新型全業(yè)務(wù)光纜網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)

江 磊

（中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)福建有限公司 福州分公司，福建 福州 350001）

責(zé)任編輯:許 盈

隨著全業(yè)務(wù)競(jìng)爭(zhēng)的深入，全業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)承載的業(yè)務(wù)類型、業(yè)務(wù)需求隨之增長(zhǎng)。作為承載各項(xiàng)業(yè)務(wù)的底層物理網(wǎng)絡(luò)，傳輸光纜網(wǎng)的搭建與延伸直接關(guān)系到業(yè)務(wù)的推廣。如何通過有效地設(shè)計(jì)與規(guī)劃傳輸網(wǎng)，如何有效地提升光纜網(wǎng)運(yùn)行能力與質(zhì)量將直接決定運(yùn)營(yíng)商在全業(yè)務(wù)競(jìng)爭(zhēng)中的地位與競(jìng)爭(zhēng)能力。本文以全業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)模式下的業(yè)務(wù)需求為切入點(diǎn)，回顧前期光纜網(wǎng)設(shè)計(jì)的弊端與缺陷，提出全業(yè)務(wù)環(huán)境下的光纜網(wǎng)設(shè)計(jì)思路與建設(shè)原則。

1 全業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)前光纜網(wǎng)概況

前期移動(dòng)通信運(yùn)營(yíng)商的傳輸網(wǎng)絡(luò)以承載基站及少量數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)為主。在此背景下，光纜網(wǎng)的建設(shè)以基站為依托，以話音需求為導(dǎo)向，跟隨基站選址而無序延伸，存在明顯的無規(guī)劃、無方向性。如圖1所示，沿著主干道鋪設(shè)大芯數(shù)光纜（圖中黑色加粗部分），用于主體網(wǎng)絡(luò)的連接。主干線路周邊的基站（圖中圓圈部分），通過零星鋪設(shè)小芯數(shù)光纜，接入主干光纜，從而形成了星形或鏈型的接入方式。星型與鏈型組網(wǎng)模式在前期基站廣泛建設(shè)階段，由于投資小、實(shí)施快等特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用[1]。

但是舊光纜網(wǎng)的建設(shè)模式下部分大跨度光纜，由于距離長(zhǎng)，導(dǎo)致光功率衰耗嚴(yán)重，長(zhǎng)期處于臨界運(yùn)行狀態(tài)，部分光纜受限于地理特質(zhì)，無迂回路由，成為單向長(zhǎng)鏈型，均導(dǎo)致傳送網(wǎng)安全性急劇下降，業(yè)務(wù)長(zhǎng)期處于高危狀態(tài)。

其次，由于前期光纜網(wǎng)采用逐站接續(xù)延伸的方式，即隨著建站點(diǎn)的延伸，光纜從原建站點(diǎn)向新的建站點(diǎn)進(jìn)行鋪設(shè)，所有相鄰站點(diǎn)之間才具備直達(dá)光纜，而非相鄰站點(diǎn)間的接續(xù)需通過大量的中間站點(diǎn)進(jìn)行轉(zhuǎn)接，即跳纖操作，而根據(jù)目前的施工工藝，每個(gè)跳纖點(diǎn)的引入都將直接導(dǎo)致光功率的明顯下降，從而無法滿足遠(yuǎn)距離站點(diǎn)間的光纜接續(xù)需求。

再次，由于前期光纜網(wǎng)承載的業(yè)務(wù)類型單一，業(yè)務(wù)顆粒度小，聚合度高，光纜芯數(shù)小，導(dǎo)致光纜利用率低下，不適合新環(huán)境的大面積光纖到戶、光纖到樓的需求。

2 全業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)下的光纜網(wǎng)模型設(shè)計(jì)

全業(yè)務(wù)運(yùn)行下，小區(qū)寬帶、集團(tuán)專線等高帶寬數(shù)信業(yè)務(wù)成為需求的主要類型。前期的光纜網(wǎng)絡(luò)已無法應(yīng)對(duì)紛繁復(fù)雜的專線、小區(qū)等業(yè)務(wù)的需要。因此設(shè)計(jì)適用于全業(yè)務(wù)的競(jìng)爭(zhēng)的新型光纜網(wǎng)，以應(yīng)對(duì)高密集性、高帶寬的全業(yè)務(wù)需求[2]。

