構建綜合承載光網絡

張奕安　中國電信安溪分公司副總經理

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構建綜合承載光網絡

張奕安中國電信安溪分公司副總經理

摘要“寬帶中國”是國家級戰略，實現高速寬帶接入的主流媒介是光纖。運營商在無線網絡、專線等建設中，需要大量的光網絡資源。如何利用運營商已有的機樓、管道等資源，科學規劃一個滿足中遠期需求，快速建設一個綜合承載光網絡是一個值得探索的課題。本文基于多年光網絡建設經驗，對綜合承載光網絡的規劃和建設進行了一定的探討。

關鍵詞光網絡網絡規劃FTTH

1　引言

2011年2月16日，中國電信集團公司正式啟動“寬帶中國·光網城市”工程，提出中國電信寬帶用戶的接入帶寬將在3～5年內躍升10倍以上，并將持續快速提升；資費將在3年左右迎來“跳變期”，并將持續下降；南方城市將全面實現光纖化，核心城區全部實現光纖接入，最高接入帶寬達到100M，城市家庭接入帶寬普遍達到20M以上的目標。

2013年8月17日，國務院發布了“寬帶中國”戰略實施方案，部署未來8年寬帶發展目標及路徑，意味著“寬帶戰略”從部門行動上升為國家戰略，寬帶首次成為國家戰略性公共基礎設施。

用“全光網絡”實現以上的需求是毋庸置疑的，但是國內運營商已經投巨資建成了龐大的有線電纜網絡，如何利用已有的機樓、管道、桿路等資源，快速科學地建設光纜網絡，是一個值得研究的課題。同時，我國幅員遼闊，組網場景復雜，如何有效經濟地滿足各類用戶需求，也是值得探索的。

在云計算的環境下，傳統網絡的封閉性不足以支撐面對海量用戶的互聯網業務的快速變化，只有通過構建開放的網絡架構，使網絡資源對業務應用可視化，并且網絡資源能夠跟業務應用進行智能聯動，才能大幅提升網絡的靈活性，滿足云計算業務的需求。SDN技術能夠很好地支撐傳統網絡由“靜態”到“動態”，由“物理網絡”到“虛擬網絡”的轉變。基于SDN技術構建大二層、彈性靈活、可自動化部署的云化數據中心網絡是必然的發展趨勢。

本文基于福建省泉州電信近十年光網絡建設經驗，對沿海發達區域的光網絡組網進行了一定的探討。

2　光網絡的承載

光網絡按照全業務承載進行規劃。從網絡的維度，包括無線網絡基站接入、個人公眾用戶、專線用戶、專網用戶等。

●無線網絡基站接入：在大量使用BBU-RRU組網的無線網絡中，大量使用接入層的光網絡。如果完全獨立建設，則成本過高。

●個人公眾用戶：業務包括固定電話、家庭寬帶、IPTV、視頻監控等。目前二層以上使用PON設備，這部分是光網絡規劃的主要滿足對象。

●專線用戶：目前大量的專線用戶承載在MSTP、PTN、PDH、VPN、IPRAN等設備上，用戶比較分散，但仍需考慮承載。

●專網用戶：部分高端用戶只租用運營商物理線路，自行使用設備進行組網，這部分用戶相對集中。但由于專網數量多，單獨建設成本高，所以也考慮承載。

以上業務基本涵蓋了運營商的所有網絡及用戶的接入，所以實際上規劃的是一個綜合接入光網絡。

3　光網絡的規劃

3.1基本原則

在FTTH的規劃設計過程中，必須先明確規劃范圍、顆粒度、滿足期等，以便整體規劃科學、有序推進，達到預期的目的。

●規劃范圍：以縣（市）為單位統一規劃，按照“一次規劃、分布建設”的原則，科學布局，根據業務發展需要，有序推進光網建設，銅纜網分步退網。在規劃范圍劃分過程中，應該與市場銷售部門積極配合，將區域劃分為城區、發達鄉鎮區、鄉鎮區、發達農村、一般農村等，以行政區域為第一級維度、結合各級光節點的分布，以網格化規劃為目標劃定所有網格。

