网络承载能力（精选八篇）
网络承载能力 篇1
随着智能电网的发展,与配网生产、管理相关的应用系统不断涌现,业务数据量不断增加[1],配网通信系统应实现对多种业务的通信支撑。同时,根据国家电力监管委员会5号令(电力二次系统安全防护规定),电力二次系统安全防护工作应当坚持安全分区、网络专用、横向隔离和纵向认证的原则,以保障电力监控系统和电力调度数据网络的安全。在现有的配网通信方式中,MSTP/SDH可以有效地隔离不同类型的业务,但其无法适应IP数据业务迅猛增长的需求[2],成本问题也制约了其在点多面广的配网环境中应用;工业以太网交换机和EPON技术基于包交换,难以提供有效的通道隔离,不能满足智能配网的业务隔离要求。分组传送网(Packet Transport Network,PTN)是基于分组技术的、面向连接的传送技术[3],可以提供电信级的可靠传输[4],同时能够实现不同通道间的有效隔离[5],能够提供多业务技术支持[6]。
理论分析表明,PTN网络能够实现业务通道的有效隔离,但无法实现完全隔离。本文对PTN网络进行了安全增强设计,在网络层实行分域控制管理,实现上层业务在PTN承载网络上的传输隔离;配置网络流量分布监控系统,反馈PTN网络的流量状态,发现和阻断非法流量。安全增强设计方案保证了PTN网络统一承载的智能电网各业务系统的应用安全。
1 PTN网络安全属性分析
通信网络在技术机理层面,可根据复用技术机理与寻址技术机理组合分类。复用技术分为确定复用技术和统计复用技术,寻址技术分为有连接操作寻址技术和无连接操作寻址技术,2类复用技术和2类寻址技术组合,形成4类网络形态[7],如表1所示。
PTN以分组业务为核心,采用统计复用,为业务提供面向连接的柔性管道,因此属于第4类通信网络形态。
通信网络的机理决定通信网络的安全属性,通信网络的安全属性是通信网络安全与否的基础。第4类通信网络采用统计复用和有连接操作寻址,由媒体网络和支持网络(同步网和管理网)组成,其网络安全属性分析如下[7,8]:第4类通信网络用作核心网络时,通过适配器与数据通信网本地网络连接;信号出入核心网时,输入端口和输出端口是确定的;第4类通信网络先建立连接然后传递信号,连接经过的节点是确定的,连接经过各个节点之间的电路是不确定的;在第4类通信网络中,控制信号(管理信号)与媒体信号(业务信号)是分别在不同的路径中传送的,控制信号只能在信令网络或管理网络中传递,媒体信号只能在用户之间传递;第4类通信网络的支持网络(管理网络和信令网络)只接受管理网管理者或信令网管理者控制。因此,第4类通信网络的媒体网络具有比较好的网络安全属性。
2 PTN传输延时计算
2.1 PTN传输延时属性分析
第4类通信网络存在连接建立过程和通信过程。有连接操作寻址机理决定了分配标签过程就是网络资源分配过程,时间是个变数,但是一旦建立连接,传递路由就确定了;统计复用机理决定了如果信道空闲,信号可能实时通过,如果信道拥挤,信号需要排队,等待时间是个因网络负荷而变的变数。
PTN不需要重新建立连接,这就消除了建立连接过程的不确定延时,因而大幅度降低了传输延时,特别是把一个比较大的可变延时转化成为最小可能的确定传输延时。
2.2 PTN传输延时计算模型
传输延时计算模型如图1所示。
在该模型中,传输延时指决定控制时刻到执行控制时刻之间的延时,其中包括等待延时、传输延时和解码延时。
由2.1节分析可知,在PTN中,传输时延仅仅包括信号在媒体中的传播时间。
2.3 PTN传输延时计算
在进行计算前,首先进行如下假设:
①控制信号长度:80 bits;
②留控制信号专用传递信道;
③控制信号在PTN中传递,全程处理延时(和电波传播延时)不超过2个传输帧周期;
④控制信号编码的解码时间不超过一个控制信号长度;
⑤传输延时计算模型如图1所示,传输延时定义为执行控制时刻相对决定控制时刻的延时;
⑥采用以太网业务的PWE3封装帧结构,传输速率2 048 kbit/s。
以太网业务的PWE3封装帧结构如图2所示。
控制信号长度为80 bits,即10 bytes,而数据帧中Payload的最小长度为46 bytes,所以Payload字段的长度取46 bytes,于是数据帧周期为(4+4+4+6+6+4+2+46+4)*8 bits/2 048 kbit/s≈0.31 ms。
PTN传输延时计算:在每一个PWE3数据帧提供一个用户数据包,即80 bits,传递一个完整遥控信号需要1个信元周期。所以等待时间为1个信元周期;传递时间小于2个信元周期;解码时间为1个信元周期,所以,传输延时为4个帧周期,即传输延时约为1.24 ms。
《电力系统远方跳闸信号传输装置》(DL/T688-1999)中对继电保护系统的动作时间具体要求如下[9]:保护系统故障切除时间典型值为28~190 ms;远方跳闸信号传输系统总动作时间为50~70 ms;最大实际传输时间(有噪声情况下)为5~65ms。《微波电路传输继电保护信号信息设计技术规定》(DL/T5062-1996)中规定微波通道(光纤通道参照执行)传输主保护信息时传输时延应不大于5ms[10]。根据上述计算可以看到,控制信号在PTN中的传输延时小于5 ms,使用PTN网络传输支持电网控制信号是可行的。仿真环境下的测试结果也证明,PTN网络可以满足广域继电保护业务对网络时延的要求[11]。
3 PTN网络安全增强设计
PTN网络基于MPLS-TP技术,通过标签交换路径(Label Switch Path,LSP)和端到端的伪线仿真(Pseudo Wire Emulation Edge-to-Edge,PWE3)等机制,能够实现网络中不同业务通道的有效隔离[12],并可基于互信息计算PTN中2个通信通道的隔离度[13],计算表明,PTN网络中不同通道间的隔离度介于0和1之间,即无法实现完全隔离,从安全的角度考虑,PTN网络仍然存在安全风险。不同的业务应用承载于PTN网络不同的安全通道中,但仍处于同一网络平面内,统一的承载网络为攻击者提供了更多的潜在入侵路径和攻击点,也使得安全威胁和攻击的跨业务系统传播成为可能,因此对PTN网络进行安全增强设计,保证各业务系统的应用安全。
3.1 在PTN基础上实行分域控制管理
通过在网络层实行分域控制管理的方式,实现上层业务应用在PTN承载网络上的传输隔离,保证业务在传输上的安全,以适应智能电网的特殊通信要求。在网络层面,部署安全分域设备,为不同安全域内的应用提供安全隧道,可实现不同隧道间信息(不同业务系统信息)的相互隔离,同时,可在隧道内实现跨承载网交互信息的完整性、真实性保护[14]。
安全分域设备可以实现对业务系统的边界综合防护,对流入/流出业务系统服务器的数据包进行准入控制,对特定应用协议进行访问控制,实现对用户使用业务系统的行为管理,防止跨业务系统的攻击,加强了对业务系统的安全防护和管理。
安全分域设备可以为业务系统提供数据深度检查功能,对数据进行安全检查,确认数据安全后,再将数据交给应用系统服务器处理,解决了恶意流量伪装为特定应用穿透进入业务服务器的风险。
通过在网络层面进行分域控制管理,可以在统一承载的PTN网络上,有效防止各类应用伪服务器的接入,阻断跨业务系统的网络攻击,实现业务系统信息的完整性、真实性保护和不同安全等级业务的隔离传输,实现对安全风险的有效隔离,保护业务系统的安全。
3.2 建设网络流量分布监控系统
配置一个独立的网络流量分布监控系统,对服务器的输入数据提取来源地址、分组数量和访问次数,对输出数据提取目的地址、分组数量和输出次数,并做出数据来往分布图解,如图3所示。
