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有线电视搭建数据平台常州广电宽带数据通信网方案介绍

本文以常州有线电视网络公司的宽带数据通信网为设计对象,提出了思科公司的以ATM为技术平台的解决方案,介绍其网络拓朴、设备配置及各项用于保证应用的先进的产品性能。

随着信息时代的发展,数据传输业务大量拥现,经营传统模拟广播的有线电视公司正面临着更多的机遇。大力发展数据广播、计算机联网等增值业务已成为有线电视公司开拓新的业务领域的重要手段。同时,有线电视公司所拥有的大批基础设施资源和信息资源也是其加入信息服务竞争的有力优势。

在此背景下,常州有线电视网络公司在对现有数据通信状况进行了详细的调查研究之后,决定依托现有的网络体系,建设宽带数据通信网,为用户提供更为完整的数据通信服务体系。该网络建成后,将作为常州有线电视公司经营的数据传输平台,主要为各上网部门和广大上网用户提供更快的数据传输通道和更多的带宽,并为广电网传输数据业务提供样板工程。在思科系统(中国)网络技术有限公司的支持下,思科著名银牌代理商-科联系统有限公司(北京市西城区阜城门外大街2号万通新世界广场A座709室,100037,电话:010-68579128,传真:68578626)提供了常州广电宽带数据通信网方案。

网络目标需求


基于对现有数据通信状况的调研和分析,网络平台建成后的主要客户和业务应用目标主要包括:

银行用户:银行和证券用户是目前数据网络最主要的用户,目前部分银行已经成为常州有线电视网络公司的用户。

政府上网:政府主要目标是实现网络环境下的市长办公、指挥系统、政府资源调拨系统、市政管理系统、党政办公系统。

政府专项业务互连:主要包括税务系统、卫生系统、财政系统、民政系统等,业务和互连的性质与政府上网性质相同。

教育系统:目前江苏网上大学和科研教育网已经使用了省广电的SDH155M传输通道,常州本地大学之间可以利用广电的高速通道实现互连。

企业系统:企业的互连将是未来的最大用户群。

普通用户:从近期情况来讲,普通用户主要是通过HFC接入IP平台。

网络设计原则


根据广电行业用户的特点,在常州广电项目中重点考虑了下列基本原则:

设计的先进性与成熟性:考虑到广电网络承载的用户量大,信息种类繁多,网络系统应采用先进、成熟、可靠的技术,能适应目前网络技术的发展和设计时所能看到的最大需求,具备足够的带宽,不能有任何瓶颈,并将故障率降到最低;

系统的开放性:系统在设计时应采用国际标准协议,所用的技术和设备能够向上兼容,能进行多种数据库的互操作,能支持多种联接介质和端口类型;

系统可扩展性:所有设备应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,如在基本网络框架下的网络、端口、服务器等的可扩展性,应用系统部件化扩充性和信息资源的可链接性等;

安全性:网络系统应具备足够的隔离和安全机制。

经过对上述因素的综合考虑,科联公司最终选用了思科系统公司的宽带ATM解决方案,具体配置如下文所述。

网络解决方案


核心网络拓扑和设备选用

常州广电宽带业务网拓扑结构如下图所示:

常州广电宽带业务网拓扑结构
图1 常州广电宽带业务网拓扑图

整个城域网络包括9个节点,其中两个为核心节点,其他7个为分节点。整个网络采用双星型拓扑结构,每个分节点通过2条ATM线路分别连接到两个中心节点,保证冗余备份,两个核心节点之间采用622M的高速连接直接相连。网络管理中心建立在广电中心所在的核心节点上,通过100M的快速以太网接入网络,负责整个网络的网络和业务管理,并可实现与其他网络的互联。核心和分支节点配置的设备和模块状况如下:

  骨干节点(2个) 分支节点(7个) 总计
选用设备 BPX 8650 + MGX 8850 BPX 8680  
STM-4/OC12 要求配置数目 8 2 30
实际配置数目 8 2 30
STM-1/OC3 要求配置数目 0 0 0
实际配置数目 12 12 108
CFR-E1 要求配置数目 8 8 72
实际配置数目 8 8 72
10/100BT 要求配置数目 48 24 264
实际配置数目 48 24 264
剩余插槽数 BPX 8600 7 10 84
MGX 8850 21 21 189

