清远PON接入一期工程集成实施方案书v.docx
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清远PON接入一期工程集成实施方案书v
清远电信09年一期EPON集成方案
(FTTB组网)
广州市城信通讯有限公司
拟制:
夏睿
日期:
2009-5-25
审核:
城信清远EPON项目组
日期:
2009-5-26
审核:
日期:
批准:
日期:
目录
一、EPON解决方案的优势2
二、项目需求3
三、组网方案5
组网图5
组网方案6
组网说明:
6
四、业务流程及流量带宽计算方法7
业务流程7
ONU业务流量带宽计算方法7
五、网络规划12
网络带宽规划12
Vlan规划:
15
IP规划:
17
六、光功率测算19
一级分光19
二级分光19
七、设备配置计算21
ONU配置21
ODN配置22
OLT配置22
八、后期规划22
设备22
九、相关产品简介22
十、附件23
一、EPON解决方案的优势
近年来随着社会的发展,人们对于通信业务的需求不断增长,除了传统的话音、TDM专线等窄带业务外,对于宽带数据业务的需求迅速增长,更多用户开始关注基于宽带的新业务如3D网络游戏、远程教育、视频会议、可视电话、视频点播和IPTV等,同时这些增值业务也将成为运营商收入的增长点。
成为运营商吸引用户,提供差异化服务,增加业务收入的重要手段。
宽带增值业务的推广,使用户对带宽的需求由原来的几兆变为十几兆甚至几十兆。
光纤作为传输高速率、大容量、多业务的最佳媒质,使得接入手段的光纤化成为接入网的发展方向。
目前,对于接入层网络的光纤化工程方面有多种方式可以实现,有基于IP+TDM多业务总线的综合接入网方式,有基于FTTx+LAN的宽带接入网方式,以及目前正在兴起的以EPON和GPON技术为代表的FTTH/B解决方案。
FTTH是接入层网络的最终发展目标,采用FTTx实现接入层网络的全光纤化,可以为用户提供更加高的带宽,为用户提供语音、数据、多媒体等多种体验的业务。
基于EPON和GPON技术的FTTx解决方案,符合接入网拓扑特征,无源ODN体积小、环境适应性好,无电磁干扰和雷电干扰,降低了设备故障率。
同时从OLT到ONU不少于20Km的长距离,符合大局所的建设思路。
在网络拓朴上避免有源节点级联,网管一步到底,简化了机房,降低了供电、维护费用。
光缆寿命可以达到50年,这远远优于铜缆的寿命。
在设备管理方面,xPON具有完善的远端设备的状态检测、操作维护和故障管理的能力。
基于光缆的无限带宽,使得xPON可以实现真正意义的全业务接入与“三网合一”。
二、项目需求
序号
区县分公司
OLT设置局所
OLT台数
PON口数量
预计接入ONU窄带线数
预计接入ONU宽带线数
1
城区
沿江
1
8
1230
1180
2
松岗
1
8
400
300
3
附城
1
12
1980
1136
4
龙塘
1
8
450
286
5
石角
1
8
630
430
6
锦霞
1
12
1660
1454
7
源潭
1
8
500
220
8
佛冈
县局
1
8
540
166
9
连州
城北
1
8
726
508
10
城南
1
8
788
328
11
连山
县局
1
8
400
278
12
连南
县局
1
8
1220
852
13
寨岗
1
4
200
142
14
清新
县局
1
16
4374
1344
15
商贸城
1
12
1996
500
16
阳山
城南
1
8
520
360
17
城北
1
8
280
150
18
英德
英洲
1
8
1488
796
19
英城
1
8
1530
930
总计
19
168
20912
11360
项目规划采用FTTB组网方式建设19台OLT用来接入各地市的ONU,共预计接入20912窄带用户,11360宽带用户。
三、组网方案
组网图
组网方案
组网说明:
a)OLT
OLT开2个GE光口接入IP城域网,提供宽带业务接入;开1个FE电口接入NGN承载网,提供窄带业务接入。
新建一套网管平台,实现EPON端到端统一网管。
b)ODN
采用一级分光方案。
根据各接入点用户规模分别采用1:
32、1:
16、1:
8、1:
4的分光比
c)ONU
采用FTTB方式组网,多户用户共享终端,实现语音和宽带业务统一接入。
放置在各楼的单元楼道接入盒内。
d)缆线
光缆需新铺设小区到楼光缆。
四、业务流程及流量带宽计算方法
业务流程
数据流:
ONU-OLT-BRAS-INTERNET
