XX双向网络改造方案.docx
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XX双向网络改造方案
一、设计概述
1.1设计方案简述
本设计是xx公司有线网络双向改造的初步设计文件，主要包括技术方案、设备安装工程方案、通路组织方案、工程概算等几个方面内容。
本方案覆盖XX县城区3万和近郊0.6万在线有线电视用户，分别由中心机房（12个PON口）、电厂机房（8个PON口）和公司机房（16个PON口）三个分前端负载，共计需布设ONU约1150个。
计划采用楼栋交换机+五类线、基带EOC+同轴电缆、调制EOC+同轴电缆三中入户方式，其中用1500台楼栋交换机覆盖城区1.8万户，用1000台基带EOC覆盖城区1.2万户，用250台调制EOC覆盖近郊0.6万户。
本方案涉及费用共1600.6万元（详见费用附表）。
1.2设计范围和界面
1、本设计负责完成数字电视双向网络系统IP平台的改造设计，包括骨干网配置、城域网配置、光接入网配置和用户接入网配置，基础网络部分（包括骨干光缆、接入光缆和用户电缆）不包含在本设计中，本设计提供60V供电和楼道机箱的设计技术要求，负责具体配置和工程预算。
2、从光节点-楼道的接入光缆费用列入基础网络投资中，本设计提供光缆需求和路由方案及预算。
4、本设计负责提供楼道设备箱的工艺设计及楼道设备预算；
5、本设计不负责视频接入网设计、视频分配交换机、IPQAM等设备的配置和预算。
1.3设计依据
1、国家广播电影电视总局《印发〈有线广播电视网改造指导意见〉的通知》（广发技字[2003]705号）
2、国家广播电影电视总局科技司《有线电视网络双向化改造指导意见书（征求意见稿）》（2007年3月发布）
3、湖南省广播电视局《关于印发〈编制有线数字电视总体规划和技术方案的基本要求〉的通知》（湘广科技字[2003]55号）
4、湖南省广播电视局“关于发布并实施〈湖南省有线数字电视系统技术规范〉的通知”（湘广科技字[2005]48号）
5、湖南省广播电视局“关于发布并实施《湖南省有线电视网络双向改造技术规范》的通知”（湘广科技字[2008]57号）
6、湖南省广播电视局《湖南省有线电视网络双向改造技术规范》
1.4设计工程量
序号
工程内容
单位
工程量
1
光缆交接箱
台
15
2
EPON头端（OLT）（不含乡镇站）
套
3
3
EPON光分路器（ODN）
台
185
4
EPON终端（ONU）
台
1150
5
楼道设备箱
台
4000
6
楼道交换机
台
1500
7
基带EOC头端
台
1000
8
基带EOC终端
台
12000
9
调制EOC头端
台
250
10
调制EOC终端
台
6000
11
网管系统安装调测
套
2
二、技术方案
2.1总体技术方案
为了满足有线数字电视单向广播业务、双向交互业务、宽带接入业务以及各类增值业务的整体效能，充分利用既有的干线传输网络和各地HFC本地网络，通过对现有的HFC网络进行双向传输改造，建设全省统一的网络平台，形成支持全省三网合一业务的系统，为广电网络由现有的单向广播型业务传输商，迅速向网络全业务运营商转变提供强有力的网络支持。
全省双向网络系统按照省骨干网、市州城域网和县市接入网三级网络构成。
本工程主要完成石门光汇聚层和用户接入层网络建设。
全省网络总体架构详见下图：
2.2网络结构方案
石门城域网完成城区及所属乡镇网络的汇聚和交换，并在全省统一网络和业务规范下，完成本地数字电视双向业务、PC宽带业务、专线业务以及其他业务的接入。
城域网按照核心层、光汇聚层和用户接入层构成。
具体结构详见下图：
2.2.1城域网核心层（常德公司建设部分略）
2.2.2城域网光汇聚层
