松江燃气公司无线联网解决方案.doc

松江燃气公司
无线联网解决方案

目 录

1．前言 1
2．项目概述 2
3．中国电信无线网络和行业应用介绍 3
3.1 3G简介 3
3.2 4G简介 4
3.3 行业应用优势 5
4．无线VPDN联网解决方案 7
4.1．系统设计原则 7
4.2．系统设计方案 8
5．业务报价 11
6．附录一：名词解释 12
7．附录二：CDMA VPDN安全性分析 13

1．前言
在了解技术要求以后，我们立即组织相关部门进行了深入、细致的研究。根据我们对技术要求的理解，结合我们网络现状和优势，我们精心制作了此方案，敬请贵部审阅。我们相信，凭借中国电信巨大的网络资源、完善的服务、科学的管理以及丰富的经验，中国电信有能力满足此次贵部组网的要求，为贵部提供满意的方案。
由于我们对技术要求的理解可能有不够准确的地方，加之时间紧迫，因此方案中可能会有不符合贵部网络细节的地方，我们热忱欢迎贵部对此方案提出宝贵意见，以便改进和提高我们的工作，为客户提供更好的服务。

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2．项目概述
为响应市政府号召，近期松江天然气希望利用信息技术全面提升管理和服务，客户拟启用新型燃气表具，该表具可无线上网，从而远程实现用气量读取、漏气报警等数据的传输。数据传送的无线网络要求安全可靠。客户规划先进行试点，试点规模数量在800个左右，然后逐步进行推广，最终覆盖全区所有燃气用户，整个数量规模将达到20-30万户。
中国电信集团公司是国有通信企业、中国最大的基础网络运营商、最大的综合信息提供商；拥有世界第一大固定电话网络，网络覆盖全国，服务通达世界各地。成功收购中国联通CDMA无线业务的新中国电信已成为全业务运营商！
中国电信股份有限公司上海分公司是中国电信股份有限公司的分公司。经过多年的建设积累，中国电信上海公司已经形成覆盖全市的基础网络并在基础网络上承载了各种电信增值业务与信息应用，网络、专业、服务、全球布局四项优势凸显。中国电信上海公司在上海城市信息化建设中发挥了主力军作用，与全市19个区县及相关委办签订了信息化合作协议。成功实施了“上海合作组织”峰会和2007年上海世界特殊奥运会的综合信息服务保障。成为了2010年世博会的战略合作伙伴，积极推进世博会、港城、机场等重大项目建设。同时，上海公司加快推进社区信息化、农村信息化、信息化基础平台建设，助力创建和谐社会。
在松江燃气的无线通信项目中，上海电信将全力进行配合，提供通信整体解决方案，为项目的圆满完成做出努力。

3．中国电信无线网络和行业应用介绍
3.1 3G简介
2009年1月7日，3G牌照正式发放，中国电信获得了CDMA 2000EV/DO牌照。中国电信的3G发展之路由此起步。

图3.1 中国电信3G演进之路
中国电信目前使用的CDMA技术为CDMA 1X，可提供153.6Kbps的传输速率。2009年，中国电信的CDMA将过渡到CDMA 2000EV/DO Rev.A标准。在新的标准下，可提供3G服务，最大的传输速率为下行3.1Mbps，上行1.8Mbps，是现有CDMA标准的20倍，从而实现真正的无线宽带，不仅可以满足2G时代的全部应用，带宽提升后，视频等多媒体应用也将成熟和普及。
目前中国电信正在有条不紊的开发和推进3G业务和应用，主要有：
l 移动全球眼业务：通过3G手机，查看视频监控的图像；也可通过移动的3G摄像头，采集动态图像，实现移动的视频监控；
l 移动IPTV业务：通过3G手机，可观看数字电视；
l 高速上网：通过3G高速上网看，可享受宽带冲浪。
手机对讲：可将CDMA手机作为对讲机，实现大范围的对讲通信。
3.2 4G简介
2015年2月27日，中国电信获得LTE FDD牌照。中国电信全面进入了4G时代。
中国电信目前使用的LTE提供4G服务，最大的传输速率为下行100Mbps，上行50Mbps，是现在3G EVDO的50倍，从而实现真正的无线宽带，不仅可以满足3G时代的全部应用，带宽提升后，视频等多媒体应用也将成熟和普及。
LTE改进并增强了3G的空中接入技术，采用OFDMA和MIMO作为其无线网演进的唯一标准。主要特点是在20MHz的频带宽度提供下行100M和上行50M的峰值速率，从而提高了小区的容量，同时也将网络延迟大大降低。
LTE以IP为基础的核心网络架构，其核心网将采用EPC（Evolved Packet Core），LTE核心网的巨大变化是不再支持电路域业务，只提供分组业务，通过IMS实现VoIP业务。LTE网元之间的通信已经完全实现IP化，MME和SGW实现了SGSN功能，PGW实现了GGSN功能。EPC还能支持非LTE无线接入网如CDMA 2000，以实现平滑过渡。

