乡镇宽带接入网组网方案

王刚



乡镇宽带接入网组网方案

王刚

安徽电信规划设计有限责任公司，安徽 合肥 230031

随着光纤接入网的延伸，偏远的村庄实现光纤接入已经成为可能。为满足乡村的宽带接入，结合实际工作，提出相对经济、可行的宽带组网方案。

乡镇宽带；ODN组网；光分路器；光分路比

中国的乡镇分布非常广，个性化特征较为明显，根据实际情况，可大体分为山区和平原两类。平原的乡镇因临街靠路，接入较为方便，在组网上可以参照住宅小区模式实现宽带组网，本文对此不作介绍。本文主要选择皖南的黄山乡镇作为叙述重点，因皖南山区地广人稀，接入路由较为复杂，为降低工程造价和实现偏远山区的光纤接入，通过模拟、对比提供一种较为经济的组网方案。

1 乡镇宽带接入技术选择

1.1 乡镇用户群分布特点

乡镇是指比较小的市镇，介于农村和城镇之间，一般位于交通要道附近，是其所辖村落经济、文化活动的中心，也是对通信需求相对集中的区域。目前黄山大部分乡镇的主体部分都在早期形成，缺乏规划，民房布局较为散乱，基本沿公路、溪流自发形成一处或多处狭长型的用户分布，但有一些乡镇因居民集中度较高，逐步向城市化方向发展，其格局更为复杂。

1.2 乡镇宽带用户发展分析

随着城市宽带用户的激增，其发展潜力已经有限，且市场竞争也很激烈；而乡镇市场却有待进一步挖掘。乡镇居民的可支配收入虽然没有城市高，但他们的工作压力较低，生活中的闲暇时间较多，对新事物的接受度不低于城市居民，同时随着电脑的普及，城区对电视的不认同将蔓延到集镇和农村。

通过以上分析，乡镇的宽带市场必将是未来的主要发展方向。

1.3 乡镇宽带接入技术选择

从前面的乡镇用户群分布特点可以看到，乡镇不仅有普通居民，而且还有政府机关、酒店、新农村。乡镇工业园在黄山虽然较少，但在北方以及沿江区域已发展到一定的规模。

针对乡镇的用户特点，其宽度的接入模式也应考虑接入的差异化。

目前宽带的接入模式主要有FTTB/FTTH/无线/以太网接入等几种模式。在乡镇宽带接入模式上我们首选FTTH模式。这主要是因为FTTH可缩减运营成本、避免FTTB接电的困扰，减少被雷击的可能。

经上述分析，普通居民、新农村住宅群可考虑采用FTTH接入；政府机关、酒店、乡镇工业园等用户，建议采用融合语音、数据的综合接入设备，再利用五类线实现用户的宽、窄带需求。对于零星用户距OLT距离较远，超过10 km以上时，可以考虑利用丰富的基站资源采用无线方式解决其宽带需求，对数据质量要求较高的用户，可采用以太网交换机接入数据用户，语音利用无线基站方式解决。

2 乡镇光分配网（ODN）组网模式

2.1 乡镇ODN网络特点

ODN（Optical Distribution Network，光分配网）是PON的OLT光口至ONT光口之间所有网络元素的总称。

根据ODN中分光器的集中度的不同，ODN组网模式分为集中分光模式（如图1所示）和分散分光模式（如图2所示）。按分光方式（如图3所示）的不同，ODN组网模式分为一级分光模式和二级分光模式。当采用不同分光模式建设ODN时，不仅直接影响投资，而且对网络的维护、运营以及今后网络的升级都有很大影响。

图1 集中分光模式建设示意图

图2 分散分光模式建设示意图

图3 FTTH光分配网的主要分光方式

对乡镇来说，用户还是以分散为主。对此，在ODN建设中必须适应建设场景，选择分散分光的模式，减少建设投资，提高端口利用率，为下一步的网络演变做好储备。因此，对于乡镇的宽带接入来说，优先选用分散分光模式。

分光级次的选择，主要看技术指标、经济指标等指标的优良度。根据测算：在乡镇宽带接入市场，二级分光的优势比较明显。

2.2 一级分光与二级分光组网模式的比较

一级分光、二级分光是ODN组网中常用的组网模式，但对于乡镇宽带接入场景来说，其特点如下。

2.2.1 技术指标

一级分光、二级分光的因差损值不同，对传输距离有一定的影响，根据相关的技术参数计算，一级分光在同时7个活接头的情况下，比二级分光长1.3 km左右。从传输距离看，一级分光有一定的优势。

2.2.2 经济因素

对ODN全网来说，不仅要考虑主干、配线光交及分纤箱等箱体的设置数量，还应考虑OLT端口的消耗、装维费用及是否具备网络扩容的便利性。通过合理分配最终达到最经济的经济指标。以下我们来比较分光次数对经济指标的影响。

如图4 FTTH（a）、（b）所示，其分光器的安装位置有一定的变化，（a）是在主干光交（或称为一级光交）内，（b）是安装在分线箱（或多媒体箱）内。（a）模式是集中分光的表现，在分光器-ONT段使用户线光缆时投资影响不大，但如果是利用光缆分支来实现各个ONT的接入，其光缆接续、成端等数量将大大增加，对投资的影响较大，因此，此种接入方式仅适用于高密度住宅群的城市区域；（b）模式其实是分散分光的体现，这种分散的一级分光对于乡镇接入仍存在一些不经济的现象。

