［孫磊 陳常梅 白龍飛］

1 引言

針對(duì)政企客戶數(shù)據(jù)專(zhuān)網(wǎng)建設(shè)需求，本文從濟(jì)南某區(qū)公安局智慧城市視頻監(jiān)控平臺(tái)的實(shí)際建設(shè)需求入手，從核心層、匯聚層、接入層三個(gè)網(wǎng)絡(luò)層級(jí)逐層分析數(shù)據(jù)專(zhuān)網(wǎng)建設(shè)需求及解決方案，進(jìn)而得出符合實(shí)際業(yè)務(wù)需求總體網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。此外，本文還從投資效益角度對(duì)新建專(zhuān)網(wǎng)和擴(kuò)容改造現(xiàn)網(wǎng)進(jìn)行對(duì)比分析，進(jìn)一步論證搭建數(shù)據(jù)專(zhuān)網(wǎng)的可實(shí)施性。

2 項(xiàng)目及組網(wǎng)需求

2.1 項(xiàng)目簡(jiǎn)介

某區(qū)公安局智慧城市視頻監(jiān)控平臺(tái)采用核心層—匯聚層—接入層的架構(gòu)進(jìn)行建設(shè)，前端攝像頭的視頻數(shù)據(jù)流量通過(guò)運(yùn)營(yíng)商的鏈路匯聚后，直接接入公安局核心機(jī)房，進(jìn)入監(jiān)控平臺(tái)。該區(qū)視頻監(jiān)控項(xiàng)目前期已經(jīng)完成了將近1 500 處點(diǎn)位的建設(shè)，近期將新增點(diǎn)位約800 處。視頻監(jiān)控項(xiàng)目基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

圖1 組網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖

2.2 組網(wǎng)需求

智慧城市視頻監(jiān)控工程視頻專(zhuān)線的建設(shè)遵循技術(shù)先進(jìn)、安全可靠、保密性強(qiáng)、靈活擴(kuò)充、便于實(shí)施的原則，實(shí)現(xiàn)傳輸鏈路高速鏈接，促進(jìn)各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的資源共享。建設(shè)中要滿足以下要求：

（1）先進(jìn)性：采用成熟的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，在滿足當(dāng)前業(yè)務(wù)功能的同時(shí)，兼顧未來(lái)發(fā)展需要，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、語(yǔ)音與視頻的綜合應(yīng)用。

（2）安全性和保密性：網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠是應(yīng)用系統(tǒng)正常運(yùn)行的保證。某運(yùn)營(yíng)商為該項(xiàng)目提供專(zhuān)線，各節(jié)點(diǎn)之間采用全光纖網(wǎng)絡(luò)連接。

（3）靈活性及可擴(kuò)展性：根據(jù)未來(lái)業(yè)務(wù)的變化趨勢(shì)，網(wǎng)絡(luò)可以平滑地?cái)U(kuò)容、升級(jí)，并且最大程度地減少對(duì)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和現(xiàn)有設(shè)備的調(diào)整。

（4）可實(shí)施性目標(biāo)：達(dá)到工程施工簡(jiǎn)單、維護(hù)方便，可操作性強(qiáng)的目標(biāo)。

3 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

3.1 GPON 承載數(shù)據(jù)專(zhuān)線接入現(xiàn)狀

（1）OLT 建設(shè)現(xiàn)狀

某運(yùn)營(yíng)商在某區(qū)目前共有88 臺(tái)OLT 設(shè)備，絕大部分站點(diǎn)都采用華為設(shè)備。OLT 設(shè)備安裝在核心機(jī)房6 臺(tái)，普通匯聚機(jī)房42 臺(tái)，基站機(jī)房37 臺(tái)，小區(qū)機(jī)房3 臺(tái)。

OLT 上聯(lián)鏈路承載大部分采用裸纖方式。

（2）綜合業(yè)務(wù)區(qū)建設(shè)現(xiàn)狀

至2020 年下半年，某運(yùn)營(yíng)商在某區(qū)共建設(shè)19 個(gè)綜合業(yè)務(wù)接入?yún)^(qū)，覆蓋63.3平方公里，規(guī)劃建設(shè)微網(wǎng)格1075個(gè)。

（3）GPON 承載數(shù)據(jù)專(zhuān)線接入現(xiàn)狀

目前GPON 承載數(shù)據(jù)專(zhuān)線主要用于承載視頻監(jiān)控類(lèi)集客項(xiàng)目。前端攝像頭通過(guò)FE 電口連接至ONU 設(shè)備，ONU 主要通過(guò)分光器做一級(jí)分光，與OLT 對(duì)接。OLT 通過(guò)波分、裸光纖雙物理路由上聯(lián)S9312 匯聚交換機(jī)后與客戶監(jiān)控中心設(shè)備進(jìn)行對(duì)接。監(jiān)控類(lèi)數(shù)據(jù)專(zhuān)線與家寬、互聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)線共用ODN 網(wǎng)絡(luò)。

