邮轮、海洋牧场全光多网融合系统解决方案

  传统的网络组网中，通常采用二层交换机方式进行组网，但随着PON技术在广泛应用，PON技术必将成为成为邮轮、海洋牧场等高端海洋类场所优选的组网技术。

  1、全光基础网络设计

  PON（Passive Optical Network）：无源光纤网络是一种点对多点的光纤传输和接入技术，下行采用广播方式、上行采用时分多址方式，可以灵活地组成树形、星型、总线型等拓扑结构，在光分支点只需要安装一个简单的光分支器即可，因此具有节省光缆资源、带宽资源共享、节省机房投资、建网速度快、综合建网成本低等优点。在PON网络中，分为OLT（光线路终端）、ODN（光分配网）、ONU（光网络单元）、ONT（光网络终端）几个组件，（光配线网中）不含有任何电子器件及电子电源，ODN全部由光分路器（Splitter）等无源器件组成，不需要贵重的有源电子设备。一个无源光网络包括一个安装于中心控制站的光线路终端（OLT），以及一批配套的安装于用户场所的光网络单元（ONUs）。在OLT与ONU之间的光配线网（ODN）包含了光纤以及无源分光器或者耦合器。

  全船基础网络由客房网、办公网以及安全监控网组成，客房网负责为客户提供稳定、安全的语音、视频及卫星接入服务，办公网负责邮轮酒店的正常业务运营，支撑信息化办公等，安全监控网负责邮轮酒店的视频信号的传输与存储，以及承载其它弱电系统数据。

      

                 

系统架构图

  在具体的邮轮场景中，需要考虑的接入业务包括IPTV视频调度、IMS音频调度、WiFi、视频监控、紧急呼叫、上网等多种业务，接入区域包括客服、酒店开放区域、办公区、客房等多个区域，在客房区域考虑采用FTTx模式将ONT部署到房间内，实现多业务的接入；在其他区域考虑采用FTTB模式将ONU部署到公共区域设备间。为保障不同业务之间的不互相干扰，并区分重要业务的服务质量，需要对不同的业务启用不同的VLAN继续区隔，并对VLAN进行Qos标识，按照电话>监控>电视>WiFi>上网的优先级进行配置。

  局端设备

  由于局端设备OLT是汇聚所有ONT、ONU、AinO、AinO+的重要节点设备，考虑到网络的可靠性，设置主备双节点。由于OLT尚未实现冗余热备技术，因此主备OLT主要工作在冷备方式下，两台设备可采用负荷分担方式各自承载一部分业务，当故障出现时，可通过插拔PON接口的方式实现快速回复。两台PON设备的负荷分担方式可考虑按楼层业务或者按房间进行分担，具体分担方式可由网络系统集成商在深度设计时提出。

  OLT设备通过PON口向下汇聚ONU、ONT设备，向上通过GE、10GE接口接入核心交换机，因此设备的自身的可靠性要求也较高。

  末端设备

  根据接入区域和业务的不同，需要使用到的末端设备类型如下。

  AinO终端：用于客房的IMS电话、IPTV电视、上网、紧急呼叫业务的接入，要求至少支持1个上联PON口、3个1000M LAN口、1个POTS电话口，WiFi作为可选功能。

  ONU：用于公共区域、办公区等区域的上网、IPTV、WiFi、监控等业务的接入，根据不同楼层接入点数量的不同，端口数量配置要求有所不同。

  IAD：用于公共区域、办公区等区域的IMS电话业务的接入，根据不同楼层接入点数量的不同，端口数量配置要求有所不同。

  分光器设备：EPON设备理论下行可达1.25Gb/s，上行为1.25Gb/s，实际有效带宽下行/上行约1100M/1100M，最大支持1:64分光，支持二级分光。

  在PON口的使用上，因保障等级不同，建议客房ONT与其他系统ONU采用不同的PON口，避免数据规划上难以区隔业务。

  2、数据核心网

  数据核心网是连接接入网和应用服务的关键设备，由高性能三层交换机、路由器、防火墙及其他安全等设备组成，其中三层汇聚交换机向下用于汇聚PON设备上行端口，向上用于接入各个应用子系统的应用主机服务器；路由器用于酒店与卫星等外部网络进行连接，防火墙用于在网络边界上的安全保障，防止来自外部的网络攻击。

         

