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河北工程大学宽带接入网报告 作者： 日期：2 发宽带接入网期末考查目录方案一：以太网接入方案21以太网宽带接入21.1以太网接入特点21.2局域网标准21.3传输介质21.4交换机组网31.5组网拓扑结构32以太网组网设计方案32.1问题提出及规划设计原则32.2设备选型原则42.3设计方案43以太网接入关键问题63.1安全问题63.2用户管理问题63.3用户接入流量控制63.4记账与收费问题74总结7方案二：基于EPON的光纤接入方案81EPON接入技术82EPON工作原理83小区组网方案设计93.1组网方式 采用FTTB+LAN方式93.2组网方案说明93.3设备选型103.4 ONU位置123.5 OLT容量计算134网络保护方式135总结15方案三： ADSL接入网161ADSL接入技术161.1 ADSL基本特点161.2 工作原理161.3ADSL接入互联网的基本标准172小区ADSL接入方案172.1接入需求172.2 网络拓扑结构选择182.3小区布线方案182.4 小区接入网设备配置202.5宽带接入用户的需求与简单实现系统223总结23方案一：以太网接入方案前言随着网络技术的迅猛发展，网络已经开始在全国普及开来，接入方式也多种多样，在对小区进行宽带接入的时候要综合考虑小区用户的需求，资金，技术等方面，最后确定小区宽带接入方式，这里主要讨论广泛应用且成本低廉的以太网技术接入。1 以太网宽带接入基于以太网技术的宽带接入网由局侧设备和用户侧设备组成，局侧设备一般位于小区内，用户侧设备一般位于居民楼内；或者局侧设备位于商业大楼内，而用户侧设备位于楼层内。局侧设备提供与IP骨干网的接口，用户侧设备提供与用户终端计算机相接的10/100BASE-T接口。局侧设备具有汇聚用户侧设备网管信息的功能。1.1以太网接入特点l 持续发展的以太网决定了其不可取代的地位l 以太网组网灵活、简单、易于实现l 经过近30年的发展，技术相当成熟l 用户端不需增加任何附加设备，正是用户所希望的l 价格较低、带宽大，受用户青睐l 适合用户密集的智能小区和智能大厦的接入1.2局域网标准本方案采用IEEE802.3ah协议，它是IEEE局域网协议的一支。现有的以太网速率和介质有以下几种：l 10Mbit/s-10Base-T Ethernet（铜线）；l 100Mbit/s-Fast Ethernet（铜线或光纤）；l 1000Mbit/s-Gigabit Ethernet（铜线或光纤）。l 我们使用100Mbit/s-Fast Ethernet（铜线或光纤）方案；1.3传输介质1.3.1双绞线l 两根绝缘铜线对绞在一起形成一条单方向通信链路，收发数据需要两对双绞线l 分为屏蔽（STP）和非屏蔽（UTP）两种l UTP的类别l 3类UTP:16MHz; 4类UTP:20MHz ;5类UTP:100MHz; 6类 UTP:200MHz ; 7类UTP:600MHz ;l 抗干扰性能弱于基带同轴电缆，通常距离也有限l 布线容易，良好的性价比，使其广泛用于局域网1.3.2光纤l 光纤是一根很细的可传导光线的介质l 可分为多模光纤和单模光纤l 与同轴电缆和双绞线比较l 带宽更宽，使数据传输速率提高百倍l 衰耗更小，使传输距离更远l 抗恶劣环境能力更强，抗电磁干扰，抗腐蚀等l 安全性更高，难于窃听1.4交换机组网接入结构：l 接入结构实质是一种以太网的组网结构l 为了保证接入带宽，一般采用交换机接入用户l 靠近用户侧，由双绞线连接，速率一般为10Mb/s或100Mb/sl 接入网由多个交换机连网组成，实现用户到ISP之间的数据传输l 连接到ISP一般用光纤，全双工通信，速率视情况而定，一般大于100Mb/s1.5组网拓扑结构采用星型拓扑结构，用中心交换机作为中心节点与其他节点相互连接构成小区网络。整个网络由中心节点执行集中式通行控制管理，各节点间的通信都要通过中心节点。每一个要发送数据的节点都将要发送到数据发送中心节点，再由中心节点负责将数据送到目地节点。