3.2 存在問(wèn)題

（1）與家寬、互聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)線共用ODN 網(wǎng)絡(luò)，存在一定安全風(fēng)險(xiǎn)，無(wú)法滿足部分重點(diǎn)客戶的保密性要求。

（2）OLT 布局不夠合理，部分區(qū)域監(jiān)控點(diǎn)上聯(lián)存在主干接入距離較長(zhǎng)的問(wèn)題。

（3）受家寬及互聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)線接入影響，部分密集城區(qū)OLT 上下行帶寬無(wú)法滿足新增監(jiān)控點(diǎn)帶寬需求。

（4）匯聚層S9312 交換機(jī)分布不合理，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)所有區(qū)域監(jiān)控點(diǎn)數(shù)據(jù)的有效匯聚，S9312 交換機(jī)與用戶監(jiān)控中心鏈路耗費(fèi)大量波道及裸光纖資源。

3.3 數(shù)據(jù)專(zhuān)線接入專(zhuān)網(wǎng)建設(shè)方案

本方案是在滿足當(dāng)前客戶需求的基礎(chǔ)上，對(duì)GPON承載數(shù)據(jù)專(zhuān)線專(zhuān)網(wǎng)進(jìn)行整體布局，從而為今后同種類(lèi)型的集客數(shù)據(jù)專(zhuān)線接入提供便捷。

（1）匯聚層布局

市區(qū)設(shè)置8 臺(tái)、南山區(qū)設(shè)置3 臺(tái)S9312 設(shè)備，總計(jì)11 臺(tái)S9312 設(shè)備以實(shí)現(xiàn)接入層數(shù)據(jù)的分區(qū)匯聚。

考慮到部分匯聚節(jié)點(diǎn)機(jī)房具備波分資源，就近區(qū)域的OLT 業(yè)務(wù)可通過(guò)機(jī)房波分設(shè)備上聯(lián)直接市區(qū)匯聚層設(shè)備，不再單獨(dú)設(shè)置S9312 交換機(jī)。

（2）接入層布局

接入層OLT 節(jié)點(diǎn)設(shè)置原則[1]如下：

①OLT 節(jié)點(diǎn)的部署應(yīng)以集中為主，盡量選擇覆蓋范圍中心區(qū)域、施工維護(hù)方便的自有產(chǎn)權(quán)或長(zhǎng)期租用機(jī)房，以確保OLT 節(jié)點(diǎn)機(jī)房的位置合理性、長(zhǎng)期穩(wěn)定性。

② 城區(qū)、郊區(qū)縣和發(fā)達(dá)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，OLT 應(yīng)主要部署于匯聚機(jī)房，主要是考慮網(wǎng)絡(luò)安全因素。優(yōu)選大容量OLT 設(shè)備，嚴(yán)格控制小容量OLT 設(shè)備數(shù)量。

③OLT 下行采用星型組網(wǎng)，原則上不采用雙路由保護(hù)。對(duì)于有明確保護(hù)要求的重要業(yè)務(wù)，可采用TYPE B 方式保護(hù)。

結(jié)合近期建設(shè)要求及遠(yuǎn)期接入預(yù)估，本規(guī)劃計(jì)劃設(shè)置OLT 設(shè)備31 臺(tái)。

（3）分區(qū)匯聚關(guān)系

結(jié)合某區(qū)綜合業(yè)務(wù)區(qū)建設(shè)現(xiàn)狀及OLT、S9312 設(shè)備的規(guī)劃布局，將該區(qū)分為13 個(gè)匯聚區(qū)，各匯聚區(qū)域分區(qū)匯聚關(guān)系如表1 所示。

表1 匯聚區(qū)域分區(qū)表

（4）總體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

綜合監(jiān)控項(xiàng)目已完成情況，綜合分析后期業(yè)務(wù)需求，數(shù)據(jù)專(zhuān)線專(zhuān)網(wǎng)結(jié)構(gòu)描述如下：

在前端攝像頭分點(diǎn)采用GPON 網(wǎng)絡(luò)接入，ONU 布放到前端攝像頭分點(diǎn)。為減少網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，便于管理，且最大限度減少光路損耗，ONU 主要通過(guò)分光器做一級(jí)分光，與OLT 對(duì)接。OLT 通過(guò)波分、裸光纖雙物理路由上聯(lián)S9312 匯聚交換機(jī)后經(jīng)總部側(cè)S9312 交換機(jī)再次匯接。總部側(cè)S9312 交換機(jī)與總部側(cè)數(shù)據(jù)設(shè)備對(duì)接，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)接入。

