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中圖分類號:TN915.03 文獻標識碼:A
3G代表了移動通信的未來發展方向,是移動用戶和移動業務發展的必然趨勢,從光網絡的發展趨勢來看,在光傳送網中引入控制平面,通過ASON來快速提供業務,并實現業務的端到端調度和保護,將是3G傳輸發展的重要方向。以SDH為基礎,可以實現TDM/ATM/IP綜合業務的統一傳送的MSTP技術將肩負起3G網絡傳輸的重任。要組建3G傳輸網,就必須充分考慮支撐3G網絡的城域傳輸設備與3G無線設備各種接口間的對接關系和帶寬需求,保證語音的實時傳輸和數據業務的高效傳輸,以及網絡的安全、可靠。
1網絡的接口類型和傳輸需求
1.1傳輸網上的配置
就WCDMA網絡設備在傳輸網上的配置看,3G接入網絡主要依賴城域傳輸網來提供傳輸支撐。城域傳輸網有三層結構,即接入層、匯聚層和核心層。對于傳輸網的建設,人們最關心的就是Iub、Iur、Iu三種物理接口,在R99和R4版本中,這三種接口都有定義,其接口類型及速率等級(業務容量)等,都會對城域傳輸網的組網方式產生直接的影響。從接口的類型看,3G網絡的傳輸仍然以標準的E1、STM-N和用于傳送數據的POS口為主導,從3G傳輸接口的角度看,SDH網絡仍是3G首選的傳送手段,沒有傳輸層面執行ATM終結處理等上層無線網絡設備所要完成的任務。
1.2 SDH技術在3G傳輸網中的應用
SDH環路在網絡性能監視、故障恢復及可靠性方面有著優勢,非常適合時間敏感型語音業務的需求。基于技術成熟性、可靠性和總體成本等方面的綜合考慮,以SDH為基礎的多業務解決方案仍將在可預見的未來扮演重要角色,這一點在城域網應用領域顯得尤為突出。Iu-CS、Iu-PS等接口的帶寬需求是考慮在基站業務總量的基礎上、根據話務模型收斂的,話務模型定要根據3G業務的規劃和合理的用戶預測才能得出。
1.3關于3G傳輸網絡可以充分利用現有的PDH或SDH傳輸網絡,而不必對現有的傳輸網絡全面更新,除非因容量受限而不得已而為之。基于傳統的SDH的E1透傳方式組建的3G傳輸網絡,本質是采用了傳統的SDH組網技術,即NodeB采用E1(或IMAE1)接口,RNC采用E1(或IMAE1)或信道化的STM-1接口,兩者之間通過傳統的SDH網絡實現透明傳輸的技術。這里,采用E1顆粒進行3G基站業務的傳輸是最好的方式。
1.3.1基站覆蓋具有數量多、分布廣的特點,如以單個基站的業務帶寬為1~4個E1設置,并以2Mbit/s帶寬進行業務調度和匯聚傳輸,就可充分提高城域網傳輸資源的利用率。
1.3.2由于現有的SDH傳輸網絡都是以2Mbit/s(VC-12)為基本調度單元的,在設備的交叉設計中充分考慮了2Mbit/s業務調度容量的需求,因而可以對業務傳送給予充分的支持而不需對設備進行升級。特別是由于3G業務是封裝在E1信號中通過傳輸網透明傳送的,傳輸層管理簡單,運維成本低,而且業務與基礎網絡的關系定位非常清晰,因此有利于網絡的后續發展。
3G無線接入網絡中的Iu,Iur,Iub接口均基于ATM協議,僅要求點到點的連接,因此完全可以通過各無線設備內置的ATM交叉連接功能,直接在E1或SDH傳輸網絡上實現高效的傳送,而無需再由傳輸層提供ATM網絡交換功能。另外,由于基于傳統的SDH組成的3G傳輸網有兩個完全不同的層面,3G網絡在完成業務層ATM信元交換、調度和匯聚后,就可以經過SDH網絡設備進行透明的傳輸,其層次是分明的,結構是清晰的。
2 3G傳輸建網方案
2.1核心網的承載方案
由于R4版本核心網的電路域采用的是承載與控制相分離的移動軟交換架構,故R4核心網(電路域和分組域)可以采用IP或TDM來承載。采用TDM來承載必須沿用傳統的層次化結構,同一層面內的MGW必須建立全連接,組網復雜,而采用IP網來承載,則由于IP網本身是個包交換網,各MGW之間的流量可以通過IP尋址來實現,消除了TDM方式下物理電路的全連接,大大簡化了網絡結構,有利于網絡的扁平化。
2.2無線接入網的傳輸建設方案
根據3G建網模式,RNC與核心網設備通常安裝在中心節點中,一般不需要經過傳輸網進行傳送,另外Iu和Iur接口的業務已經過RNC的處理和收斂,部分傳輸業務可以直接提供透傳處理或ATMVP-RING提高帶寬效率。因此,連接RNC與NodeB的Iub接口是傳輸的主要業務。由于Iub可采用IMAE1或ATMSTM-1,不同接口的選擇對傳輸組網的要求也不盡相同,從而使傳輸組網面臨比較復雜的局面。
3 3G傳輸的網絡規劃
3G網絡及業務的固有特點決定了其對承載傳輸網的特殊需求,因此搭建與3G網絡配套的基礎傳輸網是3G網絡建設的重要步驟。在網絡建設之初,對傳輸網進行科學的規劃顯得尤為重要。我們在進行3G傳輸網絡規劃時應重點分析3G網絡的接口類型和傳輸需求、3G網絡的傳輸容量需求。
3.1在3G網絡的接口類型和傳輸需求方面,3G接入網絡主要依賴城域傳輸網來提供傳輸支撐。對于傳輸網的建設,我們最關心的實際上是Iub、Iur、Iu三種物理接口,這三種物理接口的類型及速率等級直接影響了城域網的組網形式。其中Iu主要需要ATMSTM-1/4接口;關口局之間的傳輸主要是MSC、PSTN及ISDN之間的電路域傳輸需求和GGSN與Internet關口局之間的分組域傳輸需求。不同CN之間的傳輸需求主要采用ATM155接口。
3.2在3G網絡的傳輸容量需求方面,3G傳輸的帶寬流量計算是較為復雜的問題,主要牽涉到用戶數目、用戶的話務量、基站的覆蓋密度,以及數據業務的發展趨勢。在進行傳輸網的規劃時,還應該考慮傳輸網的利用率,如果初期規劃過大,投資很難收回;如果規劃過小,則傳輸網絡將被迫進行頻繁升級。雖然通過與GSM網絡的業務對比,我們可以對3G傳輸的帶寬流量進行初步的估計,但網絡建設時則要按照話務模型和業務量進行詳細計算。對比GSM基站與3G基站的容量,3G基站配置成3×1載頻扇區模式時,支持的語音用戶數比2G基站多50%,在3G數據業務充分發展后,大約有60%的基站將升級為3×2載頻扇區模式,因此按同等規模的用戶量類比,3G網絡的傳輸容量最終應該是現在GSM網絡容量的3倍左右。
3.3 3G網絡相對2G網絡,將為用戶帶來更豐富的數據業務。3G對傳輸網絡的最大影響就是對數據業務的支持,考慮到數據業務從無到有、從小到大的發展軌跡,傳輸網絡將會面臨著從低容量、小顆粒和簡單結構到高容量、大顆粒和復雜結構的變化。同時傳輸網絡不可能像業務網絡那樣根據用戶的增加進行簡單的容量增加,往往需要在網絡建設初期規劃出中長期數據業務的承載,初期規劃的彈性和未來數據業務的支持成為3G傳輸網建設能否成功的關鍵。
結語
基于目前比較成熟的SDH技術和現有的網絡資源,以及3G建網初期的業務量、投資成本等方面的考慮,采用基于傳統的SDH純透傳的方式,在網絡末端輔以局部的HubNodeB的匯聚功能,不失是一種既簡單又高效和有諸多優點的3G傳輸網絡建設方案。通過以上對3G網絡架構、接口及其使用方法等方面的討論,可以得出:特別是目前各運營商的骨干傳輸網都是比較完善的,寬帶資源也比較豐富,本地網/城域網也都基本采用了SDH環網,如果有剩余的帶寬,完全可以將現有的傳輸網絡資源用于3G業務的傳輸。
參考文獻
[1]彭偉峰.傳輸網絡故障對WCDMA移動網絡的影響[D].北京:北京郵電大學,2011.
