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【摘 要】本文阐述了AG设备产生的背景,并结合厂家的设备分析如何进行AG设计。
【关键词】AG;PSTN;QOS
Shallow talk light to enter a copper to back AG design
Lei Ming-hui1,Li Shu-lei2
(1. Shanxi day dollar correspondence design consultation limited company 1.The technique prop up center 1 Xian Shanxi 710075;2. The technique prop up center 2 Xian Shanxi 710075)
【Abstract】This paper states the producing background about AG equipments,together with the equipments of their manufacturers, it analyses how to conduct AG Designs.
【Key words】Access Gateway;Public Switched Telephone Network;Quality Of Service
1. 引言
1.1 网络发展需求。
网络的转型需要以满足业务发展和推动技术进步为前提,以提升网络运营效率为目的,从独立分离、层级繁多的复杂网络向以客户为中心、功能融合、架构扁平、对客户和业务可控可管的简单网络演进。
网络转型的内涵是业务系统的融合以及网络分层架构的清晰。在接入网层面,融合主要体现在:
(1)建立以IP 为基础的公共承载平台,提供高带宽、差异化业务能力。
(2)一点接入,同时提供语音、数据、多媒体等多种业务类型。
(3)终端向综合接入网关、多业务终端发展。
图1
1.2 市场发展需求。
接入网的发展可分为三个阶段:从纯铜缆到光铜共存(即最后一公里为铜缆),最后发展到纯光缆接入网,光进铜退一直是接入网的发展方向。
目前电信运营商基本处于光铜共存的阶段。随着宽带新业务的不断涌现,三网合一的趋势越来越明显,光纤到户已经成为接入网发展的必然趋势。
1.3 接入网存在的问题。
由于铜价格的不断上涨,电缆的偷盗屡禁不止,“光进铜退”成为解决电缆被盗的根本方法。
2. AG设备特点
AG(接入网关)基于宽窄带一体化接入的设计思想,采用多总线背板以满足传统语音业务、VoIP 业务、数据专线业务、宽带业务、视频业务的混合接入需求。
(1)AG 提供各种接入接口;
(2)AG 可以提供高密度用户线接入能力;
(3)AG 设备可以提供灵活多样的组网方案,能够适应接入网拓扑多变、资源紧缺、工程复杂的应用环境。
(4)AG 设备可以提供多种业务功能,包括语音业务接入、宽带接入、专线接入和视频组播业务,实现多种业务的统一接入功能。
(5) 适用范围。AG 设备适合为具有一定用户规模的集团用户及密集小区用户提供语音、传真、拨号上网等接入方案,可以替代传统PSTN 网络中的小型集团交换机、端局及远端模块。AG 设备适合150~3000 的用户规模,100 用户以下的用户规模不适合采用AG 接入。
(6)应用前景。
AG 设备具有宽窄带综合接入的能力,通过统一的平台向用户提供话音、数据、视频、专线等多种宽窄带业务。随着电信市场竞争的加剧,综合接入正逐渐成为接入网发展的一种重要形式,一方面满足了大客户的宽窄带业务综合接入、统一维护管理等“一站式”业务需求,快速抢占这些高附加值的大客户;另一方面对于宽窄带业务需求不是十分明确的新建节点,需要运营商建立能同时提供宽窄带业务的综合接入网络。NGN 的发展也要求接入网的建设能维持网络的可持续发展,朝着综合化的方向发展。
3. AG的设计
3.1 收集资料。
调查覆盖区电缆分布情况及周围用户分布,确定新建站点的位置。
调查覆盖区用户情况(窄带用户数、ADSL用户数、反极性用户数、小灵通基站数等)。
3.2 设备配置。
设备配置容量等于现有用户数加上预留容量。设备实际配置的用户数,是每板端口数的整数倍,并根据实际情况适当配置反极性用户。
结合设备容量配置选择合适的设备型号。
3.3 整流模块、蓄电池配置。