一個規劃區可劃分為多個網格，每個網格可以依據道路、河流、綠地、小區圍墻等天然障礙物劃分邊界，網格大小可依據用戶發展情況進行調整，建議用戶越密集的區域網格劃分得越小，但原則上不能割裂現有網絡最小網絡單元（電纜交接箱）的覆蓋范圍。每個網格都是一個可單獨管理的單位，并應具備一系列屬性（如編號、城區/農村性質、用戶規模、網絡規模等），以便于以網格為單位的網絡建設、市場營銷及指標考核。

常規情況下，區域的發達程度決定業務的發展程度，規劃可以根據區域經濟現狀、業務發展需求等，統籌規劃落地的先后順序。

●顆粒度：明確OLT節點、主干光節點、配線光節點的設置及主干光纜、配線光纜的分階段建設計劃。

●滿足期：根據前端的業務發展規劃，設定網絡規劃的滿足期，一般為3～5年。

3.2規劃的指導意見

應注意與傳統交換節點退網結合，按照“由下至上”的順序，通過積極地“光進”為傳統交換節點的有序退網創造條件。在有條件的情況下，應盡可能爭取整個端局的完整退網，遵循“少局所、大容量”規則。

光網絡網絡實施時，應把握網絡的總體性，按照“從上往下”、“先主干、后配線”的順序分步實施，確保整體網絡架構的穩固以及后續擴容的平滑，避免今后出現大規模的調整。對于現有的光網絡網絡，應進行梳理及延伸，使之能滿足FTTH的需要。

“銅退”工作應以母局、模塊局、接入網MDF出局的銅纜網為單位做片區劃分，按輕重緩急的情況逐步推進。

3.3光網絡的規劃建設

3.3.1主干光節點的設計

主干光節點（FP點）用于匯聚多條配線光纜，建議每6～10個配線光節點（DP點）設置一個主干光節點（FP點）。主干光節點應設置在管道路由豐富、易于擴容的位置，首選條件較好的模塊局、接入網機房進行設置，并可根據實際情況選擇路由豐富、環境安全的室外一級光交接箱作為主干光節點的補充。主干光節點（FP點）覆蓋半徑建議為：密集市區300～500m、一般城區、鎮區500～800m；農村區域800～2000m。

主干光節點配置的主干纖芯數與配線光纜纖芯數配比建議在1：1.2左右；規劃為OLT節點的主干光節點配置的主干纖芯數應根據OLT對PON接入用戶的收斂情況進行選擇。主干光纜的結構建議以環形+樹形為主，環形結構光纜的配纖方式建議采用環形不遞減的公共纖+獨占纖方式配纖；樹形結構光纜采用遞減方式配纖，當主干光纜經過某一光節點時，只上下該節點需求的纖芯數量。

3.3.2配線光節點的設計

配線光節點（DP點）是引入光纜的物理匯聚節點，其作用是將多條引入光纜收斂為一條大芯數的配線光纜。配線光節點的設置應節省光纜投資，避免大量小芯數光纜上聯至主干光節點，并提高客戶接入的響應速度。

建議城市區域每個配線光節點（DP點）的覆蓋范圍在100～300m，鄉鎮區每個配線光節點的覆蓋范圍在200～400m，農村每個配線光節點的覆蓋范圍在300～600m。寫字樓按1棟寫字樓1個DP點設置，酒店式公寓按1棟酒店式公寓設置1個DP點，農村以自然村為界設置DP點。配線光節點的形態可選擇為光交接箱或光交接間，光交接箱內應預留安裝分光器的空間。

配線光纜結構以星樹形為主，配線光纜與引入光纜的纖芯配比應根據分光方式和分光比選擇，一般選擇12～48芯光纜。

3.3.3分光比及分光器的設計

分光比應盡可能選擇64路及以上分光比的建設模式。對于分光級數的選擇，應綜合考慮ODN組網的靈活性和成本，建議首選二級分光。

設置分光器時，應提高每個PON口和光分路器的利用率，其設置原則建議如下：

（1）根據用戶分布密度及分布形式，選擇最優化的光分路器組合方式和合適的安裝位置，第一級和第二級光分路器的分路比乘積不應大于總分路比（64）。

（2）分光器根據其不同型號、分光比，可靈活設置在主干光節點ODF或交接箱（FP點）、配線光節點ODF或交接箱（DP點）、用戶光節點樓道光交接箱或分纖箱（AP點）等處。

