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1、编号：内部资料，注意保密软科学研究报告城域网、宽带接入网规划内容及方法研究（报批稿）研究单位： 中国电信集团广州研发中心广东省电信公司科学技术研究院完成日期： 2002 年 7 月目录1前言32城域网网络规划方法研究32.1网络与业务现状调研研究3网络现状调研4业务现状调研42.2业务发展预测研究42.3城域网及宽带接入网分析与优化方法5宽带用户上网的业务流量计算5网络流量流向矩阵计算6网络拓扑和优化矩阵72.4建设计划形成方法83接入网光缆规划方法研究93.1本地网现状统计与分析103.2社会经济分析143.3宏观需求预测14宽带接入的光纤需求15窄带接入的光纤需求15传送方式对光纤需求的影
2、响153.4发展目标的制定153.5建设需求的提出163.6节点设置163.7路由选择及拓扑结构183.8光纤组织与芯数配置194结束语231 前言随着Internet网络的迅速发展，Internet的骨干网容量越来越大，网上信息也越来越多，尤其是宽带信息或应用的不断丰富，使得高速上网需求越来越大。目前，国内外在宽带接入方面，有多种实现技术或方式，例如：xDSL、HFC、FTTX+LAN等。各种方式都已经有了一定用户规模。而国内多家电信运营商或视频广播网络也都在采用特定的方式建设宽带网络和宽带接入。尤其是广播电视网络公司以及网通公司，都在积极建设宽带网络，发展宽带业务。这对中国电信构成了极大的
3、挑战。可以预见，宽带网（含城域网、宽带接入网、光纤接入网）将是中国电信下阶段的建设重点。但中国电信有自身的特定环境，例如有电信资源的地方和没有电信资源的地方，宽带网络建设还面临的诸如技术的多样性、业务的不确定性以及市场培育期等等问题，给网络规划和建设带来许多问题。因此宜尽快研究其规划方法，为中国电信各省公司提供指导意见。本项目针对本地宽带网提出相应的规划提纲以及规划要求的内容，制定相应的系列电子表格，以目标局（或端局）为单位对象，提出系统的规划量化计算方法。范围包括城域网、宽带接入网和光纤接入网的规划内容和规划方法。宽带网规划内容将包括网络现状调研、业务发展预测、网络及业务发展策略、网络流量流
4、向分析、网络规划建设、投资建设预案等章节，提供相关各章节的电子表格量化描述相关内容，并提供这些表格间的关联链接。而规划章节的网络与业务发展策略研究（形成技术、业务指导意见）将结合目前的宽带业务发展，把握市场需求现状及业务发展趋势，针对目前的多种宽带技术分析，例如：城域网网络模型、宽带接入技术的选择（包括ADSL、xDSL、HomePNA、LAN、宽带无线接入、CableModem、宽带PON等）等，进行网络技术发展趋势的分析，并提出一些策略性指导意见。此外，文本还结合各地光纤接入网的发展情况，提出发展城域网和宽带接入业务的参考性意见。2 城域网网络规划方法研究2.1 网络与业务现状调研研究对网
5、络资源及业务发展现状的准确把握是网络规划工作的前提。网络及业务现状的调查工作主要是在规划区域内按照网络节点的设置（一般以市或县为单位而设置）来统计区域内设备/端口的数量及规模。城域网以目标局和非目标局为基本单位来进行统计，宽带接入网要以接入点来进行统计。网络现状调研城域网方面： 骨干路由器、核心交换机的数量、，以及网络中继带宽大小等。宽带接入网方面：接入层交换机、接入节点设备DSLAM、用户接口板的端口类型及数量等。表格：IP城域网节点设备网络现状表支持ADSL的ATM网络现状表宽带接入网络现状表业务现状调研业务发展现状调研需要统计用户数、上网时长、业务收入等发展指标。宽带业务上网时长、业务收