根据站点的耗电量,结合开关电源和蓄电池的容量计算公式,计算出需要配置的开关电源和蓄电池容量,配置合适的开关电源和蓄电池。
3.4 配线架配置。
室外站点设备自带配线架,其设备电缆通常已经由设备背板布放到内线模块。室内站点需要配置独立的配线架,配线架的种类很多,实际配置时需了解其能配置外线和内线的数量。
3.5 带宽测算。
由于软交换语音用户的通话质量不应低于目前PSTN网语音质量,故采用G.711编码对不同用户类型所需的网络带宽进行测算。采用G.711编码语音带宽应为64kbps,若采用以太网承载,每路话音需要网络带宽为64×1.41=90.24 kbps,考虑到软交换网络QoS要求,一般轻载设计,按每窄带用户带宽100K测算,同时考虑到软交换用户类型,每用户忙时话务量按0.02~0.1ErL进行话务量估计。每ADSL用户按忙时200kbps带宽、40%在线比测算。
3.6 QOS需求。
软交换作为替换目前现有PSTN网络的网络,人们对软交换网络提供的语音客观及主观评定标准不应低于现有PSTN网,同时软交换提供的业务类型应涵概现有PSTN网络提供的业务类型,如普通语音,基于G.711透传方式传真业务和modem业务等。
QOS保证:对于用IP网络传送语音信号,必须保证其实时性,而对于各种时延,时延最大的为排队时延。网络设计时必须保证其足够的带宽,在发生堵塞时可以采用相应的QOS策略来保证QOS。
3.7 小灵通解决方案。
在光进铜退中由于主干电缆的拆除, CSC(小灵通基站控制器)至CS(小灵通基站)的电缆也被拆除,造成小灵通基站无法开通,针对这种情况,有以下几种方案参考:
(1)由原有CSC机房重新布放电缆到CS,此种方式适用于CS数量较少,且CS距离CSC较近的情况。
(2)CSC节点下移:如果CS数量较多且比较集中,可以通过新建CSC机房来解决,CS通过电缆汇聚到新增CSC设备后通过传输网上联。
(3)新增小灵通基站复用器(CSM):在光进铜退新增AG站点增加CSM设备来解决,CS通过电缆汇聚到CSM后通过传输设备连接到CSC,占用CSC的E1接口上联。
(4)协转:采用2B+D信号转光信号的协转,把CSC设备电缆(2B+D)转换成光缆(光信号)传输到CS处,通过协转把光缆(光信号)转换成电缆(2B+D)连接CS。
4. 宽窄带综合接入技术及组网方案
4.1 宽窄带综合接入方案。
用户到新建接入点的综合接入方案主要有以下几种:
(1) LAN/ADSL +IAD :当用户数很少,只有几十线时,可以采用IAD 设备综合接入。
(2)宽窄带综合接入设备:在接入点设置内置DSLAM功能的AG,该接入点主要覆盖小于1000的用户小区,用户对数据带宽需求较少。这种方式目前应用最多。
(3)AG+DSLAM:在接入点设置AG和DSLAM设备,当用户数多于1000,同时数据用户占有一定比例的住宅小区和中小企业,同时小区和企业内部没有综合布线。
(4)AG+LAN交换机:在接入点放置AG和LAN交换机,用于用户数多于1000的普通住宅小区和中小企业,数据用户较多,同时小区和企业进行了综合布线。
(5)FTTB+LAN:如果小区或者企业的楼内已经综合布线,用户对数据要求
较高,可以采用此接入方式。
(6)FTTB+IAD:光纤到楼道,然后再通过IAD 设备接入用户,适合于用户较少的高档用户。
4.2 接入点上行承载方式。
接入网点可根据不同的业务发展要求、业务承载能力要求、节点分布模式以及下层光纤物理网络的建设条件等选择承载技术。目前可供选择的承载技术主要有:光纤直连SDH/MSTP、RPR 等。
(1)光纤直连。
光纤直连技术是指以太网交换机、路由器、ATM 交换机、AG、RSU 等IP 网络设备直接通过光纤以点对点方式直连。这种方式只适用于节点数小、节点距离近的接入网络等场合。
(2)SDH。
SDH 是传统的传输技术手段,在传输网络中占了非常大的份额,在数据通信中也发挥了重要作用。当数据业务量较小时,SDH 技术可以较好的满足数据链路的承载要求,但是当数据链路带宽要求较高时,SDH 将无法满足不断增长的业务需求。
(3) MSTP 环。
多业务传送平台(MSTP)是指以SDH 技术为基础,在提供TDM 业务的同时还能实现以太网和ATM 业务的接入、处理和传送的技术。利用GFP(Generic Frame Protocol)数据封装、虚级联(Virtual Concatenation)映射、统计复用、RPR 等技术,MSTP 具有了更灵活的带宽分配能力和更有效的带宽利用率;同时灵活支持ATM 业务,有效利用网络带宽。
