天津有线台-方案设计

天津有线电视数据骨干网络 设计建议书 （ Version 1.0 ） 目 录 第一章 建网目标及需求简述 一 第二章 骨干网络设计 四 一、几种骨干网络的模式比较 四 二、天津有线电视骨干网络的设计 八 1、现状 八 2、一级节点配置 九 3、二级节点配置 十五 4、光纤收发器配置 十七 5、网络拓朴总图 十九 三、网络设备介绍 二十 四、网络设计特点 二十四 第三章 费用预算 二十六 一、一级节点报价 二十六 二、二级节点报价 二十七 三、光纤收发器报价 二十七 四、总费用 二十七 附录一 网络用户接入方式 二十八 附录二 推荐的几种数据网络服务 三十 第一章 建网目标及需求简述 IP网络技术推动了Internet在全球范围的迅猛发展。随着全球Internet用户数量和Web站点数量的急剧增长，各种应用的不断丰富，对网络带宽的需求也急剧增长，每半年Internet骨干的速率就要增长一倍。骨干速率已从155Mbps发展到了2.5Gbps，向传统电信业发出了挑战。 有线电视宽带数据网络作为当今数据网络运营发展的一个热点，在这种传统通信与现代通信转变的革命中，如何抓住机遇，选择正确的市场切入点，迅速发展，已成为业界人士面临的首要问题。 最近结束的日内瓦通信展号称通信界的奥林匹克，然而传统通信的主角-话音通信在展会上却受到了不约而同的冷落。各种展览无不是为了数据传输和上网，唯一与话音有关的产品就是IP电话，这表明从国际电信业的走向上也将数据网络放在了首要的位置上。 传统电信业一百多年来始终采用以“电路交换”为主的技术路线，话音业务仍占主导地位。由于技术发展的历史原因，传统电信的网络种类繁多，不同的网络承载着不同的业务，话音、数据有着各自的承载平台。随着音频、视频、数据等业务在电信业中的比例不断增加，电信网络的结构正在发生着本质的变化，其整体结构必须进行调整和优化，以适应宽带数据网络的需求。世界各大电信运营商正在思考如何按照新技术的发展需求来改造自己的网络。以包交换技术构造未来的网络，以数据网络承载话音业务取代以话音网络承载数据业务已成为技术发展的必然趋势。 新一代的电信运营商如Qwest、Level3建立的电信网不再基于传统电信网的电路交换机制，而采用IP网络的分组/包交换技术和IP路由技术，并采用高度自愈功能的光环网传输系统，高效地提供语音、图像、数据等多媒体通信业务。国际电联ITU-T已全面启动IP相关标准化的研究工作，由SG13（网络总体组）作为IP相关标准问题的主导研究组，并在SG13专门成产了ITU-TIP专家 组，负责直协调IP的网络体系结构、寻址、管理、传输和接入、IP性能、互通能力及应用研究。而且国际电信聪明顾问委员会（TSAG）认为，到2000年，电信环境将以基于IP的技术为主导。宽带IP技术必将成为通信网络的新技术基础，是未来网络综合（“三网合一”）的核心技术，可以集成视频业务、话音业务和数据业务，成为下一代电信承载网络。 光纤作为下一代接入网络的载体，已成为业界公认的技术。目前各大电信运行商都在以各种方式建设覆盖城市的光纤网络，光纤在未来的10~15年内必将走进千家万户，而且将承载着视频、话音和数据多种业务。因此谁拥有光纤接入网络谁就掌握了未来竞争的主动权。 从资源情况来看，目前许多大中城市的电信局已经在城市内辅设了覆盖城市的大对数光缆，称作光纤到楼，一些城市正在建设，还有一些城市也列入了建设计划。这些光缆系统一但建成，如不加有效利用也是浪费，如利用较小的投资建成一个城域光纤宽带IP网络，既可以有效利用资源，增加服务项目、内容，又可以增强竞争力，以最快的速度占领宽带网络市场。而且利用这一项目可以建成覆盖全市的光纤系统充分占领未来竞争中的有利位置。而且该系统一但建成，更可以利用其带宽优势在网络上提供视频、音频、数据及实时监控等多种服务。 从目前的数据市场来看，主要分为以下几种类型：金融业用户、政府部门用户、大企业用户、中小企业用户及公司用户、教育口用户、旅游行业、及小区的个人用户。 金融业用户包括银行、证券、保险，这类用户租用公用的传输网络构造自有的专用网，目前主要租用电信9.6Kbps~64Kbps数据专线、X.25线、DDN线或帧中继线，尽管用户渴望得到高带宽的传输网络，但由于线路及费用原因电信很难满足；这类用户以城域网为主，同时要求全省的干线，对于每一家银行在一个城市内需要几十条数据线，在省中心到各地市都需要一条干线，目前银行业务以IP传输为主，是最大的潜在用户群，从国外的发展趋势来看，银行网络将发展成为专用网及Internet接入的混合型网络。 政府部门用户包括各政府的职能部门，如计委、统计局、气象、报社等，其应用以IP数据传输为主，要求得到较低价格的高带宽传输网络，这类用户有两种需求，一是本部门上下级之间大数据量的数据交换，二是不同部门之间的数据交换，此外他们都有上Internet的需求，因此我们在建立高速IP传输网的同时要增加Internet服务。 对于大企业、教育口及旅游业用户来说，目前他们的主要需求是建立高速的Internet接入，要能够了解市场，同时要向社会宣传自己的产品，这类用户是高速Internet接入用户。 对于小区的个人用户来说，他们的主要需求是上Internet，在一个小区内可以利用光纤及xDSL作为接入设备，为用户提供一个高带宽的Internet接入网，同时利用我们的高带宽网络可以为用户提供更多的多媒体服务，如VoD、IP网络电话、小区安全监控等。 综合以上分析，在有线电视宽带骨干网络的建设中，应考虑以下原则： · 宽带IP技术必将成为通信网络的新技术基础，是未来网络综合（“三网合一”）的核心技术，可以集成视频业务、话音业务和数据业务，成为下一代电信承载网络； · 光纤在未来的10~15年内必将走进千家万户，而且将承载着视频、话音和数据多种业务。因此谁拥有光纤接入网络谁就掌握了未来竞争的主动权； · 建设一个城域光纤宽带IP网，在网上为用户提供各种传统服务及新兴的增值服务。 网络建设应满足如下目标及需求： · 构造一个大吞吐率高带宽的IP网络交换核心，能够满足各种宽带应用的需求； · 网络能够提供大量低成本、高带宽的接入端口，以用户能够接受的价格，提供高带宽网络服务； · 核心、骨干网络应具有极强的稳定性和容错性能，满足作为通信服务运营商的要求； · 从骨干网络到接入网络都要具有不同方式、不同等级的服务质量（Qos）保证，使网络能够支持视频点播、音频点播、实时监控、话音、网上教学等多种应用； · 作为运营服务平台，网络设计应考虑安全性、计费等功能； · 网络应具有极大的扩展能力，以满足日益发展的网络用户规模和应用规模； · 网络应具有全面的可管理性，能够在大规模的网络上面迅速实现故障隔离及各种网络应用、不同方向网络流量的分析，及时进行网络优化。 