语音流:
ONU-OLT-NAS-NGN
信令:
用户-H.248(语音VLAN)-softx3000
媒体:
用户-IP-NGN承载网
网管:
OLT-城域网-网管服务器
ONU-城域网-网管服务器
ONU业务流量带宽计算方法
ONU设备接入的窄带业务、宽带业务等统一通过上行的FE/GE端口接入IP数据网。
因此设备通信流量的计算主要包括分三个部分:
H.248控制信令流量、VOIP语音包流量、ADSL等宽带数据业务占用带宽(含IPTV业务流量)、网管流量等。
a)H.248信令带宽要求估算:
ONU支持标准H.248、IUA等协议,ONU和软交换控制器SS间通过H.248消息流交互完成窄带接入用户PSTN呼叫,通过H.248和IUA协议消息交互完成ISDN用户呼叫。
由于系统最大支持ISDN用户数远远小于PSTN用户数,下面以PSTN用户呼叫为例进行估算,足以说明问题。
下面给出ONU的H.248的呼叫处理流量的估算:
根据用户实际需求,需要考虑以下几个参数进行计算:
假设用户总话务量0.12Erlang,呼入和呼出概率相同,每个呼叫平均占用时长为120s。
则可以通过下面的公式计算出平均每秒呼叫次数:
C=3600s/120s*0.12*N/3600s(N:
该点总用户数)
C主叫=C被叫=C/2
一个端口进行一次完整主叫侧呼叫和一次完整被叫侧呼叫,需32个消息,H.248的流量为5248字节。
H.248通过UDP、以太网传送,需增加:
MAC(18B)、IP(20B)、UDP(8B),共46字节。
所以H.248信令流量计算公式如下:
WH.248=(C/2*5248+46*C/2*32)*8(bit/s)
实际应用中可根据接入点的用户总数、话务模型来进行计算信令带宽。
b)VOIP包占用带宽要求估算:
ONU支持标准的语音压缩技术G.711、G.723.1andG.729实现VOIP。
在这些标准中G.711占用带宽较大,G.723.1、G.729占用较小。
媒体流对IP网的最终接口为千兆以太网或多条百兆以太网。
RTP协议开销为:
MAC帧(18B)、IP(20B)、UDP(8B)、RTP(12B),共58字节,另外RTCP数据流占用载荷带宽约5%。
G.711,语音速率固定为64kbps,每IP包中语音帧长的典型值为5mS(40B)、10mS(80B)、15mS(120B)、20mS(160B),据此算得的VOIP带宽分别为:
5mS包:
164.64Kbps(一个话路64kbit/s如果用5ms来封装的话,需要分装200个数据包:
64K÷(40×8)=200,每个包为40字节,再加上所各种开销及RTCP包,再总共加起来.(40+58)×105%×200=164.64Kbps)
10mS包:
115.92Kbps
15mS包:
99.68Kbps
20mS包:
91.56Kbps
G.723.1,语音帧时长为30mS。
,,静音描述帧长4B,每IP包中打一个语音帧。
@5.3kbps算得的带宽分别为:
:
22.96Kbps
:
21.84Kbps
G.729,语音帧时长为10mS。
有音帧速率8kbps,帧长10B,静音描述帧长2B,每IP包中可打一或多个语音帧。
按10mS和20mS(缺省)包算得的带宽分别为:
10mS包:
57.12Kbps
20mS包:
32.76Kbps
其余编码方式所需带宽更小,不再计算,按G.711编码格式,可以得出VOIP包占用带宽的:
WVOIP=Wu*0.12*N
其中:
WVOIP:
各个点的VOIP所占用带宽要求
Wu:
采用不同的压缩技术,单个用户所需的VOIP带宽
N:
该点的用户数
实际应用中可根据接入点的用户总数及话务模型来计算节点VOIP带宽。
c)宽带数据业务带宽要求估算:
(仅以宽带上网业务为例计算)
宽带业务采用在internet普遍应用的经验模型,上行带宽计算方法如下:
W=N*P*Wu/G;
其中:
W:
总带宽。
N:
用户数。
P:
用户的并发率。
宽带业务国际惯例取值范围40%~70%。
G:
增益因子,表示当用户使用此类业务时,约有G分之一的时间需要使用带宽。
一般考虑范围为5~15。
Wu:
用户业务带宽。
对于综合业务接入而言,参数一般可取为:
增益因子为3.5,并发用户率0.5,每用户带宽2M。
实际应用中可根据接入点的DSL用户总数进行计算节点宽带业务带宽。
若实际应用中通过ONU开展IPTV业务,应根据建设局对IPTV业务开展的模型建议修正计算带宽。