根据HFC网络的分布特点以及未来数字电视双向业务的应用要求，在城域网业务接入网关与用户接入层之间，采用以太网无源光网络技术（EPON）接入，将用户接入网汇聚后接入到城域网核心层上，减少中间环节，使整个城域网最大限度地扁平化。
按照未来业务承载的要求，本工程采用FTTB的光接入网模式，EPON覆盖到楼。
考虑到用户消费水平、网络可提供的业务等综合因素，EPON的实际建设按照先覆盖用户密集区域、消费能力强的区域，后覆盖剩余的区域的方式进行建设。
EPON网络由OLT（头端）、ODN（光分路器）、ONU（终端）以及互连光缆组成，采用树状结构组网。
EPON网络中的OLT设备，在整个城域网中，充当网络汇聚层的功能，负责用户接入网的汇聚和业务的分离。
具体的网络方案模型详见附下图：
2.2.3城域网用户接入层
用户接入层主要指楼内用户从用户终端到楼头接入设备之间的网络，原则上采用已经业界大规模使用的通用接入网技术设备，要求设备成熟、稳定、可控、大容量、低成本，用户接入网建设完成后，要求满足五年以上业务接入的需要的传输容量，以减少重复投资。
用户接入网中的入户线和入户端口原则上只配置一线一口，能够同时支撑机顶盒双向数据（峰时平均1.5Mbps）和宽带数据（峰时平均1.5Mbps）的传输，峰值带宽不得小于6Mbps。
用户接入网由楼头接入设备、传输介质和用户接入终端设备三个方面组成。
用户接入网技术有多种，根据目前业界的应用情况分析，确定为五类线接入和EOC接入两种模型，其中EOC接入分为基带EOC和调制EOC两种。
五类线接入模型：
对于已经进行五类线敷设、预留预埋或者新的楼盘，原则上采用五类线接入。
具体的网络方案模型详见下图：
基带EOC模型：
对于已经进行集中网改，用户密度较大（楼头分支器至用户之间的距离不超过200米）的用户，原则上采用基带EOC方式。
具体的网络方案模型详见下图：
调制EOC模型：
对于没有进行集中网改，或用户密度相对较小（楼头分支器至用户之间的距离超过200米）的用户，可采用调制EOC方式模型，具体的网络方案模型详见下图：
2.3IP地址方案
2.3.1IP地址规划原则
IP地址的合理分配是保证网络顺利运行和网络资源有效利用的关键。
对于有线IP城域网，IP地址的分配应该充分考虑到地址空间的合理使用，保证实现最佳的网络内地址分配及业务流量的均匀分布。
IP地址分配要尽量给每个镇区城域网分配连续的IP地址空间；在每个分前端城域网中，相同的业务和功能尽量分配连续的IP地址空间，有利于路由聚合以及安全控制。
IP地址的规划与划分应该考虑到有线业务飞速发展，能够满足未来发展的需要；即要满足本期工程对IP地址的需求，同时要充分考虑未来业务发展，预留相应的地址段。
IP地址的分配需要有足够的灵活性，能够满足各种用户接入如小区用户、专线用户等的需要。
地址分配是由业务驱动，按照业务量的大小分配各地的地址段。
IP地址的分配必须采用VLSM（变长掩码）技术，保证IP地址的利用效率。
采用CIDR技术，这样可以减小路由器路由表的大小，加快路由器路由的收敛速度，也可以减小网络中广播的路由信息的大小。
2.3.2IP地址分配
城域网IP地址分为三类：
设备管理地址、设备互连地址和用户地址。
其中管理地址和互连地址全部采用内网地址，用户地址分为机顶盒终端内网地址、宽带PC终端内网地址、虚拟专线互连内网地址和宽带专线公网地址。
1、设备管理地址
为了实现网络易于维护管理的目的，对各设备需要一个管理IP地址，包括城域网核心路由设备、USR设备、BRAS设备、OLT设备、ONU设备、楼道交换机设备、EOC头端设备（终端设备）等。
根据集团统一规划，石门县采用10个C类段：
172.24.80/22、172.24.84/22、172.24.88/23，共2550个地址。
因地址严重不够（约需5500个），计划自行规划网管地址：
10.254.0.0/16。
2、设备互连地址
