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“三网”怎样“合一”

重庆合川市宽带综合信息网素描
项目集成:3Com公司

  网络综述


  重庆合川宽带综合信息网是合川市委、市政府根据“建设三条高速公路,实现合川新的振兴”的发展战略实施的“信息高速公路”重点工程,其设计思想、实现方式和实用效果在全国均处于领先地位。 该网络于1998年5月立项建设,1999年7月20日投入试运行,经有关专家考察和测试,这个全国第一个开通的电视、电话、计算机一线三通的公众信息网,主要技术指标达到世界先进水平。现在,网上每天传送有35套电视节目,可开展信息浏览、电子邮件、网络电话、视频点播、FTP文件下载、网上会议等服务业务。


  网络目标


  网络系统的整体目标为建设成一个覆盖合川市地区、与Internet网互连的现代化通讯网络。考虑到Cable技术增值效益明显、能够有效降低社会总成本、用户端安装与改造成本低以及技术已经基本成熟等优势,决定在原有的有线电视网络的基础上利用Cable Modem技术实现“三网合一”,构建一个统一网络。网络能够承载多种服务类型、灵活的用户接口和从窄带到宽带的广谱的接入带宽,同时利用有线电视网的现有设备和特有优势,通过提供高速的Internet接入方法和适当地开发符合国情的本地服务作为进入通讯服务市场的切入点,形成经营特色和造就市场影响,并逐步开展多种通讯类型的综合服务,以良好的性能价格比和多种业务综合为特点走向市场。


  总体设计思想


  重庆合川宽带综合信息网的建设是遵照“三种模式、三层结构、六项功能、九大网站”的总体设计思路来进行的。三种模式是指宽带IP网络、光纤同轴电缆混合网(HFC)、拨号上网三种接入方式。对数据流量大、数据化程度要求较高的单位采用单模光纤构建高速宽带IP城域网。对办公环境比较分散,数据流量不大的单位,以及普通家庭用户采用HFC网络通过Cable Modem一对一或一对多的方式接入网络。三层结构是指Internet、本地城域网以及局域网。六项功能是指Web浏览、电子邮件、IP电话、视频点播、FTP以及网上会议等。九大网站包括合川信息港主站台、政府公共网、经济信息网、新闻网、旅游网、文娱网、医疗网、教育网以及法律服务网。同时,作为一个投入商业运作的有线电视双向网络,它既能够支持传统的电话上传方式,也具备同轴电缆双工传输的能力。 面对如此复杂、先进的网络建设任务,合川市在产品选型与建网方案的比较方面进行了周密审慎的考虑,最终选择了3Com公司来完成网络的设计工作并提供产品。


  网络系统设计原则


  根据用户需求分析和设计经验,网络设计思路立足于下面4个出发点:

  系统在高可靠性、高性能、高可扩展性、先进的网络平台上实现统一管理。

  网络系统必须是透明的,网络的复杂性工作由信息系统管理人员承担,对于使用者来说只需掌握用户应用界面即可;而对信息系统管理人员提供足够的工具支持,简化其工作,强化其对网络的控制能力。同时具有良好的可扩展性、始终坚持运营的观点,充分利用有线电视台的特点和现有设备的优势,使其转化为市场上的胜势;充分考虑高起点、多服务的整体目标,并照顾到市场的实际特点,使方案易于分步实施,逐步扩展。


  网络设计方案


  1. 主干网

  利用现有的光纤网、HFC网以及配套的电话网,建成连接全市各单位局域网(包括校园网)、单机及家庭用户的城域网络。

  对于各单位的局域网,可采用在双向HFC网上用电缆调制解调技术实现局网互连。单机用户或家庭用户则尽量采用单/双向HFC入网,从而获得高带宽、低成本的网络连接。对于采用单向HFC入网的用户则须采用电话上行的连接方式与Internet的连接。对于那些无法通过光纤或HFC连接的远程局域网,可通过路由器和电信部门的DDN、X.25或帧中继网实现入网。

  主干网的核心是3Com的CoreBuilder 3500第三层高功能交换机。它大幅度地提高了高端交换设备和路由设备的性能和性能/价格比。依赖于成熟的第三代ASIC技术,该交换机提供了线速的第二层和第三层通信能力。同时,由于使用了最先进的基于策略的服务机制,该交换机可以支持实时的多媒体网络通信。加上对VLAN、组播、多协议路由和网络管理的支持(包括RMON和漫游分析端口),CoreBuilder 3500提供了一个可靠和灵活的网络基础结构,它可以用作主干局网路由设备来提供第三层的转发功能,从而取代局域网中的传统路由器,同样地,它也可以作为接入千兆以太网或ATM网的边缘设备。

