基于微网格的一体化接入方案研究

陆威，白龙飞

（中国移动通信集团设计院有限公司山东分公司，济南 250101）

综合业务接入区作为面向全业务接入的基础网络，能够有效降低末端接入距离和接入时间，成为近年来运营商的基础网络建设重点之一。但由于缺乏精细化管理的手段，综合业务接入区的建设和使用仍存在覆盖盲区梳理困难、光交光缆重复建设、末端业务接入不规范等问题。

微网格规划解决了梳理覆盖盲区、指导分纤点部署的问题，本文主要以微网格作为末端接入的最小单元，建立分纤点和末端光缆的需求测算模型，探讨各类型微网格内的一体化接入方案。

1 微网格概述

微网格是在综合业务接入区的基础上，将覆盖范围进一步细分为多个覆盖半径为100～300 m、无缝衔接的区域，从而对业务区进行精细化管理，如图1所示。

微网格具有用户群特征，不同特征的用户应划分到不同的微网格，原则上一个微网格归属唯一的二级主干分纤点。2017年某省完成的微网格规划，共对1 420左右个城区综合业务接入区规划了6.13万个微网格，分为住宅小区、聚类市场、商务楼宇、独立政企、大专院校、大型厂区、城中村、公共用地和待建空地9种类型，各类型微网格规划数量和平均面积如图2所示。

从图2的数据可见微网格的覆盖面积和用户密度呈负相关关系，可以分成3个梯队：商务楼宇的用户密度最高，平均面积为0.046 km2/个；住宅小区、独立政企和聚类市场其次，平均面积为0.082～0.092 km2/个；其它微网格的用户相对稀疏，平均面积为0.143～0.233 km2/个。

2 微网格类型和接入需求分析

通过微网格规划，不但能够梳理覆盖盲区，指导二级分纤点部署和接入区优化建设，而且能够规范业务接入，统筹末端接入资源的建设和使用。将所有综合业务接入区归纳成这9种类型的最小单元，对各类业务的计算方式进行归纳和提炼，从而建立统一的需求测算模型。

2.1 住宅小区

图1 综合业务接入区和微网格示意图

图2 微网格规划数据分析图

住宅小区主要结合小区界限、规模、管道等因素分成一个或多个微网格，每个住宅小区微网格覆盖户数不超过1 500户且二级分纤点至住宅楼的平均接入距离在200 m以内，和住宅楼紧邻的沿街商铺、幼儿园、小学可纳入相应的小区微网格。

住宅小区内的业务需求主要有：

（1） 有线宽带：为住户和商铺提供的互联网接入服务，主要采用FTTH接入。

（2） 集客专线：为住宅小区内的中小学、银行网点等客户提供的互联网专线和数据专线。

（3） 无线基站：主要有拉远站、微站、室分和皮飞站。拉远站用于室外广覆盖，微站用于室外补盲和热点容量提升，室分一般覆盖地下车库、电梯，皮飞站作为室分的补充覆盖手段，用于解决特定场景的弱覆盖和盲区。

2.2 聚类市场

聚类市场微网格包含专业市场和沿街商铺两种形态。专业市场是相同系列的专业店、专卖店高度聚集的室内商业场所，如建材市场、服装批发市场、科技市场等，一个专业市场原则上划为一个微网格，大型专业市场可建筑分布、用户规模划分为多个微网格。沿街商铺根据布局和道路进行划分微网格，各商铺独门独户。

聚类市场内的业务需求主要有：（1） 有线宽带：为聚类市场商铺提供的互联网接入。（2） 集客专线：聚类市场内的集客专线潜在用户有银行网点、视频监控、小型政企客户等。

（3） 无线基站：专业市场内无线用户密度高、容量需求较大，一般采用微蜂窝室分覆盖；沿街商铺的室内外的弱覆盖一般会建设少量的微站和皮飞站。

2.3 商务楼宇

商务楼宇包括由多家不同单位承租的写字楼、城市综合体等，没有统一的内部网络，业务需求以集客专线和无线室分为主。通过同一个室外分纤点接入、平均接入距离在200 m以内的若干相邻商务楼宇可划分为一个微网格，需按厚覆盖标准建设的商务楼宇单独作为一个微网格。