（3）對于新建小區（3家運營商共建共享區域），全部采用一級分光模式，非共建共享區域，可考慮采用二級分光。

規劃階段就應核算PON網絡光功率，避免設計、施工階段因ODN網絡的衰耗過大導致整個規劃布局重新調整。

4　FTTH的規劃

4.1OLT的規劃

（1）OLT的部署應充分利用現有機房，盡可能集中設置，主要需考慮到將來大規模FTTH的需求不至于引起現網出現大規模的調整優化。

（2）對于FTTH用戶密集、用戶數大的區域，可考慮將OLT放置在位于接入主干光纜上的大的接入點機房，但不宜設置在住宅小區和商務樓宇內。

（3）對于FTTH與FTTB/FTTN共存于同一OLT設備、且FTTH用戶較少的情況，應優先考慮通過擴容接入主干光纜來滿足FTTH方式占用光纖相對較多的問題，并盡可能避免由于FTTH建設而下移OLT的位置。

（4）OLT覆蓋范圍應遵循覆蓋區域內總投資最低（管線投資和機房投資）的原則。結合各場景的主流分光比與光功率損耗情況，OLT覆蓋范圍建議如：城區覆蓋半徑為1～2km（覆蓋面積：5～10km2）；鄉鎮區覆蓋半徑2～3km（覆蓋面積：10～20km2）；發達農村覆蓋半徑3～5km（覆蓋面積：20～50km2）；農村覆蓋半徑5～20km（覆蓋面積：50km2以上）。

4.2入戶施工

（1）新建小區、辦公樓等，建議皮纜一次性建設到位，原有區域的公共覆蓋，采用皮纜“放裝”模式，用戶有業務需求時才布放皮纜入戶，這在一定程度上節約了工程投資。

（2）根據皮纜的布放場景，科學地選擇室內（外）型皮纜。

（3）在皮纜敷設過程中，應嚴格注意光纖的拉伸強度、彎曲半徑，避免光纖被纏繞、扭轉、損傷和踩踏。應注意一邊目視檢查，一邊進行光纜的固定，確保光纜無扭曲且釘固件無擠壓。

（4）室外釘固式布放皮纜，采用塑料卡釘，卡釘間距40～50cm，盡量不要與其他纜線交越，墻角處套管保護。

（5）皮線光纜利舊橋架（槽道）敷設，光纜應排放有序，不能與其他線纜交越，間隔80～100cm綁扎一次。皮纜從橋架（槽道）引出，應套塑料軟管或鍍鋅軟管保護。

（6）利舊明管敷設皮纜，注意墻角處彎度（皮纜敷設過程中彎曲半徑不應小于30mm）固定后，其曲度半徑應大于15mm，牽引力不宜超過光纜允許張力的80%，瞬間最大牽引力不得超過光纜允許張力的100%。連續穿越2個直線路過路盒或通過過路盒轉彎以及在入戶點牽引引入皮纜時，應把皮纜抽出過路盒后再行穿放。過路盒內皮線光纜不需留有余長，只要滿足皮纜的彎曲半徑即可。皮纜通過后，應確認過路盒內的光纜沒有被擠壓，特別要注意通過過路盒轉彎處的皮纜。

（7）在暗管中敷設入戶皮纜時，可采用石蠟油、滑石粉等無機潤滑材料。豎向管中允許穿放多根入戶皮纜時，盡量避免與其他線纜共穿一根預埋管。

（8）皮纜敷設入戶后，為制作光纖機械接續連接插頭預留的長度宜為：光纜分纖箱或光分路箱一側預留1.0m，住戶家庭信息配線箱或光纖面板插座一側預留0.5m。應盡量在干凈的環境中制作光纖機械接續連接插頭并保持手指的清潔。

（9）入戶皮纜敷設完畢后應使用光源、光功率計對其進行測試，入戶光纜段在1310、1490nm波長的光衰減值均應小于1.5dB，如入戶皮纜段光衰減值大于1.5dB，應對其進行修補，修補后還未得到改善的，需重新制作光纖機械接續連接插頭或者重新敷設皮纜。

