全业务接入浅析与探讨

【摘要】    文章主要以全业务接入设计方案原则为着笔点，首先对驻地网的层次、分光器进行简单论述，其次根据不同的场景及全业务用户的需求，针对性地对高密度农居点和开放性老小区场景进行探讨与分析，以期为我国相关行业的设计人员提供有价值的参考。

【关键词】    光分器    一级分光    二级分光

当前，未来智慧城市逐渐发展，智能建筑逐渐增多，政企数据电路专线大量发展，都要求在综合业务接入区建设更多的光缆交接箱和通信业务拓展。但是从现阶段通信设计方案的应用来看，弱电通信光交的设计与应用的观点尚且无法做到统一。因此有必要根据全业务的发展需求，认真对光分器在一级光分组网和二级光组网的分层次定位、实施场景与模型、光交的分配等问题进行研究，并提出相应的建设指导建议，以便后续光缆组网的规划和建设。该文根据实际场景搭建2种不同的接入方法供相关研究参考，还需要以设计方案的合理性、实用性以及经济效益等多方面作为设计核心来考虑，最终作出最为恰当的选择。

一、网络基础知识介绍

（一）用户驻地网分为三个层次

第一层为基础层：包括建筑规划用地红线内的通信管道和楼内通信桥架、竖井，建设并预留用于安装通信线路与配线设备的机房等。第二层为设备层：包括光交、光分、光分配箱、ONU（Optical Network Unit，光网络单元）等设备。第三层为缆线层：包括各种光缆、光纤以及双绞线、五类线等。目前均考虑用GPON（Gigabit-Capable PON，无源光接入系统）组网解决。

（二）驻地网拓扑解析

1.中心机房配线子系统由OLT（Optical Line Terminal，光线路终端）、ODF（Optical Distribution Frame，光纤配线架）等组成。2.主干光缆子系统由连接光分路器和中心机房的光缆和配件组成，包括光缆接头盒、光缆交接箱、配线箱、ODF。3.配线光缆子系统由楼道配线箱、连接楼道配线箱和光分配点的光缆、光分器及光缆连接配件组成。光纤配线设施可以是光缆接头盒、光缆交接箱、ODF等。一般不直接入户。4.引入光缆子系统由连接用户光纤终端插座和楼道配线箱的光缆及配件组成直接入户的光缆。5.光纤终端子系统需要独立设置终端设备的区域，由一个或者多个光纤端接插座、面板、连接到终端设备（ONU）的超强抗挠、抗压的光纤跳线组成.

（三）GPON网元实体三大件之分光器

分光器可以理解为一个棱镜，把一束光劈成了许多份，实际采用光刻技术，芯片不锈钢包裹，粗细近似筷子。常见的分光比有1∶8、1∶16、1∶32、1∶64，其价格和分光比相关，1∶32大概800元，1∶64价格更高。分光器的使用节省了大量的光纤资源，但不能1变32后再变32，级联不能超过2次，最多不超过1∶128。

（四）光分设置

OLT的PON（Passive Optical Network，无源光纤网络）口至光分的光链路长度<5km可以考虑采用总分光比为1∶64的二级分光，链路长度>5km总分光比不超过1∶32。但最终需结合收光光功率确定，到用户侧要求大于-22dB。

（五）多业务协同情况下机房统筹设计

机房的作用从物理层面上来讲，机房起到收敛、汇聚一定区域内的缆线及设备的功能。机房场地要求为楼板地面荷载≥500kg/m2，梁下高度尽可能>3.1m，一般初期建议16m2左右，满足多业务的需求。同时需要考虑到空调铜管路由，应便于安装通信设备及接地装置。现阶段的机房务必确保无线4G/5G/WLAN/有线宽带等各业务设备安装、传输成端及跳纤等各环节，因此机房工艺需进行统筹设计。

二、分光方式

（一）一级分光和二级分光的优缺点

分光器作为PON网络中ODN（Optical Distribution Network，光分配网）部分重要组成设备，其部署方式的差异直接影响光缆价格、PON系统的利用率甚至整个PON网络的部署。

采用一级分光的优点表现在：1. OLT端口利用率;2.维护方便，方便监控：外线故障位置可方便确定;3.可靠性高，更能适应未来发展的需求。

但是具有以下缺点：1. 12芯光分线箱价格300多元，熔接费需600元;2.需使用更多的配线光缆，造成管道和桥架线路等拥挤不堪，跳线凌乱;3.使用的网络配件较多;4.建设灵活度不够，后续扩容非常难，可能需要增加额外的网络基础架构，初期投资规模大。

二级分光ODN的优点有：1.省管道：两级分光器前端光纤被收敛，管道、桥架资源需求少;2.省光交，省熔接：用户接入成本低，前期投资较小;3.省跳线：小区光交内的一级分光器的上聯口与OLT的PON间及下联口与二级分光器的上联口间的连接无需进行临时跳线，对分纤箱的要求较低。简化装机工作。4.易扩容，易诊断，服务区的分光比可灵活调整。可以根据发生故障用户区域区分出链路故障。

但是具体以下缺点：1.需要使用更多有源设备和光分路由器，为保证光路质量的稳定性，网络结构不灵活;2.二级光分对跳纤资料要求极高，管理成本增加;3.不易进行监控和维护，另外低渗透率情况下PON口比较浪费。