客房数据核心网组网拓扑示意图

  高端三层汇聚交换机

  三层汇聚交换机向下用于汇聚PON设备上行端口，向上用于接入各个应用子系统的应用主机服务器，由于汇聚交换机是承上启下的关键节点，建议配置双节点，实现高可靠。

  汇聚交换机通过VLAN方式区分不同的应用业务，各个业务子系统的应用服务器既可以自主网络接入汇聚交换机，也可以将汇聚交换机当作应用服务器的组网设备平行接入。

  邮轮专用流控路由

  流控路由器（Router）是连接各局域网、广域网的设备，它会根据信道的情况自动选择和设定路由，以最佳路径，按前后顺序发送信号。结合高精准7层DPI自动识别技术、多线分流技术以及设备集中管理，实现高效、简单、易维护的用户体验。如下图：

      

  采用高效的DPI引擎、1000+应用识别、无需客户端，快速精准识别网页、视频、游戏、P2等各类七层应用，不同优先级应用指定不同通道。足多运营下，关键应用走优质出口，垃圾流量走性价比高的出口，内部应用走内部专线线路，最大化节省带宽投资。

  多条WAN线路智能选路、主备线路、多线拨号、多线负载均衡等，最大化节省带宽投资、ACL防火墙、流控管控。

  将不同终端出口进行分类，指定一条或多条外线为智能音箱、智能客控等设备的出口，客人上网和办公上网走另外的外线出口，当客房网出现拥塞流量不够是不影响智能设备的网络通信，从而提高酒店智能化系统的健壮性。

  丰富的认证：PPPOE、短信、一键认证、账号密码认证、第三方portal认证等。

防火墙

防火墙指的是一个由软件和硬件设备组合而成、在内部网和外部网之间、专用网与公共网之间的界面上构造的保护屏障.它是一种计算机硬件和软件的结合，使Internet与Intranet之间建立起一个安全网关（Security Gateway），从而保护内部网免受非法用户的侵入，防火墙主要由服务访问规则、验证工具、包过滤和应用网关4个部分组成，防火墙就是一个位于计算机和它所连接的网络之间的软件或硬件。

  防火墙作为实现网络边界隔离的设备，其部署应以安全域划分以及系统边界整合为前提，综合考虑边界风险的程度来设定。在本具体使用场景中，防火墙的主要作用是隔离公网与邮轮客放内部网络之间的威胁，同时兼顾内部各个网络子系统之间互相访问的控制管理。安全区域设置互联网接入区、内部互联区和核心生产区，安全边界均设置在防火墙的不同接口上，防火墙对外直接与外部运营商的上网专线连接。

  3、各子系统覆盖

  1) VOIP音频调度电话系统

  传统电话网络PSTN经历了模拟电话、数字程控电话、NGN软交换电话的演进，现在已经全面演进到基于IMS架构的融合通信电话架构。IMS（IP Multimedia Subsystem）音频调度系统是IP多媒体子系统，是一种全新的多媒体网络架构，它能够满足现在的终端客户更新颖、更多样化多媒体业务的需求。基于VOIP的融合通信电话业务除了提供基础的语音电话服务外，还可以提供联网报警SOS、楼宇呼叫对讲、视频门禁、背景音乐、公共广播、视频电话、电话会议、融合V网、传真等多种补充业务，呼叫控制信令采用SIP协议，采用IP网络作为底层承载网络，实现了灵活的组网。

  2) 视频调度电视子系统

  视频调度系统是基于行业标准的、在IP网络上传送视频及其他信息内容的平台，提供了包括编码器，数字接收机，视频调度系统流媒体服务器，内容分发网络，终端机顶盒（或安卓智能电视机）的端到端 IPTV解决方案。它允许业务提供商更快速有效的集成、实施和管理高质量的视频业务，分发到用户端给用户带来全新的业务体验。同时，邮轮酒店客房视频调度系统解决方案也为诸如电子房价排、多媒体广告、付费点播业务以及订户计费模型等电子商务的集成提供了可靠的支持。

  终端用户将从直观且又友好的用户界面得到极大的用户体验。用户界面提供了用户所有可用的内容和详细信息，更好的支持用户来挑选其感兴趣的内容进行观看，并且支持点播、暂停、重放以及快进等功能操作，用户可以随时随地的进行观看直播电视和点播视频内容，以及体验其他电视业务。

  邮轮客房视频调度系统方案相较于传统广电机顶盒方案在节目资源丰富程度、用户交互式体验效果、画面清晰度、系统造价、技术先进性等方面均有较大优势，是高端邮轮酒店的优选方案。

                        

  邮轮客房视频调度系统由于承载网络较为扁平化，且用户并发规模不大，如采用组播方案，组播复制点设置最低仅可设置在OLT侧，也不能节省传送带宽，但增加了技术实现难度，建议采用单播方案即可满足要求。除了视频点播VOD、直播电视房价牌和多媒体广告外，视频调度系统还可根据酒店的个性化需求提供更加方便快捷的语音控制电视、天气、新闻、航班、旅游、美食、购物、服务指南、呼叫服务、消费查询、信息留言以及滚动字幕等酒店信息服务，并可通过定制开发与邮轮酒店客房的管理系统对接。

