2022年胡剑锋金华义乌小区ADSL宽带接入网设计方案 .pdf
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1、个人资料整理仅限学习使用北京邮电大学网络教育学院浙江远程校外学习中心毕业设计设 计 题 目 :金华市义乌小区ADSL接入组网与设计班级: 2018 年春季姓名:胡剑锋学号: 113310143100038 完成时间: 2018年 2 月 22 日精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 24 页个人资料整理仅限学习使用论文摘要因特网的蓬勃发展 , 这是因为市场的推动。现在因特网已经渗入到人们生活的方方面面, 政治、军事、经济、文化、教育、休闲因特网无所不在。人们对带宽的需求空前提高。另一方面 , 技术的发展也为宽带接入带来了可能,
2、 特别是ADSL技术的日益成熟, 也为宽带接入创造了条件。ADSL原先采用 ATM技术, 端口成本高 , 现在 ADSL的DSLAM 采用 IP 内核, 可直接利用 IP 同因特网相连 , 使成本得到了降低 , 因而使 ADSL发展很快。现在很多小区居民有因特网接入的需求,然而在小区中铺设光纤比较困难,给工程带来了难度。针对这种现状,最好的解决方案就是采用接入技术。由于接入业务的不同,接入方法不同,正确的选择相应的接入技术可在满足业务要求的前提下减少投入。介绍了ADSL的基本理论,从住宅小区对网络的需求出发,采用ADSL 技术在不破坏原有结构的基础上利用原有小区内部电话线实现宽带小区的前景很好
3、。阐述了小区宽带接入的一般要求、目标和设计原则,研究了基于ADSL宽带接入技术的实现方案,并给出了小区网络的工程拓扑图,选择专线高速接入方式,对用户进行内网IP 的分配。并就小区的管理和维护进行讨论。关键词: ADSL ;宽带接入,小区目录一、 接入网的基本概念 4 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 24 页个人资料整理仅限学习使用一)、接入网的定义及特点 4 二)、接入网的基本结构及功能 5 三)、各种接入方式的比较 6 二、 宽带接入网中应用ADSL 技术的可行性分析 7 一)、宽带接入网必要性 7 1 、业务需要 7
4、 2 、市场需要 8 3 、建设宽带接入网的必要性 9 二)、 ADSL 的定义 10 三)、 ADSL 接入的优点 11 三、小区 ADSL 宽带接入网设计方案 11 一)、小区 ADSL 宽带接入网的网络结构11 1、接入网原则 11 2 、网络拓扑结构的选择12 3 、小区布线方案设计13 二)、小区 ADSL 设备配置及接入业务类型16 三)、 ADSL 技术调制技术、频率分配) 16 1、QAM 调制技术 16 2、CAP 调制技术 17 3 、DMT 调制技术 17 四)、小区 DSLAM 容量计算 18 五)、小区 IP 地址的规划 18 精选学习资料 - - - - - - -
5、 - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 24 页个人资料整理仅限学习使用四、小区 ADSL 宽带接入网络安全的设计19 五、小区 ADSL 宽带接入网络的性能分析21 一)、影响系统性能的因素21 二)、改进方案建议 VDSL ) 22 结束语 22 参考文献 23 一、接入网的基本概念一)、接入网的定义及特点接入网是由 SNI 和 UNI之间的一系列传送实体组成,为传送电信业务而提供所需传送承载能力的实施系统,经由Q3 接口配置和管理。原则上对接入网可以实现的UNI 和 SNI的类型和数目没有限制。接入网不解释信令。1992 年接入网的概念在欧洲被首次提出后, 19
6、94 年 ITU 正式采纳接入网这个名词,正式确立接入网在用户网中的位置和传送网、交换网、接入网三者在通信网中的构成模式。定界:接入网 标准部根据近年来通信网精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 24 页个人资料整理仅限学习使用的发展演变趋势,在其G.963 建议中定义接入网 (AN为本地交换机 (LE与用户端设备(CPE 之间的实施系统,它可以部分或全部代替传统的用户本地线路网,包含复用、交叉连接和传输功能。如图1-1 所示:图 1-1 )由上可知,接入网为用户网充实了新的内涵,规范了新的界定,接入网与原来的用户网比较,主要
