Cable Modem系统参考技术方案

CMTS接入网系统方案

建

议

书

成都康特电子高新科技公司

2005年1月

一、成都康特集团介绍 (3)

二、方案实例要求 (6)

三、主要设备选型及参数 (8)

CADANT C3（ARRIS）功能介绍 (8)

城市热点的2133认证计费系统 (15)

运营支撑系统 (21)

三层交换机(CISCO3524) (21)

四、网络设计方案 (30)

五、VLAN/VPN专网应用 (35)

一、成都康特集团介绍

成都康特集团主要从事有线广播电视网络和无线移动通信网络传输技术的研制、开发、制造与销售；为有线电视HFC单、双向网络提供先进的设备和良好的技术支持。为无线移动通信网络提供网络设备和工程技术服务，是集科研、生产、销售、安装、服务为一体的高新科技企业。

主要产品：

智能化前端设备、双（单）向电缆传输放大器系列设备、双（单）向光纤传输系列设备、有线电视网络管理及用户管理系统设备和双向HFC网络无源器材及相关的系列专业软件、服务软件、通信直放站等系列产品。

康特电子高新科技公司，它创建于1992年，惯以高质量、高科技、高稳定的产品来开拓市场，公司一直处于良好的成长阶段，在市场经济的技术竞争中，创立了自己的发展模式，为中国有线电视网络及宽带传输技术的发展作出了显著的贡献，在CDMA移动通信领域，具备了强大的市场竞争能力，已成为国内最大的宽频带传输设备制造厂。

良好的科研与发展环境

占地约70亩的两期康特科技园，共拥有科研生产基地5万多平方米，为公司员工提供了良好的科研生产环境，同时也为用户服务提供了可靠的技术保障。

先进的生产与工艺设备

公司拥有40条现代化的生产流水线，高质量的全自动波峰焊机和高品质的自动贴片机，回流焊设备，保证了产品工艺性和一致性，公司已达年生产28万台（套）优质网络设备的能力。

完备的人力资源

康特公司拥有一支理论深厚、经验丰富、敢于探索的科研队伍，一批精明强干的管理人员和技术精湛的生产员工。产品开发始终处于行业前沿，作为全国有线电视行业标准化的成员单位，负责起草了"有线电视可寻址终端用户管理系统控制器入网技术条件和测量方法"、"HFC网络上行传输物理通道技术规范"等标准。为中国有线电视网络发展技术作出了自己的贡献。康特集团非常注重人才的培养，在公司高速发展的今天，为加强在企业管理与公司发展方面相适应，聘请西南财经大学的专家、教授对公司的管理干部进行MBA工商管理专业培训，以提高企业的核心竞争力。

全面的质量控制与管理

加强了对产品质量的管理，在2000年6月产品通过了国家电工安全认证；2000年12月全公司通过了ISO9001质量体系认证；标志着公司在质量管理上又上了一个新的台阶。

严谨与科学的管理

公司基本上实现了财务管理、销售管理、物资管理的电算化，极大提高管理的科学性、准确性和工作效率。

市场开拓，营销水平

先后承接700多家有线电视台（站）的宽带网络改造工程，并与其建立了良好的合作伙伴关系，在广大用户中享有良好的信誉。产品行销全国24个省、

市、自治区，在全国各地有20多个特约经销商；到2001年网络器材年销量完成1.4亿元。

质量方针

拥有齐备的检测仪器。以高科技为本、高质量立业，为顾客提供满意的产品和售前售后服务为质量方针。

科技成果

目前，康特在广播电视领域取得了丰硕的研究成果，有自主知识产权的软件著作权4项，获授权专利10项。在已申请的专利中，发明专利2项，实用新型8项，外观设计2项，已初步形成了具有自主知识产权的核心技术体系。

康特产品2000年9月16日，由四川省科学技术厅组织，由国家广电局科技委副主任章之俭先生主持召开了"CATV宽带双向HFC网络技术及设备"科技成果鉴定会，鉴定委员会认为："康特公司技术水平居国内领先，达到国际先进水平"。

