汇聚机房与其扩展机房互通优化方案

陶永胜，叶桂添

（广州杰赛通信规划设计院有限公司，广东 广州 510310）

0 引言

随着通信行业的快速发展，运营商从传统业务逐渐向全业务运营发展，从而引入城域大容量OTN、大容量PTN、新网络等技术，新增的各种设备对汇聚机房空间提出了新的挑战。

老旧汇聚机房主要由基站机房、固网节点机房等演变而来，机房空间小、无法满足通信技术不断发展的需求，但是老旧汇聚机房地理位置优越，而且周边已经建设有充足的管线资源。老旧汇聚机房在无法直接扩建的情况下，通常在附近租赁一个面积足够大，能满足汇聚机房长期发展需求的新汇聚机房，如此才能充分利旧原有的管线资源，减少业务迁移带来的工作量。新汇聚机房建成后，通过将老汇聚机房的业务逐步迁移至新汇聚机房，完成新旧汇聚机房替换，对业务迁移后的老汇聚机房则进行功能降级或者直接停用。

但是汇聚机房的租赁需结合当时周边租赁市场、地理位置、房屋质量条件决定，并不是都能租赁到位置理想又空间足够大的汇聚机房。很多情况只能租赁到同样空间大小的机房作为老旧汇聚机房的扩展机房来缓解老旧汇聚的空间压力。此时并不能采用新旧汇聚机房直接替换的方式，需把新汇聚机房作为老汇聚机房的扩展机房一起来承担汇聚的功能。为了快速让新机房发挥汇聚功能，通常只需新建新旧机房间的互通光缆就能让新机房快速投入使用，但这也导致业务接入主要通过新旧机房间互通光缆转接，互通光缆纤芯消耗过快，需新增ODF架成端，加大对本就空间不足的老机房压力。如何减少互通光缆纤芯消耗，实现老旧汇聚机房与扩展机房协调发展，这是目前这些汇聚机房需要解决的问题。针对此情况，以机房现状为基础，对有源/无源波分设备、设备搬迁调整、光缆优化这三种优化手段进行对比分析得出最优的优化方案或者各种优化方案适用的场景，能给同类型的问题处理提供参考借鉴。

1 具体的优化方案

老旧汇聚机房与扩展机房主要存在以下特点：

（1）原机房空间非常紧张，严重限制了新建机架能力；

（2）原机房设备多样，除OTN、PTN、SDH 等设备外，普遍都设置有OLT 设备，且可能有多套OLT，对纤芯需求大；

（3）原机房光缆层次和数量多（汇聚光缆、主干光缆、接入光缆）；

（4）扩展机房对业务侧接入纤芯需求大，对上联纤芯需求少；

（5）扩展机房只建设了至原有汇聚机房的互通光缆，所有业务纤芯需求需通过原有机房跳接，机房间纤芯消耗快，需不断在原有机房新增ODF 架，对机房空间压力大。

针对老旧汇聚机房与扩展机房特点，解决两个机房互通光缆消耗过快的问题，需要综合考虑纤芯需求、机房空间、实施难度、投资规模等各种因素制定出最优方案。优化方案可通过无源或有源波分设备、设备搬迁调整、光缆优化三种途径解决。

1.1 无源/ 有源波分设备优化方案

（1）无源波分设备优化方案通过在原汇聚机房和扩展机房新增成对的无源波分设备使多对纤芯在一根纤芯传输，从而达到节约互通纤芯的目的。无源波分有1:2、1:4、1:8、1:16 多种汇聚比，以采用1:16 汇聚比为例，能使原本消耗16 芯光缆通过增加无源波分设备变为1 芯。无源波分设备优化方案如图1 所示。

（2）有源波分设备优化方案通过在原汇聚机房和扩展机房各新增1 套有源波分设备形成一个独立的波分环路来收敛业务，原有的SDH 接口、GE 接口、10GE 接口等都可以通过波分来承载。波分环的搭建只需要4 芯，但其设备接口能不断扩容，可以节省纤芯，有源波分设备优化方案如图2 所示。

