基于網(wǎng)絡(luò)安全考慮的城域網(wǎng)設(shè)計(jì)分析論文
【摘 要】主要根據(jù)有線通信規(guī)劃設(shè)計(jì)實(shí)際案例的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)城域網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)部分進(jìn)行可行性、細(xì)節(jié)化的方案分析。以網(wǎng)絡(luò)安全穩(wěn)定為主線，依托于網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀，制定出城域網(wǎng)規(guī)劃及設(shè)計(jì)方案。通過(guò)從有線通信劃分為設(shè)備側(cè)和線路側(cè)方面入手，對(duì)可能影響網(wǎng)絡(luò)安全的因素進(jìn)行逐一分析，并得出合理的解決設(shè)計(jì)方案。
【關(guān)鍵詞】城域網(wǎng) 核心層 匯聚層 接入層 網(wǎng)絡(luò)安全
doi：10.3969/j.issn.1006-1010.2016.02.003 中圖分類(lèi)號(hào)：TN929.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-1010（2016）02-0014-04
引用格式：肖江濤，薛其林，竇勇. 基于網(wǎng)絡(luò)安全考慮的城域網(wǎng)設(shè)計(jì)分析[J]. 移動(dòng)通信， 2016，40（2）： 14-17.
Design and Analysis of Metropolitan Network
Based on Network Security Factor
XIAO Jiang-tao1， XUE Qi-lin2， DOU Yong2
（1. China Mobile Group Design Institute Co.， Ltd.， Shandong Branch， Jinan 250101， China;
2. GCI Science & Technology Co.， Ltd.， Jinan 250004， China）
[Abstract] According to the practical cases of wired communication planning design， the feasibility and detail of the solution of metropolitan area network design were analyzed. A planning and design solution of metropolitan area network was drawn up based on network security， stability and conditions. In the light of equipment and circuit of wired communications， the possible factors to affect network security were analyzed on by one to present the feasible design solution.
[Key words]metropolitan area network kernel layer aggregation layer access layer network security
1 引言
隨著時(shí)代的發(fā)展，信息量呈現(xiàn)爆棚態(tài)勢(shì)，用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)的要求也越來(lái)越高，給城域網(wǎng)帶來(lái)了前所未有的壓力。為了提升有線通信網(wǎng)絡(luò)的承載能力，城域網(wǎng)在整個(gè)建設(shè)過(guò)程中有著舉足輕重的地位。
現(xiàn)階段，國(guó)家出臺(tái)多項(xiàng)關(guān)于帶寬提速政策，有線通信網(wǎng)絡(luò)將逐步實(shí)現(xiàn)全光纖化，個(gè)別地區(qū)已實(shí)現(xiàn)全光網(wǎng)絡(luò)。在一個(gè)地區(qū)，城域網(wǎng)容納成百上千條各種類(lèi)型的末端接入工程。由于整個(gè)有線通信網(wǎng)絡(luò)非常龐大，為避免大面積、大范圍的網(wǎng)絡(luò)故障和網(wǎng)絡(luò)癱瘓，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的安全穩(wěn)定性至關(guān)重要。因此，各單位開(kāi)始通過(guò)對(duì)城域網(wǎng)設(shè)備側(cè)和線路側(cè)進(jìn)行新建、擴(kuò)容、升級(jí)等方式，來(lái)提升整個(gè)有線通信網(wǎng)絡(luò)的容量和安全穩(wěn)定性。
2 整網(wǎng)劃分
按照現(xiàn)有工程設(shè)計(jì)來(lái)劃分，城域網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)分為設(shè)備側(cè)和線路側(cè)兩部分。它們之間相輔相成，不可能獨(dú)立存在。獨(dú)立存在將失去其真正存在的意義，也將失去其使用的價(jià)值。每個(gè)方面都存在各自可提高的'安全穩(wěn)定方式，下面將進(jìn)行具體分析探討。