面向新世纪，未来的康特将是"高科技的康特、服务的康特、国际化的康特"。

二、方案实例要求

总体要求

CMTS系统解决方案，为买方实现Cable Modem用户接入业务，同时提供整个系统的网络管理方案。

广电宽带接入工程CMTS系统承载和开展的业务将综合化、多媒体化、差别化，业务开展的形式将着重于高速Internet接入和服务增值，业务可具备一定的服务质量，同时具备“更快、更好、更便宜”的特点。

通过本期工程的实施，CMTS系统应可提供：

1、Internet接入，大规模的Docsis 1.1/2.0及Euro-DOCSIS2.0标准以上的Cable Modem个人接入服务，并具有服务选择和用户控制的能力；

2、Internet接入，具备带宽保证的公司用户接入服务；

3、提供服务选择功能，可提供多ISP接入；

4、支持多种路由策略(如静态路由、RIP、OSPF)；

5、多个用户或特定社区之间的互连互通，并对宽带社区的内部网络服务提供支持；

6、Cable Modem 的用户安全性保证，保证用户账号具有相对的独立性；

7、图像/话音传输服务，会议电视服务，视频点播服务；

8、对DVB交互式回传的支持；

9、其它多媒体交互服务。

10、Vlan/VPN专网业务的开展。

三、主要设备选型及参数设备列表：

主要设备功能：

◆CADANT C3（ARRIS）功能介绍

Cadant? C3? CMTS

经过DOCSIS? 2.0认证

●同时支持DOCSIS 1.x、2.0和Euro-DOCSIS 1.x、2.0

●设计支持DOCSIS和PacketCable 网络

●一个机架单元高的机箱

1 下行，2、4或 6上行

集成的上变频器

5-65MHz 上行支持

●噪声消除技术可以允许在先前不可用的上行频谱中进行操作

●借助DOCSIS 2.0调制解调器实现的对称数据传输速率服务

●上行频谱分析

●两个10/100/1000baset Ethernet接口

●真实可用性

为64 VLAN提供802.1Q VLAN 支持。

电缆接口VPN支持。最多可以具有63个能够为VPN成员提供下行播送保密的的VPN。

将PPPoE和其他来自调制解调器的用户流量分离开。

●广泛的ACL, 用户管理过滤和安全功能

●2层桥接和转发

最多可具有64 个网桥组；64个子接口，每个网桥组分配10个子接口

直接益处= 多ISP或开放接入

●3层路由协议

RIPv2 (RFC 1723) 和OSPF (RFC 2328)

●混合桥接和路由

在L2和L3模式中均具有PPPoE 和NetBEUI 支持

●SNMP v1, v2, v3

●用于线速包处理的双RISC处理器

●具有3000多个注册调制解调器的Gigabit背板和线速吞吐量

DOCSIS 2.0能够产生对称带宽

●具有最小延迟影响的ACL和Subscriber Management（用户管理）过滤

●在硬件中能够实现所有关键的DOCSIS功能Cadant 系列CMTS的噪声消除技术

1.兼容性

C3具有优异的向下兼容性：

兼容符合Docsis1.0,1.1标准的Cable Modem.兼容符合Euro-Docsis1.0,1.1标准的

Cable Modem.

C3具有良好的向上兼容性：兼容符合Docsis 2.0和Euro-Docsis 2.0标准支持的

Cable Modem. 同时向上支持正在拟订中的Docsis 3.0标准,下行支持1024Qam,上

行支持到256QAM.可以有效的保护设备投资，同时可对选用的CABLE MODEM实施

更高性能要求的测试．以利于Cable Modem 选型．

2. C3的体系架构是完全模块化结构，优良的体系结构设计使产品不仅在性能上独领风骚，

且只具有1Ｕ的体积，设备运行噪音低．CPU,电源，风扇均支持冗余备份，风扇可支持在线更换．在集成上变频器的同时配备中频输出口．多项优良的性能使ARRIS产品的平均无故障运行时间１０００００小时以上．

