某集团MBPR井下环网技术方案

井下综合环网交换机安装工程

技术建议书

山东科一力电气有限公司

2012年10月

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目 录

1总体目标 ................................................................................................................................................. 3 2 行业综述 ................................................................................................................................................ 3 2.1 行业背景 ................................................................................................................................................ 3 2.2 行业应用 ................................................................................................................................................ 3 3 矿用多通道光网综合接入系统（MBPR）介绍 ..................................................................................... 4 3.1系统概述 ................................................................................................................................................ 4 3.2系统技术介绍 ......................................................................................................................................... 5 3.3 系统网络架构 ........................................................................................................................................ 7 4．方案介绍及设计思路 ......................................................................................................................... 10 4.1组网方案 .............................................................................................................................................. 10 4.3组网设计思路 ....................................................................................................................................... 12 4.4方案特点 .............................................................................................................................................. 13 4.5系统特点 .............................................................................................................................................. 13 5 设备介绍 ............................................................................................................................................ 15 5.1 井下交换机（KT180） ...................................................................................................................... 15 网络侧接口: ........................................................................................................................................... 16 用户侧接口: ........................................................................................................................................... 16 主要功能特性 ......................................................................................................................................... 17 系统注册和认证 ..................................................................................................................................... 17 LLID .......................................................................................................................................................... 18 OAM功能 ............................................................................................................................................... 18 DBA功能及安全 ..................................................................................................................................... 18 光纤保护倒换 ......................................................................................................................................... 18 光链路测量和诊断 ................................................................................................................................. 18 L2 BRIDGE功能 ....................................................................................................................................... 19 业务流分类和标记 ................................................................................................................................. 20 拥塞管理................................................................................................................................................. 20 流量监管和整形 ..................................................................................................................................... 20 语音处理协议和编码 ............................................................................................................................. 21 语音处理功能： ..................................................................................................................................... 21 其他业务支持 ......................................................................................................................................... 22 线路测试................................................................................................................................................. 22 5.2 井上汇聚交换机 ............................................................................................................................... 24 千兆光口特性 ......................................................................................................................................... 25 Ethernet特性 .......................................................................................................................................... 25 IP特性 .................................................................................................................................................... 26 QoS特性 ................................................................................................................................................. 26 安全功能................................................................................................................................................. 27 5.3 防火墙 ............................................................................................................................................... 28 5.4 核心交换机 .......................................................................................................................................... 28

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1总体目标

在XX矿业有限责任（总）公司建立多通道光网综合接入系统后，煤矿井上与井下现有的通讯信息子系统以及后期建设的各子系统都可以通过多通道光网综合接入系统的主干通道道，即一条通道传输各个种信息。可实现监测监控信号、工业电视视频信号、井下调度电话信号、广播系统，以太网业务的统一传输，实现真正的“五网合一”，多通道光网综合接入系统为各种业务提供专用通道，进行业务隔离。

后期在煤矿实现井上与井下，有线通讯与无线通讯，生产调度与应急通信，集合语音、视频、短信、多媒体信息的统一传送平台。具有生产调度、报警联动、应急扩音通信、紧急呼叫、避险与逃生声光提示、位置监测等功能，最终建立起煤矿一体化通信系统。

2 行业综述

2.1 行业背景

随着国家和政府对煤矿行业安全生产的日益高度重视，煤矿井下安全可靠的通信系统建设也被列为所有工作的重中之重。中兴通讯依靠自身强大的通信产品研发能力专门为煤炭行业研制开发出性能优越、应用全面的矿用信息传送系统，提出了一整套安全、经济、先进、有效的井下信息传送系统解决方案，建立煤矿井上与井下的信息“高速公路”。近几年煤炭企业频繁发生重特大安全生产事故，给国家和人民带来巨大的生命财产损失，政府和企业因此共同将煤矿安全生产的信息化工作提上空前的高度。煤矿企业的综合自动化与企业信息化工作经过多年建设和发展，取得了较大的成效，但是缺乏成熟的井下通信解决方案，煤矿井下信息综合接入成为煤矿信息化发展的瓶颈。

针对目前煤炭行业现状，我公司与中兴通讯合作研发了矿用多通道光网综合接入系统（MBPR），结合井下工业环网的特点，综合接入井下数据、通信、视频业务，完成井下信息采集、环境监控、生产控制的信息传递。

