构建综合承载光网络

张奕安　中国电信安溪分公司副总经理



构建综合承载光网络

张奕安中国电信安溪分公司副总经理

摘要“宽带中国”是国家级战略，实现高速宽带接入的主流媒介是光纤。运营商在无线网络、专线等建设中，需要大量的光网络资源。如何利用运营商已有的机楼、管道等资源，科学规划一个满足中远期需求，快速建设一个综合承载光网络是一个值得探索的课题。本文基于多年光网络建设经验，对综合承载光网络的规划和建设进行了一定的探讨。

关键词光网络网络规划FTTH

1　引言

2011年2月16日，中国电信集团公司正式启动“宽带中国·光网城市”工程，提出中国电信宽带用户的接入带宽将在3～5年内跃升10倍以上，并将持续快速提升；资费将在3年左右迎来“跳变期”，并将持续下降；南方城市将全面实现光纤化，核心城区全部实现光纤接入，最高接入带宽达到100M，城市家庭接入带宽普遍达到20M以上的目标。

2013年8月17日，国务院发布了“宽带中国”战略实施方案，部署未来8年宽带发展目标及路径，意味着“宽带战略”从部门行动上升为国家战略，宽带首次成为国家战略性公共基础设施。

用“全光网络”实现以上的需求是毋庸置疑的，但是国内运营商已经投巨资建成了庞大的有线电缆网络，如何利用已有的机楼、管道、杆路等资源，快速科学地建设光缆网络，是一个值得研究的课题。同时，我国幅员辽阔，组网场景复杂，如何有效经济地满足各类用户需求，也是值得探索的。

在云计算的环境下，传统网络的封闭性不足以支撑面对海量用户的互联网业务的快速变化，只有通过构建开放的网络架构，使网络资源对业务应用可视化，并且网络资源能够跟业务应用进行智能联动，才能大幅提升网络的灵活性，满足云计算业务的需求。SDN技术能够很好地支撑传统网络由“静态”到“动态”，由“物理网络”到“虚拟网络”的转变。基于SDN技术构建大二层、弹性灵活、可自动化部署的云化数据中心网络是必然的发展趋势。

本文基于福建省泉州电信近十年光网络建设经验，对沿海发达区域的光网络组网进行了一定的探讨。

2　光网络的承载

光网络按照全业务承载进行规划。从网络的维度，包括无线网络基站接入、个人公众用户、专线用户、专网用户等。

●无线网络基站接入：在大量使用BBU-RRU组网的无线网络中，大量使用接入层的光网络。如果完全独立建设，则成本过高。

●个人公众用户：业务包括固定电话、家庭宽带、IPTV、视频监控等。目前二层以上使用PON设备，这部分是光网络规划的主要满足对象。

●专线用户：目前大量的专线用户承载在MSTP、PTN、PDH、VPN、IPRAN等设备上，用户比较分散，但仍需考虑承载。

●专网用户：部分高端用户只租用运营商物理线路，自行使用设备进行组网，这部分用户相对集中。但由于专网数量多，单独建设成本高，所以也考虑承载。

以上业务基本涵盖了运营商的所有网络及用户的接入，所以实际上规划的是一个综合接入光网络。

3　光网络的规划

3.1基本原则

在FTTH的规划设计过程中，必须先明确规划范围、颗粒度、满足期等，以便整体规划科学、有序推进，达到预期的目的。

●规划范围：以县（市）为单位统一规划，按照“一次规划、分布建设”的原则，科学布局，根据业务发展需要，有序推进光网建设，铜缆网分步退网。在规划范围划分过程中，应该与市场销售部门积极配合，将区域划分为城区、发达乡镇区、乡镇区、发达农村、一般农村等，以行政区域为第一级维度、结合各级光节点的分布，以网格化规划为目标划定所有网格。

一个规划区可划分为多个网格，每个网格可以依据道路、河流、绿地、小区围墙等天然障碍物划分边界，网格大小可依据用户发展情况进行调整，建议用户越密集的区域网格划分得越小，但原则上不能割裂现有网络最小网络单元（电缆交接箱）的覆盖范围。每个网格都是一个可单独管理的单位，并应具备一系列属性（如编号、城区/农村性质、用户规模、网络规模等），以便于以网格为单位的网络建设、市场营销及指标考核。

