新型全業務光纜網絡設計

江 磊

（中國移動通信集團福建有限公司 福州分公司，福建 福州 350001）

責任編輯:許 盈

隨著全業務競爭的深入，全業務網絡承載的業務類型、業務需求隨之增長。作為承載各項業務的底層物理網絡，傳輸光纜網的搭建與延伸直接關系到業務的推廣。如何通過有效地設計與規劃傳輸網，如何有效地提升光纜網運行能力與質量將直接決定運營商在全業務競爭中的地位與競爭能力。本文以全業務運營模式下的業務需求為切入點，回顧前期光纜網設計的弊端與缺陷，提出全業務環境下的光纜網設計思路與建設原則。

1 全業務運營前光纜網概況

前期移動通信運營商的傳輸網絡以承載基站及少量數據業務為主。在此背景下，光纜網的建設以基站為依托，以話音需求為導向，跟隨基站選址而無序延伸，存在明顯的無規劃、無方向性。如圖1所示，沿著主干道鋪設大芯數光纜（圖中黑色加粗部分），用于主體網絡的連接。主干線路周邊的基站（圖中圓圈部分），通過零星鋪設小芯數光纜，接入主干光纜，從而形成了星形或鏈型的接入方式。星型與鏈型組網模式在前期基站廣泛建設階段，由于投資小、實施快等特點被廣泛應用[1]。

但是舊光纜網的建設模式下部分大跨度光纜，由于距離長，導致光功率衰耗嚴重，長期處于臨界運行狀態，部分光纜受限于地理特質，無迂回路由，成為單向長鏈型，均導致傳送網安全性急劇下降，業務長期處于高危狀態。

其次，由于前期光纜網采用逐站接續延伸的方式，即隨著建站點的延伸，光纜從原建站點向新的建站點進行鋪設，所有相鄰站點之間才具備直達光纜，而非相鄰站點間的接續需通過大量的中間站點進行轉接，即跳纖操作，而根據目前的施工工藝，每個跳纖點的引入都將直接導致光功率的明顯下降，從而無法滿足遠距離站點間的光纜接續需求。

再次，由于前期光纜網承載的業務類型單一，業務顆粒度小，聚合度高，光纜芯數小，導致光纜利用率低下，不適合新環境的大面積光纖到戶、光纖到樓的需求。

2 全業務運營下的光纜網模型設計

全業務運行下，小區寬帶、集團專線等高帶寬數信業務成為需求的主要類型。前期的光纜網絡已無法應對紛繁復雜的專線、小區等業務的需要。因此設計適用于全業務的競爭的新型光纜網，以應對高密集性、高帶寬的全業務需求[2]。

目前各大運營商應對全業務的小區寬帶、WLAN、集團專線等數信業務需求均采用了PON網絡結合OTN網絡的基礎組網模式。由PON網絡實現業務的接入與匯聚，由OTN網絡實現大帶寬的局間電路的調度。借鑒SDH組網經驗，全業務光纜組網考慮以SDH光纜網為模型，將SDH光纜網的速率分層原則調整為全業務光纜網的帶寬分層原則。

SDH光纜網按照環網速率與業務級別劃分為3個基準層次:核心層、匯聚層、接入層。核心層負責核心交換機間的鏈路傳輸，傳輸顆粒統一在10 Gbit/s及以上層面。該層面的業務為局間調整業務，實現各區域間的業務向核心交換機的傳送以及各核心交換局之間的信號傳遞，該層面安全級別要求最高，通常采用MSP環網保護與鏈路雙歸保護等實現點對點間的鏈路保護。匯聚層負責匯聚機房間的鏈路傳輸，傳輸顆粒統一限定在2.5～10 Gbit/s層面。該層面的業務為區域內匯聚點間調整業務，實現底層客戶側業務上行信號匯聚，區域內各匯聚設備間的信號互傳，該層面安全級別略低，通常采用MSP環網保護實現。接入層負責用戶節點間的鏈路傳輸，傳輸顆粒多為2～622 Mbit/s。該層面業務為用戶側接入業務，實現各用戶節點的信號上下行接入，而且，該層面安全級別最低，通常采用SNCP環網保護實現[3]。