(4)RPR。
弹性分组环(RPR)技术是一种在环形结构上优化数据业务传送的新型MAC 层协议,能够适应多种物理层(如SDH、以太网、DWDM 等),可有效地传送数据、话音、图像等多种业务类型。它融合了以太网技术的经济性、灵活性、可扩展性等特点,同时吸收了SDH 环网的50ms 快速保护的优点,并具有网络拓扑自动发现、环路带宽共享、公平分配、严格的业务分类(COS)等技术优势。
4.3 接入点上行传输承载方式的比较。
(1)AG 和DSLAM、OLT 上联链路一般采用裸光纤方式,对于重要大客户,或者当传输距离过长(裸纤直趋需要增加光放设备)时,采用MSTP/RPR 方式;
(2)宽窄带综合接入设备/MSAG 如果采用V5.2 接口上联,则通过SDH/MSTP 系统传输;
(3)由于业务边缘控制器(BAC)须完成对信令和媒体流的安全认证,所以上联至城域网SR 设备时应采用安全保护性能较高的MSTP/RPR 方式;
(4)原则上,如果条件具备,AG 应采用冗余链路接入承载网络(CN2/城域网VPN)的不同设备。建议用户规模在1000 以下,只采用单链接入,用户规模在1000 以上的接入点采用冗余链路接入;覆盖重要集团客户及大客户的接入点宜采用冗余链路接入;
(5)AG、DSLAM、OLT 及宽窄带综合接入设备/MSAG 设备FE/GE 上联接口原则上都采用光口。如果通过MSTP/RPR 方式传输,且MSTP/RPR 设备位于该接入点,则可以采用电口互连;
(6)AG、DSLAM、宽窄带综合接入设备/MSAG 设备,也可以内置或外接EPON/PON ONU,采用PON 系统作为承载;
几种接入传输方式的技术特点、优缺点、应用场景如表1:
表1 接入方式比较
接入方式光纤直连SDHMSTPRPR
技术特点设备间光纤直连采用了同步复用方式和灵活的复用映射结构,帧结构中安排了丰富的开销比特以SDH 为基础,利用GFP、虚级联、统计复用等技术实现多业务接入优化了数据传输的新型MAC 层协议
优点方案简单,成本低廉兼用性强,网络安全性高,易于维护管理网络安全性高、多业务接入、带宽利用率较高带宽利用率高、拓扑自动发现和更新、灵活的带宽管理、支持单播、组播和广播
缺点安全性差,光纤利用率低,业务端口压力大突发性和不平衡的IP 业务处理能力差,数据接口速率有限带宽有限,对大容量业务传输成本较高仅局限于单环应用
接入方式光纤直连SDHMSTPRPR
适用场合节点少、节点距离近,光纤资源丰富的接入网络语音为主的接入区域中等容量、多业务接入需求的区域纯数据业务接入量大的区域
参考文献
[1] 谢桂月.用PON技术实现FTTH的工程设计要点,邮电设计技术2007(7)
[2] 周训斌. 软交换AG承载方案的探讨, 通信技术 2009(4)
[3] 张卫勇. NGN承载网关键技术的探讨和选择[1]当代通信, 2006,(06)
[4] 王利村等.AG上联承载优化方案[1]电信技术 2009(7)
[5] 罗胤. 浅谈AG接入技术在固网NGN的应用[1]. 河南科技, 2010, (12)
[文章编号]1619-2737(2010)09-28-220
【关键词】AG;PSTN;QOS
Shallow talk light to enter a copper to back AG design
Lei Ming-hui1,Li Shu-lei2
(1. Shanxi day dollar correspondence design consultation limited company 1.The technique prop up center 1 Xian Shanxi 710075;2. The technique prop up center 2 Xian Shanxi 710075)
【Abstract】This paper states the producing background about AG equipments,together with the equipments of their manufacturers, it analyses how to conduct AG Designs.