2.2 行业应用

2.2.1 煤矿井下环境特点

 井下三分之二的场所属于爆炸性危险场所

 工作环境存在瓦斯爆炸、水淹、火灾、矿震等安全威胁  井下通风、温度、水淹、有害气体等需要实时监控  井下工作环境狭小、封闭、高危

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 井下照明度低，容易发生事故  采煤工作面工作空间狭小

 有些岗位需要单人操作，有人员定位和实时通讯要求  矿用电气设备要满足本质安全性要求  井下设备安装、维护要求高

2.2.2 煤矿通讯应用分析

 煤矿井下通信系统可以分为语音通信系统、数据通信系统和综合通信系统三类  语音通讯系统包括地面交换机和与其相连的井下防爆电话机、调度台子系统等设备  数据通信系统包括各种视频监控系统以及水淹、瓦斯、风机环境监控传感器  综合通信系统是将语音、数据和图像集中起来传输的通信系统，特别是井下工业网

络技术的发展，使得通信系统在数字化技术的支持下，把语音和图像均作为数据来传输

2.2．3 煤矿井下通讯特点综述

 高危工作环境对通讯系统安全、可靠要求高  必须满足隔爆电气本质安全型系列矿用标准  业务子系统繁多，接口复杂  子系统要求业务隔离性好  井下设备安装、维护方便  业务实时性要求高

 矿井容量差异性大要求设备容量灵活配置  具备一定的容灾能力

3 矿用多通道光网综合接入系统（MBPR）介绍

3.1系统概述

矿用多通道光网综合接入系统将地面信息管理系统、矿井环境监控子系统、各生产环节自动控制子系统及通信指挥调度子系统智能化整合，实现全矿井的管控一体化。

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矿用多通道光网综合接入系统立足于构筑新一代矿用智能通讯网，是在对传统矿用通讯系统研究基础之上，结合最尖端的信息通讯技术的发展，创新出的一套安全、可靠、融合、先进的综合矿用解决方案。可以为矿用井下和地面环境提供以太网（光口、电口）、POTS、CAN、RS485和CVBS(BNC接头)等业务子系统提供融合统一的信息接入，适应矿用智能信息传送及各种专用接入系统应用场合的要求，完全满足矿井专用网络业务发展变化的趋势，快捷方便开展业务、提供优异性价比、高带宽和多业务支持，实现主干线缆的单一化，从而完成便捷维护、降低维护难度以及可能的故障节点数的需求。该系统尤其在安全可靠性方面更具有其他接入产品不可比拟的技术优势，代表了矿用信息通讯领域最前沿的技术方向。

3.2系统技术介绍

矿用多通道光网综合接入系统（尖端通信技术+矿用专用设备+全业务综合接入+无损全链路智能环网保护）是一种新型的光纤接入网技术，是基于EPON技术的无源光网络光纤接入技术，它采用点到多点结构、无源光纤传输，在以太网之上提供多种业务。它在物理层采用了最新信息传送技术，在链路层使用以太网协议，系统的优点：低成本、高带宽、扩展性强、灵活快速的业务重组；与现有以太网的兼容性；方便管理等。

MBPR结合以太网技术，在无源光网络体系架构的基础上，定义了一种新的、应用于MBPR系统的物理层(主要是光接口)规范和扩展的以太网数据链路层协议，以实现在点到多点的以太网帧的TDM接入。此外，MBPR还定义了一种运行、维护和管理(OAM)机制，以实现必要的运行管理和维护功能。

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MBPR系统的协议参考模型如下图1所示。

图1 MBPR系统的协议参考模型

在物理层，IEEE 802.3-2005规定采用单纤波分复用技术(下行1490 nm，上行1310 nm)实现单纤双向传输，同时定义了1000 BASE-PX-10 U/D和1000 BASE-PX-20 U/D两种光接口，分别支持10 km至20 km的传输距离，中国电信1000 BASE-PX-20 U/D基础上推出1000

BASE-PX-20+，最远传输距离至60公里。在物理编码子层，MBPR系统继承了吉比特以太网的原有标准，采用8B/10B线路编码和标准的上下行对称1 Gbit/s数据速率(线路速率为1.25 Gbit/s)。

在数据链路层，多点MAC控制协议(MPCP)的功能是在一个点到多点的MBPR系统中实现点到点的仿真，支持点到多点网络中多个MAC客户层实体，并支持对额外MAC的控制功能。图1示意了MBPR协议参考模型及多点MAC控制协议的位置。MPCP主要处理井下交换机的发现和注册，多个井下交换机之间上行传输资源的分配、动态带宽分配，统计复用的井下交换机本地拥塞状态的汇报等。

利用其下行广播的传输方式，MBPR定义了广播LLID(LLID=0xFF)作为单拷贝广播(SCB)信道，用于高效传输下行视频广播/组播业务。MBPR还提供了一种可选的OAM功能，提供一种诸如远端故障指示和远端环回控制等管理链路的运行机制，用于管理、测试和诊断已激活OAM功能的链路。此外，IEEE 802.3-2005还定义了特定的机构扩展机制，以实现对OAM功能的扩展，并用于其他链路层或高层应用的远程管理和控制。