3.Ａｒｒｉｓ公司有一项重要的理念：＂所有产品性能测试在Ａｒｒｉｓ工厂完成＂，为此Arris公司在欧洲和北美设有三大试验室，一个试验室为专业的VOIP试验室， 7x24小时有１００００只以上的EMTA,同主要品牌网关和电信的５号机作各种性能测试．其中两个试验室为专业的CMTS试验室,每个试验室均7X24小时挂接有32000只Cable Modem测试Arris C3,Arris C4产品性能．ＡｒｒｉｓC3,C4产品Cable Modem接入数量均是通过Arris公司设计性能要求和试验室实测验证得出．

4.Arris产品下行支持1024Qam,上行支持256Qam,为此Arris产品提供了业界接入级产品独有的高带宽利用率，由于其双Cpu的架构设计和主要性能指标均通过全FPGA芯片实现的设计体系，其实际网络同时在线Cable Modem数量可达到1000台且在每个用户可保证带宽的情况下．

计算参数：下行调制方式：２５６ＱＡＭ，上行调制方式：６４ＱＡｍ，欧标制式

符号率＝5.9785M

调制指数=2＾8（256）

下行速率＝5978500*8=47900000b/s

1000用户平均速率＝47900000/1000=47900k/s即在最高峰期还可达到拨号的最高接入速率，在用户使用数量低谷期，可达到比ADSL用户接入更高的速率.

5. C3产品在业界独领风骚的抗噪性能：

C3的主要芯片采用最新的针对2.0标准设计的芯片，并采用了独特的数字滤波技术，在芯片提供商原有的抗噪软件处理上，提出了自己的优化方案．

抗脉冲干扰：SNR=-20dB

抗白底噪声：SNR=6dB

C3产品独有的抗噪性能并不是针对低信噪比网络的一种适应，而是针对提供全网的Cable Modem 稳定性而设计的．双向HFC网络由于其信道共享的特性，使其在不同的时间段，受汇集噪声和汇集均衡的影响，其信道质量出现较大的差异．也就针对cmts头端产品提出了能够在网络高峰期，能够在网络用户数量增多，噪声环境变得较为恶劣的情

况下提供接入的稳定性．

6.同时支持多种制式：

Arris产品同时支持欧标和美标，可在10秒钟之内实现两种制式的自动切换．这种特性一方面为用户（同时使用欧美标制式CABLE MODEM）提供了分前端使用的灵活性，同时也降低了使用热备机的投入．比单机只支持欧标或者美标的CMTS具有更大的灵活性．同时也降低了中国区设备提供商的风险，使其能够更快速的为客户提供紧急服务．例如：可在广东地区备有2~3台自适应CMTS可满足全网各种制式CMTS的要求．

7. 每个上行物理信道可支持多种调制方式：

C3同时支持TDMA,SCDMA,ATDMA三种制式．

C3的每个上行物理信道均可划分多达64逻辑子接口,每个逻辑子接口均可定义成不同的调制方式．在第１个物理上行信道可定义QPSK,ATDMA 64 QAM,ATDMA

32Qam,ATDMA,8QAM,SCDMA 128Qam,SCDMA 64Qam.每个Cable Modem 可根据其信道情况和不同时段的噪声情况自动搜索信道和选择适合自己链路特征和Cable Modem芯片特征的信道．

8.支持PACKET Cable标准：

支持PACKET CABLE 标准，支持MGCP协议，提供真正运营级的VOIP支持．Arris公司在全球拥有在VOIP方面最高的市场占有率，拥有成熟的VOIP解决方案和实际应用经验．可为用户增值业务的开展提供良好的应用支持．

