ADSL

 

 

 

 

 

 

济钢ADSL网络系统设计方案

 

 

 

 

 

 

 

 

北京合成网络技术公司

 

2002-12-3

 

一、前言    1

二、ADSL网络设计原则    2

三、设计需求    4

四、济钢ADSL网络设计方案    5

1、ADSL技术原理介绍    5

2、ADSL的接入模型    6

3、ADSL接入类型    9

4、各种类型的上网方式比较    9

5、济钢ADSL网络拓扑结构    10

6、ADSL设备选型    12

7、ADSL设备表和资金预算    13

五、效益分析

 

一、前言

    当前，济钢信息主干网已投入使用，济钢办公自动化系统（简称OA）处于试运行阶段，人力资源管理系统已处于调试阶段。李长顺总经理在济钢OA的启动大会上明确指出，在2003年的4月全公司实现无纸化办公的目标。但是，由于济钢的范围很大，济钢信息主干网，无法覆盖济钢总厂整个区域，二区、三区、黄台和郭矿等外围的厂区也无法利用信息主干网的的资源，如果不解决这个问题，不仅这个目标难以实现，以后的ERP系统也将受到制约。现在，济钢集团的各个生活区无法接入宽带网，只能通过普通的MODEM拨号上网，上网速度极慢，无法满足要求，更不能实现在家利用OA进行办公的目的。

随着Internet的爆炸式发展，在Internet上的商业应用和多媒体等服务也得以迅猛推广。要享受Internet上的各种服务，用户必须以某种方式接入网络。为了实现用户接入网的数字化、宽带化，提高用户上网速度，光纤到户（FTTH）是用户网今后发展的必然方向，但由于光纤用户网的成本过高，在今后的十几年甚至几十年内大多数用户网仍将继续使用现有的铜线环路，于是近年来人们提出了多项过渡性的宽带接入网技术，包括N-ISDN、Cable Modem、ADSL等等，其中ADSL（非对称数字用户环路）是最具前景及竞争力的一种,将在未来十几年甚至几十年内占主导地位。 

 

根据济钢集团总公司信息化的具体要求和各种网络接入方式的特点，本方案提出ADSL作为济钢信息主干网的一种接入方式，实现济钢总厂区域信息主干网无法覆盖的单位、二区、三区、黄台、郭矿接入主干网，总公司各生活区通过主干网上Internet。

二、ADSL网络设计原则

1、       标准化

 计算机管理系统就是要实现网络信息及设备资源的共享，完成不同厂商的设备和计算机软件的互连。在一个复杂的大型网络系统里，必然有多个厂商的硬件及软件，为了保证用户的网络系统具有互操作性，可用性，可靠性，可扩充性，可管理性，本方案建立了一个开放式，遵循国际标准的网络系统。

2、       可扩展性

 由于用户业务的不断发展，网络系统必然随之不断扩大。因此，目前的网络设计必须为今后的扩充留有足够的余地，以保护本系统的投资，可以在一定的时间内得以满足不断增长的应用需求。

3、       先进性

 当今世界，通信和计算机技术发展日新月异．本方案能够适应新技术发展的潮流，既能保证网络的先进性，同时也兼顾了技术的成熟性。世界上ADSL网络产品的主要供应商有十几家，就产品实现的功能而言，都大同小异，但由于他们各自采用的技术和实现的方法不同，使的产品的实际性能都有差别。本方案书在设计时注重选择具备先进技术而可靠的产品，从而保护济钢用于ADSL网络建设的投资。

4、          可用性和可靠性

本方案充分考虑了济钢的具体情况，不但理论上可行，而且实际上可用，最好地适应济钢目前的需求。为了使网络能可靠地运行，我们方案中要选用了高品质的产品，把故障率降到最低。

5、       高性能

一个大型网络光是能用还不够，必须优化设计才能这真正发挥网络的功能。在现有设备和技术的前提下，尽可能提高网络性能。

6、       可管理性

随着网络规模和复杂程度的增加，管理和故障排除就越来越困难。我们的工作越来越多的依靠计算机系统，计算机将成为必不可少的办公设备，计算机系统的故障会给我们带来的损失也将越来越大。为了减少损失，尽快的排除故障十分必要，所以使用的网络设备具备网络管理的能力，并且拥有一套良好的网络管理软件也就显得越来越重要。它可以减少故障排除时间，优化网络性能，节省开支，创造效益。本方案将提供先进而完善的网络管理。网络设备均采用智能化，可管理的设备。能够实现监控，检测整个网络的运行状况，合理分配网络资源，管理工具提高网络的运行性能，简化网络的维护工作

7、          安全性  

本方案书设计的网络系统能够从硬件和软件上防止非法访问，在网络层次实施全方位的安全措施和策略，保护用户系统不易受到来自企业网外部的攻击，通过对ADSL接入主干网的端口设置VLAN和对VLAN进行访问控制，从而保证ADSL上网用户不能非法获取内部的敏感数据。