模式应至少包括:
宽带用户中的IPTV业务渗透率、每用户分配带宽、IPTV业务并发率、IPTV提供的点播和组播频道(高清和标清)数等数据。
d)网管信息流量估算
网管信息的传送有两种方式:
带内(与业务流共用一个承载网)
带外(一般是通过运营商提供的专用网管网,如电信DCN)
采用带内网管,可节省网络建设成本,方便工程实施。
采用带内网管方式下,一般针对业务信令规划后的带宽,进行一定冗余(建议冗余20%),一般可满足网管信息的传送,因此一般不需要针对网管带宽进行单独规划;
如果通过带外网管的方式对全网进行管理,则网络管理不占用业务网络流量,而是占用专用的网管通道,因此需要计算网管的带宽。
网管的带宽分为两类,一类是网管服务器与网元之间网管通道的带宽;另一类是网管服务器与网管客户端之间网管通道的带宽;一般来说,由于网管所管网元数量比较多,所以前者对网络规划来说比较重要。
网管系统采用集中管理模式,即网管系统面向多个网元进行管理,采集性能数据、接收告警等信息。
因此带宽瓶颈发生在网管系统侧的网络带宽分配上。
另外,网管流量的大小与网络业务流量的大小没有直接的对应关系,但与轮询的频度、告警的密集程度直接相关。
(1)网管系统与网元之间的带宽需求
网管与网元之间产生网络流量情况主要有如下几种:
性能统计:
流量较大,操作频率受统计周期影响
告警数据:
突发流量,受网元运行状态和被管网元数影响
配置操作:
流量不大,基本为十几个字节,操作频率随机
诊断测试:
包括信令跟踪、业务观察等高级调试功能,流量较大,操作频率随机
下面以一套网关情况为例,加以说明。
正常情况下:
告警(通知)信息:
每个设备30条/分钟,每条告警约270字节,每个设备告警需要带宽:
270×30×8÷60=1.1K(bps)
性能统计带宽:
正常情况下,每个网关输出4000条/小时,每条记录约150字节,性能统计需要带宽:
4000×150×8÷3600=1.3K(bps)
其他的日常配置,系统维护等操作,按经验估算约为(与告警和统计之和的50%):
每网关约1.2Kbps
根据以上计算,正常情况下网管带宽需求为:
每=1.1K+1.3K+1.2K≈4Kbps,
极端情况下(出现告警风暴,性能密集上报等情况发生时)
告警(通知)信息:
每个设备5条/秒,每条告警约270字节,每个设备告警需要带宽:
270×8×5=10Kbps
性能统计带宽:
每个5200/5600网关输出2500条/15分钟,每条记录约150字节,性能统计需要带宽:
2500×150×8÷900≈3.3Kbps
在极端情况下的日常配置和系统维护操作的带宽不会相差很大,主要考虑信令跟踪、业务观察等高级操作对系统的带宽有较大影响:
对ONU操作跟踪频率较小约15条每秒,需要带宽:
120×8×15≈14Kbps
根据以上计算,极端情况下网管带宽需求为:
每网关=10+2.5+14=26Kbps。
五、网络规划
网络带宽规划
业务类型及带宽预测:
说明
2009~2010预测
2011~2012预测
业务所需带宽
(下行)
HDTV:
6~12M
HDTV:
5~7M
SDTV:
2~3M
SDTV:
2~3M
视频通讯:
400K
视频通讯:
0.5~1M
上网业务:
2~4M
上网业务:
4~8M
业务所需带宽
(上行)
视频通讯:
300K
视频通讯:
500K~1M
上网业务:
300K
上网业务:
700K
视频监控:
1M
视频监控:
1M
IPTV:
50K
IPTV:
100K
网络游戏:
300K
网络游戏:
500K
总计接入带宽(下行)
13M~20M
20~50M
总计接入带宽(上行)
2M
>4M
业务类型
提供节目
所需带宽
并发/在线比
标清电视
100套
100×3M
100%组播
高清电视
10套
10×8M
100%组播
标清点播
多个节目源
3M/路
A%
高清点播
多个节目源
8M/路
B%
宽带上网
-
4M
C%
IP语音
2路
200K
100%
a)单个EPON接口(PON口)覆盖用户测算
以上为参考模型,实际PON口可覆盖的用户数需根据当地的带宽要求和宽带渗透率而定。
假设一个PON接口覆盖宽带用户数为n,组播+点播+宽带上网+语音<1G
100×3+10×8+n×8×A%+n×3×B%+(n×4×C%)+n×0.2<1000
计算结果:
n≈X,单PON口可覆盖X个宽带用户;
b)关于上行带宽和下行带宽设计
在FTTx网络下,IPTV和宽带上网等高带宽业务都是以下行为主,上行带宽占用较少
