基于光纖物理網規劃建設方案的研究

汪永兵 溫晨鷹 田禮銘

杭州市地下管道開發有限公司 浙江 杭州 310000

引言

浙江省為推進國家數字經濟創新發展試驗區建設，制定了《浙江省數字經濟促進條例》，大力發展以新技術、新制造、新基建、新業態和新治理為主要特征的數字經濟，推動工農業和服務業的數字化轉型，勢必要求加快部署以5G、數據中心、下一代互聯網為代表的數字基礎設施，并推進其在國民經濟各領域的廣泛應用，為我省經濟高質量發展提供新動能。

杭州是政府數字化轉型先行城市，先后承擔了國家電子政務綜合試點、“互聯網+政務服務”試點、公共信息資源開放試點等工作。“十四五”期間，杭州將以數字化改革帶動各領域、各方面改革，運用數字技術、數字思維、數字認知對省域治理的體制機制、組織架構、方式流程、手段工具進行全方位系統性重塑，推動各地各部門流程再造、數字賦能、高效協同、整體智治，這就需要數字基礎設施建設先行一步，打下良好的基礎[1]。

“十四五”期間，杭州市城市建設投資集團有限公司將依托通信智慧板塊的內部優勢，大力發展5G基站、通信專網、智慧樓宇、智慧社區、智慧工地等數字信息基礎設施、數字管理產品和平臺。城投數字專網建設，能通過信息技術切實提高公共服務水平，大大提升集團內部門的行政效率和決策水平，有助于實現集團從管理到服務，從治理到運營，從碎片化的本地應用到協同平臺服務的三大飛躍。

1 光纖物理網

1.1 光纖物理網的定義

光纖物理網分為中繼調度層和接入層光纜。接入層光纜又細分為骨干層、配線層和引入層。

1.1.1 中繼調度層。中繼調度層光纜統稱中繼光纜，主要用于核心機房、匯聚機房光纜中繼和光纖調度使用。核心機房、匯聚機房一般應具備如下條件[2]：①大容量的傳輸節點；②數據城域網節點；③具備較好的局房和管道資源條件。中繼調度層光纜的作用有兩方面。其一作為局間中繼光纜使用；其二是作為區域間光纖調度使用，主要考慮那些在全市范圍內的租纖業務。中繼調度層光纜的芯數，建議市區一般不小于144芯，縣（市）城區間一般不小于96芯，鄉鎮區域一般不小于48芯。

1.1.2 接入層。接入層光纜分為主干層、配線層和引入層。①主干層：主干層是指匯聚機房與接入機房、光交節點之間，以及接入機房與光交節點之間光纜及其交接設備。城區主干光纜一般不小于288芯，縣（市）一般不小于48芯。②配線層：連接光交節點與光配線節點的光纜及其分線設備。③引入層：光配線節點至用戶會聚設備以下的光纜，引入層光纜建設同用戶接入設備位置相關，建設周期短，可根據需求布放。

本期規劃的重點為接入層中的主干層與配線層，中繼調度層做結構性建議。

1.2 光纖物理網組網結構

1.2.1 光纜組網方式[3]。①中繼調度層網絡結構應逐步從星型和環型向網狀加星型和環型網的混合網過渡。②骨干層光纜通常為環形，配纖采用交接方式，加強靈活配纖功能。對暫時不能形成環路的地區，要按總體規劃分部實施，骨干光纜在同一路由中應根據實際需要考慮纖芯的增減，也可用適當數量的纖芯組環。③從光配線節點到用戶端一般采用星型結構，重要用戶應選擇兩條不同的物理路由進入光纖，形成環形結構，以保證光通路的安全。

1.2.2 光纜交接區劃分。光纜交接區應以光交接點為中心，依附于城市規劃，以城市河流、湖泊、公園、綠化帶、主要街道等阻礙光纜線路通行的大型障礙為界，并結合城市中現有的通信管道的實際情況進行劃分。

1.2.3 光交節點的設置。光交節點是用戶光纜網的基礎，是骨干光纜與配線光纜的交匯點，并通過設定的ODF架進行跳接，以適應靈活多變的需求。本次規劃以業務為導向，光交設置覆蓋在滿足集團各子分公司需求點位基礎上，結合考慮周邊重要客戶需求。光交節點城區服務的覆蓋半徑通常考慮1500-2000m、每一個光交節點以帶4個配線光節點的容量為佳。郊區服務范圍可適應增大，箱體采用大容量、模塊化結構一步到位，為滿足中長期擴容需求，內部機框和配線單元根據近期業務需求進行配置，未來逐步擴容。

1.2.4 配線光節點設置。配線光節點盡可能靠近用戶，城區節點的服務范圍通常在500m左右。

1.2.5 交接箱容量的計算。交接箱容量是覆蓋的用戶纖芯需求以及進出交接箱的全部光纜的芯數總和為依據來確定的，除直連光纖、備用光纖以外，其余所有光纖包括接入用戶的引入光纖均考慮成端進行交接，其中引入層光纜芯數按成端的主干、配線光纜芯數的1.5倍來確定，并以此確定交接箱容量后選擇符合要求的額定容量。本次規劃中配線光節點主要覆蓋4個及以上接入用戶，每個用戶按6芯纖需求考慮，同時考慮的管孔資源的因素，配線光節點考慮布放48芯光纜，采用144芯光交；主干光節點規劃覆蓋4個左右的配線節點，且主干光纖成端72芯，采用288芯光交。