6、入指标近期由于计费系统的建设滞后等原因，目前暂不作要求。但有条件的地区仍要坚持进行统计。未来全网都要统计所有指标。表格：参见第3章的业务分类总汇表。2.2 业务发展预测研究规划期间业务的发展情况预测一方面能够为规划期内各分区域的网络流量和网络通信规模预测提供计算依据，另一方面也能为业务发展部门提供相应的决策参考。如用户数的预测、上网时长的预测、网络业务收入等。在进行业务发展预测时，将结合业务发展和现有的市场需求以及市场资费策略，综合利用二次、三次、指数预测和回归分析等数学方法，使得预测结果接近实际的业务发展实况并尽量做到分规划子区域进行预测。因应网络的发展和资费的调整，宽带业务从去年开始才大量
7、发展。由于发展时间短，历史数据少，给业务发展预测带来一定的难度。因此在发展初期，要借鉴其他电信业务的发展模式，加强人工干预，保证准确预测。经过几年之后，数学分析预测才能真正发挥作用。从去年的发展来看，宽带上网是今后几年业务发展的重点，随着宽带上网使用资费的下调，宽带用户数会有很大的提高。表格：宽带用户分类预测总汇表（与业务现状汇为一表）2.3 城域网及宽带接入网分析与优化方法网络的分析与优化主要基于对网络现状的准确把握和规划期内业务的发展预测。在现有用户发展规模的基础上，引入流量计算模型和现实的网络流量采集指标，经过用户流量计算、各子区域（分节点）流量合计、各子区域（分节点）之间的流量流向计算
8、、规划期内流量预测对网络通信能力的需求分析等几个步骤，得出今后几年网络大致的建设规模，同时根据目前网络相关建设单位成本计算出相应的网络建设投资额度，尤其是下一年度的网络投资规模。此外，在网络流量流向的基础上，结合现有网络端口数量、中继带宽等资源的配置情况可对现有网络进行优化。主要包括网络拓扑的优化、网络的链路容量分配、网络的流量分配等内容。根据业务发展现状和网络资源状况提出几种相关的网络拓扑优化方案，在分析各种方案所得网络投资和网络通信能力的基础上选择网络优化最优解。宽带用户上网的业务流量计算宽带上网用户类型可以分为动态上网用户和固定上网用户。前者类似拨号接入服务的特性，一般通过PPPoE等的
9、方式动态地建立PPP连接，通过用户注册认证后，才连接到163网络。后者类似专线上网，有静态固定的IP地址，有固定的10/100Mb/s接口连接163网络。另外还有一种用户类型是同城互联用户，企业各分部利用VPN等构筑企业内部网，再经一个出口连到163网络。由于几类用户使用网络的方式不同，其所产生的业务流量也有很大的不同。因此，在计算多媒体网络的流量时，必须加以区分，分别计算，最后，将几类流量叠加。宽带动态上网的业务流量计算由于宽带用户动态上网访问Internet的使用特性类似拨号用户的使用特性，因此，可以采用拨号用户的业务量预测方式。该公式适用于利用宽带接入Internet，进行Web、Ema
10、il等操作的情况。不适应进行VOD等操作的持续视频流情况的业务流量预测。拨号上网流量计算公式为：*用户数 （单位：Mb/s）其中，n为每月每个用户上网的通信次数； T为平均每次通信时长(秒)； R为用户通信速率（kb/s）；r为IP分组方式的统计复用系数（1/5）；r1为每月的忙日集中系数（1/20）；r2为每日的忙时集中系数(1/10)。作为举例，以下给出广东电信的相关参数。各个省市可根据具体统计数据参照采用。n值根据广东省数据通信局的业务报表统计，每人每月平均为28次，接近每人每天拨号上网一次的水平，因此，此值在今后几年应该不会有太大的变动。T值的取定稍微复杂，99年的计算基数采用数据局的
