光接入网OLT最佳覆盖范围的探讨
2017-04-08毕武刚
毕武刚
摘要：接入光缆网的布局和结构，应在满足全业务需求的前提下，保证整体网络建设成本最优。OLT节点的布局对网络的建设成本影响极大，以“少局所、大容量”为出发点进行的OLT最佳覆盖范围的算法对整体网络规划显得极为重要。
关键词：接入光缆网；全业务；OLT节点；覆盖；算法
中图分类号：TN915.6 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2017）02-0064-02
1 引言
PON具有较强的全业务承载能力，其作为宽带业务承载的主要应用技术，有必要规范OLT设备设置原则，合理控制OLT设备的数量和位置选择，从而提高投资效益及管理维护质量。对于一定的规划区域，理论上存在一个最经济的OLT布局方案，可使得建设成本最低，因此，探讨OLT覆盖半径算法具有重要的现实意义。
2 OLT覆盖半径理论值
这里主要探讨在不同用户密度下，OLT最经济的覆盖半径及覆盖的用户数。
2.1 条件设定和参数取定
（1）设定——规划区为一个边长为L（Km）的正方形。（2）设定——规划区的有效面积为S（Km2），S=L×L=L2。（3）设定——该规划区的用户密度为σ（户/Km2）。（4）设定——在规划区内设置有N个OLT节点，每个OLT節点覆盖边长为a（Km）的正方形。以上4个设定条件，详见图1所示。（5）设定——OLT下行到用户的光缆按照每50用户占用1芯（1：64分光比，75%实装率）配置，从而取定光缆对用户的收敛比W=1：50（W=1/50）。（6）设定——OLT下行到用户的光缆单位造价取500元/纤芯Km（含成端费用）：OLT上行光缆占用纤芯很少，投资忽略不计。（7）假设——假设配线光节点和引入光缆投资只与用户分布有关，与OLT节点的设置无关。（8）设定——每个OLT局房投资按300000（元）估算，包含基础土建、交流电引入、接地、空调和电源等配套投资。（9）设定——在OLT设备按线报价的集采模式下，可认为OLT设备投资与OLT节点数量无关。综上所述：总投资M=OLT下行到用户的光缆线路投资+OLT节点局房投资。
2.2 OLT下行到用户光缆线路投资
（1）截取图1中的OLT节点的覆盖范围，它是一个边长为a的正方形，放大后的截图详见图2所示。
（2）对于图2中的一个边长为dx、dy的极小网格内的用户需要的各类纤芯的数量=（x+y）dxdyσw（纤芯Km）。
（3）整个边长为a的正方形来讲，当dxdy趋于无穷小时，每个OLT下带用户总体需求的光纤数量G，详见如下公式：
（纤芯Km）
（1）
（4）根据图1，可以计算出边长为L的规划区内的OLT节点数量N，详见如下公式：
（个） （2）
（5）根据上述推导结果以及光缆单位造价值，可以算出边长为L的规划区内，OLT下行到用户的光缆线路投资Mc，详见如下公式：
（元） （3）
2.3 OLT局房投资
根据以上的参数取定值，按照每个OLT局房投资300000元估算，边长为L的规划区的OLT局房投资Mb，详见如下公式：
（元） （4）
上式中，S——规划区正方形的有效面积为（Km2），S=L×L=L2。
2.4 总投资和覆盖半径
根据公式（3）和（4）得到如下公式：
总投资（元） （5）
（2）OLT节点取得最优（最经济）覆盖范围的推导，应利用公式（1），对总投资M取a的偏导，得：
（6）
令M=0，取：OLT下行到用户的光缆对用户的收敛比W=1：50（w=1/50），则可得到当总投资M为最小值时的a取值，详见以下推导：
（7）
从公式（7）中可以看出，当用户密度σ一定时，OLT的节点覆盖范围存在一个最优（最经济）覆盖范围，可使得光缆覆盖的整体成本最低。
（3）考虑到实际规划时，OLT覆盖范围不一定为规则正方形，也不存在坐标关系，因此定义OLT到最远用户的直线距离R为OLT的覆盖半径，OLT覆盖半径R与正方形边长a的换算公式如下：
（8）
式中：a——OLT节点覆盖的正方形边长（Km），R——覆盖半径（Km）。
对于不同的用户密度，套用公式（7）和公式（8）可得到——总投资最低时的OLT最经济覆盖半径参考值，详见表1。
以上数值是在局房投资在30万的基础上测算的。如考虑各地管道资源、土建投资等情况，OLT的覆盖半径还应适当调整。
3 结语
如何更加合理地规划和低成本快速建设通信基础设施，是一个值得进一步深入探讨的话题，一张“更快、更经济、更先进”的光接入网将成为电信运营商手中的一大法宝。在实际规划中，影响OLT节点覆盖范围的因素有很多，只有具体情况具体分析，才能从中选择出最优的规划建设方案。
参考文献
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