网络流量分布监控系统采集PTN网络的流量信息,对UNI/NNI/LSP/PW进行流量采集,并对监控数据进行整理分析,得出网络主要端口/PW/LSP最大流量、最小流量和平均流量,以及随时间的分布规律,对PTN网络资源使用情况和进出服务器的数据进行分析。通过对PTN网络所承载的各类型业务的流量进行统计分析,网络流量分布监控系统可以获取PTN网络的流量构成、流量分布和流量变化等情况,能够比较准确地反馈出当前网络的流量状态。通过对上述数据分析,能够独立、客观地观察网络中信号的流动规律,从而判断外部伪服务器的非法访问状况、内部木马输出数据状况以及网络或者服务器的实际传递能力,发现和阻断非法传递,并进行上报。网络流量分布监控系统不但进一步加强PTN的网络安全,而且能够监视、检测和评估PTN的网络安全状况。
4 安全增强能力测试
PTN网络承载的电力网业务包括生产数据网业务、调度系统业务、话音/视频业务、监控业务和远程抄表业务等。根据业务数据类型,可以将上述业务分为数据类业务、语音/视频类业务和管理控制类业务。搭建测试环境,对分域控制管理和网络流量分布监控提供的安全增强能力进行了测试验证。
测试环境如下:在接入PTN网络的业务系统服务器前部署安全分域设备,在业务系统服务器和终端前分布式部署流量监测信息汇集设备,并在网络中集中式部署一台独立的流量综合监测设备,使用思博伦Test Center测试仪模拟数据类业务和管理控制类业务,使用polycom软终端模拟语音/视频类业务,使用思博伦Avalanche C100MP测试仪和MU8000测试仪模拟对业务系统的攻击。
测试方法如下:
①抓取数据类业务、管理控制类业务的通信报文,使用Test Center发送,测试安全分域设备对正常数据类业务、管理控制类业务的支持能力;
②使用polycom软终端进行语音、视频通信,测试安全分域设备对正常语音/视频类业务的支持能力;
③使用Test Center修改数据类和管理控制类业务的通信报文并发送,测试安全分域设备对特定应用协议的访问控制和对协议数据的深度检查;
④使用MU 8000发送异常的语音/视频类业务报文,测试安全分域设备对语音/视频类协议的访问控制和对协议数据的深度检查;
⑤使用Avalanche测试仪进行协议非法报文攻击(包含缓冲区溢出、非法字段扰乱等),测试安全分域设备对协议数据的深度检查和网络攻击抵御能力;
⑥在上述测试过程中,使用流量监测信息汇集设备采集服务器和终端的流量数据,并上报给流量综合监测设备,在流量综合监测设备上对上报的流量数据进行查看、分析和统计。
测试结果表明,安全分域设备能够支持正常业务通信,阻断恶意流量,加强对业务系统的安全防护和管理;网络流量分布监控系统能够采集网络的流量信息,监视、检测和评估PTN的网络安全状况。安全增强设计方案进一步保证了PTN统一承载的各业务系统的应用安全。
5 结束语
城镇综合承载能力 篇2
提高城镇综合承载能力是党中央根据中国城镇化的实际情况提出的新要求，也是积极稳妥地推进城镇化的根本措施。什么是城镇综合承载能力？如何提高城镇综合承载能力？是我们应该认真研究和思考的问题。
城镇综合承载能力是一个新概念，它不同于以前比较常用的“完善城市功能”一词，它比“完善城市功能”更全面、更直接。从宏观角度上看，它既包括物质层面的自然环境资源承载能力，如水土资源、环境容量、地质构造等；也包括非物质层面的城市功能承载能力，如城市吸纳力、包容力、影响力、辐射力和带动力等。从微观角度上看，它是指城市的资源禀赋、生态环境、基础设施和公共服务对城市人口及经济社会活动的承载能力，即整个城市能容纳多少人口，能承担多少就业，能提供多少良好的生活质量等，它是资源承载力、环境承载力、经济承载力和社会承载力的有机的结合体。结合目前我国城镇发展现状，要提高城镇综合承载能力，我认为应当加强以下几方面的工作：
加快推进经济结构调整和增长方式转变。加快推进经济结构调整和增长方式转变，就要从传统的资本拉动型、资源消耗型、管理粗放型的发展模式中走出来，把节约资源作为基本国策，发展循环经济，保护生态环境，更加注重城市建设和资源综合利用的有机统一，将节能、节水、节材、节地和资源综合利用贯穿于城市生产、流通、消费的各个环境，以最小的资源消耗获得最大的效益。同时，开发 1
以核能、太阳能、风能、沼气为代表的新能源技术，并利用价格、税收、财政等政策，激励新能源走出实验室并加以普及，实现可持续发展。
切实做好城镇规划工作。提高城镇综合承载能力要从城镇规划入手，改变过去从城镇发展需要来考虑资源供应的思维模式，根据各地经济社会发展水平、区位特点、资源禀赋和环境基础，根据资源和环境的承载能力来合理确定各地城镇化发展的目标，因地制宜地制定城镇化战略及相关政策措施，引导城镇的合理布局和协调发展。将城镇发展建立在与资源和生态环境相协调的基础上，按照自然环境资源环境条件来谋划城镇发展。
统筹城乡区域发展。城镇的空间分布及规模与经济布局、特别是区域经济的形成密切相关。处理好城市与区域统筹发展、城市与乡村统筹发展的关系, 在更广阔的空间领域研究资源配置问题，在更大范围内实现土地、劳动力、资金等生产要素的优化配置，能够充分发挥城市聚集效益和辐射效益，增强城市的辐射力和带动力，从而提高城镇总体的综合承载能力。因此要统筹考虑经济布局、就业岗位、人口居住、资源环境以及现有开发密度和发展潜力等因素，逐步形成布局合理的城镇化空间格局。鼓励资源环境承载力比较好的区域多发展城市、多积聚资金和人口；对于资源环境承载力已经达到或者严重超过承载力，而且要付出极大的成本才能够提高承载力的地区，要适度限制扩张；人口分散、资源条件较差的区域要重点发展现有城市、县城和有条件的建制镇。注重优化整合城市群，加强分工协作和优势互补，消除低水平盲目竞争，增强城市群的整体竞争力。统筹规划，形成若干用地少、就业多、要素集聚能力强、人口合理分布的新城市群。
加强城镇基础设施建设。完善的基础设施和公共设施、良好的人居环境，是促进城镇经济发展、提高综合承载能力、构建和谐社会的重要基础和条件。在基础设施方面，特别要完善交通、水电、通讯、住宅及教育、科学、文学、艺术、卫生、体育等设施。建设部门应当着力搞好道路、供水、排水、供热等市政公用设施和基础设施建设，研究提高城市基础设施建设统筹管理水平，着力推进优先发展城市公共交通正确战略思想的实施。推进地下管网布设与地下空间利用、推进水资源综合利用的统筹建设、统一管理、综合协调。调整和优化城镇建设投资结构。引导城镇建设资金主要用于完善和配套现有设施，重点加强城市供排水管网、燃气管网、供热管网、共同沟、防灾设施等改造和建设、城市公共交通设施建设、重点流域城市水污染防治设施建设。坚持走以改革促发展的城市发展路子，加大市政公用事业市场化改革力度。更多的考虑引入市场机制，发挥市场对完善城镇基础设施建设的重要作用，增加市政公用产品和服务供给。
提高城市管理水平。规范而高效的城市管理，是推动城市健康发展的关键，是提高城镇综合承载能力的重要手段。要更新城市管理观念，从重视建设轻管理，转变到建设和管理并重，通过加强城市管理，提高城市建设和运行效率。充分运用科技手段管理城市，创
新城市管理方式。加速城市管理信息化，大力发展电子政务，推动数字化、网络化技术在城市工作中的广泛应用。重视城市综合防灾，保障城市安全和正常运行。搞好城市防震、防洪、防空、消防等防灾减灾设施的建设。建立健全各类预警、预报机制，提高应对突发事件和抵御风险的能力。要保障城市供水、燃气、地铁、公共交通等市政公用产品和服务的供给和安全，加强市政公用产品的质量安全监督。
网络承载能力 篇3
早期有线电视双向改造技术较为单一,基本为CMTS+HFC架构,但由于HFC网络的回传汇聚噪声对网络器材、网络维护技能、网络运营管理等提出了较高的要求以及改造成本问题,造成许多运营商迟迟无法开展改造工作。EoC技术的出现为运营商提供了快速低成本双向网改造模式,但EoC技术并没有完全解决噪声问题,同时EoC的半双工和CSMA机制造成户均有效带宽随终端数的增加而极速降低。
当前通信运营商正在大力推进光纤入户和宽带提速计划,用户对带宽的预期不断提升,有线电视传统10M左右宽带产品已无法满足用户需求,同时政府关于宽带中国建设意见中也明确提出城市具备100M接入能力、农村具备20M接入能力的宽带普及目标,因此建设一个具备百兆接入能力,并可向千兆网络演进的接入网应成为有线电视未来可持续发展的关键。