矿用多通道光网综合接入系统是中兴通讯股份有限公司独有自主知识产权的科技创新产品，是在传统矿用通讯系统研究基础之上，结合最尖端的信息通讯技术的发展，创新出的一套安全、可靠、融合、先进的综合矿用解决方案。

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MBPR工业环网技术在主干通讯链路上提供双备份的环网保护，在任何一条链路上出现意外故障，备份环路可以立刻进入工作状态，保证各个业务子系统的业务正常。同时，各个业务节点到主业务传送链路都具备双重备份能力，实现了有链路就有备份的全业务全链路节点的多重保护能力；针对特殊可靠性要求的节点，环网链路上的设备同时支持设备和关键模块的双重备份能力，使整个系统的可靠性达到了无可挑剔的水平。

MBPR矿用本质安全型多点分支工业环网的组网模型如下图2所示：

图2 MBPR矿用本质安全型多点分支工业环网

井上汇聚交换机采用主备两套系统，互为热备份，当一个站点出现故障时，系统业务可以快速切换到备份系统，保证业务不间断运行。

每个井下交换机采用双端口，分别上联到不同 汇聚交换机的端口，以实现双链路备份。在任何一条链路发生故障时，数据业务自动快速切换到另一条备份链路，保证业务不间断运行。

井上汇聚交换机支持关键单元双备份，支持双主控板、双电源模块备份。同时 井上汇聚交换机上行支持双上联链路备份。

3.3 系统网络架构

多通道光网综合接入系统主要完成信息采集、环境监控、生产控制的信息传递功能，整合各种矿区其他子系统完成矿井的信息智能化管理。信息传送通过灵活的网络配置，完成对各个子系统监控节点的信息传递和汇聚，以实现井上井下信息全程监控、安全管理、信息集采、生产控制等功能。

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MBPR点到多点的拓扑结构与矿井工作面和信息节点无缝结合，可根据需要组成多链路备份的树形结构、环形结构等传送网络。

如下图所示：

井上汇聚交换机汇聚管理设备部署于井上通讯机房或者室外机柜，为井下信息传送提供业务汇聚和传送。

井上汇聚交换机设备通过配置主备主控单板、多上联保护技术实现设备和上联链路的备份和保护，在意外故障发生时可保证在5ms快速切换到备用系统和链路。

井上汇聚交换机通过n*GE上联接口连接到井上信息传送网，矿区各种智能业务系统数据通过传送网安全送达各个业务子系统管理中心。

井上汇聚交换机设备通过RS485连接器把RS485通讯数据流送达传统业务子系统，实现无缝接入。

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在井下各个视频监控、安全监控、生产控制节点、通话节点根据需要放置井下交换机设备，通过井下交换机设备提供的FE口、POTS、CAN、RS485和CVBS(BNC接头)实现各种业务的信息接入和传送。

合理选择位置放置无源分光器，实现 井上汇聚交换机和井下交换机之间的业务汇聚和分配。 通过配置MBPR的类型D保护实现业务信息传送的多链路增强保护，在任何一条链路或系统出现问题之后，可以50ms以内实现快速切换到备用链路。

在井上配置业务信息传送的管理维护设备，以实现对信息传送自身的管理和监控。 MBPR系统长达10~60km的信息传送距离完全可以保证矿井内各个子系统的业务信息流长距离传送。

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4．方案介绍及设计思路

4.1组网方案

XX矿业矿多通道光网综合接入系统示意图

方案目标

XX煤矿集团建立多通道光网综合接入系统后，煤矿井上与井下现有的通讯信息子系统以及后期建设的各子系统都可以通过多通道光网综合接入系统的主干通道道，即一条通道传输各个种信息。可实现监测监控信号、工业电视视频信号、井下调度电话信号、广播系统，以太网业务的统一传输，实现真正的“五网合一”，多通道光网综合接入系统为各种业务提供专用通道，进行业务隔离。

在煤矿实现井上与井下，有线通讯与无线通讯，生产调度与应急通信，集合语音、视频、短信、多媒体信息的统一传送平台。具有生产调度、报警联动、应急扩音通信、紧急呼叫、避险与逃生声光提示、位置监测等功能，最终建立起煤矿一体化通信系统。

方案结构

本次项目方案设计中，根据XX矿业集团的技术需求和实际情况，本着全矿井综合信息化自

动化系统建设的重要性、安全性、实时性的原则，将在集团建设两套工业环网。集团及下属五个子

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公司办公网，即管理网，提供internet业务到办公桌。五个子公司的井上井下监控视频业务，瓦斯监控业务，人员定位业务等业务全部划分到集团内部网，即控制网。

