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基于现代城市网络到户的规划设计（理学院2009级信计1班）摘 要 随着城市网络的不断发展，人们的生产生活发生很大变化，网络化和信息化已经深入人心，三网融合给人们带来了更广阔的的上网空间和业务需求，开放了人们的内心世界。因此，对于一个城市设计网络到户是十分重要的，也是城市化进程必要的。本论文主要描述了运用xDSL、光纤同轴混合网（HFC网） 、FTTx接入等技术分析和设计城市网络到户的过程，以及各种技术的详细解析、网络设计的需求分析、网络接入优化调试。关键词： 城市网络 三网融合 信息 需求分析Based on the modern urban network planning and design to the homeCheng Huanjiang(cheers of grade 2009 meter 1 class)Abstract ：With the continuous development of city network, peoples production and life changed greatly, networking and informationization already win support among the people, three nets fusion brought a broader space of Internet access and business needs, open peoples inner world. Therefore, for a city design of network users is very important, but also the process of city necessary. This paper describes the use of xDSL, hybrid fiber coax (HFC), FTTx access technology analysis and design of city network to the household, and all kinds of technology of detailed analysis, network design, demand analysis, network access optimization debugging.Key words: urban network three nets fusion information requirements analysis 第一章 引 言1.1 研究的背景和意义 随着城市信息产业和信息化的发展，计算机网络已经在城市经济发展中扮演着重要的角色，为市民生产和生活提供更便捷的渠道，特别是“三网”的融合的实现使网络从原只能发邮件、访问网页等扩展到可以通过网络看电视、打电话等业务，不断展示出网络的强大功能。但是城市的不断发展，规模不断扩大,用户不断增加，业务的不断更新，使网络出现更多问题：网络故障频率频繁、网络流量不足、管理不科学、网络用户意识低等。为了让广大城市用户更好地利用网络，对于城市网络中心而言，创新网络设计，需求分析网络到户，采用合理的接入技术，提高网络维护的效率就成了一个急待解决的问题。过去的城市网络还处于单一的网络上，很多城市还没有走进三网融合的世界，对于城市网络管理中心需要尽快提高网络时代的认识，要科学地分析城市的需求和对网络的需要，不断创新网络建设，采用科学的接入技术和方式，提高网络的运行能力，满足城市化的需求。例如：2012年12月15日，贵州省贵阳市三网融合试点业务开通，三网融合业务小规模商业实验正式启动。这是贵州首次启动“三网融合”商业实验，是贵州三网融合试点工作的实质性进展。做好网络硬件和软件设施的选择，既要达到网络能够运行，又要达到经济利益合理。根据城市的地理情况选择适合的网络拓扑结构，使网络不出现上网障碍，能正常运行，不能盲目选择使网络出现故障就导致整个网络瘫痪，造成严重的损失。在网络正常运行后要进行合理的维护和管理，要科学地备份，不能网络出现问题而丢失数据。要保证上网的记录和用户的认证，做到安全上网。保证流量能够到达用户，做到：识别网络流量，分析网络流量，控制网络流量。基于城市发展和信息化进程的时代，本论文根据城市网络出现的问题和市民的需求进行分析，为网络的设计提供参考、提高网民认识网络具有积极的意义。1.2 研究目的及内容 本论文从城市发展和网络出现的问题以及用户的需求为出发点，在原有的知识基础上参考了大量相关的书籍，获取金华，进行分析，得出了城市网络到户的一套方案，其内容有： 1、城市网络发展概括、网络的背景、网络设计要注意的问题和拓展。先了解城市网络发展的情况，初步对城市网发展进行认识，有那些作用和不足的问题，以及发展的背景。