【Key words】Access Gateway;Public Switched Telephone Network;Quality Of Service
1. 引言
1.1 网络发展需求。
网络的转型需要以满足业务发展和推动技术进步为前提,以提升网络运营效率为目的,从独立分离、层级繁多的复杂网络向以客户为中心、功能融合、架构扁平、对客户和业务可控可管的简单网络演进。
网络转型的内涵是业务系统的融合以及网络分层架构的清晰。在接入网层面,融合主要体现在:
(1)建立以IP 为基础的公共承载平台,提供高带宽、差异化业务能力。
(2)一点接入,同时提供语音、数据、多媒体等多种业务类型。
(3)终端向综合接入网关、多业务终端发展。
图1
1.2 市场发展需求。
接入网的发展可分为三个阶段:从纯铜缆到光铜共存(即最后一公里为铜缆),最后发展到纯光缆接入网,光进铜退一直是接入网的发展方向。
目前电信运营商基本处于光铜共存的阶段。随着宽带新业务的不断涌现,三网合一的趋势越来越明显,光纤到户已经成为接入网发展的必然趋势。
1.3 接入网存在的问题。
由于铜价格的不断上涨,电缆的偷盗屡禁不止,“光进铜退”成为解决电缆被盗的根本方法。
2. AG设备特点
AG(接入网关)基于宽窄带一体化接入的设计思想,采用多总线背板以满足传统语音业务、VoIP 业务、数据专线业务、宽带业务、视频业务的混合接入需求。
(1)AG 提供各种接入接口;
(2)AG 可以提供高密度用户线接入能力;
(3)AG 设备可以提供灵活多样的组网方案,能够适应接入网拓扑多变、资源紧缺、工程复杂的应用环境。
(4)AG 设备可以提供多种业务功能,包括语音业务接入、宽带接入、专线接入和视频组播业务,实现多种业务的统一接入功能。
(5) 适用范围。AG 设备适合为具有一定用户规模的集团用户及密集小区用户提供语音、传真、拨号上网等接入方案,可以替代传统PSTN 网络中的小型集团交换机、端局及远端模块。AG 设备适合150~3000 的用户规模,100 用户以下的用户规模不适合采用AG 接入。
(6)应用前景。
AG 设备具有宽窄带综合接入的能力,通过统一的平台向用户提供话音、数据、视频、专线等多种宽窄带业务。随着电信市场竞争的加剧,综合接入正逐渐成为接入网发展的一种重要形式,一方面满足了大客户的宽窄带业务综合接入、统一维护管理等“一站式”业务需求,快速抢占这些高附加值的大客户;另一方面对于宽窄带业务需求不是十分明确的新建节点,需要运营商建立能同时提供宽窄带业务的综合接入网络。NGN 的发展也要求接入网的建设能维持网络的可持续发展,朝着综合化的方向发展。
3. AG的设计
3.1 收集资料。
调查覆盖区电缆分布情况及周围用户分布,确定新建站点的位置。
调查覆盖区用户情况(窄带用户数、ADSL用户数、反极性用户数、小灵通基站数等)。
3.2 设备配置。
设备配置容量等于现有用户数加上预留容量。设备实际配置的用户数,是每板端口数的整数倍,并根据实际情况适当配置反极性用户。
结合设备容量配置选择合适的设备型号。
3.3 整流模块、蓄电池配置。
根据站点的耗电量,结合开关电源和蓄电池的容量计算公式,计算出需要配置的开关电源和蓄电池容量,配置合适的开关电源和蓄电池。
3.4 配线架配置。
室外站点设备自带配线架,其设备电缆通常已经由设备背板布放到内线模块。室内站点需要配置独立的配线架,配线架的种类很多,实际配置时需了解其能配置外线和内线的数量。
3.5 带宽测算。