7、有如下的特点:1)可提供模拟传输,具备数字传输能力;2)可以传输电信号,也可以传输光信号;3)可提供话音和低速数据业务,也能够开展高速、宽带综合业务。4)不仅含有传输功能,而且还具备复用、交叉连接功能。接入网 AN )是由网络节点接口和相关用户接口之间一系列传送实体所组成的,为传送电信业务提供所需传输承载能力的实施系统。用户驻地网,接入网和通信骨干网及其之间分分界如图12:精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 24 页个人资料整理仅限学习使用图 12 、核心功能 (CF 、传送功能 ( TF 、业务端口功能 (SPF 、接入网
8、系统管理功能(AN2SMF 五项。接入网功能体系如图 2-1 示:图 2-1 1) 用户接口功能:指将用户网络接口UNI 的要求适配为核心和管理功能。即在接入业务上包括电话、数据、传真、视像和多媒体等窄带和宽带业务,并将这些业务终接、数 / 模转换、信令变换、激活/ 去激活、承载通道 / 能力处理、接口测试、维护及管理控制。2)业务端口功能:指将业务节点接口SNI 的要求适配为公共承载信道,并为在接入网的系统管理中处理选择信息。包括SNI 功能的终接、将承载要求、定时管理及操作要求映射进核心功能,并在需要时对特殊SNI 协议映射和业务节点接口的测试、端口的维护及管理控制。3)核心功能:使各个业
9、务端口承载要求和用户接口承载要求适配为公共传送承载。该功能完成根据被要求的协议适配和通过接入网的传送复用进行协议承载处理。主要包括承载通道集线、信令和分组信息复用、为ATM 传送承载进行电路仿真和控制、管理功能。核心功能分散在整个接入网内。4)传送功能:指为公共承载的传送提供通路并为所用的传输媒介提供媒介适配、完成复用。根据重组和配置的交叉连接、管理、物理媒介等。64kbit/s分组交换、帧中继、 ATM等基本形式;在通道方面有基于 64kbit/ s通道、基于帧中继通道、基于ATM 通道;在传输上概括了双绞线系统、同轴系统、光纤系统和无线系统等用户接入手段。三)、各种接入方式的比较 ADSL
10、是 XDSL的一种非对称版本,它利用数字编码技术从现有铜质电话线上获取最大数据传输容量,同时又不干扰在同一条线上进行的常规话音服务。其原因是它用电话话音传输以外的频率传输数据。用户可以在上网“冲浪”的同时打电话或发送传真,而这将不会影响通话质量或降低下载Internet内容的速度。 ADSL根据接入互联网方式的不同,它所使用的协议也略有不同。当然不管ADSL使用怎样的协议,它都是基于 TCP/IP 这个最基本的协议并且支持所有TCP/IP 程序应用。1、桥接接入方式ADSL接入依托于ATM骨干网络,在接入侧上继承了许多ATM技术的特点和优点,所以 ATM 网络上承载数据包的各种标准就很自然地被
11、ADSL接入技术所采用,使得ADSL的桥接接入方式已成为目前ADSL宽带接入的最基本形式。2、传统 IP 接入方式国际流行的 RFC1577标准是在 ATM网络上承载 IP 协议的标准规范。在协议中,它明确了该标准仅针对于网络层的IP 协议,用 IP 路由转发实现相互之间的通信,因此也被称之为 IPoverATM。要实现 RFC1577的 ADSL宽带接入,用户侧终端需要价格较昂贵的 ATM网卡及支持该协议的驱动程序,这样就在很大程度上限制了RFC1577在ADSL 接入的推广使用。3、PPoverATM 接入方式IETF 制订了利用PPP技术完成宽带拨号接入的标准规范PPPoverATM 。
12、但是用户终端需要额外的网络设备和相应的驱动程序,因很难大规模地推广应用。4、点对点隧道技术转 PPPoA 接入方式这种方式接入在网络侧的实现与PPPoA 是完全一致的。不同的是它可以利用现有WIN98/NT操作系统自带的虚拟专用网络适配器实现PPTP接入,无需再另行购买其他精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 24 页个人资料整理仅限学习使用设备,具有很强的实用性。但这种接入方式的协议栈过于复杂,大大降低用户接入的实际速率,几乎无法实现VOD 视频点播这类有高带宽、高质量要求的业务。5、PPPoE 接入方式IETF 于 199