表1 常州广电带宽业务网设备配置

核心节点选择思科公司的BPX8650+MGX8850的打包配置,保证峰值交换能力达20Gbps。BPX8650上配置4块2口OC12/STM-4(622M)中距离(20KM)接口模块,一块8口OC3/STM-1(155M)中距离接口,其中8个622M口用于连接到其他8个节点,1个STM-1以Y型下连到MGX8850交换机上,一个STM-1用于连接外置的MPLS控制器--CISCO7204,其余STM-1可用于用户接入业务;MGX8850上配置了一块RPM路由处理模块作为MPLS边缘路由器,并提供以太网接入的接口,连到一台选配了48口10/100M自适应以太网接口的 思科CATALYST4000局域网交换机上,MGX8850上还配置PMX-1交换引擎(带4口155M模块),其中2个口用于上连,剩下接口用于用户接入,此外,MGX8850上还配置了1块8口帧中继E1用户接入模块。

边缘节点采用思科公司的BPX8680交换机,该交换机是BPX8620+MGX8850的打包配置,保证边缘节点也可达到20Gbps的交换能力。在BPX8620上配置一块2口STM-4/OC-12高速接口,用于上连至两个核心节点,并配置1块8口OC3/STM-1中距离接口模块 ,其中1个接口用于下连到MGX8850交换机上;MGX8850的配置与核心节点相同,只不过所连的以太网交换机为一台具有24个10/100M自适应端口的思科CATALYST 2924。

由此可见,核心设备采用双星型互备份结构,而硬件设备的选配也比预期要求有较大冗余,这将使网络运行的可靠性大大提高;而充足的剩余插槽数也为网络以后的发展预留了很大空间。

路由规划


在路由策略方面,可以采用的路由技术有两种:一种是CISCO的AUTO ROUTE,另外一种是IISP或PNNI。

AutoRoute在网络中提供面向连接的服务,能在网状连接中自动寻找最佳路由或在线路故障时重新选择路由,同时提供相应的服务质量的保障。CISCO的AutoRoute支持层次模型,一个AutoRoute域支持256个ATM交换设备,可以定义多个AutoRoute域,域之间采用PNNI路由协议。

AutoRoute技术经过多年的发展和完善,具有在多个商业运营网络如AT&T、USWEST、SPRINT等公司网络的运营经验,而且AutoRoute技术专门针对思科公司设备进行优化,可以支持进一步的扩展,管理和配置也非常方便,因此在常州广电的系统设计方案中采用了AutoRoute的路由协议。

流量管理和拥塞控制


以ATM为技术平台的常州广电数据网可以提供多种业务,而每一种业务具有各自不同的业务特点以及服务质量的需求,如:有的业务对时延有要求,有的业务对数据丢失率有要求,因此在ATM网络中,应该做到合理地管理具有不同特点的多种业务,避免网络拥塞的发生;保证不同业务的服务质量;并提高网络中继带宽资源的利用率。

常州广电数据网的网络设计方案,充分考虑了ATM网络的多业务特点,采用优越的流量管理机制和QOS保证机制来做到流量管理和服务质量的保证。同时对于常州广电数据网的另一大业务MPLS上承载的IP业务,也具有先进的流量管理机制。

流量管理机制和服务质量保证机制主要包括:流量监管---UPC,输入端队列管理--Per-VC-Queuing,中继队列管理--Opti,智能帧丢失(IPD),闭环式拥塞控制机制(FR Foresight和ATM ABR VSVD)以及动态缓存机制等。

软件系统


由于建成后的网络初期规模较小,业务相对简单,因此从软件系统布置的复杂程度和实现的代价角度考虑,采用传统的客户机/服务器结构来实现本网的业务管理系统。在将来业务发展后,可再改造多层结构,届时可以同时提供诸如网络管理等更多的功能。

系统采用ORACLE作为中央业务数据处理的数据库平台,并为数据库服务器配置磁带机以实现操作系统和数据库的定期多级备份;客户端采用PowerBuilder作为前端开发工具。根据常州广电的业务需求,该网络的业务管理系统软件可以划分为以下三个主要的分系统:即用户管理分系统、计费帐务分系统和系统管理分系统,三个分系统均以客户端方式提供,所有的数据的变动均直接保存在中心统一的数据库中,以保证各类数据的共享和实时更新。

综上所述,常州广电项目的这套将底层链路与上层应用紧密结合的设计方案,采用思科公司的宽带ATM产品组建骨干网络,能够满足技术上的成熟性、开放性和先进性,也适应了新技术发展的潮流;此外,拓朴的设计和设备的选配形成的全冗余结构为可靠性提供强有力的保障;同时留出较大的发展空间,使整套网络具备了很好的可扩充性。

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