城域网设计

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1、主讲：易建勋,第1页 共142页,城域网设计,主讲：易建勋,第2页 共142页,城域接入网设计,1 城域接入网结构 2 窄带城域接入网技术 3 宽带城域接入网设计 【重点】 4 无线通信网络技术,主讲：易建勋,第3页 共142页,1 城域接入网结构,主讲：易建勋,第4页 共142页,1 城域接入网结构,1.1 城域网层次模型 城域网是一个电信运营级网络。 城域网要求在业务类型、服务质量、可靠性、安全性等方面有较高的保证。 城域网结构： 核心层 汇聚层 接入层,主讲：易建勋,第5页 共142页,1 城域接入网结构,城域网结构示意图,主讲：易建勋,第6页 共142页,1 城域接入网结构,城域网核心

2、层功能： 数据快速转发； 骨干网之间的互连； 城域网高速数据出口。 核心节点选择： 业务分布、机房条件、光纤布放、城市规划等。 大城市核心节点一般36个； 普通城市一般24个； 采用全网状或半网状结构。,主讲：易建勋,第7页 共142页,1 城域接入网结构,汇聚层功能： 汇聚分散的接入点； 数据交换、流量控制和用户管理等。 汇聚层节点的数量和位置与城市光纤分布和业务开展有关。 汇聚层节点之间采用环形结构（如SDH）。,主讲：易建勋,第8页 共142页,1 城域接入网结构,接入层功能： 为不同用户提供各种接入方案； 进行用户流量控制。 接入点选择原则： 用户业务需求、地理位置、用户数量、用户分布

3、密度等。 窄带接入技术： PSTN、X.25、FR、DDN等。,主讲：易建勋,第9页 共142页,1 城域接入网结构,宽带接入技术： ADSL、Ethernet、HFC等。 接入层一般采用树形或环形结构。 接入网是否成功，很大程度决定城域网设计的成败。,主讲：易建勋,第10页 共142页,1 城域接入网结构,案例 接入网技术的发展,主讲：易建勋,第11页 共142页,1 城域接入网结构,1.2 接入网基本结构 ITU-T Y.1231对IP接入网的定义： 在IP用户与IP服务者之间提供IP业务，提供接入到IP业务的网络实体。 IP用户和IP服务者是终结IP层或IP相关功能的逻辑实体，并且可能包

4、括较低层的功能。,主讲：易建勋,第12页 共142页,1 城域接入网结构,IP接入网总体结构 CPN（用户驻地网） RP（参考点） TE（终端设备） IP核心网等,主讲：易建勋,第13页 共142页,1 城域接入网结构,“IP用户”和“IP服务者”都是逻辑实体。 ISP可能是一个服务器集群，也可能是一台服务器主机，甚至可能是一个提供IP服务的系统进程，IP用户可以动态选择不同的ISP。 IP接入网的功能： 传输功能 接入功能 系统管理功能,主讲：易建勋,第14页 共142页,1 城域接入网结构,（1）传输功能 不同的传输系统，IP接入网有不同的IP映射机制。 典型的IP映射机制： IPoE（I

5、P over Ethernet）； IPoDWDM（IP over DWDM）； IPoSDH（IP over SDH）等。,主讲：易建勋,第15页 共142页,1 城域接入网结构,（2）接入功能 接入模块具有交换功能； 接入模块可以为用户动态分配IP地址。 （3）管理功能 AAA系统（认证、授权、记账）； 接入认证协议选择； 数据加密等。,主讲：易建勋,第16页 共142页,1 城域接入网结构,1.3 接入网常见类型 接入网采用铜缆、光缆、无线等传输介质。 接入网建设中，线路架设占用50%左右的资金。 接入网呈现“光进铜退”的发展趋势，光接入将成为下一代接入网采用的主要技术。 常见的接入网类