苏州有线自2000年开始双向网改造以来一直坚持DOCSIS技术和HFC网络架构,现已完成92%覆盖区域的改造工作。HFC回传噪声问题也一样长期困扰着苏州维护人员,首先我们通过严格的上行SNR指标考核将噪声整治渗透到日常维护工作中,其次通过大量高通滤波器的安装来保证上行通信始终稳定运行在64QAM,同时在长期与噪声的战斗中我们也逐渐意识回传噪声是客观存在的,盲目追求一个无噪声的网络需要长期投入巨大的维护成本,因此构建一张可与一般噪声长期共存的HFC网络可能更具现实意义,因此苏州分公司于2012年开始尝试使用RFoG技术来降低回传噪声的汇聚度。RFoG技术的使用极大降低了网络噪声维护工作量,并将光纤进一步向用户端延伸,缩短了同轴传输距离,为DOCSIS3.0甚至DOCSIS3.1系统的部署创造了条件。
光纤是已知传输带宽最宽的传输介质,FTTH可实现光纤媒介入户目标,为日后超大带宽的应用奠定了基础,但如何在低成本前提下利用户内已铺设的同轴电缆实现业务到桌面的宽带通信能力仍需要创新研究,同时FITH相较于HFC网略高的布网成本也是我们必须解决的问题,苏州分公司正在FTTH这条道路上积极探索,也希望能和业内同仁沟通交流。
1 RFoG技术对HFC网络的优化
HFC噪声汇聚问题长期困扰着有线电视维护人员,噪声降低了上行通信性能和通信效率,限制了双向用户开通率和宽带速率提升,降低了网络接入承载能力。苏州分公司自2012年开始全面使用RFoG技术对HFC网络架构进行优化,在满足光纤进一步向用户端延伸和缩短同轴传输距离的前提下降低噪声对通信的影响,现已部署RFoG光机4556台,覆盖约24.3万用户。
1.1 苏州RFoG网络结构
RFoG技术源于SCTE的“SCTE 174 2010”标准,是作为HFC技术体系下实现光纤入户的一种网络结构。这种架构的最大优势是可以利用一根光纤同时支持DOCSIS技术和PON技术,其中关键技术是可根据回传电信号控制光发射开关,即只在有回传电信号时光信号才打开,没有回传电信号时光信号关闭,这样可达到与PON一样的上行光信号传输机制。
考虑到光纤入户的建设成本,同时光纤向用户端延伸的网络发展趋势,苏州利用RFoG技术特点,构建了如图1所示的RFoG网络架构。
苏州RFoG网络采用双纤结构,即下行和上行分别使用一根光纤传输。其中下行方面,分中心的1310nm光发射模块由原来覆盖4个光机改为覆盖16个光机,发射功率由原来的8dBmW改为14dBmW,以抵消链路中光分路器衰减对接收光功率的影响;下行ODN网络采用两级4分光结构,第一级4分光部署在机房以保证与原有结构一致,第二级4分光部署在小区,以减少光纤使用量;RFoG光机下行各项指标与传统HFC光机基本一致。
在上行方面,苏州分公司将RFoG光机分为两口和四口两种规格,其中两口光机配置一个反向光发,四口光机配置两个反向光发,由于苏州分公司在网络设计时有光机RF口覆盖户数不超过25户和电缆长度不超过100m的要求,所以即使在四口光机条件下反向模块汇聚户数也不超过50户,表1是不同汇聚户数对噪声的承载能力分析。
从表1可以发现在覆盖48户情况下光机RF口可承载52dB的噪声,而在实际网络中若非用户端特殊设备干扰(如靠近射频口处于工作状态的电锯或用户电视、录像机等故障造成干扰信号串入网络),一般情况很少出现此处干扰信号超过50dB的情况,因此这样的设备配置和设计要求降低了噪声对链路的影响。
相较于标准RFoG网络,苏州RFoG网络在上行链路小区汇聚点部署了回传中继器,由于RFoG技术上行光信号时断时开,因此对稳定上行链路起一定作用的光AGC功能无法实现,在我们长期运行实践中发现长距离光传输由于运行环境复杂,光链路衰减并不一定十分稳定,因此设置中继器可以在小区和分中心机房之间长距离光传输段继续保留光AGC功能,机房侧仍可以使用传统回传光接收机,保持机房设备和结构的稳定,同时中继器靠近RFoG光机设置也有利于上行链路的调试。但不得不承认中继器的使用使无源化的ODN网络有源化,网络的稳定运营有赖于取电点的稳定。
1.2 关键器件指标及上行链路调试
RFoG网络运行是否成功的关键是上行射频功率的设置和控制,设置的好RFoG网络可以简化维护,设置的不好反而会增加维护难度。正因为如此,苏州分公司在推广RFoG技术前进行了长达一年的指标测试和评估。图2是上行链路原理图。
由于中继器的引入,我们首先将网络分为馈线光缆网、分配光缆网和电缆网三部分。馈线光缆网调试相对独立,可直接通过中继器测试口注入信号进行调试,与传统HFC回传调试相同。分配光缆网和电缆网之间应首先调试电缆,以保证RFoG光机上行衰减的设置正确,在图2中我们看到光机上行衰减分为两级,第一级主要用于两个不同RF口之间衰减平衡用,可通过设计图纸简单换算确定;第二级苏州分公司要求在用户入户口发100dBμV信号后进行调试,以保证B点信号为65dBμV。在电缆网调试完成后进行分配光缆网调试,理论上应选择接收光功率最佳的一路进行测试,以保证任意一路RFoG光机所带CM在运行中都可100%打开光开关,由于中继器放置在小区内,各RFoG光机之间光链路长度皆在1km之内,若光链路施工质量保证,相互之间接收光功率差应小于1dBmW,所以在实际运行中也可任选一路进行调试。
在图2中我们可以看见B点的射频调试值是65dBμV,但光开关门限设为45dBμV-57dBμV,这里有两问题,一是为什么57dBμV的打开值较65dBμV的调试值差8 dB?二是为什么开关之间差值设为12dB?关于第一个问题SCTE标准值为76dBμV,这个值是根据FTTH环境下CM反向发射电平要求设定的,但在苏州模型中由于单光机覆盖在50户左右,上行开关阈值必须下降以弥补链路衰减,但又不能降低太多,否则就无法保证50dBμV噪声承载的设计预期,在确定B点65dBμV标准值后,考虑到无源网络反向链路不平衡问题,初期我们尝试将打开值设定在60dBμV～62dBμV,这样可以适当提高网络抗噪能力,但发现部分终端设备无法上线,经分析发现开放无源网络的不匹配造成反向链路衰减值较设计值有±4dB波动,造成网内部分终端应回传电平低于打开值而无法工作,所以我们将打开值下降至57dB,实践证明现网工作稳定。关于第二个问题SCTE标准给出的值是24dB,一方面我们测算在256QAM条件下最大和最小幅值之间的差值为12dB,同时在设置为10dB时当信号处于打开值临界点会出现大包传输丢包现象,而设置在12dB未出现任何通信故障,当然在更高调制度下12dB的开关差值是否合适需要继续研究。
应该说RFoG技术只要电平设置合理就可以稳定工作,原来由于对原理不理解,苏州维护人员也普遍存在疑虑,但经过近4年的网络运转,RFoG网络相较于传统HFC网络双向通信明显稳定,尤其在回传噪声上几乎可以免维护,确实降低了一线维护人员工作量,RFoG技术在苏州已得到普遍认可。
1.3 RFoG网络中的OBI解决方案
随着DOSCSIS3.0技术的使用,上行通信出现了多信道同时传输的可能性,因此一个上行口下瞬间只有一个RFoG光机发光的预设条件被打破,两个光波混合传输而可能出现的光相干干扰(OBI)问题被提出,苏州为这个问题也专题进行了研究。
众所周知,当光波长差小于20pm时才会发生OBI现象,因此这涉及到一个概率问题,同时当OBI发生后一般在1分钟左右会快速恢复连接,这又涉及到用户感知问题,苏州分公司在如图1所示的网路结构下打开了CMTS上行端口的3个通道,三个通道分别承载169、69、51个2.0CM,通过近100天的运转未发现用户对宽带报修,当然在DOSCSIS3.1多子载波OFDM环境下是否能够有相同的效果还需要进一步研究。