计划在集团总公司中心机房放置两台1000M三层核心交换机，互为热备份，上联出口经过防火墙接运营商的BRAS，下联出口经过防火墙由光纤对接各子公司的工业环网。控制网内所有业务经过核心交换机汇聚到调度室内各种监控终端。可以实时对各环网所有设备远程操作，网管软件全部图形界面化，维护简单。

在集团中心机房放置两台光线路终端（OLT）设备，互为热备份，上联口经过二层交换机经过防火墙由光缆对接集团公司核心交换机，业务接入集团管理网。在集团办公楼道等位置根据业务需求放置光网络单元（ONU），为集团各科室办公提供FTTx接入业务。

各个子公司的工业环网，在井上机房放置两台光线路终端（OLT）设备，互为热备份，上联口经过二层交换机经防火墙由光缆对接集团公司核心交换机，下联口经过分光器，汇聚各光终端设备。井下根据业务量放置2-5台隔爆兼本安型光线路终端设备（KT180-J），汇聚接入井下各种类型业务，井上放置一台KT180-J作为井下设备的背靠背设备使用。井上各子公司办公楼楼道位置可根据业务需求放置若干台光线路终端（ONU），接入集团管理网，为各科室办公提供FTTx业务。

考虑到建设成本，井上ONU设备可以采用非防爆本安型的普通电信级设备。 方案实现

集团控制网和管理网，即内网和外网的业务分离，主要采用不同业务划分不同业务VLAN实现。

在核心交换机和OLT上划分多个Super VLAN，分别连接互联网、内网、语音、监控视频、CAN接口、RS485接口等不同业务，ONU根据实际需要部署在井上井下，在ONU设备划分不同归属不同的Super VLAN和Sub VLAN，实现内网、互联网等不同应用的逻辑通道隔离。中心机房的三层核心交换机，同时作为终端用户访问内网的网关设备，收敛用户的内网应用设备。

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集团控制网调度监控终端集团调度室控制网汇聚交换机WEB服务器集团控制网调度监控终端数据服务器数据服务器集团核心三层1000M交换机集团调度室管理网汇聚交换机防火墙子矿调度室控汇聚交换机OLTKT-180-J分光器子矿1ONU

4.3组网设计思路

1、采用安全易维护设备：两个井上汇聚交换机可以组40个环网，可以把各业务或者站点组到不同的环网中，提供安全性；MBPR设备支持远程调试、检测，不需要维护人员亲临现场。

2、多种保护方式提高安全性：井上汇聚交换机和井下交换机使用单纤双向环网技术，主备链路快速切换；设备的关键模块都使用双备份，在主用板发生故障情况下，系统会快速自动切换，

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不影响业务使用；使用主备电源供电；井下交换机具备自交换能力，在设备两边的光纤全部断掉的情况下，这个点上的电话仍然可以使用。

3、矿井全业务通信整合能力：系统提供FE、GE、VOIP、CAN、RS485、CVBS(BNC接头)等多种子业务接口，满足矿井各种业务的接入。

一个站点的矿用本安型多通道光网接入器（KT180）可以接入语音电话（POTS）、视频监控（CVBS）、以太网业务、人员定位系统（CAN接口）、广播系统，把多种业务集成在一个统一的传送平台，真正做到“五网合一。

4、光进铜退。响应国家信息产业部“光进铜退”的技术趋势，MBPR设备使用无源光网络，分光器不需电源供电，提高煤矿井下业务带宽的提高和煤矿井下安全生产的需求。

4.4方案特点

1、安全性。

本次方案使用的矿用本安型多通道光网接入器（KT180）设备为矿用本质安全型设备，确保井下安全使用。

2、环网快速自愈能力。

网络采用单纤双向环网技术，主备链路快速切换，故障恢复时间小于10ms. 3、长期的网络建设规划。

针对煤矿大容量、可扩容、平滑升级的统一组网设计。本次方案使用的KT180设备可以在后期根据业务量的增长，从本次的1.25G平缓扩容到10G带宽；也可根据业务的变化，提供不同的业务插板,提供所需的业务接口。

