末端一體化接入光纜解決方案

李展安，李名君，李云霞，王玉磊

（中國移動通信集團設計院有限公司湖南分公司，湖南 長沙 410000）

0 引 言

2019年6月6日，工信部正式向中國電信、中國移動、中國聯通、中國廣電發放5G商用牌照，標志著5G時代正式開啟，三大運營商的5G網絡建設加快，紛紛公布5G體驗套餐。相對于4G接入網的基帶處理單元（BBU）和射頻拉遠單元（RRU）兩級架構，5G無線接入網（RAN）的架構有了較大變化，演進為集中單元（CU）、分布式單元（DU）和有源天線處理單元（AAU）三級架構[1]。與之對應，5G傳輸承載也由4G時代的回傳、前傳演變為前傳、中傳和回傳三級新型網絡架構，前傳需求不僅給綜合業務接入區主干層及配線層帶來了巨大壓力，同時也給末端接入光纜帶來了巨大考驗。

中國移動作為基礎網絡運營商，固網運營的后來者，在近年的寬帶網絡建設及業務發展中也取得了顯著成績。大規模和快速的網絡建設中，移動管線資源有了較大提升，但在城市通信管道、光纜結構和容量依然存在較多不足。如何降低建設投入，提升資源利用率，快速響應業務需求是一個需持續研究的課題。本文進一步延伸中國移動“一張光纜網”的建網思路，結合無線網、政企、家客等需求，從一體化接入的角度介紹末端光纜建設方案。

1 末端需求特點分析

ODN網絡結構是以綜合業務接入機房為中心，采用主干層、配線層及末端引入層的三層架構建設，主干層光纜即連接一級分纖點和匯聚機房，以環型結構為主[4]；再根據客戶群特征劃分若干個微網格[2]，微網格內設置二級分纖點，配線層光纜即連接一級與二級分點，主要有星型、樹型和環型三種結構；末端引入層光纜從二級分纖點延伸至物理點。一張光纜網基本實現了主干和配線層的綜合承載，要進一步實現末端一體化接入光纜方案，必須分析末端各類業務需求，理清網絡結構，找出網絡的共同點，合理規劃光纜網絡架構，形成一個相對穩定、調度靈活、低損的光纖配線系統。

1.1 PON系統架構

以OLT為中心，ONU與OLT通過裸光纖連接，組成一個星型網絡。為減少光纖資源調度，提高纖芯使用效率，引入了無源器件——分光器。通過分光器進行逐級收斂，組成一個樹型架構的網絡，通常有一級和二級分光兩種方式。這種架構與主干光纜的獨享配纖方式及配線光纜星型或鏈型配纖方式一致。一級分光可視用戶規模、分布、密度情況，選擇二級分纖點或物理點內部部署。

1.2 接入層PTN系統架構

接入層PTN系統是基于基站回傳、中傳需要，建立的環形或環帶鏈形的網絡結構。基站就近接入二級分纖點或選擇接入同一主干環但歸屬不同一級分纖點下的兩個二級分纖點，再通過一級分纖點的調度，形成PTN接入環。這種架構與主干光纜中的共享配纖方式是一致，且可通過業務區的聯絡光纜實現雙規組網。同一物理點內部署在客戶側的若干小型化PTN設備都通過星型接入一端大容量PTN，實現收斂后再接入傳輸網。

1.3 無線組網架構

無線網絡覆蓋向分層立體異構發展，技術及基站設備發展日新月異。通常有C-RAN/D-RAN、光纖分布系統、分布式皮及一體化皮等多種建網形式，網絡結構為星型或鏈型。5G RAN前傳主要通過主干層、配線層級引入光纜承載，5G RAN回傳/中傳主要通過主干層級匯聚層光纜承載。當采用CU和DU合適時，僅有DU至AAU間的前傳，當DU下沉時，則由CU與DU間的中傳和DU與AAU間的前傳需求。同一物理點內，根據設備供電方式不同，通常有分布式取電和集中式供電兩種情況。

情景一：集中取電，采用光電復合纜，因為復合纜芯數小，且造價高，僅適用于小規模系統建設，此方式僅能復用引入纜，光電復合纜宜隨基站工程單獨建設；電源線單獨布放或鐵塔公司統一建設配電系統，

情景二：集中取電，電源線單獨布放或是分布式取電，這是建站的普遍方式，此時可考慮物理點內統一建設光纖配線系統。

圖1為末端網絡各系統物理連接示意圖。

圖1 末端網絡各系統物理連接示意圖

當無線采用集中取電，電源線單獨布放或是分布式取電時，則同一物理點可通過考慮接入及內部光纖配線一體化的方式來解決多種業務的需求。

2 一體化接入光纜建設方案

綜合業務接入區微網格建設，將覆蓋范圍進一步細分為多個覆蓋半徑為100～300 m、無縫銜接的區域，要求微網格內的各類業務接入所屬二級分纖點，對光纜進行收斂，從而對業務區進行精細化管理。某移動在有線寬帶接入建設中，根據用戶特點，將微網格內各類建筑再細分住宅小區、沿街商鋪、商住樓宇、專業市場、商務樓宇、工業園區、獨立政企、大專院校等建設場景，然后以物理點為單位進行光纜覆蓋建設，進一步提出一條光纜實現物理點內各種業務接入，更好地穩定微網格內光纜架構，提高光纖使用率，降低建設成本，更好地實踐降本增效。

