小区智能化平台多网合一解决方案

2023-11-13 02:20:38 21

恒申科技

1.概述 

1.1项目需求分析

    小区智能化综合网络平台建设的首要任务是针对智能化社区突破性的采用全光通信传输技术,打造全光通信网络、光线到户、信息化、智能化社区平台。本次综合网络平台由安保系统、通信系统和物业管理系统组成。安保系统、通信系统和物业管理系统全部实现逻辑隔离,每系统每业务通过VLAN完成业务的隔离。

    该综合网络平台作为小区智能化社区的基础网络,主要支撑安保系统、通信系统和物业管理系统的稳定运营。安保系统,主要运行监控报警系统、可视对讲门禁系统和周界报警系统。通信系统主要承载语音、宽带和有线电视的接入网络。物业管理系统涵盖了停车场管理、背景音乐管理、智能家居系列和小区综合信息发布平台。

    小区智能化综合网络平台在纵向上能够实现与宽带出口外网、运营商语音、电视接口的互通,在横向上能实现小区智能化的管理。该网络平台必须具备高度的可靠性和稳定性,应具备可伸缩、可管理、可扩展的能力,以应对业务数据的快速增长,满足网络平台未来平滑升级的需求。

1.2 规划建设目标

    本次小区智能化综合网络平台建设目标是打造全光通信网络、光纤到户、信息化、智能化网络。

    该园区通信网络平台建立后,实现建筑物内所有通信传输信息全部以光传输为基础,实现信息化、智能化传输路由优化,投资优化、性能优良、扩展简便、应用简便。网络平台既要满足互联互通,又要保证各大系统相对独立性和正常运行,应当向入驻社区的所有用户提供高速通达、业务专用、安全可靠、方便使用的通信网络。

    本方案总体本着先进性、现实性和经济性相统一的原则进行网络设计,使网络具有高性能、高可靠性、高安全性、高可扩展性、标准化和易管理的特点,能灵活地根据用户的需求提供不同网络业务的服务保证,小区智能化相关业务系统提供统一的、优质的网络基础设施平台。

2.总体设计原则

根据小区智能化综合网络平台需求及网络技术发展的趋势,我们按以下原则设计基础网络平台方案:

高可靠性:具有很高的容错能力,具有抵御外界环境影响和人为操作失误的能力,保证单点故障不影响整个网络的正常运行。

高性能:具有较高的传输带宽,并在高负荷情况下仍然具有较高的吞吐能力和效率,延迟低。

支持QoS:能根据业务的要求提供不同等级的服务并保证服务质量,提供拥塞控制,报文分类。

安全性:具有保证系统安全,防止系统被人为破坏的能力。支持AAA认证、ACL、VPN、NAT、路由验证、CHAP、PAP、CA、MD5、DES、3DES、日志等安全功能。

扩展性:易于增加新设备、新用户,易于和各种公用网络连接,随系统应用的逐步成熟不断延伸和扩充,充分保护现有投资。

开放性:符合开放性规范,方便接入不同厂商的设备和网络产品。

标准化:各种协议和接口符合国际标准(IEEE、IETF等)。

实用性:具有良好的性能价格比,经济实用,设计方案和设备选型应符合骨干网络信息量大、信息流集中的特点。

易管理:一个好的网络系统必须是一个易管理的网络系统,本方案中通过配置网管系统软件对整个网络实施高效的管理。

易维护:全程无源光网络,易维护。


3.恒申光接入网技术方案

3.1光接入网技术的选择

PON(无源光网络)是指(光配线网)中不含有任何电子器件及电子电源,ODN全部由光分路器(Splitter)等无源器件组成,不需要贵重的有源电子设备。一个无源光网络包括一个安装于中心控制站的光线路终端(OLT),以及一批配套的安装于用户场所的光网络单元(ONU)。在OLTONU之间的光配线网(ODN)包含了光纤以及无源分光器或者耦合器。

