基于宽带社区网络建设毕业论文

1、. . . . 基于宽带社区网络建设目录摘 要31 概 述42 社区宽带网络建设需求分析42.1 市场分析52.2前景分析53 社区宽带网络建设主要技术63.1以太网技术73.2 无线局域网技术93.3 有线电视网络数据传输技术93.4 数字线路传输技术104 社区宽带网络建设方案设计114.1 设计原则114.2 技术选择134.3 网络安全164.4 系统平台选择与应用软件设计175 社区宽带网络方案实例分析185.1 网络连接设备的选择195.2 网络服务运营管理平台实现方案205.3 Internet服务网络系统设计205.4 网络应用216 结束语22参考文献22摘要：社区宽带网络主

2、要是为解决家庭用户“最后一公里”的宽带接入而提出的。通过有线电视网络、线以与高速以太网均可实现家庭用户的宽带接入，从实践来看，三者在网络接入带宽、用户负担的成本、可以提供的服务容等方面不尽一样。尽管“三网合一”一度成为人们的美好憧憬和追求的目标，但中国现实国情却决定了其仅仅是个目标。然而现实的需求却是非常迫切和实实在在的，千千万万的家庭用户需要费用低廉、可以高速上网的解决方案。中国城市人口居住密度高、人均收入较低的特点，使得面向小区用户的高速以太网解决方案成为相对最佳的方案，显示出巨大的市场潜力，已经吸引了多家公司参与小区宽带网络的建设和运营。房地产商也对此表现出浓厚的兴趣，因为它可以增加房屋

3、的卖点，提升楼宇的价值。社区宽带网也得到了资本市场投资者的注意，相关上市公司的股票价值得到不同程度的增值。社区高速以太网的发展将对有线电视运营商和电信运营商通过网络改造提供宽频上网业务形成很大的冲击，但将促进传统PC厂商和家电厂商向互联网业务的转型，也使房地产商和物业管理公司面临着互联网时代的新机遇 关键字:IPTV、社区宽带网络、广电网(HFC)1 概述随着网络信息技术的飞速发展，许多社区开始进行社区网络的建设，为社区中的住户提供便捷高速的网络信息服务。各种各样的社区网络建设方案被提了出来，但由于Internet的信息和服务容极大丰富，多媒体技术的大大发展，网上电影、VOD点播、远程教学等多

4、媒体服务使得用户入网需求带宽急剧增加，过去的拨号、一线通等低速、窄带等上网方式很难再满足多媒体上网需要。如何解决“最后一公里”的宽带接入成为业人士普遍关心的问题。为提高家庭上网速度，中国电信先后推出了ISDN、ADSL解决方案，虽然速度提高了，但费用仍然较高。同时，住宅社区的宽带、网络化也会给社区的开发商带来新的市场机遇。不但可以利用网络对社区进行现代化的部管理，还可为社区用户提供增值服务。这样不但增强了开发商在本行业中的竞争地位，也为其带来了新的商机。因此以光纤城域网FTTB+LAN、ADSL等社区宽带网络建设越来越必要，同时也为开发商带来了很好的社会效益和经济效益为了便于用户选择社区网络建

5、设方案，有效地降低用户的网络建设成本，本人根据现有网络技术和实际需要，有针对性地拟出了一系列社区网络建设方案。方案是基于以太网技术的社区宽带网络架构解决方案，目标是为大中型社区中的用户提供高速的宽带网络接入服务。方案利用成熟可靠的技术，充分满足了社区网络建设的应用需求，有效降低了成本。2 社区宽带网络建设需求分析2.1 市场分析2.1.1市场容量 宽带社区网络孕育着相当大的市场潜力。国家建设部副部长宋春华在日前召开的“第五届亚洲房地产学会年会暨国际研讨会”上指出，住宅与房地产业已成为我国国民经济支柱产业。1992年以来商品住宅销售额持续增长，近几年房地产业投资额年增长208；世界每一千人平均1