图1 无源波分设备优化方案

图2 有源波分设备优化方案

OLT 的PON 口业务则需采用有源的光纤聚合设备来实现纤芯的聚合，从而减少纤芯使用。优化方案如图3所示：

1.2 设备搬迁调整优化方案

对两个机房间的设备进行有规划的搬迁调整能释放老机房的空间，减少互通光缆的使用。设备的搬迁调整主要考虑的因素有：机房业务需求导致的机位和纤芯需求；搬迁何种设备可以减少互通光缆的使用；尽量释放原有汇聚机房空间；割接量的大小和难度；设备搬迁投资大小；搬迁后对未来的业务发展的支撑性。

通过设备搬迁，可将对组网纤芯需求不大的设备（如PTN、SDH、OTN 等设备）搬迁至扩展机房，腾空原有机房空间，对纤芯需求量大的设备（如OLT 等）搬迁至原有机房，减少互通纤芯的消耗。通过合理的搬迁方案能腾出旧机房空间，减少互通光缆纤芯使用。

1.3 光缆优化方案

通过新建、割接等手段打通扩展机房与原有主干光缆、汇聚层光缆网络的连通，实现业务直达扩展机房，减少互通光缆纤芯跳接，实现扩展机房与现有光缆网融合。汇聚机房与扩展机房光缆结构现状如图4 所示：

图4 汇聚机房及扩展机房光缆结构现状图

光缆优化需充分考虑的因素有：满足各种业务发展所产生的主干纤芯需求；分析现有主干光缆结构、纤芯现状、纤芯分配方式，充分利用已有光缆；工程投资及对未来业务的支撑能力。应根据汇聚机房和扩展机房以及光交的地理位置，通过新建扩展机房与就近主干光交的主干光缆来打通扩展机房和现有主干光缆网的连通。对于纤芯需求量小的汇聚层光缆，不需刻意新建光缆去连接原有汇聚层光缆网，在有新的汇聚层光缆需求时，可以综合考虑新建至扩展机房来分担原有汇聚机房的负担。汇聚机房与扩展机房光缆优化后的结构如图5 所示：

图5 汇聚机房及扩展机房光缆结构优化图

优化后光缆直达扩展机房，充分利用新机房空间优势，减少汇聚机房与扩展机房互通纤芯使用，节省原有机房空间，缩短接入距离。

1.4 三种优化方案对比

（1）无源/有源波分设备优化方案能大大节约汇聚机房和扩展机房互通纤芯使用，但也存在以下问题：

1）无源波分设备通常设计比较紧凑，体积和熔纤盘体积相当，相比使用光缆互通并不能达到节省空间的目的。有源波分设备、有缘光纤聚合设备都需要占用机架位，相比使用光缆纤芯占用更多机架位，对本就紧张的原汇聚机房机位造成更大压力。

2）无源波分适用于双纤单向光模块业务，且光模块能拔插，与固定的彩光模块配合使用，现有设备必须能识别第三方厂家的彩光模块。

3）无源波分不管采用何种汇聚方式，均会存在一定的光损耗，现有业务是否能采用无源波分设备，需经过光纤损耗测试才能确定。

4）采用无源波分设备后多条业务在一根纤芯，单纤出现故障时影响的业务增大，增加网络安全隐患。

5）有源波分设备投资大，一波10G 客户侧接口的10G 波道扩容单价为7 万，一波GE 客户侧接口的10G波道扩容单价为14 万，远高于互通光缆对应的纤芯造价。

6）采用无源/有源波分设备替换现有互通纤芯需要中断原有业务，涉及点多，实施难度大。

（2）设备搬迁调整优化方案。设备搬迁投资少，但设备搬迁割接量大，虽然能减少一部分互通纤芯使用，但是扩展机房的业务还是需要通过唯一的互通光缆转接，无法从本质上解决互通光缆纤芯大量使用的问题。而且汇聚机房与扩展机房间纤芯使用最多的为宽带业务，随着宽带用户数增多，OLT 不断下沉至综合业务接入机房是必然的发展趋势，原汇聚机房内多台OLT 所带大范围的宽带业务将随着OLT 的下沉逐步迁移至综合业务接入机房，OLT 设备搬迁的意义不是很大。