虽然通过实网测试发现用户对OBI问题基本无感知,但并不表明OBI不存在,因此苏州分公司改造了中继器,以彻底杜绝OBI的发生,图3是改造后的中继器结构。
OBI产生的关键是光混合,因此我们将光混合改为电混合就解决了OBI的困扰,虽然改进的中继器增加了7个光接收器件,但由于省略了光分路器使光链路衰减大大降低,因此节省了上行链路的增益,两者相抵成本增加并不算大。
由于DOSCSIS技术的成熟以及同轴入户现状仍将长期存在的现实,我们认为RFoG技术仍然是现阶段较为可行的传统HFC继续演进的方案,至于是否采用RFoG技术实现FTTH目标则需要结合成本综合考虑。
2 苏州接入网承载能力分析
2.1 用户的带宽需求
随着国家宽带战略的推进以及通信运营商光纤入户、百兆宽带等宣传造势,用户对带宽的预期越来越高,传统10M左右的宽带产品已很难满足用户需求,提高接入网承载能力,开发高带宽的宽带产品成为当务之急。
根据通信能力划分,可以将宽带产品分为如表2所示的四档产品,表中也给出了苏州有线、北美运营商和电信运营商相关宽带产品以及我们期望的宽带产品用户分布。
根据尼尔森定律,用户带宽需求年复合增长50%,考虑到宽带市场竞争的态势,我们规划未来5年顶级产品按照年复合增长50%计算,同时极速、通用产品按照年复合增长25%计算,经济产品按年复合增长10%计算,得表3结果。
表3可以看出按尼尔森定律到2020年最大宽带产品需提高到500M,这对网络的改造和投资压力是非常惊人的,同时我们也考虑到带宽应用的巨大推动力是视频应用,而有线电视视频应用的主体应是广播电视和互动点播视频,这部分应用并不完全依赖宽带能力,因此我们可适当降低未来5年宽带产品的带宽能力如表4。
2.2 Cloonan公式与网络能力分析
1.Cloonan公式
Cloonan公式是一种结合长期运营数据而得出的经验公式,也是现阶段相对较为精确的宽带通道能力规划测算公式。
Cloonna公式:
CSG=K×Tmax+S×Tavg
其中:
CSG:单服务组(单个CMTS下行物理口)的下行带宽能力;
Tmax:服务组内最大宽带业务;
S:服务组宽带用户数;
Tavg:户均出口带宽;
K:用户体验因子(一般取1.2)。
2.当前网络宽带承载能力分析
Tmax值按照当前最大宽带产品计算,当前苏州分公司开通最大宽带产品为100M。苏州单个RFoG光机平均覆盖约为55户,每个发射模块覆盖16个光机,每个CMTS下行物理口覆盖4块发射模块,苏州当前业务入户率约为60%,宽带业务渗透率约为17%,因此可计算平均CMTS单下行口宽带用户数(S)约为360户。苏州当前有宽带用户13万户,出口带宽峰值为35G,户均带宽为0.27Mbps (Tavg)。通过计算,当前苏州需要的CMTS下行通信容量为217Mbps,按每通道256QAM计算约需5个传输通道,苏州目前有部分头端已无法满足容量需求。
2.3 IPQAM的带宽分析
苏州分公司IPQAM当前使用16个频点,采用64QAM调制方式。由于IPQAM无法实现通道绑定,各通道之间无法复用,限制了通道使用效率,按照现有8M高清和4M标清节目源计算,单通道的使用效率一般为85%左右。
苏州当前每终端平均点播带宽约5Mbps,户均1.36个互动终端,按照入户率60%、互动业务渗透率60%、互动业务并发率3.5%的现状计算,现有分组可覆盖约6032户(约7块光发射模块覆盖范围)。
3 接入网的演进策略
3.1 HFC网络的演进
由于苏州开展双向网络改造时间较早,全市已有92%区域采用CMTS+HFC架构完成双向建设,这些区域如果更改为FTTH方式将冒着用户流失的危险,因此仍按照Docsis的技术路线继续演进。
在宽带方面,我们用Cloonan公式预测未来5年通道容量需求。按照产品规划,至2020年最大宽带产品(Tmax)可发展至300M,同时入户率按年复合增长5%计算可达70%,宽带业务渗透率按年复合增长20%计算可达37%,计算得平均CMTS下行口宽带用户数(S)可增长至912户,户均带宽(Tavg)按年复合增长50%计算可达1.37Mbps,测算未来5年CMTS下行通信容量需1609Mbps,按256QAM计算约需32个通道。苏州分公司在860MHz以下预留11个CMTS通道,剩余的21个通道需要使用860MHz-1000MHz之间的频谱资源。。
在IPQAM方面,由于互动视频业务是当前有线电视运营商的核心业务,也是未来发展较快的视频业务,因此预估至2020年入户率达70%基础上互动业务渗透率可达100%、互动业务并发率7.25%(年复合增长20%),户均互动终端数增长至1.65个(年复合增长5%),每终端平均点播带宽增长至10.36M (年复合增长20%),测算得现有16频点的分组只能覆盖595户。
可以发现,不论宽带还是互动对通道容量需求还是非常大的,但随着高清、4K超高清广播视频的推广,广播电视对频点的需求也一样十分迫切,因此如何低成本地通过增加设备、拆分用户组来提高通道容量成为未来必须考虑的问题。
图4是我们规划下一代C-DOSCSIS网络结构,当小C下行口覆盖缩小到16个RFoG光机(约880户)时,我们计算宽带通信容量需求降低到了672.36Mbps (约13个通道),IPQAM通道容量需求降低到了898Mbps (按256QAM计算约需18个通道)。下一代C-DOSCSIS产品可提供32个通道能力,service flow数量也增加到了2048个,若可完美集成IPQAM功能,则可满足我们对未来业务的需求。
这里需要说明的是苏州分公司对下一代C-DOSCSIS产品的理解应为机房端密集部署设备,这样有利于户外网络运营维护、有利于设备的集约化使用、有利于机房的规范化部署、也有利于IP地址的碎片化解决。现机房端密集部署式C-DOSCSIS产品正在紧张开发中。
3.2 FTTH
FTTH-直是运营商梦寐以求的终极接入模式,但受限于成本而一直无法规模推广,近几年通信运营商集采使FTTH布网成本急速降低,但我们测算除别墅等房型外,多层和高层建设成本仍然比现有模式有较大提高。
苏州分公司受限于原HFC网路架构,FITH方案中分中心机房基本采用全频谱电光转换的光发射模块。在对1550直调光发射模块进行1000MHz全频谱承载测试时我们发现国外设备由于分段的色散补偿机制而大幅提升了传输指标,而国产设备在这方面仍有很大的提升空间(图5)。
同时我们也发现即使国外设备也应严格控制入纤光功率≤18dBmW,否则无法保证10km以上传输距离的信号传输。由于苏州分公司网内仍有超过15km传输距离的光机节点,因此我们规划机房出纤单芯覆盖户数不超过32户,这样可以得到较高的信号质量,为以后整体网络向256QAM以上调制方式演进提供条件。
FTTH方案推进仍有几个不利因素,包括:较电信运营商的双纤全业务机制、FTTH对道路管线资源的影响、针对FTTH全业务运营系统缺失、FTTH建成后广电针对大流量应用不足等问题,苏州分公司也在积极研究应对策略。
4 结束语
CMTS+HFC架构在技术上非常完备,但受限于国内运营环境而未充分发挥优势,苏州在这方面做了一定的尝试。FTTH大带宽和简化户外网络结构对维护压力的减轻为广电双向网络的演进提供了另一种可能,总局也已发布了《有线电视网络光纤入户技术白皮书》,为广电FTTH网络部署提供了技术规范,但如何形成可持续运营的FTTH网络,还需要在技术、网络建设、网络管理体系以及配套流量业务等方面做深入研究和创新尝试。
摘要：有线电视接入网技术路线选择一直是各方争论的焦点,本文介绍了苏州有线电视接入网的演进,重点阐述了RFoG技术在苏州HFC网络优化中的作用,同时分析了未来5年接入网带宽需求及承载策略,初步探讨了苏州在规划FTIH网络时碰到的各类问题,望能与业内同仁交流沟通。
关键词：接入网优化,RFoG,CLoonan公式,IPQAM,FTTH
参考文献
[1]沈鑫,邓志杰,方中奇.RFoG技术在网络双向化改造中的应用[C].2010年ICTC论文集.