2.1 設(shè)備側(cè)
城域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)從上至下分為核心層、匯聚層、接入層。網(wǎng)絡(luò)的安全穩(wěn)定性由高到低進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)。
�。�1）核心層
核心層是整個(gè)城域網(wǎng)最重要的部分，其安全穩(wěn)定性非常重要，規(guī)劃設(shè)計(jì)過(guò)程中要在保護(hù)措施方面進(jìn)行充分的考慮。以山東某地市核心層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖為例，如圖1所示：
圖1 山東某地市核心層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖
具體如下：
4G初期，地市公司重新對(duì)整網(wǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)。為滿足網(wǎng)絡(luò)帶寬需求，引入某一廠家，具備大容量、高交叉能力的高端PTN（Packet Transport Network，分組傳送網(wǎng)）設(shè)備，進(jìn)行核心層布局。綜合考慮城市發(fā)展、業(yè)務(wù)需要、機(jī)房條件等，合理選取兩個(gè)核心局點(diǎn)。如圖1所示，每個(gè)核心局點(diǎn)有三套設(shè)備，其中L3各一套，L2/L3各兩套。所屬的網(wǎng)絡(luò)層次不同，在整網(wǎng)中起的作用也是不同的。采取雙節(jié)點(diǎn)上聯(lián)方式（雙歸），增加了核心層的安全可靠性。同時(shí)，在L3和L2/L3設(shè)備不同局址之間新引入大顆粒OTN（Optical Transport Network，光傳送網(wǎng)）設(shè)備。通過(guò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的重新調(diào)整及高端設(shè)備的引入，使得核心層具備雙歸特性，同時(shí)具備設(shè)備級(jí)和網(wǎng)絡(luò)級(jí)保護(hù)。
�。�2）匯聚層
匯聚層分為城區(qū)匯聚、市到縣匯聚、縣到鄉(xiāng)匯聚這3種場(chǎng)景。
城區(qū)匯聚：匯聚節(jié)點(diǎn)間距離相對(duì)較短，人口密集程度高，業(yè)務(wù)相對(duì)集中�，F(xiàn)階段，每個(gè)業(yè)務(wù)區(qū)對(duì)應(yīng)一個(gè)匯聚節(jié)點(diǎn)，覆蓋區(qū)域已劃分固定，并形成完整的一片業(yè)務(wù)區(qū)。方案實(shí)施的具體原則采取跳點(diǎn)方式，地理位置間斷組網(wǎng)。
匯聚點(diǎn)在地理位置上是跳躍式組網(wǎng)，并且上聯(lián)至不同的L2/L3 PTN設(shè)備。不同區(qū)域范圍內(nèi)數(shù)據(jù)上行鏈路是不一樣的，個(gè)別站點(diǎn)故障不會(huì)導(dǎo)致整網(wǎng)故障。假設(shè)某個(gè)匯聚點(diǎn)因?yàn)槌霈F(xiàn)故障問(wèn)題完全癱瘓，此匯聚業(yè)務(wù)區(qū)將會(huì)出現(xiàn)掉站等業(yè)務(wù)中斷事件。但相鄰匯聚點(diǎn)及其所帶站點(diǎn)依然正常工作，靠近癱瘓匯聚點(diǎn)附近的站點(diǎn)將承擔(dān)一部分癱瘓匯聚點(diǎn)片區(qū)的基站業(yè)務(wù)，盡量彌補(bǔ)故障匯聚點(diǎn)完全癱瘓帶來(lái)的影響，不會(huì)出現(xiàn)大面積的癱瘓事件。城區(qū)匯聚具備雙歸、設(shè)備級(jí)、網(wǎng)絡(luò)級(jí)保護(hù)特性。
市到縣匯聚：市區(qū)與縣區(qū)之間距離較遠(yuǎn)，業(yè)務(wù)在縣區(qū)內(nèi)集中。通過(guò)裸纖或OTN系統(tǒng)上聯(lián)至市區(qū)公司，解決各個(gè)縣區(qū)的上行通道，并提供足夠穩(wěn)定的帶寬需求。市到縣匯聚整體從安全穩(wěn)定性角度出發(fā)，在每個(gè)縣區(qū)選取兩個(gè)上聯(lián)點(diǎn)，須符合以下條件：在縣區(qū)內(nèi)，位置分布合理;業(yè)務(wù)集中且機(jī)房條件優(yōu)秀;資源豐富、接入方便等。同時(shí)，在市區(qū)至縣區(qū)設(shè)備不同局址之間新引入大顆粒OTN設(shè)備。市到縣匯聚具備雙歸、OTN、設(shè)備級(jí)、網(wǎng)絡(luò)級(jí)保護(hù)特性。
縣到鄉(xiāng)匯聚：縣區(qū)與鄉(xiāng)鎮(zhèn)之間距離適中，主業(yè)務(wù)在鄉(xiāng)鎮(zhèn)集中�，F(xiàn)階段，此部分壓力的最大來(lái)源為農(nóng)村寬帶接入，給縣鄉(xiāng)匯聚層帶來(lái)不小的建設(shè)需求。縣鄉(xiāng)匯聚規(guī)劃設(shè)計(jì)類(lèi)似市到縣匯聚，采取鄉(xiāng)鎮(zhèn)地理位置分區(qū)，分別上聯(lián)至縣區(qū)匯聚設(shè)備。部分大型鄉(xiāng)鎮(zhèn)在有條件的情況下，可引入粗波分進(jìn)行分擔(dān)流量和保護(hù)�？h到鄉(xiāng)匯聚具備雙歸、設(shè)備級(jí)、網(wǎng)絡(luò)級(jí)保護(hù)特性。