第二章 骨干网络设计 一、 几种骨干网络的模式比较 由于Internet的蓬勃发展，从近几年的业务信息流的特性来看，IP已经成为政府机关、金融行业、科研教育、新闻媒体等各行业进行业务处理、信息交换和信息发布的主要载体协议，具有强大的市场基础。同时，随着IP技术自身的发展，CoS、QoS、RSVP等技术的标准化和商品化，在IP上开展语音、视频等多媒体实时业务已经达到完全实用的程度，IP作为统一的应用平台已基本上没有争论，在可预见的将来，IP协议所承载的业务信息量会越来越多，市场占有率会越来越高。因此，直接采用IP技术建设骨干网可以避免协议转换所带来的损耗，起到降低网络建设和维护的成本、提高网络性能和通信效率的效果。 作为承载IP协议的有效、实用的骨干网，应该具有以下特性： ·提供线速的IP路由。 ·提供QoS保证。 ·良好扩展升级能力。 ·能最大限度保护现有投资，实现网络的无缝连接和平滑升级。 目前较为成熟的骨干网模式有以下三种： ·IP over ATM ·IP over SONET/SDH ·IP over Ethernet和IP over WDM技术的结合 1、 IP over ATM IP网传统上是由路由器和专线组成的，用专线将地域上分离的路由器连接起来，构成IP网，随着IP业务的爆炸性发展，这种组网方式显然不能满足高速发展的IP业务的要求，由此出现IP over ATM技术。 ATM技术是IP之后发展起来的一种分组交换技术，克服了IP原来设计的不足，其性能大大由于IP，曾经被看作是B-ISDN的核心。但是由于ATM考虑的过于复杂，过于求全、求完善、求完美，从而大大增加了系统的复杂度，加大了设备的价格。而且，在网络发展的同时相应业务开发没有跟上，ATM始终没有找到主导业务（如Web对于IP那样的主导业务）。 ATM作为IP业务的承载网具有以下优点： ·提供高速点对点连接，大大提高IP网的带宽性能。 ·提供优良的网络性能，完善、成熟的QoS保证。 同时也存在两个必须解决的问题： ·ATM的通信方式是面向连接的，而IP是不面向连接的，要在一个面向连接的网络上承载一个不面向连接的业务，有很多问题需要解决，如呼叫建立时间、连接持续期等。 ·ATM是以ATM地址来寻址的，IP通信是以IP地址来寻址的，IP地址和ATM地址之间的映射是一个很大的难题。 从网络整体的性能角度出发来考虑，ATM有两种方式来支持IP over ATM： ·ATM作为链路，使用ATM的永久性虚电路将地域上分离的路由器连接起来。在这种工作方式中，ATM只是作为链路将若干路由器连接起来，不参与IP网的路由功能，因而这种IP网仍是一个路由器网，没有改变IP网的整体性能，只是提高了某些部分的传输速率。 ·ATM作为网络，参与IP网的路由功能，由于ATM的路由及其他指标要大大优于普通路由器，因此可以在网络性能方面大大提高IP网的性能，不仅提高了传输速率也大大缩短了传输时延。以网络的形式支持IP网的最合理算法是MPLS。 尽管IP over ATM，特别是ATM以网络形式来支持能获得很好的网络整体性能。但IP over ATM的技术进展比较缓慢，特别是MPLS的标准化工作尚需时日，使得ATM仍不能满足业务高速发展对带宽的要求。目前ATM还存在着支持IP业务的粗糙性和低效性问题，而且ATM实际骨干带宽最高为622M，与其他几种技术的相比，带宽是最低的。 2、 IP over SONET/SDH SONET/SDH是由传统电信网络设计思路发展而来的一种具有高可靠性、高速率、高效率的同步数字光纤网。 IP over SDH（POS）技术将IP数据包先封装在PPP协议帧中，然后再把PPP帧放入SDH的净荷中，IP over SDH实质是以SDH作为IP数据包的物理传输网络。 SDH是基于时分复用的，在网管的配置下完成半永久连接的网。在IP over SDH 中，SDH只可能有一种工作方式，既SDH只可能以链路方式来支持IP网。SDH作为链路来支持IP网，由于它不能参与IP网的寻址，它的作用只是将路由器以点到点的方式连接起来，提高点到点的传输速率，它不可能从总体上提高IP网的性能。这种IP网其本质上仍是一个路由器网，IP整网性能的提高将取决于路由器技术的发展，随着千兆位路由器的出现，在网络干线上采用IP over SDH来传输高速率数据流成为可能，目前在SDH上的传输速率可高达2.5GB。 由于目前还不能将千兆位路由器所带来的技术突破推广至普通路由器，除非全网全部采用千兆路由器，否则就不可能从整体上提高IP网的性能。而且SDH是依靠网管来完成端到端的半永久性连接的配置，对于一个大网来说，完全依靠网管来配置是不可想象的，因此，千兆位路由器（IP over SDH）只可能存在于干线，用以疏导高速率数据流。 3、 IP over Ethernet和IP over WDM技术的结合 由于历史的原因，以太网在局域网的市场占有率达到90%以上，在绝大多数的网络设计中，不管骨干采用何种技术，都必须考虑到与以太网互联的问题。近几年，以太网技术突飞猛进，由以太网（带宽10Mbits）发展到快速以太网（带宽100Mbits），到目前实用的千兆以太网（带宽1000Mbits），到将来的太位以太网（带宽1000Gbits，标准正在制定中），以太网带宽在以两三年一个数量级的速度增长，表现出强劲的扩展性能，而且上述所有的以太网全部采用统一的帧格式，使各种以太网之间可以实现无缝连接和平滑升级。同时随着光纤传输技术的成熟与发展，以太网已经突破局域网的限制，其传输距离可达百公里以上。 在传统的IP over Ethernet中，Ethernet作为IP的承载网并不参与IP路由，还是一个典型的IP路由器网，整网性能依赖于路由器的性能。随着第三层交换技术的出现，将IP路由功能集成于以太网交换机上，通过硬件实现IP的线速路由，VLAN技术的出现又将以太网划分成多个虚拟网络，各个虚拟网络之间隔离广播，有效的防止了广播风暴，提高网络的可靠性和安全性。同时还提供端到端的QoS保证，使多媒体业务的传输质量得到保证。 IP over WDM(波分复用)，是将IP直接放在光纤上进行传输。目前，在光纤上可以两种帧格式的传输，第一种是SDH帧格式，另一种是以太网帧格式，由于SDH帧格式过于复杂，很多用于管理和维护等功能的比特对IP网是无用的或用处不大。