近年來醫療系統對于信息化的依賴日益凸顯,特別是網絡技術的應用讓醫療系統的工作更加快捷便利。相關文獻指出,一個國家醫療信息化的水平可以通過以下進行階段性劃分:醫院管理信息化、醫療臨床管理信息化以及局域網醫療衛生服務。其中,臨床管理信息化是以采集病人信息、存儲病人信息、處理病人信息為核心,為相關醫療從事者提供醫療相關的工作基礎數據和服務,進而提高相關的工作質量和效率的一種行業信息化。在實際應用中,主要的臨床管理信息化系統有,病人床邊信息系統、醫療圖像系統、反射信息系統以及病歷系統等等。隨著醫療信息化的深入,越來越多的信息化系統將在醫療行業中投入使用,其將極大促進醫療行業信息化的發展。其中無線網絡作為當前信息化的一個重要手段,在醫療信息系統中擔負著不可或缺的作用。文章將從無線網絡在醫療系統中的應用現狀出發,對當前無線網絡在醫療系統中的網絡規劃和安全性進行探討,并提出相關對策。
2 無線網絡在醫療系統的應用現狀
當前無線網絡已開始廣泛應用在醫療工作中,例如醫生利用移動設備進行病房工作的相關工作,對需要的病人病史和臨床檢查結果數據進行查詢和錄入,不需要電腦和有線網絡;護士可以使用PDA對病人的相關條形碼進行識別,可以快速查找出需要的藥品、醫生建議以及注意事項,簡化工作的同時也使得工作安全性提高;另一方面對病人的日常照顧以及相關的醫療,可以通過移動無線網進行實時的數據監控。當然,上述舉例子的基礎在于大數據的處理和數據的共享,此處所指的數據共享包括醫院部門與部門之間的數據共享、醫院與社區之間的數據共享、醫院部門與醫生個人間的數據共享、醫院部門與護士個人間的數據共享。數據的共享來源于網絡傳輸,特別是在醫療圖像的處理上,要實現高清無誤的圖片傳輸,對于無線網絡的帶寬要求是一個明顯的挑戰。
另一方面,由于信息技術的發展和網絡技術的循序漸進,在無線網絡的實現上,傳統局域網的有線網絡接口無法完全滿足當前的醫療信息化需求,相關線路和接口的老化也成為醫療信息化的一個瓶頸。因此在實際工作中,必須結合實際在權衡經濟效益和現有設備的情況下,對網絡覆蓋面進行擴張、并適當增加接入點,實現信息化的全方位提升。
對于現有的有線網絡進行全面改造是不符合實際的,因為大量的有線局域網設備更新是一個人力物力花費較多的系統工程,特別是目前相關的系統還有依賴有線網絡的需要。另一方面,由于當前無線網絡技術的發展和相關業務的需要,相關醫療單位已經在現有的基礎上建設規劃無線網絡,相關醫療信息化系統已從傳統的有線局域網轉向無線網絡提供服務。因此在以往的有線網絡基礎上應用無線網絡進行醫療業務工作是醫療信息化發展的必然要求。
3 醫療無線網絡的規劃與建設
在實際應用中,醫療系統的無線網絡的規劃在醫院或其他醫療單位由于實際環境和應用的軟件系統不一樣而不同,因此無法一一列舉,不同的規劃思路有不同的優勢。此處僅以一個實際方案為例,對一個醫院內部無線網絡規劃建設提出一種思路。根據實際工作環境,醫療信息系統需要服務器(包括web服務器、FTP文件服務器、DHCP服務器等多種服務器),需要與外部Internet進行數據交換,實現無線傳輸與外部數據查詢。基于此,總體的方案拓撲設計如下:
總體拓撲的核心在于一個三層交換機。交換機通過防火墻連接外部的WEB服務器以及路由器再連接到Internet實現與外部數據的共通。再之,其在內部網絡中連接包括FTP服務器、DHCP服務器在內的服務器群,并通過樓層交換機與無線路由AP進行連接實現無線網絡的覆蓋。
在多個樓層的醫院里,從網絡層次化管理的角度出發,可以在樓層中部署相關的二層交換機,并且通過在樓層中分布均勻的無線路由AP進行數據傳輸與交互,實現無縫覆蓋。而樓層中的二層交換機將通過光纖(樓距和樓層比較大時)連接到核心三層交換機,三層交換機作為網絡的核心將數據送往外部Internet,為了信息安全的考慮在連接外部路由器時,網絡規劃提供了一個性能較好的防火墻實現網絡隔離。由此可見,三層交換機是設計中的核心,其在應用中,網絡管理人員可以利用VLAN以及MACE地址技術將醫院內部的PC機MAC地址與VLAN進行綁定,并與此同時劃分不同部門、不同職能的VLAN進行網絡管理。DHCP服務主要應用于對于網內PC機IP的劃分,在安全性上考慮可以采用NAT轉換實現內網與外網的互聯。對于相關重要的部門,依靠VLAN管理無法完全提高其安全性能,例如比較核心的財務部門的財務系統、病人的病歷系統等等,因此可以通過ACL控制訪問列表控制其他用戶的對該部門的相關網絡的訪問權限,相關安全性在實際工作中需要進一步結合實際進行考量。
除此之外,重要數據庫服務器可以部署在內網內,而提供外網數據服務的Web服務器則可以根據需要置于防火墻的DMZ區供外部查詢訪問。最后,在無線控制器上對無線路由的功率進行自動調整,以避免由于單點故障造成的信號覆蓋不完全,并且實現整網的信號強度均勻,避免由于單點功率過大而造成的信號自擾和沖突。在整個無線網的部署中,可以利用自動RF技術對接入點和干擾信號進行檢測和定位,去除非法接入和干擾。利用其實現的動態信道分配可以避免無線路由之間的信號重疊造成的沖突與干擾,并實現對在用無線路由的功率和流量負載的監控,并適時進行控制實現全網流量負荷的均衡。
在規劃建設中必須考慮相關建設的準則有:包括考慮后期信息系統的升級以及接入容量的擴大,在設計時留有充分的升級和后續擴充的可能,并且符合相關的國際標準和行業標準,使無線網絡具有兼容性和開發性;實現系統運行的可靠性和安全性是醫療信息系統的基本要求;同時,方便維護人員管理和維護,并且能夠提供良好的接入性能。
4 醫療系統無線網絡的安全性
如上所述,安全在醫療系統無線網絡中顯得相當重要,甚至不僅僅是一種技術風險,這種風險存在于數據安全、資產保護以及醫療工作業務開展流程。而有關文獻指出,安全風險的存在在于2方面――漏洞和威脅。對于無線網絡在醫療系統中存在的漏洞如若構成威脅其就是醫療信息化的一個風險,而在威脅存在中的漏洞也是一種可以產生無法估量后果的風險。因此,此處根據實際的無線網絡在醫療系統中的建設存在的相關問題,對醫療無線網絡的安全風險進行淺析。
4.1 醫療無線網絡信息的竊取
對于醫療信息系統來說,數據涉及多個方面,例如病人的病歷、醫療財務、醫生建議和醫院的資源等等,這些都可能成為相關非法竊取的目標。由于無線局域網利用公共開放的電磁波作為網絡傳輸媒體,能夠穿越任何故障物(只要在規定的區域范圍和覆蓋范圍內),其提供便利的同時也使得任何一個無線客戶端都擁有接入能力,接收到該無線信號并采用該無線信號進行傳輸,這使得非授權客戶端在無線網內的竊聽和非法干擾比有線局域網更加容易。而上述的相關數據一旦被竊取或修改,可能導致醫院財產損失、病人隱私的暴露、醫療工作無法正常開展等等,甚至導致醫療事故。因此在醫療系統無線局域網的建設中必須首先關注此類問題,其也成為醫療無線網絡信息安全的第一個風險問題。
4.2 醫療無線網對醫療設備干擾和其拒絕服務攻擊
如上所述,無線網絡的傳輸依賴于開放性電磁波。而醫療設備多數對電磁波敏感,并必須保持高度的靈敏性以實現醫療診治的準確和醫療搶救的其他相關功能。因此,無線網絡的部署有可能影響病人的搶救和診治、甚至可能影響病人生命安全。其無線信號的覆蓋部署設計應當考慮好對醫療設備的干擾,并對相關區域進行規劃性屏蔽,實現醫療設備的無干擾和無線信號的高強度覆蓋的平衡。
再之,作為一種數據傳輸網絡,無線網絡也擁有網絡的相關主動攻擊風險,例如拒絕服務攻擊風險(DoS攻擊)。這種類型的攻擊可以通過大量的接入客戶端進行非法的訪問,導致后臺數據服務器的崩潰或者網絡的堵塞,致使整體系統資源耗盡,無法提供正常服務。由于無線網絡所使用的無線信號和擴頻技術也使得該風險的存在更加突出。
5 醫療系統無線網絡安全管理措施
針對醫療信息系統的特點,必須對醫療信息系統無線網絡的安全進行有效的管理。醫療信息數據必須保證信息與相關的信息系統不被非法使用、截取;其次,醫療信息系統必須保證相關的內容權威性,不被非法篡改和偽造,確保途徑的唯一合法;再之,醫療信息系統數據必須保證能夠為合法授權接入者使用并提供用戶接口,實現修改、新建和刪除的相關操作的快捷;最后,必須保障相關的無線網絡對醫療設備的正常使用無影響。因此醫療無線網絡的部署必須考慮有效性、實用性和安全性的綜合。
