濱州市廣電網(wǎng)絡(luò)雙向改造方案

杭裕平

濱州廣電網(wǎng)絡(luò)有限公司，山東 濱州 256600

0 引言

鑒于濱州廣電中心機(jī)房“A（廣播數(shù)字節(jié)目平臺(tái)）+B（提供雙向交互的多種格式的內(nèi)容平臺(tái)CNTV）”的資源建設(shè)方案，以及當(dāng)前基于IP協(xié)議傳輸普遍性與趨于主流發(fā)展的巨大前景，濱州廣電在原先860 Mbit/s帶寬RF傳輸?shù)幕A(chǔ)上，需要另外搭建一套基于IP架構(gòu)的高速城域網(wǎng)，以滿足RF高清互動(dòng)機(jī)頂盒信號(hào)回傳與IPTV機(jī)頂盒互動(dòng)業(yè)務(wù)的開(kāi)展。

1 網(wǎng)絡(luò)雙向化改造總體思路

網(wǎng)絡(luò)雙向化改造總體思路包括：1）依托現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)資源，充分利用和保護(hù)現(xiàn)有的線路、設(shè)備等已有投資。2）選用的技術(shù)符合未來(lái)的發(fā)展方向和潮流，避免走彎路。3）網(wǎng)絡(luò)層次明晰，易于擴(kuò)展，彈性較高，適合積木式搭建。4）系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，投資額度可控，整個(gè)系統(tǒng)的性?xún)r(jià)比高。5）通過(guò)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)培養(yǎng)出一批業(yè)務(wù)嫻熟、技藝精湛的數(shù)據(jù)通信專(zhuān)家，逐步建立起一個(gè)成熟的技術(shù)隊(duì)伍。

2 雙向IP網(wǎng)絡(luò)建設(shè)模型

由于本次建設(shè)的雙向IP網(wǎng)絡(luò)將要承載的未來(lái)多種業(yè)務(wù)，包括Internet接入服務(wù)、機(jī)頂盒雙向互動(dòng)業(yè)務(wù)、大客戶(hù)專(zhuān)線租用業(yè)務(wù)、其他寬帶增值業(yè)務(wù)等，因此在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)規(guī)劃之初就應(yīng)該充分考慮到不同業(yè)務(wù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)各項(xiàng)指標(biāo)的需求，確保網(wǎng)絡(luò)的基本架構(gòu)能夠滿足未來(lái)各項(xiàng)業(yè)務(wù)的開(kāi)展，盡可能減少后期對(duì)網(wǎng)絡(luò)總體結(jié)構(gòu)的調(diào)整。另外，整體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)應(yīng)該按照統(tǒng)一的模塊化設(shè)計(jì)思路來(lái)建設(shè)，方便在業(yè)務(wù)大幅度增長(zhǎng)時(shí)擴(kuò)充系統(tǒng)服務(wù)能力，滿足更長(zhǎng)時(shí)期的用戶(hù)需求。

鑒于以上考慮，建議將整個(gè)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃為多層結(jié)構(gòu)，各類(lèi)應(yīng)用根據(jù)其不同的服務(wù)要求承載在不同的網(wǎng)絡(luò)層次上，底層服務(wù)相對(duì)于上層應(yīng)用實(shí)現(xiàn)透明傳送，可以大大簡(jiǎn)化不同業(yè)務(wù)類(lèi)型的組織分類(lèi)。在分層結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，每個(gè)區(qū)縣分前端，每個(gè)小區(qū)接入站點(diǎn)乃至每棟樓宇的接入網(wǎng)絡(luò)均按照實(shí)際情況構(gòu)建一到多個(gè)統(tǒng)一的建設(shè)模板，使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過(guò)程能夠快速被復(fù)制，統(tǒng)一管理。

按照網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用需求，將整個(gè)網(wǎng)絡(luò)分為傳輸層、匯聚層、分配層和接入層，針對(duì)Internet接入、機(jī)頂盒雙向互動(dòng)、大客戶(hù)專(zhuān)線服務(wù)、數(shù)字電視信號(hào)分配、寬帶增值業(yè)務(wù)等不同業(yè)務(wù)類(lèi)型分別設(shè)計(jì)了其業(yè)務(wù)入口和服務(wù)模型，具體的結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 網(wǎng)絡(luò)分層結(jié)構(gòu)示意圖

3 核心傳輸層建設(shè)

3.1 業(yè)務(wù)需求

整個(gè)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的核心應(yīng)該是一個(gè)高性能、高可靠、易管理、多業(yè)務(wù)功能的透明傳輸平臺(tái)，該平臺(tái)直接搭建在骨干光纖網(wǎng)絡(luò)之上，可以根據(jù)需要提供不同類(lèi)型的業(yè)務(wù)通道，可以隨著應(yīng)用和業(yè)務(wù)的增加進(jìn)行擴(kuò)充，具有完善的自愈保護(hù)功能。