  2.和Internet的连接

  通过高性能、安全可靠、支持虚拟专用网、内置防火墙的3Com SuperStack II NetBuilder SI路由器将合川市城域网与Internet相连。

  3.Cable Modem接入系统

  (1)头端系统

  接入层的设计要点是配置的灵活性、较好的性能价格比、可扩展性、可管理性,特别是访问策略管理和访问控制能力管理以及远程配置和排除故障的能力。Cable系统的干线传输介质为双向HFC网,主要由光纤网的正反向光收发机、同轴电缆网的双向放大模块等设备组成。 在第一期方案中,计划在中心节点配置2台线缆接入系统的头端设备 (CMTS)。每台设备提供1路下行通道和2路上行通道,2台CMTS共可提供2路下行通道及4路上行通道。其每个下行通道最高数据速率为38Mbps,每个上行通道最高速率为10Mbps。 初期下行传输频率设置考虑远离电视频道,例如在650-750MHz,上行传输频率设置在5-65MHz(实际使用在20-42MHz)。 所选用的3Com线缆接入产品CMTS基于全球最受欢迎的远程访问集中器品牌Total Control。该电信级产品可同时作为CMTS和TRAC系统(电话回复系统)的统一平台,可为用户在一个紧凑且可靠的单一平台上同时提供完整的双向和电话回复系统解决方案。

  模块化的结构使得用户可以方便地扩充Total Control功能,只需要向机箱中添加板卡即可。而且在大型装置中通过将CMTS和TRAC功能分离,可以很容易地对系统进行缩放,而同时又不会造成性能损失。


  合川市城域宽带多媒体网逻辑结构图

  头端设备为16插槽,可配置4至6路下行通道和8路上行通道,由于基于灵活的模块化设计,可根据对通道数量的不同需要而任意组合。

  每个Cable Modem前端通过一个100Mbps端口与边缘交换机中的CoreBuilder 3500 局域网交换机100Mbps端口相连进入主干网。

  业务开通后,随着用户数量的增加,可以考虑增加数据频道,或者在每个光收发机的地方配置头端设备,头端设备通过100Mbps的以太网专用光纤连接到主干节点。

  3Com电缆调制解调器终止系统(CMTS)提供了高速的模块化体系结构,其底板容量超过1Gbps。CMTS允许电缆操作人员为他们的Data-Over-Cable(DoC)服务建立高密度且高度可调节的终止系统。CMTS的核心模块为Cable Access Router,它提供了从Internet或内部主干数据网到RF(CATV)网络上的路由连接。通过与的QAM调制器(下行模块)协同工作,可以在6MHz且MCNS兼容的电缆数据信道中提供IF输出。双模式(64/256)QAM调制使得下行数据传输速率最高可达38Mbps。上行通道由QPSK/QAM解调器卡(上行模块)提供,每个上行通道最高支持10Mbps速率(由不同编码方式而定)。而与本地局域网的连接则由一个或多个10/100Base-T以太网端口提供。

  用户可以同时在CMTS设备中集成拨号访问功能,更可通过基于NT系统的Edge Server Pro模块提供更加丰富的Internet服务及实现DHCP地址分配和用户认证等安全服务。

  (2)用户端选型

  用户Cable Modem的选择,除了应该符合MCNS标准外,用户端设备应该具有易用性、很强的适应性,而且价格适当、具有良好的市场分销渠道,以便可以逐步鼓励订户自己购买用户端设备。

  在方案中,选择了3Com公司的外置线缆调制解调器(Cable Modem RSP)。该产品可与任何电缆系统相连,既可以以射频回复(双向)方式工作,也可与独立的拨号调制解调器配合使用,以电话回复方式工作。内置的安全功能和协议过滤功能确保了用户数据的保密性,而分层服务等级(包括委托信息分级)实现了差别服务。


  系统运行状况


  目前,网络运行良好。用户现在在接入通用宽带IP网络后的下载速率为800Kbps,而在Cable网络下的下载速率则为300Kbps,均达到了拨号网络联网速率的上百倍。


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