需要说明的是，二级分光的目的不是单纯为了增加分光比;二级分光通过第一次分光，调节第二次分光比至1：4或者1：8，以适合对光分线箱的零星扩容。

（二）规划意见

方案一：规划时仅针对第一片光分设计，留下另一片应对各种计划外的需求。1.对于分散未改造农村自建房，考虑装机距离，按照最小容量4芯进行设计，覆盖4/0.3=13户;第一片插片式分光器选择1：4规格，第二片优先选择1：4。2.对于开放式老小区、低层住宅，每单元必须放置一个分线箱：总户数12户以下，第一片插片式分光器选择1：4规格，超过12户，第一片插片式分光器选择1：8规格，第二片选择1：4。3.高层楼宇住宅：超过11层逻辑上可以视为两个单元叠加，设置两个分光分线箱，规划意见同上。

方案二：箱体最小容量为4芯，最大容量为16芯，相差4倍，可以针对需求量大但潜在用户不确定的高密集出租型农居点进行弹性规划。整体按照4芯箱体容量进行覆盖设计，覆盖4/0.3=13户;补偿系数（下一章节将详细说明）为4，则实际需要覆盖52户，因此第一片和第二片分光器均选择1：8，总容量达到16芯，实际可以覆盖16/0.3=53户;补偿系数为3，则实际需要覆盖13×3=39户，第二片优先选择1：4，总容量达到12芯，实际可以覆盖12/0.3=40户。对于其他补偿系数箱体数量=农居点数量/16/补偿系数/30%=农居点数量×补偿系数×30%/16。

排屋型新农村农居点、别墅由于住户容量相对固定，建议使用一级分光。

三、设计场景介绍

驻地网分三大块：农居点（包括高密集出租型农居点、分散未改造农村自建房、排屋型新农村农居点）、住宅楼（包括别墅区、开发式老小区、多层小区楼盘、高层或高层小区）以及政企单位（包括出租型商务（住）楼宇、独门独户大客户、学校及工厂宿舍）10个细分场景[1-3]。

（一）1号场景：高密度出租型农居点

关键字为高密度、出租型、农居点，特征和设计切入点具体如表1所示。

说明：关键要素确认只是理论上大概的算法，实际上光交、分线箱等设备的安装以及线缆的敷设需结合路由走向等实际情况确定。

优化1号场景采用二级分光关键要素判定。采用弹性驻地网建设方案二对高密集出租型农居点进行设计，即箱体最小容量为4芯、最大容量为16芯，相差4倍，可以针对需求量大但潜在用户不确定的高密集出租型农居点进行弹性规划：1.按照4芯箱体容量进行覆盖设计，覆盖4/0.3=13户;补偿系数为4，则实际需要覆盖52户，因此两片插片式分光器均选择1：8规格，总容量达到16芯，实际可以覆盖16/0.3=53个用户。2.不考虑50m直线距离计算，整个小区最少需要光分线箱=480/13=37个。3.分线箱布局设计：在实际设计过程中，如果按照一个箱子覆盖13栋农居点来计算会发现其覆盖范围过大，直线距离超过50m。经过反复计算，一级分光所采用的布局依旧为最优，因此沿用原有设计，需要60个分线箱。4.分光器设计：分光器考虑建设初期配置每一个分线箱一个1：8的光分，共计60个，并在光交侧放置1：8光分60/8=7.5，取整为8个，共计68个。5.光交容量设计：60个箱子需要占用60/4=15个托盘，采用288光交。

通过案例可知，采用二级分光可以大量降低光缆线路的建设费用，但光分路器及PON口数量上会增加，以及上联主干光纤、主配层光纤、PON口的利用率会降低。在初期市场渗透率较低的情况下甚至可以先做薄覆盖，仅放置1：8或者1：4分光器，后续业务量增加的情况下再增配光分。

（二）2号场景：开放式老小区场景举例

特征和设计切入点如表3所示。

1.采用一级分光要素确认，设计步骤和设计输出如表4所示。

说明：以上计算只是理论上大概的算法，实际上光交、分线箱等设备的安装，线缆的敷设还需结合路由走向等实际情况确定。

2.优化现有的场景用二级光分要素确认，具体如表5所示。

综合来说，一级分光和二级分光的光缆路由基本一致，不同在于引入层的光缆纤数、成端数量和光交等配置的区别。

采用二级分光时的引入光缆总芯数比一级分光接入少，光缆、光交箱等材料相应也节约。

四、结束语

该文主要从光分器所具备的优势特征等方面对全业务设计方案的选择进行了相关内容的阐释，涵盖了一级分光和二级分光的分析，然后基于分光方式对其在全业务接入工程设计过程中需要考虑的问题进行了进一步的研究与探讨。综合上述内容可知，根据该文中二级分光接入的布线方式相较于一级分光方式而言具备一定的优越性，但其在應用过程中仍存在着不足，阻碍着其进一步发展。因此，在对分光方式选择设计方案的过程中一定要综合考虑项目的实际情况以及场景选择的合理性等外在客观因素，只有这样才能最大限度保证弱电通信光缆接入设计方案在智能建筑中的应用质量。

参  考  文  献

[1]冯智伟，刘健.有线宽带接入网建设模式区别研究[J].电信技术，2017（08）：58-59+64.

[2]门少杰.移动家宽建设及业务发展趋势研究[J].电信工程技术与标准化，2017（09）：89-92.

[3]李文辉，徐荣青，王梅春.基于PON的全业务网络规划与建设[J].电信工程技术与标准化，2009（11）：37-40.

作者单位：钱炜    中浙信科技咨询有限公司

钱炜（1967.08-），男，浙江杭州，工程师，大专，研究方向：通信工程勘察设计方面。