5.1 防止非法用戶侵入
在這點上,相關的協議標準提供了較好的方式。例如IEEE802.1la/b協議提出的無線網絡設備服務區域認證ID和物理地址訪問控制。這可以實現對醫療無線網絡的邊界控制,防止非法用戶的非法接入。
無線網絡設備服務區域認證控制主張將無線網絡分為若干個需要不同身份認證的子域,在每個子域內對接入用戶實施獨立的身份認證,只有通過該獨立身份認證的用戶才可以進入相應的網絡子域,進而防止非法用戶的入侵。利用這種方式,需要對無線網絡路由器進行配置,并修改默認SSID、默認密碼以及和SNMP共有的字符串,關閉相關的管理端口并禁止明廣播,在無線路由上做好安全防護。
而在物理地址訪問控制上,醫療系統無線網絡可以設置允許用戶接入的物理地址表,該表記錄了可以接入無線局域網的所有用戶物理地址。因此,在實際應用中,物理地址沒有在清單上的設備將無法接入無線網。當然這對于網絡管理和用戶登記工作來說工作量相對較大,并且在實際工作的維護中可維護性較差。除此之外還可以在無線網絡路由器的設置中對DHCP功能進行禁用,人工手動設置各個用戶端無線網卡的IP地址,實現用戶端的網絡管理。
5.2 增強加密技術
相關研究顯示,有線等效保密協議也可以較好應用于無線網絡的管理。而在實際應用中有線等效保密協議主要應用于無線網絡中保護鏈路層的數據安全。其采用64位到128位的共享加密密鑰,實現了對話過程不變化且不針對用戶變化的密鑰實施。由于其對無線網絡用戶的通用性,有線等效保密協議可以阻止來自相關客戶端的初級攻擊,并提高攻擊代價。當然,密鑰的長度可以影響攻擊的難度,因此在條件允許的情況下可以提高密鑰的長度。
5.3 提高數據保密性和認證安全度
為了提高相關的數據安全保密性,有關文獻指出使用IEEE802.1X端口認證技術進行認證。在實現上,IEEE802.1X主要實現如下:首先客戶端向無線路由發出請求,并且與其通信;其次,無線路由將加密完畢的數據發送至用戶認證數據服務器進行身份認證;最后驗證數據服務器確認用戶身份后接受相關的訪問需求,使該用戶端成功接入訪問網絡資源。
醫療信息系統由于移動用戶較多,因此安全訪問的隱患也給數據安全帶來一定的壓力。采用IEEE802.1X協議的身份認證技術,對接入用戶進行更為嚴格的身份認證,能夠有效防止非法用戶的非法接入、盜用數據、篡改數據等等相關網絡安全問題。更為深層次的控制在于對無線網絡路由器的接入進行身份認證,實現對無線設備的統一管理,并將其納入醫療設備安全的管理體系中。
5.4 無線網絡對醫療設備的干擾問題
1 引言
有線電視網絡已深深嵌入人們的正常生活之中,它是廣播電視節目傳輸到千家萬戶的信息載體,是廣電總局推進信息化戰略的重點方向,也是建設社會主義新農村、全面構建和諧社會的重要內容。有線電視網絡設施的規劃已被國家納入到城鄉總體規劃之中,并頒布了相關法律作為制度保障。自2008年全省網絡整合以來,貴州省就開始全面實施縣市域總體規劃,在總結實踐工作后發現,有線電視相關部門十分重視規劃推廣工作,但沒有將城鄉總體規劃有機結合起來進行,本文以都勻市為分析對象,深入分析了縣市域電視網絡規劃存在的主要問題。
2 用戶規模預測
預測接近客觀實際的廣播用戶數量,是規劃有線電視網絡的先決條件,能夠對電視網絡長期經濟效益和運行效率產生深遠影響。城市規劃是城市未來的樣子,是城市未來的發展軌跡,是規劃部門合理規劃城市資源、引導城鄉和諧發展、促進城鄉一體化建設、維護和保證城鄉居民權益和社會綜合效益的政策體現,城鄉總體規劃能夠直接影響整個區域內的人口分布、產業聚集形態,因此對有線電視用戶的分布也有突出影響。要準確預測電視用戶規模的增長情況,可以圍繞社會人口增長預測來進行。一般預測縣市人口增長,主要使用常駐人口數據來開展,有關統計數據顯示,隨著城市的發展,都勻市市區人口將突破30萬(含流動人口),以平均每戶三人計算,居民總戶數為10萬戶。都勻市是貴州南部政治、經濟、文化和交流中心,與所轄區縣存在較頻繁的人流往來,即生活在都勻市,工作在區縣,但同樣需要享用都勻市的公共及基礎配套設施,因而需將此類人群需求納入到都勻市電視網絡規劃之中。
民宅有線電視網絡均為戶戶連通,除此之外,還有其他公共基礎設施例如學前班、初中、高中、培訓機構、幼兒園、便利店、米店、蔬菜市場、副食店、社區工作站、銀行、電信所、居委會、警衛室用地等)以及公共設施用地(居住區及居住區級以上的政府機關、市場、科研、醫院、學校、體育等機構和設施的用地,不包括居住用地中的公共服務設施用地)的用戶。在公共設施覆蓋范圍內,按照當前用戶情況及演變規律,經營性用地、酒店用地、商業用地、公共服務用地、教育科研用地對有線電視產品需求較大,除居住區之外的有線電視用戶,可以參照居住區的用戶數量進行折算,也可使用區域面積和人口規模以及需求率進行估算。
按照上述辦法計算發現,都勻市有線電視用戶數量較多,但預測的人口數量與實際值存在一定的出入,同時產業結構變動與人口流動也存在很大的關聯性,許多新購買住宅并不會及時使用,因此也不會開通有線電視服務,在這種情況下,長期住宅有線電視用戶人數可能會少于住宅戶數,可用折算法來矯正這個差別。
在信息技術高速發展的背景下,能否擁有功能完善的有線電視網絡設施是廣電運營商開展多樣化經營服務內容的重要基礎。所以,如果需要預測用戶規模數,可根據遠景階段飽和狀態來進行,以便為機房設施預留一定的擴容空間。
3 分前端設置
在進行有線電視網絡設施的總體規劃工作中,分前端等局房設施的規劃工作十分重要,整個電視網絡的擴張和發展、效率和效益都與之息息相關。經實踐調查發現,許多鄉鎮的廣播電視站大多在鄉鎮政府大樓內辦公,借用政府辦公場地,沒有獨立的經營空間,因此難以有效滿足長期用戶和電視網絡的發展要求,因此要抓住推進城市總體規劃工作的機遇,及時加快分前端等局房設施的調整步伐。
3.1 分前端選址原則
為了方便地進行組網和大幅度地提高使用效率,分前端要盡可能地靠近線網中心。盡量與高壓輸電線路或變電站保持安全距離,最大程度降低高壓電流的影響。在規劃網絡線路時,要與主要道路路網一致,以方便光纜、線路管道的鋪設和建設,以利于后期的維護工作和更新改造。
單獨選址的分前端,應建在地勢平坦、土質穩定的地理位置,盡量避開山體滑坡、河道洪澇、塌陷以及泥石流等自然災害頻發之地,同時,還要具備性能良好的人防、安全、保密等有利條件,周邊保證良好的空間環境,不存在灰塵、廢氣、電磁干擾等污染問題。
3.2 分前端建設形式
有線電視分前端可以采用兩種不同的建設方式:即獨立占地和不占地。通常管線維護中心、窗口服務場所、后臺管理場所采用獨立占地的建設方法,其他可通過租用、購買場地的方式建設機房。
3.3 分前端規劃
如果分前端獨立地占地進行建設,此時分前端功能不僅要考慮機房設施,還要保證正常的營業、辦公、維護等功能,因此,要嚴格參照行政區劃來規劃;中心機房則偏重網絡特點和用戶分布兩個特征,本文以都勻市為例,對分前端和中心機房的規劃進行了詳細討論。
4 骨干網
確定了主要機房設施后,接下來就可以對整個區域的光纖網絡進行規劃,可以參考電信固網規劃特點來設置有線電視網絡,采用網狀網結構形式。通常主干路由按照道路特點來布置,以便于架線、鋪設、后期維護等工作,主干路由要盡量避免高速公路這類全封閉型交通路線,因此,主干光纖路由的規劃和選擇,要認真綜合參考路網規劃及用地規劃情況來進行。
5 結束語
在借鑒和參考城鄉總體規劃的基礎上,開展有線電視網絡設施的規劃工作,能夠有效提高網絡設施的運行效率和經濟合理性,編制好的電視網絡規劃可由規劃主管單位審核,有機融入到城鄉總規劃之中,充分實現有線電視網絡事業的可持續發展。
參考文獻
[1] 吳衛波.規劃在有線電視網建設和運營中的作用探討[J].廣播與電視技術,2007(10).