要进行网络的设计要进行需求分析，在设计中要注意的问题，先有一个合理的分析方案，在设计中按照方案进行。特别是在城市不断的发展之下要注意设计出来的网络要能扩展，也就是在新的需求到来时要能在与哪有的基础上进行扩展，已达到网络的可扩展性。2、需求分析：分析应注意问题、到户接入技术需求、网络设计需求分析内容、网络设备的需求。需求分时好不好，科学不科学，是设计出来的网络能不能正常运行的关键，对需求分析要多加注意经常出现的问题。在到户接入过程中，要选择那种接入技术是十分总要的，本文主要选择三种继接入技术：xDSL技术、HFC技术,FTTx技术，解析这三种技术的特点和接入过程。在分析过程中要进行分析的内容，注意那些问题，如何做到满意而科学的目的。以及网络设备的选择分析，网络设备的功能解析介绍。 3、网络设计的解决方案：网络设计应该遵循的原则、拓扑机构的解析、三网融合的功能和意义。“不以规矩，不成方圆”，在网络设计中也要遵循原则，不能依靠唯心主义，忽视问题的存在，设计出错误的而不能运行的网络。所遵循原则主要有：前瞻性、可靠性、实用性、开放性。拓扑结构主要分析常见的三种拓扑结构：星型拓扑结构、环型拓扑结构、总线型拓扑结构。在信息化今天，网络从单独运行到三网合一，实现更新的功能，提高更高的服务，为推进信息化和网络发展具有一定重要的积极作用。 4、网络调式连接及优化：合理选择设备、用户与网络中心连接、用户上网反馈、用户管理，流量的优化和控制。在建立网络时，要选择好合适的硬件和软件，能够提供上网的设施保障，在设施上进行网络连接，建立用户能够上网访问资源，还要对用户上网情况清进行调查反馈，提高对网络风险的防范。在网络运行正常后要对用户进行科学有效的管理，包括：认证，上网记录、计费等。在保证用户上网的同时要定期对网络流量的优化，做到：识别网络流量，分析网络流量，控制网络流量。1.3 论文的组织结构 本论文分为六章，具体内容为：第一章：绪论。介绍了论文研究的网络背景及意义，以及论文研究的主要内容和文章的组织结构。第二章：网络的发展和设计的要求。详细地阐述了城市网络的发展状况和背景，以及网络设计的流程和在设计过程中要注意的问题，为设计网络提高初步的参考。第三章：需求分析。主要是描述需求分析要注意问题、技术需求、需求的内容、设备需求分析。第四章：开发网络的解决方案。详细地阐述了设计网络应遵循的原则，拓扑结构的解析分析以及三网融合的功能和意义。第五章：接入技术的具体解析。对本论文所选择的三种接入技术进行详细的解析。第六章：用户与网络中心的连接和维护优化。详细地阐述了连接选择网络设别应注意哪些我那天，用户连接的类型，对用户上网调查反馈，以及对用户的管理和对网络流量的优化和控制。第二章 城市网络的发展及设计初步要求 2.1 城市网络的发展情况 城市网络在经济不断发展过程中改变着人们的生产生活，为促进城市经济社会和信息化产业的发展起到积极的作用，本节将对城市网络发展进行初步概括，提高人们对网络的和信息化的认识。2.1.1城市网络概况 城域网(Metropolitan Area Network)是在一个城市范围内所建立的计算机网络，简称MAN，属宽带局域网。例如：贵阳城市网络。由于采用具有有源交换元件的局域网技术，网中传输时延较小，它的传输媒介主要采用光缆，传输速率在100兆比特/秒以上。MAN的一个重要用途是用作骨干网，通过它将位于同一城市内不同地点的主机、数据库，以及LAN等互相联接起来，这与WAN的作用有相似之处，但两者在实现方法与性能上有很大差别。 所谓宽带城域网，就是在城市范围内，以IP和异步传输模式（ATM）电信技术为基础，以光纤作为传输媒介，集数据、语音、视频服务于一体的高带宽、多功能、多业务接入的的多媒体通信网络。它能够满足政府机构、金融保险、大中小学校、公司企业等单位对高速率、高质量数据通信业务日益旺盛的需求，特别是快速发展起来的互联网用户群对宽带高速上网的需求。随着国内宽带接入的快速发展，城域网已成为运营商对市场快速反应和有效扩展业务的瓶颈，由此国内正在掀起建设城域网的高潮。目前，城域网技术成了电信制造业和运营业重点关注的问题。一个完整的城域网在垂直方向上由城域传送网、城域承载网、城域业务/应用网及支撑网（如信令网、同步网、管理及用户支撑系统）组成。城域传送网和城域分组承载网共同构成了整个城域网的基础承载平台。城域业务/应用网是整个城域网各种业务和应用的提供平台，由具体的业务与应用系统组成，如城域会议电视网、城域ip电话网、城域远程教育网等。目前大家经常提及的城域网通常指由城域传送网和城域分组承载网共同构成的基础承载平台。城域传送网、城域承载网在水平方向一般可分为核心部分（网）、汇聚部分（网）和接入部分（网）等。对于中小规模的城域网，则可以简化为两层，只有核心层、汇聚层（汇聚层与接入层综合在一起），或者是只有核心层（汇聚层）与接入层（汇聚层与核心层综合在一起）。 2.1.2 城市网络发展的背景及拓展高速发展的Internet正在对城市的信息化带来巨大的变革和深远的影响。