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XXX公司宽带城域网工程可行性研究报告.docx2.2扬州通信业务发展现状
2001年扬州市邮电业务达到20.7亿元，最近5年年均增长率为23%。截止2001年12月底，全市互联网用户数达到12.3万户，目前，扬州各主要的宽带业务运营商共有用户1.7万户，其中LAN用户0.7万户，业务用户数成倍增加，仍具有极大的增长空间。由于宽带上网具有投资小、建设快、收益高的特点，市场竞争日趋激烈。
2.3 XX公司宽带城域网业务开放分析
根据XX公司宽带城域网的技术特点及IP应用发展情况GB 51162-2016 重型结构和设备整体提升技术规范(完整正版、清晰无水印).pdf，规划期内XX公司宽带城域网网络拟开放以下几类主要业务：
（1）IP宽带上网业务
IP宽带上网业务主要面向家庭用户和小企业，用户通过以太网技术接入到宽带IP城域网，经过汇聚后接入到的汇聚层（核心层）后向IP城域网内部或外部转发数据流量，接入端口速率一般在10/100Mb/s 。
专线接入主要面向大的企业用户，用户有自己的企业网，通过专线方式接入IP城域网的接入路由器，用户通过FR、ATM等专线方式接入到接入网中，通过接入网承载N*64Kb/s、2Mb/s、10/100Mb/s等速率，接入到XX公司IP城域网所设置的专线接入路由器。
（3）虚拟专用网（MPLS VPN/IP－VPN）
（4）基于MPLS技术的FR/ATM传送业务
帧中继业务目前是一种应用较为广泛的传送业务。Cisco在基于MPLS的网上成功开发出透明传送FR/ATM应用的技术，并在AT&T的网上获得成功的应用。在该应用中，位于网络边缘的FR/ATM网络的PVC被映射到能够穿过MPLS网络的专门建立的LSP上，FR/ATM的包被封装在MPLS的包中；在MPLS网络的出口，将FR/ATM的包从MPLS包中提取出来。
VISP服务的基本思路是：运营商通过带宽批发方式为ISP提供接入端口和网络，各每个VISP分配一个特服号码。用户拨号上网时，根据不同的特服号码被自动连接上所属的VISP。每个VISP需要同运营商通过一定的结算方式进行费用结算，支付运营商的资源占用费及服务费。分为：物理端口出租、虚拟端口出租。
IDC是伴随着互联网不断发展的需求而发展起来的网络基础设施（业务），为ICP、企业、媒体和各类网站提供大规模、高质量、安全可靠的专业化服务器托管、空间租用、网络批发带宽以及ASP、EC等业务。
目前业务预测普遍采用的预测方法有：
根据本工程的具体条件，拟主要采用方法（1）、（2）和（6）并结合方法（4）进行预测，综合取定结果。
2.3.2 用户量预测
用户量预测是网络流量预测和收入预测的基础。扬州地区宽带IP业务目前处于高速发展期，XX公司现在开始切入宽带IP业务，历史数据也不充分，不确定因素较多，因此数据的预测较为困难。通过对国内省内市内INTERNET市场的分析，结合扬州市现有主要宽带IP运营商业务发展现状分析，进行综合预测。根据工程满足期的要求，本次用户预测期以2009年12月底为限。
本次预测的用户类型主要是LAN上网家庭用户、LAN上网商业用户、专线用户（包括增值专线，如MPLS VPN/IP－VPN用户，基于MPLS技术的FR/ATM传送业务）。用户量预测结果详见附表1。
2.3.3 业务流量预测
流量预测需要可靠的流量统计数据、合理的模型为基础，通过对同类运营商现有业务数据的分析，类比确定XX公司宽带IP城域网所考虑的开放的业务种类及用户模型如下，各种类型用户数量以用户预测为基础。专线上网用户：专线用户一般采用64Kbps、128 Kbps、256 Kbps、512 Kbps、2Mbps、2Mbps以上等系统速率用户，VPN用户一般采用2Mbps、2Mbps以上等系统速率进行企业局域网互联或远程访问等业务，通过分析其他电信运营商的每月专线用户统计数据，取定各种专线用户的比例，详见表1。
表1 宽带IP城域网用户比例取定表
网络流向流量特性决定着网络如何疏通市内各业务汇接区域之间的业务和出市业务，用以合理设置各节点间的网络拓朴及中继带宽。由于用户对网络的访问以跨本地区和出市信息源为主，同时基于网络结构的局限，业务流量只能通过星形结构的中心Catalyst 6509交换机；在核心层面，采用了DPT环结构，有效带宽可达到1.44GB/S；城域网出口带宽达到1GB/S。经测算，XX公司IP城域网各节点不存在网络瓶颈问题。
