引言

現(xiàn)代電信正向著寬帶化,綜合化和個人化方向發(fā)展,互聯(lián)網(wǎng)的爆炸性發(fā)展改變了人們的生活方式,人們不再滿足于打電話,看電視,而是出現(xiàn)了眾多新的雙向交互式業(yè)務(wù),如:電子郵件,視頻點播,家庭購物,遠程教學,遠程診斷,會議電視,高速數(shù)據(jù)傳真等.這些業(yè)務(wù)種類多,而且要求高質(zhì)量,高速率的傳輸,這就給整個電信網(wǎng),計算機網(wǎng)"最后一公里"這一制約通信的瓶頸提出了巨大的挑戰(zhàn).光纖到戶(FTTH)是用戶網(wǎng)今后必然的發(fā)展方向,但由于光纖用戶網(wǎng)的成本過高,在今后的很長一段時間內(nèi)大多數(shù)用戶網(wǎng)仍不可能完全使用光纖,于是近年來出現(xiàn)了多種過渡性的寬帶接入網(wǎng)技術(shù),迄今為止,仍然沒有一個十全十美的方案,每個方案都有各自的優(yōu)點,又都有各自的不足.

在眾多過渡性方案中,如何建設(shè)一個綜合,經(jīng)濟,可靠,有效的通信網(wǎng)絡(luò),既能滿足現(xiàn)在的各種寬帶業(yè)務(wù),又能面向未來,支持不斷增多的用戶,更大的帶寬以及新的業(yè)務(wù),避免不必要的重復(fù)投資,是當前的一個重要課題.

電力是當今各網(wǎng)絡(luò)中擁有用戶最多,最普及,最必不可少的網(wǎng)絡(luò).如能使電力與信息相結(jié)合,充分利用現(xiàn)成的電力網(wǎng)承載語音,視頻,數(shù)據(jù)等綜合業(yè)務(wù),開發(fā)和利用遍布千家萬戶的電力線資源,構(gòu)成信息交換終端,基于電力網(wǎng)實現(xiàn)寬帶接入,無疑是最為方便,簡潔和經(jīng)濟的,這無論對提高電力系統(tǒng)的經(jīng)濟效益還是拓寬人們獲取信息的渠道,降低通信的成本,都有著重大的意義.

小區(qū)電力寬帶

建設(shè)目標:電力寬帶因特網(wǎng)接入的總體目標:實現(xiàn)每個終端用戶上網(wǎng)的需求,提供高質(zhì)量的互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù).

設(shè)計原則:設(shè)計應(yīng)當考慮到先進性,可靠性,安全性和可管理性.設(shè)計上應(yīng)采取最新電網(wǎng)通的技術(shù),以改變布線難的問題.設(shè)計上必須使整個網(wǎng)絡(luò)在國內(nèi)處于領(lǐng)先的水平,并且有長足的發(fā)展能力,以適應(yīng)未來網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展.但就整體來說,設(shè)計一個網(wǎng)絡(luò)的可靠性最為重要.所以在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計用應(yīng)當采用以下原則:

標準化: 系統(tǒng)采用的信息類編碼,網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議,和數(shù)據(jù)接口標準,都應(yīng)當符合國家有關(guān)標準或行業(yè)有關(guān)規(guī)范.

實用性: 滿足現(xiàn)在寬帶的需要,不盲目的追求最新技術(shù),采用最合適的電網(wǎng)通設(shè)備,避免投資浪費,節(jié)省投資.

安全性,保密性: 設(shè)計要充分考慮網(wǎng)絡(luò)的故障容錯糾錯功能,建立安全保障體系,確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?保密性.