EPON网络上下行带宽对称,在下行带宽满足的情况下,可能能满足上行带宽要求,所以,主要对上行带宽进行规划即可。
高速率用户区域网络设计(适用于FTTB/FTTH)
备注:
n为单EPON口所带用户数
带宽需求分析:
直播:
300M(100路标清)+80M(10路高清)
点播:
n×(3Mx50%+8Mx50%)(高清、标清各占50%)
上网:
n×40%×4M
话音:
n×200K
300M+80M+n×3Mx30%+n×8Mx30%+n×4M×40%+n×200K≦1000M
n≦121(取n=128)
结论:
为保证各业务的服务质量,1Gb/s带宽(如一个EPON口、一个GE口)所带的高速率用户建议为128个
说明:
上述计算是在假设宽带用户实装率100%、IPTV渗透率100%条件下进行的,已留有一定余量
中低速率用户区域网络设计(适用于FTTB/FTTH)
n为1Gb/s带宽所带用户数
带宽需求分析:
直播:
300M(100路标清)
点播:
n×20%×3M
上网:
n×33%×2M
话音:
n×200K
300M+n×20%×3M+n×33%×2M+n×200K≦1000M
n≦479(取n=512)
结论:
为保证各业务的服务质量,1Gb/s带宽(如一个EPON口、一个GE口)所带的中低速率用户建议为512个
说明:
上述计算是在假设宽带用户实装率100%、IPTV渗透率100%条件下进行的,已留有一定余量
Vlan规划:
a)双层VLAN区分HSI用户,单层vlan区分以及语音业务:
规划原则:
根据现网的网络资源现状,VLAN规划分别考虑OLT级联到一级汇聚交换机和OLT上联
OLT级联到一级汇聚交换机上联模式:
每个PON口作为一个接入点,分配一个VoIPVLAN,不同OLT下不同PON口下VoIPVLAN均不重复。
每个PON口下用户的上网VLAN(称为内层VLAN――CVLAN)的范围:
1001~2000,在OLT上启用SelectiveQinQ,为每个PON口分配一个专用外层VLAN(SVLAN):
待分配,标识本接入点的上网业务。
在该上联模式下,每个PON下规划了1000个上网的VLAN资源,考虑到建设初期的VLAN规划以及后期的维护管理,建议PON+LAN、PON+DSL以及FTTH场景下均不在同一个PON口下混合组网。
鉴于VLAN的连续性,如果一个PON口下采用PON+LAN方式组网,则建议以24口的逻辑ONU为规划单位,为ONU的每个端口预留VLAN资源。
对于采用PON+DSL方式组网方式,建议按照ONU设备的实际容量规划PON口下VLAN。
在一个PON口下,应采用相同容量(DSL线数)的ONU。
b)下面是后期版本对应的配置规划:
对于上网业务(PPPOE):
ONT进行vlan切换,对应配置命令:
和目前保持一致
OLT进行C-S+C转换,对应配置命令:
使用serviceport粗流配置命令,ontID输入all,Cvlan输入区间段[1000,2000]。
需要占用QinQ或是Stacking流规格为(每PON口):
1条;
需要占用单板ACL资源:
不超过10条;
对于语音业务(VOIP):
ONT进行vlan切换,对应配置命令:
和目前保持一致
OLT进行透传,对应配置命令:
和目前保持一致
需要占用common流规格为(每PON口):
PON口下用户数
对于网管:
OLT进行透传,对应配置命令:
和目前保持一致
需要占用common流规格为(每PON口):
PON口下ONT个数
以一个PON口下最大512个用户来分析,每PON口下使用的业务流条数为1K左右(包括粗流,子流以及common流),后期方案能够满足组网需求。
c)VLAN(OLT+ONU)需求及规划:
语音VLAN:
按每块单板一个语音vlan计算共需要分配42个语音VLAN
数据VLAN(S-VLAN):
按每个PON口一个S-VLAN计算共需要分配168个S-VLAN
管理VLAN:
OLT+ONU采用VLAN37实现统一网管
业务
ONU网络侧
(CVLAN)
OLT网络侧
(SVLAN)
QoS等级
备注
PPPOE
1000~2000
根据实际情况分配
0
用于标识每个PON口下的不同用户
VOIP
2001~2200
-
4
OLT上每块单板一个VoIPVLAN
EPON网管
37
6
IP规划:
a)EPON设备开通过程中可能涉及IP地址规划的有这么几个方面:
(1)OLT带外网管IP地址规划;