8、          经济性  

本设计方案书从济南钢铁集团的利益出发，坚持实现高性能前提下尽量少投资的原则，最大限度的保护集团原由投资。利用济钢原有的电话系统和信息主干网系统，完成设计功能，为济钢集团带来巨大的经济效益和社会效益。

三、设计需求

为了加快济钢的信息化建设，实现“网上济钢”的目标，济钢实施了济钢信息主干网项目，但是济钢信息主干网，无法覆盖济钢总厂整个区域，二区、三区、黄台和郭矿等外围的厂区也无法利用信息主干网的的资源，因此提出利用ADSL网络技术作为济钢信息主干网的重要补充，实现全公司的网络互联，从而保证“网上济钢”目标的实现。

1、利用ADSL网络技术实现济钢总厂区信息主干网覆盖不到的单位接入主干网，120接入点。

2、利用ADSL网络，使二区、三区、黄台和郭矿等外围厂区及生活区接入主干网。根据每个济钢二级单位初期8-10个计算，二区办公需120个点，家庭上网240点，总计360点；三区办公需24点，家庭上网120点，总共144点；黄台办公需24点，家庭上网120点，总共144点；郭矿办公需24点，家庭上网120点，总共144点。

3、利用ADSL网络，使济钢总厂生活区能够接入主干网实现在家办公和上Internet，点数为360点。

四、济钢ADSL网络设计方案

1、ADSL技术原理介绍

ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)，中文名字叫非对称数字用户 线路，这对于大多数人来说是个新名词，但这并不重要，关键是，当在你身边的电话线两端分别放置ADSL MODEM时，在这段电话线上便产生了三个信息通道：一个速率为 1.5Mbps-9Mbps的高速下 行通道，用于用户下载信息；一个速率为 16Kbps-1Mbps的中速双工 通道；一个普通的老式电话服务通道；且这三个通道可以同时工作。为了在电话线上分隔有效带宽，产生多路信道，ADSL调制解调器一般采用两种方法实现，频分多路复用 (FDM)或回波消除(Echo Cancellation)技术。FDM在现有带宽中分配一段频带作为数据下行通道，同时分配另一段频带作为数据上行通道。下行通道通过时分多路复用 (TDM)技术再分为多个高速信道和低速信道。同样，上行通道也由多路低速信道组成。而回波消除技术则使上行频带与下行频带叠加， 通过本地回波抵消来区分两频带。当前 ADSL调制解调设备多采用 3种线路编码技术，分别称为抑 制载波幅度和相位 (carrier-less amplitude and phase,CAP),离散多音复 用 (discrete multitone,DMT)，以及离散小波多音复用 (discrete wavelet multitone,DWMT)。一个 ADSL调制解调器将多路下行通道中，双工通道中以及维 护信道中的数据流组合成数据块 (block)，并在每一数据块中附 加纠错代码，接受端则通过此纠错代码对在传输过程中产生的误码进行纠错。实验表明，此纠错编码技术完全可以达到 MPEG-2 和其他数字图像压缩方法的要求。

  2、ADSL的接入模型 

ADSL的接入模型主要有中央交换局端模块和远端模块组成。

1>        ADSL中央交换局端模块接入模型
 

中央交换局端模块包括在中心位置的ADSL Modem和接入多路复合系统，处于中心位置的ADSL Modem被称为ATU－C（ADSL Transmission Unit－Central）。接入多路复合系统中心Modem通常被组合成一个被称作接入节点，也被称作“DSLAM”（DSL Access Multiplexer）。远端模块由用户ADSL Modem 和滤波器组成，用户端ADSL Modem通常被称为ATU－R（ADSL Transmission Unit－Remote）。 

2> ADSL中央交换局端模块接入模型

   以太网接口外置式ADSL接入示意图

  

USB接口外置式ADSL接入示意图

 

PCI接口内置式ADSL接入示意图

3、ADSL接入类型

专线入网方式：  用户拥有固定的静态IP地址，24小时在线。

虚拟拨号入网方式：  并非是真正的电话拨号，而是用户输入帐号、密码，通过身份验证，获得一个动态的IP地址，可以掌握上网的主动性。

4、各种类型的上网方式比较

   Cable Modem： Cable Modem的HFC接入方案采用分层树型结构，其优势是带宽比较高（10M），但这种技术本身是一个较粗糙的总线型网络，这就意味者用户要和邻近用户分享有限的带宽，当一条线路上用户激增时，其速度将会减慢。

   普通拨号 Modem及N-ISDN：普通拨号 Modem的最高速率为56K，N-ISDN的速率为128K，普通拨号 Modem 或ISDN，它在同一铜线上分别传送数据和语音信号，数据信号通过电话交换机设备，加重了了电话交换机的负载。