因此，中心节点相当复杂，而各个节点的通信处理负担都很小，只需要满足链路的简单通信要求。2 以太网组网设计方案2.1问题提出及规划设计原则小区宽带数据接入网是运营商发展数据业务时规划的重点。随着数据网络建设的发展,接入用户也在不断增加,网络结构日趋庞大,作为网络运营者,如何保证社区网络的安全性,如何提高网络访问的响应速度,如何在运营网络时保证最高的性能价格比,如何为用户提供更好的多功能服务,是运营商面临的首要问题。(1) 用户比较密集的小区、办公楼及其他集团用户,采用以太网方式接入。(2) 接入层负责提供各种类型用户的接入,较高的端口密集,能对用户节点实现一定的流量控制及其他策略管理功能。(3) 接入节点主要对小区用户提供接入服务,它应具有业务和容量的扩展性,具有多业务的承载能力和良好的QoS 保证。(4) 接入节点可提供100 Mb/ s 以上速率的接口与汇聚点相连,接入层设计(二次交换设备) 应具备用户数据隔离、端口隔离和广播抑制功能,以保证用户数据的安全和网络的安全,并具备组播管理功能和组播安全特性。(5) 接入层设备应满足复杂运行环境(供电、环境适应性、线路适应性) 要求,支持管理中心对设备的统一管理、配置和测试,具备环境监控能力,网络维护及运营的成本要低。2.2设备选型原则(1) 重视骨干交换机小区宽带数据接入网为星型拓扑结构,对性能要求很高,应尽可能选用多技术的骨干交换机,使其具有极高的可靠性,没有单故障点,能很方便地实现第三层交换功能。工作组交换机采用高性能可堆叠交换机,可使网络层次大为简化。大多数工作组交换机直达桌面,少数可经第三层交换机到达桌面,整体投资少。(2) 可伸缩性要求高网络系统结构为两层和三层混合结构,对于设备配置,只有配置伸缩性高的产品才能满足这一要求。(3) 桌面交换机系列全如果要求全部站点为多媒体站点,则要求桌面交换机产品系列齐全,可选择余地比较大,有利于节约投资。(4) 采用一个公司的产品要求公司产品齐全,网上互联设备尽量采用一个公司的产品,互联性好,容易获得统一的技术支持。(5) 要求产品互联开放性好和任何公司的小型机、PC 服务器、工作站都能很好连接,性能价格比高。(6) 二层交换机无需UPS分布在各楼栋的二层交换机,对环境要求比较低,不需要UPS 电源,无人值守,停电则断,来电则通。2.3设计方案本方案采用交换机组网设计为分层式网络模型, 站点独享信道。将小区内的各种设备分为3 个层次,即核心层小区中心交换机,一般设在以太网内的分前端;分布层几何中心交换机,一般设在以太网内的光节点上;接入层楼栋交换机,设在用户较集中的楼栋内。小区中心采用三层交换机,几何中心采用具有IP 交换功能的交换机,楼栋采用网管型二层交换机。由于小区中心与几何中心之间的物理距离较远,一般通过单模光纤和光电转换器进行连接;而几何中心与楼栋之间的物理距离较近,可通过屏蔽五类线进行连接,10 M/ 100 M 到桌面实现用户的宽带接入。但是在小区的宽带接入用户密集度很高的情况下,工程布线人员可以根据几何中心与各楼栋之间的实距离进行选择,当超过100 m时可采用多模光纤连接,当在90 m 之内时可选择屏蔽五类线连接。在几何中心,用户群的规模一般在500 户左右,对于中小城市,若采用流量计费投入太大,所以对用户的收费采用包月制,这样,系统管理员对网络的要求较为简便,对用户有较高的控制性,且对安全性的要求相对较低。对于将来的宽带接入,本方案着重考虑了网络的扩展性和设备的可升级性。其结构示意图如下图（1）所示。图（1）以太网拓扑图 (1) 小区中心交换机采用华为MA5200交换机作为核心层小区中心交换机,应能够提供48个10/100 Base-Tx端口和2个GE端口,具有24G无阻塞交换能力,10Mbps的三层转发能力,用于VLAN的终结,放置于分前端的中心机房内。它的148端口作为向几何中心交换机下连接口,或者根据实际组网的需要直接连接用户的主机,同时也可作为上行连接口,直接与骨干路由器连接,基于以上考虑我选用华为MA5200作为小区中心交换机。