湖南有线城域网各核心设备间三层互联，使用2个C类网段：
192.168.0.0/24~192.168.1.0/24。
除省会长沙外，各地市接入CE设备与PE设备间三层互联，使用1个C类网段；省会长沙使用2个C类网段。
每个C类地址共254个可用IP地址。
常德城域网设备互联地址规划范围：
192.168.9.0/24；互连地址都采用30位的掩码，S8808与S8805互连地址192.168.9.1/30；S8808与爱立信BARS互连地址192.168.9.5/30
石门公司现在不配置3层设备，如果以后有需要，届时向集团申请在其预留地址中安排。
3、用户地址
用户地址分为宽带上网地址、机顶盒地址和专线VPN地址，常德城域网分配的地址为
STB业务10.64.0.0～10.71.0.0/13共计8个B
PC宽带上网业务10.162.0.0～10.163.0.0/15,共计2个B
大客户VPN业务10.228.0.0/17,共计2个B
上述地址包括常德市和常德市市所属各县的业务地址。
2.4VLAN配置方案
2.4.1VLAN配置原则
为实现用户精细化管理，减少广播域范围，控制网络流量、减少设备投资、简化网络管理、提高网络安全性，提高网络效率，有线电视双向网用户采用VLAN管理。
考虑到VLAN数量的限制和业务分类的需要，对于个人用户（STB/PC）采用采用二层VLAN标签（Tag）方式，对于集团专线用户，采用单层标签方式。
双层标签中，内层标签由用户接入设备提供，按照每个用户一个VLAN配置，该VLAN代表用户的具体位置。
外层标签由EPON网络中的OLT下行PON提供，采用灵活QinQ技术，以OLT端口位置结合业务流特性配置外层VLAN标签。
外层VLAN标签由PON位置和流特性组成，其中流特性按照PPPOE报头、DHCP报头或其他业务特性分离，其中PPPOE代表PC宽带业务，DHCP代表STB业务，其他业务包括VOIP业务等，PON位置代表用户所在的端口位置。
在城域网内，外层标签统一规划和安排，内层标签按区域可重叠划分，两层标签形成业务和用户的唯一标识。
VLAN标签号以城域网为单位统一规划，规划市必须考虑市州城市和市州所属县级城市的用户。
2.4.2VLAN规划
1、单层VLAN标签：
对于专线业务，考虑到全网的互连互通性，因此必须在城域网考虑标识号的唯一性，因此，以EPON/OLT为配置单位，0－499作为专线VLANTAG号，统一配置用户VLAN号。
500-999作为本县预留VLANTAG号，方便在县范围内开展专线业务。
2、双层VLAN标签：
对于STB业务和PC业务，考虑到EPON光接入网VLAN数量的限制，必须采用两层VLAN才能确保在同一OLT下，具有足够的VLAN数量。
3、两层VLAN标签构成：
内层标签，在1000－4090范围内分配，标识内容为用户地址；外层标签，由业务流类型标识＋PON口位置标识共同构成，类型标识目前仅包括PPPOE报文和IPOE报文两种类型，以后随着业务扩大，逐步增加VOIP、IPTV以及其他各类业务的标识；PON位置全网统一，按位置区分。
两层标签可以精确定位到每一个用户和每一类具体的业务。
TPID（TagProtocalIdentifier标签协议标识）是VLANTag中的一个字段，用来表示VLANTag的协议类型，IEEE802.1Q协议规定该字段的取值为0x8100，可以根据TPID值来识别报文中是否携带对应的VLANTag。
不同厂商的设备可能将QinQ报文外层VLANTag的TPID字段设为不同的值。
为了和这些设备兼容，OLT设备需要提供QinQ报文的TPID值可调功能。
2.4.3VLAN工作机制
1、宽带PC用户和机顶盒用户VLAN工作机制
用户通信由楼道交换机（或EOC头端）提供一个端口，PC终端业务和STB业务共用该端口。