LTE(長期演進)主要是指3G演進技術,其能夠充分滿足對2G/3G要求更高的寬帶用戶,同時還能夠帶給用戶更優質、更短時延的感受。隨著移動通信技術的快速發展,以及用戶對移動網絡要求的不斷提高,這使得我國在原來的LTE技術基礎上,加快了自主研發力度,這使得TD-LTE(分時長期演進)隨之誕生,而該項技術的成功實現,可以說給移動網絡通信技術開辟了新天地。
2012年,中國移動為了促使TD-LTE技術的發展,不斷對試驗網規模進行擴展,同時在14個城市新建了多達2萬的TD-LTE基站。2013年,中國移動又再次提出了“雙百計劃”,主要是指在100個城市實現TD-LTE的全面覆蓋,并在100個城市購進100萬部TD-LTE終端,打造20萬余個TD-LTE基站。
在對TD-LTE無線網規劃流程中,其主要分為三大階段,分別為前期準備、預規劃和詳細規劃。無線網絡詳細規劃通過“勘察-仿真-調整”構成一個反復的循環過程。在這個階段中,無線網絡參數規劃作為非常重要的技術,其對技術含量的要求非常高,同時也有著較大的難度。現結合TD-LTE無線網絡規劃中幾項重要的參數規劃對其原則進行分析,同時提出相應的對策建議。
一、 TD-LTE無線網絡頻率規劃
1.1 TD-LTE無線網絡頻率規劃原則
在進行TD-LTE網絡頻率規劃的過程中,只需要結合可以運用的網絡容量、頻率資源來進行靈活多變的進行頻率劃分:
(1)針對頻帶不連續或者頻率資源非常豐富的情況下,可采取異頻組網。這種組網方式不會出現較大的系統干擾,在相同的基站小區中,也能夠實現鄰區間五子載波碰撞,這就能夠更好的對干擾進行控制,并且這種方式對調度算法的要求非常低,故實現起來更為簡單,同時還能夠取得覆蓋能力強和劍網速度快的效果;
(2)在頻率資源相對較少的情況下,但又有大量優秀調度機制給予相應支持的情況的下,首選標準即為同頻組網規劃。這種組網方式能夠借助小區間區功率控制以及技術的協調來實現對干擾的有效控制,頻率也具有較高的利用率,這就能夠使用戶的上網速度得到提高,故針對密集城區等中高話務地區在建網初期可采用該方法。
在進行異頻組網規劃時,需要積極采取合理的頻率來進行規劃,以此來實現對網絡干擾的控制。而在頻率規劃的過程中,在充分滿足覆蓋要求的前提下,可充分運用同頻同子載波和同頻來帶動地貌、地形和建筑等在隔離上的效果,使其能夠在空間上形成較好的隔離,進而有效控制干擾。
1.2 同頻干擾抑制技術
在TD-LTE的網絡中,若使用同頻組網方式,那么就需要同時配合使用同頻干擾抑制技術,以此來實現對系統間干擾的有效控制。同頻干擾抑制技術主要是通過對調度、功率控制以及小區間干擾協調(ICIC)等的控制來實現干擾抑制。其中功率控制主要是通過對無線承載(RB)的發射功率干擾進行控制,使小區間的干擾因此下降,運用調度技術,能夠選擇性地采用RB資源中干擾低的資源進行優先運用,故在小區間干擾控制上效果顯著;ICIC主要是通過對小區間協調方式來實現對各個不同小區中的無線資源進行有效的限制,使其小區間干擾能夠得到更好的控制。
二、TD-LTE無線網絡鄰區規劃
2.1 鄰區規劃原則
盡管在TD-LTE網絡的技術中,OFDM以及多輸入多輸出(MIMO)等是非常關鍵的技術,其能夠促使網絡各方面性能均得到有效提升,但在鄰區規劃中,其2G/3G網絡與TD-LTE在本質上并不存在明顯差異。在對TD-LTE網絡鄰區規劃的過程中,可以結合以往2G/3G網絡在構建鄰區時的主要原則。
在對鄰區規劃的過程中,必須嚴格按照一些要求來進行鄰區配置和規劃,分別為:
(1)鄰近原則:在規劃時,不僅需要從空間位置上對相鄰關系進行考慮,同時還需要對盡管空間位置不相鄰,但其無線網絡卻呈現為相鄰關系的情況進口考慮,另從地理位置上來說,針對附近小區都通常將其稱之為鄰區。針對郊縣和市郊的基站,盡管它們之間的站間距非常大,但需要對位置上相鄰的鄰區進行考慮,確保其能夠進行及時的切換,以防出現掉話的情況。
(2)互易性原則。通常情況下,鄰區之間都是相互而言的,簡單來說,就是B為A的鄰區,那么相反A也是B的鄰區。但針對一部分較為特殊的場合,也很可能只要求單向鄰區。
(3)鄰區適當原則。針對普通和密集的城區,因站間距非常的小,這就需要進行鄰區多配。截至目前為止,針對異頻、同頻和異系統鄰區其最大配置數量都非常的有限,為此在進行鄰區配置的過程中,需要對鄰區的個數進行調查,掌握周圍鄰區之間的關系,并根據具體情況來進行全面考慮,將存在的鄰區關系配置進來,而與之不符的鄰區則及時排除,使領區名額能夠用于實際所需。在進行網絡的配置時,不僅需要對過多的鄰區進行避免,同時還應當對必要的鄰區進行配置。
2.2 異常鄰區規劃
我國的運營商在構建網絡時,均是從以往的2G網絡逐漸過渡到3G,再發展到今天的LTE,為此,TD-LTE網絡建設必將在原來2G與3G網絡存在的基礎上來實現,且在未來其必然與2G、3G長時間共同存在。
TD-LTE網絡運營之后,可以說有很大部分的業務都是建立在2G、3G基礎上的,特別是針對數據業務,其能夠使2G、3G的網絡負荷得到有效緩解,進而促使2G、3G的網絡質量得到提升,使用戶的使用感知更佳,但同時也會促使網絡規劃的復雜因此增加。在對LTE網絡進行組建前,系統間的操作主要是與2G、3G的互操作,伴隨著LTE網絡的快速構建,這使得其與2G、3G之間的互操作也因此不斷增加,特別是針對網間切換,其是否能夠進行有效切換,就與鄰區的合理配置有著非常直接的聯系,為此,在TD-LTE建設中,對其與2G、3G進行科學的鄰區配置非常重要,其在促使網絡服務質量提升,控制小區間因切換而出現的掉話率上有著極為關鍵的作用。
在進行TD-LTE與原有2G、3G網絡構建的過程中,首先需要對其網絡拓撲結構和站點地理位置進行考慮。針對室外宏站小區,在進行TD-LTE與原有2G、3G網絡構建的過程中,應對以下幾方面進行考慮:
(1)在TD-LTE連續覆蓋區域中,其應當與2G、3G網室外小區互配同覆蓋,其中第一層相鄰小區應當作為異系統鄰區;
(2)針對TD-LTE連續覆蓋的邊緣,其應當與2G、3G網室外小區相互配同覆蓋,并且將第一層與第二層相鄰的小區均規劃為異系統鄰區。
三、TD-LTE網絡物理小區身份標識碼(PCI)規劃原則
在碼規劃中,對相同PCI的eNodeB之間的最短距離進行確定是基本的問題。發射功率、基站頻率以及覆蓋區域地形地貌等直接決定了PCI的復用距離,在實際規劃的過程中,可結合傳播模型對各個典型地形的條件進行計算,以此來實現對PCI復用距離的明確。在滿足PCI復用距離的情況下,針對相同的PCI可以運用的不同的基站間來實現復用。在部分情況下,在同一PCI小區的復用距離,并不是保持絕對不變的,若運用三扇區基站覆蓋的方式來實現覆蓋,因其扇區覆蓋的方向性,在PCI復用距離的范圍中,其兩扇區就非常容易出現覆蓋范圍區域內,并無交疊的情況,故在進行規劃時,僅需要采用一個PCI即可。除此之外,若兩個基站之間存在大樓、山體等的隔離物體時,也可以通過復用距離的突破來實現運用PCI。
