無源光纖網(wǎng)絡與無線接入網(wǎng)協(xié)同發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)分析

李良燕

（中通服咨詢設(shè)計研究院有限公司，江蘇 南京 210019）

0 引 言

為了滿足全業(yè)務經(jīng)營競爭對網(wǎng)絡發(fā)展的要求，通信企業(yè)有必要將無源光纖網(wǎng)絡（Passive Optical Network，PON）與無線接入網(wǎng)協(xié)同發(fā)展納入總體發(fā)展戰(zhàn)略，做到結(jié)合寬帶接入和5G業(yè)務的部署需要，有針對性地提升網(wǎng)絡體系對于移動業(yè)務、固移融合應用以及寬帶業(yè)務等重點業(yè)務的支撐。同時，通信企業(yè)可以推動10G PON升級，聚焦高價值用戶，滿足虛擬現(xiàn)實（Virtual Reality，VR）、云專線、智慧家庭業(yè)務發(fā)展對于網(wǎng)絡體系的需求，從而提升網(wǎng)絡服務質(zhì)量和效率。

1 PON與無線接入網(wǎng)協(xié)同發(fā)展策略

1.1 綜合業(yè)務局站總體建設(shè)策略

優(yōu)化大基帶處理單元（Building Base band Unit，BBU）集中點中覆蓋范圍區(qū)域、大容量光線路終端（Optical Line Terminal，OLT）局站等綜合業(yè)務接入?yún)^(qū)，避免在綜合業(yè)務局站總體建設(shè)、PON與無線接入網(wǎng)協(xié)同發(fā)展過程中出現(xiàn)大規(guī)模機房建設(shè)和網(wǎng)絡體系調(diào)整情況。

針對前期規(guī)劃未涉及到的地區(qū)需要新建機房，且新建機房需要擁有自主產(chǎn)權(quán)。針對面積不達標的機房，如果能夠滿足PON與無線接入網(wǎng)協(xié)同發(fā)展需求及各項設(shè)備部署需求，則可以暫時不進行擴建及翻新[1]。

綜合前期綜合業(yè)務局站機房布局規(guī)劃、規(guī)劃期內(nèi)業(yè)務需求，調(diào)查外電引入、電源空調(diào)等建設(shè)現(xiàn)狀，在此基礎(chǔ)上進行優(yōu)化調(diào)整。針對BBU集中機房、主干光節(jié)點、綜合業(yè)務機房以及接入點機房等前期綜合業(yè)務接入?yún)^(qū)覆蓋范圍內(nèi)的設(shè)備，需要按照三不跨原則進行優(yōu)化調(diào)整。針對不屬于目標綜合業(yè)務局站或接入點的機房，需要逐步進行退網(wǎng)，可以保留擁有自主產(chǎn)權(quán)的機房，用于后續(xù)5G站址儲備。

按照5G站點規(guī)劃，統(tǒng)籌有線業(yè)務和無線業(yè)務需求，使得原有光纜網(wǎng)能夠與新接入的光纜網(wǎng)形成一張光纜網(wǎng)。綜合業(yè)務局站總體建設(shè)規(guī)劃目標構(gòu)架如圖1所示。

圖1 綜合業(yè)務局站總體建設(shè)規(guī)劃目標構(gòu)架

1.2 綜合業(yè)務局站電源建設(shè)策略

綜合業(yè)務局站電源系統(tǒng)由交流變配電、開關(guān)電源、市電引入、蓄電池組、備用發(fā)電機組、電源分配單元（Direction Current Distribution Unit，DCDU）、 動 環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)、直流電源頭柜、電力電纜以及接地與防雷系統(tǒng)等構(gòu)成[2]。

基于PON與無線接入網(wǎng)協(xié)同發(fā)展需求，按照規(guī)劃期內(nèi)業(yè)務需求及網(wǎng)絡操作維護中心對局站機房的A、B、C、D等級分類，對綜合業(yè)務局站電源系統(tǒng)進行分批次改造擴容建設(shè)。綜合業(yè)務局站電源系統(tǒng)建設(shè)以合理利用原有設(shè)備為主，針對不新增設(shè)備無法實現(xiàn)后期業(yè)務發(fā)展需求的部分，按照實際業(yè)務需求增加新設(shè)備，并且對開關(guān)電源與蓄電池組等設(shè)備進行適當擴容新增。

1.3 綜合業(yè)務局站光纜網(wǎng)建設(shè)策略

綜合業(yè)務局站光纜網(wǎng)建設(shè)需要保持一定的前瞻性，在滿足現(xiàn)有業(yè)務發(fā)展需求的同時，還需要為后期業(yè)務擴展提供足夠的空間，從而同時滿足政企客戶、公眾客戶對于網(wǎng)絡業(yè)務的需求，避免后續(xù)頻繁變更光纜網(wǎng)布局。