可維護性:網(wǎng)絡(luò)接入部分采用高模塊化程度,滿足不同業(yè)務(wù)流需要,易于維護和升級

易操性:電力貓都采用USB接口,使操作簡單,直觀,易于學習和掌握 

可靠性:建成后網(wǎng)絡(luò)的可用性高低是網(wǎng)絡(luò)用戶最為關(guān)心的,它也是對網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量和網(wǎng)絡(luò)性能的綜合衡量.可用性是網(wǎng)絡(luò)本身很多物理特性的總體體現(xiàn),如網(wǎng)絡(luò)的帶寬,網(wǎng)絡(luò)帶寬效率,網(wǎng)絡(luò)時延,網(wǎng)絡(luò)負載,網(wǎng)絡(luò)故障頻率等狀況.同時也是網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)環(huán)境,網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用環(huán)境和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的支持能力,水平和質(zhì)量的總體反映.

電力寬帶優(yōu)勢:可以為用戶提供高速Internet訪問服務(wù),話音服務(wù),從而為用戶上網(wǎng)和打電話增加了新的選擇.電力寬帶的傳輸速率達到4.5M~14M,比傳統(tǒng)的撥號網(wǎng)絡(luò)速度要快很多.小區(qū)進行電力寬帶建設(shè)無須進行打孔,不破壞室內(nèi)裝修,無須另外布線.

設(shè)計方案

總體方案

總體模式采用核心層,接入層,網(wǎng)絡(luò)管理層.

1. 核心層

核心層是運行小區(qū)電力局域網(wǎng)信息交換的中心,負責連接到整個局域網(wǎng).鑒于本網(wǎng)絡(luò)的實際用戶容量和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用需求,為了實現(xiàn)信息的高速傳輸及未來發(fā)展,充分考慮系統(tǒng)平臺的先進性,可靠性,可升級,可擴展性的要求,本網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)中心交換設(shè)備應(yīng)由大容量多層交換機組成,同時必須考慮到網(wǎng)絡(luò)的性能,安全,以及今后的發(fā)展,留有一定的余量.

2. 接入層

接入層是末端設(shè)備連接到網(wǎng)絡(luò)的地方,接入層交換機主要完成對所在位置計算機的接入.電力貓的寬帶限速為10M,300米具體.所以運行小區(qū)電力局域網(wǎng)局域網(wǎng)交換機全部選用10/100M以太網(wǎng)交換機,向上通過交換機的1000Mbps端口連至核心層交換機,向下以端口速率10M直接連接到計算機,構(gòu)成以1000M為信息主干,桌面為10M的高速信息網(wǎng)絡(luò),在此網(wǎng)絡(luò)平臺的基礎(chǔ)上可開展多種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用.

3. 網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)

作為一個完善的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),除了要有一個良好的硬件系統(tǒng),軟件系統(tǒng)以外,還需有一個功能強大的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng).網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)必須具備以下主要功能:

1,故障管理功能

能提供故障對象指示,故障通知,故障診斷測試,故障類型分析,故障定位,故障隔離,系統(tǒng)重構(gòu),故障排除功能

2,配置管理功能

能識別網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu),表示網(wǎng)絡(luò)中的各種對象,修改指定設(shè)備的配置,動態(tài)維護網(wǎng)絡(luò)配置數(shù)據(jù)庫

3,性能管理功能

能收集并分析網(wǎng)絡(luò)的性能參數(shù),統(tǒng)計網(wǎng)絡(luò)運行狀態(tài),對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進行監(jiān)控,對異常信息進行記錄并報警

4,安全管理功能

安全策略的建立,應(yīng)用,管理,網(wǎng)絡(luò)操作的日志管理,監(jiān)督網(wǎng)絡(luò)信息的安全流動.

網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)應(yīng)建立在SNMP—簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議基礎(chǔ)上,能對網(wǎng)絡(luò)中的服務(wù)器,中心交換機,中心路由器,分支路由器,層間交換機服務(wù)器,有關(guān)工作站,網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器等設(shè)備進行圖形化的管理,監(jiān)控.