  3)无线局域网WLAN子系统

  无线局域网络英文全名：Wireless Local Area Networks；简写为： WLAN。它是相当便利的数据传输系统，它利用射频（Radio Frequency； RF）的技术，使用电磁波，取代旧式碍手碍脚的双绞铜线（Coaxial）所构成的局域网络，在空中进行通信连接，使得无线局域网络能利用简单的存取架构让用户透过它，达到“信息全船随身化”的理想境界。WLAN接入系统主要由接入点设备AP和接入控制设备AC组成，AP是无线用户的接入点。

  WLAN接入控制器(AC)主要完成WLAN用户的接入控制，计费信息采集以及无线业务管理和控制。AP和AC设备包括胖瘦两种架构：胖架构下，AC仅包括“用户接入控制功能”，不含“无线控制功能”。瘦架构下，AC包括“用户接入控制功能”和“无线控制功能”。

  邮轮的公共区域和客房应提供无线局域网WLAN覆盖，根据设计图纸，客房区域的WiFi覆盖采用带WiFi功能的FTTx的AinO终端来满足，公共区域采用瘦AP架构的AP满足。为了彰显邮轮的统一形象，应采用统一的SSID标识，不应使用过多SSID，显得杂乱无章，并提供统一的身份认证鉴权服务，认证形式支持网页认证、微信认证等多种形式。为便于对AP的集中管理，建议采用瘦AP架构建设，采用AC+AP的方式组网建设。

  AP放置在各甲板公共区域，实现对客房、公共区域的覆盖，采用ONU接入，由ONU的POE接口供电。AC、认证服务器放置在酒店核心机房。

  4) 上网/办公网络接入子系统

  邮轮内的数据信息点提供上网浏览业务和办公网络接入业务，在客房里主要提供上网业务，通过部署在客房里头的AinO终端实现业务接入；办公区域的数据信息点提供内部办公网络的接入服务，公共办公区的信息点采用ONU接入。

  5) 视频监控子系统

  视频监控子系统是承载在数据承载网络的一项应用，视频监控主要覆盖公共区域，采用ONU方式接入，ONU要求支持POE供电，为接入的监控设备提供电源接入。视频监控子系统中所需的视频采集、处理、存储和监控设备另行招标，相关技术要求不在此描述。

  6) 背景音乐广播系统

  背景音乐广播子系统服务端延用音频调度业务模块，采用RJ45接口，通过PON网络可直接接入到音频调度中心，楼层音乐系统由酒店客房内部人员登录综合网关进行统一播控，在特定的时间播放背景音乐，也可播放酒店介绍等内容。如遇不测，例如火灾，统一提供报警广播信号。

  7) SOS呼叫对讲子系统

  SOS呼叫对讲子系统服务端延用音频调度业务模块，采用RJ45接口，通过PON网络可直接接入到音频调度中心，每个房间安装一个对讲报警按钮，通过网线连接到客房光终端AinO终端设备，当客人按下报警按钮系统连接到集中监控中心或者前台（话务台）。如遇不测，例如火灾，统一提供报警广播信号。

        

  4、全光多网融合系统特点

  1) 一个管理后台全网管能力 

  多业务综合网关集中统一管理OLT、AinO光猫终端、AinO+终端、IP话机、IP电视等设备，提供端到端可视化管理、状态自动诊断；邮轮IT人员只需要登陆一个管理后台即可实现全网设备和终端的监管，减少专业网管运营管理工作，同时多业务综合网关提供云管理服务，正真的实现“Anytime, Anywhere”。

  2) 终端设备即插即用

  只需要提前在多业务综合网关上配置好每类终端对应业务模板安装人员在每个房间安装好终端设备，连线联网成功后，终端上线自动配置。减少大量的装维工作，即使后期酒店有任何网络需求的更改只需要再系统重新设置下发配置即可完成。

  3) 融合通讯优势

  传输距离：光网络由于信号衰减极小，所以可以无损传输10-20公里。

  带宽：光纤现在已经能达到100TB（10万兆）的传输带宽，理论上无限大的带宽。

  省布线以及施工：电视、电话、网络、以及所有基于可以网络传输的系统都可以。机房到每间客房只需要一根皮线，而且光纤造价低，施工简单。

  升级空间：全光网络由于带宽足够，只需要前端和后端设备，无需布线及施工。

  维护：全光网络在机房到客房之间没有任何有源设备，非物理原因不会损坏，所以维护相当简单，系统可靠性高。

  使用寿命：光纤设计使用年限长、防腐蚀。