城市的网络发展不仅带动经济的发展，而且成为人们获取信息的主要渠道，给人们进行经济活动和日常生活提供了更新鲜的一面。对于一个城市而言，网络的质量、网络速度、安全等都需要精细的分析和设计才能保证网络的稳定，从而可以保证人们上网的效果。而这一切也将以信息化平台为基础，借助计算机网络原理及网络规划技术，才能设计出更可靠的畅通网络。一个原始城市经历了慢慢的发展到今天飞速的跨越，这发展过程中受到经济和文化历史的影响，现代的城市人民已经享受到经济给的利益，特别是科技的发展促使城市的创新和规划不断发生与众不同的变化，加快信息化的发展已经是一个城市必须解决的问题。而人们对新的事物和日常的信息以及新闻事实已经有很大要求，而这些必须经过网络来实现而达到人们的需求，丰富人们生活的物质文化需要。城市的不断扩建和开发，在原来的无网络或者网络较为落后的基础上进行网络设计规划，是解决新时代城市人们上网获取信息需求的重大问题。下面举一个列子说明城市网络的在发展情况及规划中要注意哪些问题： 贵阳市处于我国西南地区，过去经济发展缓慢，科技也不太发达，随着国家信息产业和信息化的发展，在经济发展过程中网络也有了更快的发展。首先，我们怎样选择一个城市的中心交换机位置是十分重要的，一般来说选择在城市的中心位置，贵阳城区主要有：云岩区、南明区、小河区、花溪区、乌当区、金阳新区组成。从地理位置上来，云岩区和南明区比较在城市中心位置，我们考虑到设置中心交换机在云岩区和南明区都是可以的，这样就合符网络拓扑结构的使用和贵阳城市网络规划的情况。一方面有利于各区网络流量的传输和网络速率的适中，方面各区上网的需求; 一方面也有利于减少网络设备的配置和费用的投入，避免没有必要的浪费。城市网络可以根据城市的地理位置和大小进行网络规划设计，一般情况都采用城域网(MAN )，特别是在城市网络的设计过程中要考虑网络的质量与网络设备的选择，网络设备的选择需要考虑价格与能不能实现网络可用的目的，同时，网络的安全是现代互联发展必须研究和注意的问题，采用有效的手段让网络安全是保护信息不泄漏的必要，网络的可信度就是要保证信息的安全，否则，将对社会和经济的发展没有多大作用。网络运行后对网络的维护十分重要，这样能保证网络不会出现瘫痪而正常运行。从城市无网络到有网络，人们不认识网络到初步认识网络，不上网到每天上网，体现了城市的网络不断在经济发展中变化和对人们生活的重要性，进一步推动了城市的工商业的发展和人们的生活水平的提高，它通过连接不同的网络把世界的范围局限地在网络中缩小，成为人们尽快了解世界存在某养东西的信息高速公路，影响着人们的生活。现在，人们对过去的无网络的生活已经不习惯了，网络已经成为人们生活不可缺少的一个部分。城市的不断扩建以及经济的不断发展，人们对网络的需求已经日益更新，经济很发展的城市当然网络已经普及，人们对网络的认识和了解逐渐成熟，但是经济的发展使得已有的网络资源和网络质量、速率等已经不能满足人们的需求。经济落后的城市网络发展还相对滞后，很多人们还对网络不太了解。虽然，懂得上网也不知道网络的作用和意义，原因在网络发展滞后问题。这一切是需要我们城市信息化发展中要注意的，信息化是当今社会的主流，信息化的发展有利于一个城市经济的发展，特别是当今计算机网络信息数据库的发展已经为企业和政府进行管理事务的方式，最重要的是提供很方面的条件。为了适应城市业务和信息化的需求，积极参与国家信息化进程，提高城市的管理水平和经济的高速发展，实现城市化的新形象，城市设计一个可利用的城市网络，实现资源共享，协作和通讯，把城市各部门互联，在网络连通的情况下开发满足部门要求的信息化系统，实现智能型、信息化、节奏化、政务化等的管理模式，以实现城市的经济发展和人们上网的需求，提高城市的信息化水平和城市的发展形象。 其次，我们还要考虑城市新的规划对网络的拓展，过去贵阳没有金阳新区，但是随着改革开放和国家经济的发展，贵阳的发展进去了一个新的纪元，老城区已经不能满足城市建设的要求，贵阳城市的发展开始围绕这旧城区扩展，随后出现了金阳新区。这就要求我们在设计网络时要考虑到网络的可以扩展性，如果只能顾当前城市的需求，不考虑城市和信息化的变化，将来就会给新的需求带来很大的浪费和麻烦，这是很重要的。 2.2 设计城市网络的流程 城市网络是一项涉及面广、技术复杂、周期比较长的系统工程。设计及实施管理人员必须在需求分析、系统规划、方案设计、方案实施、测试验收、管理维护等各个环节上按照技术规范和施工要求严格把关，确保质量。正确精心筹备是保证网络成功组建的重要阶段，任何思想的产生都经历过微不足道的开始，只有注意构思才能把网络设计更加科学可靠。整个网络工程的建设一般包含了一下五个阶段：2.2.1 构思阶段 (1) 对相关部门的系统管理和业务需求，以及用户上网用调查。 (2) 对整个城市使用网络的初步规划。 (3) 资金的投入预算清空，参与城市网络建设的部门、供应商、人员的组织管理。 2.2.2 方案设计阶段 (1) 组建城市网络调查的需求报告编写。 (2) 完成组城市建网络的详细方案，包括网络流量详细方案、计算机系统管理中心设计详细方案、连网的需求设计详细方案、子网之间的寻址详细方案等。 (3) 确定网络的提供商（Internet Service Provider，ISP） ，即指提供因特网服务的公司，能提供拨号上网服务、网上浏览、下载文件、收发电子邮件等服务，是网络最终用户进入Internet的入口和桥梁。 ISP为家庭和商业用户提供因特网连接服务。有本地、区域、全国和全球四种ISP。ISP通常是本地服务提供商,为客户提供因特网接入和支持。提供带宽、转接和路由业务的区域和全国提供商称为NSP(网络服务提供商)更适合。在大多数情况下，互联方案是分级的,本地的ISP接入区域NSP,然后依次接入全国和全球NSP。 (4) 确定网络的供应商（硬件、软件的供应商），进行方案的确定以及报价、谈判。 (5) 方案设计好后，提交设计方案以及预算网络金费向相关部门审批和修正。 2.2.3过程实施阶段 过程实施阶段的工作主要包括： (1) 资金的确定以及施工部门技术人员的计划和要求。 (2) 设备的预定。实施就需要网络设备，所以要和供应商进行谈判和签订相关合同，以满足在网络设计过程中设备的正常供应，并依照合同进行实施。 (3) 与供应商进行网络设备的订货。包括网络管理系统、传输媒介、网络连接技术系统、硬件网络设备（包括路由器、交换机、中继器等）、数据库、应用软件等等。 (4) 设备验收。设备能否适合网络的连接和运用，所以在确定使用那些设备后要进行验收。 (5) 布线系统的施工。布线系统是够成以网络为基础的应用系统的重要组成部分。布线系统是网络的基础，一个号的布线系统不仅能够充分发挥网络设备的性能，还要能够为网络系统延长寿命时间，减少用户的投资。所以在布线系统的施工中要严格按照设计方案的进行，当然，要注意不足之处进行改正，以达到网络的更加潜能。 (6) 主机系统和相关应用软件系统的安装。这也是网络设计十分重要的一个点，主机系统和应用软件的性能和安装的程度将会影响网络系统的正常运行，只有正确按照方案的筹划进行实施，才能保证网络的设计成功。 (7) 系统及应用的分配。有序的分配和正确的应用对网络的运行表现在效率上，特别是网络流量上。 (8) 网络的使用及人员的培训。只有正确认识网络的构成和作用，才能进行对网络的使用和维护，以达到更加高效的信息化和资源的共享。 (9) 系统的调节、测试和运行。系统调节和测试十分重要，通过其调节和测试能够知道系统的不足与性能，测试可以发现系统的错误，找出错误的地方进行更改，这样就可以让系统达到正常运行的状态。 (10) 系统验收。是对以前规划设计和网络运行的验收，是否符合方案的要求以及部门和用户的需求，若达不到，要重新检查系统的问题出现在那里，怎样解决，关系到系统的合格性。 2.2.4 测试验收 (1) 计算机硬件和城市网络连接硬件设备的验收。硬件是软件系统实现的基础，只有硬件得到保障才能保证网络系统的正常运行。 (2) 系统软件和网络配套软件测试验收。系统软件和配套软件是在硬件的基础上实现的，通过测试检查系统是否出现不应该出现的问题，出现问题要积极正确的改正以达到符合方案和需求的要求。 (3) 计算机系统和城市网络系统的集成测试。 (4) 总的验收。 (5) 后期保养服务的和她约定。 2.2.5 管理维护 网络管理是网络设计正常运行后的重要工作，计算机网络的不断发展，要求系统要不断升级，以适应网络的更新化，信息化。特别是维护数据对部门和用户是否重要，对老的数据备份和新数据的处理，是安全上网和保证网络功能的重要方式，有利于网络的科学化和现代化，同时提高网络的更新和信息的分析保留，是计算机网络发展的重要体现。2.3 设计城市网络需要注意的问题 在组建网络时，组建的工作人员要和网络设备提供商进行良好的交流，对施工中的网络设备进行严格的监督和管理，网络设备出现问题，要严格按照国家标准进行检查，解决好设备的不匹配问题。网络的设计要符合当前的需求也要考虑未来的发展，计算机信息网络和硬软件的不断更新以及经济和社会的进步都需要网络的扩建，因此，在组建网络的同时要考虑为以后的网络扩建进行严格的分析，特别是网络设备要留有扩建网络的空间余地。城市是一个发展特别快的都市，对于整个城市网络，怎样考虑城市网络的管理中心位置、网络的维护、网络出现故障怎样解决、网络数据的备份、网络采用怎样的连接方式、网络媒介的周期、服务器的周期等问题。 网络的维护是一项十分复杂而又精细的工作，要求工作人员要有精细操作和认真的逻辑工作态度。所以在网络建设好后对网络维护的工作人员进行培训而且要定起培训是十分需要的。为了在维护中了解一些维护的内容同时又能在维护中避免出现的错误，下面是收集了一些相关内容供参考： 2.3.1 储存设备的扩充余地 当网络资源不断积累，服务器就需要更多内存和硬盘空间供储存资源的储存。所以硬盘和内存的扩充是需要考虑的，而且在网络设计的方案中应该重点指出。