在對TD-LTE網絡的PCI碼進行規劃的過程中,應當嚴格遵循以下幾項原則:
(1)不混淆原則:確保不同的小區其同頻鄰小區PCI值能夠不相等,并能夠盡可能地選取不會造成過大干擾的PCI值,也就是說PCI的模6與模3不能夠相等;
(2)不沖突原則:在進行TD-LTE組網的過程中,應當運用多同頻組網的方式,故需要注意同頻的相鄰小區其同頻鄰小區的PCI值不能夠相同;
(3)最優化原則:確保在相同PCI的小區中,其復用距離能夠滿足需要,同時盡可能在同頻鄰小區間選取不會造成大干擾的PCI值。
在對TD-LTE網絡PCI進行規劃的過程中,除了采取上述三大原則之外,還提前對物理小區標識資源進行預留,以防在網絡擴容的過程中,出現PCI沖突問題的情況。同時,在進行實際操作的過程中,通常需要對TD-LTE系統中所存在的504個PCI進行分集,使其能夠形成若干個PCI集,并將其分別對應各個基站的第一、第二、第三扇區、邊界協調以及室內覆蓋,同時將一部分預留出來作為備用所需。若在運用異頻的方式來完成網絡組網,這就需要提前對頻率進行規劃,并結合頻率規劃的具體情況,來對同頻小區PCI的規劃。
四、結論
伴隨著國內對TD-LTE的重視和快速推動的步伐,2013年我國已經不少TD-LTE試商用網全面拉開建設,而在規劃中作為非常重要的一部分,參數規劃可以說直接決定了TD-LTE無線網的質量,故對TD-LTE無線網絡建設中,參數規劃進行分析具有非常重要的現實意義。
參 考 文 獻
[1] 周華林.TD-LTE無線網絡建設規劃設計淺談[J].硅谷,2013,11(8):71,46.
[2] 朱晨鳴,李新.TD-LTE無線網絡規劃關鍵因素研究[J].電信快報,2013,49(3):8-12.
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中圖分類號:TN929 文獻標識碼:A 文章編號:1671-7597(2014)01-0037-01
當前社會,信息對于當前的社會發展和人民生活而言已經不是一項可有可無的奢侈品,而更多成為了一種積極的推動力量。在這樣的環境之下,人們對于信息傳輸服務的質量要求也必然越來越高。正因為如此,傳統的銅網已經不能夠繼續滿足數據傳輸的需要,光網絡也因此在更高數據傳輸需求,以及光纖本身成本的降低以及復用技術水平的提升等多方面的影響之下,成為了未來數據傳輸網絡構建的首選。
1 PON技術概念淺析
在當前光網絡逐漸橫行的技術環境中,無源光網絡(PON,Passive Optical Network)綻放出與眾不同的獨特生命力。在PON技術支持的組網方式下構建起來的光網絡,由于整個通信網絡中所涉及到的諸多通信設備都采用了不需要任何電力供給的無源設備,因此在整個PON網絡運行的過程中,都不會受到電力供給系統的影響,因此其穩定水平也因此得到一定程度的提升。
目前在應用環境中較為常見的是極具生命力的以太網無源光網絡(EPON,Ethernet Passive Optical Network)和G容量無源光網絡(GPON,Gigabit-Capable Passive Optical Network),二者的區別從應用層面上看在于對于傳輸速率的可承受程度,而從結構角度看,EPON到現在仍然機具生命力的原因則是其一直延續使用的以太網結構。對于應用而言,PON技術在網絡架設的過程中,仍然可以依據光纖網絡距離信息消費端的距離而進一步對光網絡的應用形式進行劃分。劃分出的不同結果均歸于光纖接入服務(FTTx,Fiber To The x)技術簇體系之下。當前較為常見的主要應用形式為光纖到樓宇(FTTB,Fiber To The Building)以及光纖到戶(FTTH,Fiber To The Home)兩種,但是曾經在很大程度上受制于光纜自身造價以及接續工作水平等因素影響的光網絡,目前在類似問題等方面都有了長足發展,也正因為如此,FTTB組網形式正在面臨淘汰,而FTTH正在得到越來越廣泛的應用。
從結構上看,一個典型的FTTH網絡結構參見圖1。
圖1 FTTH典型結構
從圖1中可以看出,光網絡在實現入戶的過程中,相對于之前更為常見的FTTB網絡,是將用戶側的光網絡單元(ONU,Optical Network Unit)朝向用戶端移動,而光線路終端(OLT,Optical Line Terminal)以及光分配節點(ODN,Optical Distribution Node)則擔任起了構成光網絡接入部分的主要職能。因此在對PON網絡進行實施的過程中,必須對于OLT以及ODN兩個類別的設備詳加規劃。
2 PON網絡中的設備規劃
通過上文中對于PON網絡的分析,可以發現OLT和ODN兩類設備對于光纖入戶過程的重要價值和意義。因此必須在網絡實施的過程中加以重視。
首先對于ODN設備而言,除了相對較為常規的設置而言,并沒有太多需要關注的內容。雖然在光纜入戶的工程中,ODN設備并沒有劃歸到用戶側,但是考慮到整個工程信息傳輸效果以及光纜自身特征等方面的因素,仍然會將其設置在靠近用戶側,通常安裝在通信小區內以及室外的光纜交接箱中,如果分配節點上的光線數量較少,還可以考慮安裝在樓道或者弱電井中。此外,經過分路器的光纖,如果同一方向數量較多,可以一直采用光纜架設到比較接近用戶的位置,而后進一步轉化成為皮線接入用戶,并且在對接點設置光纜分纖盒。此外,對于通信小區內的光網絡設備也應當加強保護,需要將所涉及到的系統安裝在設備間內,并且加以妥善保護,沒有條件提供設備間的,應當加裝必要的保護箱體,并且在架設的時候就需要考慮到未來維護工作的展開。包括分纖盒等在內諸多接頭等,都應當加裝標簽,方便后期維護。
而對于OLT層面而言,情況則會相對復雜一些。在PON網絡中,OLT在局端具有三種主要的建設模式。其一在于OLT光纖直驅方式,這種工作方式是通過GE光口直接與匯聚交換機或者寬帶接入服務器(BRAS,Broadband Remote Access Server)相連以實現OLT設備的數據上聯。在這種工作方式之下,最大的特點就在于接入網僅由OLT以及BRAS設備構成,結構相對簡單,并且能夠有效實現網絡結構扁平化的目標,相對而言便于管理,但是對于光纖資源的占用不容忽視,并且網絡安全性等方面特征也有待進一步提升,除此以外,對于BRAS端的管道和端口資源占用嚴重也是此種工作方式之下的一大問題。其二則是OLT結合匯聚交換機工作方式。在這種工作方式之下,具體是將匯聚交換機與BRAS設備部署于同一個局址內,并且將匯聚交換機視為對BRAS設備的一種端口擴充。通常的做法是將匯聚層交換機安裝位置確定在接近OLT的位置上,主要作用在于方便先將OLT上聯端口匯聚后再進一步與BRAS相連。此種工作方式可以針對OLT光纖直驅方式中端口緊張的問題進行改善,對于光纖本身的節約也有積極意義,但是此種工作方式會導致維護工作量下移,并且增加匯聚交換機數量,也因為如此會進一步增加網絡層級,破壞整個光數據網絡的扁平化程度。最后則是OLT與接入波分工作方式,此種工作方式避免了另外二者需要大興土木的客觀要求,此種網絡實施方式是將傳送技術引入到接入層,在安全性、大容量以及長距離傳輸等方面都有著一定優勢。但是需要將波分設備安全在模塊機房內,因此產生的維護工作成為這種工作方式的弊端之一,同時較高造價也是需要考慮的重點。