采用以太网帧格式，可以实现和以太网的无缝连接，为以太网提供高速率的干线流量。 综上所述，以上几种骨干网模式的特点如下： ·IP over Ethernet和IP over WDM相结合的方式是利用千兆以太网作为网络平台，由以太网提供线速路由、QoS保证，由IP over WDM提供高带宽骨干线路，具有低成本、高带宽的优势，能够保护现有投资，实现网络的平滑升级和无缝连接，同时随着WDM技术的不断发展，具有强大的扩展和升级能力，是目前比较合适的选择。 ·IP over ATM采用ATM作为IP协议的网络承载平台，能够提高IP网整网性能，提高IP路由速度，提供完善的QoS保证。但是也存在着ATM技术复杂，设备成本高，对IP业务的支持比较粗糙、效率较低，技术发展缓慢，带宽相对较低等缺点，而且网络的维护、扩展、升级比较复杂，成本较高。 ·IP over SDH是利用SDH作为网络平台，具有高速率、高可靠性的优势，但是其成本和后期维护费用要远高于其他几种骨干网构造方式。而且，SDH采用时分复用（TDM）技术，与IP协议的统计复用技术不能实现无缝连接。从网络升级的角度考虑，近几年SDH线路增长速率较慢，升级费用较高。 二、天津有线电视数据骨干网的设计 根据前面的分析和天津有线电视数据骨干网的实际情况，在网络设计时，采用IP over Gigabit Ethernet技术，并且提供IP over WDM的扩展能力。 1、现状分析 天津有线电视数据骨干网的节点分布如图（一）所示： 图（一） ·由图（一）可以看出，天津有线电视数据骨干网一级节点有八个，二级节点有十二个。一级节点中，有线台是整个网络的核心，各一级节点之间的网络连接形成网络主干线，由于红桥、东丽两个二级节点处于一级节点之间，网络主干线要贯穿这两个二级节点，为保证网络干线的带宽和性能，红桥、东丽应当作一级节点处理。 ·各节点之间的距离最近为3公里，最远为46公里，已敷设好单模光纤，由于距离原因，各节点之间需使用光纤收发器进行转发。 ·由于天津有线电视数据骨干网的应用规模，一级节点主交换机背板处理能力应大于40GB。 ·一级节点之间提供千兆互连，二级节点提供千兆上连，每个节点应提供一定数量的千兆端口作为服务器连接端口，同时提供大量10/100M端口用作下连网络或者用户接入。 2、一级节点配置 一级节点之间的连接构成天津有线电视数据骨干网的主要干线，应具有高带宽、高端口密度、高性能保证的特点。其网络拓朴结构如图（二）所示： 图（二） ·在一级节点中，有线台的情况较为特殊，我们放在后面讨论。其他一级节点配置一台带集成路由的高性能千兆位交换机，提供线速多层路由交换，提供一级节点间的高速互联，推荐使用朗讯公司的Cajun P550交换机，可以提供45.76Gbps的背板交换速率，每个一级节点的Cajun P550主交换机配置一个4端口千兆模块，提供两个千兆位端口通过TRUNK方式与其他一级节点互连，可提供全双工4GB的干线传输速率，如果需要可通过四个千兆位端口以TRUNK的方式提供8GB的干线传输速率，具有灵活的主干线带宽扩展能力，而且，提供完备的冗余备份能力，当其中某个千兆端口出现故障时，主干线的数据通讯不中断，可通过TRUNK中的其他端口继续交换数据。 ·每台Cajun P550配置两块千兆位多层交换模块，总共提供四个千兆位端口，其中一个千兆端口用于与下级节点互连，提供全双工2GB的传输速率，一个千兆端口用于连接高性能服务器，另外两个端口以TRUNK方式与同一级节点的下一级交换机互连，提供全双工4GB的传输速率，同时提供容错功能。而且，千兆位多层交换模块集成有第三层交换功能，能够大大提高第三层包转发能力，提高整个网络的性能。 ·每台Cajun P550配置一块10/100M多层交换模块，提供12个10/100M端口，用于下连网络或者服务器的连接，此模块同样集成有第三层交换功能，提高第三层交换的能力和效率，提高整个网络的性能。 ·为保证网络的可靠性，为每一个Cajun P550提供三个冗余备份电源。 ·每个一级节点配置多台可堆叠的高性能交换机，提供高密度的10/100M端口，用于下连网络和用户接入，推荐使用朗讯公司的Cajun P330交换机。每个一级节点总共配置六台Cajun P330交换机，通过堆叠模块以菊花链的方式相连，堆叠总线速率可达8Gbps，如图（三）所示： 图（三） 总共提供两个千兆位端口，通过TRUNK的方式与主交换机Cajun P550连接，提供224个10/100M端口，用于下连网络和用户接入或者服务器的连接。为保证网络的可靠性每个堆叠提供两个备份电源，一个备份电源为三台Cajun P330提供冗余备份。 ·有线台是整个网络的核心，大部分交换数据要通过线台，其数据传输负荷最大，而且有线台需要提供的千兆连接端口数在一级节点中是最多的。因此，在有线台配置两台Cajun P550，每台分别配置两块四端口千兆模块，其中两块用于与其他一级节点互连，每两个端口作成一个TRUNK，与其他一级节点用法相同，。两台Cajun P550通过另外一块四端口千兆模块以TRUNK方式连接，提供全双工8GB的互连速率。两台Cajun P550总共配置四块千兆位多层交换模块，总共提供八个千兆位端口，其中三个千兆端口用于与三个二级节点互连，分别提供全双工2GB的传输速率，三个千兆端口用于连接高性能服务器，另外两个端口以TRUNK方式与同一级节点的下一级交换机互连，提供全双工4GB的传输速率，同时提供容错功能。总共配置两块10/100M多层交换模块，提供24个10/100M端口，用于下连网络或者服务器的连接，此模块同样集成有第三层交换功能，提高第三层交换的能力和效率，提高整个网络的性能。每一台Cajun P550配置三个冗余电源，保证网络的可靠运行。 有线台配置六台可堆叠的高性能交换机Cajun P330，提供高密度的10/100M端口，用于下连网络和用户接入，通过堆叠模块以菊花链的方式相连，堆叠总线速率可达8Gbps，如图（三）所示。总共提供两个千兆位端口，通过TRUNK的方式与主交换机Cajun P550连接，提供224个10/100M端口，用于下连网络和用户接入或者服务器的连接。为保证网络的可靠性每个堆叠提供两个备份电源，一个备份电源为三台Cajun P330提供冗余备份。 ·由于各一级节点间最短距离为3公里，最远为34公里，因此各节点之间的连接需要通过光纤收发器转发，推荐使用Nbase公司的千兆位光纤收发器EM316G/S1（0-6Km）、EM316G/S2（0-30Km）、EM316G/S3（0-60Km），根据节点之间的距离选用不同型号的光纤收发器。 