對應于全業務光纜網而言，PON網絡以OLT作為核心設備，實現區域化的業務聚合以及通過其與交換機能與數通設備直接互聯，實現信號的轉發與處理，而OTN網絡作為大顆粒局間鏈路的傳輸媒介，配合核心設備間、核心設備與數通交換機間的通信實現。分光器作為匯聚設備，實現某一用戶聚集區域內的信號全向接入，通過其無源分光特性，實現區內用戶帶寬的聚合與上行；ONU作為用戶側的接入設備，由分光器單芯連接至用戶側，帶寬小分布廣泛是其基本特性[4]。

依托SDH光纜網模型，全業務光纜網按照帶寬與功能級別劃分為3個基準層次，即主干層、配線層、引入段，如圖2所示。

主干層實際實現的是OTN網絡的搭建，OTN網絡運用密集波分技術，通過波長復用實現了高帶寬的信號傳輸，而OLT作為區域性數信業務的匯聚設備，其需向上層的城域交換機傳遞高帶寬、安全性強的信號流。因此，借助OTN的傳送能力，組建環型結構的OTN環網，將OLT作為盤掛設備與OTN進行GE-10GE速率的光纖對接，進行信號的上傳與下發，這就是主干層光纜必須實現的功用。

配線層實現了OLT與ODN（分光器）間的物理連接。配線層的作用是實現同一OLT覆蓋區域內所有分光器的有效接入。同時，由于分光器作為ONU信號的上下行匯聚設備，其工作情況直接影響到一個區域的信號傳送，出于安全性考慮，也對配線層光纜實施必要的成環操作。

引入段實現分光器至用戶ONU間的物理連接。由于ONU分布廣泛，多為樓內光纜走線，因此成環難度過大。ONU至分光器距離較近，當出現光纜故障時可快速定位并排障。ONU與分光器間采用單芯連接，節省了大量纖芯資源，實現了光纜的有效利用。出于各方面考慮，引入段光纜采用鏈式結構和點對點的單芯連接。

3 新型全業務光纜網設計

3.1 主干層光纜網設計

主干層作為連接OLT和OTN等核心設備的主體網絡，安全與容量為設計的基本要素。為有效提升網絡安全性，傳輸網根據地理條件，采用光纜雙路由模式，不同方向接入設備，組建自愈環。同時根據設備倒換機制，選擇SNC、MS、偽線雙歸等保護機制進行設備側的自愈策略設置，從而確保安全性的保障。同時，在主干層啟用大芯數（96～144芯）的光纜，一方面確保核心節點間光纜出現纖芯損壞時，有充足的備用纖芯用于臨時調纖使用，另一方面，可用纖芯數量的增加確保了主干層業務擴容的可能，通過設備新開端口，新增波道，新建傳輸鏈路的方式可有效應對任何的突發業務需求。

對于主干層光纜具體纖芯接入方式，采用全進全出的光纜接入方式，相鄰站點間直達光纜互連，組環光纜全程雙路由。核心層設備較配線層光交、引入段ONU等設備數量少得多，同時核心節點間的、通過建立相鄰點間的互通光纜，足以應對全網的光纜使用需求。

3.2 配線層光纜網設計

配線層向上與一級和二級主干層光纜網相連，向下與基站及用戶的綜合業務引入點相連，發揮承上啟下的關鍵作用。配線環實現了光分配點之間的相互連接，同時為光分配點與全業務節點之間提供光纜連接的可能。合理的配線環規劃是全業務光纜網的關鍵所在，配線環的可擴展性、安全性與舊光纜網的融合能力等均直接影響到全業務運營的質量。