6、0套住房，我国每一千人平均16套；作为世界人口大国，我国的住宅总数已居世界第一；房地产在全国国民生产总值中占到75；住宅建设连续3年竣工量超过4亿平方米，其中去年达5亿平方米，是我国住宅建设史上建设规模最大的历史时期。如此巨大住宅存量和增量要进行信息化改造和建设，将为网络设备供应商和网络运营商提供难以估量的商机。2.1.2竞争状况 良好的市场前景已经在激励着众多实力雄厚的机构加入市场竞争的行列，一般企业的积极性最高，福地科技、长城电脑、聚友集团等公司计划投资数十亿元推进宽带社区网络建设，在某些城市的竞争已有白热化的趋势；中国电信的数据通信局也坐不住了，市数据通信局专门举办了“信息化小区”建设研

7、讨会，推销其解决方案；广电部门在这方面处于落后状态，因为HFC网络的双向改造进展缓慢，仅仅处于个别试点状态。鉴于HFC网络双向改造的投资风险，某些地方的有线电视运营商已经在考虑直接采用高速以太网方式为小区用户提供宽频上网业务。 信息化社区的竞争不但存在着企业、电信与广电的竞争，其背后还有技术解决方案的竞争、业务的竞争。2.2 前景分析社区宽带网的发展将极促进社区的信息化发展，提高我国的信息化水平，推进我国信息产业的快速发展。 另外社区信息化将进一步家庭信息化的纵深方向发展，不远的将来家庭部的各种家电都有可能网络化。家电网络化化趋势为家电远程维护、质保都将带来无限的前景。最近海尔公司推出了“网络

8、冰箱”、“网络空调”等产品，受到广大客户的广泛关注，相信不远的将来，随着社区宽带的发展，“网上社区”即将成为现实。3 社区宽带网络建设主要技术社区网络属于园区网络，与传统园区网络相比最大不同点是，社区网络是一个公用的运营网络，其设计应包括以下5个方面: 1.社区网络控制中心的设计，包括宽带Internet接入方式、网管技术选择和核心交换路由设备的选择等; 2.基础物理传输网络设计，包括物理线路和传输协议等; 3.网络逻辑设计，包括路由服务和网络流量控制等; 4.网络运营管理平台设计，包括基于用户的认证、计费、网络安全和服务质量等; 5.Internet服务网络平台设计，包括防火墙、WebCac

9、he和服务器负载均衡等。 除了社区网络控制中心的建立之外，社区网络的建设重点就是物理网络传输技术即社区用户接入技术的选择，目前主要有4种接入技术：以太网技术、无线局域网技术、有线电视网数据传输技术和数字线路传输技术。由于社区网络的建设是围绕着社区用户接入方式这一核心开展的，下面我们就这4种方式衍生的社区网络建设方案进行分析与比较。 3.1 以太网技术 采用以太网技术建设的宽带社区网络，实际上就是建设宽带社区以太园区网。具体方法是，在社区用户的家中添加RJ45接口信息插座作为接入社区网络的接口，可提供10/100Mbps自适应的网络连接速率。 由于采用的以太网技术较为成熟，因此基础网络设计方案和

10、技术实现比较简单，主要包括2方面：即园区网络结构化布线和以太网设计与实现。园区网络结构化布线通常采用光纤到楼、双绞线到户的方案，即楼宇之间采用光纤形成网络骨干线路，在单栋建筑物采用五类双绞线到每户。以太网设计与实现包括网络管理控制中心和社区楼子网的设计与实现。网络管理控制中心一般采用核心级骨干交换机，社区子网一般采用工作组级交换机。设计者可以根据每栋楼住户数量确定交换机端口数量，从而决定采用交换机的数量。 虽然采用以太网技术建设宽带社区网络技术成熟、方法简单，但设计者还是应当注意以下几个问题。 1适用对象 此方案最适用于新开发的小区，通常布线工作是与房屋的建设施工一同进行，以降低建设成本。 2

11、注意规 由于此方案采用以太网技术，所以网络布线结构和线缆的选择设计应参照以太网设计要求而制定。比如，不同的以太网技术对线缆的类型与传输距离的要不同的。 3以太网技术的选择 目前可采用的以太网技术主要有千兆以太网、快速以太网和普通以太网技术。根据目前的技术现状，采用千兆交换到楼、百兆到户的以太网技术较为普遍。 4网络设备的选择 核心网络骨干交换机作为网络的核心，应具备高性能、可扩展性、高可靠性，并具备丰富和强有力的网络控制能力和良好的可管理特性。网络边缘交换机是建筑物用户直接接入网络的连接设备，应具备灵活性、使用方便和一定的网络服务质量和控制能力，并且要求价格便宜。 5网络服务运营管理平台实现

