新型全业务光缆网络设计

江 磊

（中国移动通信集团福建有限公司 福州分公司，福建 福州 350001）

责任编辑:许 盈

随着全业务竞争的深入，全业务网络承载的业务类型、业务需求随之增长。作为承载各项业务的底层物理网络，传输光缆网的搭建与延伸直接关系到业务的推广。如何通过有效地设计与规划传输网，如何有效地提升光缆网运行能力与质量将直接决定运营商在全业务竞争中的地位与竞争能力。本文以全业务运营模式下的业务需求为切入点，回顾前期光缆网设计的弊端与缺陷，提出全业务环境下的光缆网设计思路与建设原则。

1 全业务运营前光缆网概况

前期移动通信运营商的传输网络以承载基站及少量数据业务为主。在此背景下，光缆网的建设以基站为依托，以话音需求为导向，跟随基站选址而无序延伸，存在明显的无规划、无方向性。如图1所示，沿着主干道铺设大芯数光缆（图中黑色加粗部分），用于主体网络的连接。主干线路周边的基站（图中圆圈部分），通过零星铺设小芯数光缆，接入主干光缆，从而形成了星形或链型的接入方式。星型与链型组网模式在前期基站广泛建设阶段，由于投资小、实施快等特点被广泛应用[1]。

但是旧光缆网的建设模式下部分大跨度光缆，由于距离长，导致光功率衰耗严重，长期处于临界运行状态，部分光缆受限于地理特质，无迂回路由，成为单向长链型，均导致传送网安全性急剧下降，业务长期处于高危状态。

其次，由于前期光缆网采用逐站接续延伸的方式，即随着建站点的延伸，光缆从原建站点向新的建站点进行铺设，所有相邻站点之间才具备直达光缆，而非相邻站点间的接续需通过大量的中间站点进行转接，即跳纤操作，而根据目前的施工工艺，每个跳纤点的引入都将直接导致光功率的明显下降，从而无法满足远距离站点间的光缆接续需求。

再次，由于前期光缆网承载的业务类型单一，业务颗粒度小，聚合度高，光缆芯数小，导致光缆利用率低下，不适合新环境的大面积光纤到户、光纤到楼的需求。

2 全业务运营下的光缆网模型设计

全业务运行下，小区宽带、集团专线等高带宽数信业务成为需求的主要类型。前期的光缆网络已无法应对纷繁复杂的专线、小区等业务的需要。因此设计适用于全业务的竞争的新型光缆网，以应对高密集性、高带宽的全业务需求[2]。

目前各大运营商应对全业务的小区宽带、WLAN、集团专线等数信业务需求均采用了PON网络结合OTN网络的基础组网模式。由PON网络实现业务的接入与汇聚，由OTN网络实现大带宽的局间电路的调度。借鉴SDH组网经验，全业务光缆组网考虑以SDH光缆网为模型，将SDH光缆网的速率分层原则调整为全业务光缆网的带宽分层原则。

SDH光缆网按照环网速率与业务级别划分为3个基准层次:核心层、汇聚层、接入层。核心层负责核心交换机间的链路传输，传输颗粒统一在10 Gbit/s及以上层面。该层面的业务为局间调整业务，实现各区域间的业务向核心交换机的传送以及各核心交换局之间的信号传递，该层面安全级别要求最高，通常采用MSP环网保护与链路双归保护等实现点对点间的链路保护。汇聚层负责汇聚机房间的链路传输，传输颗粒统一限定在2.5～10 Gbit/s层面。该层面的业务为区域内汇聚点间调整业务，实现底层客户侧业务上行信号汇聚，区域内各汇聚设备间的信号互传，该层面安全级别略低，通常采用MSP环网保护实现。接入层负责用户节点间的链路传输，传输颗粒多为2～622 Mbit/s。该层面业务为用户侧接入业务，实现各用户节点的信号上下行接入，而且，该层面安全级别最低，通常采用SNCP环网保护实现[3]。

对应于全业务光缆网而言，PON网络以OLT作为核心设备，实现区域化的业务聚合以及通过其与交换机能与数通设备直接互联，实现信号的转发与处理，而OTN网络作为大颗粒局间链路的传输媒介，配合核心设备间、核心设备与数通交换机间的通信实现。分光器作为汇聚设备，实现某一用户聚集区域内的信号全向接入，通过其无源分光特性，实现区内用户带宽的聚合与上行；ONU作为用户侧的接入设备，由分光器单芯连接至用户侧，带宽小分布广泛是其基本特性[4]。

依托SDH光缆网模型，全业务光缆网按照带宽与功能级别划分为3个基准层次，即主干层、配线层、引入段，如图2所示。

主干层实际实现的是OTN网络的搭建，OTN网络运用密集波分技术，通过波长复用实现了高带宽的信号传输，而OLT作为区域性数信业务的汇聚设备，其需向上层的城域交换机传递高带宽、安全性强的信号流。因此，借助OTN的传送能力，组建环型结构的OTN环网，将OLT作为盘挂设备与OTN进行GE-10GE速率的光纤对接，进行信号的上传与下发，这就是主干层光缆必须实现的功用。

配线层实现了OLT与ODN（分光器）间的物理连接。配线层的作用是实现同一OLT覆盖区域内所有分光器的有效接入。同时，由于分光器作为ONU信号的上下行汇聚设备，其工作情况直接影响到一个区域的信号传送，出于安全性考虑，也对配线层光缆实施必要的成环操作。

引入段实现分光器至用户ONU间的物理连接。由于ONU分布广泛，多为楼内光缆走线，因此成环难度过大。ONU至分光器距离较近，当出现光缆故障时可快速定位并排障。ONU与分光器间采用单芯连接，节省了大量纤芯资源，实现了光缆的有效利用。出于各方面考虑，引入段光缆采用链式结构和点对点的单芯连接。