考慮到地形因素的影響，大部分綜合業(yè)務局站光纜網(wǎng)為樹狀，在后期能夠結(jié)合業(yè)務發(fā)展需求逐步向環(huán)形過渡[3]。商務樓宇、重點政企接入光纜應用雙路由引入模式，纖芯容量除了要滿足PON與無線接入網(wǎng)協(xié)同發(fā)展需求，還需要考慮點對點專線、租纖、室分等業(yè)務發(fā)展需求，一般情況下應當不小于48芯，但是出入樓纜段由于管孔等因素的影響應當不小于96芯。

優(yōu)化配線光纜配置，充分應用現(xiàn)有資源，結(jié)合周邊光纜接入需求適當做出預留，避免重復同路由建設(shè)小芯數(shù)光纜等，這些方式均能夠提高配線光纜利用率與用戶響應速度，節(jié)約管孔、光交端子等現(xiàn)有通信資源，有利于減少配線光纜配置成本，組網(wǎng)構(gòu)架如圖2所示。

圖2 綜合業(yè)務局站光纜網(wǎng)組網(wǎng)構(gòu)架

結(jié)合綜合接入?yún)^(qū)域的劃分情況，調(diào)整綜合業(yè)務局站光纜網(wǎng)，避免出現(xiàn)主干、接入層光纜跨區(qū)問題，對純BBU集中機房、待拆遷的機房以及條件較差的純OLT進行主干光纜割接，使其逐步降級為主干光纜交接間。

2 PON與無線接入網(wǎng)協(xié)同建設(shè)方案

2.1 BBU集中建設(shè)

（1）控制鐵塔租金，降低運營成本。BBU的主要安裝位置包括接入網(wǎng)機房、自有OLT及以上節(jié)點機房、租用鐵塔公司或第三方機房，通過集中建設(shè)模式，能夠盡量減少BBU安裝數(shù)量，同時可以盡量清退租用鐵塔公司或第三方機房。綜合光纜及機房條件，就近集中安裝BBU[4]。針對農(nóng)村區(qū)域，BBU集中建設(shè)位置需要以大型OLT鄉(xiāng)鎮(zhèn)局點為主，每個鄉(xiāng)鎮(zhèn)設(shè)置1個BBU集中建設(shè)點為宜；如果鄉(xiāng)鎮(zhèn)面積較大，則可以適當增加BBU集中建設(shè)點。針對城市區(qū)域，BBU集中建設(shè)位置需要以O(shè)LT局點為主；針對1.8G站點較為密集區(qū)域，可以選擇條件較好的、就近的電信自有接入網(wǎng)機房為BBU集中建設(shè)點。BBU集中建設(shè)點盡量選擇OLT局點以及電源空調(diào)等配套條件較好、管道資源豐富、光纜資源豐富的接入網(wǎng)局點。

（2）遵循BBU集中改造基本原則。不需要對自留點機房展開BBU集中改造，而針對非自留點宏站需要進行BBU集中改造。城市核心機房的BBU需要盡量控制在50個以內(nèi)，條件較好的OLT機房和模塊局的BBU需要盡量控制在20個以內(nèi)，剩余區(qū)域的BBU需要盡量控制在10個以內(nèi)。BBU集中設(shè)置機房內(nèi)需要設(shè)置兩條安全可靠的路由，方便上行至B設(shè)備節(jié)點。此外，制定BBU集中建設(shè)方案時，需要實現(xiàn)對原有4G光纜及其建設(shè)資源的充分應用，從而減少投資成本。完成BBU集中建設(shè)后，確保光纜呈樹型結(jié)構(gòu)。

（3）滿足網(wǎng)絡演進需求。相較于不同站址部署，BBU同站址部署場景更能夠滿足CoMP、CA、MLB等功能需求，有利于提高網(wǎng)絡質(zhì)量、滿足網(wǎng)絡體系運行需求。

（4）支撐集約化維護。BBU集中建設(shè)為后期維護提供了便利條件，有利于減少BBU維護成本。

（5）提高BBU利用率。BBU集中建設(shè)能夠提高BBU槽位及基帶板端口利用率，不但能夠節(jié)省建設(shè)資源，還能夠提高經(jīng)濟效益。

2.2 機房、電源布局

按照PON與無線接入網(wǎng)協(xié)同發(fā)展需求、后期業(yè)務發(fā)展預期、5G網(wǎng)絡體系建設(shè)要求、光纜網(wǎng)資源現(xiàn)狀、機房有效覆蓋面積、地理條件以及家庭客戶終局容量等選擇合適的機房為綜合業(yè)務局站綜合接入?yún)^(qū)發(fā)展對象。