13、8 年制订了 PPPoE的技术规范。它利用PPP技术直接实现更高速、更可靠、更便捷的ADSL宽带接入,将现有的宽带接入服务器与本地以太网络相结合。兼顾了对用户终端的硬件要求,提高了ADSL宽带接入的总体性能。因此,PPPoE技术规范的完成得到了广泛的支持,目前成为宽带接入运营商首选的宽带接入方式。PPPoE基于两个广泛接受的标准即:局域网Ethernet和 PPP点对点拨号协议。对于最终用户来说不必了解比较深的局域网技术只当作普通拨号上网就可以了,对于服务商来说在现有网络基础上不用花费巨资来做大面积改造,设置IP 地址绑定用户等来支持专线方式。这就使得PPPoE 在宽带接入服务中比其他协议更具
14、有优势,因此逐渐成为宽带上网的最佳选择。PPPoE软件在系统中起到非常重要的作用,其功能是连接操作系统的 PPP协议和 Ethernet协议,并通过 PPPoE 协议连接 ISP。二、宽带接入网中应用ADSL技术的可行性分析电话业务需求 (IP DDD IDD;(2宽带上网需求 ( 高速上网、远程教育、视频点播、网上资讯、购物、娱乐等;(3区内信息化建设 ( 信息网站、视频等 ;(4区内智能化管理系统、安全管理系统等。其中,宽带上网需求是人们重点关注的。目前小区存在如互联网接入带宽不足,经常出现“塞车”现象;区内的带宽分配不足,同一时段内上网速度缓慢;区内部网向用户提供的信息服务内容不充分等诸
15、多问题。因此,随着传输、交换等技术的迅猛发展,解决小区宽带接人的手段也日渐增多和成熟。 2 、市场需求进入二十一世纪,全球宽带接入市场迎来了前所未有的发展契机,主要表现在:全球宽带用户总量的迅速增长、多种宽带接入技术的快速市场化、宽带增值业务类型精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 24 页个人资料整理仅限学习使用增加且增值收入的稳步提高。据 Computer Industry Almanac统计,截止到 2005 年全球共有宽带用户达到2.15亿,宽带已成为历史上增长最快的电信业务之一。预计到2009 年底,全球宽带接入用户
16、将超过 4 亿。我国宽带业务自1999 年开始起步, 2003 年宽带接入市场进入快速成长期,并在短时间内形成了规模用户市场。2005 年,中国宽带接入用户达到3750.4 万户, 2004 年增加 1262.9 万户。中国正在迅速成长为宽带大国,截止2005 年底,中国的宽带用户已达到3750.4 万,其用户规模仅次于美国。预计到2006 年,中国宽带用户数将历史性的超越美国,成为世界第一宽带大国。根据MII 公布的数据及预测,到2018 年中国宽带接入用户将达到 1 亿 900 万。目前,宽带接入涉及的接入技术包括xDSL 接入、 LAN 接入、光纤接入、Cable Modem接 入 和
17、电力 线 上 网 接 入 。 从 全 球 范 围来 看, xDSL 依 然领 先于cable modem ,是世界上应用最广泛的宽带接入技术。伴随着宽带接入的迅猛发展,宽带增值业务也在稳步增长。以2004 年初的发展水平估计,全球宽带增值业务的收入大约为50 亿美元。从整个大环境来看,宽带接入的市场需求的扩展是不可逆转的趋势,宽带业务开始成为全世界所有电信运营商普遍服务的目标。 3 、建设宽带接入网的必要性智能住宅、小区在国外历经了80 年代初的住宅电子化、 80 年代中的住宅自动化到 90 年代美国的“智慧屋” WISE HOME)、欧洲的“聪明屋” SMART HOME)的住精选学习资料
18、- - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 24 页个人资料整理仅限学习使用宅智能化这样三个阶段。这三个发展阶段,表明了智能住宅与智能大楼由于服务对象的不同而形成了不同的发展道路。住宅电子化使采用大量电子技术的产品进入家庭;住宅自动化使家用电器、通信设备与安保防灾等设备在家庭中的功能综合一体化;而住宅智能化使家庭中的家电、安保防灾和各种通信 语音、数据、图像)设备通过总线技术进行监视、控制和管理。其中,家庭总线技术是住宅智能化技术的核心。目前美国、欧洲和日本都有了各自的家庭总线标准。美国、日本、新加坡都有根据这些标准建立的智能住宅和小区的示范工程
19、。中国智能住宅小区的发展与国外有所不同,是借助于智能建筑技术的引进和发展并借鉴国外家庭总线技术。趁住宅产业蓬勃发展之机而兴起的。1997 年,我国在小康住宅电气设计标准)导则的编制中对小康住宅小区电气设计提出了如下要求:高度的安全性、舒适的生活环境;便利的通讯方式;综合的信息服务;家庭智能化系统。同时也对小康住宅与小区建设在安全防范、家庭设备自动化以及通讯与网络配置等方面提出了理想目标、普及目标和最低目标等三级设计标准,这标志着我国智能小区的规划设计开始朝着标准化、规范化的方向发展。这一期间,全国许多大城市纷纷将房地产业与IT 产业结合起来,开发具有一定智能化特征的住宅,成为房地产业的一大热点