图1.jpg

    PON系统结构主要由中心局的光线路终端(OLT:Optical Line Terminal)、包含无源光器件的光分配网(ODN: Optical Distribution Network)、用户端的光网络单元/光网络终端(ONU/ONT Optical Network Unit / Optical Network Terminal)组成,其区别为ONU直接位于用户端,而ONU与用户之间还有其它网络,如以太网以及网元管理系统(EMS)组成,通常采用点到多点的树型拓扑结构。在下行方向,IP数据、语音、视频等多种业务由位于中心局的OLT,采用广播方式,通过ODN中的1:N无源光分配器分配到PON上的所有ONU单元。在上行方向,来自各个ONU的多种业务信息互不干扰地通过ODN中的1:N无源光合路器耦合到同一根光纤,最终送到位于局端OLT接收端,类似于点到点的结构。

    目前主流的应用于FTTH的PON技术为EPON技术和GPON技术,10G EPON技术主要应用于FTTB场景并且目前尚在试商用阶段。EPON技术GPON技术均属于TDM-PON,TDM-PON的原理图如下图所示。

图2.jpg

    下行方向,发送给各个ONU的数据进行时分复用(TDM),承载在下行波长上(一般采用1490nm),连续的光信号广播到每个ONU上,ONU根据一定的标识,选取自己所需的数据。上行方向,OLT通过多点控制协议(MPCP)控制每个ONU在指定的时间起始点发送指定时间长度的数据,这就是时分多址接入(TDMA)协议。通过TMDA,使多个ONU能够共享上行波长(一般为1310nm)的带宽。

EPONGPON是目前业界主流的FTTx技术,这两种技术的主要技术指标参见下表:

图3.jpg

    二者相比,GPON主要有以下技术优势:

    1、更高带宽,更大分光比,更高光功率衰耗:EPON使用8B/10B编码,本身就引入了20%的带宽损失,1.25Gb/s的线路速率在处理协议本身之前就只有1Gb/s,GPON使用扰码作为线路码,至改变码,不增加码,所以没有带宽损失;因此GPON的带宽利用率高于EPON,同时GPON每PON口下行带宽可达2.5G,FTTH网络中每PON口最大覆盖64/128户,平均每户带宽可高达40M/20M,满足宽带业务中短期要求。由于发射光功率和接收灵敏度的差异,使得GPON链路光功率衰耗比EPON高2dB。

    2、更高的QoS和时钟同步能力:GPON是全同步系统,传输窄带业务时延小,时钟精度非常高,GPON的QoS带宽分配机制更灵活,保护倒换和维护管理等标准定义清晰完善。 

    3、更高效的承载IP业务能力:GEM帧的净荷去范围为0~4095字节,解决了APON中ATM信元带来的承载IP业务效率低的弊病;而以太网MAC帧中净负荷区的范围仅为46~1500个字节,因此GPON对于IP业务的承载能力是相当强的。

    4、更全面的OAM标准:EPON在OAM标准方面定义了远端故障指示、远端环回控制和链路监测等基本功能,对于其他高级的OAM功能,则定义了丰富的厂商扩展机制,让厂商在具体的设备中自主增加各种OAM功能。GPON的OAM包括带宽授权分配、DBA、链路监视、保护倒换、密钥交换及各种警告功能,从标准上看,GPON标准定义的OAM信息比EPON的丰富。

    5、更强大的支持实时业务能力:GPON所采用的125微秒周期的帧结构能对TDM语音业务提供直接支持,无论是低速的E1,还是高速的STM-1,都能以它们原有格式传输,这极大减少了执行语音业务的时延及抖动。

    6、运行、管理、维护和指配功能强大:GPON借鉴APON中PLOAM信元的概念,实现全面的运行维护管理功能,使GPON作为带宽综合接入的解决方案可运营性更好。

因此,我们建议采用GPON技术进行本次小区智能化小区光纤到户的建设。


3.2综合网络平台光纤接入网方案

3.2.1小区社区简介

    小区社区占地面积约9万平方米,由160户住宅、312户酒店式公寓和24户别墅构成,共计496户住宅用户。小区平面图如下图所示:

图4.jpg


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