如圖3所示，全業務組網中，可根據物理路由情況采用3種不同的配線環組網模型。

配線環1為標準型，根據光纜可達性原則，以全業務接入點為圖形的一個端點，沿順時針方向，進行完整的封閉式光纜網組建。標準型的配線環適用于標準化的城區地理環境，即具備路由條件充足，光纜具備雙路由迂回可能，客戶接入點分布道路兩側臨近區域等條件。

配線環2為長鏈成環型，光纜網通過新增光分配點，配合舊的基站式光交，組建不通路由的閉合式環網。該模型適用于前期基站業務發達，但光纜路由匱乏的區域，通過一個適當的光分配點選取，以及兩段光纜的補充實現雙路由配線環。

配線環3為嵌套式配線環，光纜以一個配線環的一個或多個分配點為起終點，根據需要進行基站式光交引入或光分配點新增，從而實現全業務區域的嵌套式拓展。該模型適用于鄉鎮全業務區的覆蓋，鄉鎮區域大多地處偏遠山區或沿海，復雜的地理環境導致光纜資源匱乏，同時偏遠的距離導致其無法向上述兩種模型一樣以全業務節點為組網基點。因此該模型為嵌套型，所有的向主干環上行的業務傳送需經由兩層配線環網實現。

對于配線層光纜具體纖芯接入方式如圖4所示，采用共享纖芯結合獨享纖芯的混合方式。具體設計如下:配線環全程布放大芯數光纜（144芯為例），其中在各光分配點處采用接頭盒光纜破接方式進行分芯處理。每個光分配點處向分光器引入12芯作為獨享纖芯，獨享纖芯的概念就是該纖芯在該分配點處進行成端和設備引接，而在其他的光分配點處不做任何引出操作，從而確保了各光分配點均可利用12芯的獨享纖芯與OLT（1）和OLT（2）實現雙路由直達光纜連接，用于數信業務的開通。此外，抽取配線環的后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處均進行成端，從而確保了光分配點之間的纖芯連接，用于基站業務的開通與傳輸環網的成環操作。

3.3 引入段光纜網設計

引入段光纜用于用戶側設備的接入，實現用戶ONU等設備與分光器間的光纜連接。全業務運行時期，用戶設備多安裝于樓宇的各樓層或公司的機房，受限于區域內物理路由的匱乏，單路由單纖連接實現ONU與分光器的連接為目前運營商常用做法[5]。對于少量高安全級別的業務，在物理路由允許的情況下實施光纜雙路由接入，在設備資源允許的情況下實施設備熱備份與自愈倒換機制，同樣可以作為全業務引入段組網的補充模式加以采用[6]。

4 結語

為應對全業務競爭需要，通過對全業務運營模式下的業務需求為切入點，回顧前期光纜網設計的弊端與缺陷，進行全業務光纜網設計。光纜網以SDH網絡為雛形，以業務帶寬與級別為依據進行網絡分層操作與拓撲規范化設計。針對各層網絡特性與承載業務級別，設計各層光纜網建網思路與纖芯分配原則。新型全業務光纜網一投入運行，立即展現出拓展力強、客戶側便捷接入、光纖利用率高等系列特性，有效支撐了全業務競爭的開展。

[1]江磊.基于大數字微波和虛擬環技術的鏈式傳輸網成環改造[J].現代傳輸，2010（2）:77-79.

[2]陶志強，張勝，嚴炎.全業務網絡端到端業務開通研究[J].數據通信，2011（3）:36-39.

[3]閆芳.接入網SDH傳輸系統的現狀和發展趨勢[J].內蒙古科技與經濟，2006（18）:71-72.

[4]彭曉鵬.數字全業務OTN傳輸方案的設計與實現[J].有線電視技術，2011（6）:94-97.

[5]李思濤，左輝盡.適應FTTH的接入光纜網規劃與建設[J].電信技術，2011（6）:90-92.

[6]潘偉祥，席長偉.有線電視系統中光纖配線產品的選配[J].電視技術，2010，34（3）:21-23.