(2) 几何中心交换机采用华为S5700-24TP交换机作为分布层几何中心交换机,应具有三层路由功能,能完成高带宽、大容量网络层交换功能,使网络管理者能方便地监督和管理网络,同时,能将主干网带宽提升到吉位。如S5700-24TP交换机具有2个扩展槽,可以扩展吉位模块。它配置非常灵活、实用,提供了极好的性能和合理的价位,而且它们建立在一个功能强大且绝对无阻塞的9.6G交换背板上,提供了增强的网络传输能力,如IP交换、分级传送和IP组播。使用浏览器,可以很容易地通过WEB 方式对交换机进行配置和监控,其中包括配置IP交换、IP组播、静态VLAN、生成树、设置陷阱和警报,查看RMON 状态和登录事件。也可以通过VT100 仿真终端以菜单界面方式设置交换机。(3) 楼栋交换机华为S2700接入层交换机作为接入层楼栋交换机,应具有4.8 G无阻塞交换能力,支持生成树协议IEEE802.1 Q ,可以远程Tel2net管理、WEB管理,支持基于端口的VLAN ,支持RMON ,SNMP 等。每幢楼放置的交换机作为桌面交换机与每一个用户PC连接,通过VLAN的划分使每一个用户从物理上与其他用户独立分开,确保每一个用户计算机的安全;管理员可以通过远程管理及时查看每一个用户的状态,确保网络的畅通。特别说明:当一栋楼里用户较多,一台交换机不足以连接所有用户时,可以在它下面再级联一级交换机。(4) 管理工作站整个网络的管理工作由网管工作站(NMS)统一进行,以小区中心交换机为主,几何中心交换机为辅,管理其下连的所有主机。由于所选的小区中心交换机和楼栋交换机都支持带内网管,具有与网络管理工作站物理位置无关性,在实际应用中可以根据网络的具体情况,在网络的任意位置接入。(5) 服务器为智能化小区提供视频、信息等服务就必须有相应的服务器,根据服务范围的规划,服务器可以连接于小区接入中心交换机或上层的路由器上。例如:当服务器A是专为小区A进行小区智能化管理、信息服务等配置,可以通过小区中心交换机接入到小区局域网中;服务器B是为小区群组提供VOD点播的服务所设,可通过上层的路由器来进行接入。3 以太网接入关键问题3.1安全问题l 网络分段l 以交换机式集线器替代共享式集线器对单帧进行隔离，不作任何限制处理时，用户之间彼此通信十分容易，这是接入网用户不希望的l VLAN划分实现用户隔离l IP+MAC捆绑来确保网络安全l 用户身份认证方式3.2用户管理问题l 用户开户登记l 用户到运营商进行开户登记l 身份的合法性认证l 给通过认证的用户授权接入l 根据用户属性向用户提供应该享受的服务l 几乎用户使用网络资源的问题3.3用户接入流量控制l 对一个端口接入的站点数进行控制l 简单的方法是将MAC地址与端口绑定，但通过代理仍能实现一个端口的多机接入l 限制一个IP地址所能同时建立的TCP连接，可以间接的限制一个端口的站点个数l 对一个端口接入速率控制l 限制端口接入的最高速率和最低速率l 运营商同时必须保障用户的接入流量3.4记账与收费问题l 记账l 记录用户各种活动日志，收集用户活动日志l 用户使用网络资源的情况l 使用时间记录l 流量记录l 计费l 根据记账的情况、费率、计费的方式计算出实际费用4 总结本方案采用星型分层结构进行组网，组网容易，便于管理，易于扩展。采用光纤与双绞线进行信息传输，可以降低传输损耗，而且价格也比较适中。随着宽带接入需求的增长、千兆以太网和光传输技术的发展，以太网接入是很有前途的宽带接入技术。方案二：基于EPON的光纤接入方案1 EPON接入技术EPON将以太网技术与无源光网络(PON)技术结合起来，其目标是用最简单的方式实现一个点到多点拓扑结构的千兆以太网光纤接入网络。EPON属于IEEE以太网标准范畴，对于向全IP网络过渡是一个很好的选择。EPON降低了初始成本和运行成本，可以大量采用以太网技术成熟的芯片，实现简单，相对成本低，维护简单，容易扩展和易于升级。EPON的组成单元如图1所示。光信号通过分光器把光纤线路终端(OLT)一根光纤下行的信号分成多路给每一个光网络单元(ONU)，每个ONU上行的信号通过光耦合器合成在一根光纤里给OLT。