增加内存时需要考虑和原有内存的兼容性以保证原有网络内存的使用性，最好选用同一种规格储存设备，以免正确匹配，不能推掉旧墙造新墙，这样将不利于网络资源的备份。在增加硬盘以前，需要认定服务器是否有空余的硬盘支架、硬盘接口和电源接口，还有主板是否支持这种容量的硬盘。尤其需要注意，防止买来了设备却无法使用，总来说就是要保证新的能够用得着和新旧匹配。 2.3.2 设备的卸载和更换 卸载和更换设备时的问题不大，但是也要注意细节问题。需要注意的是有许多品牌服务器机箱的设计比较特殊，需要特殊的工具或机关才能打开，在卸机箱盖的时候，需要仔细看说明书，不要强行拆卸。另外，必须在完全断电、服务器接地良好的情况下进行，即使是支持热插拔的设备也是如此，以防止静电对设备造成损坏。 2.3.3 除尘 尘土是服务器最大的杀手，尘土的积累将会衰减服务器的性能，因此需要定期给服务器除尘。对于服务器来说，灰尘甚至是致命的。除尘方法与普通PC除尘方法相同，尤其要注意的是电源的除尘。 第三章 网络设计需求分析3.1 需求分析应注意问题 需求分析是开发过程中最重要的的阶段，它关系能不能设计出可靠而运行正常的网络，也是导致网络设计过程中经常出现问题的阶段，这是因为需求分析首先研究分析就给出了网络的设计目标，导致设计人员根据分析的原则进行，出现错误。但是很多时候甚至用户自己也不清楚具体需求是什么，或者需求渐渐增加而且经常发生变化，需求要求精细的原则， 这就给多方面收集和整理信息的工作带来了很大的困难。 整理和收集信息不仅要和不同的用户、经理及其他网络管理员交流，而且要对获取的信息进行加工和分析，以达到信息能够清晰可以使用。这个过程意味着用户和网络管理单位进行交流是解决用户需求的主要方式，是设计网络满足用户需求的关键。 收集需求信息是十分耗时工作，也是一个不能立即提供一个确定结果的过程。但是，需求分析有助于设计者更好地理解网络应该有什么功能和性能，最终设计出符合用户需求的网络。 通过需求分析为网络设计提供下述的依据： （1）能够更好地评价现有的网络体系 （2）能够更客观地作出决策 （3）提供完美的交互功能 （4）提供网络的移植功能 （5）合理使用用户资源 不同的用户有不同的网络需求，收集需求考虑如下： （1）业务需求 （2）用户需求 （3）应用需求 （4）计算机平台需求 （5）网络需求 在需求分析阶段应该尽量明确定义用户需求。详细的需求描述使得最终的网络更有可能满足用户的要求。同时，需求收集过程必须同时考虑现在和将来的需要，如不适当考虑将来的发展，以后将会很难实现对网络的扩展。 最后，需要注意的是需求分析的输出是产生一份需求说明书。网络设计者必须规范地把需求纪录在一份需求说明书中，清楚而细致地总结单位和个人的需要和愿望。在写完需求说明书后，管理者与网络设计者应该正式达成共识，并在文件上签字。这时需求说明书才成为开发小组和管理者之间的协议，也就是说，管理者认可文件中队他们所要系统的描述，网络开发者同意提供这个系统。需求说明正式通过后，开发过程就可以进入下一个阶段了。由于新的因素经常出现，引起需求经常有变化，因此主要相关人员应该对网络需求再协商，正式的需求分析过程也使每个人明白任何需求的改变都是有代价的。3.2 宽带到户接入技术需求 接入方式，从接入业务的角度看，可简单地分为适用于窄带业务的接入网技术和适用于宽带业务的接入网技术。从用户入网方式角度来看，Internet接入技术可以分为有线接入和无线接入两大类。 现在网络介入技术主要有： xDSL、光纤同轴混合网（HFC网） 、.基于五类线的以太网接入技术、FTTx技术。 3.2.1 xDSL xDSL是各种类型DSL(Digital Subscribe Line)数字用户线路的总称，包括ADSL、RADSL、VDSL、SDSL、IDSL和HDSL等。 随着xDSL技术的问世，铜线从只能传输语音和56 kbit/s的低速数据接入，发展到已经可以传输高速数据信号了。ADSL、HDSL/SHDSL等基于铜线传输的xDSL接入技术已经使铜线成为宽带用户接入的一个重要手段，并成为宽带接入的主流技术，为广大用户所采用。全球大多数用户都在使用本介入技术，新一代xDSL技术的出现为DSL技术的发展提供了新的发展动力。之后将对这些技术的技术特点及如何在运营商网络上部署应用进行介绍和讨论。 3.2.2 光纤同轴混合网（HFC网） 信号通过光纤传输到光纤节点，再通过同轴电缆传输到有线电视网用户，这样的网络被称为混合光纤同轴电缆网（HFC），是以光纤为骨干网络，同轴电缆为分支网络的高带宽网络，传输速率可达20 Mb/s以上。目前我国的广电行业系统网络即采用HFC网络体系。数字电视以HFC为传输基础网络，其与传统有线电视结构基本一致，主要存储及传送的内容是MPEG-2流，采用IP over DWDM技术，基于DVD IP光纤网传输。 HFC采用非对称的数据传输速率，上行为10Mbits,下行为1040Mbits，可以将一台主机或一个局域网接入internet。 