由于软交换语音用户的通话质量不应低于目前PSTN网语音质量,故采用G.711编码对不同用户类型所需的网络带宽进行测算。采用G.711编码语音带宽应为64kbps,若采用以太网承载,每路话音需要网络带宽为64×1.41=90.24 kbps,考虑到软交换网络QoS要求,一般轻载设计,按每窄带用户带宽100K测算,同时考虑到软交换用户类型,每用户忙时话务量按0.02~0.1ErL进行话务量估计。每ADSL用户按忙时200kbps带宽、40%在线比测算。
3.6 QOS需求。
软交换作为替换目前现有PSTN网络的网络,人们对软交换网络提供的语音客观及主观评定标准不应低于现有PSTN网,同时软交换提供的业务类型应涵概现有PSTN网络提供的业务类型,如普通语音,基于G.711透传方式传真业务和modem业务等。
QOS保证:对于用IP网络传送语音信号,必须保证其实时性,而对于各种时延,时延最大的为排队时延。网络设计时必须保证其足够的带宽,在发生堵塞时可以采用相应的QOS策略来保证QOS。
3.7 小灵通解决方案。
在光进铜退中由于主干电缆的拆除, CSC(小灵通基站控制器)至CS(小灵通基站)的电缆也被拆除,造成小灵通基站无法开通,针对这种情况,有以下几种方案参考:
(1)由原有CSC机房重新布放电缆到CS,此种方式适用于CS数量较少,且CS距离CSC较近的情况。
(2)CSC节点下移:如果CS数量较多且比较集中,可以通过新建CSC机房来解决,CS通过电缆汇聚到新增CSC设备后通过传输网上联。
(3)新增小灵通基站复用器(CSM):在光进铜退新增AG站点增加CSM设备来解决,CS通过电缆汇聚到CSM后通过传输设备连接到CSC,占用CSC的E1接口上联。
(4)协转:采用2B+D信号转光信号的协转,把CSC设备电缆(2B+D)转换成光缆(光信号)传输到CS处,通过协转把光缆(光信号)转换成电缆(2B+D)连接CS。
4. 宽窄带综合接入技术及组网方案
4.1 宽窄带综合接入方案。
用户到新建接入点的综合接入方案主要有以下几种:
(1) LAN/ADSL +IAD :当用户数很少,只有几十线时,可以采用IAD 设备综合接入。
(2)宽窄带综合接入设备:在接入点设置内置DSLAM功能的AG,该接入点主要覆盖小于1000的用户小区,用户对数据带宽需求较少。这种方式目前应用最多。
(3)AG+DSLAM:在接入点设置AG和DSLAM设备,当用户数多于1000,同时数据用户占有一定比例的住宅小区和中小企业,同时小区和企业内部没有综合布线。
(4)AG+LAN交换机:在接入点放置AG和LAN交换机,用于用户数多于1000的普通住宅小区和中小企业,数据用户较多,同时小区和企业进行了综合布线。
(5)FTTB+LAN:如果小区或者企业的楼内已经综合布线,用户对数据要求
较高,可以采用此接入方式。
(6)FTTB+IAD:光纤到楼道,然后再通过IAD 设备接入用户,适合于用户较少的高档用户。
4.2 接入点上行承载方式。
接入网点可根据不同的业务发展要求、业务承载能力要求、节点分布模式以及下层光纤物理网络的建设条件等选择承载技术。目前可供选择的承载技术主要有:光纤直连SDH/MSTP、RPR 等。
(1)光纤直连。
光纤直连技术是指以太网交换机、路由器、ATM 交换机、AG、RSU 等IP 网络设备直接通过光纤以点对点方式直连。这种方式只适用于节点数小、节点距离近的接入网络等场合。
(2)SDH。
SDH 是传统的传输技术手段,在传输网络中占了非常大的份额,在数据通信中也发挥了重要作用。当数据业务量较小时,SDH 技术可以较好的满足数据链路的承载要求,但是当数据链路带宽要求较高时,SDH 将无法满足不断增长的业务需求。
(3) MSTP 环。