图3.1 LTE相对3G的性能提升
3.3 行业应用优势
中国电信无线数据通信有着广泛的应用，具有以下优势：
l 数据传输速率高：目前中国电信采用CDMA 2000EV/DO Rev.A标准。在该标准下，可提供3G服务，最大理论传输速率下行为3.1Mbps，上行为1.8Mbps。LTE FDD最高数据速率为下行100M和上行50Mbps；在信号覆盖和实际传输速率方面处于领先地位。
l 网络覆盖范围广：目前CDMA无线广域网的覆盖范围已遍布全国，可满足各种野外作业的部署需要，能够满足实时数据/图像传输系统对覆盖范围的要求。
l 良好的实时响应与处理能力由于CDMA 具有“始终在线”特性，使业务认证访问服务变得非常简单、快速，同时加快了响应速度。
l 安全、专有的应用网络：应用先进网络安全手段，对数据传输任何一个环节都进行安全处理，提供了高级别的安全性。
l 项目工期短、网络结构简单、建设成本合理、维护成本低廉，网络具有良好的拓展能力，能够根据将来需求平滑快速升级，可以根据项目需要在应用上适当拓展。
CDMA数据通信除高速上网之外，已经广泛应用于各行各业的生产过程之中，主要的应用有：
l 车载调度和定位：CDMA车辆定位和车辆调度目前已广泛应用于军事、公安、医疗救护、物流运输、出租车调度等领域。
l 移动办公：企业分散点通过CDMA通讯模块与笔记本计算机连接或使用CDMA手机，可实现无线连接企业内部网络，实施简单，安全可靠。
l 银行业应用：CDMA无线数据传输广泛应用于无线ATM机、移动POS机等，为关键交易提供数据传输的保证。
l 工业控制等分散数据采集：跨区的大型企业工业数据采集及控制系统，如石油天然汽、石油管道阀门、罐等参数的采集；环保、气象等相关分散点数据采集监控应用；供电及电力系统远程抄表及数据采集控制等；
l 分散地点的电子认证：关键地点、位置的集中门禁控制系统；以及其它分散地点集中认证有关的认证服务等。
l 其它基于分散点数据采集的系统：其它涉及商务，连锁的应用数据采集，比如连锁商店销售，配货信息的采集和调度；物流公司相关业务的数据采集；地铁、公交站点票务支付等。

4．无线VPDN联网解决方案
根据松江燃气对无线通信的需求，结合上海电信在无线数据通信领域的业务提供能力，我们建议采用基于CDMA EV/DO或LTE的无线通信解决方案。
4.1．系统设计原则
针对公共事业行业对网络的安全性和稳定性要求非常高，因此我公司在方案设计中遵循以下几个重要的原则：
l 网络安全性：随着计算机应用的不断深入和扩大，涉及的部门和信息也越来越多，其中有大量私有的信息在网络上传输，所以对系统安全性的考虑已经成为系统设计的关键，需要从各个方面和角度加以考虑，来保证数据资料的安全。
l 技术先进性和成熟性：网络技术日新月异，可供选择的产品技术众多。选择先进可靠的技术和性能优越的设备，既可以达到高的性能，又为将来网络的升级提供了基础条件。
l 标准化和开放性：网络的最终目的是实现所有计算机和各类资源的互联共享。由于当前多种网络产品并存，在网络系统的每个环节都有相应标准，只有采用遵循国际标准、开放性强的产品,才可以保证各种类型的网络系统间的互联，从而使用户有更大的余地来选择设备厂商，也为未来的网络扩展和升级提供了基础。
l 系统方案升级、扩充性能：网络系统在建成后会有一段很长的运行周期，在该周期内，应用在不断增加，应用的层次在不断升级，因此采用的方案因充分考虑升级、扩充的可行性和便利性。保证客户一次投资，长期受益。