核心層設(shè)計

1. 中心機房總體部署

中心機房包括交換機部署和服務(wù)器部署兩個部分,二部分都是不可缺少的,其中交換機部分用來連接各個小區(qū)網(wǎng)絡(luò),而服務(wù)器部分用來管理小區(qū)電力網(wǎng)絡(luò)用戶以及對外宣傳.

1.1 交換機部署

本方案經(jīng)比較交換機采用清華同方TFS系列連接小區(qū)網(wǎng)絡(luò),中心機房采用TFS9500交換機進行連接管理,小區(qū)各居民樓使用TFS7124E+交換機進行連接.

TFS9500系列路由交換機代表了新一代的交換技術(shù),可以滿足企業(yè)快速發(fā)展的需要.基于機柜的高容量插槽TFS9500系列路由交換機是專為企業(yè)骨干網(wǎng)設(shè)計的,它結(jié)合了高速性能(達千兆比特),應(yīng)用流的精確控制和極高的路由容量來確保內(nèi)部和外部網(wǎng)絡(luò)的高可用性.

關(guān)鍵特性:

- 最多支持28/60個千兆以太網(wǎng)端口;最多112/240個10/100端口 

- 支持10Gig,光纖網(wǎng)絡(luò)和新技術(shù) 

- 線速第四層應(yīng)用數(shù)據(jù)流交換 

- 全部功能開啟的情況下仍然保持線速性能 

- 支持HSSI,FDDI,ATM和串行WAN接口 

- 支持語音和視頻的多點組播 

- 線速的應(yīng)用級QoS保證端到端的可靠性 

- 應(yīng)用負載均衡和內(nèi)容校驗 

- 支持加權(quán)公平隊列(WFQ)和速率限制(CAR) 

- 通過冗余鏈接進行負載分擔, 提高系統(tǒng)性能 

- 線速第2,3,4層安全過濾 

- 提供Netflow監(jiān)測和測量網(wǎng)絡(luò)使用狀況并提供記費支持 

- 完全支持RMON和RMON2 

TFS7124E+智能網(wǎng)管交換機提供24個10/100M口,附加兩個用于可選的千兆上連模塊的插槽.這種交換機提供了無阻塞的交換背板,使網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)更高的交換效率.它還提供了完備的傳輸控制和靈活的系統(tǒng)管理,使網(wǎng)絡(luò)管理員可以輕易地配置網(wǎng)絡(luò).

關(guān)鍵特性:

- 24個10/100M快速以太網(wǎng)口,2個可選千兆/百兆模塊可以提供高性能骨干通道 

- 支持IEEE802.1D生成樹法則使網(wǎng)絡(luò)傳輸更加可靠 

- 每種速率(10M/100M/1000M)支持8級帶寬控制 

- 支持127組基于端口的VLAN,簡化網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和管理 

- 支持802.1Q VLAN和GVRP動態(tài)VLAN注冊, 支持私有VLAN(Private VLAN)功能 

- 支持4組trunk最大支持8個100M或2個1000M端口聚合在一起,提供更大的帶寬 

- IGMP多播過濾滿足實時應(yīng)用,比如視頻會議和音頻流的需要 

- 支持IEEE802.1x透明模式,配合RADIUS服務(wù)器進行用戶身份驗證 

- 支持基于TFTP的軟件升級和配置文件的上傳下載 

本模型采用路由器與INTERNET連接,中間配置TFS9500交換機連接各小區(qū)TFS7124E+交換機與路由器,并對各個小區(qū)網(wǎng)絡(luò)進行管理.

1.2 服務(wù)器部署

1.2.1 網(wǎng)絡(luò)中心機房基本配置

中心機房應(yīng)該有寬帶網(wǎng)絡(luò)計費系統(tǒng),多媒體服務(wù)器,WEB服務(wù)器,數(shù)據(jù)庫服務(wù)器.每個服務(wù)器都應(yīng)該建設(shè)成單獨的服務(wù)器,特別是寬帶網(wǎng)絡(luò)計費系統(tǒng),應(yīng)該有一組服務(wù)器進行管理.