常规情况下，区域的发达程度决定业务的发展程度，规划可以根据区域经济现状、业务发展需求等，统筹规划落地的先后顺序。

●颗粒度：明确OLT节点、主干光节点、配线光节点的设置及主干光缆、配线光缆的分阶段建设计划。

●满足期：根据前端的业务发展规划，设定网络规划的满足期，一般为3～5年。

3.2规划的指导意见

应注意与传统交换节点退网结合，按照“由下至上”的顺序，通过积极地“光进”为传统交换节点的有序退网创造条件。在有条件的情况下，应尽可能争取整个端局的完整退网，遵循“少局所、大容量”规则。

光网络网络实施时，应把握网络的总体性，按照“从上往下”、“先主干、后配线”的顺序分步实施，确保整体网络架构的稳固以及后续扩容的平滑，避免今后出现大规模的调整。对于现有的光网络网络，应进行梳理及延伸，使之能满足FTTH的需要。

“铜退”工作应以母局、模块局、接入网MDF出局的铜缆网为单位做片区划分，按轻重缓急的情况逐步推进。

3.3光网络的规划建设

3.3.1主干光节点的设计

主干光节点（FP点）用于汇聚多条配线光缆，建议每6～10个配线光节点（DP点）设置一个主干光节点（FP点）。主干光节点应设置在管道路由丰富、易于扩容的位置，首选条件较好的模块局、接入网机房进行设置，并可根据实际情况选择路由丰富、环境安全的室外一级光交接箱作为主干光节点的补充。主干光节点（FP点）覆盖半径建议为：密集市区300～500m、一般城区、镇区500～800m；农村区域800～2000m。

主干光节点配置的主干纤芯数与配线光缆纤芯数配比建议在1：1.2左右；规划为OLT节点的主干光节点配置的主干纤芯数应根据OLT对PON接入用户的收敛情况进行选择。主干光缆的结构建议以环形+树形为主，环形结构光缆的配纤方式建议采用环形不递减的公共纤+独占纤方式配纤；树形结构光缆采用递减方式配纤，当主干光缆经过某一光节点时，只上下该节点需求的纤芯数量。

3.3.2配线光节点的设计

配线光节点（DP点）是引入光缆的物理汇聚节点，其作用是将多条引入光缆收敛为一条大芯数的配线光缆。配线光节点的设置应节省光缆投资，避免大量小芯数光缆上联至主干光节点，并提高客户接入的响应速度。

建议城市区域每个配线光节点（DP点）的覆盖范围在100～300m，乡镇区每个配线光节点的覆盖范围在200～400m，农村每个配线光节点的覆盖范围在300～600m。写字楼按1栋写字楼1个DP点设置，酒店式公寓按1栋酒店式公寓设置1个DP点，农村以自然村为界设置DP点。配线光节点的形态可选择为光交接箱或光交接间，光交接箱内应预留安装分光器的空间。

配线光缆结构以星树形为主，配线光缆与引入光缆的纤芯配比应根据分光方式和分光比选择，一般选择12～48芯光缆。

3.3.3分光比及分光器的设计

分光比应尽可能选择64路及以上分光比的建设模式。对于分光级数的选择，应综合考虑ODN组网的灵活性和成本，建议首选二级分光。

设置分光器时，应提高每个PON口和光分路器的利用率，其设置原则建议如下：

（1）根据用户分布密度及分布形式，选择最优化的光分路器组合方式和合适的安装位置，第一级和第二级光分路器的分路比乘积不应大于总分路比（64）。

（2）分光器根据其不同型号、分光比，可灵活设置在主干光节点ODF或交接箱（FP点）、配线光节点ODF或交接箱（DP点）、用户光节点楼道光交接箱或分纤箱（AP点）等处。