12、社区网络作为一个公用的提供接入服务的运营网络，其运营服务管理应特别考虑用户认证、计费和网络安全，其中网络安全更是重中之重。网络安全包括2方面问题: 一方面，由于以太网技术本身的一些弱点，如广播风暴等，对整网的服务可靠性造成威胁；另一方面，如果不采取措施，以太网的用户，将面临本地黑客从网络第二层（即数据链路层）的直接窃听甚至攻击。对于以上问题，一般采用虚拟局域网技术（VLAN），即从用户端口到网络出口建立专用逻辑通路。但由于社区网络一般将承载数以百计的用户，网络管理员通过静态设置，管理同样数量的虚拟网和路由，其繁杂度和不灵活性可想而知。与此同时还要考虑此种设置方案下，网络设备的承载能力。由此可见

13、，社区网络设计中网络运营管理平台的设计与接入网相配套是非常关键的。 6Internet多功能服务平台设计实现 除了基础物理网络和网络运营管理平台的设计，围绕Internet的应用服务实现，也应该是网络设计者需要考虑的重点，如DHCP服务器、DNS服务器、防火墙系统、Web服务器、电子系统和文件访问服务器等。面对以上诸多的Internet服务，对于不同应用、不同规模的网络环境将有不同的解决方案。 7其他设计实现 包括网络骨干线路的冗余设计、网络地址的分配与管理以与服务质量的实现等。 3.2 无线局域网技术 采用无线局域网技术建设社区网络，是采用以太网技术建设社区网络的有益补充，实际上也是建设社区

14、以太网。无线局域网设备由无线客户端和访问单元（Access Point简称AP）组成，有时为了增加无线网络的传输（连接）距离，还包括高增益定向天线，现有的无线局域网设备可以提供2Mbps10Mbps的传输速率。AP通常还提供以太网接口，以方便超出传统传输介质连接围的多个局域网互联，因此AP也被称为无线网桥，并且一些厂商生产的AP还可以互联，以增加无线局域网的覆盖围。 采用无线局域网技术建设社区网络与前面所介绍的以太网技术基本一样，都是先在社区网络中心与单栋建筑物中建设以太网，然后在各楼交换机与网络管理中心骨干交换机之间，利用无线AP与高增益天线配合使用充当网桥互联，解决了传统以太网建设过程中，

15、社区楼外布线成本高与利用率低等弊端，特别适合楼栋分布围广和用户群分散的社区采用。同时社区用户，只要拥有无线网卡与可移动计算机，可以在社区随时随地上网，实现住户与社区网络的无缝。 3.3 有线电视网络数据传输技术 此技术类似于广电的宽带接入技术，比较适用于已经建成并使用的社区。为了不破坏建筑物室外的装修，利用已有的有线电视线路，在用户端增加线缆调制解调器，就可以实现不重新布线接入社区网络管理控制中心。利用有线电视数据网络建设宽带社区网络主要注意以下问题。 1有线电视网的传统业务是传输电视模拟信号，要在它的网络上开展数据传输业务，需要增加相应的设备，以便将数字信号调制到电视电缆相应的频带上。其中，

16、在用户端需要安装线缆调制解调器（Cable Modem），在社区的有线电视网络中心需要添置线缆调制解调头端设备（CMTS）。 2传统的有线电视网是广播式的单向传输网络，而为了传输双向的数据业务，需要有线电视传输网络支持双向传输。如果原有有线电视网络是单向的，则可采取2种解决方式，其一是进行双向网改造，其二是利用现有的网作为数据上行通道。从服务于用户的角度来说（如带宽和使用方便等），以采用第一种方式为好。 3此外，在选择头端设备和用户端的线缆调制解调器时，应注意设备要符合工业标准，这样才能保证不同厂家设备的互操作性、可升级能力和对用户设备投资的保护。目前，业界主流的工业标准为MCNS的DOCSI