3 結論
在實際的工作過程中,需要針對當前技術發展的總體趨勢和現實經濟狀況以及信息消費端的相關需求,來綜合確定技術的選用。確保采用的技術和實際需求在當前和未來一段時間中保持相對極高的契合程度是進行PON網絡設備規劃的重點任務。
1 概述
網絡機房作為服務于學校整體信息化建設的基礎設施,對于實施各種信息化的應用服務起到重要的保障作用。隨著各學校信息化建設的不斷深入,大量應用系統在校園網應用,數據量逐年遞增。伴隨著校園網規模的不斷擴大以及網絡應用的不斷完善,原有的網絡機房已不能滿足信息化發展的需要。網絡機房工程建設要根據各學校發展的長遠戰略,并圍繞信息化建設要求,體現“面向未來”的設計思想,滿足未來5-10年業務系統數據處理的需要,保障網絡信息和計算機信息系統的安全。機房的設計與建造以安全實用、技術先進、美觀大方為宗旨,新機房要達到國家計算機機房規定的相關標準,滿足各應用業務對中心機房的要求。
2 建設思路
2.1 實用性和先進性
網絡機房建設采用立足當下著眼未來的方針規劃并應用先進的技術和裝備。
2.2 安全可靠性
網絡機房整體運行的安全可靠性要有保證。尤其是要建立完善的配電系統、空調系統;提高網絡設備的可靠性,決不能出現單點故障。
2.3 靈活性與可擴展性
網絡機房的設計必須考慮到靈活性和可擴展性,以利日后機房擴容。
2.4 標準化
網絡機房設計應堅持統一規范的原則,遵循機房建設國際和國家頒布的有關標準,從而為以后信息化發展,設備增容奠定基礎。
2.5 管理性
在網絡機房的設計中,必須要充分考慮網絡管理人員對設備的管理性。為將來建設成一個智能化程度極高的現代化的高科技無人值守機房奠定基礎。
3 設計內容
網絡機房工程設計內容包括:機房電氣系統工程設計以及機房綜合布線設計。
3.1 機房電氣系統工程設計
3.1.1 配電系統
(1)配電柜技術要求。a.選用技術先進、性能優良的國內外名牌產品,應配置雷電過壓、過流、漏電保護裝置,各部件性能必須安全可靠;應有電壓、電流和頻率等智能檢測裝置便于遠程監測輸出;配電柜內母線、接線板及布線方式應符合相關標準;b.需配有數字電流表電壓表、空氣開關等設備;c.須合理配置電路通斷、電壓、電流等參數采集裝置和信號傳輸線路,接入動力環境監控系統并呈現;d.只有機房內配電柜柜體的款式、風格、顏色、質地要求和服務器機柜相同,其他配電柜采用仿進口玻璃門配電柜柜體;e.柜體內應分別設置零線排和地線排。零排線、地排線的材質應為電工銅,零排線、地排線的回路數應滿足出線回路要求,并應滿足相應載流量要求。箱體內應預留接地螺栓。箱體內分設二層板及保護線;f.安裝電氣元件的二層板應用銅編制軟線與地線排連接;g.柜體內連接導線應符合所配閘具的容量要求;h.二層板后應預留接線、支線空間;i.配電柜的標簽框應固定牢固,標簽紙應能從標簽中插拔更換,配電柜內應有塑封的系統圖(粘接);j.供配電線纜產品均需選用國內知名品牌產品;k.所有配電柜內配置的配電回路控制開關產品均需選用國際知名品牌。l.80A及80A以上開關要求使用塑殼開關。(2)UPS輸入輸出配電柜。根據UPS用電需求并結合原有UPS供電系統情況進行深化設計和改造,同時考慮日后增加UPS主機的需要;使用三相數字電流電壓表對UPS總輸出情況進行柜內的本地顯示,并提供開放的通訊接口及協議,便于環境監控系統采集。
3.1.2 機房防雷接地系統設計要求。(1)機房接地。根據計算機系統的要求,計算機房應設立良好的接地系統。機房內接地系統包括:交流地、計算機接地系統、保護地、靜電地四個系統。測試原大樓綜合接地系統,如果接地阻值符合要求,可直接利用此接地系統。否則,則應單獨敷設一組。(2)防雷保護措施。a.配電柜內:所有配電柜主進出開關后端均加裝B級或C級防雷器,分別做為二級或三級電源防雷,并提供開放的通訊接口及協議,便于環境監控系統采集。b.等電位處理:在機房靜電地板下,用30mm*3mm紫銅帶沿機房四周做成一個環形等電位接地銅帶,該環形等電位接地銅帶采用35mm2接地線與機房內安全保護地可靠連接。大樓結構柱剔出主筋與等電位環形接地銅帶(30mm*3mm)可靠連接,組成法拉第籠式結構。機房內所有非帶電的金屬材料及設備金屬外殼均就近接地。
3.1.3 UPS供電系統。網絡機房設備實時處理、傳遞大量校園網信息數據,關乎著校園網能否安全穩定的運行,所以保證電源的穩定性就尤為重要。機房內設備除空調、照明等輔助設施用電是直接接入市電配電外,其余設備均由UPS供電。以下計算為機房UPS用電量推算(預測):
通常情況下,機柜內設備不可滿載,5-8臺設備為宜,這里,我們按照6臺/機柜進行估算。
400W(單臺設備)*6臺(每機柜)*24(機柜總數)=57.6kW
由于UPS主機不可滿負荷工作,UPS自身功耗及電池充電功耗約為20%,因此UPS配電總量應大于70kW。
UPS裝設容量按照實際設備并考慮5年發展計算容量,現有UPS 16kW,需再配置30kW UPS設備(三進三出),能支持2小時放電容量的蓄電池,以保證工作人員有充裕時間完成各種備份工作,從而保證重要業務的不間斷及避免數據丟失。
3.1.4 應急事故照明
網絡機房應設應急事故照明:照度應為普通照明照度的1/10且不低于15LUX。將應急照明的電源直接接在UPS輸出配電箱,也可以將應急電源照明接至樓層豎井中的EPS應急電源箱內。
4 網絡綜合布線設計
機房結構化布線不同于傳統綜合布線,其主要功能為以下幾點:強、弱電線纜合理布置;弱電線纜布置美觀;線纜易于整理;各級鏈路清晰直觀。網絡布線為每個機柜內分別敷設24個雙絞線非屏蔽六類信息點和1條12芯多模光纖。每臺機柜內的銅纜和光纖配線架與列頭內的配線架一一對應,同時在服務器機柜之間通過上走線方式鋪設相應數量的六類四對非屏蔽雙絞線。六類非屏蔽模塊及配線架要求為模塊化設計且前端操作,安裝及維修方法簡單規范,所使用模塊端接采用免工具壓接方式,端接標志明顯,檢查方便且可以反復拆裝10次;模塊具有多種不同顏色,易于管理,所使用配線架具有模塊化功能,能夠適應不同模塊的安裝。以上系統要求使用國內外同一知名品牌。
5 結束語
網絡機房的建設是一個復雜的系統動態工程,涉及多層面多學科,是學校未來信息化發展的基礎。建設的時候需要采取統籌規劃、分步實施、重點攻堅的原則,施工過程中如遇到問題需不斷調整改進。
參考文獻
[1]叢培經.建設工程施工網絡計劃技術[M].北京:中國電力出版社,2004.
