光接入網(wǎng)OLT最佳覆蓋范圍的探討

畢武剛

摘要：接入光纜網(wǎng)的布局和結(jié)構(gòu)，應(yīng)在滿足全業(yè)務(wù)需求的前提下，保證整體網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本最優(yōu)。OLT節(jié)點(diǎn)的布局對(duì)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)成本影響極大，以“少局所、大容量”為出發(fā)點(diǎn)進(jìn)行的OLT最佳覆蓋范圍的算法對(duì)整體網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃顯得極為重要。

關(guān)鍵詞：接入光纜網(wǎng)；全業(yè)務(wù)；OLT節(jié)點(diǎn)；覆蓋；算法

中圖分類號(hào)：TN915.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2017）02-0064-02

1 引言

PON具有較強(qiáng)的全業(yè)務(wù)承載能力，其作為寬帶業(yè)務(wù)承載的主要應(yīng)用技術(shù)，有必要規(guī)范OLT設(shè)備設(shè)置原則，合理控制OLT設(shè)備的數(shù)量和位置選擇，從而提高投資效益及管理維護(hù)質(zhì)量。對(duì)于一定的規(guī)劃區(qū)域，理論上存在一個(gè)最經(jīng)濟(jì)的OLT布局方案，可使得建設(shè)成本最低，因此，探討OLT覆蓋半徑算法具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2 OLT覆蓋半徑理論值

這里主要探討在不同用戶密度下，OLT最經(jīng)濟(jì)的覆蓋半徑及覆蓋的用戶數(shù)。

2.1 條件設(shè)定和參數(shù)取定

（1）設(shè)定——規(guī)劃區(qū)為一個(gè)邊長(zhǎng)為L(zhǎng)（Km）的正方形。（2）設(shè)定——規(guī)劃區(qū)的有效面積為S（Km2），S=L×L=L2。（3）設(shè)定——該規(guī)劃區(qū)的用戶密度為σ（戶/Km2）。（4）設(shè)定——在規(guī)劃區(qū)內(nèi)設(shè)置有N個(gè)OLT節(jié)點(diǎn)，每個(gè)OLT節(jié)點(diǎn)覆蓋邊長(zhǎng)為a（Km）的正方形。以上4個(gè)設(shè)定條件，詳見(jiàn)圖1所示。（5）設(shè)定——OLT下行到用戶的光纜按照每50用戶占用1芯（1：64分光比，75%實(shí)裝率）配置，從而取定光纜對(duì)用戶的收斂比W=1：50（W=1/50）。（6）設(shè)定——OLT下行到用戶的光纜單位造價(jià)取500元/纖芯Km（含成端費(fèi)用）：OLT上行光纜占用纖芯很少，投資忽略不計(jì)。（7）假設(shè)——假設(shè)配線光節(jié)點(diǎn)和引入光纜投資只與用戶分布有關(guān)，與OLT節(jié)點(diǎn)的設(shè)置無(wú)關(guān)。（8）設(shè)定——每個(gè)OLT局房投資按300000（元）估算，包含基礎(chǔ)土建、交流電引入、接地、空調(diào)和電源等配套投資。（9）設(shè)定——在OLT設(shè)備按線報(bào)價(jià)的集采模式下，可認(rèn)為OLT設(shè)備投資與OLT節(jié)點(diǎn)數(shù)量無(wú)關(guān)。綜上所述：總投資M=OLT下行到用戶的光纜線路投資+OLT節(jié)點(diǎn)局房投資。

2.2 OLT下行到用戶光纜線路投資

（1）截取圖1中的OLT節(jié)點(diǎn)的覆蓋范圍，它是一個(gè)邊長(zhǎng)為a的正方形，放大后的截圖詳見(jiàn)圖2所示。

（2）對(duì)于圖2中的一個(gè)邊長(zhǎng)為dx、dy的極小網(wǎng)格內(nèi)的用戶需要的各類纖芯的數(shù)量=（x+y）dxdyσw（纖芯Km）。

（3）整個(gè)邊長(zhǎng)為a的正方形來(lái)講，當(dāng)dxdy趨于無(wú)窮小時(shí)，每個(gè)OLT下帶用戶總體需求的光纖數(shù)量G，詳見(jiàn)如下公式：

（纖芯Km）

（1）

（4）根據(jù)圖1，可以計(jì)算出邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的規(guī)劃區(qū)內(nèi)的OLT節(jié)點(diǎn)數(shù)量N，詳見(jiàn)如下公式：

（個(gè)） （2）

（5）根據(jù)上述推導(dǎo)結(jié)果以及光纜單位造價(jià)值，可以算出邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的規(guī)劃區(qū)內(nèi)，OLT下行到用戶的光纜線路投資Mc，詳見(jiàn)如下公式：

（元） （3）

2.3 OLT局房投資

根據(jù)以上的參數(shù)取定值，按照每個(gè)OLT局房投資300000元估算，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的規(guī)劃區(qū)的OLT局房投資Mb，詳見(jiàn)如下公式：

（元） （4）

上式中，S——規(guī)劃區(qū)正方形的有效面積為（Km2），S=L×L=L2。

2.4 總投資和覆蓋半徑

根據(jù)公式（3）和（4）得到如下公式：

總投資（元） （5）

（2）OLT節(jié)點(diǎn)取得最優(yōu)（最經(jīng)濟(jì)）覆蓋范圍的推導(dǎo)，應(yīng)利用公式（1），對(duì)總投資M取a的偏導(dǎo)，得：

（6）

令M=0，取：OLT下行到用戶的光纜對(duì)用戶的收斂比W=1：50（w=1/50），則可得到當(dāng)總投資M為最小值時(shí)的a取值，詳見(jiàn)以下推導(dǎo)：

（7）

從公式（7）中可以看出，當(dāng)用戶密度σ一定時(shí)，OLT的節(jié)點(diǎn)覆蓋范圍存在一個(gè)最優(yōu)（最經(jīng)濟(jì)）覆蓋范圍，可使得光纜覆蓋的整體成本最低。

（3）考慮到實(shí)際規(guī)劃時(shí)，OLT覆蓋范圍不一定為規(guī)則正方形，也不存在坐標(biāo)關(guān)系，因此定義OLT到最遠(yuǎn)用戶的直線距離R為OLT的覆蓋半徑，OLT覆蓋半徑R與正方形邊長(zhǎng)a的換算公式如下：

（8）

式中：a——OLT節(jié)點(diǎn)覆蓋的正方形邊長(zhǎng)（Km），R——覆蓋半徑（Km）。

對(duì)于不同的用戶密度，套用公式（7）和公式（8）可得到——總投資最低時(shí)的OLT最經(jīng)濟(jì)覆蓋半徑參考值，詳見(jiàn)表1。

以上數(shù)值是在局房投資在30萬(wàn)的基礎(chǔ)上測(cè)算的。如考慮各地管道資源、土建投資等情況，OLT的覆蓋半徑還應(yīng)適當(dāng)調(diào)整。

3 結(jié)語(yǔ)

如何更加合理地規(guī)劃和低成本快速建設(shè)通信基礎(chǔ)設(shè)施，是一個(gè)值得進(jìn)一步深入探討的話題，一張“更快、更經(jīng)濟(jì)、更先進(jìn)”的光接入網(wǎng)將成為電信運(yùn)營(yíng)商手中的一大法寶。在實(shí)際規(guī)劃中，影響OLT節(jié)點(diǎn)覆蓋范圍的因素有很多，只有具體情況具體分析，才能從中選擇出最優(yōu)的規(guī)劃建設(shè)方案。

參考文獻(xiàn)

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