目前各大運(yùn)營(yíng)商應(yīng)對(duì)全業(yè)務(wù)的小區(qū)寬帶、WLAN、集團(tuán)專線等數(shù)信業(yè)務(wù)需求均采用了PON網(wǎng)絡(luò)結(jié)合OTN網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)組網(wǎng)模式。由PON網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的接入與匯聚，由OTN網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)大帶寬的局間電路的調(diào)度。借鑒SDH組網(wǎng)經(jīng)驗(yàn)，全業(yè)務(wù)光纜組網(wǎng)考慮以SDH光纜網(wǎng)為模型，將SDH光纜網(wǎng)的速率分層原則調(diào)整為全業(yè)務(wù)光纜網(wǎng)的帶寬分層原則。

SDH光纜網(wǎng)按照環(huán)網(wǎng)速率與業(yè)務(wù)級(jí)別劃分為3個(gè)基準(zhǔn)層次:核心層、匯聚層、接入層。核心層負(fù)責(zé)核心交換機(jī)間的鏈路傳輸，傳輸顆粒統(tǒng)一在10 Gbit/s及以上層面。該層面的業(yè)務(wù)為局間調(diào)整業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)各區(qū)域間的業(yè)務(wù)向核心交換機(jī)的傳送以及各核心交換局之間的信號(hào)傳遞，該層面安全級(jí)別要求最高，通常采用MSP環(huán)網(wǎng)保護(hù)與鏈路雙歸保護(hù)等實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)間的鏈路保護(hù)。匯聚層負(fù)責(zé)匯聚機(jī)房間的鏈路傳輸，傳輸顆粒統(tǒng)一限定在2.5～10 Gbit/s層面。該層面的業(yè)務(wù)為區(qū)域內(nèi)匯聚點(diǎn)間調(diào)整業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)底層客戶側(cè)業(yè)務(wù)上行信號(hào)匯聚，區(qū)域內(nèi)各匯聚設(shè)備間的信號(hào)互傳，該層面安全級(jí)別略低，通常采用MSP環(huán)網(wǎng)保護(hù)實(shí)現(xiàn)。接入層負(fù)責(zé)用戶節(jié)點(diǎn)間的鏈路傳輸，傳輸顆粒多為2～622 Mbit/s。該層面業(yè)務(wù)為用戶側(cè)接入業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)各用戶節(jié)點(diǎn)的信號(hào)上下行接入，而且，該層面安全級(jí)別最低，通常采用SNCP環(huán)網(wǎng)保護(hù)實(shí)現(xiàn)[3]。

對(duì)應(yīng)于全業(yè)務(wù)光纜網(wǎng)而言，PON網(wǎng)絡(luò)以O(shè)LT作為核心設(shè)備，實(shí)現(xiàn)區(qū)域化的業(yè)務(wù)聚合以及通過其與交換機(jī)能與數(shù)通設(shè)備直接互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的轉(zhuǎn)發(fā)與處理，而OTN網(wǎng)絡(luò)作為大顆粒局間鏈路的傳輸媒介，配合核心設(shè)備間、核心設(shè)備與數(shù)通交換機(jī)間的通信實(shí)現(xiàn)。分光器作為匯聚設(shè)備，實(shí)現(xiàn)某一用戶聚集區(qū)域內(nèi)的信號(hào)全向接入，通過其無源分光特性，實(shí)現(xiàn)區(qū)內(nèi)用戶帶寬的聚合與上行；ONU作為用戶側(cè)的接入設(shè)備，由分光器單芯連接至用戶側(cè)，帶寬小分布廣泛是其基本特性[4]。

依托SDH光纜網(wǎng)模型，全業(yè)務(wù)光纜網(wǎng)按照帶寬與功能級(jí)別劃分為3個(gè)基準(zhǔn)層次，即主干層、配線層、引入段，如圖2所示。

主干層實(shí)際實(shí)現(xiàn)的是OTN網(wǎng)絡(luò)的搭建，OTN網(wǎng)絡(luò)運(yùn)用密集波分技術(shù)，通過波長(zhǎng)復(fù)用實(shí)現(xiàn)了高帶寬的信號(hào)傳輸，而OLT作為區(qū)域性數(shù)信業(yè)務(wù)的匯聚設(shè)備，其需向上層的城域交換機(jī)傳遞高帶寬、安全性強(qiáng)的信號(hào)流。因此，借助OTN的傳送能力，組建環(huán)型結(jié)構(gòu)的OTN環(huán)網(wǎng)，將OLT作為盤掛設(shè)備與OTN進(jìn)行GE-10GE速率的光纖對(duì)接，進(jìn)行信號(hào)的上傳與下發(fā)，這就是主干層光纜必須實(shí)現(xiàn)的功用。