[2]熊承国,尹冠民.下一代广播电视网络接入网络新技术[M].中央广播电视大学出版社,2010.
[3]SCTE.IPS SP 910[2010][OL].http://www.scte.org/documents/pdf/Standards/Top%20Ten/SCTE%20174%202010.pdf,www.scte.org.
FBB网络承载业务研究 篇4
1 个人HSI业务
个人HSI业务是指通过IP网络提供高速上网业务。个人HSI业务报文在RGW与UPE间通过VLAN接入, UPE与AGG间通过VPLS L2VPN汇聚, AGG终结VPLS报文并根据VSI封装不同的VLAN Tag, 然后将VLAN报文发送至BRAS设备, 由BRAS终结VLAN报文。具体业务承载包括三个过程, 首先, RGW将HSI业务报文封装单层业务VLAN Tag, 经OLT汇聚至UPE。UPE终结HSI业务报文的业务VLAN Tag, 并根据OLT指定不同的VSI (Virtual Switch Instance) , 通过VPLS汇聚至AGG。之后, AGG终结VPLS报文并根据VSI封装不同的VLAN Tag, 并且将VLAN报文发送至BRAS, 由BRAS终结VLAN报文。最后, BRAS为HSI业务报文分配IP地址。如果分配的是私网IP地址, NAT将HSI业务报文的私网IP地址转换为公网IP地址后在骨干网中传输。
2 个人Vo IP业务
个人Vo IP业务是指通过IP网络提供语音通话业务。根据用户接入终端的不同, FBB通过POTS Phone+RGW (RGW集成IAD) 、POTS Phone+ONT (ONT集成IAD) 两种方式实现个人Vo IP业务。
个人Vo IP业务报文在RGW与UPE间通过VLAN接入, UPE与对端UPE间通过MPLS L3VPN接入到NGN/IMS核心网。具体说就是, RGW将Vo IP业务报文封装单层业务VLAN Tag, 经OLT汇聚至UPE。之后, UPE终结Vo IP业务报文的业务VLAN, 并指定VPN实例, 信令流和媒体流在同一个L3VPN内承载后接入核心网的会话边界控制器 (SBC, Session Border Control) , 语音用户之间的互通通过到核心网完成。
3 个人IPTV业务
个人IPTV业务是指通过IP网络提供视频业务。FBB V100R001C00版本的个人IPTV业务包含BTV (Broadcast TV) 和Vo D (Video On Demand) 两种, 采用组播和单播技术分别承载。具体过程是, RGW将IPTV业务报文封装单层业务VLAN Tag。OLT通过IGMP Snooping将BTV和Vo D业务报文分离, 并分别封装组播VLAN Tag和Vo D业务VLAN Tag, 汇聚到UPE。UPE终结BTV和Vo D业务报文的VLAN Tag后, 对BTV和Vo D业务报文进行不同的承载
4 企业VPN业务
企业VPN业务包括L2VPN和L3VPN业务。L2VPN业务提供以太网接入, 包含点到点的E-LINE业务 (通过VLL技术实现) 和多点到多点的E-LAN业务 (通过VPLS技术实现) 。根据组网方式的不同, 还可以分为Full Mesh VPLS和H-VPLS。
4.1 企业E-LINE业务承载模式
企业E-LINE业务是指为SME和Corporation企业客户提供点到点的以太网互联互通业务。
采用SME E-LINE业务承载模式时, RGW将E-LINE业务报文封装单层业务VLAN Tag, 经OLT汇聚至UPE。UPE终结E-LINE业务报文的业务VLAN Tag, 并根据VLAN指定不同的VLL, 通过VLL L2VPN实现E-LINE业务用户间的点到点互联。
采用Corporation E-LINE业务承载模式时, ACC-LSW将E-LINE业务报文封装单层业务VLAN Tag后汇聚至UPE。UPE终结E-LINE业务报文的业务VLAN Tag, 并根据VLAN指定不同的VLL, 通过VLL L2VPN实现E-LINE业务用户间的点到点互联。
4.2 企业E-LAN业务承载模式
企业E-LAN业务是指为SME和Corporation企业客户提供多点到多点的以太网互联互通业务。
采用SME E-LAN业务承载模式时, RGW将E-LAN业务报文封装单层业务VLAN Tag, 经OLT汇聚至UPE。UPE终结E-LAN业务报文的业务VLAN Tag, 并根据VLAN指定不同的VSI, 通过VPLS L2VPN实现E-LAN业务用户间的多点到多点互联。
4.3 企业L3VPN业务承载模式
采用SME L3VPN业务承载模式时, RGW将L3VPN业务报文封装单层业务VLAN Tag, 经ACC-LSW汇聚至UPE。UPE终结L3VPN业务报文的业务VLAN, 并指定VPN实例, 通过BGP/MPLS L3VPN实现L3VPN用户间的点到点、多点到多点互联。
移动回传网络承载技术研究 篇5
随着移动通信技术的迅猛发展、3G网络的大规模部署建设以及LTE网络的逐步商用，移动承载网络将逐步从核心层到接入层实现端到端全IP化，这对移动回传网提出了新的要求和挑战。移动回传网规模庞大、场景复杂，其IP化改造已成为整个移动网络All IP转型过程中最为关键的一环。目前3G/B3G、移动互联网以及全IP趋势的发展都对移动回传的承载网络提出了更高要求，IP化的业务呈现出带宽突发性、峰均值比很高等特点;而传统基于电路交换的MSTP传送网以刚性管道为特质，所以不能很好地满足分组业务的传送需求。如何构建一个能承载多种新旧业务、易于扩展、可靠且低OPEX和CAPEX的移动回传网，是电信运营商要认真考虑的问题。
2 移动回传网的新需求
业务的IP化导致了传送层的分组化。为适应这一变化，移动回传网对传送层的功能提出了新的要求，具体包括：
(1)大容量高效传送：电信网络已从原来的单一话音应用转到同时提供话音、数据及多媒体等应用的多重播放业务环境。为保证网络运营的稳定和有效性，应具有100%的TDM到100%的分组业务的灵活配置能力，所提供的网元应该是大容量的网元，以便减少网元数量及随后带来的维护、运营成本。为了支持大容量传输，可以使用模块化的设计，使运营商能根据实际容量需求进行配置，拓展性强，易于使用各种网络规模，并消除网络启动阶段在硬件方面超频投资的顾虑。
(2)网络可靠性、可用性：3G业务包括移动数据业务和话音业务，其可靠性要求高于一般的数据网络，因此3G传输网络必须具有运营级的保护能力，提供较高的可靠性。在移动信息社会的演进中，不断增加的丰富多样的服务迫切需要移动互联网的支持。为确保服务的安全性，3G网络解决方案势在必行。3G网络在向全IP的演进过程中，不仅带来了许多益处，也形成了许多新的网络安全威胁，因此有必要保证网络的安全性。
(3)网络的扩展性：3G的发展和数据业务的增加，将对3G传输容量产生更大需求，要求承载网在满足目前容量的基础上，能具有良好的可扩展性，以更好地保护原有网络投资。
(4)多业务支持能力：融合网络中有互联网、语音、视频等业务，各种业务对于QoS的要求不尽相同，所以传送层必须提供多种差异化服务，并保障它们的QoS。3G网络的发展趋势是全IP化，因此需要3G传输网络具备多业务支持能力，以有效满足不同的基站传输要求。
(5)可管理性：随着3G业务的开展和网络的广覆盖，3G传输网络将逐渐演进为庞大的多业务传送网络，良好的管理能力将能有效节约网络运营维护成本。OAM机制不仅要预防网络故障的发生，而且要实现对网络故障的迅速诊断和定位，以最终提高网络的可用性和用户服务质量。
(6)满足同步定时要求的时钟质量：无线网络对于时钟同步的要求有两个级别———频率同步和时间同步。基于FDD模式的无线系统(如WCDMA)需要各节点之间保持频率同步即可;而基于TDD模式的无线系统，包括CDMA2000和TD-SCDMA，则需要更为严格的时间同步，以确保小区切换能够顺利完成。目前，频率同步可通过地面时钟信号分配解决，而时间同步则需要由GPS提供。在传送网设计时，时钟同步具有重要意义。
3 移动回传网络技术方案的选择
3.1 MSTP技术方案
从传送网的现状来看，2G的基站回传主要解决2M、STM-1等TDM接口的传输需求。SDH技术在过去十多年中提供了完善的解决方案，3G IP化的发展趋势则对传送网提出了多种需求。在数据业务不多的初期，可以考虑继续采用MSTP技术来构建3G回传网络，通过充分利用现有网络、增加部分数据板卡即可实现。在数据业务量不大的情况下，对于带宽需求和汇聚收敛方面的要求并不高，可以通过MSTP的数据板卡实现透传和部分汇聚收敛，以满足网络的传送需求。但是，MSTP的解决方案还是存在采用VC刚性管道承载分组业务、汇聚比受限、统计复用效率不高的问题，在数据业务量逐步增大的情况下，这种方案必然会受到一定的限制。
为满足MSTP承载3G数据业务的端口汇聚收敛需求，根据MSTP采用的技术类型和组网方式，可分为以下两种方式：
(1）一级汇聚+透传方案
基站业务通过n*VC12直接透传至核心节点进行汇聚。要求在基站侧配置以太网透传板卡，在核心节点配置大汇聚比的以太网汇聚板卡，将通向相同RNC的多个基站业务(VC-12级联组)，汇聚到连接RNC设备的GE接口上。该方案的优点是业务配置简单，业务与2M完全一样，中间节点时隙转接，便于处理基站负荷分担及归属调整所带来的电路调整问题;缺点是一个RNC管理100多个基站，一次汇聚对中心节点及其以太网盘压力极大，对骨干节点低阶交叉容量要求高。同时，该方案在MSTP网络中为全程透传，不进行带宽收敛，因此消耗网络带宽较严重。
(2）二级汇聚+收敛方案
基站侧配置接入以太网透传盘，RNC侧和汇聚节点配置汇聚型以太网盘。基站业务通过n*VC12透传至汇聚节点进行一级汇聚，汇聚成GE接口;再通过VC3/VC4的n*VC级联通道传送到核心节点，在核心节点将多个汇聚节点的业务进行二级汇聚，通过GE接口传送给RNC。优点是减轻了核心层EOS单板汇聚和配置的压力，汇聚层可进行一定的带宽收敛，节省了汇聚层、核心层带宽;缺点是业务配置复杂，尤其是基站更改归属RNC时调整复杂。
综上，EOS一级汇聚+透传方案成本低，业务配置简单，但对核心节点的低阶交叉和汇聚比要求高，受到MSTP设备的汇聚比能力限制，网络可扩展性较差，适用于3G发展初期的小型城市、且每个RNC带基站数量较少的场景。EOS二级汇聚+收敛方案通过汇聚节点分担核心节点的汇聚比和低阶交叉压力，汇聚收敛能力较强，可以满足3G建设期的数据业务需求，但业务配置和调整稍复杂，成本略高于前者，适合大中型城市、基站数据业务量较大的场景。
3.2 PTN组网方案
3.2.1 PTN组网思路
PTN组网可以与原有城域传送网混合组网，也可以独立组网。
混合组网是指将新、老平面的网络混合在同一张网上，可以首先在汇聚层采用PTN代替MSTP，然后逐步在接入层采用PTN替代MSTP;也可以将PTN设备从有IP业务接入需求的接入层引入，组建GE环，随着IP业务的深入，在汇聚层引入GE/10GE环。混合组网方式可以保护原有的设备投资，并实现网络的平滑演进;缺点是PTN与SDH两种技术存在互通性瓶颈，PTN设备必须兼顾SDH功能，无法发挥其内核IP化的优势，网络发展后期又涉及大量业务割接，网络维护压力较大。
独立组网是指从接入层至核心层均采用PTN设备，与现网MSTP设备形成两个独立的平面。此时，IP化基站回传采用PTN承载，TDM基站回传和有高安全性要求的以太网专线业务仍由MSTP承载。MSTP向PTN演进时，可以首先在汇聚层转入PTN，其次在接入层转入PTN承载。独立组网方式网络结构清晰，易于管理和维护，新、老两个平面可采取不同的网络拓扑结构，适应不同的业务流向;但目前PTN组网速率只有GE和10GE两级，若采用多层网络结构，将导致上、下层网络速率的不匹配。因此，独立组网模式比较适合核心节点数量较少的小型城域网。
当网络规模较大时，在核心层采用OTN、汇聚层和接入层采用PTN组网是比较合理的组网方式。该方式可通过OXC对业务进行调度，简化核心节点与汇聚节点之间的网络结构，避免了PTN独立组网模式中因某节点业务容量升级而引起环路上所有节点设备必须升级的情况，从而节省网络投资。
3.2.2 PTN组网模式
由于不同城市的业务量存在差异，因此应根据当地业务量和移动网络实际进行组网规划，而不能简单地以地级市、县级市规划网络，同时还要考虑未来3～5年的业务发展需求。
对于网络规模较小的城市，城域网的核心汇聚层和接入层应尽量采用环型结构组网。核心汇聚层可采用10GE环，每个汇聚环应尽量经过两个核心节点;接入层采用GE环，环上节点数在2～6个即可，否则很可能超出所在环的承载极限而引起线路堵塞，从而影响网络质量。接入环上节点数过多，还会扩大出现故障点时的受影响范围。
对于网络规模较大的城市，城域网的核心层应尽量采用双星型网络，汇聚层和接入层应尽量采用环型网络，后续可根据路由规划逐步引入Mesh结构。核心层和汇聚层均采用10GE环，每个汇聚环应尽量经过两个核心节点;接入层可根据业务量实际情况组建10GE环或GE环，PTN核心节点之间的10GE链路通过WDM/OTN网络承载。
3.2.3 PTN与MSTP混合组网
在城域传送网的建设和演进过程中，由于不同类型接口和设备长期共存，因此需要和其他多个网络进行互通。目前，因为现网存在大量的MSTP，所以当业务逐步向PTN迁移时，为了保护投资，需要将MSTP所承载的部分业务接入PTN。此时，可以由MSTP将业务终结落地后通过FE/GE/STM-1(专指E1业务复用为STM-1)接口与PTN对接(UNI)，或者直接通过线路STM-N接口与PTN对接(MSTP/PTN网关)。前一种方式下，MSTP设备将其承载的以太网业务或者TDM业务终结落地后，从PTN的客户侧接口接入PTN进行承载。此时，PTN和MSTP网络各自独立，在需要互通的节点之间通过UNI接口易于实现业务互通，对两类设备的功能要求简单，不需要进行MSTP或PTN设备的升级改造，两个网络相对独立地进行建设扩容和管理运维，主要适用于两个网络之间有少量业务互通需求的场景。对于MSTP和PTN需要大量业务互通的场景，在PTN和MSTP网络的边界点，可由PTN设备提供MSTP/PTN网关功能，即通过STM-N接口与MSTP网络对接。此时，PTN将STM-N接口中以太网或TDM业务终结后再通过PTN传送。
对于3G和集团客户需求发展较快的大中型城市，可以在原有的MSTP环网结构上新增PTN设备，这样能够满足网络快速发展需求，避免网络频繁扩容和调整。如果机房、电源、光纤等接入站点的配套资源较为充足，则可以考虑叠加组网方式。优点是对已有业务影响较小;缺点是配套资源要求较高，初期投资较多。如果接入站点配套资源有限，则可以采用替换方式，将已有MSTP局站替换为PTN设备。优点是不受配套资源条件的限制，现有资源改造少;缺点是需要割接电路和调整网络，工程复杂。
从长远看，2G网络在相当长的一段时间内仍将为运营商带来可观的利润，这就决定了MSTP将与PTN在一定时间内长期共存、共同维护。之后，MSTP还可作为PTN的有效补充，为带宽需求不高、但安全性和私密性要求较高的客户提供专线接入，同时兼顾覆盖PTN暂时无法到达的区域。
3.3 基于IP/MPLS融合的移动回传
3.3.1 固定与移动的融合
对于综合业务运营商而言，在IP城域网上统一承载固定和移动业务，不仅将大大降低投资和运维成本，而且有利于推动固定与移动业务的融合。新一代面向固定、移动融合的宽带多业务城域网，将支持L2/L3VPN、IPTV、固定软交换、移动回传、IMS等业务以及传统的宽带互联网业务，可分成核心路由器、电信级以太汇聚网和多种接入方式等层次。通过以IP/MPLS解决移动回传，运营商能快速并以相对低的成本实施固定、移动融合。就移动基站回传来说，n×E1 TDM、n×E1 ATM/IMA、n×E1 MLPPP和以太等各种接口的2G、3G、B3G基站，都可利用微波、光纤、铜线、同轴电缆等介质，通过IP/MPLS多业务接入设备、MSTP、DSL终端、PON终端等，或通过基站内置的以太接口，接入城域网。
更进一步，运营商要考虑能否在现有的IP/MPLS城域网上部署。这种方式的优点显而易见：最少的变动，最低的投入;问题是国内大多数城域网设计之初就定位于解决大众客户或集团用户的接入，或流量非常有限的2G核心网流量。这种架构从根本上讲是不能满足对服务质量敏感的3G语音和其他高等级数据业务(如IPTV、手机流媒体等)需求的。类似情况在国外同样存在，大多数运营商采取了分开建设方式：原来的城域网保留，大众用户的HSI业务不动，同时建设一张新的IP城域网，可称之为二平面。在新平面上，通过部署能提供精细化控制的边缘设备，满足承载关键业务的需求。这样，运营商很好地解决了低端用户流量对关键业务的影响，在保障关键业务可用性和安全性的基础上，还充分利用新平面实现了固定与移动业务的融合。
3.3.2 多种接入方式的融合
移动回传网络解决方案的主要目标是大幅度降低每个比特的传输成本，以适应移动业务从话音为主向话音和数据并重，最后向以数据业务为主的发展趋势。
多业务基站回传解决方案可基于IP/MPLS、ATM、以太网等方式。ATM基站回传解决方案要求ATM汇聚接入网，不符合接入网向IP演进的趋势。以太基站回传解决方案目前大多只能解决以太接口和TDM接口，而对于ATM接口的支持不够，这在当前仍存在大量ATM 3G基站的情况下显然有不足之处。IP/MPLS基站回传解决方案基于IETF标准的MPLS伪线技术，能够提供从TDM、ATM、FR到以太的所有接口，是真正的多业务接入技术。
4 结束语
移动回传网的建设不应当仅限于考虑短期、当前的业务需求，还应从技术和成本的角度考虑原有业务如何兼容和网络发展的长期需求。换言之，在移动业务宽带化的趋势下，移动回传解决方案不仅要瞄准当前的3G回传需求，还应考虑如何解决优化2G、2.5G的回传以及LTE移动回传的新要求，从而与运营商现有网络在未来走向融合。
摘要：随着移动通信进入3G时代, 移动回传网的承载问题日益受到业界关注。本文介绍了移动回传网在传送和承载方面的新需求, 探讨了MSTP、PTN和IP/MPLS三种无线基站回传技术方案, 对移动回传网的设计具有一定参考价值。
关键词：移动回传,MSTP,PTN,MPLS
参考文献
[1]张平.Beyond3G移动通信系统关键技术.北京邮电大学学报, 2002, 25 (3)
[2]宋强.IP城域网优化技术探讨.电信科学, 2007, 23 (10)
[3]龚倩, 徐荣, 李允博等.分组传送网.人民邮电出版社, 2008
[4]张胜, 严炎.PTN技术在城域传输网中的应用分析.数据通信, 2010 (2)
[5]王磊, 叶雯, 李晗等.中国移动PTN网络规划和部署策略.移动通信, 2010, 34 (17)
[6]马琳, 荆瑞泉.PTN技术的发展与应用探讨.电信网技术, 2008 (10)
[7]张俊华, 夏楠菲.3G背景下城域传送网PTN部署方案.通信管理与技术, 2010 (1)
[8]Draft new ITU—T Rec G.8110.1/Y.1370.1 (2006) , Architecture of Transport MPLS (T-MPLS) Layer Network
[9]Draft new ITU—T Rec G.8112/Y.1371 (2006) , Interfaces for the Transport MPLS (T-MPLS) Hierarchy
方奥桥承载能力分析 篇6
方奥桥为四跨简支梁桥, 桥面总宽13.2m, 汽车道宽为8.7m, 两侧人行道宽分别为1.68m, 为装配式钢筋混凝土T梁。设计荷载取为汽-20+人群荷载4kN/m2, 验算荷载为挂-100。该桥整体布置见图1所示。经过多年的运营该桥立交匝道的部分结构出现了一些病害, 为摸清该桥的静动载性能, 基于通用有限元程序软件对该桥进行理论分析, 为该桥的现场检测维修提供理论依据[1]。
2 理论分析计算
2.1 平面杆系有限元模型
活载内力计算采用通用分析软件, 计算模型采用空间梁单元, 模型共划分为80个结点和120个空间梁单元, 有限元模型见图2所示[2]。
2.2 活载计算结果
基于通用有限元程序计算出T梁控制断面的设计内力值汇总如表1所示, 经过比较, 设计内力由2#梁控制, 2#梁在设计荷载作用下的弯矩包络图, 如图2所示。通过计算可知, 在挂车-100验算荷载作用下, 2#梁跨中截面的控制正弯矩为9.74E+05N·m。
3 静载实测结果
3.1 挠度测试结果
