网络工程导论IntroductionofNetworkEngineering课件

1、网络工程设计实例7/25/20221网络工程导论城域网建设1、Case 1:县级城市的多媒体网络（三网合一？） 剑阁新县城（图76）网络建设的总要求n以光纤为通信介质，以计算机网络技术为基础建设一个数字化、分组化的骨干网络系统。能适应到2010年需要的网络。n该网络能够支持 计算机网络通信（平均每个信息点传输速率200 Kbps）50路有线电视节目广播的需要（每路传输速率以140Mbps计算）100路VoD点播节目同时传输的需要(每路1.4Mbps)本地电话交换的需要（电话传输以不压缩话音为准，即每路64Kbps）。 7/25/20222网络工程导论图1 7/25/20223网络工程导论县城基

2、本素材：根据四川省城乡规划设计研究院2001年2月为新县城编写了剑阁县县城总体规划，剑阁县城市人口规模为： 2010年为5万人, 2010年参加工作人数为县城总人数的40%。 网络速率的计算 干线总吞吐率的计算首先假定所有信息点都通过某一汇聚节点直接接至网控中心的情况考虑的，相关计算结果将有助于选择拓扑结构和网络技术。有线电视节目传输需求分析计算（含50路电视广播节目，每套按140Mbps计算;同时播放100路VoD节目,每路按DVD速率1.4Mbps计算）居民用户的信息点数，按平均每3人记为一户，每户设置一个电视信息点；单位办公用电视信息点数的计算方法：按平均每3个参加工作的人员设置一个电视

3、信息点计算(5万40 0.67万）7/25/20224网络工程导论电话网传输需求分析计算2010年剑阁县城的居民电话入户率可分别按80%考虑（5万 80）办公用电话数量按参加工作人数的50%计算（5万 40% 50%);话音信号的传输速率按不压缩的话音信号(64Kbps)计算, 参考电信部门经验数据,电话用户同时拨号用户数占总用户数的十分之一。为了简化起见，假定只在本地用户间通话（即通话按用户对计算） 表1 2010年电视信息传输量估算表县城人数（万）居民户数(信息点数) 万办公用信息点数（万）总信息点数（万）广播电视节目总吞吐率（G bps）VoD节目总吞吐率（G bps）视像信息总吞吐率（

4、G bps）5 1.670.67 2.34 70.147.14表2 利用数字网络提供电话服务2010年信息总量的估算列表居民电话部数(万部)办公用电话部数(万部)电话总部数(万部)同时通话用户数(万对)电话交换中心总吞吐率(G bps)1.3312.33 0.230.15在计算用户接入网时有用！7/25/20225网络工程导论计算机网络通信传输需求分析与计算2010年按每2户一个信息点计算（5万 500.83万）;2010年单位用户的信息点数估算按全县参加工作人数的50%计算(5万40 501万点）;上网接入速率, 2010年512Kbps;高峰负荷时段同时上网的概率为十分之一。 高峰时间网络

5、总吞吐率18400 512Kbps 10%=0.94Gbps表3 2010年剑阁县计算机网络信息点数与总吞吐率需求县城人数(万)县城户数(万)居民信息点数办公用信息点数(万)总信息点数(万)高峰时间最大吞吐率5 1.67 0.8411.84 0.94 Gbps 电视总吞吐率电话总吞吐率计算机网络总吞吐率全网总吞吐率7.14 Gbps0.15 Gbps0.94 Gbps8.23 Gbps表4 电视、话音和计算机网络数据总吞吐率7/25/20226网络工程导论 分析从表4可以看出，剑阁县2010年预计总速率为8.23 Gbps，小于10 Gbps。三类数据中，有线电视占用网络传输能力最多(7.14

6、 Gbps)，而电视节目具有广播特性。全县城信息点数5.5万（电视：2.34万，电话2.33万，1.84万），网络不可能设计为一级，必须为多级网络。县城的干网宜采用具有广播特性的网络。干网以下的网络也必须考虑如何解决有线电视节目占用信道传输能力多和广播特性的问题。约束条件：县城地沟按主街道布局如图2所示；根据各地区建筑群用途和用户分部情况，布置了24个光纤汇聚点。7/25/20227网络工程导论广电局R17R16R15R14R10R9R8R7R5R18R11R6R4R3R2R1R12R19R20R21R23R13R24R22图2 剑阁县城地沟规划7/25/20228网络工程导论表5: 各个二级

7、光节点距广电局光节点的距离统计表光节点代号距广电局中心光节点距离（m）R1350R2630R31000R4300R5500R61530R71800R82100R91900R102330R112830R1236307/25/20229网络工程导论表5: 各个二级光节点距广电局光节点的距离统计表(续）光节点代号距广电局中心光节点距离（m）R134000R144730R155300R163300R174700R18500R191230R202030R212500R221730R232230R2433007/25/202210网络工程导论 干网设计的分析由于此网络以广电局为基础设计，因此，网络控制中心

8、设在广电局（光节点R1）。R1至其余23个光节点间可选择的关系星形拓扑广电中心距最远点（R15）的光纤长度为5300米,采用此拓扑结构使用的总光纤长度长。不利于电视广播（核心节点必须向所有端口发送50套节目）大环形拓扑光纤用量比新型拓扑少；易于广播（利用环网特点）；节点间通信平均经过的节点数较多（12节点），增加节点处理时延；任意节点间的信息交流占用全环传输能力（对局部信息流缺少分流、分负载功能）。7/25/202211网络工程导论多环结构或星形与环形相结合的拓扑结构充分考虑剑阁新县城地域上规划为沙溪坝（A区）、修城坝（B区）、大仓坝（C区）和拐枣坝（D区）4个区的特点，可以考虑设置区环。广电

9、局至各环可用星形拓扑（ 中心节点4端口，单点故障）广电局至各环可用环形拓扑（中心节点8端口，可靠性较高）7/25/202212网络工程导论广电局中心光节点R6B-环（修城坝）R10R11（2830米）R17D-环（拐枣坝）R14R15R13R16R7R9R8C-环（大仓坝）R18（500米）R19R20R21R23R22R24A-环（沙溪坝）R1（350米）R2R3R5R4R12图3 剑阁县新县城星形与环形相结合的网络拓扑结构图7/25/202213网络工程导论广电局中心光节点R6B-环（修城坝）R10R11（2830米）R17D-环（拐枣坝）R14R15R13R16R7R9R8C-环（大仓坝）R18（500米）R19R20R21R23R22R24A-环（沙溪坝）R1（350米）R2R3R5R4R12图4 剑阁县新县城环形与环形相结合的网络拓扑结构图7/2