配線層實(shí)現(xiàn)了OLT與ODN（分光器）間的物理連接。配線層的作用是實(shí)現(xiàn)同一OLT覆蓋區(qū)域內(nèi)所有分光器的有效接入。同時(shí)，由于分光器作為ONU信號(hào)的上下行匯聚設(shè)備，其工作情況直接影響到一個(gè)區(qū)域的信號(hào)傳送，出于安全性考慮，也對(duì)配線層光纜實(shí)施必要的成環(huán)操作。

引入段實(shí)現(xiàn)分光器至用戶ONU間的物理連接。由于ONU分布廣泛，多為樓內(nèi)光纜走線，因此成環(huán)難度過大。ONU至分光器距離較近，當(dāng)出現(xiàn)光纜故障時(shí)可快速定位并排障。ONU與分光器間采用單芯連接，節(jié)省了大量纖芯資源，實(shí)現(xiàn)了光纜的有效利用。出于各方面考慮，引入段光纜采用鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的單芯連接。

3 新型全業(yè)務(wù)光纜網(wǎng)設(shè)計(jì)

3.1 主干層光纜網(wǎng)設(shè)計(jì)

主干層作為連接OLT和OTN等核心設(shè)備的主體網(wǎng)絡(luò)，安全與容量為設(shè)計(jì)的基本要素。為有效提升網(wǎng)絡(luò)安全性，傳輸網(wǎng)根據(jù)地理?xiàng)l件，采用光纜雙路由模式，不同方向接入設(shè)備，組建自愈環(huán)。同時(shí)根據(jù)設(shè)備倒換機(jī)制，選擇SNC、MS、偽線雙歸等保護(hù)機(jī)制進(jìn)行設(shè)備側(cè)的自愈策略設(shè)置，從而確保安全性的保障。同時(shí)，在主干層啟用大芯數(shù)（96～144芯）的光纜，一方面確保核心節(jié)點(diǎn)間光纜出現(xiàn)纖芯損壞時(shí)，有充足的備用纖芯用于臨時(shí)調(diào)纖使用，另一方面，可用纖芯數(shù)量的增加確保了主干層業(yè)務(wù)擴(kuò)容的可能，通過設(shè)備新開端口，新增波道，新建傳輸鏈路的方式可有效應(yīng)對(duì)任何的突發(fā)業(yè)務(wù)需求。

對(duì)于主干層光纜具體纖芯接入方式，采用全進(jìn)全出的光纜接入方式，相鄰站點(diǎn)間直達(dá)光纜互連，組環(huán)光纜全程雙路由。核心層設(shè)備較配線層光交、引入段ONU等設(shè)備數(shù)量少得多，同時(shí)核心節(jié)點(diǎn)間的、通過建立相鄰點(diǎn)間的互通光纜，足以應(yīng)對(duì)全網(wǎng)的光纜使用需求。

3.2 配線層光纜網(wǎng)設(shè)計(jì)

配線層向上與一級(jí)和二級(jí)主干層光纜網(wǎng)相連，向下與基站及用戶的綜合業(yè)務(wù)引入點(diǎn)相連，發(fā)揮承上啟下的關(guān)鍵作用。配線環(huán)實(shí)現(xiàn)了光分配點(diǎn)之間的相互連接，同時(shí)為光分配點(diǎn)與全業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)之間提供光纜連接的可能。合理的配線環(huán)規(guī)劃是全業(yè)務(wù)光纜網(wǎng)的關(guān)鍵所在，配線環(huán)的可擴(kuò)展性、安全性與舊光纜網(wǎng)的融合能力等均直接影響到全業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)的質(zhì)量。

如圖3所示，全業(yè)務(wù)組網(wǎng)中，可根據(jù)物理路由情況采用3種不同的配線環(huán)組網(wǎng)模型。

配線環(huán)1為標(biāo)準(zhǔn)型，根據(jù)光纜可達(dá)性原則，以全業(yè)務(wù)接入點(diǎn)為圖形的一個(gè)端點(diǎn)，沿順時(shí)針方向，進(jìn)行完整的封閉式光纜網(wǎng)組建。標(biāo)準(zhǔn)型的配線環(huán)適用于標(biāo)準(zhǔn)化的城區(qū)地理環(huán)境，即具備路由條件充足，光纜具備雙路由迂回可能，客戶接入點(diǎn)分布道路兩側(cè)臨近區(qū)域等條件。

配線環(huán)2為長(zhǎng)鏈成環(huán)型，光纜網(wǎng)通過新增光分配點(diǎn)，配合舊的基站式光交，組建不通路由的閉合式環(huán)網(wǎng)。該模型適用于前期基站業(yè)務(wù)發(fā)達(dá)，但光纜路由匱乏的區(qū)域，通過一個(gè)適當(dāng)?shù)墓夥峙潼c(diǎn)選取，以及兩段光纜的補(bǔ)充實(shí)現(xiàn)雙路由配線環(huán)。