（3）对于新建小区（3家运营商共建共享区域），全部采用一级分光模式，非共建共享区域，可考虑采用二级分光。

规划阶段就应核算PON网络光功率，避免设计、施工阶段因ODN网络的衰耗过大导致整个规划布局重新调整。

4　FTTH的规划

4.1OLT的规划

（1）OLT的部署应充分利用现有机房，尽可能集中设置，主要需考虑到将来大规模FTTH的需求不至于引起现网出现大规模的调整优化。

（2）对于FTTH用户密集、用户数大的区域，可考虑将OLT放置在位于接入主干光缆上的大的接入点机房，但不宜设置在住宅小区和商务楼宇内。

（3）对于FTTH与FTTB/FTTN共存于同一OLT设备、且FTTH用户较少的情况，应优先考虑通过扩容接入主干光缆来满足FTTH方式占用光纤相对较多的问题，并尽可能避免由于FTTH建设而下移OLT的位置。

（4）OLT覆盖范围应遵循覆盖区域内总投资最低（管线投资和机房投资）的原则。结合各场景的主流分光比与光功率损耗情况，OLT覆盖范围建议如：城区覆盖半径为1～2km（覆盖面积：5～10km2）；乡镇区覆盖半径2～3km（覆盖面积：10～20km2）；发达农村覆盖半径3～5km（覆盖面积：20～50km2）；农村覆盖半径5～20km（覆盖面积：50km2以上）。

4.2入户施工

（1）新建小区、办公楼等，建议皮缆一次性建设到位，原有区域的公共覆盖，采用皮缆“放装”模式，用户有业务需求时才布放皮缆入户，这在一定程度上节约了工程投资。

（2）根据皮缆的布放场景，科学地选择室内（外）型皮缆。

（3）在皮缆敷设过程中，应严格注意光纤的拉伸强度、弯曲半径，避免光纤被缠绕、扭转、损伤和踩踏。应注意一边目视检查，一边进行光缆的固定，确保光缆无扭曲且钉固件无挤压。

（4）室外钉固式布放皮缆，采用塑料卡钉，卡钉间距40～50cm，尽量不要与其他缆线交越，墙角处套管保护。

（5）皮线光缆利旧桥架（槽道）敷设，光缆应排放有序，不能与其他线缆交越，间隔80～100cm绑扎一次。皮缆从桥架（槽道）引出，应套塑料软管或镀锌软管保护。

（6）利旧明管敷设皮缆，注意墙角处弯度（皮缆敷设过程中弯曲半径不应小于30mm）固定后，其曲度半径应大于15mm，牵引力不宜超过光缆允许张力的80%，瞬间最大牵引力不得超过光缆允许张力的100%。连续穿越2个直线路过路盒或通过过路盒转弯以及在入户点牵引引入皮缆时，应把皮缆抽出过路盒后再行穿放。过路盒内皮线光缆不需留有余长，只要满足皮缆的弯曲半径即可。皮缆通过后，应确认过路盒内的光缆没有被挤压，特别要注意通过过路盒转弯处的皮缆。

（7）在暗管中敷设入户皮缆时，可采用石蜡油、滑石粉等无机润滑材料。竖向管中允许穿放多根入户皮缆时，尽量避免与其他线缆共穿一根预埋管。

（8）皮缆敷设入户后，为制作光纤机械接续连接插头预留的长度宜为：光缆分纤箱或光分路箱一侧预留1.0m，住户家庭信息配线箱或光纤面板插座一侧预留0.5m。应尽量在干净的环境中制作光纤机械接续连接插头并保持手指的清洁。

（9）入户皮缆敷设完毕后应使用光源、光功率计对其进行测试，入户光缆段在1310、1490nm波长的光衰减值均应小于1.5dB，如入户皮缆段光衰减值大于1.5dB，应对其进行修补，修补后还未得到改善的，需重新制作光纤机械接续连接插头或者重新敷设皮缆。