2 光纖物理網規劃建設方案

2.1 規劃建設原則

總體遵循“自上而下規劃、自下而上建設”規劃建設原則。光纖物理網的建設是一個龐大工程，其建設的內在邏輯，應該是將已有的共識、已可操作的理念、模式和方法進行自上而下的規劃。在此基礎上，還有更多尚未達成共識、不易操作的工作，只能自下而上、積少成多的去實現。光纖物理網建設要在規劃，“優化網絡、分層建設、分區建設、突出重點、適度推進、分步實施”。目標網絡應保持層次清晰、布局合理、調度靈活、管理方便，并盡可能靠近用戶使用光纖，以滿足網絡的可持續發展和用戶多業務綜合接入的需求。

2.2 規劃建設策略

①附城市規劃，以城市的河流、湖泊、公園、綠化帶、主要街道等阻礙光纜線路通行的大型障礙進行界定，并結合現有管道光纜的實際情況和網絡運維的便捷性。②光交節點接入區的覆蓋范圍一般為半徑1.5～2km的區域以滿足業務快速接入需求。具體應根據城區各功能區用戶密度和類型合理布置，可根據業務實際需求在郊區或鄉村進一步擴大覆蓋范圍。③每個光交節點接入區對應形成一個小的線路中心，并在其周圍鋪設光纜和管道，形成整個匯聚范圍的覆蓋。④以接入區為基本單位進行需求預測和網絡建設；接入區一旦劃定，應是相對保持穩定的。

2.3 總體規劃方案

根據城區既有管道資源和光纜網的現狀，按照光纖物理網的分層、分步建設原則，本次規劃將光纖物理網按中繼調度層、主干層、配線層、引入層來劃分。中繼調度層光纜主要負責核心機房、匯聚層機房之間的連接。主干層光纜負責匯聚機房至接入機房或光交接箱的線路連接；配線層光纜負責主干光交節點至光配線節點之間的連接；引入層光纜負責接入用戶。

光纜建設盡量利用現有管道網絡資源，要有較強的可實施性。中繼層和主干層光纜從結構上以環形、樹形網絡結構為主，保證網絡安全性。光纜交接箱設置在接入用戶較多、光纜引入方便的地方，交接箱容量設置適當超前，方便今后光纜擴容和用戶接入。光纖容量設置合適，并可根據需要進行優化、擴容。

2.4 項目建設方案

2.4.1 整體建設方案。規劃按西湖、拱墅、臨平、上城、濱江、錢塘新區分為六個大區，通過前期調研集團下各子分公司提供的近期及遠期的需求點位，在6個大區內按照需求點位的密集度進行網格劃分。

在網格內，規劃設立輔配光交和主干光交，輔配光交解決網格內需求點位密集的區域，以減少光纜的使用浪費，管道的復用率，主干光交解決2km內的需求點位（一個網格內需求點位不超過12個），主干光交與輔配光交采用樹形結構的組網方式，共計規劃91只主干光交，53只配線光交。

規劃建設接入機房（拱墅區3個，臨平區1個，錢江新區1個，上城區4個、西湖區6個、濱江區2個）共17個，區域內的主干光交與接入機房，采用環形加樹形組網結構。

根據各區塊接入機房的規劃建設情況，在每個區內規劃建設了匯聚機房（濱江區1個、西湖區1個、上城區1個、拱墅區1個）共4個。

在城東與城西規劃設立了兩個核心機房，城東的核心機房以杭州地下管道公司為規劃地址，城西的核心機房以杭州城投公司為規劃地址，后期考慮到城投公司的搬遷，規劃地址改到了焦家村，匯聚機房與城東城西的核心機房互聯，且城東與城西也進行互聯，以此形成雙路由保護。

圖1 規劃總圖

2.4.2 分期建設方案。本次規劃建設以業務需求為導向，突出重點，適度超前建設，計劃分三期實施。

一期建設：根據前期調研水務、燃氣、公交、環境、管道公司需求共計530點位，結合周邊網格情況，依據光纜需求測算原則設置主輔配光交，主干光交采用大芯數光纜敷設組成環，通過樹形結構，下拉光纜至輔配光交，連接至一期需求點位，解決集團各子分公司及地下管道公司現有需求，一期共設立288芯光交91只、144芯光交53只，敷設光纜1680.9km。

二期建設：綜合考慮接入后期集團下各子分公司和杭州地下管道公司的需求點位，包含但不限于水務126個、公交295個、燃氣9個、環境61個，結合一期建設進一步完善光纜層，在任意網格內，解決最后一公里的需求點位，方便日后業務接入，二期建設光纜834km。

三期建設：主要根據業務發展規模情況，完成機房建設布局城域網設備收斂業務，釋放纖芯，構建完整的城投光纖物理網。

表1 建設規模統計表

3 預期成果

城投光纖物理網建成后，將實現安全性、擴展性、管控性、集約性協同一體的平臺服務。①安全性。鏈路與公網物理隔離，數據安全，再結合擬建的分布式數據機房，形成一個數據產生、傳輸到存儲的安全閉環，保證數據的全鏈可靠；不與運營商公網設備共用，保證網絡穩定；自有的基礎管線和各類機房，保證運行可靠。②擴展性。自組光纖網，統一規劃、傳輸能力強，業務擴展便捷，可依據業務拓展，同步對網絡進行擴展；自主設備組網靈活，各單位可隨時按需進行網絡調整。③管控性。自有網絡實時掌握網絡組網及運行情況，能夠及時處理網絡問題，響應及時。④集約性。自組通信專網集約性高，長期可降低建設成本；統一出口，降低帶寬采購成本。

4 結束語

最終，通過城投光纖物理網建設，形成一張城投管網基礎網絡；在此基礎上，搭建全方位、立體化的城市網絡，滿足自身城市數字化管理各項需求，支撐全域數字化開拓發展。