LAN上网方式：利用以太网上网，无法利用原有的的固定电话系统，需要重新铺设网络线路，即使有很少量的上网用户也需要铺设相同的线路，造成不应有的浪费。

ADSL上网方式：ADSL利用原有的固定电话系统，无须重新铺设线路，提供上、下行不对称的传输带宽，下行速度最高达到8Mpds,上行速度最高达到1Mpds，上网、打电话互不干扰，独享带宽、安全可靠，当用户数量增加时，只需增加用户板，方便快捷。缺点是随线路的增长和线路的损耗，性能下降较大。

5、济钢ADSL网络拓扑结构

   根据济钢实际需求，作为济钢信息主干网的一个重要补充，应把ADSL网络建成一个高性能、高灵活性和扩展性、高可靠性的网络系统。网络拓扑结构图如下：

1>      在济钢基地电信机房设置一套ADSL局端系统，实现家庭上Internet和在家办公的功能，通过信息主干网基地接入层交换机的100M端口接入主干网。

2>      在通信楼的二楼电信机房设置一套ADSL局端系统，实现信息主干网覆盖不到的单位接入主干网，ADSL系统通过RJ45口连接主干网中心机房核心交换机100M口。

3>      在二区、三区、黄台和郭矿的电信机房各放置一套ADSL局端系统，通过光纤收发器和光缆连接到主干网中心机房核心交换机100M口。实现二区、三区、黄台和郭矿家庭上Internet和各单位办公的功能。

4>      所有与ADSL连接的信息主干网交换机的端口划分为一个VLAN，同时对此VLAN在核心交换机上设置访问控制，只允许访问服务器和网管段计算机的http和smpt端口。

 

6、ADSL设备选型

   通过对多家ADSL厂家的设备进行比较，本项目选择台湾筋斗云通讯公司的DSLAM局端设备TurboDSL TN2100产品。

   TN2100硬件技术：TN2100基于标准的ADSL技术，可同时支持ADSL和SHDSL，语音与数据可以在ADSL线路上同时传送。TN2100支持多种Qos标准，使电信服务商向终端用户提供多种服务，并通过向终端用户提供特定应用而获得可观的收益，TN2100通过模块化的设计和可扩展的配置结构向用户提供灵活的配置。TN2100每个机架可以提供4个STM-1的光上行接口，具有最高可打到64个扩展插槽，在16个扩展插槽上可以实现384个ADSL接口，每个模块在实时网管监控下，可以进行实时插拔操作，同时可以通过远程固件升级。TN2100

TN2100允许最多4个STM-1或DS-3接口作为其上行接口接入骨干网，另外还能提供E1、10M/100M以太网以及光纤等标准接口。整个系统最大可达到1.6Gbps吞吐量，对每个插槽可以提供155Mbps带宽。

TN2100的特性：基于ATM标准的DSL多路复用器，同时可提供多种基于支持IP标准的上行接口；在DSLAM上实现客户身份自动认证，IP地址的自动分配，无需另加服务器，减少投资与管理；高密度端口；用户线到中继线，中继线到中继线，用户线到用户线的交换架构；带有冗余结构的高可靠性；支持热插拔模块，可扩展至几千端口，支持多种类型DSL，支持流量、排队、映射和拥塞控制。

7、ADSL设备表和资金预算

1、全部用ADSL

 卫星基地ADSL设备材料表 （360线）

序号	名称	型号	单位	数量	单价	总价
1	DSLAM机架	TN-2100	个	1	28136	28136
2	SPLITTER机架	YCL	个	1	1416	1416
3	BRAS PC	TN-5200	个	1	15452	15452
4	Cpu 卡	DC-2200	块	1	3541	3541
5	WAN 卡	DW-2100	块	1	10688	10688
6	CORE 卡	DR-2100	块	1	21891	21891
7	LINE 卡	DL-2102	块	15	9271	139065
8	PCI I/O卡		块			0
9	Splitter PCB卡		块	15	1287	19305
10	19’标准机柜	2米	个	1	1500	1500
11	配线架		个			0
12	SCSI 线	3米	条	15	52	780
13	SCSI 线	30米	条	30	161	4830
14	客户端			360	453	163080
15	其他材料
总计						409684

通信楼ADSL设备材料表 （120线）

序号	名称	型号	单位	数量	单价	总价
1	DSLAM机架	TN-2100	个	1	28136	28136
2	SPLITTER机架	YCL	个	1	1416	1416
3	BRAS PC	TN-5200	个	1	15452	15452
4	Cpu 卡	DC-2200	块	1	3541	3541
5	WAN 卡	DW-2100	块	1	10688	10688
6	CORE 卡	DR-2100	块	1	21891	21891
7	LINE 卡	DL-2102	块	5	9271	46355
8	PCI I/O卡		块			0
9	Splitter PCB卡		块	6	1287	7722
10	19’标准机柜	2米	个	1	1500	1500
11	配线架		个			0
12	SCSI 线	3米	条	6	52	312
13	SCSI 线	30米	条	12	161	1932
14	客户端	EA-110	台	120	453	54360
15	其他材料
总计						193305