4.5系统特点

1、工业级的可靠性设计

 系统关键部件包括主控交换、电源以及管理等单板均采用主备方式工作，保证业务不间

断运营。

 所有单板均支持热插拔；采用全分布式供电，每个单板有自己的供电模块，确保供电可

靠。

 完善的用户侧光链路层保护，网络侧支持UAPS/LACP/STP等保护方式。  工业级的系统和元器件设计，保证设备在各种恶劣环境条件下稳定运行。

2、优异的系统性能

 设备采用基于最前沿的高速总线架构，满足线性无阻塞交换要求。

 强大的多业务支持能力。支持VoIP、HIS、IPTV等业界主流业务需求，同时灵活高效的

系统构架，丰富的功能保证业务扩展能力，支持丰富的用户鉴权模式，满足客户开展各

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种高质量业务的需求。

 完善的QoS控制能力，采用动态带宽分配、优先级控制、多种流量分类机制、多队列调

度等技术，支持SLA，满足不同业务的服务质量需求。

 全面的安全防护。支持数据加密、用户隔离、端口隔离，支持MAC地址、IP地址与端

口绑定，可有效防止DOS攻击及IP 欺骗，支持AES 128加密方式，支持L2/L3的ACL控制。

3、 完善的管理运维能力

 产品运维管理严格追寻ITU-T TMN系列管理建议，并支持RFC系列EMS管理标准。  光接入产品所有系列网元实现统一网管，支持分权、分组管理。

 方便灵活的设备安装开通运营能力，支持批量预配置、配置模板化、管理地址自动配置、

即插即用等功能。

 完善的服务保障能力，降低运维保障风险和故障时间，支持远程监控、远程诊断、远程

恢复。

 支持FTTx业务的批量、自动发放，实现自动化，降低工程开通和维护人员的工作量。  开放的第三方接口，为客户定制的统一北向接口，与客户统一管理可实现无缝结合。

4、 丰富的功能

 设备功能完全支持业界主流企业标准、国内标准、国际标准功能要求。  完善的L2功能，802.1D桥接、STP、链路聚合、802.1Q/802.1ad SVLAN。  丰富的IPTV service服务功能，全面支持受控组播能力。

 强大的QoS能力，L2~L4分类、802.1D、DSCP标记能力、拥塞管理调度能力、拥塞避免

能力。

 强大的接入控制能力，用户标识、流控整形限速能力、802.1X认证能力、基于流的标识

限速能力、基于MAC/IP地址的黑白名单。

 全面的管理支撑，支持管理层面ACL、SSH、FTP、SNMP、TELNET各种协议，支持设

备远程维护和升级能力.

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5 设备介绍

5.1 井下交换机（KT180）

1、产品介绍

矿用本质安全型产品井下交换机为多节点聚合接入定制，可放置于井下、楼道、室外机柜、配电箱等地点，系统宽19英寸，高3U(13.3cm)，长宽高（200mm*482mm*133mm），可实现以太网、VoIP、CAN、RS485和CVBS(BNC接头)等业务融合接入，可同时提供双上联，以及多设备级联。提供双上联保护，支持环境监控接口。

多通道光网综合接入系统本安机柜

矿用本安型机柜高宽深（1500cm * 800cm*600cm） 内置9U矿用本安型综合接入箱和隔爆兼本安型主备电源箱

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井下交换机 设备示意图

2、主要功能 网络侧接口:

传输距离：链路距离0~60km。 传输波长：

 接收中心波长：最小：1460nm ，典型1490nm，最大1620nm  发送中心波长：最小：1260nm ，典型1310nm，最大1360nm

接收灵敏度：优于 -26.5dBm (测试条件PRBS 27-1码型1.25Gbps) ; 接收饱和 光功率：-3dBm 。

输出光功率：最小 -1dBm；最大 +4dBm。

用户侧接口:

10/100 BASE-T接口；

网线类型：CAT-5 或CAT-6 100兆光口 传输距离：链路距离15km(可选40km) 传输方式：全双工、半双工 CAN接口最大可提供20路；

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传输方式：全双工、半双工 传输速率：1Mbps；传输距离：10km； 语音接口： 模拟视频接口

信号制式： PAL/NTSC制可选 信号输出电平：1Vp-p

信号输出接口及阻抗；BNC接头，75Ω阻抗 视频通道; 压缩 H.264 ， MJPEG 速度：每秒1-120幅（可编程） 带宽; 100K-8Mb/s可调 分辨率： 720×576

主要功能特性

主要功能特性：  网络侧接口

2*GE

 用户侧接口

 6*4FE  4*8POTS  10*2RS485/CAN

 功能特性 系统注册和认证

支持井下交换机端即插即用，自动注册。 井下交换机认证： 支持以下两种方式的认证：

采用井下交换机的MAC地址作为认证标识； 采用井下交换机的逻辑标识作为认证标识。

静默机制：

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井下交换机支持被 井上汇聚交换机拒绝注册后的静默机制，缺省静默时间为60s。