17、S1.0和DOCSIS1.1。 3.4 数字线路传输技术 对于已经建成的社区，为了避免重新布线破坏室外装修，除了可以采用上述有线电视网络数据传输技术外，还可以利用数字线路传输技术来解决。 采用数字线路传输技术建设宽带社区就是用户利用线和调制解调器接入社区网络管理控制中心，为了实现数据传输的高速性，通常利用比较成熟的xDSL（如ADSL）技术。 该方式利用现有的线路，为社区住户同时提供语音和高速数据传输服务，因此，它的适用围很广泛，特别是适合于不便于进行结构布线的社区。系统的组成很简单，主要包括用户端的网络存取单元（NAU）、中心的网络集中单元（NCU）、网络交换机和布线系统。 这种组网方式不需

18、要重新布线，在传输网络数据的同时，仍可提供业务服务。例如利用3Com公司的Ethernet Over VDSL技术，可以在1类到5类双绞线上同时传输传统的语音业务和标准的以太网数据，即全双工10Mbps的数据业务。4 社区宽带网络建设方案设计4.1 设计原则4.1.1社区网络的特点：当前的住宅小区少则几百几千，多则几万住户，甚至更多，因此一般网络规模较大。许多社区的建设规模会逐步扩大，网络扩容可能性大。不同的社区有各自的建筑布局特点，需要针对这些特点调整网络建设方案。4.1.2 社区网络的建设要求：可扩充性强。随着社区建设规模的逐步增大，用户数量逐步增加，要求社区网络具备较强的扩充能力。同时，

19、用户的应用需求也会增多，要求应用系统能够方便地扩充。高可靠性。要求整个网络运行可靠，故障率低。安全性。要求整个网络具备防火、防盗、防病毒侵害、防黑客入侵等能力，确保用户使用中不出现安全问题。高可用性。要求网络能够提供尽可能多的服务功能，满足用户工作、学习、生活等各方面的需求。可管理性。不同社区对网络的维护管理也有不同的要求。较高的要所有的网络设备能够通过管理软件进行便捷的远程维护和管理。4.1.3 设计原则：面向实用、注重先进、全面开放、充分扩展、高度可靠、十分经济。面向实用：社区网络系统的建设将始终遵循“面向应用，注重实效”的指导思想。紧密结合社区的建设特点，为社区信息服务提供便捷有效的现代

20、化手段。注重先进：社区网络系统的硬件设备和软件平台应选用先进成熟的产品，既要反映当今技术的先进水平，又应具有很强的扩展能力。同时还应注意所选用的技术、设备和开发工具是最普与通用和成熟的，能与最新技术接轨，对市场的任何变化具有极强的适应性。全面开放：考虑到社区网络系统中所选用的技术和设备的协同运行能力，保护系统投资的长期效应以与网络应用功能不断扩展的需要，所采用的软硬件平台必须具有全面的开放性，所采用的规应与国际通用标准接轨。充分扩展：由于网络信息技术的飞速发展，变化日新月异，所以在方案设计中，所选用的技术和产品具有很强的扩充和扩展能力。高度可靠：在社会向信息化发展的同时，也存在一种潜在的危机，

21、即对信息技术的依赖程度越高，系统失效所造成的影响也越大。因此，社区网络系统的设计必须在投资可接受的条件下，从系统结构、技术措施、设备选型以与厂商的技术服务和维修响应能力等方面综合考虑，确保系统运行的可靠性。十分经济：充分考虑了当前社区建设的特点，以与社区网络的建设的不同要求，提出多种社区网络建设方案，以适应不同用户的需求。这些方案在设计时特别注意了建设成本的控制，确保最佳的性能价格比。 4.2 技术选择4.2.1 线路建设根据上述4种宽带社区网络设计技术。针对不同的社区和现有区域用户采用何种接入技术建设社区网络呢？应该主要从以下几个方面考虑，详见表。 4种社区网络接入技术比较一览表接入技术比较

