大程度地支持系統(tǒng)正常運行。網(wǎng)絡設備在出現(xiàn)故障時應便于診療和排除，充足表現(xiàn)計算機網(wǎng)絡高可靠性。技術優(yōu)異和實用在確保滿足校園業(yè)務、應用系統(tǒng)業(yè)務同時，要表現(xiàn)出網(wǎng)絡系統(tǒng)優(yōu)異性。在網(wǎng)絡設計中要把優(yōu)異技術和現(xiàn)有成熟技術和標準結合起來，充足考慮網(wǎng)絡應用現(xiàn)實狀況和未來發(fā)展趨勢。可擴充考慮到宿舍樓未來用戶數(shù)量和業(yè)務種類發(fā)展不確定性，要求網(wǎng)絡系統(tǒng)含有強大擴展功效，包含性能擴展和接入能力、覆蓋能力擴展。整個網(wǎng)絡要建設成完整統(tǒng)一、組網(wǎng)靈活、易擴充彈性網(wǎng)絡平臺，能夠伴隨需求改變，充足留有擴充余地。標準開放技術選擇必需符合相關國際標準及中國家標準準，避免部分廠家私有標準或內(nèi)部協(xié)議，確保網(wǎng)絡開放性和互連互通，滿足信息正確、安全、可靠、優(yōu)良交換傳送需要；開放接口，支持良好維護、測量和管理手段，提供網(wǎng)絡統(tǒng)一實時監(jiān)控遙測、遙控信息處理功效，實現(xiàn)網(wǎng)絡設備統(tǒng)一管理。安全可靠網(wǎng)絡結構拓撲方便、靈活。要求支持動態(tài)地移動、加入及改變，依據(jù)不一樣用戶組成邏輯網(wǎng)段，故要求有虛擬LAN功效。含有靈活可控安全管理手段，確保關鍵數(shù)據(jù)不被非法竊取、篡改或泄漏，并能滿足安全防護規(guī)范要求，安全遠程訪問能力。強QOS、強組播校園網(wǎng)因為對視頻、音頻等多媒體業(yè)務需求較大，所以整個網(wǎng)絡含有較完善QOS特征對教育網(wǎng)而言就顯得尤為關鍵。能不能對關鍵業(yè)務進行帶寬優(yōu)先確保尤其是那些對時延敏感業(yè)務進行確保是教育網(wǎng)必需考慮一個關鍵，為實現(xiàn)區(qū)分服務，整網(wǎng)端到端QOS特征機制是優(yōu)質網(wǎng)絡業(yè)務確保。另外組播特征對于有效確保多媒體流傳輸性能和節(jié)省帶寬也有很關鍵意義，基于組播控制特征也會深入確保組播流控制、管理和安全，從而為實現(xiàn)校園網(wǎng)內(nèi)多業(yè)務支持提供保障。兼容性能夠最大程度地確保學?，F(xiàn)有多種計算機軟、硬件資源可用性和連續(xù)性，為不一樣現(xiàn)存網(wǎng)絡提供互聯(lián)和升級手段（如現(xiàn)有雙向教學系統(tǒng)），確保多種在用計算機系統(tǒng)（包含工作站、服務器和微機等設備）互連入網(wǎng)，充足利用現(xiàn)有網(wǎng)絡資源，發(fā)揮主干網(wǎng)優(yōu)勢。上網(wǎng)行為可控可管宿舍上網(wǎng)統(tǒng)計滿足公安部令第82號（互聯(lián)網(wǎng)安全保護技術方法要求）要求，正確到每個用戶賬戶、IP、MAC地址對應訪問每個統(tǒng)一資源定位符URL；紀錄保留最少六個月，便于校方審計、統(tǒng)計和分析。