LLID

支持通过LLID区分业务，支持LLID与VLAN的相互映射； 支持单LLID，并支持多LLID模式。

OAM功能

支持符合IEEE802.3-2005中Clause57规定的OAM功能，并支持IEEE802.3-2005中Clause30规定的管理对象（Managed Object Class）、属性（Attribute）和操作（Action）Organization。

DBA功能及安全

井下交换机支持对全部队列状态进行描述，并支持向 井上汇聚交换机上报本地队列状态，以供 井上汇聚交换机决策对井下交换机上行带宽的动态分配。

井下交换机的上，下行业务根据IEEE 802.1D User Priority标记映射到不同的优先级队列，并进行调度。

系统下行方向采用广播方式，恶意用户很容易截获系统中其它用户的信息。为提高用户数据的保密性，下行方向支持：

三重搅动（Triple Churning），AES-128。

光纤保护倒换

内置双MAC支持类型D全保护方案，并检测线路状态，决定主用线路以及倒换时机。

倒换原则：

输入光信号丢失； 输入通道信道劣化。

光链路测量和诊断

支持基于SFF-8472的光模块数字诊断监测接口功能（Diagnostic Monitoring Interface），提供对光模块工作温度（operating temperature）、供电电压（supply v 井上汇聚交换机age）、偏置电流（bias current）、发送光功率（transmitted power）和接收光功率（received power）等参数的监控。

支持长发光检测和自动关断。

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L2 BRIDGE功能

以太网接口基本功能：

端口速率强制和自适应，支持10/100M强制和自适应； 端口模式强制和自适应，支持全双工/半双工强制和自适应； 支持IEEE 802.3x流量控制协议。 MAC地址学习与老化： 支持MAC地址自动学习机制； 支持MAC地址自动老化机制； 支持静态MAC地址的配置； 支持保留MAC地址的过滤； 支持MAC地址统计和反查功能； MAC地址学习数目限制； 用户端口MAC绑定； MAC地址过滤：

支持MAC地址的黑名单和白名单； 生成树协议：

所有以太网端口支持IEEE 802.1d定义的STP协议； 所有以太网端口支持IEEE 802.1w定义的RSTP协议； L2 link aggregation：

以太网接口支持L2 link aggregation汇聚模式，实现流量均衡与冗余备份功能；

用户端口二层隔离：

任意用户仅能和上联端口交换，用户彼此间隔离。 镜像：

支持基于物理端口的镜像； 支持基于流的镜像； 用户端口环回检测：

如果用户端口下的自组网络存在物理环路，则系统发送的特殊报文将被环回并被系统侦测到，一旦发现，系统闭塞该用户端口，同时置该端口状态为“环回闭用”状态，区别于网管命令方式的禁用，同时向EMS上报告警。

端口流量统计：

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实时记录端口的流量计数，包含输入和输出两个方向。 温度告警：

系统内置温度传感器，当工作温度超过配置的阈值时，向EMS上报高温告警，提醒管理者当前工作环境已发生变化，设备不适宜继续运行。

业务流分类和标记

业务流分类：

支持基于物理端口和源MAC地址、目的MAC地址、VLAN ID、VLAN优先级（IEEE802.1D）、Ethernet类型（如IP、PPPoE、ARP/RARP等），目的IP地址、源IP地址、IP协议类型（TCP、UDP、ICMP、IGMP等）、IP DSCP、TCP/UDP协议端口等对上行业务流进行分类，支持报文的深度检测（前128个字节）。

支持802.1D优先级和业务的映射关系。 业务流标记：

支持基于流分类对上行业务进行优先级标记，支持802.1D用户优先级标记重用、增加、修改，支持ToS/DSCP优先级标记的修改。

支持对各用户端口的业务优先级标记功能进行配置。

拥塞管理

队列调度：

支持根据 井上汇聚交换机的带宽授权进行上行业务的本地调度功能，PON口支持8队列。

调度算法支持SP/WRR/SP+WRR。 支持网络侧/用户侧队列数8/8。 缓存管理：

支持缓存管理，缓存为各用户端口共享。 拥塞避免机制：

支持Tail-Drop和WRED 算法。

流量监管和整形

支持状态报告DBA，按照 井上汇聚交换机的DBA授权进行对于上行业务流的调度，实现上行业务流的限速。

用户侧以太网接口支持上行和下行业务的端口限速功能。

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科一力井下综合环网

支持基于源MAC地址、目的MAC地址、VLAN ID、VLAN优先级（IEEE802.1D）、Ethernet类型，目的IP地址、源IP地址、IP协议类型、IP DSCP、TCP/UDP协议端口等对业务流进行速率限速。