22、实现功能接入成本(元/户)难易程度 (越多越难)安全性(越多越高)接入速率主要连接设备适用对象综合比较指数以太网技术任何网上应用。100010Mbps100Mbps交换机、网卡新建小区。无线局域网技术网络应用可能会受带宽与信号干扰影响。视无线网卡的价格而定，用户越多成本越低。1Mbps11Mbps无线AP、天线增益器、无线网卡任何类型社区，特别适用于无法布线或满足在社区随时随地访问网络的客户需求。有线电视网络数据传输技术网络应用可能会受带宽影响。视Cable Modem的价格而定，用户越多成本越低。10Mbps以下线缆调制解调器、线缆调制解调头端设备已经建成并使用的社区。数字线路传输技术网络应

23、用可能会受带宽影响。80010MbpsxDSL路由器，网卡、滤波器（可选）任何类型的社区，无需重新布线（集中在室上网）。 1从布线的角度考虑 如果是新建社区或老区改造用户接受重新布线，则可以采用以太网技术或无线局域网技术。否则，就选择有线电视数据传输技术或数字线路传输技术。 同时如果小区围广，光纤铺设相对较为昂贵，同时需要住户计算机能无缝接入社区网络，则可以优先考虑无线局域网技术。 2从社区用户接入的带宽需求角度考虑 以太网技术、无线局域网技术和数字线路传输技术都可以向用户提供10Mbps的网络接入速率，对于高带宽的网络应用（如视频点播等）支持较好，而有线电视数据传输则相对带宽较小。 3从网络

24、安全的角度考虑 由于以太网技术原本是为局域网而开发的技术，将它用于公共接入运营网络，将存在相对较为严重的安全问题。无线局域网和数字线路传输技术由于也采用了以太网技术，所以也有一样的问题。而有线电视数据传输技术本身就是为宽带接入运营网络而设计，比如DOCSIS标准中就定义了基于网络链路层的安全措施，所以安全性较好。 4从网络设备管理的角度考虑 采用以太网技术和无线局域网技术的网络设备可能分别放置在各个建筑物，网络设备需要分布管理，并且需要考虑网络设备运行环境。而采用有线电视数据传输技术和采用数字线路传输技术则不存在这类问题，其所有网络设备均集中放置在网络中心室，管理和维护方便。4.2.2 社区网

25、络中心设计在网络中心集中了社区服务信息管理系统的主要公共资源和核心应用，当前主要有数据库管理与维护和WWW、等相关的Internet服务。数据库服务提供中心管理系统以与分系统有关的信息汇总，处理，查询，备份和管理功能。数据库服务提供对社区服务业务系统、办公自动化系统（OA）和网上WEB发布的支持能力，是整个网络系统的核心服务，需要存储、管理和维护大量的信息，为信息中心的领导和业务人员服务，因而承载数据库服务的平台必须强壮、可靠，故采用两台高性能服务器，并组成双机容错系统。WWW，DNS和E-MAIL以与Proxy和防火墙服务提供和Internet相连和建立Intranet体制所必需的功能。&#

26、160;WWW将担负着向社会提供有关社区服务公共信息的服务，负载较大，宜选配一台专门的服务器。其它的DNS、E-MAIL功能可以安装在一台服务器上。计算机系统设备品牌的选择:  设备品牌的选择要充分考虑该厂商的售后服务能力和技术支持能力以与提供高端产品的能力，还要考虑到该厂商将来发展性和稳定性。  4.3 网络安全4.3.1 网络的VLAN划分 网络不同的围、端口采用有效的VLAN划分，可有效防止“广播风暴”；关闭一些常用病毒传播端口。4.3.2 数据库服务器双机容错系统    中心是整个信息管理系统的核心，数据库

27、服务器的重要性更是不言而喻。采用双机容错的目的就是在于保证数据永不丢失和系统永不停机，利用智能型磁盘阵列柜解决数据永不丢失的问题，利用双机容错软件解决系统永不停机的问题。双机容错系统有两种基本模式：双机互备援和双机热备份。根据应用情况，建议采用双机热备份的方式，组成双机容错系统。4.3.3 磁盘阵列系统    在系统应用强度还不大的建设初期，可为磁盘阵列系统配置少量硬盘，待今后需要扩展时再行增加。在上述的这种双机热备份配置中，一台服务器在正常情况下不提供数据库管理系统的服务，这样可以用来承载其它服务，如E-Mail和DNS。4.3.4 代理服务器+安全日