GPON技術介紹伴隨網(wǎng)絡應用普及和網(wǎng)絡用戶增加，互聯(lián)網(wǎng)寬帶接入用戶增加快速，而且應用展現(xiàn)多樣化，復雜化趨勢。市場需求改變和技術融合和發(fā)展加速了新興寬帶業(yè)務和應用出現(xiàn)，IPTV、視頻監(jiān)控、視頻會議、網(wǎng)上教學、網(wǎng)絡游戲、VOIP等新應用和業(yè)務出現(xiàn)對現(xiàn)在接入網(wǎng)帶寬和服務質量提出了愈加嚴格要求，現(xiàn)有DSL或LAN接入方法極難滿足新業(yè)務需求。這么背景下，光纖接入技術得以快速普及。只有光纖網(wǎng)絡能夠提供充足帶寬來滿足未來需求，同時光纖在制造成本方面含有銅纜不可比擬優(yōu)勢，光纖網(wǎng)絡正在從骨干向接入層延伸，最終將逐步替換銅纜。伴隨光纖施工工藝日益完善和光接入技術成熟，光纖接入網(wǎng)已成為一個肯定趨勢。在光接入技術之中，無源光網(wǎng)絡PON(EthernetPassiveOpticalNetwork)無疑是最優(yōu)方案，將成為建設FTTH/FTTP網(wǎng)絡關鍵技術。GPON（Gigabit-CapablePassiveOpticalNetwork，吉比特無源光網(wǎng)絡）技術是無源光網(wǎng)絡（PON）家族中一個關鍵技術分支，其它類似技術包含APON/BPON和EPON技術等。GPON是目前和未來數(shù)年內(nèi)最受關注光接入技術。千兆以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡GPON技術出現(xiàn)為FTTx建設提供了高性價比處理方案，GPON遵照ITU-G.984標準，它使用大量普及以太網(wǎng)作為傳輸協(xié)議和用戶接口，含有良好兼容性和經(jīng)濟性，結合無源光網(wǎng)絡技術和帶寬優(yōu)勢，提供很高性價比和良好網(wǎng)絡適用性。相對于EPON（EthernetPON），GPON網(wǎng)絡含有更高帶寬和傳輸效率，更適合高容量、大帶寬網(wǎng)絡應用。標準GPON網(wǎng)絡由OLT（OpticalLineTerminal）、ODN(OpticalDistributeNetwork)和ONU/ONT(OpticalNetworkUnit)組成。GPON網(wǎng)絡帶寬能夠達成下行2.5Gbps，上行1.25Gbps，傳輸距離能夠覆蓋20Km，經(jīng)過無源分路器組成樹型網(wǎng)絡結構，分路器分支比能夠達成1:64，甚至1：128。這種點到多點網(wǎng)絡結構很適合建設FTTP/FTTH接入網(wǎng)絡。GPON網(wǎng)絡結構GPON技術關鍵優(yōu)勢以下：資源點到多點網(wǎng)絡結構，節(jié)省大量骨干光纖資源無源分光結構，大大降低有源節(jié)點機房數(shù)量大大降低機房光電設備數(shù)量，對機房供電、配線、空間要求大為降低性能千兆主干，帶寬高邏輯上二級網(wǎng)絡結構，全網(wǎng)性能均衡20KM覆蓋，大大提升接入網(wǎng)覆蓋范圍端到端QOS，SLA，DBA，IGMP等特征，根本改變以太網(wǎng)性能運維傳輸過程無源，無有源節(jié)點，故障點大大降低無源器件，可靠性大大增強電信級統(tǒng)一網(wǎng)管能力，直接管理制每個端口，大大提升運維效率、降低運維工作量和傳統(tǒng)基于點對點技術光纖收發(fā)器或交換機方法相比，GPON含有顯著優(yōu)勢。