5　應用建議

筆者通過近幾年光網絡規劃建設的參與，對規劃建設積累了一定的實戰經驗，對分光比的選擇和分光器的設置和使用提出以下建議。

5.1分光器的選擇及安裝位置

為保證分光器的使用科學合理，在建設過程中，必須明確分光器的使用規范，最大程度節省光纜資源，減少后期維護難度。

（1）政企專線客戶采用一級分光，采用1：32分光器。

（2）FTTB建設模式采用一級分光，采用1：16分光器（在現實使用中，根據目標用戶帶寬的要求，確定分光器下掛ONU的數量，最多不超過8臺，不采用1：8分光器，主要是考慮光功率方面的問題）。

（3）根據ODN網絡現場建設條件，如果工程設計方案采用的是小型（288芯以下）的DP點箱體，建議政企專線客戶專用分光器（1：32）和FTTB模式下掛ONU專用的分光器（1：16）安裝在FP點（接入網機房或大型戶外箱體內）。如果工程設計方案采用的是中大型（288芯或以上）的DP點箱體，建議政企專線客戶專用分光器（1：32）和FTTB模式下掛ONU專用的分光器（1：16）安裝在DP點。

（4）公共覆蓋FTTH覆蓋采用二級分光（1：8×1：8）模式，一級分光器1：8安裝在DP點，二級分光器1：8安裝在AP點。

5.2FTTH覆蓋分光模式（1∶8×1∶8）的選擇

（1）FTTH覆蓋采用二級分光模式

一級分光器1：8（安裝在DP點），二級分光器1：8（安裝在AP點），工程初期每個AP點先期開通1個1：8分光器，后期根據用戶需求情況按需確定安裝在AP點的第二個分光器是否開通。因此，在AP箱的選擇上，應考慮AP箱至少可安裝兩個分光器，后期擴容為2×1：8（覆蓋16戶）。

（2）選擇1：8×1：8分光模式的分析

●設計顆粒度小，如有個別AP點設置位置不夠合理，不會對PON口造成較大的資源浪費，有利于工程整體方案管控。

●工程初期，每個AP點僅開通1個1：8分光器，每個PON口最多可以承載8個AP點（1：8分光器），較大程度上減輕了PON口資源的壓力；隨著用戶增多，當AP點承載用戶超過8個時，開通本AP點第二個1：8分光器，每個AP點最多承載16個用戶。

●FTTH覆蓋建設，從無到有，從試點到大規模推廣，所有參與FTTH建設的人員都在探索中前進。參與FTTH的人員（建設單位、設計、施工、裝維、監理）也會出現認識不統一、理解不夠透徹等問題。全部采用1：8×1：8分光模式，分光模式統一，工程材料種類相對較少（如分光器只有一種型號，全部為1：8），便于工程材料的采購與管理，可降低因多種分光比共存而造成分光器安裝錯誤、工程施工階段錯誤發生，還可以在一定程度上降低后期裝維人員開通時光路跳接錯誤的出現，進一步提速FTTH開通速度。從宏觀層面看，更有利于大規模FTTH覆蓋的推廣，其主要特點為：組網方案單一且靈活、材料種類少，工程案例可復制性較強，可方便所有人員快速上手，可將工程中各個環節錯誤率降至最低，并將“鋪網”速度達到最大化。

●一個576芯光交箱最多達到用戶150個左右時跳纖已經占滿箱體繞纖空間，箱體空間已經無法滿足后期新增用戶跳纖需求，并且因空間不夠，導致跳纖無法按相關規范操作，致使壞纖更換、用戶拆機等原尾纖無法拆除，給后期維護和發展帶來很大的瓶頸。二級分光模式跳纖較少，且將跳纖分散至每個DP點，每個點都具備足夠的盤纖空間，有利于盤繞規范的執行，方便后期裝維。

6　結束語

光承載網絡是運營商的基礎，也是核心競爭力之一。科學合理的光承載網絡為后續網絡的有序演進、建設的順利開展、業務的快速開通奠定了扎實的基礎。本文聚焦光網絡的規劃，從網格劃小、節點設置、資源利舊等角度，提出了一種規劃方法。同時，FTTH是目前光網絡的主要使用業務，本文根據實際建設經驗，從入戶、分光模式選擇、箱體安裝等維度，提出了切實可行的建議。

參考文獻

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Key words optical network，network planning，FTTH

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收稿日期：（2015-12-23） （2015-12-18）