一级节点所构成的网络拓朴结构如图（四）所示： （a）一级节点拓朴图 (b)有线台拓朴结构图 (C)其他一级节点拓朴结构图 图（四） 一级节点组成的干线网络总共提供116个千兆位端口，2372个百兆位端口，具体应用如表（一）所示： 不带集成路由的千兆位端口 带集成路由的千兆位端口 不带集成路由的10/100M端口 带集成路由的10/100M端口 一级节点间互连 40 \ \ \ 节点内部互连 28 20 \ \ 连接高性能服务器 \ 24 \ \ 与二级节点互连 \ 4 \ \ 下连网络或用户接入 \ \ 2240 132 表（一） ·一级节点具体网络设备配置如表（二）所示： 产品代码 产品描述 数量 4589-067 带集成路由的全冗余Cajun P550交换机(包括多层管理模块、全冗余交换元素和三个冗余电源) 2 4589-041 Cajun P550 Open Trunk Feature Set 2 4589-023 Cajun P550 4端口短波千兆模块(850nm) 4 4589-062 Cajun P550 带集成路由的两端口短波千兆模块 4 4589-061 Cajun P550 带集成路由的十二端口10/100BASE-TX模块 2 4705-056 可堆叠交换机Cajun P333T,24端口 10/100M, 1个扩展槽 6 4705-062 Cajun P330 16 端口10/100TX 上连模块;X330T16 5 4705-058 Cajun P330 2 端口 1000Base-SX 上连模块;X330S2 1 4705-064 Cajun P330 堆叠模块;X330STK 6 4705-065 Cajun X330RC 堆叠冗余模块 1 Cajun SMON stack license for the P330 1 4705-057 Cajun P330/P120 备份电源 2 4709-003 网络管理软件CajunView/OV for Windows and smonmaster 1 （a） 有线台配置 产品代码 产品描述 数量 4589-067 带集成路由的全冗余Cajun P550交换机(包括多层管理模块、全冗余交换元素和三个冗余电源) 1 4589-041 Cajun P550 Open Trunk Feature Set 1 4589-023 Cajun P550 4端口短波千兆模块(850nm) 1 4589-062 Cajun P550 带集成路由的两端口短波千兆模块 2 4589-061 Cajun P550 带集成路由的十二端口10/100BASE-TX模块 1 4705-056 可堆叠交换机Cajun P333T,24端口 10/100M, 1个扩展槽 6 4705-062 Cajun P330 16 端口10/100TX 上连模块;X330T16 5 4705-058 Cajun P330 2 端口 1000Base-SX 上连模块;X330S2 1 4705-064 Cajun P330 堆叠模块;X330STK 6 4705-065 Cajun X330RC 堆叠冗余模块 1 Cajun SMON stack license for the P330 1 4705-057 Cajun P330/P120 备份电源 2 (b)其他一级节点配置 表（二） 3、二级节点配置 二级节点与一级节点的互连以及二级节点之间的互连构成天津有线电视数据骨干网的分支部分，二级节点通过一个千兆口与一级节点或另一个二级节点互连，提供全双工2GB的传输带宽，其拓朴结构如图（五）所示： （a）一级节点与二级节点互连 (b)二级节点之间互连 图（五） 每个二级节点配置多台可堆叠的高性能交换机，提供高密度的10/100M端口，用于下连网络和用户接入，推荐使用朗讯公司的Cajun P330交换机。每个一级节点总共配置六台Cajun P330交换机，通过堆叠模块以菊花链的方式相连，堆叠总线速率可达8Gbps，如图（三）所示。总共提供两个千兆位端口，与一级节点或其他二级节点互连，提供224个10/100M端口，用于下连网络和用户接入或者服务器的连接。为保证网络的可靠性每个堆叠提供两个备份电源，一个备份电源为三台Cajun P330提供冗余备份。 由于二级节点与相连的一级节点或二级节点间最短距离为14公里，最远为46公里，因此各节点之间的连接需要通过光纤收发器转发，推荐使用Nbase公司的千兆位光纤收发器EM316G/S2（0-30Km）、EM316G/S3（0-60Km），根据节点之间的距离选用不同型号的光纤收发器。 二级节点所构成的网络拓朴结构如图（六）所示： （a）二级节点网络拓朴图 （b）二级节点内部结构图 图（六） 二级节点组成的分支网络总共提供20个千兆位端口，2240个百兆位端口，具体应用如表（三）所示： 千兆位端口 10/100M端口 一级节点与二级节点互连 4 \ 二级节点之间互连 12 \ 连接高性能服务器 4 \ 下连网络或用户接入 \ 2240 表（三） 二级节点具体网络设备配置如表（四）所示： 4705-056 可堆叠交换机Cajun P333T,24端口 10/100M, 1个扩展槽 6 4705-062 Cajun P330 16 端口10/100TX 上连模块;X330T16 5 4705-058 Cajun P330 2 端口 1000Base-SX 上连模块;X330S2 1 4705-064 Cajun P330 堆叠模块;X330STK 6 4705-065 Cajun X330RC 堆叠冗余模块 1 Cajun SMON stack license for the P330 1 4705-057 Cajun P330/P120 备份电源 2 表（四） 4、 光纤收发器配置 选择的千兆位光纤收发器为NBASE千兆位光纤收发器。NBASE公司是美国MRV的全资子公司，在光纤通信技术上具有独到的优势，其千兆位光纤波分复用设备及各种光收发设备独步同行。