機房服務(wù)器詳細配置

1.2.2.1 WEB服務(wù)器和寬帶網(wǎng)絡(luò)記費系統(tǒng)由于容量需求小采用聯(lián)想萬全T168 G2 S3.0GIV8 512/160SC

詳細配置:采用64位技術(shù)的英特爾 奔騰 4 630處理器,3.0GHz主頻,2MB二級緩存

512M U-ECC DDR2-533內(nèi)存

160GB SATA硬盤,8M磁盤緩存;

中文版系統(tǒng)安裝和故障排除指南

PS/2接口鼠標鍵盤

主要部件三年質(zhì)保,三年上門服務(wù)

性能方面:

同類產(chǎn)品獨有或領(lǐng)先的技術(shù)優(yōu)勢

獨有的智能控溫降噪系統(tǒng):在單路服務(wù)器上首次采用1+1或2+1冗余風扇設(shè)計,并且根據(jù)系統(tǒng)溫度自動增減工作風扇的數(shù)量,延長風扇壽命,控制風扇噪音最低,確保系統(tǒng)健康穩(wěn)定.

領(lǐng)先的防雷擊設(shè)計:特別的防雷擊系統(tǒng),可避免3000V雷擊高壓.

領(lǐng)先的開機自動故障診斷技術(shù)(Doctor Inside Technology):系統(tǒng)發(fā)生硬件故障并且沒有任何顯示的情況是最為難于解決的問題之一.DIT技術(shù)在這樣的情況下可準確定位故障所在,診斷包括主板,內(nèi)存,顯示,PCI卡,電源等等部件引起的無顯故障.

高可靠性和數(shù)據(jù)安全

智能控溫降噪系統(tǒng),熱插拔RAID5數(shù)據(jù)安全保障,專業(yè)的服務(wù)器芯片組和電路設(shè)計,系統(tǒng)和數(shù)據(jù)恢復(fù)軟件方案,將用戶的數(shù)據(jù)安全列為首位.

適應(yīng)中國電網(wǎng)的全電壓范圍自適應(yīng)波形過濾服務(wù)器電路設(shè)計,350W的主動式PFC服務(wù)器專用電源確保系統(tǒng)穩(wěn)定.

服務(wù)器管理和易用,易維護

開機自動故障診斷技術(shù),熱插拔硬盤設(shè)計,操作系統(tǒng)自安裝的導(dǎo)航軟件,基于人機交互理念的全中文服務(wù)器使用指南.

高擴展能力

最新64位技術(shù)的Intel P4處理器兼容32位系統(tǒng),可擴充至4GB雙通道ECC DDR2-533內(nèi)存(4GB內(nèi)存時可用3GB,另外1GB被系統(tǒng)使用),PCI-E/PCI擴展槽,最大6個SATA硬盤的海量存儲.

1.2.2.2 多媒體服務(wù)器 多媒體服務(wù)器內(nèi)含大量的影視節(jié)目,需要高容量硬盤系統(tǒng),采用聯(lián)想萬全T168 G2 S3.0GIV8 512/3*160SR4熱插拔C

詳細配置

采用64位技術(shù)的英特爾 奔騰 4 630處理器,3.0GHz主頻,2MB二級緩存

512M U-ECC DDR2-533內(nèi)存

3個160GB熱插拔SATA硬盤,8M磁盤緩存,SATA RAID5,徹底保護用戶數(shù)據(jù)安全;

中文版系統(tǒng)安裝和故障排除指南

PS/2接口鼠標鍵盤

主要部件三年質(zhì)保,三年上門服務(wù)

性能方面:

同類產(chǎn)品獨有或領(lǐng)先的技術(shù)優(yōu)勢

獨有的智能控溫降噪系統(tǒng):在單路服務(wù)器上首次采用1+1或2+1冗余風扇設(shè)計,并且根據(jù)系統(tǒng)溫度自動增減工作風扇的數(shù)量,延長風扇壽命,控制風扇噪音最低,確保系統(tǒng)健康穩(wěn)定.