因而EPON中包括无源网络设备和有源网络设备。无源网络设备包括单模光缆、无源分光器/耦合器、适配器、连接器和熔接头等。它一般放置于局外，称为局外设备。无源网络设备十分简单、稳定可靠、寿命长、易于维护、价格极低。如下图（1）所示： 图（1）EPON组成图2 EPON工作原理EPON由光纤线路终端、光分配网络(ODN)和光网络单元组成，采用的是树形拓扑结构。使用上行1 310 nm和下行1 490 nm波长传送数据和语音，CATV业务则使用1 550 nm波长承载。OLT放置在中心局端，分配和控制信道的连接，并有实时监控、管理及维护功能。ONU放置在用户侧，OLT与ONU间通过无源的光分配网络按照1:16/1:32/1:64方式连接，系统参考配置如图（2）所示：图（2）系统参考配置 EPON网络采用一点至多点的拓扑结构，取代点到点结构，大大节省了光纤的用量和管理成本。无源网络设备代替了传统的ATM/SONET宽带接入系统中的中继器、放大器和激光器，减少了中心局端所需的激光器数目，并且OLT由许多ONU用户分担。此外EPON利用以太网技术，采用标准以太帧，无须任何转换就可以承载目前的主流业务IP业务。因此EPON十分简单、高效、建设费用低、维护费用低，最适合宽带接入网需求。 在EPON中，从OLT到多个ONU下行传输数据的过程采用数据广播方式发送。数据以变长信息包的形式从OLT下行广播到多个ONU。依据IEEE 802.3ah协议，信息包最长为1 518字节。每个信息包带有一个EPON包头，惟一标识该信息包是发给ONU-1、ONU-2还是ONU-3。也可标识为广播信息包发给所有ONU或发给特定的ONU组(多点传送信息包)。当数据到达ONU时，ONU通过地址匹配，接受并识别发给它的信息包，丢弃发给其他ONU的信息包。例如，ONU-1接收信息包1、信息包2和信息包3，但只将信息包1传输给最终用户1。 EPON上行数据传输采用时分复用技术，每个ONU上行数据分配一个专用时隙，使得在数据汇合到公共光纤的时候，从ONU来的信息包不会互相干扰。例如，ONU-1信息包在第一个时间间隙传输，ONU-2信息包在第二个非重叠的时间间隙传输，而ONU-3信息包在第三个非重叠的时间间隙传输。3 小区组网方案设计3.1组网方式 采用FTTB+LAN方式FTTB（Fiber To The Building）:是FTTX+LAN的一种网络连接模式，主要是将光信号接入办公大楼或者公寓大厦的总配线箱内部，实现光纤信号的接入，而在办公室大楼或公寓大厦的内部，则仍然是利用同轴电缆、双绞线或光纤实现信号的分拨输入，以实现高速数据的应用。3.2组网方案说明1)采用EPON进行接入，EPON的OLT设备放置于运营商侧的机房中，OLT上行至就近的城域网汇聚点，一级分光点置于小区的主机房内。采用2:N的分光器，对上行进行保护。2)分光器和楼道之间采用光纤到楼道，楼道中放置ONU设备，ONU出网线到用户的方式接入。ONU设备采用B类设备。考虑到全业务的竞争，可以采用带语音接入的ONU。3)用户采用PPPOE拨号认证，通过接入服务器( MA5200F , MA5200G等)连接到骨干城域网组网拓扑图如下图（3）所示图（3）小区网络拓扑图3.3设备选型3.3.1 OLT选型华为S6506设备（1）GEPON特性：支持802.3ah；支持:32光分路比；整机最大支持1408路ONU；支持DBA,DBA带宽分配粒度为1Mbps；支持10km传输距离；（2）包交换容量： 96Gbps（可升级到384Gbps）（3）包转发率：72Mpps （4）槽位数量：7（5）I/O槽位数量：6（6）端口密度：44 GEPON端口6 10GE 48 GE 288 FE（7）最长匹配路由：64K（8）VLAN路由接口：1K（9）MAC地址：32K（10）支持协议：802.3x,802.1p,802.1q, 802.3ad,802.1x，三层协议华为（4）S6506 3.3.2 ONU设备选型华为ET204（1）GEPON特性：支持802.3ah；支持DBA,DBA带宽分配粒度为1Mbps；（2）端口1个上行GEPON端口(1000Base-PX10)4个下行FE端口(10/100base-TX)（3）VLAN支持4K VLAN透传；支持4K VLAN ID定义；（4）设备管理支持网管管理,支持远端软件加载（5）支持协议IEEE 802.3x,802.1p,802.1q，IGMP SNOOPING华为（5）ET204 3.3.3 无源光分器选用烽火烽火FN60000系列2：32分光器图（6）无源光分器3.3.4 传输介质选型单模光纤：符合ITU-T G . 