GPONMC+LAN結構點對多點，樹狀拓撲，兩級結構，網(wǎng)絡結構簡單點對點，多級級聯(lián)，大規(guī)模布署時網(wǎng)絡結構復雜資源單芯、無源傳輸，經(jīng)過無源分光器擴展，節(jié)省大量骨干光纖資源，無需機房；需要樓宇設備，需進行入戶部分改造點對點結構，雙芯/單芯傳輸，耗用較多主干光纖資源，需有源機房；需要樓宇設備，需進行入戶部分改造性能千兆主干，兩級網(wǎng)絡，含有QoS、SLA、IGMP等高端特征，全網(wǎng)性能平衡多級結構，全網(wǎng)性能不平衡，網(wǎng)絡邊緣性能差，通常不含有全網(wǎng)QoS、SLA，IGMP等高端能力管理端到端廣電級全網(wǎng)統(tǒng)一管理能力，控制力強設備眾多，不含有全網(wǎng)管理能力，網(wǎng)絡控制力較差運維無源網(wǎng)絡，故障點少，遠程網(wǎng)管能力突出，日常運維壓力小有源設備眾多，故障點多，管理能力弱，日常運維壓力較大成本設備成本稍高，但綜合建網(wǎng)成本低（主干光纖、機房建設等），成本含有深入下降空間設備成本相對較低，但綜合成本高，成本已無繼續(xù)下降空間網(wǎng)絡擴展易于擴展，可擴展性好，且不會以大量增加建設成本和降低網(wǎng)絡性能為代價可經(jīng)過級聯(lián)方法擴展網(wǎng)絡，但需要增加相關機房、交換機等配套，且會降低網(wǎng)絡性能產(chǎn)品成熟度成熟，代表網(wǎng)絡發(fā)展方向成熟在本方案中，采取愛立信BLM1500GPON系統(tǒng)作為中職園網(wǎng)絡接入網(wǎng)絡平臺，建設個辦公、教學及宿舍樓等整個園區(qū)基礎傳輸網(wǎng)絡。愛立信企業(yè)是通訊領域世界領先企業(yè)，也是最早參與到GPON標準ITU-G.984標準GPON廠商，其GPON系統(tǒng)BLM1500廣泛應用于全球數(shù)十個國家和地域，為數(shù)千萬網(wǎng)絡用戶提供高質量寬帶接入服務。

網(wǎng)絡接入方案設計模型此次這也學院宿舍樓網(wǎng)絡項目規(guī)模較大，估計有學生3600人。學生宿舍樓是信息點較為密集地域。初步構想根據(jù)以下方法設計網(wǎng)絡模型：（此模型僅為早期方案設計所設置，并不正確，未來依據(jù)實際計劃進行修正）每幢宿舍樓容納1200名學生，供200間宿舍，每宿舍6人每宿舍設置2個信息點接入，宿舍內(nèi)假如多于2人上網(wǎng)，可采取下掛小交換機方法學生上網(wǎng)經(jīng)過PPPOE撥號方法，每個帳號僅許可1個MAC地址撥入每幢宿舍樓估計設計400個信息點，3幢樓共1200個信息點結構上采取光纖到宿舍樓，宿舍樓內(nèi)用5類線布署到每間宿舍考慮到學生是相對特殊用戶群體，其特征為滲透率高，并發(fā)率高，在線率高，數(shù)據(jù)流量高，網(wǎng)絡設計時要充足考慮帶寬設計?，F(xiàn)在根據(jù)每間宿舍4個學生上網(wǎng)模型進行設計全部宿舍樓均采取FTTB型ONU網(wǎng)絡結構OLT端配置愛立信BLM1500GPONOLT提供運行商級99.999%高可靠性，公共部件沒有單點故障，中央控制卡和交換矩陣全方面冗余。交換矩陣采取雙發(fā)選收模式，單卡故障時沒有任何業(yè)務中止。每一個通用插槽到背板帶寬為20Gbps。模塊化體系架構使得系統(tǒng)很易于配置和擴容，可伴隨業(yè)務和容量增加輕松升級。機框物理外觀以下圖所表示，機框共18個槽位，擁有業(yè)界最大系統(tǒng)接入能力，單臺OLT最大能夠支持7680臺ONU接入中間2個插槽為主備用交換矩陣卡，其它16個通用插槽為任意線路卡組合2個冗余-48VDC電源可熱插拔風扇主控板（FAB）支持1：1冗余配置模式，采取業(yè)界優(yōu)異雙發(fā)選收機制，當主控板卡發(fā)生故障時候，備份業(yè)務板卡能夠快速切換并接管整個系統(tǒng)，從而確保業(yè)務零中止。FABFABGP8G28下行PON板卡（GP8）板卡，單板含有8個PON口，每個PON口支持1：64分光比，單板最多支持512臺ONU上聯(lián)板（G28/E28）單板含有2個10G接口和8個千兆接口，能夠為業(yè)務提供充足上聯(lián)帶寬ONU端配置本方案選擇愛立信T720GONU。T720G為特制室內(nèi)FTTBONT，可借助GPON為商務樓或公寓提供經(jīng)濟高效三重播放業(yè)務。T720G可提供24個支持語音業(yè)務POTS接口端口，和24個支持數(shù)據(jù)（IPTV等以太網(wǎng)服務）傳輸10/100Base-T接口。設備布署計劃OLT布署方案配置愛立信BLM1500OLT1臺，布署在運行商機房內(nèi)（非校內(nèi)機房）配置2塊FAB高性能主交換板卡，1：1冗余配置，保障系統(tǒng)零業(yè)務中止配置1塊下行GP8板卡，每塊GP8板卡能夠提供8個PON口，此次方案中使用6個PON口配置1塊上行E28板卡，單板卡配置8個GE光接口模塊，可提供最高8G上聯(lián)帶寬上聯(lián)運行商城域網(wǎng)交換機，接入到運行商城域網(wǎng)中PON口經(jīng)過骨干光纖直接連接至學校宿舍樓，每幢宿舍樓2根光纖，共需6芯骨干光線分光器布署方案在分光比方面：考慮到學生使用網(wǎng)絡時候，對帶寬需求比較大，而此次布署ONU為24端口FTTB型ONU。為了提供充足帶寬能力，確保網(wǎng)絡性能，對于FTTB節(jié)點，采取1：8分光比，即每根光纖經(jīng)過分光后，接入8臺左右ONU。分光方法采取1級分光結構，骨干光纖直接引入到每幢宿舍樓設備間中，布署1：16分光器每幢樓宇分別布署2臺1：16分光器（實際上每個分光器只采取8支到9支分光），采取1：16分光器關鍵考慮到未來可能需要擴展和部分可能特殊節(jié)點接入（比如FTTHONU，WIFIAP等），共需6臺1：16分光器光纖經(jīng)過分光器分光后，直接連接設備間內(nèi)T720ONU，實現(xiàn)該宿舍樓接入覆蓋ONU布署方案ONU采取T720GONU，每個ONU可提供24個FE端口ONU布署在每幢宿舍樓設備間內(nèi)，再經(jīng)過5類線連接到每間宿舍每個信息點處每幢宿舍樓布署18臺T720GONU，平均每臺ONU覆蓋11~12間宿舍3幢宿舍樓共54臺T720GONU