 

二区ADSL设备材料表 （360线）

序号	名称	型号	单位	数量	单价	总价
1	DSLAM机架	TN-2100	个	1	28136	28136
2	SPLITTER机架	YCL	个	1	1416	1416
3	BRAS PC	TN-5200	个	1	15452	15452
4	Cpu 卡	DC-2200	块	1	3541	3541
5	WAN 卡	DW-2100	块	1	10688	10688
6	CORE 卡	DR-2100	块	1	21891	21891
7	LINE 卡	DL-2102	块	15	9271	139065
8	PCI I/O卡		块			0
9	Splitter PCB卡		块	15	1287	19305
10	19’标准机柜	2米	个	1	1500	1500
11	配线架		个			0
12	SCSI 线	3米	条	15	52	780
13	SCSI 线	30米	条	30	161	4830
14	光纤收发器		个	2	1000	2000
15	客户端	EA-110	台	120	453	54360
16	其他材料
总计						302964

 

三区ADSL设备材料表 （144线）

序号	名称	型号	单位	数量	单价	总价
1	DSLAM机架	TN-2100	个	1	28136	28136
2	SPLITTER机架	YCL	个	1	1416	1416
3	BRAS PC	TN-5200	个	1	15452	15452
4	Cpu 卡	DC-2200	块	1	3541	3541
5	WAN 卡	DW-2100	块	1	10688	10688
6	CORE 卡	DR-2100	块	1	21891	21891
7	LINE 卡	DL-2102	块	6	9271	55626
8	PCI I/O卡		块			0
9	Splitter PCB卡		块	6	1287	7722
10	19’标准机柜	2米	个	1	1500	1500
11	配线架		个			0
12	SCSI 线	3米	条	6	52	312
13	SCSI 线	30米	条	12	161	1932
14	客户端	EA-110	台	144	453	65232
15	光纤收发器		个	2	1000	2000
16	其他材料
总计						215448

 

黄台ADSL设备材料表 (144线)

序号	名称	型号	单位	数量	单价	总价
1	DSLAM机架	TN-2100	个	1	28136	28136
2	SPLITTER机架	YCL	个	1	1416	1416
3	BRAS PC	TN-5200	个	1	15452	15452
4	Cpu 卡	DC-2200	块	1	3541	3541
5	WAN 卡	DW-2100	块	1	10688	10688
6	CORE 卡	DR-2100	块	1	21891	21891
7	LINE 卡	DL-2102	块	6	9271	55626
8	PCI I/O卡		块			0
9	Splitter PCB卡		块	6	1287	7722
10	19’标准机柜	2米	个	1	1500	1500
11	配线架		个			0
12	SCSI 线	3米	条	6	52	312
13	SCSI 线	30米	条	12	161	1932
14	客户端	EA-110	台	144	453	65232
15	光纤收发器		个	2	1000	2000
16	其他材料
总计						215448

 

郭矿ADSL设备材料表

序号	名称	型号	单位	数量	单价	总价
1	DSLAM机架	TN-2100	个	1	28136	28136
2	SPLITTER机架	YCL	个	1	1416	1416
3	BRAS PC	TN-5200	个	1	15452	15452
4	Cpu 卡	DC-2200	块	1	3541	3541
5	WAN 卡	DW-2100	块	1	10688	10688
6	CORE 卡	DR-2100	块	1	21891	21891
7	LINE 卡	DL-2102	块	6	9271	55626
8	PCI I/O卡		块			0
9	Splitter PCB卡		块	6	1287	7722
10	19’标准机柜	2米	个	1	1500	1500
11	配线架		个			0
12	SCSI 线	3米	条	6	52	312
13	SCSI 线	30米	条	12	161	1932
14	客户端	EA-110	台	144	453	65232
15	光纤收发器		个	2	1000	2000
16	其他材料
总计						215448

六套ADSL总计需投资：409684+193305+302964+215448*3=1552297元

五、     效益分析

本项目实施后，首先能够实现无法采用光纤LAN方式接入主干网总厂部分区域、二区、三区、黄台和郭矿，利用ADSL接入主干网，实现办公自动化，而且为以后的ERP实施奠定基础。

本项目利用原有的济钢固定电话系统无需重新铺设网络线路，实现了济钢总公司范围内的网络连接，节省了大量的线路施工资金。

本项目实施后，能够方便职工上网，丰富职工的业余生活，提高职工的文化素质，激发了职工的工作热情。