2.1 一體化接入建設思路

根據物理點的用戶數量、分布等特點，以及滿足用戶至分纖箱的接入距離不宜超過100 m的建設要求，在適當位置設置若干分纖箱，作為用戶業務接入點；分纖箱間通過光纜相連，根據業務需求預留好纖芯，形成一個以物理點為單位的光纖配線系統，實現各類業務的接入與調度。圖2為一體化接入光纜解決方案示意圖。

2.2 光纜組織架構

將物理點內樓宇之間、樓層之間相互連接的光纜從外到內依次劃分為引入光纜、樓間（水平）光纜、層間（垂直）光纜、RRU引接光纜、入戶線纜等五種。圖3為物理點內光纜組織架構圖，一體化接入主要考慮引入光纜、樓間光纜和層間光纜三部分。

圖2 一體化接入光纜解決方案示意圖

圖3 物理點內光纜組織架構圖

（1）對于物理點引入，是指物理點內匯接光交至二級光交間的光纜，滿足物理點內全業務接入需求，一步建設到位，避免后期頻繁擴容。匯接光交（配線架）優先部署在機房或配線間，以便進行有源設備部署；匯接光交及引入光纜容量應根據長期需求，做適當冗余。

（2）對于物理點內部，主要完成樓間（水平）光纜、樓內（垂直）光纜及分纖箱的建設，以匯接光交為中心，向各樓宇延伸；各樓宇配線箱通過星型或鏈形配線方式接入匯接光交，在樓宇底部完成配纖，并做適度冗余；樓層分纖箱通過鏈形配線方式接入樓宇配線箱，均衡分布。

（3）RRU引接光纜由無線專業完成，可就近通過分纖箱引入，滿足接入光纜距離不大于80 m。

（4）對于入戶線纜，兩國標樓宇由開發商統一完成，非兩國標的樓宇由裝維完成。

2.3 光纜容量測算

根據光纜組織架構模型，光纜容量測算重在引入光纜和樓間光纜。通常住宅小區、沿街商鋪、商住樓宇、專業市場等場景聚集家庭客戶、個體工商戶、小微企業等客戶，優選二級分光方式，分光比不大于1:64，用戶密集較高時采用1:4+1:16，用戶密度適中時采用1:8+1:8[2]；商務樓宇、工業園區、獨立政企等場景以大中型企業、黨政軍等客戶為主，優選一級分光方式，可根據需求選擇1:8、1:16及1:32等分光比。

無線網絡向著4G/5G協同發展，主要考慮BBURRU間及DU-AAU間的光纖直連需求。通常每個AAU（RRU）與DU（BBU）的連接需要2芯，當AAU和DU采用BiDi（單纖雙向）光模塊時，連接的光纖數為1芯[3]。通常，宏基站每個4G和5G共站址建設需要24～36芯；室內系統可分為傳統室分、光分布、基帶拉遠三大類，根據覆蓋環境及需求不同選擇建設方式，通常設備連接需求是2芯。引入光纜需求測算如表1所示，其中拉遠站按照物理點預留，有需求時從匯接光交進行延伸接入。此外，當某一物理點開通數據專線超過4條時，可考慮無源波分器件或下沉小型化設備匯聚。

樓宇間光纜需求測算如表2所示，其中數據專線潛在客戶一般為黨政軍、大中型企業分支結構、營業網點等。

表1 引入光纜需求測算

表2 樓宇間光纜需求測算

綜合表1和表2需求測算模型，以兩棟32層構成的雙塔建筑為例，容納企業客戶約260戶，商戶200戶，無線基站采用拉遠方式建設。考慮冗余的情況下，建議引入光纜選用48芯，樓間光纜選用24芯。當同一物理點引接光纜芯數大于96芯時，建議考慮設備下沉方案，減少裸光纖調度。

3 結 論

某移動從2009年啟動數據寬帶網建設以來，從城域網到綜合業務區、再到微網格建設，每一步的探索都是在追求一個穩定光纜架構方案，減少重復投資，降低建設投入。本文通過研究末端業務需求及特點，從微網格進一步延伸到以物理點為單位的光纜預覆蓋建設思路，形成一個內在的一體化的光纖配線系統，為末端網絡建設提供了一個一體化的解決方案，在降本增效的大環境下具有很強的實際意義。