6、型如表所示。,主讲：易建勋,第17页 共142页,1 城域接入网结构,接入网类型,主讲：易建勋,第18页 共142页,1 城域接入网结构,1.4 接入网技术特征 （1）业务量密度低 骨干网中继电路的使用率在50%以上。 接入网业务量密度较低 如小区用户接入链路平均使用率在20%以下。 （2）业务量分布为集中型 城域骨干网的业务量分布均匀。 接入网的业务量分布为集中型。 接入网有明显的“主从”结构，适用于集中控制。,主讲：易建勋,第19页 共142页,1 城域接入网结构,（3）成本必须低廉 城域骨干网每个用户分担的成本较低。 接入网由个别或少数用户专用，平均使用率低，成本直接由用户承担。 （4）

7、成本差异大 接入网要覆盖各种类型的用户，不同类型用户的需求不同，建设条件不同，导致成本差异较大。,主讲：易建勋,第20页 共142页,1 城域接入网结构,（5）成本与业务量无关 接入网业务量密度低，尽管业务量变化较大，但对成本没有明显影响，其成本与业务量基本无关。 （7）用户需求多样化 不同用户在业务容量，业务性能，可靠性等方面有不同的要求。 大企业用户要求QoS保证，安全保护等。 居民用户对QoS 要求不高，成本承受能力差。 用户需求的多样化决定了接入网技术的多样化。,主讲：易建勋,第21页 共142页,1 城域接入网结构,（8）运行维护量大 核心网设备一般在机房内； 接入网设备一般在室外或

8、建筑物楼道中。 接入网故障率较高，运行维护工作量十分庞大。 （9）覆盖半径较小。 据统计，10km能覆盖95%以上的用户。,主讲：易建勋,第22页 共142页,1 城域接入网结构,（10）接入设备多样化 企业网络常用接入设备： L3/L4交换机； 路由器； 防火墙； 光纤Modem； DDN设备等。 个人用户接入设备： 各种Modem、交换机、AP等。,主讲：易建勋,第23页 共142页,2 窄带城域接入网技术,主讲：易建勋,第24页 共142页,2 窄带城域接入网技术,2.1 E1/T1数字化链路 1语音采样频率 人类听觉频率在20Hz20kHz之间，人耳在感觉4kHz的语音时较舒适。 国内

9、外电话都采用4kHz作为话音频率区。 按照采样定理，要达到4kHz的语音频带，采样频率应当达到8kHz。 如果采样量化范围在0255（8bit）之间，则数据采样速率为：8bit8000次/秒64kbit/s。 说明电话语音的数据采样速率如果不低于64kbit/s，就可以得到很好得语音效果。,主讲：易建勋,第25页 共142页,2 窄带城域接入网技术,2E1与T1标准 E1接口是城域传输网和接入网中最常用的接口标准，绝大部分城域网设备都提供E1接口。 E1是欧洲标准，T1是北美标准，中国采用E1标准。 E1有32路时隙，其中30路为可用时隙。,主讲：易建勋,第26页 共142页,2 窄带城域接入

10、网技术,E1帧结构,主讲：易建勋,第27页 共142页,2 窄带城域接入网技术,如图所示 8bit语音编码组成一个时隙（TS）； 32个时隙组成一个E1帧； 一个E1帧的长度为256bit（8bit32时隙）。 成帧的E1中，TS0时隙用于帧同步、告警等信号，其余31个时隙可用于传输数据或话音编码信号。,主讲：易建勋,第28页 共142页,2 窄带城域接入网技术,成复帧的E1： TS0时隙用于传输帧同步、告警信号； TS16时隙用于传送随路控制信令信号； 其余30路时隙用于传送话音编码或数据。 PSTN往往使用成复帧的E1格式，这样一条E1链路可以满足30路电话同时进行通话。 不成帧的E1，3

11、2路时隙都可用于传输数据。,主讲：易建勋,第29页 共142页,2 窄带城域接入网技术,3E1链路传输速率 E1链路采用PCM（脉冲编码调制）信号，规定每秒8000个E1帧通过E1链路，因此E1链路的数据传输速率为： 8000256bit=2.048Mbit/s。 1个E1链路有32个64kbit/s的话音或数据信道。 E1帧周期为： T1/f1/8000125s,主讲：易建勋,第30页 共142页,2 窄带城域接入网技术,4CE1链路 CE1是将E1的2M带宽划分为N个64kbit/s的信道，用户仅使用其中的几个信道，如128kbit/s等。 通信量不大的用户大都采用CE1链路。 E1链路的