PC采用PPPOE认证，STB采用IPOE认证。
楼道交换机端口上基于用户位置为用户分配不同内层VLAN，上行ONU透传VLAN至OLT的下行PON口。
在OLT的下行PON，启用灵活QinQ机制，按照PPPOE报文报头或者IPOE报文报头分别分配不同的外层标签的标识，结合全网统一的PON口外层TAG规划，分配PON口位置标识，两者共同组成外层TAG。
在OLT上行端口，分别与BRAS和USR相连，其中外层TAG具有PPPOE标识的VLAN业务送BRAS，具有IPOE标识的VLAN业务送USR。
BRAS和USR终结所有的VLAN。
工作机制原理详见下图：
2、城域网专线用户接入网络按照VLAN方式接入
接入模型一：
接入设备为楼道交换机（EOC）
用于商务楼、出租屋内公司对网络传输质量要求不高，价格低廉的用户接入
专线VLAN采用单层TAG标签，标签在接入设备端口加，范围0－499，500-999
OLT设备受到标签范围在0－499的报文，直接转发，由汇聚交换机透传至USR端口。
OLT设备受到标签范围在500-999的报文，直接转发，在汇聚交换机上联口与外网隔离。
USR接收的报文为单层标签后，终结VLAN，进入MPLSVPN。
接入模型二：
接入设备为ONU
用于商务楼、出租屋或者类似视频监控系统等内对网络传输质量和传输带宽有一定要求集团用户接入
专线VLAN采用单层TAG标签，标签在接入设备端口加，范围0－499，500-999
OLT设备受到标签范围在0－499的报文，直接转发，由汇聚交换机透传至USR端口。
OLT设备受到标签范围在500-999的报文，直接转发，在汇聚交换机上联口与外网隔离。
USR接收的报文为单层标签后，终结VLAN，进入MPLSVPN。
接入模型三：
接入设备为ONU
用于集团用户对网络传输质量有较高的传输质量和传输容量的接入
通过光纤或者SDH/DWM将用户接入前端机房，进入MPLSVPNPE接入设备，直接进入MPLSVPN网络
接入模型四：
PVC电路直连
用于集团用户对网络传输质量和传输容量有严格的要求。
采用光纤或者SDH直连将用户进行端到端连接。
工作机制原理详见下图：
三、设备安装工程
3.1分前端机房
分前端机房主要配置EPON和IPQAM设备，本工程不涉及到IPQAM，只对EPON设备做出设计安排（设备祥见设计工程量图）。
3.1.1设备配置
OLT设备既是无源光网络线路连接设备，提供面向无源光纤网络的光纤接口（PON接口），同时在整个城域网中，又要完成网络的汇聚交换功能。
除了提供网络集中和接入的功能外，还可以针对用户的QoS／SLA的不同要求进行带宽分配，网络安全和管理配置。
OLT根据需要可以配置多块OLC（OpticalLineCard），OLC与多个ONU通过POS（无源分光器）连接，POS是一个简单设备，它不需要电源，可以置于相对宽松的环境中，一般一个POS的分光比为4、8、16、32，并可以多级连接，一个OLTPON端口下最多可以连接的ONU数量与设备密切相关，一般是固定的。
在EPON中系统，OLT到ONU间的距离最大可达20km。
OLT设备的技术功能必须达到省广播局颁发的《湖南省有线电视网络双向改造技术规范》中对OLT的定义和技术要求。
3.1.2设备安装工艺要求
1、环境要求
温度范围：
0OC～45OC
相对湿度：
10%～95%（非凝结）
DC：
输入电压－48V～－60V
AC：
输入电压100V～240V
最大输出功率：
根据选定的设备取定，一般按照2KW以下考虑
地阻：
小于4欧
2、OLT设备使用环境为室内设备，采用一体化机箱，机架式安装，安装在19英寸标准机柜上。
3、设备上架
设备安装机柜按正常标准安装在分前端机房内。
确认安装机柜已被固定好，机柜内交换机的安装位置已经布置完毕，机柜内部和周围没有影响交换机安装的障碍物。