領(lǐng)先的防雷擊設(shè)計:特別的防雷擊系統(tǒng),可避免3000V雷擊高壓.

領(lǐng)先的開機自動故障診斷技術(shù)(Doctor Inside Technology):系統(tǒng)發(fā)生硬件故障并且沒有任何顯示的情況是最為難于解決的問題之一.DIT技術(shù)在這樣的情況下可準確定位故障所在,診斷包括主板,內(nèi)存,顯示,PCI卡,電源等等部件引起的無顯故障.

高可靠性和數(shù)據(jù)安全

智能控溫降噪系統(tǒng),熱插拔RAID5數(shù)據(jù)安全保障,專業(yè)的服務(wù)器芯片組和電路設(shè)計,系統(tǒng)和數(shù)據(jù)恢復(fù)軟件方案,將用戶的數(shù)據(jù)安全列為首位.

適應(yīng)中國電網(wǎng)的全電壓范圍自適應(yīng)波形過濾服務(wù)器電路設(shè)計,350W的主動式PFC服務(wù)器專用電源確保系統(tǒng)穩(wěn)定.

服務(wù)器管理和易用,易維護

開機自動故障診斷技術(shù),熱插拔硬盤設(shè)計,操作系統(tǒng)自安裝的導(dǎo)航軟件,基于人機交互理念的全中文服務(wù)器使用指南.

高擴展能力

最新64位技術(shù)的Intel P4處理器兼容32位系統(tǒng),可擴充至4GB雙通道ECC DDR2-533內(nèi)存(4GB內(nèi)存時可用3GB,另外1GB被系統(tǒng)使用),PCI-E/PCI擴展槽,最大6個SATA硬盤的海量存儲.

1.2.2.3 數(shù)據(jù)庫服務(wù)器:含有大量關(guān)鍵數(shù)據(jù),采用聯(lián)想萬全R350 G5 S3.0GX8 1G/73N

詳細配置:

同時支持最新的64位intel Xeon/2M,與Xeon/1M處理器,滿足不同發(fā)展類型企業(yè)對于處理性能的需求;

8個DIMM內(nèi)存插槽,可擴展至16GB reg. ECC DDR2-400內(nèi)存;10個熱插拔SCSI槽位,同時還可再擴展2塊非熱插拔硬盤;

可選冗余熱插拔風扇,冗余熱插拔電源,RAID配置,提供多級別的可靠性選擇.

性能方面:

高處理性能 

采用64bit intel Xeon/800MHz處理器,2M或1M二級緩存,主頻可達3.6GH;更高主頻,更高系統(tǒng)前端總線頻率,更大的緩存使得系統(tǒng)處理性能較上一代Xeon有大幅提升