按照一般要求，核心傳輸層提供分前端之間的業(yè)務(wù)互聯(lián)，根據(jù)業(yè)務(wù)類(lèi)型的不同可以為各個(gè)分前端到總前端之間提供一個(gè)或多個(gè)透明GE鏈路。

3.2 技術(shù)選擇

根據(jù)業(yè)務(wù)需求和濱州網(wǎng)絡(luò)實(shí)際情況，綜合考慮到未來(lái)業(yè)務(wù)容量，業(yè)務(wù)類(lèi)型，綜合投資等因素，濱州廣電采用了烽火的多業(yè)務(wù)平臺(tái)CESP系統(tǒng)作為核心骨干傳輸，該業(yè)務(wù)平臺(tái)提供了10 Gbit/s級(jí)別的骨干傳輸帶寬，配備了高密度的GE級(jí)別業(yè)務(wù)端口，可以根據(jù)需要提供不同QoS等級(jí)的業(yè)務(wù)通道，具備完善的OAM管理功能。

3.3 具體配置

濱州市到縣之間已經(jīng)建立了一個(gè)10 Gbit/s的環(huán)網(wǎng)平臺(tái)，在此基礎(chǔ)上在城區(qū)3個(gè)機(jī)房間再建設(shè)一個(gè)獨(dú)立的骨干環(huán)，專(zhuān)門(mén)用于承載市區(qū)內(nèi)部的業(yè)務(wù)，同時(shí)兩環(huán)在中心機(jī)房相交，實(shí)現(xiàn)市縣之間業(yè)務(wù)的交換（見(jiàn)圖2）。

圖2 濱州市、縣網(wǎng)絡(luò)核心傳輸層連接示意圖

整個(gè)環(huán)網(wǎng)上，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都作為未來(lái)業(yè)務(wù)開(kāi)展的一個(gè)匯聚核心，環(huán)網(wǎng)上所有業(yè)務(wù)均采用QinQ方式，地理位置和業(yè)務(wù)大類(lèi)的區(qū)分在進(jìn)入CESP網(wǎng)絡(luò)時(shí)附加一層外層VLAN標(biāo)記，CESP網(wǎng)絡(luò)根據(jù)外層VLAN標(biāo)記來(lái)調(diào)度數(shù)據(jù)流向并進(jìn)行環(huán)網(wǎng)資源分配，確保不同業(yè)務(wù)之間嚴(yán)格區(qū)分其通信路徑和通信等級(jí)。

4 匯聚層建設(shè)

匯聚層主要用于在普遍服務(wù)的情況下對(duì)大量用戶(hù)的業(yè)務(wù)端口進(jìn)行收斂匯聚，用戶(hù)的業(yè)務(wù)請(qǐng)求一般要通過(guò)匯聚層設(shè)備進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)在匯聚層以下為二層通信，在匯聚層以上則根據(jù)不同的地址段實(shí)現(xiàn)三層路由轉(zhuǎn)發(fā)。

4.1 功能需求

針對(duì)Internet接入服務(wù)，由于用戶(hù)認(rèn)證的需要，所有用戶(hù)的請(qǐng)求需要直接和認(rèn)證BAS通信，因此BAS事實(shí)上就是該服務(wù)的匯聚設(shè)備，根據(jù)用戶(hù)量的不同，可以采用先集中后分布的建設(shè)方案來(lái)延緩?fù)顿Y進(jìn)度，盡可能保證投資收益的及時(shí)實(shí)現(xiàn)。

針對(duì)機(jī)頂盒的雙向業(yè)務(wù)，由于該服務(wù)針對(duì)的用戶(hù)數(shù)量龐大，采用在每個(gè)分前端安裝高性能路由器或三層交換機(jī)作為機(jī)頂盒業(yè)務(wù)的匯聚，匯聚路由器可根據(jù)不同的片區(qū)VLAN劃分多個(gè)子網(wǎng)，機(jī)頂盒與中心服務(wù)器，機(jī)頂盒與機(jī)頂盒之間的通信均通過(guò)匯聚層路由交換設(shè)備進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，可以減小廣播流量，提高通信效率。

大客戶(hù)一般采用透明專(zhuān)線租用的模式，因此大客戶(hù)的匯聚一般在其中心實(shí)現(xiàn)，不需要運(yùn)營(yíng)商提供額外服務(wù)。

4.2 設(shè)備選型

匯聚層設(shè)備應(yīng)該支持大容量的三層業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)，同時(shí)支持二層或者三層的MPLS業(yè)務(wù)。根據(jù)濱州現(xiàn)有設(shè)備情況，部分區(qū)縣采用華為S9300交換機(jī)或烽火S4600系列交換機(jī)。交換機(jī)配置了高密度千兆板卡分別與傳輸設(shè)備和OLT相連。