要安装的交换机已经准备好，并被运到离机柜较近，便于搬运的位置。
交换机上安装自带的走线架及挂耳。
两个人从两侧抬起交换机，慢慢搬运到安装机柜前。
将交换机抬到比机柜的托盘或滑道略高的位置，将交换机放到托盘或滑道上，推入机柜。
用螺钉将机箱挂耳紧固在19英寸机柜立柱方孔上，将交换机固定到机柜上。
4、地线连接
确认机柜地线排与机房接地的正常连接。
取下交换机的机箱接地孔连接螺钉。
将随机所带的交换机机箱接地线的接线端子套在机箱接地螺钉上。
将第一步中取下的连接螺钉安装到机柜地线排接地孔上，并拧紧。
将接地线的另一端接到为交换机提供的接地条上。
5、电源线连接
确认220V/UPS电源已经正常连接到机柜配电板上。
机柜配电板电源插座必须具有自锁功能。
将交换机随机所带的交流电源模块电源线插入电源模块的插座上。
将防电源插头脱落支架朝左扳，卡住电源插头。
将电源线插入为该交换机提供电源的机柜电源配电板插座上。
6、通信电缆连接
通信电缆的配置与连接关系详见OLT设备通信系统图。
通路连接表贴在机柜内醒目的位置，每根五类线跳线、光纤跳线必须做好通路标签，通路标签和通路连接表严格一一对应。
具体连接严格执行厂家提供安装工艺要求。
3.2光交接箱
3.2.1设备配置
光缆交接箱是光纤接入网中连接主干光缆与分支光缆的接口设备。
可以实现光纤的调度、配线、熔接和存储等功能。
能灵活地满足当前和未来各种通信网络发展的需求。
根据石门现有光缆布局情况在电厂机房平台（需要增加UPS、机柜、空调等设备）、老电力局平台、观潭平台、403队平台、广兴平台、顺心楼平台、华电平台、商务局平台、种子公司平台、肝病医院平台、自来水平台、广电中心前平台、双红平台、晒谷平台、永固平台15处配置光缆交接箱，箱体容量根据需要选择72芯或144芯，设置光交接箱后，现有的光缆网络需要相应调整：
在交接箱区域，确定一根光缆为主干线光缆，该光缆容量同时考虑CATV业务和双向网业务，原光节点与分前端的光缆连接，全部调整到光节点与光交接箱的连接。
3.2.2技术指标
1、系统基本指标：
•本设备主要由箱体和配线单元、熔接单元、存储单元、固缆及保护单元等部分组成
•按室外型设备设计
•光纤单元采用一体化模块设计，调度、扩容灵活
•适用于普通、束状、带状等各种型号光缆
•系统的设计能确保光纤的安全曲率半径
•采用高强度SMC特种合成材料制作，能抵御剧变气候和恶劣环境的影响
规格指标
•最大容量：
箱体容量分为24芯、40芯。
一般选用24芯、40芯。
2、技术指标：
•工作温度:
-40℃～+60℃
•相对湿度:
≤95%（+40℃）
•大气压力:
7OkPa～l06kPa
•防护等级:
IP65级
•连接器插入损耗:
≤0.5dB
•连接器回波损耗≥45dB（PC型）
≥50dB（UPC型）
≥60dB（APC型）
•箱体高压防护地与箱体间绝缘电阻≥2000MΩ/500V（DC）
•箱体高压防护接与箱体间耐压≥3000V（DC）/1min不击穿，无飞弧
•采用落地、架空、挂壁安装方式
3、选型参考：
•外观尺寸（宽×深×高）：
72芯：
800×600×300
144芯：
750x350x1470mm3
3.3楼道设备
按照《技术规范》选购相关设备，用户接入网设备主要安装在楼道口，包括EPON的ONU设备、二层交换机设备、EOC头端设备等。
3.3.1设备安装
楼道设备采用楼道箱安装的方式，所有的楼道设备全部安装在楼道设备箱内，箱内采用固定式安装。
3.3.2电源配置
1、电源容量：
ONU：
10W
楼道交换机：
10W
EOC头端：
20W
2、供电方式：
60V/AC：
如果同轴分配网已经具备了60V/AC供电条件，原则上采用同轴电缆60V/AC供电，如果供电设备容量不足，则必须对光节点供电器扩容。
220V/AC：