语音处理协议和编码

H.248协议： 支持V1/V2/V3；

符合YD/T 1292-2003的规定。 SIP协议：

符合IETF RFC 3435的规定。 语音信号的编解码： 支持G.711(A/U律)； 支持G.729A/B； 支持G.723.1。

语音处理功能：

系统支持G.168回声抑制功能、静音检测和压缩功能、舒适噪声的产生CNG(Comfort noise generation)、自适应抖动缓存（Adaptive jitter buffer）、VAD(Voice Activity Detection )、心跳、自交换、发夹、二次拨号等功能。

呼叫处理与控制：

具有DTMF检测和生成功能。

系统能够接受并执行软交换所下发的拨号计划（Digital Map）。

支持通过相关信令识别用户摘机、挂机、拍插簧和拨号等事件，检测用户占线、久拨无应答等状态。在软交换的控制下，能向用户发送各种音信号，如拨号音、振铃音、回铃音等。

支持自动识别话音信号和传真/Modem信号并进行相应的操作。 资源控制：

支持向软交换设备报告由于故障、恢复或管理行为而造成的物理实体的状态改变，能够报告终结点是否处于业务运行状态或脱离了业务。

支持根据软交换的指示分配相关资源，支持根据软交换设备的请求为连接释放当前正在使用或预留的所有资源。

状态或差错控制：

支持由于通信链路故障/拥塞或者是软交换设备故障而造成的连接中断检测，并能在故障恢复或拥塞消除后恢复连接。

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支持向软交换设备报告事务处理过程中发生的异常情况。 同步和定时：

支持设备同步和定时，支持网络时间协议NTP V3。 注册：

支持注册与注销功能； 支持双归属MGC。

其他业务支持

系统除支持基本话音业务外 ，还支持以下业务： 软交换控制下的补充业务：

支持主叫号码显示、主叫号码显示限制、无应答呼叫前转、无条件呼叫前转、遇忙呼叫前转、截接服务、免打扰、呼出限制、热线服务、查找恶意呼叫、遇忙回叫、呼叫等待、三方通话、会议电话、区别振铃、极性反转等。

软交换控制下的异常呼叫：

支持主叫摘机久不拨号；支持主叫摘机拨号，被叫久不摘机；支持主叫摘机，拨号不全；支持后挂方久不挂机；支持主叫摘机拨空号。

线路测试

外线测试：

支持外线电压测试、外线电容测试、外线绝缘电阻测试、环路电阻/环路电流测试、群测。

内线测试：

支持拨号音测试、铃流电压测试、馈电电压测试、回路电流测试、双向路由测试

3、工作环境要求

尺寸：长宽高（200mm*482mm*133mm） 重量：<10KG

功耗：<28W（数据、业务满配置），<45W（数据、语音业务满配置） 工作电压：24V DC 工作温度：-20℃～50℃ 工作湿度：5%～95%

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大气压力：80kPa～106kPa； 安装方式：放置在机架内。

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5.2 井上汇聚交换机

1、产品介绍

井上汇聚交换机产品采用业界前沿的限速无阻塞交换设计，支持高速背板和系统总线，支持最大6块业务单板，可根据需要灵活配置。支持双主控单元，电源模块双备份设计，提供高可靠性的服务能力。系统同时具备极强的扩展能力，可根据用户未来发展需要灵活定制。

图1. 井上汇聚交换机设备示意图

Clock SystemFLASHDDR16K Hz19M HzalarmCPU SystemControl bus aggregate ChipTrafficManageChipFE2*xPON MAC2*xPON MACXVR1XVR1XVR1XVR1CPU System2*10GEUplink24*10GSwitch10GEClock PLLxPON Line CardBackup board2*10GE2*10GEUplink24*10GSwitch10GETrafficManageChip2*xPON MAC2*xPON MACXVR1XVR1XVR1XVR1CPU SystemFLASHClock SystemControl bus aggregate ChipCPU SystemFEClock PLL16K Hz19M HzalarmxPON Line CardMain board 设备系统构架图