625标准双绞线：5类双绞线3.4 ONU位置ONU位于居民楼每层的楼层配线箱内，并保证每户一个。以下图（7）为小区内一楼宇内布线结构：图（7）ONU楼宇布置图对于楼内布线需要介绍的是： OLT到POS的光缆数，一字楼的需要3芯光缆2根，U型楼需要7芯光缆2根。2：32分路器到ONU的光缆数，一字楼需要4根18芯光缆，U字楼需要12根18芯光缆。3.5 OLT容量计算小区宽带总容量根据用户数考虑。根据式带宽计算公式：上行带宽=用户数*最大并发率*每用户带宽*用户浏览特性值 推荐经验值：最大并发率：70%（这个数值比实际值偏大一点）。用户浏览特性值：25%（下载时间/阅读时间）。小区共X户，承诺4M给每户。则: X*70%*4M*25%。PSTN业务，所耗带宽很小，可以暂不做计算。4 网络保护方式对于一些重要的应用场所，我们要求接入网具有快速的保护倒换功能。因此，PON提供了多种不同线路备份、冗余。不同的接入网所应用环境的需要而采用不同的保护倒换方案。冗余可以是整个PON的冗余，也可以是某一部分的冗余，但是在通信的高要求、高成本的情况下，我们是采用低成本高效率的冗余，而对于将整个PON来进行冗余，那么成本将是很昂贵的，下面将提到4种类型的网络保护拓扑方式来做比较，比较那种方案最好如图（8）所示：图（8）主干冗余图（9）OLT PON口冗余图（10）分支冗余 在计算中我们采用Uc表示器件c的不可用性，Ug为一组关联器件的不可用性。Uc和Ug分别对应器件或器件组的不可用时间。定义由主干光纤、OLT发送机和接收机组成为主干组，由分支光纤、ONU发送机和接收机组成为分支组，光分路器为独立的一组。主干组的不可用性可计算为：Utrunk=1-（1-uolt_Tx）（1-uolt_Rx）(1-utrunk) 这里uolt_Tx表示为OLT发射机的不可用性，uoltT_Rx表示为OLT接收机的不可用性，utrunk为主干光纤的不可用性。类似的我们可以得出分支组的不可用性为：Ubranch=1-（1-uonu_Tx）（1-uonu_Rx）（1-ubranch)这里的uonu_Tx为ONU发射机的不可用性，uonu_Rx为ONU接收机的不可用性，ubranch为分支光纤的不可用性。由于因为数据时双向传输，所以把发送和接受归到一组里。树保护PON所示，它具有整个“树”型光纤网的冗余。这种结构不想分支保护、主干保护和分支均保护方案那样受增加分支树的影响。这种保护方案的重要优点是：在正常情况下，主用和备用部分均可用来传送业务，也就是PON具有两倍的容量。树保护方案需要的光纤和收发器数量与主干保护和分支保护方案相同，但是，它的不可用性要高于主干和分支均保护，其不可用性为：U=【1-（1-Utrunk）（1-Usplit）（1-Ubranch）】*【1-（1-Utrunk）（1-Usplit）（1-Ubranch）】在EPON系统所处在不同的环境中，我们应依据不同的环境而采用不同的保护倒换方案，以致网络的安全、网络的低成本。5 总结EPON的下行信道为百兆/千兆的广播方式，而上行信道为用户共享的百兆/千兆信道。这比目前的接入方式，如MODEM、ISDN、ADSL甚至ATM PON 都要高得多。而它的建设成本很低，由于采用PON的结构，EPON网络中减少了大量的光纤和光器件以及维护的成本。在业务可扩展性方面EPON具有高度的可扩展性，为后期的业务扩展预留了较大的空间。方案三： ADSL接入网1 ADSL接入技术1.1 ADSL基本特点数字用户线路，DSL是用铜线当作传送媒介的传送技术结合，总的突显在2个地方，即信号输送的速率和长度不一样、上下行速度对称性的不一样。