相比专业市场的用户以商铺为主，商务楼宇的用户以企事业单位为主，数据专线业务占比较高，且随单位入驻、搬迁，业务数量和类型变动性较大。

2.4 独立政企

在对独门独户的政企单位（不含在商务楼宇或沿街商铺微网格范围内）划分微网格时，分为两种情况：小型企业和县级以下的机关、事业单位，在平均接入距离200 m以内的前提下合设一个微网格，通过室外光交进行覆盖；需保证业务开通时限和用户感知，尤其是行政中心、大型企业的省级中心等应单独配置接入资源。

相比商务楼宇，独立政企客户一般有客户自行维护的机房和内部网络，但也会存在一个楼宇内多个行政机构的专线需分别接入。

2.5 大专院校

原则上每个大专院校为一个独立的微网格，对于大型院校，也可适当按照市政道路分割、功能区块（如宿舍区、家属院、教学区、商业区等）划分为若干个微格。大专院校内的业务需求主要有：

（1） 数据专线：主要为校园网、教育网等专网提供互联。

（2） 有线宽带：主要用于接入教职工宿舍、校园商铺等，学生宿舍宽带一般通过校园网接入互联网。

（3） 无线室分：覆盖目标包括教学楼、宿舍楼等建筑。目前新建的WLAN很少直接接入到运营商网络，一般接入到校园网。

2.6 大型厂区

大型厂区指综合业务接入区覆盖范围内的占地面积较大的工矿企业，对于厂区内的家属区应按住宅小区微网格单独划分。大型厂区一般只有少量办公楼需要专线接入，无线需求通过一两个基站进行室外广覆盖，个别存在弱覆盖的办公楼可能需建设室分。视频监控在客户内部网络的建设范围内，运营商一般不参与建设。

2.7 城中村

城中村指城区或郊区未经城市化改造的居民区，业务形态和住宅小区相似，但用户相对稀疏、拆迁可能性较大。城中村的建筑类型以1～3层的低层住宅为主，业务需求主要为有线宽带，如设有村委、卫生站等机构会有少量专线需求。

2.8 公共用地和待建空地

公共用地包括公园、景区、广场等空旷场所，接入需求主要为无线室外覆盖、视频监控；待建空地指城区拆迁区域或城乡结合部、工业园区中的未开发区域。这两种类型的微网格一般业务稀疏或面临市政拆改，不宜提前配置接入资源，因此在本文中不考虑一体化接入方案。

3 一体化接入方案

3.1 建设思路和测算模型

一体化接入方案主要考虑以下3个方面。

(1) 微网格上联：满足微网格内全业务接入需求，对二级分纤点和二级主干光缆进行一步到位的建设，避免频繁扩容。二级分纤点容量应根据长期需求考虑冗余，当计算结果接近临界值时应提档。

(2) 微网格内部：有线宽带优先采用二级分光方式，用户密度较高的场景，一、二级分光比为1：4＋1：16；用户密度较低的场景，一、二级分光比为1：8＋1：8。互联网专线采用一级分光，分光比为1：8，分光器设置在二级分纤点内。皮飞站采用一级分光， 分光比为1：32，分光器设置在二级分纤点内，也可利用现有分光器的空余端口。如采用无源波分，合分波器设置在二级分纤点内。

(3) 管线资源和上层网络：管道方式敷设的多条光缆，同路由段落应考虑合缆。为减少管道资源占用，并考虑将来C-RAN接入需求，新建二级主干光缆原则上不少于48芯。当需求超过72芯时应考虑PTN下沉或无源波分等方式减少对综合业务接入区主干纤芯的占用，否则光缆应直达汇聚机房。

根据目前各类型业务采用的接入技术，微网格的引入光缆和二级主干光缆纤芯需求测算模型如表1所示。

引入光缆根据各类型业务的数量，直接采用上表中的测算方式计算。二级主干光缆对各类业务纤芯需求分别计算、取整，合计后乘以冗余系数（建议按1.2计取），按光缆标称芯数向上取值。二级分纤点按引入光缆纤芯需求×冗余系数＋二级主干光缆容量，按光交标称容量向上取值，不小于144芯。