配線環(huán)3為嵌套式配線環(huán)，光纜以一個(gè)配線環(huán)的一個(gè)或多個(gè)分配點(diǎn)為起終點(diǎn)，根據(jù)需要進(jìn)行基站式光交引入或光分配點(diǎn)新增，從而實(shí)現(xiàn)全業(yè)務(wù)區(qū)域的嵌套式拓展。該模型適用于鄉(xiāng)鎮(zhèn)全業(yè)務(wù)區(qū)的覆蓋，鄉(xiāng)鎮(zhèn)區(qū)域大多地處偏遠(yuǎn)山區(qū)或沿海，復(fù)雜的地理環(huán)境導(dǎo)致光纜資源匱乏，同時(shí)偏遠(yuǎn)的距離導(dǎo)致其無法向上述兩種模型一樣以全業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)為組網(wǎng)基點(diǎn)。因此該模型為嵌套型，所有的向主干環(huán)上行的業(yè)務(wù)傳送需經(jīng)由兩層配線環(huán)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)。

對(duì)于配線層光纜具體纖芯接入方式如圖4所示，采用共享纖芯結(jié)合獨(dú)享纖芯的混合方式。具體設(shè)計(jì)如下:配線環(huán)全程布放大芯數(shù)光纜（144芯為例），其中在各光分配點(diǎn)處采用接頭盒光纜破接方式進(jìn)行分芯處理。每個(gè)光分配點(diǎn)處向分光器引入12芯作為獨(dú)享纖芯，獨(dú)享纖芯的概念就是該纖芯在該分配點(diǎn)處進(jìn)行成端和設(shè)備引接，而在其他的光分配點(diǎn)處不做任何引出操作，從而確保了各光分配點(diǎn)均可利用12芯的獨(dú)享纖芯與OLT（1）和OLT（2）實(shí)現(xiàn)雙路由直達(dá)光纜連接，用于數(shù)信業(yè)務(wù)的開通。此外，抽取配線環(huán)的后48芯作為共享纖芯使用，共享纖芯的概念就是該纖芯在各分配點(diǎn)處均進(jìn)行成端，從而確保了光分配點(diǎn)之間的纖芯連接，用于基站業(yè)務(wù)的開通與傳輸環(huán)網(wǎng)的成環(huán)操作。

3.3 引入段光纜網(wǎng)設(shè)計(jì)

引入段光纜用于用戶側(cè)設(shè)備的接入，實(shí)現(xiàn)用戶ONU等設(shè)備與分光器間的光纜連接。全業(yè)務(wù)運(yùn)行時(shí)期，用戶設(shè)備多安裝于樓宇的各樓層或公司的機(jī)房，受限于區(qū)域內(nèi)物理路由的匱乏，單路由單纖連接實(shí)現(xiàn)ONU與分光器的連接為目前運(yùn)營(yíng)商常用做法[5]。對(duì)于少量高安全級(jí)別的業(yè)務(wù)，在物理路由允許的情況下實(shí)施光纜雙路由接入，在設(shè)備資源允許的情況下實(shí)施設(shè)備熱備份與自愈倒換機(jī)制，同樣可以作為全業(yè)務(wù)引入段組網(wǎng)的補(bǔ)充模式加以采用[6]。

4 結(jié)語

為應(yīng)對(duì)全業(yè)務(wù)競(jìng)爭(zhēng)需要，通過對(duì)全業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)模式下的業(yè)務(wù)需求為切入點(diǎn)，回顧前期光纜網(wǎng)設(shè)計(jì)的弊端與缺陷，進(jìn)行全業(yè)務(wù)光纜網(wǎng)設(shè)計(jì)。光纜網(wǎng)以SDH網(wǎng)絡(luò)為雛形，以業(yè)務(wù)帶寬與級(jí)別為依據(jù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)分層操作與拓?fù)湟?guī)范化設(shè)計(jì)。針對(duì)各層網(wǎng)絡(luò)特性與承載業(yè)務(wù)級(jí)別，設(shè)計(jì)各層光纜網(wǎng)建網(wǎng)思路與纖芯分配原則。新型全業(yè)務(wù)光纜網(wǎng)一投入運(yùn)行，立即展現(xiàn)出拓展力強(qiáng)、客戶側(cè)便捷接入、光纖利用率高等系列特性，有效支撐了全業(yè)務(wù)競(jìng)爭(zhēng)的開展。

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