采用的传输介质为二芯电话线或电缆、光纤，它在传输方面有以下几个特点：（1） 一电话线能在接进的时候，可拨出而且能实现信息的传送，实现上网打电话两不误；（2） 尽管用的仍然是之前的电话线，但ADSL传送的信息不是经电话转换 机的，因此ADSL上网无需支付另外的费用，节省了不少；（3） ADSL的信息传送速度随路线的变化而变化；（4） 选择自己使用宽带，有保障地选择点到点的拓扑构造，使用者能自己使用高带宽，数据传输更人性化。1.2 工作原理不对称数字用户线路，在线路上会出现3种不一样的信息通道：一种速度是2Mbps8Mbps的非低速下行通道，使用者可以自行下载；另一种速度是15Kbps1Mbps的中速双工的通道；第三种是普通的老式电话server通道,此外此三种通道能一起运行。ADSL所使用的是非低级数字处理方法与新颖的算法打包数据，让很多信息能于网上快速地传输。我们都知道，如果想要在很长的铜制双绞线上来输送数据的话，那么这对信号的减弱是非常严重的，而ADSL在这样极差的环境之中完成了大的非静态区域、分离的通道以及保持低噪声的干扰，难度显而易见。能达到基于电话线路上阻断实用带宽并出现多路信道的目的，ADSL“猫”通常使用2种方式来实现：频分多路复用(FDM)或者回波消除(EC)手段。数据的上行通道和下行通道被宽带中的FDM各自配一频段。下行通道在经过时分多路复用技术，而且可再分成数个高、低速信道。同样，上行通道也如此。而回波滤除技术把上行频带和下行频带相互叠加，经过现有传来的回波虑除来区分两个频带。这种方法来自V.32和V.34的调制解调器，它很好地采用了一定量的带宽，但从它的多重性和资金方面来看，代价很大。此外，无论使用哪一种技术，4KHz频带都会被ADSL所隔离出，投入在POTS上，就是旧的电话server。当前的ADSL调制解调器大都采用三种线路编码手段，依次是抑制型载波相位与幅度、分散型多音复用、分散型小波多音复用。其中CAP是正交幅度调制，数据被调制到一个载波上是基于CAP上的，而如果被调制到数个载波上则是基于DMT上的，各个载波上的数据被QAM所调制。DMT中使用的是高数中的FFT做为数字信号的处理。而在DWMT中，则用最近比较流行的小波变换算法代替FFT。单个ADSL调制解调设备把双工通道里的和保护信道里的数据流构成数据块（block），而且在每一个block中添加了纠错的代码，有了它，接受端才能把在输送中出现的误码纠错。1.3ADSL接入互联网的基本标准如今，在中国实行小区宽带运作的运作商，一般都选择下面4种模式： (1) 光纤-路由-普通交换机模式，通常会见于一个独立的居民小区。 优点：结构简单，造价低；缺点：性能较差，管理不方便，网络内常有互击现象，伴有漏洞等，不能阻止业务员底下开通账户。(2) 光纤路由网管转换机模式，早期很多运作商都使用这个模式。优点：构造不复杂，能进行管理，防止内部网有漏洞进行侵犯，也能阻止私底下开通账户；缺点：带机的性能差，转换器资金投入多。(3)光纤拨号服务器网管交换机模式，一种新兴的运营商，很多采取这种模式。优点：构造不复杂，能网络管理，易于使用者的管理，带机量较大；缺点：网管交换机成本相对较高，假设在拨号server上操作管理，只要拨号server一破坏，用户的资料将损失。(4) 数据库管理server辨别server拨号server转换器，排布式运作架构。这种方法是当下极好投入使用的宽带系统，在整个架构的规划上是首屈一指，遥遥领先的。非但能使运作商采购的资金投入减少，而且在相应情况下降低了用户的维修难度和报错度。2 小区ADSL接入方案2.1接入需求(1)电话业务的需要；(2)宽带上网的需要(远程医疗、远程教育、音频点播、网上冲浪、购物、网上娱乐游戏等)；（3）高稳定性，由于是给小区用户提供宽带接入服务的，网络内的用户存在各种不同时间上网的需求，这就要求网络不能经常中断，由此对网络接入设备的稳定性提出了极高的要求。