表1 微网格光缆纤芯需求测算表

3.2 典型场景测算分析

以下例举两个典型的微网格场景，按照上述模型进行测算和验证。

3.2.1 住宅小区微网格

某高层住宅小区微网格的业务需求如图3所示。

该场景有线宽带用户较为密集，分光比采用1：4＋1：16；数据专线、微站采用PTN接入，拉远站、室分RRU通过光纤拉远连至信源站。根据表2的模型进行测算，该微网格的引入光缆纤芯需求测算结果如表2所示。

图3 住宅小区接入示意图

表2 住宅小区引入光缆测算表

二级主干光缆容量测算：（1 500/53+2/8＋4×2＋ 3×2＋ 12×2＋ 2×2＋ 8/32）×1.2＝ 87.6，按标称容量向上取值为96芯。

二级分纤点容量测算：228×1.2＋96＝369.6，按标称容量向上取值为576芯。

3.2.2 商务楼宇微网格

某商务楼宇微网格的业务需求如图4所示。

该微网格的二级分纤点优先设置在弱电机房、进线室或靠近弱电井的位置，每1～3层设置光缆配线箱，和室分RRU靠近安装，统一接入该楼层的用户光缆。数据专线、拉远站和室分考虑光纤直驱、PTN接入设备下沉和无源波分三种方案。二级主干光缆和二级分纤点容量测算结果如下。

（1） 光纤直驱：二级主干光缆需144芯，二级分纤点需576芯。

（2）PTN下沉：数据专线、拉远站和室分接入到楼宇内新增的PTN设备，PTN 设备组网上联需4芯；二级主干光缆需48芯，二级分纤点需576芯。

（3）无源波分：目前无源波分收敛比最高为1：18，有线宽带上联考虑到插损仍采用光纤直驱；二级主干光缆需48芯，二级分纤点需576芯。

图4 商务楼宇接入示意图

上述3种方案对比可见：采用PTN下沉和无源波分可大大节省二级主干光缆纤芯，但二级分纤点容量需求主要来自商务楼宇内部的层间光缆成端。对一栋大型商务楼宇单独划分的微网格，首选PTN下沉方式，除了节省二级主干光缆纤芯，能更灵活的应对数据专线接入的数量和端口类型；由多个小型商务楼宇合设的微网格，二级分纤点一般设置在室外，首选无源波分方式。

3.3 小结

以往的接入方案往往只考虑各自项目的覆盖目标和业务需求，造成进小区或楼宇敷设多条小芯数光缆或设置多个小容量光交，不但整体投资效益低，而且带来占用过多管线资源、增加协调难度和资源管理难度等问题。采用一体化接入的微网格预计整体投资能降低15%～35%，而且后续的需求将实现快速接入，有效提升用户感知。从长远来看，基于微网格推进一体化接入，能够使末端接入网络的演进趋于清晰、易于管理。

4 结束语

微网格是为对综合业务接入区进行精细化管理的方式，但最终目的是通过一体化接入规范末端接入的建设和使用。除了合理可行的方案，还需要各项目协同考虑，从立项、建设到维护实行闭环管理，并借助信息化手段实现业务需求和接入资源的精确匹配，推动一体化接入的落地。

(1) 立项统筹考虑：有线宽带、集客接入等项目立项同时，核实微网格资源条件，如不具备应同步立项解决；结合城区建设，更新微网格规划资料，适度提前覆盖和扩容潜在用户较多的微网格。

(2) 建设阶段落地：接入设计方案根据微网格选择上联的二级分纤点，考虑全业务接入需求，贯彻一体化接入原则；建成情况在信息化平台中更新，及时投产使用，避免重复建设。

(3) 完善哑资源管理：在信息化平台上维护微网格资料，各部门的需求达成一致，确保立项、建设、使用等环节信息对称、口径一致。

[1] 谭哲, 康帅, 韩剑, 等. 综合业务接入区微格化应用及优化案例[J]. 电信科学，2016(S1):187-193.

[2] 王大鹏, 姜艳, 于沆, 等.综合业务接入区业务承载方案[J].电信工程技术与标准化，2014(09):58-60.