多业务传送平台(MSTP)是指以SDH 技术为基础,在提供TDM 业务的同时还能实现以太网和ATM 业务的接入、处理和传送的技术。利用GFP(Generic Frame Protocol)数据封装、虚级联(Virtual Concatenation)映射、统计复用、RPR 等技术,MSTP 具有了更灵活的带宽分配能力和更有效的带宽利用率;同时灵活支持ATM 业务,有效利用网络带宽。
(4)RPR。
弹性分组环(RPR)技术是一种在环形结构上优化数据业务传送的新型MAC 层协议,能够适应多种物理层(如SDH、以太网、DWDM 等),可有效地传送数据、话音、图像等多种业务类型。它融合了以太网技术的经济性、灵活性、可扩展性等特点,同时吸收了SDH 环网的50ms 快速保护的优点,并具有网络拓扑自动发现、环路带宽共享、公平分配、严格的业务分类(COS)等技术优势。
4.3 接入点上行传输承载方式的比较。
(1)AG 和DSLAM、OLT 上联链路一般采用裸光纤方式,对于重要大客户,或者当传输距离过长(裸纤直趋需要增加光放设备)时,采用MSTP/RPR 方式;
(2)宽窄带综合接入设备/MSAG 如果采用V5.2 接口上联,则通过SDH/MSTP 系统传输;
(3)由于业务边缘控制器(BAC)须完成对信令和媒体流的安全认证,所以上联至城域网SR 设备时应采用安全保护性能较高的MSTP/RPR 方式;
(4)原则上,如果条件具备,AG 应采用冗余链路接入承载网络(CN2/城域网VPN)的不同设备。建议用户规模在1000 以下,只采用单链接入,用户规模在1000 以上的接入点采用冗余链路接入;覆盖重要集团客户及大客户的接入点宜采用冗余链路接入;
(5)AG、DSLAM、OLT 及宽窄带综合接入设备/MSAG 设备FE/GE 上联接口原则上都采用光口。如果通过MSTP/RPR 方式传输,且MSTP/RPR 设备位于该接入点,则可以采用电口互连;
(6)AG、DSLAM、宽窄带综合接入设备/MSAG 设备,也可以内置或外接EPON/PON ONU,采用PON 系统作为承载;
几种接入传输方式的技术特点、优缺点、应用场景如表1:
表1 接入方式比较
接入方式光纤直连SDHMSTPRPR
技术特点设备间光纤直连采用了同步复用方式和灵活的复用映射结构,帧结构中安排了丰富的开销比特以SDH 为基础,利用GFP、虚级联、统计复用等技术实现多业务接入优化了数据传输的新型MAC 层协议
优点方案简单,成本低廉兼用性强,网络安全性高,易于维护管理网络安全性高、多业务接入、带宽利用率较高带宽利用率高、拓扑自动发现和更新、灵活的带宽管理、支持单播、组播和广播
缺点安全性差,光纤利用率低,业务端口压力大突发性和不平衡的IP 业务处理能力差,数据接口速率有限带宽有限,对大容量业务传输成本较高仅局限于单环应用
接入方式光纤直连SDHMSTPRPR
适用场合节点少、节点距离近,光纤资源丰富的接入网络语音为主的接入区域中等容量、多业务接入需求的区域纯数据业务接入量大的区域
参考文献
[1] 谢桂月.用PON技术实现FTTH的工程设计要点,邮电设计技术2007(7)
[2] 周训斌. 软交换AG承载方案的探讨, 通信技术 2009(4)
[3] 张卫勇. NGN承载网关键技术的探讨和选择[1]当代通信, 2006,(06)
[4] 王利村等.AG上联承载优化方案[1]电信技术 2009(7)
[5] 罗胤. 浅谈AG接入技术在固网NGN的应用[1]. 河南科技, 2010, (12)
[文章编号]1619-2737(2010)09-28-220