(2)OLT带内网管IP地址规划;
(3)ONU带内网管IP地址规划;
(4)ONUVoip模块的IP地址规划;
(5)上网IP地址规划;
(6)STBIP地址规划。
规划原则
充分利用私网地址,提升网络安全系数
尽量地址段连续,方便上层设备的路由收敛
规划建议
所有终端设备管理IP统一网段
所有终端的内置IAD功能统一网段
地址分配
建议ONU(MDU、HGW)的管理IP地址和内置IAD的IP地址,在现阶段采用OLT配置(通过OAM),后续方案成熟后,可以考虑DHCP方式分配
b)本期工程规划:
OLT+ONU管理IP:
19台OLT共需要19个IP地址,ONU根据具体接入数量分配
网管地址分配:
172.16.0.0/22网段其中OLT从172.16.0.0/24开始分配,ONU从172.16.1.0/24开始分配
ONU语音业务IP:
接入设备规模计算
MA5620E分光比:
1:
16每单板最大接入数量16*4=64台设备,共需要64个业务地址
MA5616分光比:
1:
8每单板最大接入数量8*4=32台,共需要32个业务地址
因此规划以单板为单位分配一个26位网段的IP地址段,如:
第一台第一块单板分配X.X.X.X/26地址段,里面包含62个可用地址,62个地址中再分出2个地址,一个用于OLT管理,一个用于此VLAN内ARP代理地址,还剩余60个地址可分配给MDU做为业务IP。
ONU语音业务地址分配表(每PON单板):
地址
掩码长度
地址
掩码长度
10.43.15.1-10.43.15.63
26
10.43.16.1-10.43.16.63
26
10.43.15.65-10.43.15.126
26
10.43.16.65-10.43.16.126
26
10.43.15.129-10.43.15.190
26
10.43.16.129-10.43.16.190
26
10.43.15.193-10.43.15.254
26
10.43.16.193-10.43.16.254
26
10.43.17.1-10.43.17.63
26
10.43.18.1-10.43.18.63
26
10.43.17.65-10.43.17.126
26
10.43.18.65-10.43.18.126
26
10.43.17.129-10.43.17.190
26
10.43.18.129-10.43.18.190
26
10.43.17.193-10.43.17.254
26
10.43.18.193-10.43.18.254
26
10.43.19.1-10.43.19.63
26
10.43.20.1-10.43.20.63
26
10.43.19.65-10.43.19.126
26
10.43.20.65-10.43.20.126
26
10.43.19.129-10.43.19.190
26
10.43.20.129-10.43.20.190
26
10.43.19.193-10.43.19.254
26
10.43.20.193-10.43.20.254
26
10.43.21.1-10.43.21.63
26
10.43.22.1-10.43.22.63
26
10.43.21.65-10.43.21.126
26
10.43.22.65-10.43.22.126
26
10.43.21.129-10.43.21.190
26
10.43.22.129-10.43.22.190
26
10.43.21.193-10.43.21.254
26
10.43.22.193-10.43.22.254
26
10.43.23.1-10.43.23.63
26
10.43.24.1-10.43.24.63
26
10.34.23.65-10.43.23.126
26
10.43.24.65-10.43.24.126
26
10.34.23.129-10.43.23.190
26
10.43.24.129-10.43.24.190
26
10.43.23.193-10.43.23.254
26
10.43.24.193-10.43.24.254
26
10.43
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- 清远 PON 接入 一期 工程 集成 实施方案
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