目前其普通千兆位产品有三种型号： EM316G/S1: 0-6km EM316G/S2: 0-30Km EM316G/S3: 30-60km 光纤连接设备配置表如表（五）所示： 节点 EM316G/S1 EM316G/S2 EM316G/S3 备注 有线台 2 7 2 · 有线台到津南29.5Km使用S3 · 有线台到南开6Km使用S2 · 红桥区、东丽区节点由于处在骨干线路上，配置为两路全双工千兆口，使用2对收发器 · 所有骨干连接为4Gbps全双工网络 · 其它二级网络节点的连接为2Gbps全双工网络 和平区 2 南开 4 红桥区 4 河北区 4 河东区 4 河西区 4 东丽 2 2 塘沽 2 2 开发区 2 1 汉沽 1 1 宁河 1 北辰 1 1 武清 1 1 宝坻 2 蓟县 1 西青 1 1 静海 1 津南 1 1 大港 1 合计 4 40 16 表（五） 5、网络拓朴总图如图（七）所示： 图（七） 三、网络设备介绍 1、 Cajun P550 天津有线电视数据骨干网一级节点的主交换设备推荐使用朗讯公司的Cajun P550第三层千兆位以太网交换机。 Cajun P550交换机是朗讯科技千兆位交换系列产品的代表之作，Cajun交换机具备有高带宽、无阻塞、优质的管理能力和可靠的多媒体支持等技术，可以最大限度地满足未来网络的需求。 朗讯科技P550交换机强劲的容错结构，无单一故障点并提供先进的服务等级/服务质量（CoS/QoS），从而将带宽与扩展性无缝地结合起来。P550具有业界领先地45.76Gbps的交换带宽，可以满足园区骨干网络和高性能工作组环境对带宽的需求。 主要特点： ·背板带宽：45.76Gbps ·交换吞吐量：22.88Gbps ·第二层交换可高达33Mpps ·第三层路由可高达18Mpps ·第二层及多层（第二层/第三层）模块 ·容错式风扇、电源、开关、链路和管理 ·独特的Open Trunk虚拟网协同工作能力 ·支持CoS/QoS/RSVP Cajun P550交换机是以ASIC技术为核心设计的，它包括： ·队列管理：业务量优先级和优化多点广播的队列管理引擎 ·虚拟网：支持第一层（基于端口）、第二层（基于MAC地址）和线速的第三层（基于协议）虚拟网（VLAN）地址过滤引擎 ·路由引擎：对传统的IP和IPX业务的路由选择可扩展至每秒分发18M个信息包 业界领先的带宽 Cajun P550交换机具有7个插槽，带宽可达45.76Gbps，是目前市场上其他千兆位以太网交换机的2-3倍。P550交换机提供六个可用的I/O插槽作为媒体模块，并支持24个全双工千兆位以太网络端口，120个10/100M以太网端口或60个光纤快速以太网端口。 P550交换机的均衡结构能够确保随着模块的增加，其交换或路由能力仍可满足宽带要求，从而保证了网络的完整性和吞吐量。P550的交换结构扩展性极强，远远超过了市场上其他低带宽交换机的总线共享和存储器共享的设计结构。此外，该交换机第二层交换的传输效率总计可达每秒33,000,000个信息包（PPS），提供第三层路由也可达18,000,000pps。 集成路由 使用多层（第二层/第三层）模块，可以将Cajunp550交换机配置成一个完全可扩展和互通的基于线速的第三层路由器(IP及IPX)。每一个多层管理模块和多服务模块上都可在基于线速传输的第二层交换基础上增加了第三层路由的功能，吞吐量为1,500,000或，3,000,000pps。此外，第二层和多层模块可任意组合，并可置于同一机框内，使您能够灵活地配置网络。 P550地搜索组（Hunt Group）功能可以将多个交换链路上的带宽集合到一个单一的逻辑组上，从而增大容量、提高容错性、均衡网络负荷。 灵活的虚拟网 与其它的千兆位以太网交换相比，P550交换机能使虚拟网具有更大的灵活性。朗讯科技独特的Open Trunk技术能使不同厂商提供的虚拟网标记格式互通。P550不仅IEEE802.1Q标准，而且支持两种即将被认可的标准，包括3Com的LinkSwitch VLT和一种被广泛使用的多层标记。Open Trunk可解释这三种不同 帧格式的VLAN信息以及服务等级信息，使得虚拟网能够在多个标记域中互通协作。 可扩展性 Cajun P550交换机可以进行基于硬件的多点播送筛选——只将IP多点播送业务量发送给与多点播送组有关的端口，多点播送筛选技术允许这信息只发送给真正需要它们的网段，这便可节约宝贵的带宽。它可通过以下两种方法得以实现：一、对能识别多点播送组地址的IP多点播送因特网组管理协议（Internet Group Management Protocol IGMP）信息包进行“侦听”；二、支持IEEE802.1p组地址登记协议（Group Address Registration Protocol GARP）. P550交换机也对较低速链路进行流量抑制，使这些链路不至于被广播风暴、未知目的或未知的多点播送所淹没。 网络管理员可以利用Cajun P550交换机来创建千兆位规模的搜索组，使多个交换机到交换机的链路能参与到一个单一的逻辑组进行运作，这样就使得连接的容量更大、扩展性更好、容错性更强、并能均衡网络负荷，在链路出现故障时也可迅速地进行恢复。当一个搜寻组中的某条链路上出现故障时，通信量将自动在剩余端口进行重新分配，网络不会因此而停止运作。P550既能支持标准的IEEE802.1D生成树（Spanning Tree）结构，也支持双层跨目录树结构，从而提供更好的扩展性和更强的容错能力。 强大的容错能力 由于一开始就被设计位骨干交换机，P550具有完整的容错结构，而无单一故障点。P550采用无源背板，能支持N+1个热切换、共享负荷供电系统。如果交换机的一个风扇出现故障，网管软件即提醒用户在机器运行过程中将一个风扇进行热切换，而无须关闭交换机。 P550交换机的所有模块均可以进行热交换。此外，ASIC支持N+1的容错交换部件，一旦检测到某个纵横式交换部件出现故障，就会立即自动启动热备份部件，使Cajun P550交换机的搜寻组和生成树功能可以使您在校园网中配置额外的容错能力。 基于万维网的全面管理 P550具有全面的基于万维网的管理系统，只需在支持帧通信的万维网浏览器上进行点击就可进行交换机的配置。该系统还包括在P550交换机管理模块中进行的、基于RISC的Cajun万维网代理软件。每种标准的Cajun P550交换机都带有管理模块，可以万维网位基础完成所有内置的自我诊断、虚拟网管理、RMON监控和配置管理。 管理人员可以通过运行在Windows NT或Windows 95上的基于JAVA的CajunView管理系统来管理和配置多个朗讯交换机，并提供基于HP OpenView环境下的支持。 基于SNMP的Cajunview管理系统允许进行完整的拓扑映像、综合拖放式虚拟网管理、性能管理、配置管理即综合告警及事件日志。