針對新建機房，考慮到后期業(yè)務發(fā)展需求，需要按照設(shè)備部署目標空調(diào)負荷情況及測算電源狀況展開部署[5]。針對改造機房，需要按照現(xiàn)階段空調(diào)負荷情況、電源狀況展開部署，同時測算電源終期容量，對于不能滿足這一需求的機房，需要進行電源改造。

2.3 OTN設(shè)備部署

光傳送網(wǎng)（Optical Transport Network，OTN）設(shè)備部署總體思路為構(gòu)建OTN網(wǎng)絡目標架構(gòu)，具體如下。（1）以核心節(jié)點為中心，對覆蓋范圍內(nèi)所有區(qū)域核心節(jié)點的OTN網(wǎng)絡平臺進行部署，確保核心節(jié)點、區(qū)域核心節(jié)點之間具備安全可靠的“帶寬池”。（2）以區(qū)域核心節(jié)點為中心，對覆蓋范圍內(nèi)大部分匯聚節(jié)點的OTN網(wǎng)絡平臺進行部署，確保聚節(jié)點至區(qū)域核心節(jié)點之間具備安全可靠的高帶寬業(yè)務傳送。（3）確保覆蓋范圍內(nèi)所有區(qū)域的匯聚節(jié)點至區(qū)域核心節(jié)點之間、核心節(jié)點至核心節(jié)點之間能夠在規(guī)劃期實現(xiàn)雙路由傳送，避免單波道故障導致出現(xiàn)匯聚節(jié)點、區(qū)域核心節(jié)點全阻問題[6]。（4）通過100G波分平臺的10GE通道設(shè)置分組OTN電子框，初期具備20G帶寬能力，后續(xù)能夠升級為100G。（5）控制10GE通道建設(shè)，為城域網(wǎng)100G端口的啟用做好準備。（6）做好對10G OTN網(wǎng)絡資源的科學應用，使得原有資源能夠得到有效應用，減少后續(xù)投資。針對100G OTN網(wǎng)絡覆蓋的區(qū)域，禁止10G OTN網(wǎng)絡擴容。針對原有10G OTN網(wǎng)絡，逐步進行退網(wǎng)，并且將相應業(yè)務遷移到100G OTN網(wǎng)絡。在此基礎(chǔ)上構(gòu)建OTN網(wǎng)絡目標架構(gòu)，當出現(xiàn)業(yè)務需求時，通過OTN網(wǎng)絡目標架構(gòu)便能夠適時啟動接入OTN網(wǎng)絡部署。

2.4 IP RAN設(shè)備部署

2.4.1 IP RAN與光纜網(wǎng)協(xié)同組網(wǎng)

按照光纜網(wǎng)組織情況、業(yè)務情況、地理位置對各個匯聚區(qū)域進行一次性劃分，確保每個匯聚區(qū)域內(nèi)都存在兩個中心匯聚點，能夠進行無線接入網(wǎng)IP化（Ip Radio Access Network，IP RAN）光纜規(guī)劃。

各個匯聚區(qū)域內(nèi)，中心匯聚點與B設(shè)備之間應用裸纖承載，B設(shè)備與RANER之間應用密集型光 波 復 用（Dense Wavelength Division Multiplexing，DWDM）承載。針對沒有部署DWDM網(wǎng)絡的匯聚區(qū)域，需要確保兩個節(jié)點之間具備安全可靠的雙路由中繼光纜，從而確保網(wǎng)絡體系的安全運行。

各個匯聚區(qū)域基站接入環(huán)網(wǎng)需要按照雙路由組織，接入A設(shè)備與本匯聚區(qū)域相鄰兩臺B設(shè)備的接入方式為接入環(huán)。針對結(jié)構(gòu)及接入光纜網(wǎng)纖芯容量不能滿足IP RAN組網(wǎng)需求的匯聚區(qū)域基站，按照IP RAN部署規(guī)劃開展擴容改造工作，并且按照政企客戶接入需求、寬帶網(wǎng)建設(shè)需求進行后續(xù)擴容改造規(guī)劃，確保光纜網(wǎng)順利建設(shè)接入。

經(jīng)過多年的建設(shè)，IP RAN匯聚區(qū)光纜B設(shè)備之間均具備安全可靠的光纜路由，B設(shè)備至ER之間均具備安全可靠的光纜雙路由。針對存在纖芯容量不足問題的部分新增光纜段落，需要進行后續(xù)增補。