如果同轴分配网不具备了60V/AC供电条件，可以采取就地供电方式，采用220V/AC供电。
3、接地方式：
设备机箱配置接地排，机箱内所有设备必须是金属外壳，外壳必须接地。
如果采用60V/AC供电，接地源由供电器统一提供，如果采用就地220V/AC供电，则必须埋设地线，地阻在6-8欧之间。
四、通路组织方案
4.1骨干通路组织（集团建设部分）
4.2EPON通路组织
（附件1：
石门有线EPONPOS分布图）
（附件2：
石门有线EPONONU分布图）
五、工程实施方案
石门双向网络改造工作分照两部进行，第一步进行规模性试点；在规模性试点验收合格的情况下，全面进入双向网改工程阶段。
5.1规模性试点工程
5.1.1实施步骤
1、选择蝶恋花园、电厂生活区，进行50%入户的小规模改造试点。
2、在小规模改造试点基本成功（验收标准见集团公司颁发的规模试点验收规范）的情况下，开始进行大规模试点。
3、选择中心机房、电厂分前端作为EPON的大规模建设试点区域，中心机房端覆盖用户数在0.8万户、电厂分前端覆盖用户数在1万户，入户率在70%以上。
4、对上述规模性试点验收后，即可进入全面网改阶段。
5.1.2要求
1、必须首先建设城域网骨干节点，确保各项业务的正常提供。
2、EPON由于技术成熟和发展有线宽频业务的需要，在试点过程中，可以考虑在网络覆盖范围内，突破试点区域的限制（如易市、新关），在确保试点区域接入网改造试点技术要求的情况下，更大范围覆盖。
试点工作结束后，通过调整不同分前端OLT的接口来重新分配ONU。
3、对于用户接入网的技术选择，考虑五类线接入、基带EOC接入和调制EOC接入等三种接入模式，各种接入技术必须考虑分配网络的现状，对于已经预埋五类线的用户，必须采用LAN+五类线的接入；对于已经进行分配网已经进行集中网改的，尽可能采用基带EOC方式；对于没有进行集中网改的分配网，可以采用调制EOC的接入技术。
4、在试点施工过程中，双向接入网改造和机顶盒升级必须同步进行，改造一户升级一户机顶盒，双向业务开通一户。
在机顶盒3.0双向版本没有正式上线前，升级成2.5版本，双向网开通后，必须确保有线宽频接入业务、VOD业务和时移电视业务开通。
5、在70%接入的情况下，平均每户接入成本不得高于240元（不含EPON设备费用）。
5.1.3试点方案
1、在电厂机房配置一台OLT头端设备。
设备选择中兴公司的C200型号设备。
本期工程配置1块PON接口板，共计4个PON口。
2、本期工程支持的数据业务：
中心前端和电厂分前端覆盖区域的数据业务开通，电厂分前端至电厂家属区最远光链路距离为0.5Km，中心机房至蝶恋花园光链路距离小于2Km，满足OLT至ONU之间的距离（＜20Km）要求。
总覆盖1300户、电厂家属区将光纤放至楼栋。
5.2全面网改工程实施步骤和要求
5.2.1实施步骤
1、确定OLT设备安装位置，建设完成中心机房至电厂分前端、县委分前端的光纤链路。
2、在老公司（县委）分前端再配置一台OLT头端设备，与试点工程配置的中心机房、电厂机房的OLT设备一同构成EPON的OLT头端设备群，完成石门EPON的基本布局。
计划中心机房OLT设备选择H3公司的7502设备，配置3块PON接口板，共计12个PON口，覆盖用户7600户。
老公司（县委）分前端OLT选择xx公司xx设备（待试点完毕后选择设备），配置4块PON接口板，共计16个PON口，覆盖用户16000户。
电厂分前端OLT选择中兴公司C200设备，配置2块PON接口板，共计8个PON口，覆盖用户10500户。
3、根据光交接箱工程的建设进度，安排EPON设备中ONU设备的覆盖建设进度。
4、按照ONU设备的覆盖进度，安排用户接入网设备的建设进度。
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