HFC采用共享式的传输方式，所有电缆调制调解器的发送和接收使用同一个上下行信道，因此上网的用户越多，每个用户实际可以使用的带宽就越窄。 3.2.3 FTTx技术 FTTx技术主要用于接入网络光纤化，范围从区域电信机房的局端设备到用户终端设备，局端设备为光线路终端（Optical Line Terminal; OLT）、用户端设备为光网络单元(Optical Network Unit; ONU）或光网络终端（Optical Network Terminal; ONT）。根据光纤到用户的距离来分类，如图1所示，可分成光纤到交换箱（Fiber To The Cabinet; FTTCab）、光纤到路边（Fiber To The Curb; FTTC）、光纤到大楼（Fiber To The Building; FTTB）及光纤到户（Fiber To The Home; FTTH）等4种服务形态。美国运营商Verizon将FTTB及FTTH合称光纤到驻地（Fiber To The Premise; FTTP）。上述服务可统称FTTx。 光纤到家庭（FTTH）是人们不断追求的梦想和探索的技术方向，但由于成本、技术、需求等方面的障碍，至今还没有得到大规模推广与发展。然而，这种进展缓慢的局面最近有了很大的改观。由于政策上的扶持和技术本身的发展，在沉寂多年后，FTTH再次成为热点，步入快速发展期，FTTH网将会有更大的发展。之后将对FTTx到户进行介绍和讨论。 3.3 网络设计需求分析的内容 所谓网络需求需求分析，是指对要解决的网络设计问题进行详细的分析，弄清楚网络问题的要求，包括需要如何设计，网络要怎么运行，最后得到什么药的网络。可以说，“网络设计需求分析”就是确定要网络要“如何运行，运行的怎样”。网络需求分析一般来说主要有：网络环境需求分析、安全性需求分析、管理需求分析、 技术需求分析、可扩展性需求分析。另外，还有必要对其它进行需求分析，例如，投资费用、法律规范等。下面主要介绍几种需求分析： 3.3.1网络环境需求分析 运行需要有一个稳定的环境才能保持用户进行上网访问，在设计时要多方位的考虑网络能在良好地化境下进行运行，网络环境应该说可以分为软件和硬件设施的组成。网络运行系统就是网络运行的软件系统，在说明说中要有对网络运行系统的它是保证网络能够运行软件设施。在网络环境需求分析过程中，特别要进行专门的调查，知道网络在进行逻辑设计和物理设计时会遇到那些问题，这些问题的出现要在需求说明书中具体写出并详细说明清楚，要有应对这些问题发生的解决方案，尽量减少网络设计过程中的风险。另外，在网络设计运行后，还要多考虑网络会遭受到的安全问题，要注意防范网络设施的良好性，以免出现网络断网现象的发生，使得网络部可以用，导致用户得不到正常的上网，给用户带来生活和经济的损失。3.3.2安全性需求分析 这里从三个方面进行城市网络安全进行需求分析，它们是：物理安全、逻辑安全、操作系统安全。 3.3.2.1 物理安全 物理安全主要是指通过物理隔离实现网络安全。所谓“物理隔离”是指内部网不直接或间接地连接公共网。物理安全的目的是保护路由器、工作站、网络服务器等硬件实体和通信链路免受自然灾害、人为破坏和搭线窃听攻击。只有使内部网和公共网物理隔离，才能真正保证城市内部信息网络不受来自互联网的黑客攻击。Internet正在越来越多地融入到城市的每一个方面。网络应用越来越深地渗透到政府、金融、国防等关键领域，同时网络用户成分越来越多样化，出于各种目的的网络入侵和攻击越来越频繁，政府及用户带来严重的网络威胁。网络安全已经成为国际网络发展的一项任务，也是以个国家科技实力、综合实力的体现，关系到一个国家的生产安全，以及国家秘密的问题。而对于一个城市用户来说，要实现网络安全是要在需求分析的过程中进行精细考虑和分析的，要把安全的意识放在网络设计的重要任务中区考虑，以达到设计出安全的网络。网络面临的安全威胁一般可分为两种：一是对网络数据的威胁； 二是对网络设备的威胁。这些威胁可能来源于各种因素。例如：网民的意识差、道德缺失等。总之说，网路安全是网络设计时应该精心地做出精细分析和考虑的。 3.3.2.2 逻辑安全 逻辑网络是指一个单独的网络或一个子网，在网络中所有主机都具有相同的网络号，那么它们就能互相访问，互相共享资源。同样当不同的网络在逻辑上要实现安全，那么要就网络设计进行选用合适的网络设备，一般来说，在两个不通的网络之间选用的网络设备是路由器，其功能是为访问方寻求目标地址，建立连接使用户相互进行网络访问。在网络的逻辑设计时要为每台主机分配一个ip地址，对不同网络分配一个网络号。这样就使得访问者要知道ip才能进行访问，使得网络达到安全的目的。因此，在网络需求分析时，要特别注意逻辑设计中的ip分配，对于网络来说还要考虑网络的扩展问题，不能仅仅只考虑现有网络，而要考虑未来网络的扩展，留有多余的网络号和ip，为下一步网络的发展提供可扩充余地。 