2.4.2 IPRAN政企業(yè)務承載

在規(guī)劃期內(nèi)，需要加強政企業(yè)務承載細分。按照不同政企業(yè)務在速率、剛性管道需求、彈性管道需求、數(shù)量以及服務質(zhì)量（Quality of Service，QoS）選擇方面的要求，選擇相應的承載網(wǎng)絡。針對客戶的不同政企業(yè)務需求，需要選擇不同的承載網(wǎng)絡，從而實現(xiàn)彈性網(wǎng)絡、剛性網(wǎng)絡同時入戶，為客戶提供差異化服務，提高通信企業(yè)的網(wǎng)絡競爭力。具體IP RAN政企業(yè)務承載架構(gòu)如3所示。

圖3 IP RAN政企業(yè)務承載架構(gòu)

擴展按需擴建、深入推廣等IP RAN網(wǎng)絡承載彈性政企業(yè)務。IP RAN網(wǎng)絡為彈性政企業(yè)務的重要承載平臺，需要具備較高的網(wǎng)絡安全性、業(yè)務提供靈活性以及較快的部署速度。按照規(guī)劃期內(nèi)彈性政企業(yè)務需求，進行POP點資源擴容，也可以選擇新建A2。強化對IP RAN網(wǎng)絡的推廣，細化同一客戶及不同客戶不同電路的承載方式，從而降低IP RAN網(wǎng)絡建設(shè)成本，提高IP RAN網(wǎng)絡的運行效能[7,8]。

2.5 匯聚交換機部署

匯聚交換機部署思路如下。針對城域網(wǎng)接入?yún)R聚層，部署具備虛擬擴展局域網(wǎng)（Virtual extensible Local Area Network，VxLAN）功能的數(shù)據(jù)中心交換機（Data Center Switch，DCSW），DCSW初期為單臺部署模式，具體為1虛2方式，以此來增強接入能力，每臺交換機能夠接入的公眾用戶數(shù)量達到了4萬以上；隨著后期業(yè)務量的增加，可以適時啟動DCSW成對部署，將部署方式調(diào)整為2虛1、1虛多方式，在匯聚層目標局點布置新增DCSW設(shè)備。

遵循接入?yún)R聚層節(jié)點的設(shè)置原則，按照傳輸設(shè)備部署情況，根據(jù)光纜匯聚情況與OLT部署合理規(guī)劃節(jié)點，基本為寬帶遠程接入服務器（Broadband Remote Access Server，BRAS）節(jié)點、傳輸波分設(shè)備節(jié)點、光纜匯聚點等[9]。遵循接入?yún)R聚層節(jié)點的增加原則，按照OLT直連改匯聚規(guī)劃與OLT建設(shè)情況合理增加接入?yún)R聚層節(jié)點。如果接入?yún)R聚層節(jié)點建設(shè)的OLT超過5臺，且這一數(shù)量在未來還將持續(xù)增加，那么可以增加DCSW。DCSW接入OLT規(guī)劃，通過1虛2方式能夠?qū)?臺DCSW虛擬機轉(zhuǎn)換為兩臺DCSW虛擬機，但是每臺DCSW虛擬機接入OLT的數(shù)量需要在8臺之內(nèi)。

2.6 主干光纜建設(shè)

本次PON與無線接入網(wǎng)協(xié)同建設(shè)基于北極星規(guī)劃平臺系統(tǒng)，通過系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對所屬綜合業(yè)務接入?yún)^(qū)潛在通信需求、用戶類型、住戶規(guī)模、5G需求等信息及需求的有效分析，從而統(tǒng)計規(guī)劃期內(nèi)需要的PON口、纖芯等設(shè)備數(shù)量，隨后完成主干光纜建設(shè)中路由、纖芯、光纜段落等規(guī)劃工作，具體如下文所述。

主干光纜建設(shè)的目標是增補建設(shè)能夠滿足覆蓋范圍內(nèi)5G需求、能力儲備需求、擴容優(yōu)化需求的主干光纜。按照各綜合業(yè)務接入局站規(guī)劃覆蓋范圍，結(jié)合所屬綜合業(yè)務接入?yún)^(qū)的范圍對原跨區(qū)域的主干光纜進行縮容割接。針對原骨干光纜環(huán)纖芯不足區(qū)域，需要以樹形光纜疊加形式為主。

3 結(jié) 論

從綜合業(yè)務局站總體建設(shè)、電源建設(shè)、光纜網(wǎng)建設(shè)3個角度采取PON與無線接入網(wǎng)協(xié)同發(fā)展策略，在此基礎(chǔ)上，按照BBU集中建設(shè)、機房及電源布局、OTN設(shè)備部署、IP RAN設(shè)備部署、匯聚交換機部署以及主干光纜建設(shè)的流程設(shè)計PON與無線接入網(wǎng)協(xié)同建設(shè)方案。通過上述PON與無線接入網(wǎng)協(xié)同發(fā)展策略及建設(shè)方案，通信企業(yè)能夠進一步提升網(wǎng)絡業(yè)務的規(guī)范性及合理性。