4.2．系统设计方案
松江燃气的CDMA无线联网方案如图4.1所示，方案使用VPDN（Virtual Private Dial-Network）技术，与INTERNET隔离，实现安全的数据传输：
服务器

Firewall

松江天然气数据中心
Router

专线（MPLS VPN以太专线，100M接入，*M限速）

电信LNS 路由器
用户认证，地址分配

电信AAA服务器

L2TP隧道

PGW

PDSN

电信LTE核心网
电信CDMA核心网

PPP拨号连接

CDMA智能燃气表具
LTE智能燃气表具

图4.1 CDMA VPDN无线联网方案
上海电信将为松江燃气开通一个CDMA VPDN专用域名，如****.vpdn.sh。上海电信根据松江燃气业务的需求分配一批CDMA UIM卡（CDMA用户卡，可根据业务需要增加），UIM卡插入智能燃气表具CDMA模块上即可使用。
松江燃气的CDMA无线发起PPP呼叫，数据传递的流程见下图4.2所示：
CDMA AAA
R-P接口建立(1)
PPP LCP阶段(2)
电信
LNS
PDSN
电信AAA

返回LNS IP地址和参数(5)
CDMA上网模块
用户认证 (8)
认证请求(4)

燃气内网
CDMA核心网
BSC/PCF

信道建立

建立L2TP隧道(6)
PPP认证请求(3)

PPP 认证和鉴权(7)

IPCP地址协商和分配(9)

PPP数据通道建立(10)

HTTPS或IPSEC安全传输通道建立(11)

图4.2 CDMA VPDN数据通信流程
上网卡通过PPP拨号方式由CDMA无线网接入，连接到电信CDMA PDSN设备，由CDMA AAA认证服务器提供接入认证，判断卡号和VPDN的对应关系。通过验证后，CDMA PDSN将与电信的LNS路由器之间建立起L2TP专用隧道，将用户名和密码由上海电信的AAA认证服务器验证用户的合法性，并分配内网IP地址（动态分配，松江燃气提供具体IP POOL地址，需分两段地址）。
将来松江燃气如果考虑改用4G接入，用户开通4G业务，改用LTE终端发起拨号，由PGW通过ctvpdn的APN将认证请求消息发至VPDN AAA进行认证，认证通过后，将LNS相关参数返回给PGW，PGW与电信的LNS路由器之间建立起L2TP专用隧道。LNS向VPDN AAA发起第二次请求，AAA认证服务器对用户账号、密码、绑定关系等进行校验。认证通过后，LNS为终端分配用户IP地址。用户LTE终端获得IP地址后，即可访问企业内网。
在具体的操作实施中，松江燃气可以先根据业务需要采购若干数量CDMA UIM数据卡，并申请一条VPDN总头专线（100M 二层MPLS VPN专线到电信LNS路由器，*M限速，电信提供光电转换器，松江燃气准备100M电接口路由器）。总头专线3G/4G共用。
松江燃气将规划的IP拨号地址池告知上海电信，上海电信将地址池配置到LNS路由器上。根据用户要求，电信将VPDN用户配置成统一用户名和密码，卡号与帐号绑定。建议用户安排智能燃气表具错峰拨号，保证30个/分钟请求。且统一账号无法溯源，请用户确保账号妥善管理。(统一用户名和密码配置需政企部同意，方可在大网实施。) 用户开通VPDN功能时，关闭外网功能。
编号
电话号码
拨入用户名
拨入密码
1
189aaaaaaaaa
User@****.vpdn.sh
Password
2
189bbbbbbbb
User@ ****.vpdn.sh
Password
3
189ccccccccc
User@****.vpdn.sh
Password
…..