配置清單節(jié)點類型產(chǎn)品號漢字描述單位數(shù)量

OLTINF9014531/1EDA1500OLT,17U機架/機框組合子架1OLTINF9014667/117U光纖管理架盤1OLTINF9014174/1/CNFAB320,320Gbps交換矩陣/節(jié)點控制板（含軟件）塊2OLTINF9014176/1/CNGP8;8-PortGPON帶B+SFP模塊GPON板卡（含軟件）塊1

OLTINF9014178/1G28,2x10GigE&8x1GigE上行業(yè)務板塊1OLTINF9013913SFP模塊，10km-1000baseLX塊8

ONUONUINF9015173/1/CNT720-24，24個10/100自適應端口，24個POTS口臺54當?shù)夭少徟涮拙€纜光纖（注：具體長度和接頭可能依據(jù)不一樣現(xiàn)場情況勘站后變動）ODN

1:16分光器（或相同分支數(shù)組合）個6ODNCHQ-F115FS光跳纖SM15MFC-SC條8ODNCHQ-F210LLD光跳纖SMD10MLC-LC對8OLTCHQ-C601AB地線（1米黃綠接地電纜，25mm帶銅鼻子，低煙無鹵阻燃）米10OLTCHQ-C601AA機架電源線，25平方紅蘭電源線帶銅鼻子米20

帶寬分析1）經(jīng)典業(yè)務帶寬需求業(yè)務類型上行帶寬下行帶寬聊天、即時通訊256K256KInternet瀏覽/email128K512KVOIP128K128K視頻通信512K512K網(wǎng)絡游戲512K512K標清視頻（IPTV）64K2M高清視頻128K8MP2P8M8M2）業(yè)務分布測算方法依據(jù)用戶分布和開通業(yè)務情況，估算多種業(yè)務用戶所占百分比，算出所需設計總帶寬。在實際項目中，因為用戶類型往往單一或類似，所以能夠根據(jù)某種單一用戶使用某一特定業(yè)務模型來進行帶寬測算3）帶寬計算帶寬計算模型通常需要考慮以下系統(tǒng)變量：用戶模型，F(xiàn)TTH/FTTB等，需要考慮到單一ONU下掛用戶數(shù)量用戶業(yè)務接入百分比（takerate）同時在線率需要充足考慮到每用戶平均業(yè)務模型和平均帶寬耗用比率充足考慮GPON系統(tǒng)在DBA等方面特征，能夠大大提升實際可使用帶寬所以帶寬計算公式為：（GPON端口數(shù)*2300M）/（ONU數(shù)*每ONU覆蓋用戶數(shù)*用戶接入率*同時在線率）4）本方案帶寬計算：在本方案中，我們充足考慮了學生群體可能存在特殊高帶寬需求，根據(jù)本設計方案：總共采取6個GPON端口每個GPON端口能夠提供2300M左右下行帶寬每個PON口接入9臺ONU每臺ONU可覆蓋12間宿舍72個用戶學生總數(shù)約為3600人考慮到學生接入率很高，臨時設計65%滲透率最大同時在網(wǎng)率根據(jù)80%計算則每用戶帶寬為2300*6/（3600*65%*80%）=7.4M即本網(wǎng)絡在極端情況下能夠為每個用戶提供最低7.4M帶寬，考慮到實際應用情況，每用戶實際可用帶寬將大大高于本計算值。