另外P550也可以使用命令行界面进行配置和管理。 2、Cajun P330 天津有线电视数据骨干网一级节点和二级网点中需要提供大量10/100M端口，推荐使用朗讯公司的Cajun P330可堆叠千兆位以太网交换机。 朗讯公司Cajun P330可堆叠千兆位交换机是朗讯公司屡获大奖的Cajun千兆位以太网交换产品家族的新成员，为中小型企业和高性能工作组环境提供了无可比拟的速度、性能和可扩充性。 主要特点： ·Octaplane 8Gbps背板交换引擎 ·最多支持10个交换机堆叠 ·堆叠具有冗余性 ·带有备用电源 ·具有拥塞控制 ·符合802.1Q/p划分VLAN和优先权 组建强大的网络变得十分简单 Cajun P330堆叠式交换系统首次以堆叠式交换机的价格，提供了模块化交换机的功能和端口密度、电信级的可靠性和构件简化性经过专门设计的Cajun P330，在一个堆叠中最多可以支持640个10/100base-Tx端口、140个100Base-Fx端口或40个1000Base-X端口。每台Cajun P330交换机都在背面带有一个扩展槽，用来容纳8Gbps的Octaplane背板交换引擎。 多层交换 通过在堆叠中简单地增加一个全功能Cajun P330R堆叠式多层交换机，可以为网络提供强大的第三层和第四层语音、视频和数据交换能力。Cajun P330能够提供由于电信级QoS的服务质量。 无单一故障点 朗讯为堆叠式交换机提供了模块化交换机的容错能力。Cajun P330堆叠式交换系统在堆叠级、LAG级和端口级等三个层次上提供了冗余性，确保数据流不会中断。Cajun P330备用电源（BUPS），为堆叠提供同样容错的不间断电源。最后，Cajun P330带有两个风扇，确保不会出现系统过热的单点故障。 四、网络设计特点 1、高带宽 在天津有线电视数据骨干网的设计中，一级节点之间的两台Cajun P550分别提供两个千兆以太网端口，通过TRUNK的方式互连，可以提供全双工4GB的干线传输速率。有线台内部的两台Cajun P550分别提供四个千兆以太网端口，通过TRUNK的方式互连，可以提供8GB的内部互连速率。 在每个一级节点内部，Cajun P550和Cajun P330分别提供两个千兆位以太网端口，通过TRUNK的方式互连，可以提供全双工4GB的内部互连速率。 一级节点和二级节点互连，由一级节点的Cajun P550和二级节点的Cajun P330分别提供一个千兆位端口，提供全双工2GB的传输速率。 在Cajun P330堆叠中，提供8GB的堆叠总线，相当与为堆叠提供高速的背板速率。 通过以上这些连接，使天津有线电视数据骨干网从干线到分支网形成真正的千兆位数据交换能力，为各种增值服务提供了充足的带宽保证。 2、 高数据处理能力 在每个一级网点中的主交换设备Cajun P550具有业界领先的数据处理能力，背板速率可达45.76Gbps，交换吞吐量高达22.88Gbps，第二层交换高达33Mpps，第三层路由高达18Mpps。 而且，在与同一级节点的Cajun P330的连接、与二级节点的Cajun P330的连接和与高性能服务器的连接中，提供具有集成路由功能的多层千兆位模块和多层百兆位模块，数据进入多层模块后，由模块自带的ASIC芯片提供第三层路由，无需再经过管理模块提供路由，从而实现第三路由的分布处理，大大提高系统的数据处理能力，每个多层模块的第三层路由可达3Mpps。 3、 电信级的CoS/QoS保证 在天津有线电视数据骨干网的设计中，一级节点和二级节点所采用的Cajun P550和P330均可以提供端到端的CoS/QoS保证。 通过两个优先队列支持八级优先权标记，并支持802.1p标记，可以基于不同协议、MAC地址、VLAN号、TCP端口号等来提供CoS/QoS保证。 4、 网络的安全性能够得到充分保证 Cajun P550和P330具有地址过滤引擎，用于线速查找第一层（基于端口）、第二层（基于MAC地址）和VALN，提供三级安全防护，第一种是基于端口的安全策略，可以根据实际应用情况，禁止某个端口的通讯。第二种是基于MAC地址的安全策略，主要用于同一虚拟网内部的安全防护，通过对交换机的MAC地址过滤功能的设置，可以允许带有合法MAC地址的数据包通过交换机，禁止所有带有非法MAC地址的数据包的通过，达到安全防护的的安全防护。第三种是基于IP地址的安全策略，主要用于不同虚拟网之间问控制列表，对某一虚拟网而言，只允许合法用户的进行访问，禁止非法用户的入侵。 5、 电信级的容错能力 首先，在网络干线的设计上提供完备的冗余功能，在一级节点之间和一级节点内部Cajun P550和P330之间，通过TRUNK的方式连接，当TRUNK中的一个端口发生故障时，数据可以自动由另一端口转发，不会影响网络的可靠性。 在Cajun P330堆叠中，提供冗余的堆叠总线，其连接方式如图（三）所示，提高堆叠的可靠性。 其次，在设备的配置与选择上，充分考虑容错功能。Cajun P550配置三个冗余电源，提供冗余风扇、开关、链路和交换元素。每个Cajun P330堆叠配置两台后备冗余电源电源，一个备份电源为三个P330提供冗余备份，同时提供冗余风扇。Nbase的光纤收发器提供冗余电源，提高收发器的可靠性。 6、 良好的扩充性能 每一个一级节点的主交换设备Cajun P550都具有六个可用的I/O插槽，目前都留有两个槽位作为扩展用。网络干线的传输速率可扩展至8GB，与二级网点之间的互连可扩展至4GB。 每个Cajun P330堆叠最多可扩展至10台设备堆叠，最多提供640个10/100base-Tx端口、140个100Base-Fx端口或40个1000Base-X端口。 7、 强大的网络管理 配置朗讯公司的Cajun View网络管理软件，以图形的方式进行网络监控、网络故障分析和流量分析。而且，Cajun P550具有全面的、基于浏览器的管理系统，可以进行自我诊断、虚拟网管理、RMON监控和配置管理。Cajun P330配置有SMON管理模块，提供对P330的远程网络管理。 