（3）光缆优化方案。投资主要取决于光缆建设规模，但同样也能获得相应的纤芯能力。

通过三种优化方案的分析，各种方案均有其用途，不同方案适用的场景不同。对于无源/有源波分设备方案，由于投资大、实施难度大，建议在新机房无法新建光缆的情况才采用。对于设备搬迁方案，由于施工难度大，且并不能在实质上解决互通纤芯使用量大的问题，建议在旧机房空间不足的情况下可以适当采用。光缆优化方案则一般情况下均可采用。三种优化方案的对比如表1 所示：

表1 三种优化方案对比

三种优化方案适用的场景不同，应根据具体情况选择最优的一种方案或者多种优化方案的组合方案。

2 具体案例说明

某运营商汇聚机房A 面积为约34 m2，目前机房剩余有2.5 个机架位（本文机架位均按600×300 计列），机房空间无法满足业务发展需要。基于机房空间问题，前期工程在距原汇聚机房200 m 的地方新租赁面积约34 m2的汇聚机房A1 作为扩展机房，A1 机房已用机架位14.5 个，剩余机架位23.5 个。原汇聚机房安装有汇聚OTN、汇聚PTN、汇聚SDH、SW、OLT，扩展机房安装有BNG、汇聚PTN、汇聚SDH、OLT。原汇聚机房和扩展机房均有汇聚层光缆，接入主干光缆接入原汇聚机房，扩展机房无接入主干光缆，两机房间建有单路由互通光缆。光缆结构如图6 所示。

图6 汇聚机房A及扩展机房A1光缆结构现状图

目前机房间的互通光缆已经使用130 芯，其中主要为宽带业务占两个机房间纤芯使用的60%。机房间的纤芯使用情况如表2 所示：

表2 汇聚机房A和扩展机房间跨机房纤芯使用统计表

其中，家宽业务和OLT 至BNG 业务均由接入主干光缆引入，占两个机房间纤芯使用的89%。

汇聚机房A 和扩展机房A1 已经具备完善的设备网络系统包括OTN 系统、PTN 系统、BNG 等，所以纤芯和机位主要满足家宽业务、5G 基站、OLT 下沉需求，包括本综合业务区内宽带业务需求、本综合业务区内5G 基站拉远需求、本汇聚区内5G 分组网络需求、本汇聚区内OLT 至BNG 纤芯需求。表3 为汇聚机房A 和扩展机房纤芯和机位需求表。

共需求纤芯517 芯，机架位10 个，结合汇聚机房A和扩展机房A1 现状，未来新增机架主要安装在扩展机房A1，汇聚机房A 维持现有的少量机架位空余的现状，以保证必要的ODF 架扩容。未来纤芯需求以接入主干纤芯为主，所以扩展机房A1 与接入主干的连接势在必行，结合扩展机房A1 的管道情况，新建接入主干光缆并无阻碍。所以汇聚机房A 与扩展机房A1 的优化选取光缆优化方案。通过新建主干光缆直达扩展机房A1 进行光缆结构优化，解决机房互通光缆纤芯转接过多的问题。优化后的光缆结构如图7 所示。

优化后接入主干光缆能直接回到扩展机房A1，接入主干业务不需要再经过汇聚机房A 跳接，机房间的互通纤芯能大量减少。前期由接入主干引入占用89%的互通纤芯也可以通过简单的跳纤割接至新建的主干光缆上，减少原有互通光缆纤芯使用。

表3 汇聚机房A和扩展机房纤芯和机位需求表

图7 汇聚机房A及扩展机房A1光缆结构优化图

3 结束语

针对空间不大的老旧汇聚机房与其扩展机房互通光缆消耗过快的问题，分析其产生的原因，提出了三种优化方案。从优化方案的对比可以看出，汇聚机房与其扩展机房的优化应该以光缆优化方案为主，无源/有源波分设备方案和设备搬迁方案作为补充。对于个案应从光缆现状、机房空间使用情况、业务发展需求等多方面分析选择最优的一种优化方案或者多种优化方案的组合方案。