每個(gè)站點(diǎn)還規(guī)劃配置千兆級(jí)別的三層交換機(jī)1臺(tái)，其用途主要用于內(nèi)部業(yè)務(wù)匯聚，可直接接入到CESP平臺(tái)中去，通過(guò)獨(dú)立的數(shù)據(jù)通道實(shí)現(xiàn)全市的通信，確保其中諸如財(cái)務(wù)、OSS用戶(hù)信息等敏感數(shù)據(jù)的安全，如圖3所示。

4.3 具體配置

每個(gè)站點(diǎn)配備烽火S4610高性能路由交換機(jī)1臺(tái)，該交換機(jī)與CESP傳輸節(jié)點(diǎn)設(shè)備之間采用n×GE連接，相應(yīng)的接口啟用指定的VLAN通道實(shí)現(xiàn)與核心機(jī)房的連接。下聯(lián)端口與OLT設(shè)備采用n×GE連接，下聯(lián)端口根據(jù)所覆蓋小區(qū)數(shù)量劃分多個(gè)子接口，每個(gè)子接口劃分為1個(gè)IP子網(wǎng)，子網(wǎng)掩碼采用24位。

匯聚交換機(jī)由于主要實(shí)現(xiàn)機(jī)頂盒業(yè)務(wù)匯聚，同時(shí)規(guī)劃?rùn)C(jī)頂盒業(yè)務(wù)采用DHCP+的認(rèn)證方式，因此為實(shí)現(xiàn)機(jī)頂盒IP地址的自動(dòng)分配，匯聚交換機(jī)需要對(duì)全部端口打開(kāi)DHCP Relay功能，確保DHCP請(qǐng)求能到達(dá)DHCP服務(wù)器。

除機(jī)頂盒視頻數(shù)據(jù)流匯聚外，該交換機(jī)還擬承擔(dān)大客戶(hù)Internet專(zhuān)線業(yè)務(wù)的匯聚，針對(duì)大客戶(hù)專(zhuān)線分配獨(dú)立的地址段。

5 分配網(wǎng)建設(shè)

目前隨著PON系統(tǒng)的大量應(yīng)用，相關(guān)的器件和設(shè)備價(jià)格大幅度下降，在城域范圍內(nèi)PON分配網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)越來(lái)越大，目前主流的PON組網(wǎng)模式包括EPON（GEPON），GPON，APON等，市場(chǎng)占有率最高的目前來(lái)看為EPON產(chǎn)品，GPON也有著良好的發(fā)展趨勢(shì)。

5.1 方案選型

鑒于目前實(shí)際的市場(chǎng)情況，一段時(shí)間內(nèi)EPON（GEPON）仍然是發(fā)展的主流，因此在此選用GEPON相關(guān)產(chǎn)品作為光無(wú)源分配系統(tǒng)的首選方案。

目前GEPON產(chǎn)品一般可以實(shí)現(xiàn)1∶32或1∶64分光比例，由于濱州廣電目前各分前端機(jī)房到光節(jié)點(diǎn)的光纖設(shè)計(jì)大多采用星型結(jié)構(gòu)，因此光纖資源還是非常充足的。同時(shí)，城區(qū)范圍內(nèi)基本上能保證光纖距離在10 km以?xún)?nèi)，因此初期業(yè)務(wù)不多的情況下，城區(qū)范圍可以考慮采用1∶64分光，鄉(xiāng)鎮(zhèn)機(jī)房由于距離較遠(yuǎn)，可以根據(jù)實(shí)際情況經(jīng)過(guò)計(jì)算后選定合適的分光比，特殊遠(yuǎn)距離的鄉(xiāng)鎮(zhèn)可以考慮通過(guò)千兆光纖采用拉遠(yuǎn)布置盒式OLT的方案覆蓋。

5.2 設(shè)備配置

每個(gè)分前端可配備1臺(tái)機(jī)框式OLT，烽火C15000可支持16PON口的板卡，具有非常高的端口密度，每塊板卡固化配置4個(gè)GE上聯(lián)端口，可根據(jù)實(shí)際需要將兩個(gè)上聯(lián)端口上行至M8416E，實(shí)現(xiàn)寬帶用戶(hù)和專(zhuān)網(wǎng)客戶(hù)透明傳輸?shù)街行?。剩?個(gè)GE端口連接至匯聚交換機(jī)S4610，實(shí)現(xiàn)機(jī)頂盒多頁(yè)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的本地匯聚終結(jié)。

6 接入網(wǎng)建設(shè)

本文中的接入網(wǎng)特指廣電雙向業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)的入戶(hù)部分，隨著光纜及光接線端子的價(jià)格降低，濱州廣電在新建小區(qū)優(yōu)先采用了FTTH方式布線。在未能實(shí)現(xiàn)FTTH的地方，采用了PON+EoC方式來(lái)傳輸以太信號(hào)，從樓頭或樓道混入原來(lái)的RF信號(hào)。