9.支持VLAN/VPN功能：

Arris C3 CMTS 支持802.1Q协议，内网支持VSE协议，可架构全城、全网VLan/VPN，提供全城金融机构，医疗，保险，政府等多个专业网的专网接入．也可同光纤接入的专网节点配合，实现Cable Modem的接入的专网用户和光纤接入的专用用户在同一个专网实现数据通信．

10.Arris C3 CMTS 支持二层桥接和三层路由同时并行的模式：

Arris C3 CMTS产品可实现在二层透明传输和三层路由并行的功能，支持PPPOE协议和L2TP协议．普通的用户上网等其它增值业务功能通常是通过路由模式实现．而专用用户则可通过二层桥接和三层路由两种方式来实现，二层桥接可提供更高的速率和安全性．而其二层透明传输其为有线运营提供了更高的灵活性，其保证了其与其它网络的互联互通性（如电信网）．从保护投资的角度考虑，今后网络的互联互通将是大势所趋，如同

时只支持二层桥接或者三层路由则必须对运营业务有所取舍．

11.支持IGMP组播协议：

为开展视频点播业务提供业务支持.

12.支持10M/100M/1000M自适应接入

为以太网接入提供了1000M接入的向上兼容性．

13.支持无线应用

14.支持上行负载均衡

15.内部支持流量、时间等数据统计功能，可提供数据接口给计费系统。

城市热点的2133认证计费系统

简介

https://www.360docs.net/doc/2d3140573.html, 2133 B-RAS 宽带接入服务器是一种专用的以太网宽带接入的智能设备，部署在接入层，会聚层和核心层的出口，支持分布式和堆叠，适用于城域网，大型小区的宽带运营，负责用户的认证，授权和计费，数据采集、实时控制和执行各种网络和计费策略，采用https://www.360docs.net/doc/2d3140573.html,自主开发的网络操作系统，并将数据传送到后台进行处理，配合https://www.360docs.net/doc/2d3140573.html, 的计费软件，共同组成https://www.360docs.net/doc/2d3140573.html,宽带计费管理平台。

https://www.360docs.net/doc/2d3140573.html, 2133 B-RAS 宽带接入服务器支持线速的1000Base-Tx 的L3 层交换，支持L2 L7 层的流分类，在流分类的基础上可以进行基于用户的ACL 和QOS 方面的多种操作，执行各种类型的实时计费控制策略，单台支持16000个用户帐号，最大型号支持8000个用户同时在线。支持负载均衡，双机热备份，可靠性非常高。

一.产品外观

二.产品特点

适应宽带计费实时处理和控制要求，线速的1000Base-Tx 的L3 层交换，实现的现有多种宽带计费策略，并具备基于服务的收费策略。适用于100万

用户以内大用户城域网的计费需求，配合https://www.360docs.net/doc/2d3140573.html,的不同计费软件，具有很强的实用性。

三.产品功能

支持的标准和协议IEEE 802.1d IEEE 802.3 IEEE 802.3u IEEE 802.3x IEEE 802.3z

IEEE 802.1Q IEEE 802.1P IPV4 (RFC1492) TCP (RFC 793) UDP

(RFC 768) ICMP (RFC 792) ARP (RFC 826)TELNET（RFC 854）

RIP1 IGMP

CPU Intel PIII 1.2G

FLASH 64MB

RAM 128MB

端口配置 2 ×1000Base-Tx RJ45 接口模块传输距离100m

100Base-Tx RJ45 网管口

2 × RS-232 RJ45

本地管理接口

本地通信接口

交换容量 4.3 Gbps

转发能力2/3层100M-100M 1000M-1000M

64 字节100% 35%

128 字节100% 68%

512 字节100% 100%

1240 字节100% 100%

1518 字节100% 100%

平均延迟时间34-149 us

IP多播支持

QoS 支持

IP Filtering 支持

MAC地址表16K

登录用户口令保护

简洁易用的配置界面

Mgmt Port https://www.360docs.net/doc/2d3140573.html,的配置界面

统计信息状态信息即时刷新

IP地址分配DHCP(RFC 2131)