3 新型全业务光缆网设计

3.1 主干层光缆网设计

主干层作为连接OLT和OTN等核心设备的主体网络，安全与容量为设计的基本要素。为有效提升网络安全性，传输网根据地理条件，采用光缆双路由模式，不同方向接入设备，组建自愈环。同时根据设备倒换机制，选择SNC、MS、伪线双归等保护机制进行设备侧的自愈策略设置，从而确保安全性的保障。同时，在主干层启用大芯数（96～144芯）的光缆，一方面确保核心节点间光缆出现纤芯损坏时，有充足的备用纤芯用于临时调纤使用，另一方面，可用纤芯数量的增加确保了主干层业务扩容的可能，通过设备新开端口，新增波道，新建传输链路的方式可有效应对任何的突发业务需求。

对于主干层光缆具体纤芯接入方式，采用全进全出的光缆接入方式，相邻站点间直达光缆互连，组环光缆全程双路由。核心层设备较配线层光交、引入段ONU等设备数量少得多，同时核心节点间的、通过建立相邻点间的互通光缆，足以应对全网的光缆使用需求。

3.2 配线层光缆网设计

配线层向上与一级和二级主干层光缆网相连，向下与基站及用户的综合业务引入点相连，发挥承上启下的关键作用。配线环实现了光分配点之间的相互连接，同时为光分配点与全业务节点之间提供光缆连接的可能。合理的配线环规划是全业务光缆网的关键所在，配线环的可扩展性、安全性与旧光缆网的融合能力等均直接影响到全业务运营的质量。

如图3所示，全业务组网中，可根据物理路由情况采用3种不同的配线环组网模型。

配线环1为标准型，根据光缆可达性原则，以全业务接入点为图形的一个端点，沿顺时针方向，进行完整的封闭式光缆网组建。标准型的配线环适用于标准化的城区地理环境，即具备路由条件充足，光缆具备双路由迂回可能，客户接入点分布道路两侧临近区域等条件。

配线环2为长链成环型，光缆网通过新增光分配点，配合旧的基站式光交，组建不通路由的闭合式环网。该模型适用于前期基站业务发达，但光缆路由匮乏的区域，通过一个适当的光分配点选取，以及两段光缆的补充实现双路由配线环。

配线环3为嵌套式配线环，光缆以一个配线环的一个或多个分配点为起终点，根据需要进行基站式光交引入或光分配点新增，从而实现全业务区域的嵌套式拓展。该模型适用于乡镇全业务区的覆盖，乡镇区域大多地处偏远山区或沿海，复杂的地理环境导致光缆资源匮乏，同时偏远的距离导致其无法向上述两种模型一样以全业务节点为组网基点。因此该模型为嵌套型，所有的向主干环上行的业务传送需经由两层配线环网实现。

对于配线层光缆具体纤芯接入方式如图4所示，采用共享纤芯结合独享纤芯的混合方式。具体设计如下:配线环全程布放大芯数光缆（144芯为例），其中在各光分配点处采用接头盒光缆破接方式进行分芯处理。每个光分配点处向分光器引入12芯作为独享纤芯，独享纤芯的概念就是该纤芯在该分配点处进行成端和设备引接，而在其他的光分配点处不做任何引出操作，从而确保了各光分配点均可利用12芯的独享纤芯与OLT（1）和OLT（2）实现双路由直达光缆连接，用于数信业务的开通。此外，抽取配线环的后48芯作为共享纤芯使用，共享纤芯的概念就是该纤芯在各分配点处均进行成端，从而确保了光分配点之间的纤芯连接，用于基站业务的开通与传输环网的成环操作。

3.3 引入段光缆网设计

引入段光缆用于用户侧设备的接入，实现用户ONU等设备与分光器间的光缆连接。全业务运行时期，用户设备多安装于楼宇的各楼层或公司的机房，受限于区域内物理路由的匮乏，单路由单纤连接实现ONU与分光器的连接为目前运营商常用做法[5]。对于少量高安全级别的业务，在物理路由允许的情况下实施光缆双路由接入，在设备资源允许的情况下实施设备热备份与自愈倒换机制，同样可以作为全业务引入段组网的补充模式加以采用[6]。

4 结语

为应对全业务竞争需要，通过对全业务运营模式下的业务需求为切入点，回顾前期光缆网设计的弊端与缺陷，进行全业务光缆网设计。光缆网以SDH网络为雏形，以业务带宽与级别为依据进行网络分层操作与拓扑规范化设计。针对各层网络特性与承载业务级别，设计各层光缆网建网思路与纤芯分配原则。新型全业务光缆网一投入运行，立即展现出拓展力强、客户侧便捷接入、光纤利用率高等系列特性，有效支撑了全业务竞争的开展。

[1]江磊.基于大数字微波和虚拟环技术的链式传输网成环改造[J].现代传输，2010（2）:77-79.

[2]陶志强，张胜，严炎.全业务网络端到端业务开通研究[J].数据通信，2011（3）:36-39.

[3]闫芳.接入网SDH传输系统的现状和发展趋势[J].内蒙古科技与经济，2006（18）:71-72.

[4]彭晓鹏.数字全业务OTN传输方案的设计与实现[J].有线电视技术，2011（6）:94-97.

[5]李思涛，左辉尽.适应FTTH的接入光缆网规划与建设[J].电信技术，2011（6）:90-92.

[6]潘伟祥，席长伟.有线电视系统中光纤配线产品的选配[J].电视技术，2010，34（3）:21-23.