方案特點使用GPON平臺能夠充足實現(xiàn)數(shù)據(jù)接入網(wǎng)設計目標，由上面網(wǎng)絡設計能夠看到GPON作為校園傳輸接入處理方案關鍵優(yōu)勢：從網(wǎng)絡結構來看，GPON技術提供是一個點到多點連接，在網(wǎng)絡拓撲結構上是一個樹型結構，但在邏輯結構上是星型連接，即每個ONU全部是直接連接到局端設備，避免網(wǎng)絡非平衡結構，比傳統(tǒng)點對點或環(huán)狀網(wǎng)絡有更強接入能力，能節(jié)省大量干線光纖，降低投資。從管理角度來看，因為采取GPON作為統(tǒng)一多業(yè)務承載平臺，使得用一套中心管理系統(tǒng)對整個網(wǎng)絡進行管理成為可能。從維護角度看，無源光網(wǎng)絡特點是采取無源器件，大大降低網(wǎng)絡故障點和外圍機房配套設施。這么能在校園網(wǎng)絡系統(tǒng)運行中節(jié)省維護成本，立即發(fā)覺問題和處理問題。從網(wǎng)絡建設角度來看，GPON是一個可連續(xù)發(fā)展網(wǎng)絡，利用其無源分光特點，在適宜地點增加分光器即能夠增加網(wǎng)絡節(jié)點，為未來網(wǎng)絡擴容提供了可能。從布署速度角度看，借助GPON能夠快速布署和擴展特點，能夠愈加快更靈活進行網(wǎng)絡布署，滿足友好社會發(fā)展需求。網(wǎng)絡擴展GPON網(wǎng)絡是一個樹型結構網(wǎng)絡，擴展性很好。OLT和ONU直接經(jīng)過分光器連接，中間全部是無源設備，很易于網(wǎng)絡布署，而且網(wǎng)絡實施和業(yè)務開展很快速，網(wǎng)絡結構能夠依據(jù)用戶發(fā)展業(yè)務規(guī)模不停調(diào)整。以下圖所表示：網(wǎng)絡早期只需投入局端設備和少許用戶端設備，依據(jù)用戶發(fā)展情況將GPON網(wǎng)絡不停延伸。降低早期投資壓力，增加投資回報。一臺OLT局端設備最大容量是14塊GP8卡，每張GP8有8個PON口，每PON口最多支持64個ONU，所以一臺OLT最多能夠連接7680個ONU，也就是說一臺OLT能夠直接連接數(shù)千個用戶終端，同時有充足帶寬，不會造成接入網(wǎng)瓶頸。網(wǎng)絡管理面對復雜多媒體信息網(wǎng)，怎樣有效地管理網(wǎng)絡，使其穩(wěn)定高效安全地運行，為業(yè)務系統(tǒng)提供支撐，是擺在網(wǎng)絡建設者面前一大難題。GPON平臺有一個靈活、可靠、安全、可擴展網(wǎng)管系統(tǒng)，包含設備本身管理特征和電信級圖形化網(wǎng)絡管理平臺，能夠有效管理系統(tǒng)和業(yè)務。GPON平臺提供電信級集中網(wǎng)管，改觀現(xiàn)在接入網(wǎng)絡管理混亂局面，大大提升運行商整體網(wǎng)絡水平和服務能力，是一