隨著世界信息化的高速推進,已創造出了不可估量的物質財富和精神力量。而信息化的發展必將對一個國家或地區的經濟發展、科技進步、國際實力和人民的精神、文化、健康等素質的提高乃至對整個綜合國力產生重大的作用和影響。有研究結果表果,寬帶普及率每增加10%,將帶動GDP增長1%。因此,寬帶的發展是對國家的經濟發展有直接或間接的誘導效應。現我國正處于“十二五”規劃的建設當中,如果“調結構、轉方式”沒有實質性進展,“十二五”的目標將有落空的可能。要徹底轉變經濟增長方式,信息經濟的投入必不可收。作為信息化的基礎,“寬帶中國”戰略的落實已經刻不容緩。
近幾年來,但隨著數字寬帶用戶規模的不斷擴大、業務量的增長、業務種類的增多,尤其是各種新業務出現,如高清IPTV(高清網絡電視)、VOD(視頻點播)、云計算、云儲存的不斷推廣和應用,大大地增加對數據寬帶的要求,因此大力提高用戶接入帶寬也成為各大運營商的業務發展重點。隨著電信網接入技術的發展,用戶寬帶接入方式層出不窮,xDSL、FTTx+LAN、WLAN等方式已得到不同程度的應用,但近年,隨著PON網絡(無源光網絡)建設成本的不斷降低,光纖到戶(FTTH)已成為有線寬帶接入發展的終極目標。各大運營商(特別是固話運營商)也提出了“光進銅退”的戰略規劃,這也使得近幾年光網絡工程的投資在不斷地加大、光網絡的覆蓋也越來越大、越來越廣。
在接入網中用光纖取代銅纜、發展全光纖接入網應該也是順理成章的事情。在接入網環境中用光纖取代銅纜可帶來一系列的好處:長遠計算可節省建設投資、降低維護成本、易于提供高速信息數據、提高傳輸質量和通信可靠性、消除電信網的瓶頸、方便未來擴容及向客戶提供更多種業務等等。另外,由于生產光纜的廠家數量增加、產能提高,加之廠商間的競爭,使得光纜及相關元器件價格一路的走低,這也進一步推進了接入網全面光纖化的建設步伐。而接入網絡的光纖化應必須以實現FTTH為首要目標,因此規劃好一個FTTH網絡對各個電信運營商來講無論是從初期的建設投入、后期的維護運營和擴容都是至關重要,也是網絡規劃中必須考慮的問題。另外出于光網絡綜合利用方面的考慮、FTTH網絡規劃建設還必須結合現有接入光網絡的現狀情況,綜合考慮一些運營商非PON業務、無線業務的光纖需求。
從上圖看出,上面的為FTTH網絡,而下面的為傳統的光網絡,他們最大的區別就在于FTTH網絡引入的splitter(光分路器,簡稱OBD),有了OBD,光網絡出現了1分N的效果,即與傳統的光端口端局至遠端1對1的方式不同,FTTH網絡能實現局端光端口至遠端實現1對多效果,這樣,能使ODN網絡中主干層光纜得到高效利用。由于這些的不同之處、FTTH網絡規劃過程中,需要注意以下幾點問題:
1.OLT設備節點規劃注意問題
規劃FTTH網絡需要注意必須采用自上而下的方式進行規劃,即首先需要規劃的OLT設備節點的布局問題。OLT設備節點主要考慮的因素為覆蓋的范圍和覆蓋用戶數。而經過實際測算,建議城市地區OLT設備節點應主要部署在現有的核心機樓或一般機樓,盡量采用“大容量、少局所”的布局方式建設。當一般機樓覆蓋范圍較大時,可考慮OLT節點下移。下移的OLT節點FTTH終局容量應根據用戶密度覆蓋2-5公里,終局容量在2-5萬用戶之間。對于用戶密度較低的區域(如城鄉結合部),OLT規劃容量最低不得低于1萬用戶。而對于郊區、農村地區應依托現有一般機樓部署OLT節點。由于農村用戶分布以點線形式分布為主,OLT節點的覆蓋范圍應按照PON系統的最大傳送距離進行規劃。
2.主干層光網絡規劃注意問題
主干層光纜規劃是整個FTTH網絡規劃中的重點,主干層規劃必須需足運營商3-5年的FTTH業務和其他光業務的發展需求。而個人認為FTTH網絡規劃與以往接入光網絡的規劃最大的不同在于光節點位置的設置。以往接入光網絡一般考慮設置在市政路邊或道路交匯處附近,而FTTH網絡的光節點則需要更進一步,向用戶側延伸,即光節點需要規劃考慮設置在用戶小區內、商務樓宇內等。只有這樣才能最大化地發揮無源分光網絡中無源分光器件的最大優勢。而在FTTH網絡規劃建設中,光節點的角色就相當于銅纜時代的電纜交接箱的作用,因此光節點的規劃建設數量必將比以往接入光網絡的規劃數量大大增加。以往的接入光網絡光節點至用戶側一般距離城區在500-1000米、郊區、農村則在1000米或以上,而現在的FTTH網絡規劃中,則需要將這最后一公里的距離縮減到200-500米。
對主干層光纜規劃的組網形式主要有環型結構和樹型結構,而環型結構又分為環型遞減和環型不遞減結構。而根據實際應用效果,在物理路由規劃允許的條件下,建議優先采用環型不遞減結構的組網形式,他的主要優點有以下幾點:
A.環型不遞減結構對于實際施工備料方便。在實際光纜建設方面,比較常用的環型纖芯數量為288或144芯光纜,接入光節點的光纜為24或48芯,因此,實際實施時需要的光纜纖芯種類為2-3種,而采用樹型結構時,通常會采用樹型分支遞減的方式對各光節點進行接入,以288芯樹型遞減結構為例,可能需要到288、144、96、72、48、24等類型的光纜,即4-6種。相比之下,環型組網在這方面優勢明顯。
B.其次是節點擴容便捷性,光網絡建設需要分期分步的實施,主干層光纜需要充分考慮后期新增光節點的擴容需求,但光節點擴容的先后順序又是比較難預測的,因此采用樹型結構時,光分纖點位置就比較難確定而容易造成一些擴容光纜需要走重復路由的情況;而采用環型結構,出現光節點擴容需求后,只要在最近的光纜位置抽取所需芯纖接入,這樣即可減少不必浪費,特別大城市區域,由于土地升值及市政管理要求不斷提高,運營商的管道、管孔資源價值顯得越來越珍貴,如何高效利用好現有管道資源也是主干層光網絡規劃需要考慮的問題。
C.采用環型不遞減組網方式,光節點上聯局端是物理路由的雙向保護,即實現在光纜主干層面上的物理保護。在整個FTTH網絡中,主干層的物理長度為最長,因此他所存在的潛在中斷危險系數也是最高的。而采用環型結構,在主干層上物理路由中如某一段出現中斷,維護能先采用物理倒換或設備倒換等方式立即將中斷業務改至另一側來恢復,而再去搶修故障點;而樹型結構則必須立即對故障點進行搶修復通,而且,故障點越接近網絡結構的根部,所影響的用戶數量則越大,因此,環型不遞減組網方式在網絡保障方面有著絕對的優勢。
D.另外,為了形成對用戶安全性級別的差異化對待,對一些高端用戶,特別是有比較高網絡安全性要求的用戶,運營商可以為其提供備份路由,而在FTTH網絡中,可采用2:N分光器或雙光口的終端設備解決方案,但這都需要采用不同路由的纖芯來連接,而實現這種備份方案的最佳主干層光纜組網形式就是環型組網。
3.配線層、引入層光絡網規劃注意問題
配線層、引入層光纜規劃(很多運營商所稱的光駐地網規劃建設)更多地是根據不同的場景而采用不同的接入方案。但總來的講,主要是注意以下幾點:
光纜接入網的發展趨勢必將是FTTH(光纖到戶)。其顯著技術特點是不但提供更大的帶寬,而且增強了網絡對數據格式、速率、波長和協議的透明性,放寬了對環境條件和供電等要求,簡化了維護和安裝。FTTH將光纖的距離延伸到終端用戶家里,使得家庭內能提供各種不同的寬帶服務,如VOD、在家購物、在家上課等,提供更多的商機。最近兩年,各運營商都開始大力發展FTTH業務,搶占高寬帶這塊大蛋糕,如只守著傳統銅纜來提供寬帶業務,則必將被市場淘汰。現在FTTH單線接入的建設成本已能控制在1000元以內,基本與傳統銅纜建設不相上下,但FTTH又有傳統銅纜不可比擬的高帶寬優勢。作為任何一項新技術,FTTH已走向成熟,FTTH替代銅纜傳輸已不可逆轉,而接入網的全面光纖化也是大勢所趨。
總之,從1970年到現在雖然只有短短40年的時間,但光纖通信技術卻取得了極其驚人的進展。然而就目前的光纖通信而言,其實際應用僅是其潛在能力的2%左右,尚有巨大的潛力等待人們去開發利用。不在久將來,10G級別的OLT設備的應用,將會使現有的寬帶再提高一個數量級,因此,光纖通信技術并未停滯不前,而是向更高水平、更高階段、更貼用戶近方向發展。
參考文獻