采用DDR2-400內(nèi)存,提供與CPU處理速度相匹配的內(nèi)存速度,使整體系統(tǒng)處理獲得均衡提升

高可靠性

多種可靠性特征,支撐服務(wù)器長時間穩(wěn)定運行

ECC內(nèi)存,支持內(nèi)存鏡像與備份

熱插拔硬盤的基本配置,保證基本的系統(tǒng)運行,數(shù)據(jù)處理的可靠性

可選的冗余熱插拔風扇,冗余熱插拔電源,RAID配置,提供用戶不同類別的,更多的可靠性選擇

高擴展性

完備的設(shè)備擴展能力,兼容傳統(tǒng),主流,未來三類設(shè)備

PCI-E擴展槽,給企業(yè)未來業(yè)務(wù)發(fā)展預(yù)留擴容空間

PCI-E *8的帶寬比PCI-X133高2.9倍

PCI-X擴展,面向當前主流設(shè)備擴展,穩(wěn)定易用

32bit擴展槽讓用戶的傳統(tǒng)專用設(shè)備無憂使用

充足的配置擴展空間,滿足企業(yè)計算規(guī)模擴展需要

8個DIMM內(nèi)存插槽,可擴展至16GB ECC R-DDR333內(nèi)存

10個熱插拔SCSI槽位,同時還可再擴展2塊非熱插拔硬盤

1.2.3 服務(wù)器規(guī)劃

WEB服務(wù)器建設(shè)為小區(qū)網(wǎng)站(公司網(wǎng)站),用來對小區(qū)(公司)進行宣傳;多媒體服務(wù)器建立為影視娛樂站點,開展會員服務(wù),增創(chuàng)收益.寬帶網(wǎng)絡(luò)計費系統(tǒng)用來管理小區(qū)電力上網(wǎng)用戶.而這三個服務(wù)器的數(shù)據(jù)全部有數(shù)據(jù)庫服務(wù)器進行管理.四服務(wù)器有路由器統(tǒng)一連接.中心機房連接示例圖如下:

接入層設(shè)計

小區(qū)接入方案詳述

小區(qū)采用三相四線制分相平衡供電,零線共用.考慮電網(wǎng)通局端設(shè)備的帶寬以及用戶上網(wǎng)時間比率等問題,將網(wǎng)橋安裝在每個樓層配電間,利用磁環(huán)耦合器將信號耦合到電力線的三相四線中,實現(xiàn)信號加載和傳輸.每臺電力橋集器(電力橋集器)連接一個單元,然后通過網(wǎng)線將信號送到機房的交換機,在交換機中對每臺電力橋集器(電力橋集器)接口劃分VLAN,以避免信號沖突,增加網(wǎng)絡(luò)的安全性.

為了使網(wǎng)絡(luò)信號能順利的送到每個房間,該方案采用單相信號耦合的方式,以加強信號的傳輸質(zhì)量,每個單元采用一個(根據(jù)具體情況可以增加) 電力橋集器進行信號耦合,相互通過密碼進行設(shè)置,以防信號相互干擾.耦合信號在摟層電表和空氣開關(guān)的后端利用磁環(huán)耦合器將信號耦合到客房供電線路.此時信號加入后不受電表和空氣開關(guān)的強磁場干擾,信號分配均勻,受電源總負荷變化的影響力小.同時可根據(jù)建筑物配電線路的實際情況合理的布置電力橋集器的位置,使信號均勻分配,最小程度的減少信號的傳輸路徑,從而使電網(wǎng)通的效果達到最佳.

1.2 老式小區(qū)居民樓部署方案

小區(qū)居民樓電表分散到每個用戶樓層可以用以下方案解決,為了加強信號的傳輸質(zhì)量,定為3-4個樓層使用一個電力橋集器.(示例圖如下)

交換機與電力集橋器之間通過光纜連接,電力橋集器與耦合器之間耦合線連接.在電表處做耦合,不妨礙小區(qū)人員.

詳細操作計劃:

在樓層較多的情況下,可以用電力路由器代替電力橋集器,路由器有比它更好的連接以及數(shù)據(jù)傳輸功能.

一座樓有N個樓道M個樓層,電表分散在每個樓層,一個樓層有S個電表管理此層S個用戶.要求信號覆蓋用戶的各個房間,不破壞住戶的室內(nèi)裝修.

部署方法:在每一樓道下放一個電力路由器,一端接寬帶,另一端通過信號線將信號耦合至層的用戶電表后端.采用電磁感應(yīng)的方式,避免直接與強電接觸.(示例圖如下)

網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)

隨著全球信息化和網(wǎng)絡(luò)化進程的加快,互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用也呈現(xiàn)爆炸式的增長.隨著用戶數(shù)不斷增多,用戶類型不斷拓展,用戶要求不斷增加.所以我們應(yīng)當建立一個完善的,安全的,高性能的寬帶網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng).