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1智慧天津建设光纤城市和网络基础设施演进研究Abstract:Urbandevelopmenttrendofwisdomopticalfibercityiswisdomcityandthingsthecornerstoneofthedevelopmentofthenetwork.Aworldoftheconstructionofanewroundofbroadbandspeedwave,themaindevelopedcountriesgenerallytake100Mbroadbandaccessasupgradesgoal.TheUnitedStateshasputforward2020yearsagoto100millionAmericanfamilieswithspeedfor100MInternetaccess.TheEuropeancommissionisputforward,to2013,universalaccesstobroadbandnetwork,to2020allInternetinterfacespeedofmorethan30MBpersecond,50%ofthehomeuserto100Minnetpersecondormore.ThisarticleprovidesFiberCityandNetworkInfrastructureEvolutionandamethodthatFTTHMGaccessNGNMGCtechnologyandsetDigitMapcorrectly,accessbroadband.Finallyreasonofproblemwillbefoundandanalyzedby吴承英，国立园，张英华（中国联合网络通信有限公司天津市分公司网络运行维护部，天津300052）摘要：智慧城市发展趋势中，光纤城市是智慧城市和物联网发展的基石。世界掀起了新一轮宽带提速建设的浪潮，主要发达国家普遍将100M宽带接入作为升级的目标。美国已经提出2020年前向1亿美国家庭提供速度为100M的网络接入。欧盟委员会则提出，到2013年，全面普及宽带网，到2020年所有互联网接口的速度将达到每秒30M以上，其中50%家庭用户的网速要在每秒100M以上。本文介绍光纤城市网络基础设施演进、NGN软交换接入FTTH（光纤入户）组网的技术FTTH开通维护支撑技术、IPv6演进方法。通过测试分析出问题的原因,以及解决问题的方法。目前已在天津联通应用。关键词：通信技术；光纤城市网络基础设施演进；NGN软交换接入；FTTH；MEGACOH.248协议；SIP协议；运营支撑系统SmarterTianjinBuildFiberCityandNetworkInfrastructureEvolutionTechnologyResearchWUChengying,GuoLiyuan,ZHANGYinghua(ChinaUnitedNetworkCommunicationCompanyTianjinBranch,Tianjin300052,China)practicaltest，tosolvethekeytechnicalproblemsofFTTHorganizednetworksuchasFTTHOperationalSupportSystemwhichhadbeenappliedinTianjinUnicom.Keywords:communicationtechnology,fibercityandnetworkinfrastructureevolution,NGN,fibertothehome,MEGACOH.248protocol,SIPprotocol,OSS作者简介：吴承英，男，天津联通网络运行维护部，正高级工程师，主要从事网络产品研发、业务、信令、接入网系统测试工作；天津市通信学会联络员；E-mail:wucy25@chinaunicom.cn21引言1.1光纤城市是智慧城市和物联网发展的基石城市光纤网是物连和泛载基础，是智慧城市的基础承载网络。作为物联网与智慧城市建设的基石。物联网是智慧城市的应用业务之一。1.2用户业务需求驱动光纤城市建设表1是目前天津家庭用户各种网上业务接入带宽需求一览。从表1可知，到2011年底，需要8-30M的接入带宽才能确保满足家庭用户的业务需求，网络速度的大幅提高，各关键网元须进行扩容和改造，解决组网的关键技术问题。表1天津家庭用户各种网上业务接入带宽需求表业务名称下行带宽Mb/s上行带宽Mb/s2011年高端用户需求2011年普通用户需求高清电视6-102下行带宽25-30Mb/s1高清或1-2标清下行带宽8-12Mb/s标清电视1.5-3在线游戏0.2560.256●●视频0.124-20.256-2●●电话语音0.08●●互联网2-6●●1.3天津联通的光纤入户建设现状天津联通把握数字时代趋势，大规模推进光纤入户建设，计划2011年FTTH将再覆盖100万户家庭，确保家庭用户接入带宽达到30M，目前天津联通FTTH装机用户约数十万户，2011年大规模进行FTTH装机工作，对IP城域网、语音软交换、IP承载网和新建互联网电视平台提出了新的更高的要求，需要解决一系列相关技术专题才能实现FTTH建设的跨越发展。为此启动了可行性研究、方案制定、组织测试和技术攻关等相关工作。1.4研究的基本内容本课题是为物联网、智慧城市提供高带宽网络的项目，由于网络速度的大幅提高，各关键网元须进行扩容和改造，从而必须解决在实施过程中组网的关键技术问题，为此设立科研课题，组织项目组进行可研研究工作。光纤城市建设中，语音业务必须使用软交换提供，为此天津联通软交换容量需要增加1倍。同时光纤接入设备XPON设备需要与软交换和数据设备对接，必须进行相关协议的对接测试。IPv6是物联网、智慧城市的基石，需及早进行预研工作。光纤城市FTTH是一项系统工程，如果规模化经营，后台开通和售后服务支撑必须产业化和流程化。2FTTH网关接入软交换相关问题分析2.1FTTH模式下，接入软交换网关数和用户数倒挂分析----提高软交换呼叫处理能力目前固定电话网已实现了网络智能化，软交换的接入网关AG多为1个AG接入数百到数千个用户，但是随着光纤到路边、光纤到大楼、光纤到家庭模式的演进，特别是FTTH模式的推进，接入网关数量急剧上升，而单个网关接入的用户数则不断下降。由于NGN软交换在早期主要考虑融合电路交换机，用户主要采用AG（接入网关）接入软交换，软交换控制参数按照1个软交换端口控制数百或上千用户3的模式设计，而现实的FTTH接入特点则是1-2个用户占用1个软件端口资源，这就导致在FTTH下出现网关数和用户数倒挂的现实问题。2.1.1不同接入业务模式下单位呼叫处理器处理能力对比例如：呼叫处理机模块处理能力为：最大下带网关20000，可分配用户号码的用户数据表格数40000。如果使用FTTH业务接入模式则最多可接入20000网关，亦即20000用户；如果使用AG接入用户则最多可接入40000户，由此可见由于接入模式的不同，单位呼叫处理器可接入的用户数相差一倍。如果接入相同的用户数，FTTH业务所需的处理机个数约为接入FTTB(光纤到大楼)的一倍。上述结果来自于2个主要的软交换厂商的软交换设备在天津联通多年的应用经验和技术参数得出。2.1.2MGC和MG之间使用H.248协议和SIP协议对软交换呼叫处理机处理能力的影响在接入FTTH业务时，使用不同的协议呼叫处理能力是不同的，通过测试和实用结果得出如下结论：表2H.248协议和SIP协议下软交换呼叫处理机处理能力表MGC和MG之间协议单呼叫处理机模块处理能力H.248协议最大下带网关20000个SIP协议最大下带网关50000个FTTH网关采用H.248协议接入软交换时，将明显出现网关数和用户数倒挂的现象。在软交换及网络智能化建设初期，网关和每个网关接入用户数之比为1:4，而随着形势的发展，市场需求发生改变，现在变成了1:1的模式，所以推进FTTH建设必须考虑软交换的处理能力。而从表2中可见，在相同的呼叫处理能力下，使用SIP协议可以接入更多的用户。2.2MGC和MG之间使用H.248协议和SIP协议的差异分析和向IMS演进根据联通规范要求[1]，语音业务要求对支持话音功能的SFU/HGU，应通过内置语音网关功能方式采用SIP协议，可选支持H.248协议实现话音业务。MDU采用H.248协议实现话音业务。本文通过对多厂商ONU设备测试验证得出表3。4表3H.248协议和SIP协议业务承载综合分析表序号协对比项H.248协议[1][2]SIP协议[1][3]1控制模式Master-Slave模式，由MGC控制MG完成一系列呼叫相关操作，适合于传统业务（例如：数图全部需要从软交换下发）Peer-to-Peer模式，终端之间进行呼叫协商，更加灵活，适合于多媒体业务和新业务的引入（例如：数图全部在SIP终端控制，可网管下载修改。）2扩展性较强，可通过package方式对协议进行扩展支持新的端点类型和功能，导致兼容性问题很强，可引入新的header（IP头标）或参数来对展，迅速实现新功能。3简易性较强，有二进制和文本两种实现方式，其中二进制方式需要特殊工具进行解读。（一般采用二进制）很强，命令采用纯文本方式，SIP只使用6个指令管理呼叫控制信息，简单易读，容易分析4对传统业务的支持能够很好的支持和兼容传统电话业务和补充业务，例如;极性反转计费支持传统业务，协议的灵活性，同一个业务的实现可能有多种流程，在全网应用时需要统一流程5支持多媒体、视频业务基本不支持。很好的支持多媒体业务，支持固话SIP-VIG-手机视频通信、多媒体炫铃业务。6应用/互通接口能力不支持,只限于MGC-MG之间协议。参见图一。1）核心网和业务网之间的接口协议，由于接口标准化，可提升新业务的引入速度，降低新业务的引入成本。例如SS-SCP2）可以作为核心网控制设备之间的互通协议（如软交换之间SIP-I，IMS结构中CSCF与软交换之间的协议）7在IMS的地位主要应用于网络边界接入。1）通过AGCF为传统H.248终端提供接入2）在边界接入/互通控制方案中用MGCF控制MGW。参见图1。作为IMS整个网络的业务控制信令。对于SIP终端，可以作为端到端的控制信令。参见图1。8移动性不支持支持（未来可支持手机中应用3屏互动业务和语音业务）。9在FTTH应用中的优势分析协议控制模式强，适合于FTTB部署，比如办公楼，小区楼道，路边通信箱，悬挂墙壁，小区机房，一个终端所带用户数多，运营商控制业务能力强。协议扩展性好，适合于FTTH部署，部署灵活，适用于部署光纤到户，后期增值业务扩展性强，能够提供很多增值业务，可移动性强。10在FTTH所需呼叫处理能力耗费呼叫处理能力高，成本高。耗费呼叫处理能力低约1倍，成本低。IMS系统的网络结构如图1所示[6]，受布局所限，图中未体现出IMS系统所有网元及接口。图中所示只有在MGCF(媒体网关控制功能)中使用H.248协议实现MGC对MG的控制和与TDM的移动和固定电话网对接。其他与应用层服务器和多媒体终端接入均使用SIP协议。实际上IMS使用的SIP与现网使用的版本不同，但是属于同协议族，而H.248与SIP是不同的协议族，同时在IMS结构中两种协议的定位是不同的。从表三现网分析也可看出，SIP对于多媒体的支撑和低成本的优势应在FTTH业务中推广使用。5多媒体会话ASIMASIPCentrexASVCCAS第三方ASXDMASPresenceASPOCAS视频会议AS应用网关智能网业务触发(SSF)SLFDNS/ENUMS-CSCFI-CSCFWLAN接入PDGLAN接入SRxDSL接入BRAS2G/3G接入GGSNMGCFMGWMP-CSCFFP-CSCFPCRFMRFCHSSSBCAPSIP终端SIP终端SIP终端GSM/WCDMA移动终端PLMN/PSTNBSS