3.3.2.3操作系统安全 在计算机诞生以来，不仅仅在网络硬件设施方面有很大的发展，而且在计算机网络方面的网络系统也不断创新和发展，使网络不断普及城镇的每个方面，计算机已经从文件处理，基于简单连结的内部网络的内部业务处理、办公自动化等发展到基于城市用户网、政府政务网、企业复杂的内部网、企业外部网、全球互联网的企业级计算机处理系统和世界范围内的信息共享和业务处理。在信息处理能力提高的同时，操作系统的连结能力也在不断的提高。但在连结信息能力、流通能力提高的同时，基于网络连接的操作系统安全问题也日益突出。不论是外部网还是内部网的网络都会受到安全的问题。一般网络系统安全问题主要采用安装防火墙、加密技术、入侵测试技术进行处理。加密技术主要有：RSA算法、PKI技术、DES加密技术等。一般加密技术都是经过计算机和分析得到的。 当要访问网络时就要有一个身份验证进行，对方根据你的申请进行验证，合格就可以进行访问网络资源。访问时是根据密码系统来完成的，一个密码系统包括明文或者字母空间、密钥空间和算法，密码系统的两个基本单元式算法和密钥。算法是一些公式、法则或程序，规定明文和密文之间的变化关系。密钥可以看成是算法中的参数。在一个密码系统中算法相对稳定的。不能再一个系统中经常改变算法，这在中意义下可以将算法看着是一个常量进行处理。可以根据事前的安排，或者每逢以个信得信息改变一个密钥，或者每天更换一次密钥。为了密钥系统的安全，频繁地更换密钥是很有必要的，由于种种原因算法是不能保密的，因此，认为算法师公开的，真正需要保密的是密钥。所以在分发密钥是要特别小心，不能泄露密钥，导致出现安全问题。 从明文到密文的变化是加密过程，实际上就是一个算法。例如： 图 3-1保密通信系统模型，记这个算法为E；用密文、密钥来恢复明文的过程称为解密，也叫脱密，相应的算法叫做解密算法，记为D。通过密码分析员获得密文推断出原来的明文。当然在不同的加技术密算法有不同的方式，但是都是一个分析算法的过程，最终都是问了保证网络能够达到安全。 图 3-1保密通信系统模型 在需求分析阶段要把保密信息的目标进行考虑，不能为了及时的达到结果而忽视信息的安全，要正确采用入侵测试系统、在城市网络相应的位置安装防火墙以及运用不同的加密算法进行安全处理，做好网络安全宣传，提高城市人民的网络安全意识。 3.3.3 管理需求分析 网络管理就是监测、控制和记录电信网络资源的性能和使用情况，以使网络有效运行，为用户提供一定质量水平的电信业务，一般包括配置管理、性能管理、故障管理，安全管理，计费管理。 从设施上可以分为硬件设施管理和软件管理。 立足于城市实际，着眼于城市未来发展，建成符合标准化协议、通用性较强、实用的网络系统，以提高城市信息的现代化管理水平，实现信息资源的共享。城市网络系统正常运行是需要一个科学的管理的，对网络没有合理管理是不利于网络长期的正常运行，以及网民访问的。例如：现在城市网民经过计算机网络网络订购、网上转账、下载资料等都需要有高速适合的网络流量才能满足需要。定期对网络进行维护、备份等处理是关系城市网民正常上网的保证。也是对于一个城市网络来说是十分重要和必须的。在需求分析时，我们分析人员要考虑采用适合的管理方式以及可行的管理软件。例如：Open View、NetView等。这里正对城市网络介绍SNMP网络管理系统。 SNMP（Simple Network Management Protocol简单网络管理协议)的前身是简单网关监控协议(SGMP)，用来对通信线路进行管理。随后，人们对SGMP进行了很大的修改，特别是加入了符合Internet定义的SMI和MIB：体系结构，改进后的协议就是著名的SNMP。图3-2是 SNMP体系结构，结构清楚，可以轻松就知道其逻辑的组成。SNMP的目标是管理互联网Internet上众多厂家生产的软硬件平台，因此SNMP受Internet标准网络管理框架的影响也很大。现在SNMP已经有三个版本的协议，其功能较以前已经大大地加强和改进了。 图3-2 SNMP体系结构 其工作过程大致为：在典型的SNMP用法中，有许多系统被管理，而且是有一或多个系统在管理它们。每一个被管理的系统上又运行一个叫做代理者（agent）的软件元件，且通过SNMP对管理系统报告资讯。基本上，SNMP代理者以变量呈现管理资料。管理系统透过GET，GETNEXT和GETBULK协定指令取回资讯，或是代理者在没有被询问的情况下，使用TRAP或INFORM传送资料。管理系统也可以传送配置更新或控制的请求，透过SET协定指令达到主动管理系统的目的。配置和控制指令只有当网络基本结构需要改变的时候使用，而监控指令则通常是常态性的工作。熟悉SNMP管理协议系统是进行网络管理的必要过程，管理要更加实践，达到管理的目的。 在需求分析过程中，要经过多方面的商讨，正确做出需求分析的途径。做到网络正常运行不混乱一般要从以下几个方面做起：(1) 用户管理(2) 用户培训(3) 用户协商 根据以上三方面的分析和处理，提高对用户的管理效能，特别是有些城市网名的上网技术很不好，网络出现点问题就反应，这样一来对用户进行培训室很有必要的。