11、业务报表统计的每人每次的通信时长约为30分钟。考虑到市场竞争和价格调整等因素，预计每年增长20%。则2000年到2002年依次取值为36分钟、43.2分钟、51.84分钟。R取定为PSTN为拨号MODEM的最高速率56kb/s，ISDN为2B即128kb/s。r值是由于IP通信具有统计复用能力，用户上网时，一条56kb/s的通信通道，不可能时时用满，根据统计一般约用到1/5。因此，r取值1/5。r1、r2 根据原邮电部文件，分别取定1/20和1/10。宽带固定上网的业务流量计算由于宽带用户固定静态上网访问Internet的使用特性类似专线用户的使用特性，因此，可以采用专线用户的业务量预测方式。
12、该公式适用于利用宽带接入Internet，进行Web、E_Mail等操作的情况。同样不适应进行VOD等操作的持续视频流情况的业务流量预测。由于宽带固定上网速率有1.5M、10M、100M等差别，在确定上式中的平均接入带宽参数方面要参考宽带用户统计报表，从报表中取得各类专线用户的大致比例，则由此可得平均接入带宽。同城互联用户的业务流量计算亦采用如上公式。动态上网和固定上网用户比例由于宽带业务的预测没有细分为动态上网和固定上网两类用户，因此要根据报表中宽带用户数统计来假定两者的比例。例如在广东，2001年9月的现状为动态上网的用户数占全部宽带用户数的99.85%，所以假定这个比例在2002年及20
13、03年分别为99.8%、99.85%。宽带用户上网的业务量是将每个节点的固定上网用户业务量和动态上网用户业务量相加后而得到的结果。固定上网中亦要类似统计分出同城互联用户和专线上网用户的比例。表格：网络节点业务总量表网络流量流向矩阵计算本地网节点产生的总业务流量在扣除节点内流量之后即为出本地网流量，其中又包含了两部分：出本地网流量和本地网内部流量。宽带用户的上网行为是这样的：用户主要访问本地外站点和本地核心节点的服务器，用户相互间的流量是很少的；仅仅同城互联用户的行为是与此相反的，互联用户在本地网内充分交流，其流量主要是在本地网络中，出本地网络流量相对较少。在推导本地网节点间的流量流向矩阵时主要
14、采用一种称为用户权系数重力法的计算方法。该重力法的算法公式如下：式中： Fij表示从起点i到终点j方向的流量； Ri表示起点i的业务流出的总量； Si表示起点i的用户数； Sj表示终点j的用户数； Sn表示某节点的用户数；上式的物理意义也比较明显：用户数聚集的地方一般也是信息流聚集的地方，节点覆盖范围内的用户越多，那么产生的信息量会越大，同时也越可能吸引其它节点的用户来访问，即在其他节点产生的本地网内部流量中的权重越大。在这里，由于数据业务的特殊性（网络访问流量与距离无关并且流量来去的路由可以不一致），所用重力法的权重系数是目的节点用户数占全部用户数的比例。表格：网络节点流量流向矩阵表在流量流
15、向矩阵的基础上，结合现有及未来拓扑结构设置情况根据流量的路由计算得到网络中继带宽需求。网络拓扑和优化矩阵在做网络拓扑优化时利用到一个计算中继流量的程序，根据最新数据业务报表及假定参数计算出各地市节点间流量流向数据，将此矩阵作为计算的数据源输入到该程序中，另一个已知条件是基于现有网络中继拓扑建立的拓扑连接矩阵。程序事先将所有POP节点按连接关系进行排序，并依照跳数最少的条件找出任意两节点间的最优路由（除最优路由外，另为备选路由预留20的流量冗余），按顺序读入流量流向矩阵中的数据并累加到对应起始节点和中止节点的最优路由上去。整张矩阵表读取计算完之后将得到基于现有拓扑结构的中继流量矩阵，将该矩阵同省163骨干网络监测的MRTG流量做比较，如两者之间相差太大，则适当调整相应的流量计算参数，然后重新计算各地市上网用户的流量，按照本节初的方法得到新的中继流量值。如此反复调整直到两者流量间的差别在预定的门限以内为止。当然，由于在计算中选用的某些参数是根据全省的该类用户上网行为假定的，并没有体现出各地市用户之间及网络资源的特性差异（如湛江的本地上网用户数虽然不多，但由于其碧海银沙等网上应用资源丰富，吸引了大量其他地市的流量），所以需要对个别地市计算出来的中继流量做适当修正。利用修正后的流量计算