DHCP Relay (RFC 1542)

BOOTP (RFC 951)

路由Static 支持备份static route

透传RIP V2 (RFC 1723)

透传OSPF V2（RFC 2328）

NAT 支持静态和动态NAT（RFC 1631）

最大支持32000个TCP/UDP连接

DHCP 支持32个DHCP地址池

DHCP RELAY（RFC 2131）支持最大32个DHCP-RELAY池VLAN VLAN Trunk 802.1q

VLAN终结

VLAN透传，支持针对VLAN的NAT和PAT

安全Fire-walling (IP filtering)

Radius Authentication Dial In user Service (Radius RFC

2138)

计费策略RADIUS client （RFC2865, RFC2866）

按时间，流量，带宽等计费方式，支持包月，计量制，分档制，封顶等多

种计费策略。

支源地址优惠，目标地址优惠，时段优惠，服务计费策略

认证方式W EB+DHCP认证

专用客户端

PPPoE

PPTP

接入协议Authentication via HTTP/HTML (RFC1866)

即插即用不支持

定向到运营商的Portal。

用户登录成功后弹出状态窗口，显示用户使用网络的时长等信息.

多语言版本登录界面

对于VLAN 和帐号密码登录有不同的登录页面

Web登录页面内置，可以定制

支持认证服务器类型本地用户资料认证

Radius 认证

可向计费服务器RADIUS Server发送用户使用网络时长、流量等信息，可

设置2个RADIUS地址。

LDAP 认证

Proxy 认证

提供认证服务本地用户资料数据库

Radius 认证服务器

PPPoE

PPTP

用户管理可实时观测在线人数、统计流量，可观测单个用户的流量和使用网络情况.

可将在线用户强制断开网络，具有日志功能，可统计用户IP地址、MAC

地址等信息

防火墙系统可以限制用户访问某些网址或IP地址，如反动、色情等站点和资源

系统可以全面过滤IP数据包，限制对网络的访问和使用

可以防止IP欺骗和IP地址盗用等

支持MAC和IP地址的绑定，防止用户私设IP地址

旁通可以设置某些IP地址/MAC地址的用户无需认证即可访问网络

可设置用户无需认证即可访问的网络资源——指定特定的网址或IP地址。防止私接功能可以设置用户的最大连接数/线程数

可根据运营商的需求设计多种计费模版，可根据流量、时长、时间段等的

复杂计费策略。

网管专用网管软件并支持远程管理

登陆查看网络情况，包括所有在线用户的IP地址，MAC地址，流量，时

长等。并可以查看接入控制器进程和端口的状态。

Telnet

支持SNMP MIB 和MIB II,。

网管代理支持二次Telnet到内网的网络设备。

产品规格

环境要求环境温度：5?C ~ 40?C

相对湿度：10％~ 90％，不结露。

设备在以下大气压力条件下的环境中应能正常工作：86 ~ 106 kPa

供电：～220VAC电源。

抗电磁干扰的能力：设备在受到0.01~1000MHz频率范围内电场强度为

140dBuV/m的外界电磁干扰时应不出现故障和性能下降。

接地：设备的接地电阻小于5Ω。

功耗80 W

可靠性满足7*24小时不间断工作。

年可用性指标>99.99%

MTBF: >40000h

MTTR: < 30min

配套软件选择https://www.360docs.net/doc/2d3140573.html, 2133 B-RAS Billingware（城域网Access版本）

https://www.360docs.net/doc/2d3140573.html, 2133 B-RAS Billingware（城域网Oracle版本）

型号根据支持同时在线用户划分型号

https://www.360docs.net/doc/2d3140573.html, 2133 B-RAS-2000

https://www.360docs.net/doc/2d3140573.html, 2133 B-RAS-4000

https://www.360docs.net/doc/2d3140573.html, 2133 B-RAS-8000

https://www.360docs.net/doc/2d3140573.html, 2133 B-RAS-8000 G

产品性能