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2、主要功能 千兆光口特性

接口特性

下行速率1.25 Gb/s，上行速率1.25 Gb/s； 光功率损耗：26dB；

支持三种波长：下行波长1490 nm，上行波长1310 nm、CATV波长1550 nm； 下行、上行FEC； 支持NSR DBA ；

支持下行加密协议AES-128； 支持三重搅动加密功能； 支持PON接口1：1保护。 ODN特性

一个端口支持64个井下交换机； 最大传输距离：20 Km； 最大差分距离：20 Km；

Ethernet特性

MAC地址管理

管理静态地址，浏览动态地址状态；

MAC地址表：GCSA支持32K，GCSAS支持256K。 VLAN管理

创建、删除、查询VLAN信息；

支持VLAN Stacking、VLAN转换、最大支持4 K VLAN trunking。 生成树协议

支持STP/RSTP/MSTP协议。 链路聚合

支持静态链路聚合和LACP。

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二层组播

支持IGMP Snooping /Proxy，MVR。 二层ACL

基于目的/源MAC地址、物理端口、以太网类型、VLAN COS、双标签COS、双标签VLAN的ACL分类。 用户定位

支持Option82，PPPOE IA协议。

IP特性

最大12 K路由转发条目； 三层ACL RIP v1，v2 OSPF v2 IGMP v1，v2 PIM-SM/DM IS-IS BGP

DHCP Relay/Server 可平滑演进至IPv6

QoS特性

支持NSR-DBA功能；

支持802.1p，可以提供8个级别的服务 ； 出口提供8个队列，支持最大/最小带宽整形； 支持多队列调度：

 严格调度（Strict-Priority）；  轮询调度（Round Robin）；

 加权轮询调度（Weight Round Robin）；  混合调度（SP+Weight Round Robin）。

基于分类的SLA，SLA参数：CIR，EIR，MBS；

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分类标准：

 源地址和目的地址（MAC） ；  源地址和目的地址（IP）；  TCP/UDP 源端口和目的端口；  以太网类型，IP协议，VLAN ID。

安全功能

网络安全功能

数据加密：井上汇聚交换机对每一帧下行数据均采用相应密钥和算法进行加密和传送，只有特定的井下交换机可以解密，其它井下交换机无法破解；

用户隔离：如果P2P功能未被激活，某井下交换机的上行数据不会被转发到其它井下交换机；

设备访问控制：未授权的设备不能访问网络； 用户访问控制：未授权的用户不能访问网络； 特色安全功能

支持AES128加密数据； 支持三重搅动加密功能；

支持DHCP option82, PPPOE IA进行用户认证； 支持基于逻辑标识认证，支持电信LOID规范； 其它安全功能

IP/MAC地址与端口绑定；IP反欺诈；基于二层和三层的ACL。

3、 工作环境要求

运输和储存温度: -40 ℃~+70 ℃ 工作环境温度: -5 ℃~+45 ℃ 工作环境湿度: 5％~95％

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5.3 防火墙

ZXSEC US防火墙是专用的基于ASIC的硬件产品，在环网边界处提供了实时的保护。基于内容处理器，ZXSEC US能够在不影响网络性能情况下检测有害的病毒、蠕虫及其他基于内容的安全威胁的产品。系统还集成了防火墙、VPN、入侵检测与防护（IPS）、内容过滤和流量控制功能。

ZXSEC US515有两个10/100/1000M自适应以太网接口，可以升级到千兆网络。它有8个用户定义的10/100M接口，可以提供冗余的WAN连接，高可靠性和多区域的特性，允许管理员在划分其网络的区域时有更高的灵活性和在不同区域之间设置策略。ZXSEC US515通过网络可以自动实现攻击数据库的更新。提供24小时的、最新的病毒、蠕虫、木马和其它攻击持续升级服务。

5.4 核心交换机

支持双电源冗余功能，保证单路电源掉电不影响交换机正常工作； 最多支持24个1000M以太网端口，本次配置16个1000M电口； 支持8个千兆端口，端口光电可以互换，本次配置4个1000M光口； 模块化设计：设备可提供多个扩展性千兆光电接口、电源模块

网络路由：三层交换设备，实现整个网络各子系统间的三层路由及安全策略控制 实现多种冗余：冗余环等，环-环之间耦合，引擎冗余、电源冗余，风扇冗余

端口：支持强大的接口扩展能力，单台设备最大支持不少于8个千兆光纤接口，24个千兆电接口；单台设备配置不少于4个千兆光纤接口、不少于24个千兆RJ45接口，连接千兆环网的接口应统一选用单模光缆、波长1310nm、可传输不大于60km（考虑光纤接续衰减后）的光接口，系列设备支持万兆光接口；

实现1000Mbit/s中心环网技术，实现热备交换机冗余

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支持虚拟局域网技术（VLAN），质量服务（Qos），多播过滤功能（IGMP），流量限制功能，模块可热插拔；

支持HIPER-Ring 、Coupling超级冗余换技术,保证任何一个主交换机出现问题,所有服务器和在线工作站可继续工作，环网重构时间严格小于300ms

实现多种冗余:包括冗余环HIPER-Ring、RSTP、STP、冗余环-环之间耦合Coupling、双链路（主/备）、链路聚合、电源冗余等。

网络管理及实时故障诊断：支持WEB管理，SNMP协议，可实现远程实时在线故障诊断，当故障发生时，用户可在第一时间实现故障的诊断和定位

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