3 工程建设的必要性及可行性
3.1 工程建设的必要性
互联网信息产业巨大的发展空间的吸引
盘活XX公司存量资产的需要
2002年中国电信集团公司和中国网络通信集团公司重组后，XX公司取得了30%的长途光缆资源，而目前XX公司业务种类相对比较单一，企业发展空间狭窄。如果不能建设新的业务网络，光缆资源将不能得到充分利用，甚至造成闲置现象，不但影响了企业运营效益，而且造成了国民财富的浪费。XX公司宽带网络公司开展宽带IP城域网业务，可以盘活企业存量资产。
提高XX公司市场竞争力的需要
3.2 工程建设的可行性
巨大的业务发展空间是扩建的前提条件
良好的网络资源条件是扩建的保证
扬州市的信息网络已形成一定规模，在各干线已经铺设了光缆，除了提供传统的话音业务以外，多余的光纤还可用于数据网络，并具备提供视频会议、视频点播等多媒体应用的基础。在这样的传输线路上建设XX公司宽带城域网，能充分利用已有的资源，建立起高带宽、高性能、高容量的网络平台，让各类信息在这条信息高速公路上迅速交换和传输。
XX公司在信息网络建设与运行维护方面经过多年的努力，已建立了相对完善的组织保障体系，培育了大批年轻的技术人才和管理人才，积累了大量可贵的工程建设与网络维护经验，为本工程的顺利实施提供了组织保证。
XX公司IP城域网工程设计的总体目标是：网络结构简单、可靠性高、性能高、扩充性高、可维护性高、便于业务开展和运行。建设过程中应遵循以下技术原则：
选用先进与成熟的技术；
系统容量的配置和网络结构不仅要满足当前业务的需求，也应考虑到今后开放的各种业务的需求，确保网络服务质量；
遵循规范标准的网络管理、认证、计费及业务管理体制；
随着网络标准和软件版本的更新，现有的技术和设备能够向上兼容；
在整体网络技术结构的框架下尽量做到界线分明，便于独立维护和开展业务；
能支持多种介质联接，支持多种网络技术，如ATM、FR、电路等，支持多种端口类型，如V35、BNC、光纤SC、快速以太等，实现高速网络和低速网络的无缝连接；
所有设备均可满足用户的目前需求，又能扩展以保障用户的将来升级。在基本网络框架下的网络、端口、服务器等具有较好的扩展性。
立足IP宽带接入、VPN等现有业务开展的需要，在确保业务服务质量的同时，可以引入新型增值业务；并充分考虑新型增值业务对网络及其支持系统的要求。
根据XX公司宽带IP城域网具体建设内容如下：
建设完整的宽带IP城域网，包括用户驻地网、楼道交换机、小区交换机、汇聚交换机、核心层网络的建设；
建设网管、认证、计费等业务支撑系统，满足规划期内业务发展需要。
建设VOD增值业务平台；
配套的机房、电源工程建设。
通过本工程的建设，使XX公司宽带IP城域网的用户接入能力、网络平台处理能力、业务支撑能力可以满足规划期内的业务发展需要。
4.2.2 网络层次结构
根据IP城域网的建设特点，XX公司宽带IP城域网网络划分为核心层、汇聚层、接入层3个层次，核心层和汇聚层合称为城域网骨干网，接入层又分为接入汇接层和用户接入层。
核心层网络负责进行数据的快速转发以及整个城域网路由表的维护，同时实现与IP广域网的互联，提供城市的高速IP数据出口。核心层节点设置应重点考虑可靠性。选用高性能的路由器组建核心层节点。
汇聚层网络负责扩展核心层设备的端口密度和端口种类，扩大核心层节点的业务覆盖范围，汇集分散的接入点，进行数据交换，提供流量控制和用户管理功能。选用高性能的三层交换机组建汇聚层节点。
4.2.3 骨干网络技术选择
构成IP高速数据传输链路的IP骨干网，目前的主流技术有3种，即IP over ATM，IP over SDH以及IP over Optical，其传输模型如图1所示。
图1：传输技术技术模型
下面对这三种方案进行简单介绍和分析。
（1）IP over ATM技术
IP与ATM的结合是面向连接的ATM与无连接的IP的统一，也是选路与交换的优化组合，可以综合利用ATM的速度快、容量大、多业务支持能力的优点以及IP的简单、灵活、易扩充和统一性的特点，达到优势互补的目的。但其 网络体系结构复杂且重复，ATM与TCP/IP都具寻址、选路和流量控制功能，开销损失达25%以上 。
（2）IP over SDH技术
（3）IP over Optical技术