（4）高安全性，小区内住户的网络都是由住户个人自行管理，而不是像网吧一样有网管统一管理，因此内网的攻击，病毒，用户互访的事件，也是层出不穷，要做好小区宽带，对这些安全问题，也需要一个较好的解决方案。（5）高性价比，小区宽带投入的目的是为赢利，具有较高性价比的设备，能够让小区宽带运营商更快，更早的收回投资。（6）可管理、易操作：由于用户的独立性，要求有一个良好的管理系统来对用户进行计费管理，并且要具备良好的可操作性，这样公司的管理，才会更有序。2.2 网络拓扑结构选择网络拓扑结构是在逻辑上对网络的一个描述，它反映了整个网络的结构。在网络结构上，主要分为：星形拓扑结构、总线形拓扑结构、环形拓扑结构和树形拓扑结构。在选择拓扑结构时，应该考虑的主要因素有以下几点：n 费用低：安装费用的高低和拓扑结构的选择以及传输介质的选择、传输距离的确定都有关。n 灵活性：要考虑到在设备搬动时很容易重新配置网络拓扑，还要考虑原有节点的删除和新节点的加入。n 可靠性：拓扑结构的选择要使故障的检测和故障隔离较为方便。图（1）网络拓扑图综上所述，在小区网中综合选择多种拓扑结构，选择星形和树形相结合的拓扑结构。(如下图(1)所示)2.3小区布线方案每户设一个信息点；每一层或相邻几层在弱电井设一楼层配线箱FD，采用五类超五类水平电缆与所在楼层的信息点星型连接；每幢楼设一大楼配线箱BD，主干采用多模光缆或大对数电缆与各FD相连；BD以多模光缆连接至小区的楼群配线箱CD，通过CD再连接至城域网主干。每户分配根五类超五类水平电缆。每幢楼以单元为单位，每个单元均设单元配线箱作转接点汇集本单元的所有水平电缆。一幢或几幢楼的若干个单元设一大楼配线箱及网络交换机，各单元配线箱通过五类超五类 25对骨干电缆连接至大楼配线箱的网络交换机(住户家里信息点位置到大楼配线箱的线路长度控制在90 m以内)小区内各大楼配线箱的网络交换机通过光缆(一般采用多模光缆)连接至小区楼群配线箱的网络主交换机，再对外连接至城域网主干。现在，光纤至社区以及小区里面以太局域网相互连结的宽带接入方法是我们国内小区宽带接入的基本处理方法。这种措施就基于在社区里面统一排线与分段主干网络采用星型网络拓扑结构，主要是考虑到当网络中某个节点出现故障时不会影响整个网络的运行，这使得网络从总体上可以提供高度的可靠性和冗佘性。将整个网络系统划分为两个层次：核心层、接入层。采用了分层结构的小区网解决方案在性能、可靠性、扩展性等方面有无可比拟的优势，在投资保护方面，使得整个网络的性能价格比最优。组建小区网的特点：1、 主干采用三层架构，充分利用三层交换的高性能管理，满足大容量、高速率的数据传输。2、 基于两层的管理，对网络各种信息数据的处理游刃有余。3、 分布式的两层提供强大的系统张力，避免了牵一发而动全身。4、 处于两层的交换技术，实现网络路由管理。不但有效控制网络风暴，又能 实现跨VLAN的网络连结，为网络的安全提供了强有力的保障。5、 分布式的两层结构使得管理智能化，提高了管理效率。局域网来满足社区客户要求快速上网的需要，而且能适应社区内的多种服务。社区里面的统一排线使用的是多模线缆至楼层，5种大对数非屏蔽的双绞线至单元，五类四对非屏蔽双绞线至户”的布线设计。结合了大对数线缆的互相交接，使用数个单元安置一个网络交换机，绝非一切单元都安置一个的方法，基本顾及到当前我们国内小区的宽带业务安装率不高，为了降低电信运营商刚开始网络开通的费用，避免一单元一用户一交换机的无奈局面。小区内部的综合布线网络能分成为以下3个系统：小区核心、小区楼层主支以及楼层里排线。详细的方法是：（1)小区核心系统 小区宽带接人的核心部分是小区核心系统，在宽带城域网中引进光缆至中心机房，全面完成宽带网络的出口。在小区核心机房内部安置标准的光纤转线盘，主要作用是用在光缆的引入和向小区的引出。多模线缆和光纤转线盘使用sc光纤电源器互连，对于sc光纤头子的生产条件允许的话可以使用“焊接法”也就是使用光纤焊接机将sc多模尾线与多模光缆焊接起来，这种方法施工质量较高，工艺也相对简单。如果没有光纤焊接机，当然也可采用“热熔法 ”也就是让技能娴熟的工人将SC热熔头和多模光纤互连，温度降低后凝固再接，这种做法主观原因不小，施工的失败率也相对来说较“焊接法”高，SC头备货时需考虑一定的数量。