第三章 费用预算 一、一级节点设备报价（美元） 产品代码 产品描述 单 价 数量 合计 4589-067 Fault-Tolerant Cajun P550 Switch with Integrated Routing(indludes Multilayer Supervisor Module,Fault-Tolerant Switching Elements and Three universal input voltage 400W Supplies) 42082 11 462902 4589-041 Open Trunk Feature Set 422 11 4642 4589-023 4-port 1000BASE-SX Short Wave Module FDX(850nm) 16770 13 218010 4589-062 Cajun P550R with ingegrated Routing 2port 1000BASE-SX Module 12129 22 266838 4589-061 12-port 10/100BASE-TX Module with Integrated Routing 11707 11 128777 4705-056 Cajun P333T, Stackable Switch 24 ports 10/100, 1 Exp. Slot 6242 60 374520 4705-062 Cajun P330 16 port 10/100TX uplink;X330T16 4680 50 234000 4705-058 Cajun P330 2 port 1000Base-SX uplink;X330S2 4360 10 43600 4705-064 Cajun P330 Stacking module;X330STK 1086 60 65160 4705-065 Cajun X330RC Redundant Cable for Stacking 156 10 1560 Cajun SMON stack license for the P330 1255 10 12550 4705-057 Cajun P330/P120 Backup Power Supply 4367 20 87340 4709-003 CajunView/OV for Windows and smonmaster 9734 1 9734 总计 1909633 表（六） 二、二级节点报价（美元） 产品代码 产品描述 单价 数量 合计 4705-056 Cajun P333T, Stackable Switch 24 ports 10/100, 1 Exp. Slot 6242 60 374520 4705-062 Cajun P330 16 port 10/100TX uplink;X330T16 4680 50 234000 4705-058 Cajun P330 2 port 1000Base-SX uplink;X330S2 4360 10 43600 4705-064 Cajun P330 Stacking module;X330STK 1086 60 65160 4705-065 Cajun X330RC Redundant Cable for Stacking 156 10 1560 Cajun SMON stack license for the P330 1255 10 12550 4705-057 Cajun P330/P120 Backup Power Supply 4367 20 87340 总计 818730 表（七） 三、光纤收发器报价（美元） 产品代码 产品描述 单价 数量 合计 NC316BU-16/AC 16 Slot Chassis with 90-240v AC Power supply 880 20 17600 NC316-16RSPAC Redundant Power Supply for NC316BU-16/AC 288 20 5760 EM316G/S1 1000BASE-SX to 1000BASE-LX, 0-6Km 3256 4 13024 EM316G/S2 1000BASE-SX to 1000BASE-LX, 0-30Km 6322 40 252880 EM316G/S3 1000BASE-SX to 1000BASE-LX, 30-60Km 8628 16 138048 总计 427312 表（八） 四、总费用：$3,155,675 附录一：网络用户的接入方式 目前的用户类型主要分为： ·集团用户 包括政府机关、企事业单位、公司等。 ·小区用户 主要指个人上网。 1、 集团用户 集团用户的特点是用户集中，用户数量大，所有用户通过同一个的接口接入骨干网，用户自身通过局域网互联。 在这种情况下采用可以利用骨干网交换机上的一个或多个端口，通过双绞线或光纤以以太网的方式将集团用户直接接入骨干网，可以提供较高速率的接入速率，如图（八）所示。 图（八） 采用双绞线或光纤直接接入的方式，在集团用户接入端配置一台10/100M的接入交换机，可以通过一个端口与分区交换机相连，提供全双工20M或200M的接入速率，也可以通过多个端口以TRUNK方式与分区交换机相连，最大可提供全双工800M的接入速率，对于目前所能提供的各项增值服务，包括视频、语音等多媒体业务，这样的接入带宽应该能够满足用户需求。 采用光纤通过以太网的接入方式，具有接入简单，结构清晰，接入带宽大，相比较传统的DDN专线接入而言，初装费用要低，维护要简单，对集团用户而言，是一种经济、高效、实用的接入方式。 以接入一个集团用户为例，假设需要敷设一段两公里光纤，其费用为￥20,000，两端的光纤收发器的费用为￥10,000，所以接入该集团用户的费用为￥30,000。 2、 小区用户 小区用户的特点是，用户数量多，分布较广，多为单独入网，多数家庭不能承受过多的入网费用，这一类用户的接入可以通过光纤到小区，然后双绞线到户的方式接入。如图（九）所示： 图（九） 采用这种接入方式，家庭用户的计算机配置以太网卡，通过双绞线与分区交换机的一个端口相连，独享10M的接入带宽，能够满足目前的数据信息和多媒体信息对带宽要求。 以一个小区为例，假设小区有100户，每户平均敷设50米双绞线，总共为5000米双绞线，费用为￥15,000。假设需要敷设一段两公里光纤至小区，其费用为￥20,000，两端的光纤收发器的费用为￥10,000，所以接入该小区的总费用为￥45,000。 附录二 推荐的几种数据网络服务 有线电视宽带数据网作为一个新兴的运营项目，能为用户提供什公样的服务？以怎样的价位提供服务？作为用营商开拓市是一个很重要的课题。我们将自己现知的一些应用方向推荐出来，以供参考。 