在光纤上直接传输IP数据包需要选择一种帧格式，即选择一种分帧方法。目前，网络中主要有两种帧格式：SDH帧格式(PoS)和以太网帧格式(GE)；密集波分复用(DWDM)技术的商品化提供了另一种方法，将采用波分复用，然后用千兆位(G位)或太位(T位)路由交换机进行路由交换，即IP over DWDM。另外，最近2年开发的IEEE 802.17协议规定的RPR技术，也是一种IP over Optical技术，Cisco公司提出的DPT技术即是近RPR技术。
综合比较以上三种主流技术，IP over Optical省掉了中间的ATM层与SDH层，减化了层次，减少了网络设备；减少了功能重叠，简化了设备，减轻了网管复杂性，特别是网络配置的复杂性；额外开销最低，传输效率最高；通过业务量工程设计，可以与IP的不对称业务量特性相匹配；还可利用光纤环路的保护光纤吸收突发业务，尽量避免缓存，减少延时；下一步可以采用不同波长来承载不同的协议与业务从而代替了ATM业务汇集平台。从投资成本方面考虑，由于IP over Optical省掉了昂贵的ATM交换机和大量普通SDH复用设备，简化了网管，又采用了波分复用，节省了大量光纤和再生器，其总成本可望比传统电路交换网降低一到二个量级。
因此，建议选用IP over Optical技术。
如上所述，IP over Optical有以下几种实现技术：
GE技术采用千兆以太网帧格式，由于以太网帧格式与IP数据包是一致的，是一种经济有效的方法。而且广域网、城域网和局域网使用统一的以太网帧格式可以无缝连接，大大简化设备，降低成本。另外，速度更快的万兆位以太网10xGE的标准也正在发展中。
GE技术的缺点是带宽仅为1Gbps，尽管可通过通道技术提高网络带宽，但需要更多的光纤或WDM设备，扩展性受到限制。
POS技术采用SDH帧格式，需要将IP数据包装入SDH帧，这一点和IP over SDH是一样的，但省去了SDH传输层，从而节省了成本。
POS技术的缺点是需要增加拆装设备SAR，成本比GE要高。
SDH分帧方法主要用在广域网上，远距离传输需要使用SDH电再生器，有时需要和SDH设备连接时使用，速率一般为2.5Gbps或10Gbps。
两根光纤同时传输数据，同时采用空间复用和统计复用，网络带宽分段使用，使带宽得到至少两倍的提高；
一个环上的节点数可以最高至128，单端口速率可以最高至10Gbps，地理范围可以像SDH一样扩展到足够的程度；
直接支持和增强各种IP业务，例如VoIP、VPN等业务DLT1283-2013 电力系统雷电定位监测系统技术规程，而且更加稳定可靠，为经营者带来更丰厚的增值服务利润；
简单的环形结构和自动发现机制使网络设备的配置变得十分简单；统一网管。从物理层到链路层到网络层全部三层的网络管理不再需要不同的网管系统。
采用了SONET/SDH帧结构，因此可在所有主要的光纤传输网络中运转，包括：暗光纤、波分复用（WDM）、SONET/SDH点对点和环。这种结构的透明性允许DPT在一种混合的环境中应用。例如，一个DPT环可以有几个节点用暗光纤连接，同时又有几个节点通过SONET/SDH和/或WDM设备相连接。DPT也可完全工作在SONET/SDH或WDM传输中，在这种情况下，DPT功能将使带宽效率达到最高，使传输设备的IP功能发挥得淋漓尽致。
（4）各种宽带技术的比较
DPT技术与POS技术相比，其优点主要在于可以动态使用带宽，使带宽的利用率得到大大的提高，并避免了点对点连接的限制，减少了端口数的需要。
DPT技术还与POS技术一样，避免了ATM技术的协议复杂性、信令系统和过高的信头开销，并且由于直接支持IP，无需IP包的拆分和重组，从而大大提高了交换机的处理能力，并降低了设备的价格。
GE技术与上述几种技术相比，则在可靠性、扩展性等方面不能满足大型服务性营运商网络的需求。千兆以太网技术的主干可靠性一般由所谓的TRUNK技术(在Cisco 即GEC技术)来提供，不仅耗费更多的端口，而且在切换时间、网络自愈等方面远远不能用足光纤网络的潜力，不能满足大型营运级IP网络的要求。换而言之，千兆以太网技术以其低价、简单的技术路线，更适合于园区网主干，或者小型服务商的中小型城域网主干。
下面的表格简单地描述了这些技术的特点。值得指出的是，在一个小型、简单的网络中，采用GE技术组网的性能价格比确实较高，但在一个大型、复杂的网络中，采用DPT技术组网的性价比则最高，原因在于SRP环形结构对端口数的需求很少。
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