20、。 1999 年底,建设部信息产业中心颁布了全国智能化住宅小区系统示范工程建设要点与技术导则试行稿),导则规定了智能化住宅小区建设中的目标和原则,并拟从2000 年起,用 5 年左右的时间,组织实施全国智能化住宅小区系统示范工程,以此带动和促进我国智能化住宅小区建设。其总体目标是:通过采用现代信息传输技术、网络技术和信息集成技术,进行精密设计、优化集成、精心建设和工程示范,提高住宅高新技术的含量和居住环境水平,以适应21 世纪现代居住生活的需要。这项导则的颁布有力地推进了智能化住宅小区在我国的普及和建设。2000年上半年,国家信息产业部负责编制了建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范GB/T50
21、311-2000)以及建筑与建筑群综合布线系统工程验收规范GB/T50312-2000),结束了多年来中国智能建筑设计无章可循、无标准可依的状况,这无疑为我国智能建筑健康有序的发展奠定了基础。同年8 月,国家经贸委又组织四川长虹电子集团公司、青岛海尔集团公司、清华同方股份有限公司等全国11 家在家用电器和相关产品领域有影响和知名度的企业和单位成立了家庭信息网络的联合体,重点研究家精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 24 页个人资料整理仅限学习使用庭网络的技术标准、基本框架和终端产品的开发与研究。这一举措使得我国的家庭网络技
22、术研究得到了空前发展,为智能化小区发展提供了可靠的网络技术保障。2001年底,国家建设部住宅产业中心又着手对全国智能化住宅小区系统示范工程建设要点与技术导则进行了修改。一系列法律性文件的制定与修订,为智能化小区的建设和发展提供了充足的法律依据和保障,推动了智能化小区在我国的进一步发展。目前智能化住宅小区示范工程遍布全国;用于住宅、小区的智能化产品的研究和开发也方兴未艾。纵观目前国内外智能化小区的设计和建设,总的来讲,住宅小区智能化系统是智能小区实现的必要条件,只有实施了智能化系统工程,并真正发挥出智能化系统功能和效用的住宅小区才是成功的智能小区。二)、 ADSL的定义ADSL是 Asymmet
23、rical Digital Subscrlber Line的缩写,即非对称式数字用户线路,该方案不需要改造电话信号传输线路,它只要用户端有一特殊的Modem 。即ADSL Modem,它接到用户的计算机上,而另一端接在电信部门的ADSL网络中,将用户和电信部门相连的依然是普通电话线一般来说ADSL方案的传输速度大约是ISDN方案的50 倍,同时它又不需要改造原有的线路,ADSL使用普通电话线作为传输介质。虽然传统的Modenl 也是使用电话线传输的,但它只使用了04kHz 的低频段,而电话线理论上有接近2MHz的带宽, ADSL正是使用了 26kHz 以后的高频才能提供如此高的速度。采用ADS
24、L方案后,从理论上来讲,ADSL在双绞铜线上支持的上行速率640klMbps,下行速率为 1M8Mbps ,有效传输距离为35km 。但在实际应用中,它还可以根据双绞铜线的质量优劣和传输距离动态调整用户访问速度。用户所能享受的下行实际速度,是根据所使用的Modem 型号不同,用户端到通讯中心的距离长短,线缆尺寸,以及干扰等多种因素来决定的,从10k640kbps 不等。传输速率的提高给用户带来的撮直接利益就是节省的大量时间和金钱。当然ADSL也不是十全十美,它也有自己的缺点。首先是现有ADSL调制解涸器价格昂贵,再就是合理收费制度的建立是ADSL所面临的最重大问题。还有ADSL对于不同质量的线
25、路,其表现也有较大的差异,例如在质量较差的线路上,其下行速率可能只达到lMbps。这种接入方式的传输介质均采用普通电话线,适用于用户宽带需求较分散的已有住宅小区,的地方。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 24 页个人资料整理仅限学习使用的能力较差。由于带宽可扩展的潜力不大,ADSL不能满足今后日益增长的接入速率需求,只能是不长的一段时期的过渡性产品。或者用于要求不高的旧区单独用户的宽带接入要求。金华市义乌小区是一个智能化小区,小区生活水平小高,ADSL接入基础设备是电话线,最高到户接入速度1M-8M ,用户使用费用较低,
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