1、 挑战传统的专线接入业务： 作为传统的专网及专线接入服务，到目前为止基本上使用9.6Kbps~64Kbps或最高2Mbps的接入方式构造自已的专网，或是接入Internet，目前使用的接入方式主要有X.25、Frame Relay( 帧中继 )、DDN、ISDN或电话拨号。其中电话拨号主要用于Internet、ISDN目前的普及率还不高，用户主要用它来作备份线路。而前三种则是构造专网的主力。X.25目前有大量的用户在使用，但前景不被看好。帧中继在我国的普及率很低，DDN目前有大量的用户。但是传统电信通信的技术及资费问题，使用户无法承担高带宽的优质服务。其主要问题在于： · 电信公司将数据传输作为一种基本业务在运行，由于传统的原因导致其机构庞大，运行费用过高； · 由于在传统的话音交换型网络上承载数据业务需要大量的维护人员和各种资源（如线路、设备等），因而电信无法提供高性价比的数据传输服务，例如价格可为用户接受的10Mbps以太网接口； 近年来山东省的有线电视网络发展迅速，尤其是在数据网络方面与电信直接展开了竞争。从这方面我们可以得到第一手的分析资料。青岛市作为山东有线电视的一个代表，首先开通了高速光纤城域网络，与青岛电信竞争，结果在今年中国银行山东省分行的网络改造中，选择有线电视数据网络作为其高速网络的依托，这样有线电视台直接在青岛市得到一百多个数据网点的运行服务项目。由此可以看到一个机遇，作为电信一手垄断的银行专网用户并不是不可改变的；其实，近年来由于用户对电信的独家经营意见很大，只是苦于没有可选择的余地，这样有线电视数据网的建设正好满足用户这一需求，可以说是应用而生。 目前电信64Kbps的DDN线路月租费标准为2520元/月，我们考虑到用户批量和竞争等因素，每租出一个10Mbps端口的价格预计为平均1500元/月，则，不同规模下的投入及回报见下表（单位：万元）： 用户规模 100 200 500 1000 2000 投资 基本投入 2000 2000 2000 2000 2000 接入端投入 100 200 500 1000 2000 投入合计 2100 2200 2500 3000 4000 收入 初装费 50 100 250 500 1000 平均租费1500元时回报 180 360 900 1800 3600 总投资回收期 11.6年 6.1年 2.7年 1.6年 1.1年 以上所列的是此网络运行中最基本的线路租费，因为该网上还有多种其它服务，每种服务还将产生不同的回报，但是所有的增值业务都是依托此网而产生的，其它的回报此处不再分析。 2、 提供全市的基于IP的可视电话业务： 目前基于IP的可视电话技术已完全商品化，但它要求较高的带宽资源，如使用传统的昂贵的电路交换网络支持IP可视电话，由于成本问题很难进入商业服务的领域，但目前我们可以较低的成本构造2Gbps的全市骨干，对于较大规模的集团用户，以及接入本网的用户，我们可以通过一台廉价的NT平台构造一个基于H.323的IP可视电话交换网关，为网上用户提供可视电话服务，在骨干网络建成的基础上，该投入将非常小，而且可以开辟一个全新的通信服务领域。如每个交换用户只收取一定的固定基本费用必可以吸纳大量的用户。 3、 Internet高速接入服务： 这项服务面向集团用户。如：各种中小规模的公司是高速上网的最大的渴求者，其它各种规模的公司也只能以64K~2M的专线方式接入Internet，如果我们以同样的成本为用户提供10Mbps的Internet服务，一定可以吸引大量的用户上网。而且在高档的住宅区同样可以这种方式为用户提供服务。预算：假设从有线台分中心到某栋楼光纤距离5公里，楼内有30家企业，则有线台的投入为5公里*1万元/公里+1万元（光收发器及网络设备）=6万元，月收入为1500元/企业*30=45000元，平均每用户的建网费为60000/30=2000元；这是一种中小企业可以接受的网络服务，而且选在商户密集的区域可以收到很好的回报。 4、 网上教学系统： 目前，中学教育是一个全国性的热点话题。在全市范围内，市中心高等级学校与边缘地区的学校从师资到教学都存在着很在的差距；通过的线电视的宽带数据网络，结合重点中学的教学和师资，可以组成一个高质量、大范围的高中重点辅助教学网，网上可以包括高中辅导和初中辅导，将几所有名的重点学校的辅导材料、教学录像放在网上，甚至可以在网上进行双向教学，目前这一类应用已经可以商品化，重要的是进行教学组织。这是一个经济效益和社会效益双丰收的投资项目。其关键在于能够利用宽带数据网络将重点学校的高级师资人材及教学经验为社会共享。而作为组织者，有线电视一但建成宽带数据网络其余工作将很容易。 5、 全市交通监控： 这是一个充分利用带宽资源的项目。由于有线电视宽带数据网络基本可以覆盖城市的所有重点地段；在这一基础上利用目前的IP图像传输技术就可以构成覆盖全市各交通路口的图像监控系统，在市交通指挥中心可以集中监视各路口的交通状况，统计各路口路段交通流量，并可利用录像设备对交通违章进行；构成多功能全方位的交通指挥控制系统。 6、 市政府基于IP的电视会议系统： 这一系统可以利用有线电视宽带网构成后远距离低成本的宽带资源，对市政府及类似行政组织结构的单位提供电视会议服务；基于IP的电视会议系统在成本上要优于传统方式的电视会议系统，而有线电视又具有充足的带宽资源，利用宽带网上的Qos服务质量保证体系完全可以提供这一类服务。 � EMBED Visio.Drawing.5 ��� � EMBED Visio.Drawing.5 ��� � EMBED Visio.Drawing.5 ��� Cajun P330 � EMBED Visio.Drawing.5 ��� � EMBED Visio.Drawing.5 ��� � EMBED Visio.Drawing.5 ��� 4GB Cajun P330 Cajun P550 Cajun P330 Cajun P550 Cajun P550 4GB 8GB � EMBED Visio.Drawing.5 ��� � EMBED Visio.Drawing.5 ��� � EMBED Visio.Drawing.5 ��� _1003053259.vsd _1003140174.vsd _1003643928.vsd _1003644007.vsd _1003140361.vsd _1003056103.vsd _1003051444.vsd _1003051574.vsd _1002971887.vsd _1003041672.vsd _1002956626.vsd