5　应用建议

笔者通过近几年光网络规划建设的参与，对规划建设积累了一定的实战经验，对分光比的选择和分光器的设置和使用提出以下建议。

5.1分光器的选择及安装位置

为保证分光器的使用科学合理，在建设过程中，必须明确分光器的使用规范，最大程度节省光缆资源，减少后期维护难度。

（1）政企专线客户采用一级分光，采用1：32分光器。

（2）FTTB建设模式采用一级分光，采用1：16分光器（在现实使用中，根据目标用户带宽的要求，确定分光器下挂ONU的数量，最多不超过8台，不采用1：8分光器，主要是考虑光功率方面的问题）。

（3）根据ODN网络现场建设条件，如果工程设计方案采用的是小型（288芯以下）的DP点箱体，建议政企专线客户专用分光器（1：32）和FTTB模式下挂ONU专用的分光器（1：16）安装在FP点（接入网机房或大型户外箱体内）。如果工程设计方案采用的是中大型（288芯或以上）的DP点箱体，建议政企专线客户专用分光器（1：32）和FTTB模式下挂ONU专用的分光器（1：16）安装在DP点。

（4）公共覆盖FTTH覆盖采用二级分光（1：8×1：8）模式，一级分光器1：8安装在DP点，二级分光器1：8安装在AP点。

5.2FTTH覆盖分光模式（1∶8×1∶8）的选择

（1）FTTH覆盖采用二级分光模式

一级分光器1：8（安装在DP点），二级分光器1：8（安装在AP点），工程初期每个AP点先期开通1个1：8分光器，后期根据用户需求情况按需确定安装在AP点的第二个分光器是否开通。因此，在AP箱的选择上，应考虑AP箱至少可安装两个分光器，后期扩容为2×1：8（覆盖16户）。

（2）选择1：8×1：8分光模式的分析

●设计颗粒度小，如有个别AP点设置位置不够合理，不会对PON口造成较大的资源浪费，有利于工程整体方案管控。

●工程初期，每个AP点仅开通1个1：8分光器，每个PON口最多可以承载8个AP点（1：8分光器），较大程度上减轻了PON口资源的压力；随着用户增多，当AP点承载用户超过8个时，开通本AP点第二个1：8分光器，每个AP点最多承载16个用户。

●FTTH覆盖建设，从无到有，从试点到大规模推广，所有参与FTTH建设的人员都在探索中前进。参与FTTH的人员（建设单位、设计、施工、装维、监理）也会出现认识不统一、理解不够透彻等问题。全部采用1：8×1：8分光模式，分光模式统一，工程材料种类相对较少（如分光器只有一种型号，全部为1：8），便于工程材料的采购与管理，可降低因多种分光比共存而造成分光器安装错误、工程施工阶段错误发生，还可以在一定程度上降低后期装维人员开通时光路跳接错误的出现，进一步提速FTTH开通速度。从宏观层面看，更有利于大规模FTTH覆盖的推广，其主要特点为：组网方案单一且灵活、材料种类少，工程案例可复制性较强，可方便所有人员快速上手，可将工程中各个环节错误率降至最低，并将“铺网”速度达到最大化。

●一个576芯光交箱最多达到用户150个左右时跳纤已经占满箱体绕纤空间，箱体空间已经无法满足后期新增用户跳纤需求，并且因空间不够，导致跳纤无法按相关规范操作，致使坏纤更换、用户拆机等原尾纤无法拆除，给后期维护和发展带来很大的瓶颈。二级分光模式跳纤较少，且将跳纤分散至每个DP点，每个点都具备足够的盘纤空间，有利于盘绕规范的执行，方便后期装维。

6　结束语

光承载网络是运营商的基础，也是核心竞争力之一。科学合理的光承载网络为后续网络的有序演进、建设的顺利开展、业务的快速开通奠定了扎实的基础。本文聚焦光网络的规划，从网格划小、节点设置、资源利旧等角度，提出了一种规划方法。同时，FTTH是目前光网络的主要使用业务，本文根据实际建设经验，从入户、分光模式选择、箱体安装等维度，提出了切实可行的建议。

参考文献

1张中荃.接入网技术.人民邮电出版社. 2004，8

2顾畹仪，李国瑞.光纤通信系统.北京邮电大学出版社. 2002，7

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收稿日期：（2015-12-23） （2015-12-18）