还要通过对用户的需求和他们日常的生活需要进行分析讨论，规划处符合城市人民需求的网络，达到满足认识用户上网的需要。网络管理是十分复杂的，网络中心要有正确的策略，规范网络管理，定期对网络升级、备份，建立档案等。 3.3.4 技术需求分析 网络技术需求分析阶段要有技术策略。建立网络技术档案并为客户提供清单，应包括应用软件的种类、名称、用途、版本号、开发商、参数设置等。以及网络的种类、拓扑结构、网络参数等。这些资料在维护过程中起到重要的作用。在日常维护中主要做到： (1) 病毒防治 (2) 数据备份 (3) 数据整理 (4) 故障排除 (5) 硬件维护 提高网络系统可靠性的技术主要是容错技术。 网络环境中数据破坏后能后得到回复的技术主要是备份技术。 容错就是当由于种种原因在系统中出现了数据、文件损坏或丢失时，系统能够自动将这些损坏或丢失的文件和数据恢复到发生事故以前的状态，使系统能够连续正常运行的一种技术。 容错就是当由于种种原因在系统中出现了数据、文件损坏或丢失时，系统能够自动将这些损坏或丢失的文件和数据恢复到发生事故以前的状态，使系统能够连续正常运行的一种技术。 备份技术就是对网络数据进行备份处理，利用储存器将数据进行储存，保证网络出现故障后能够保存数据。 如果系统的硬件或存储媒体发生故障，“备份”工具可以帮助您保护数据免受意外的损失。例如，可以使用“备份”创建硬盘中数据的副本，然后将数据存储到其他存储设备。备份存储媒体既可以是逻辑驱动器（如硬盘）、独立的存储设备（如可移动磁盘），也可以是由自动转换器组织和控制的整个磁盘库或磁带库。如果硬盘上的原始数据被意外删除或覆盖，或因为硬盘故障而不能访问该数据，那么您可以十分方便的从存档副本中还原该数据。备份可以分为系统备份和数据备份。 系统备份：指的是用户操作系统因磁盘损伤或损坏，计算机病毒或人为误删除等原因造成的系统文件丢失，从而造成计算机操作系统不能正常引导，因此使用系统备份，将操作系统事先贮存起来，用于故障后的后备支援。 数据备份：指的是用户将数据包括文件，数据库，应用程序等贮存起来，用于数据恢复时使用。 图3-3 计算机网络数据备份示意图 从图图3-1中可以简单地描述备份和回复的过程，一个标准的城市网络应该有备份的技术，如果没有，那么当系统数据损失后就不能回复原有的数据，从而导致数据丢失，造成严重的后果，因此，在网络设计前要严格的需求分析，把技术写进需求说明书，按照网络需求说明书进行设计，以设计出高效可靠的网络。 3.3.5 可扩展性需求分析 随着城市经济的快速发展，科技的不断进步，信息产业和信息化更加深入人心，提高信息化是国家发展战略的目标。城市人们的生活水平不断发生变化，他们对网络的功能也不断在提提升，网络的发展处于每天都在变化之中，旧的而网络功能已经不能满足市民的需要，能将原有的网络功能继承和创新技术更高质量更好的网络一起运行，是保证网络发展的需要，也是满足市民上网的要求。因此，在需求分析阶段，设计人员要考虑网络的扩展性。应该包括功能扩展和地域扩展，还要对原来的数据和功能进行继承，这是保证网络能够发展的一个最重要的关键技术点，它将关系到未来网络的发展。地域的扩展业很重要。例如，贵阳金阳新区刚规划的观山湖新区以前就没有网络的普及，若以前没有考虑城市区域的扩建，盲目设计网络，最后，造成不应该的投资。3.4 设备要求 在进行城市网络到户主要需要的网络设备有：路由器、交换机、集线器、中继器、双绞线等。下面主要介绍几种网络设备： 3.4.1 路由器 路由器（Router）是连接因特网中各局域网、广域网的设备，它会根据信道的情况自动选择和设定路由，以最佳路径，按前后顺序发送信号的设备。 路由器是互联网络的枢纽、交通警察。目前路由器已经广泛应用于各行各业，各种不同档次的产品已成为实现各种骨干网内部连接、骨干网间互联和骨干网与互联网互联互通业务的主力军。路由和交换之间的主要区别就是交换发生在OSI参考模型第二层（数据链路层），而路由发生在第三层，即网络层。这一区别决定了路由和交换在移动信息的过程中需使用不同的控制信息，所以两者实现各自功能的方式是不同的。 图2.4.1是路由器的示意图。 路由器能将不同网络或网段之间的数据信息进行“翻译”，以使它们能够相互“读”懂对方的数据，从而构成一个更大的网络。 路由器有两大典型功能，即数据通道功能和控制功能。数据通道功能包括转发决定、背板转发以及输出链路调度等，一般由特定的硬件来完成；控制功能一般用软件来实现，包括与相邻路由器之间的信息交换、系统配置、系统管理等。 图3-4路由器示意图 3.4.2 交换机 交换机(英文：Switch，意为“开关”)是一种用于电信号转发的网络设备。它可以为接入交换机的任意两个网络节点提供独享的电信号通路。最常见的交换机是以太网交换机。其他常见的还有电话语音交换机、光纤交换机等。 交换机的功能主要是把一个接口扩展多个接口，把由总线传输来的数据转发出去，若有N个出口，那转发出去的总流量就是传输