12、传输介质可以是电话线、双绞线、同轴电缆、光纤、微波和红外线。,主讲：易建勋,第31页 共142页,2 窄带城域接入网技术,5E1接口的连接 E1连接设备有基带Modem、光纤收发器、光端机、路由器等。 电信运营商开通E1或CE1链路后，E1链路两侧的设备由用户进行控制。 使用E1链路时，网络两端路由器E1接口的参数配置必须完全一致。双方接口参数不一致时，会造成数据链路不通、误码、失步等现象。,主讲：易建勋,第32页 共142页,2 窄带城域接入网技术,案例 E1数字链路连接,主讲：易建勋,第33页 共142页,2 窄带城域接入网技术,案例 E1数字链路的网络连接,主讲：易建勋,第34页 共14

13、2页,2 窄带城域接入网技术,2.2 PSTN接入网技术 PSTN拨号接入网的最大传输速率可达56kbit/s。 PSTN接入速率太低，目前已被淘汰。 PSTN接入网基本结构,主讲：易建勋,第35页 共142页,2 窄带城域接入网技术,2.3 X.25接入网技术 1X.25分组交换数据网工作原理 X.25基于存储转发原理。 X.25的数据传输速率低于64kbit/s。 X.25通信费用与通信量有关。 X.25在同一条虚电路上既传输控制分组，又传输数据分组，这就是通常所说的带内信令。,主讲：易建勋,第36页 共142页,2 窄带城域接入网技术,2X.25分组交换网的结构 X.25分组交换网结构,

14、主讲：易建勋,第37页 共142页,2 窄带城域接入网技术,（1）分组交换机（PSN） 提供交换虚电路和永久虚电路，提供用户识别、路由选择以及流量控制等功能。 （2）网络管理中心（NMC） （3）网络集中器（NC） 将多个终端集中起来，接入高速线路。 （4）分组装拆设备（PAD） 将终端的信息组装成分组，再送入分组交换网。 （5）分组终端/非分组终端（PT/DT） 具有X.25协议的接口。,主讲：易建勋,第38页 共142页,2 窄带城域接入网技术,支持拓扑结构 星形、树形、网状形等。 用户可租用市话模拟线或数字专线，采用X.28（模拟电话）或X.25（数字专线）规程进入X.25分组网络。,主

15、讲：易建勋,第39页 共142页,2 窄带城域接入网技术,案例 X.25网络应用,主讲：易建勋,第40页 共142页,2 窄带城域接入网技术,2.4 DDN接入网技术 1DDN的基本特性 DDN提供永久或半永久性电路。 电信运营商将DDN链路租给用户后，DDN链路就成为了用户的数字专线。 DDN电路采用固定连接方式，不需经过交换设备，所以也称为DDN专线。,主讲：易建勋,第41页 共142页,2 窄带城域接入网技术,DDN网络特点： 采用点对点传输模式； 仅用于数据传输服务； 电信运营商只提供相应的连接线路； 常用传输速率为9.6kbit/s2Mbit/s（E1）。 DDN主干为光纤传输，采用

16、数字信道直接传送数据，传输质量高。 专线连接方式不必选择路由，因此时延小，速度快，适用于业务量大、实时性强的用户。,主讲：易建勋,第42页 共142页,2 窄带城域接入网技术,2DDN网络结构 DDN由数字传输电路和相应的数字交叉复用设备组成。 DDN网络结构,主讲：易建勋,第43页 共142页,2 窄带城域接入网技术,3DDN用户接入方式 NTU通常与DSU（如基带Modem）配套使用，支持128kbit/s以下速率，提供V.24或V.35接口。 DDN网络用户Modem接入 低速接入支持64kbit/s以下速率，采用V.24接口。 高速接入支持CE1的N64kbit/s，采用V.35接口。,主讲：易建勋,第44页 共142页,2 窄带城域接入网技术,案例 DDN网络结构,主讲：易建勋,第45页 共142页,3 宽带城域接入网设计,主讲：易建勋,第46页 共142页,3 宽带城域接入网设计,3.1 电话线路接入ADSL 1xDSL技术的类型 ADSL是以电话线为传输介质的一种宽带接入技术。 ADSL上行速率为16