小区中机房内应尽量保持无灰尘、通风性好，按标准设计应该尽量满足下面7个要求： 1)机房温度要在1726，相对的湿度要在2954； 2)机房内要隔尘，要时常吹风； 3)机房内配置好一定的防护软件； 4)机旁安置抗火大门，要抗火1个小时以上的抗火墙壁和抵烧漆； 5)机房尽量远离危险物品； 6)机房一切设备机柜要引线至接地；7)机房的高度要控制在3M以上高度的宽敞空间，门的大小也控制在高2M,宽1M,地板的承重能力控制在大于500千克每平方米。 （2)小区楼间主干系统 小区楼间主干系统主要有多模光缆、大楼配线箱、5类大对数电缆。从中心机房到小区间的各幢楼房铺设多模线缆,主支铺线使用星型式。线缆铺入每一栋楼的大楼配线箱之内。多模光缆芯的数量以每48个信息点作为二个芯的指标来设计，顾及到二芯的备用情况，所以常用六芯多模光缆为主。 大楼配线箱的设计应该在这栋楼中心的单元，主要职责是管理整栋楼及本单元的信息传输，各放置主支线缆至每个单元的配线箱。大楼配线箱的设计原则按照信息点至大楼配线箱实际的线路长短要在80m以内，所以因区而异，每栋楼能设计数个大楼配线箱，也能多对一。大楼配线箱一般使用挂墙式的机箱，放在这个单元2层3层楼道的中心方位。空间规划要顾及用于卡接各5 种 25 对非屏蔽主干电缆的卡接式 110它的规划范围还应该要想到卡接式110配线架、多模光缆的盘绕空间和网络交换机的方位。对于交换机的能源规划，能和每个小区和提供电源部商讨使用就近原则来进行供电，有条件的话还可以使用单独供电。此外楼层的配线箱要被单个排线到接地物，假设使用单个接地,那么接地电阻要小于4Q，然而假设使用集合接地,则要小于1Q。 （3)楼内布线系统 单元配线箱、水平线缆和信息插座被分布在楼层里。从单元配线箱向这个单元的用户安放水平电缆时候使用的连接方式是星型，按照我们熟知的“单户单线”准则，于各住宅客户家配置一个RJ45式的信息排插。一旦网络连上，用户只要利用五类跳线将PC和信息插座互连就可享受10M/100Mbps的传输速度。我们知道单元配线箱处在每个楼的中心位置,配置墙挂装置,里面有110卡接的配线架，把这个单元住宅客户的一切水平线进行下连接、而对25对主支线缆到楼层配线箱上连接。单元配线箱也应该单独布线到接地体，如果采用单独接地，接地电阻要小于4Q，如果使用的是集体接地，接地电阻小于lf2。对那些较高档、大户型的小区可加大投入布线量。对于那些新楼宅，自一个配线箱至这个单元所有住宅客户的资料排插地方使用PVC管来预埋布线，而对于那些旧楼宅，使用PVC线槽。2.4 小区接入网设备配置根据节点的信息统计出的网络连接状况:1. 数据中心数据中心是整个小区网的大脑，在其中放置了核心交换机、应用服务器群、DMZ区以及防火墙等。数据中心同时还提供连接1栋,2栋,3栋,4栋的百兆光纤连接。因此，网络中心的主干交换机至少应该配有12口的百兆光纤接口模块，从高性能价格比及实际应用的需要出发，兼顾所采用组网技术的复杂程度，同时考虑到小区网的维护、管理和使用效果。中心交换机使用Cisco Catalyst 6509中心交换机一台，提供小区网的主干连接和其它大楼的信息连接，为能够实现高水平的交换性能和系统带宽。此方案选择1块24口10M/100M自适应的以太网模块，用以连接各汇聚层交换机。同时它也有NAT地址转换功能，从而可以解决INTERNET分配的外部地址不足的问题和内外网的隔离。防火墙选用天融信NGFWARES-VPN(S)产品来保护小区网络的安全。2. 小区楼房 每栋楼房都配有Cisco Catalyst 2960交换机一台，用于连接每栋楼的用户, 通过百兆单模光纤连接网络中心外，还需要通过超五类双绞线分别连接该楼内的各信息点。交换机的用量如下表1所示:表1区域名称交换机型号交换机数量数据中心Cisco Catalyst 650911栋Cisco Catalyst 296012栋Cisco Catalyst 296013栋Cisco Catalyst 296014栋Cisco Catalyst 2