28、志代理服务器是部Intranet与外部Internet的网关，提供、外访问的安全控制,可以有效防止黑客的攻击。由于功能专一，故其配置可较其它服务器为低。4.3.5 电源系统电源系统通常选用UPS-不间断电源（Uninterruptible Power System）作为一种具备稳压、稳频、滤波、抗电磁和射频干扰，防电压浪涌，以与当市电中断时提供一定时间功率供给的电力保护装置。4.4 系统软件平台的选择与应用软件设计4.4.1 系统软件平台的选择小区中心服务器采用Windows NT/2000/Linux等操作系统，客户端采用Windows98/XP操作系统，使用的数据库管理系统采用ORACLE

29、 7.0,区/街道中心数据库管理系统可采用微软的SQL SERVER 7.0，开发工具可使用VB或VFP等。4.4.2 应用软件设计 (1) 社区信息服务系统包括以下几个子系统：    A)政务服务资源信息子系统    B)社区福利服务资源信息子系统    C)社区公益服务资源信息子系统    D)法律援助服务资源信息子系统    E)商业便民服务资源信息子系统(2) 社区信息管理系统包

30、括以下几个子系统：    A) 民政与社区服务管理子系统    B) 社区服务性企业管理子系统    C) 社区所属市场管理子系统    D) 智能卡一卡通管理子系统。 (3)社区服务支持系统5 社区宽带网络方案实例分析XX花园小区自1991年开始开发，在1996年就开始进行智能住宅建设的尝试，在一些新建楼宇进行了智能住宅的基础设计与施工（规划为综合布线系统），建立了小区光纤宽带网信息平台，构筑了周边防卫系统、楼宇指模门禁系统、每户的三

31、表远传系统、可视门铃系统和消防自动报警系统，基本实现了小区的社会信息化沟通和起居安全化。现在，该小区已铺设光纤25km，覆盖231栋住宅楼，购置安装了1030台交换路由网络设备。小区已完成了安全防、信息管理和信息传输网络3个系统的建设，达到了家居安全化阶段。该小区是国第1批开始住宅宽带建设的小区，于2000年12月25日正式通过了国家建设部宽带示小区的验收。 该宽带小区网络采用以太网技术建设，实现千兆交换到楼，百兆交换到用户。全面采用了3Com公司的网络产品，其拓扑结构如附图所示。 5.1 网络连接设备的选择 社区网络管理中心核心交换机 3Com Switch 4007骨干交换机，支持多达54

32、个1000Mbps（千兆以太网）端口。Switch 4007的二层转发率超过100Mpps，第三层的交换率高达48Mpps。 楼栋汇聚交换机 采用3Com SS 3 4900 SX、SS 9300、SS 3900和SS 3300 FX。其中SS 3 4900 SX是第三层交换机，其前面板有12个1000Mbps Base-Sx端口，后面板的扩展槽能扩展4端口的各种千兆模块；SS 9300是二层交换机，其前面板有12个1000Mbps Base-Sx端口;SS 3900是3Com公司的线速二层交换机，支持10/100/1000Mbps技术; SS 3300 FX是二层交换机，其前面板有8个100

33、Mbps Base-Fx端口，2个10/100Mbps RJ45端口，后面板的扩展槽能扩展各种千兆模块。 楼层交换机 采用3Com Switch 3300系列与Switch 1100系列交换机。Switch 3300 和Switch 1100系列交换机都支持10/100/1000Mbps技术，采用3Com公司第2代ASIC集成电路技术，提供线速交换能力。 5.2 网络服务运营管理平台实现方案 利用3Com VBN Server服务运营管理服务器实现网络服务运营管理，实现了以下服务与功能。 1基于PC MAC地址和交换机端口的用户管理。 2提供IP地址管理，DHCP用户动态地址分配和NAT地址转换功能。用户PC无论其原有IP地址设置如何(动态/静态地址)，均能即插即用，无需任何设置改变。方便用户上网、简化网络维护。 3提供强制性用户认证功能和社区门户网址自动转接功能。用户接入网络，可立即被要求进行注册认证，并自动连接社区门户网址。用户可以方便地浏览社区管理信息发布和其他社区服务。 4提供用户计费功能。可提供详细的