�。�3）接入層
接入層組網(wǎng)方式類(lèi)似于城區(qū)匯聚方式，采取跳點(diǎn)思路。在條件滿足的情況下，通過(guò)雙路由分別上聯(lián)至縣區(qū)1、2兩套設(shè)備。同一方向上，將接入層設(shè)備分開(kāi)組網(wǎng)。這樣就不會(huì)出現(xiàn)某一環(huán)路出現(xiàn)故障導(dǎo)致整條癱瘓，會(huì)在跳點(diǎn)位置給予補(bǔ)充，為保障接入層的網(wǎng)絡(luò)安全增加了一道防線。
2.2 線路側(cè)
城域網(wǎng)線路側(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)需關(guān)注特定的易發(fā)生故障點(diǎn)，從而提高整網(wǎng)的安全穩(wěn)定性。
�。�1）核心層
核心局點(diǎn)之間原有兩條出局方向不同的光纜路由，為增加核心層在物理路由上的安全可靠性，引入第三、四路由，新增兩側(cè)不同出局方向。同路由部分，在道路另一側(cè)新建管道資源。整體形成四縱四橫的安全網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
（2）匯聚層
匯聚層也分為城區(qū)匯聚、市到縣匯聚、縣到鄉(xiāng)匯聚這3種場(chǎng)景。
城區(qū)匯聚：城區(qū)匯聚節(jié)點(diǎn)要求選取至少兩條不同出局路由，匯聚機(jī)房之間通過(guò)不小于48芯光纜連接。匯聚機(jī)房與本業(yè)務(wù)區(qū)光交之間通過(guò)144芯光纜形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)，經(jīng)驗(yàn)建議機(jī)房和光交比例為1：5。
市到縣匯聚：市到縣匯聚光纜出局路由至少2條，有條件的可按核心節(jié)點(diǎn)方式選取4條出局方向，光纜芯數(shù)要求不小于96芯。
縣到鄉(xiāng)匯聚：近年來(lái)，新建資源經(jīng)過(guò)農(nóng)田等地賠補(bǔ)費(fèi)大幅升高，單獨(dú)鄉(xiāng)鎮(zhèn)形成對(duì)縣區(qū)匯聚點(diǎn)的雙路由比較困難。縣區(qū)至鄉(xiāng)鎮(zhèn)一般依托于鄉(xiāng)鎮(zhèn)主道，將處于同一方向上的鄉(xiāng)鎮(zhèn)節(jié)點(diǎn)連接起來(lái)組成一個(gè)回環(huán)，形成路由上的雙向保護(hù)。
�。�3）接入層
接入層設(shè)計(jì)類(lèi)型較多，包含基站、集團(tuán)專(zhuān)線、家庭客戶等。每種類(lèi)型接入選取光纜芯數(shù)類(lèi)型及接入方式應(yīng)依據(jù)地市和客戶需求綜合考慮，結(jié)合各類(lèi)客戶的重要性選取保護(hù)措施。具體如圖2所示。
3 結(jié)束語(yǔ)
隨著城市規(guī)模的發(fā)展變化，人口城鎮(zhèn)化、集中化將是一種時(shí)代的趨勢(shì)，移動(dòng)通信領(lǐng)域中的城域網(wǎng)也將迎來(lái)一次飛速發(fā)展的過(guò)程。保證和滿足客戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)的需求以及整網(wǎng)的安全穩(wěn)定，是規(guī)劃設(shè)計(jì)中需要重點(diǎn)考慮的問(wèn)題。
通過(guò)對(duì)實(shí)際設(shè)計(jì)方案的探討，設(shè)備級(jí)的安全穩(wěn)定性是對(duì)各個(gè)廠商提出的要求。同時(shí)，引入不同系統(tǒng)進(jìn)行分擔(dān)和傳送數(shù)據(jù)，以及合理地規(guī)劃網(wǎng)元布局和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，都會(huì)對(duì)整網(wǎng)的安全給予可靠保護(hù)。每地市建議設(shè)置一對(duì)L3 PTN設(shè)備、一對(duì)或多對(duì)L2/L3 PTN設(shè)備。對(duì)存在多個(gè)廠家PTN設(shè)備的地市，每個(gè)廠家的設(shè)備至少各自設(shè)置一對(duì)L2/L3 PTN設(shè)備。L2/L3 PTN設(shè)備通過(guò)核心層OTN系統(tǒng)10GE通道或者裸纖實(shí)現(xiàn)與L3 PTN設(shè)備的上聯(lián)。
線路側(cè)的安全性需從實(shí)地物理角度出發(fā)，避免和杜絕一處故障全盤(pán)癱瘓的問(wèn)題存在。從關(guān)鍵點(diǎn)出發(fā)考慮，深入整網(wǎng)改造提高，兩個(gè)方面的結(jié)合進(jìn)一步使得整個(gè)城域網(wǎng)的安全性和穩(wěn)定性有所提高。
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