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舊網絡是單核心兩層拓撲結構,各運行部通過光纖與機關大樓連接,地處較遠的廠區通過電話撥號上網與機關內網相聯,通過租用電信線路與INTERNET互通。為提升企業信息化建設水平,加快信息流轉,提升企業市場競爭力,集團總部決定實施ERP系統,在原有網絡的基礎上進行升級改造,新增信息結點,各運行部與機關大樓全部實現光纖連接,最大限度地保障網絡系統的不間斷運行,并優化網絡信息服務,集成原有的應用系統,建立企業內部信息系統、WEB站點、FTP文件傳輸系統、生產執行系統、設備管理系統、辦公自動化系統等,并與集團總部實現VPN網絡互聯,在外出差人員也可通過VPN安全接入到企業內網中,實現實時異地辦公。
1 綜合布線方案
信息中心設置在機關大樓,共6層,中心機房設置在第3層,各樓層布置接入交換機,使用超5類UTP,實現100M到桌面,由于樓層不高,不超過100米的限制,所以各樓層交換機通過超5類UTP連接到3樓核心交換機。各運行部通過光纖連接到核心交換設備。
2 邏輯設計方案
兩臺CISCO 6509A構成雙核心拓撲結構,通過6芯光纖連接運行部匯聚交換機CISCO 4506,實現了企業內部網絡各結點之間的鏈路冗余,增強了網絡的可靠性,最大限度地保證網絡系統7*24小時不間斷運行。兩臺核心交換機之間通過雙千兆接口實現鏈路捆綁,從而達到帶寬倍增、負載均衡的目的。通過流控AVANBLUE、易尚2000、中興ZXMP 2000與異地分廠連接。通過2臺F300防火墻分別與集團總部和INTERNET相連,租用電信100M獨享專線和聯通10M共享專線實現INTERNET接入,租用電信6M專線和聯通2M數據專線實現集團總部DDN接入。
整個網絡采用基于交換機端口的方式按運行部劃分VLAN,并為服務器、網絡管理等應用劃分了專門的VLAN。通過CISCO 6509A實現少數不同VLAN間必要的數據通信。通過設置VLAN,限制了廣播域的大小,在數據鏈路層實現了安全隔離,安全性得到了很大的提高,同時各單位的網絡組織成獨立的虛網。服務器與客戶機均采用靜態IP地址分配方式,各運行部設置專人管理網絡地址的分配,這樣盜用IP地址的情況將大大減少。
兩臺核心交換機上運行VRRP協議,實現了網關冗余,同時通過將不同VLAN指定不同的主用路由器和備用路由器的方法,避免了備用路由器的閑置問題。
企業內部部署趨勢防火墻、SYMENTEC防病毒軟件,并在三層交換機6509A上配置了防震蕩波、沖擊波病毒的相關過濾策略來加強計算機病毒的防范工作,從而進一步保證內網的安全、順暢。
3 軟件平臺選擇
軟件選擇了員工都熟知的WINDOWS系列平臺,由于其界面友好,易于操作,應用廣泛,可供選擇的第三方軟件比較多,支持微軟平臺的軟件供應商多。服務器平臺選擇WINDOWS SERVER 2003,客戶端多選擇WIN XP操作系統,數據庫平臺選擇SQL SERVER 2003,WEB站點選擇WINDOWS自身的IIS。
4 網絡管理制度
構建良好的網絡環境三分靠技術,七分靠管理,制定健全的網絡安全管理制度,并加以落實和監管,是網絡安全運行的可靠保障。如果制度合理、管理得當、執行得力就能有效地預防和控制安全事故的發生。
服務器日志必須每天查看,查看有無外來人員登錄,并做了何種修改。數據庫服務器每天做異地備份。管理員密碼要達到一定長度并每周修改。IP地址實行專人管理、專人分配,避免濫用、盜用,引發地址沖突。
5 結語
本項目的規劃設計采用了技術先進、成本適中、滿足要求的策略,而網絡工程建設是一項系統工程,不僅需要結合近期目標,也要為系統進一步發展和擴充留有余地,還具有良好的開放性、較高的可靠性、先進性。因此,本網絡系統在后期建設中,還應該考慮購買上網行為管理設備、入侵檢測設備等來增加網絡監控和審計,對本單位涉及內部機密數據的計算機應采用雙硬盤隔離卡或網閘等物理隔離技術,以增加企業內部數據的保密要求。
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作者簡介
前言:現如今,整合匯聚層與接入層網絡已經成為了網絡發展的必然要求,接入層傳輸網絡的規劃與建設是其中重要的一環。對接入傳輸網絡的規劃與建設進行研究不僅能夠使網絡運行功的可靠性得到增強,打造綜合性的平臺,為日后維護工作的進行提供便利,而且還能夠使網絡間建設成本投入得到有效地降低,具有非常重要的實踐意義。
一、接入層問題分析
接入層傳輸網絡規劃的核心工作就是光纜網絡,要保證光纜網絡具有層次分明的脈絡,網絡結構簡單明了,只有這樣才可確保網絡傳輸的靈活性與高效性。但是由于網絡建設將會涉及到很多方面因素的影響,建設周期長,資金投入大,因此要想全面的處理好網絡建設工作建會有很大的難度,這將會直接影響到整個城市網絡建設的效率。接入層作為光纜網絡的最底層,其作用主要是實現各類型業務的接入。分纖點延伸至各類客戶的光纜為末端接入光纜,業務匯聚點至分纖點的光纜為主干接入光纜,分纖點實際上就是光纜節點,其具備配芯功能和纖芯調度,室外通常為光交接箱,室內通常為ODF架。接入層傳輸網絡存在的問題主要包含分纖點成端使用率過低、纖芯使用率低和管控使用率高三個方面。
二、接入層光纜網絡規劃建設的注意事項
(1)分布實施,適度超前。在接入層光纜的建設中,在滿足業務就發展需求的前提下,要避免重復建設和投資,必須遵循適度超前的基本原則;(2)分層建設。配線層主要包含配線層光纜、光分配節點以及用戶終端設施;主干層主要包含光交接節點設備和主干層光纜;(3)拓撲結構選擇。目前,光纖接入層主要分為星型、線型和環型三種結構;(4)光交接設備的設置。在設置光交接設備的時候,應該充分考慮管控資源、業務需求、用戶性質以及網絡安全等因素;(5)光纜纖芯數量的選擇。根據用戶分布和業務需求,合理設定光纜的使用年限,然后,根據纖芯需求量、公里造價、路由條件以及管道資源情況等,來規劃光交接節點的數量。
三、接入層光纜的建設思路
3.1 接入層光纜規劃思路
接入層光纜主要分為引入光纜、配線光纜以及主干光纜三種。引入光纜是引出配線光纜或者是基站的線,配線光纜則是完成區域內和基站的連接,而主干光纜主要是將接入層的主干節點與匯聚節點相連接,使得道路與區域能夠完全被覆蓋,實現連接基站與配線光纜的就進成環。其次是接入層光纜分層的網絡結構的建設模式。主要分為五種建設模式,分別為同區主干與配線節點環結合的模式;跨區主干與配線雙節點環結合模式;主干雙節點環模式;主干與配線單節點環結合模式以及主干單節點模式。根據不同的環境背景模式的選擇不同,一般情況下為了確保接入層光纜的安全性和穩定性,城區會選擇第一種和第三種模式,在一些匯聚節點較少的區域一般選用模型四和模型五兩種。而模型二通常只適用于區域的邊緣地方或者也可以是一些光纜路由受限的地方。
3.2 接入層光纜容量及纖芯建設
接入層主干的光纜結構一般是環形,主要用于道路的覆蓋,使用年限大致在10年以上,所以對光纜容量的預測一般在8年以上,并要盡可能的提高預測的準確性。綜合城市的電信網絡發展技術、城市發展規劃等多方面因素,盡量縮短預測的誤差。配線光纜需結合現實情況進行選擇,引入光纜一般選擇12芯,在建設過程中,位移便于以后光纜的管理,在同一城市中盡量使用兩種以下的光纜種類。其次是對接入層光纜的纖悉的設計使用,當接入層的光纜采用T型接入方式時,其主干和配線光纜的纖悉可以分成預留纖芯、支路纖芯以及環路纖芯。主干光纜終端的接入形式選擇全進全出的方式,這樣更有利于纖悉的調度,由于T型接入方式跳纖比較少,因此在光纜的前五分之二采用環路組網,中間的五分之一采用光纖跳接,最后的五分之二用于預留,一般情況下,引入光纜不納入環路當中,因此纖芯可根據實際情況自動調節使用。接入層的光纜同樣選用全進全出,纖芯分類同上,但是根據光纜的用途不同,纖芯的分布也不同,纖芯前五分之一用于環路組網,中五分之二用于光纖跳接,最后的五分之二全部用于預留。
四、結語
總而言之,接入層傳輸網絡的規劃與建設不是一蹴而就的,尤其是接入層光纜的網絡建設必須遵循其基本原則,并與實際情況相結合,進行科學合理的規劃與建設,從而使其服務效率與質量得到有效的保障。此外,還應該加強科學技術的研究與應用,促進接入層光纜傳輸網絡建設技術的發展。