考慮區(qū)總部側(cè)匯聚點(diǎn)的重要性，建議在對(duì)應(yīng)項(xiàng)目的總部機(jī)房設(shè)置1 臺(tái)S9312 交換機(jī)，總部S9312 交換機(jī)采用物理雙路由連接至少2 臺(tái)匯聚交換機(jī)，采用不少于10 GE 端口對(duì)接（端口分配在不同槽位板卡），10GE 端口采用不同物理雙路由對(duì)接，且采用多鏈路捆綁方式，并做端口聚合保護(hù)。

網(wǎng)絡(luò)安全為本項(xiàng)目關(guān)注重點(diǎn)，整個(gè)專(zhuān)網(wǎng)從網(wǎng)絡(luò)層次、數(shù)據(jù)流兩個(gè)方面進(jìn)行保護(hù)：

①網(wǎng)絡(luò)層保護(hù)：OLT 到S9312 交換機(jī)采用成對(duì)10GE端口對(duì)接（端口分配在不同槽位板卡），此對(duì)端口采用不同物理雙路由對(duì)接，并做端口聚合保護(hù)，同時(shí)S9312 匯聚交換機(jī)之間實(shí)現(xiàn)多鏈路捆綁保護(hù)，形成在數(shù)據(jù)設(shè)備、對(duì)接端口及傳輸通道的多層保護(hù)。

②數(shù)據(jù)流保護(hù)：接入層業(yè)務(wù)通過(guò)ONU 直接接入，直到S9312 匯聚交換機(jī)，為二層業(yè)務(wù)傳輸，通過(guò)VLAN 劃分獨(dú)立通道，以保證數(shù)據(jù)通道的安全性。

總體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖2 所示。

圖2 總體方案結(jié)構(gòu)圖

4 投資效益分析

搭建數(shù)據(jù)專(zhuān)線專(zhuān)網(wǎng)與利用現(xiàn)有公眾GPON 網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)投資統(tǒng)計(jì)情況分別見(jiàn)表2、表3。

表2 數(shù)據(jù)專(zhuān)線專(zhuān)網(wǎng)組網(wǎng)投資統(tǒng)計(jì)表

表3 利用現(xiàn)有公眾GPON 網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)投資統(tǒng)計(jì)表

就客戶而言，專(zhuān)線租賃費(fèi)用與組網(wǎng)方式無(wú)關(guān)，本項(xiàng)目收入測(cè)算如表4 所示。

表4 收入測(cè)算

對(duì)比兩種組網(wǎng)方式投資情況，搭建數(shù)據(jù)專(zhuān)線專(zhuān)網(wǎng)因考慮區(qū)域整體網(wǎng)絡(luò)布局，匯聚層設(shè)備及線路投資均有所增加，不考慮內(nèi)部收益率而單純考慮投資回收期，搭建數(shù)據(jù)專(zhuān)線專(zhuān)網(wǎng)要比利用現(xiàn)有GPON 網(wǎng)絡(luò)多2.03 年。但考慮到部分政企客戶的安全性要求，運(yùn)營(yíng)商需要提供與公眾GPON 網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)物理隔離的網(wǎng)絡(luò)，所以搭建數(shù)據(jù)專(zhuān)線專(zhuān)網(wǎng)顯然更具優(yōu)勢(shì)。另一方面，數(shù)據(jù)專(zhuān)線專(zhuān)網(wǎng)的搭建不限于滿足當(dāng)前單個(gè)客戶的具體需求，而是著眼于整個(gè)行政區(qū)域內(nèi)所有潛在客戶的接入需求，所以在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上更加合理。

5 結(jié)論

通過(guò)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、投資效益兩方面分析可以發(fā)現(xiàn)，搭建數(shù)據(jù)專(zhuān)線專(zhuān)網(wǎng)雖然前期投資有所增加，但是滿足了客戶對(duì)于數(shù)據(jù)安全性的特殊要求，并且由于數(shù)據(jù)專(zhuān)線專(zhuān)網(wǎng)滿足的是區(qū)域內(nèi)具有類(lèi)似需求的多個(gè)客戶，后期隨著類(lèi)似需求用戶的不斷加入，專(zhuān)網(wǎng)建設(shè)投資回收期也將不斷縮減。綜上，搭建數(shù)據(jù)專(zhuān)線專(zhuān)網(wǎng)對(duì)于發(fā)展政企客戶業(yè)務(wù)非常必要。