……
……
N
189nnnnnnnn
User@****.vpdn.sh
Password
UIM卡的申请数量可根据实际需求分批增加，加入VPDN域的卡数量没有上限。

5．业务报价
类型
单价
数量
总计
备注
一次性开通费用
VPDN总头接入
元/线
1

VPDN域名开通费
元/个
1

CDMA UIM上网卡
开通一次性费
元/门
n

月租费
VPDN总头月租费
元/线/月
1

VPDN域名使用费
元/个/月
1

CDMA UIM专线上网
月租费
元/门/月
n

资费分一次性费用和月租两类，具体费用可与销售部门具体协商。
6．附录一：名词解释
AAA
Authentication/Authorization/Accounting
认证、授权和计费服务
BSC
Base Station Controller
基站控制器
BTS
Base Transceiver Subsystem
移动基站
CDMA
Code-Division Multiple Access
码分多址
IPSec
Internet Protocol Security
IP安全协议
L2TP
Layer Two Tunnelling Protocol
二层隧道协议
LNS
L2TP Network Server
L2TP网络服务器
PCF
Packet Control Function
分组控制功能子系统
PDSN
Packet Data Serving Node
数据服务节点
PPP
Point to Point Protocol
点对点协议
VPDN
Virtual Private Dial-Network
虚拟拨号专用网

7．附录二：CDMA VPDN安全性分析
CDMA采用脱胎于军用技术的无线扩频技术，用户端到无线网络接入设备间的无线空中通道目前不可能被破解；无线分组设备到用户终端设备间，采用隧道穿过专线接入，可以有效保证整个系统的安全。要保护整体系统的安全，首先要保证网络本身的安全。必须尽可能地屏蔽外部非法访问及非法数据，对从外部网络连入的终端进行严格的用户认证及控制。针对CDMA VPDN的各环节，提供了6级业务安全保障，从而充分保证网络中数据的绝对安全。
1．第一级安全保障：CDMA空中接口的安全性
CDMA本来就是起源军事保密技术，在战争期间广泛应用于军事领域，具有抗干扰、安全通信、保密性好的特性。进行移动手机信号的窃听一般使用以下三种方法。
首先，需要捕捉到通信信号。在空间中充满了各种各样的无线电波，用户手机信号就混杂在其中。由于CDMA系统采用扩频技术，经过扩频以后的有用信号的频谱被大大地展宽了，用户信号隐蔽在互不相关的信号中，要想捕捉到这一有用信号非常困难。其次，窃听器必须锁定手机用户通信的信号，继而才能分析和破解信息。而CDMA采用快速切换功率控制技术，即便是窃听设备捕捉到了用户手机信号，也不能锁定快速功率切换下的有用信号。第三，需要破解用户信息编码。而CDMA 采用伪随机码技术，用长达42 位的伪随机码来标识区分用户，每次通话都有4.4 万亿种可能的排列，窃听器很难破译出CDMA 的编码。所以CDMA 技术本身就很安全。
2．第二级安全保障：CDMA无线接入的AAA认证
CDMA无线接入网的AAA 认证过程是对用户的域名进行鉴权认证，VPDN 成员是以username@xxx..vpdn.sh 形式登录的，与互联网是完全隔离的。CDMA无线接入网的AAA服务器对登录用户的域名和该用户的UIM卡进行绑定审核验证。验证通过后，方可接入电信运营商CDMA网络。
3．第三级安全保障：CDMA网络和用户网络之间的安全连接
CDMA VPDN用户接入后需要第两次认证，即除了CDMA无线接入网对用户进行认证外，还将由电信的LNS路由器对用户进行二次认证，二级的AAA 服务器将鉴别VPDN成员的用户名和密码的正确性，更进一步提高了网络安全性。电信LNS路由器与和用户网络之间通过MPLS VPN专线连接，保证用户数据与公网隔离。
4．第四级安全保障：用户网络侧的安全防火墙
防火墙技术是目前用来实现网络安全措施的一种主要手段，主要是用来拒绝非法用户的访问，阻止非法用户存取敏感数据，同时允许合法用户顺利访问网络资源。依据系统内事先设定的过滤逻辑，检查数据流中每个数据包后，根据数据包的源地址、目的地址、TCP/UDP 源端口号、TCP/UDP 目的端口号及数据包头中的各种标志位等因素来确定是否允许数据包通过，其核心是安全策略即过滤算法的设计。用户网络可以选用适合于本单位的防火墙产品来保证自己网络数据的安全。
5．第五级安全保障：用户IPSEC的实施
用户CDMA路由器可与用户的内部安全设备之间通过建立IPSEC隧道连接对数据进行加密传输，保证传输数据数据安全。
6．第六级安全保障：应用层的安全性
应用层本身可以通过专用的安全协议（如HTTPS）进行数据加密和传输，进一步提高安全性。

套餐内容:
SIM卡：120元/张（10年，1元/月，5M），流量共享，5M封顶。
VPDN：1000元/线，2M。