试验荷载下各挠度测点的计算挠度值和实测挠度值对比可见, 在试验荷载工况3作用下, 测点的实测弹性挠度值与理论计算值的比值在0.52～0.83之间, 其中跨中3#测点的最大弹性挠度实测值为5.6mm, 而对应的理论计算挠度为9.2mm, 两者的比值为0.61, 能满足规范的要求[3,4]。
3.2 应力
在各级试验荷载工况的作用下, 试验桥跨跨中各应变测点的理论应变值、实测应变值及两者的比较如表2所示。在试验荷载作用下, 各片梁最大实测应变与理论最大应变比值比较离散, 校验系数在0.14～1.39之间。各级试验荷载下的各应变测点的实测及计算应变值分布如图4所示。在试验过程中由于横隔梁、纵梁原有裂缝的发展, 导致部分梁体应变的急剧增大, 与理论计算结果有一定差异。
3.3 残余变形
试验结束前对试验桥跨进行了残余变形观测, 可知跨中截面的3#挠度测点最大挠度值为-6.1mm, 相应的残余挠度值为-0.5mm, 残余挠度与最大挠度的比值为0.08。同时可知跨中截面4#应变测点最大应变值为349με, 相应的残余应变值为38με, 残余应变与最大应变的比值为0.1。残余变形值均能满足的要求。
4 结语
该桥通过静载的理论分析计算以及理论计算结果与实测结果的比较分析可见, 该桥外观检查及无损检测结果表明该桥混凝土强度较低, 纵梁、横梁受力裂缝宽度较大, 伸缩缝严重破损, 混凝土碳化深度过大。为此, 建议凿开伸缩缝对应位置的沥青铺装层, 按照受力要求重新设置伸缩缝。建议采用粘贴钢板的方法纵梁、横梁进行加固, 同时对于梁体裂缝应采用化学灌浆方法进行修补处理。维修后该桥能承受设计荷载, 可以继续使用。
摘要：方奥桥经过多年的运营出现了一些病害, 为摸清该桥的受力行为, 基于通用有限元程序软件进行结构性能分析, 分析结果有助于了解此类桥梁结构的受力性能。
关键词：桥梁工程,结构性能分析,承载能力
参考文献
[1]姚玲森.桥梁工程.北京:人民交通出版社, 1998
[2]郝文化.ANSYS土木工程应用实例.北京:中国水利水电出版社, 2005
[3]交通部科学研究所.大跨径混凝土桥梁试验方法.北京:人民交通出版社, 1982
思科:无边界网络构建承载网 篇7
越来越多的行业案例与统计数据告诉我们, 未来的业务服务将不断呈现远端化—无论你身在何处, 通过网络都可随之随使用业务服务, 而网络管理和技术则会趋于集中化—网络资源整合更优化, 技术方案更赋予效率。
由此, 思科将整个IT网络归纳为三个部分—业务网、承载网络与数据中心, 其中承载网络被思科定义为无边界网络。
之所以采用“无边界网络”作为未来承载网络发展的形象定义, 思科系统 (中国) 网络技术有限公司首席技术官梁永健告诉记者, “主要是出于技术发展和用户体验两个方面的考虑, 思科希望下一代网络架构能随时随地向任何人和任何设备灵活交付服务和应用, 并实现无缝、可靠、安全。”
梁永健补充说, 从技术发展角度, 移动网络与固网的无缝整合已是大势所趋, 而这种融合程度正在不断加深。“改变并不来自表面的机箱设备整合, 而是发生在芯片底层的技术融合。”作为新一代的IT网络架构, 无论是系统本身还是芯片设计, 都在适应网络传输由单一数据向多业务流媒体的过渡;而从用户体验的角度出发, 人们工作生活状态的改变也为下一代承载网络提出了更高的要求——移动性、安全性、随意性以及流畅的视频播放。
“无边界”支持虚拟化
在思科的无边界网络中, 多业务集成路由器无疑成为了“重头戏”, 这也是思科的真正用意所在。此次最新发布的ISR G2 (第二代集成多业务路由器) 产品系列构建于思科长达25年的路由技术路线基础上, 其转发性能已经达到了前一代思科ISR产品的5倍。
据了解, 思科ISR系列产品自2004年推出至今, 已经在全球取得了700多万台的佳绩, 是目前业界部署最为广泛的路由器之一。“如今ISR G2的推出不仅产品性能得到了大幅提升, 同时也开启了服务虚拟化和‘按需’服务交付的先河。”梁永健表示。
在无边界网络解决方案中, 思科不仅可以支持远程部署和管理虚拟服务, 消除硬件与软件间的相互影响, 而且ISR G2创新的服务就绪引擎 (Services Ready Engine) 也能够使企业在分支办机构动态部署服务, 无需昂贵的现场支持。
低匹配搭接接头弯曲承载能力 篇8
1不同匹配比搭接接头的弯曲承载能力
搭接接头均采用角焊缝, 图1所示, 其中, 板厚为2t, 板宽为b, 焊缝熔宽为w, 焊缝余高为h, 搭接量为a。如
设接头中心位置为坐标原点, 由于对称性, 对坐标原点受拉伸左侧进行研究。根据材料力学知识[4,5], 等匹配搭接接头及低匹配搭接接头任意一横截面的最大弯曲正应力分别为:
由式 (5) 可知, 当等匹配搭接接头与低匹配搭接接头的几何参数相同时, 即、, 跨距l不变, 可得:
2提高低匹配搭接接头弯曲承载能力的措施
由式 (7) 可知, 低匹配搭接接头的弯曲承载能力低于等匹配搭接接头的弯曲承载能力。
针对低匹配搭接接头的弯曲承载能力, 结合式 (2) 与式 (5) 可知:
2.1低匹配搭接接头焊缝任意一横截面的余高高度增大, 使该横截面的惯性矩增大, 从而使横截面的最大弯曲正应力减小。因此增大余高高度可使低匹配搭接接头的弯曲承载能力提高。
2.2强度匹配比增大, 可使低匹配搭接接头的弯曲承载能力相对提高。
2.3随着熔宽的增加, 焊趾处横截面所处的弯矩减小, 焊趾处的最大弯曲正应力减小。接头破坏发生于最大应力集中处, 因此增加熔宽w不一定提高搭接接头整体弯曲承载能力。
3结论
3.1低匹配搭接接头弯曲承载能力较等匹配搭接接头降低。
3.2增大焊缝余高高度与强度匹配比可使低匹配搭接接头的弯曲承载能力提高。
3.3增加熔宽, 可使焊趾处应力降低, 但是增加熔宽不一定提高低匹配搭接接头整体弯曲承载能力。
参考文献
[1]张炳范, 马元林, 曾悦坚等.焊缝金属对高强钢热影响区抗冷裂性的影响[J].焊接学报, 1991, 12 (1) :31-38.
[2]张京海, 方大鹏.高强钢低匹配焊接接头应用性能研究[J].材料开发与应用, 2012, 27 (3) :1-3.
[3]程荣龙.高强钢低匹配搭接接头的等承载能力设计[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学, 2010.
[4]王佳杰, 董志波, 刘雪松等.弹性阶段低匹配对接接头三点弯曲余高形状设计[J].焊接学报, 2012, 33 (8) :37-40.
[5]刘鸿文.材料力学 (II) [M].北京:高等教育出版社, 2004.
[6]Tuma J V, Sedmak A.Analysis of the unstable fracture behaviour of a high strength low alloy steel weldment[J].Engineering fracture mechanics, 2004, 71 (9) :1435-1451.