图4

第一，由于目前采用的都是可选择大分光比的GPON技术，其分光比不宜选择过小，否则对PON口的资源是一种浪费。

表1 不同分光比下主要工作内容比较表

表2 不同分光比下主要材料用量比较表

表3 不同分光比下施工费用比较表

第二，如果采用大分光比（如1∶64），在目前覆盖率为30%的情况下可覆盖的用户约为213户。由于黄山的地形较为狭长，每户的占用长度约在10～20 m，即使按最小的10 m计算，其覆盖的半径也达到（213户÷2）×10 m/户=1 065 m，为避免皮线光缆的增加，往往在组网上采用布放大芯数配线光缆及分纤箱的方式贴近用户。

图5

（c）模式与上述2种模式对比，具有以下几个特点。

第一，对PON口占用的比较。在光交内设置一级分光器，二级分光器安置在更靠近用户的分纤箱内。我们仍按1∶64的分光比来测算，一级分光器选用1∶8，二级分光器选用8个1∶8的分光器来贴近用户。对于二级分光器来说，其覆盖的用户数约为27户（按30%的覆盖率测算），覆盖半径约为135 m，而且在这个分光器覆盖范围内任何区域出现业务需求时其占用PON口的资源数量与一级分光时是一致的。

第二，费用比较。组建通信网络时一定要有全局观，不要按部门来划分成本。其实，在ODN组网时，户线光缆的建设成本应包含在组网成本内。如果户线光缆含在建设成本内，我们可以进行以下测算。（其中一级分光接入可分为户线光缆接入和新设配线光缆接入，由于户线光缆长度、质量都存在问题，因此本次比较按新设配线光缆进行比较。）

表4 人工费调整系数构成表

比较范围：按一级分光和二级分光（第一级分光器）均放在在光交内进行测算，其光交及光交以上部分投资一致，ONT的投资也一致。这两部分不做比较，同时大芯数光缆对光交的端子板占用因投资影响较小，也不做比较。本次比较的仅为光交-ONT之间的光缆线路、箱体等工作量进行投资比较（如表1所示）。

按已知的材料价格测算，其材料费用的结果见表2。

也就是说，在采用配线光缆接入的情况下，一级分光的投资比二级分光的建设成本高9 077.53元，即每户增加建设投资226.75元。按08定额测算施工费用见表3。

也就是说，一级分光的施工费用比二级分光的高1 848.57元，即每户施工费用增加建设投资28.88元。

材料和施工费用合计一级分光比二级分光增加投资10 926.1元左右（按1个1∶64分光器的覆盖范围测算），即二级分光情况下建设、装维总费用比一级分光建设低170.72元/户。因此从经济角度看二级分光有一定的优势。

第三，接入响应速度比较。采用配线光缆引入用户居住地附近时，其与用户的贴近度与二级分光一样，在户线的接入距离上是一致的，因此其响应速度区别不大。

第四，维护成本比较。虽然二级分光比一级分光增加了分光器，但随着分光器性能的提升、质量的稳定，其造成的障碍属于可控的范围。

第五，网络扩容的便利性。当局部区域用户出现资源不足时，可以考虑调整分纤箱的覆盖范围，尽量利用已有资源解决；当出现区域内用户增加较快，超过分光比的上限时，一级分光只有通过同路由新设光缆扩容，或更改为二级分光的模式进行扩容。但二级分光只需将原1×8×1∶8的分光比改为2×4×1∶16即可实现扩容。

结论：二级分光在满足传输指标要求的情况下，具有投资小、扩容方便等优势。因此，建议在乡镇宽带建设中首选二级分光模式。

3 光分路器设置

3.1 光分路比

ODN应根据光功率预算的结果，在满足系统带宽需求的前提下尽量采用较大的分光比；采用FTTB方式接入时，光分路比宜为1∶32；采用FTTH方式接入时，光分路比宜为1∶64。同一光交覆盖的范围内既有FTTB又有FTTH接入时，FTTB与FTTH用户宜采用不同的PON口接入。

当OLT端采用Class B+模块不能满足光功率预算需求时，应采用Class C+模块以保证ODN合适的光分路比。在城市郊区和集镇，当OLT端采用Class C+模块依然不能满足光功率预算需求时，方可降低光分路比。但ODN的最小光分路比FTTB不得小于1∶16，FTTH不得小于1∶32。

采用二级分光方式时，1∶32光分路比宜采用“1×4、1×8分路器级联”或“1×8、1×4级联”的组合方式，1∶64光分路比宜采用“1×4、1×16分路器级联”、“1×8、1×8分路器级联”或“1×16、1×4分路器级联”的组合方式。

3.2 光分路器位置与连接

FTTH可采用一级或二级分光。采用一级分光时，光分路器宜设置在光交内。采用二级分光时，第1级光分路器宜设置于光交内，第2级光分路器宜设置光缆分纤箱内。光分路器设置于光交时，若ODN中有二级光交，光分路器应设置在第二级光交。

4 光交的设置

4.1 光交位置的选择

根据乡镇用户的分布情况，在光缆路由汇集处设置光交接点。原则上要求光交接点收容的配线光缆芯数不少于24芯，箱体容量按目标需求配置。

为方便维护和管理，光交接点宜尽量利旧现有接入点。路由不具备时，光交接点可采用室外光交接箱建设。

4.2 光交容量的选择

随着宽带用户的发展，主干光交将满足多种业务的接入。为减少箱体改造的风险，建议主干光交选用576芯为宜，二级光交选用288芯为宜。

在后期的材料选择中，建议引入免跳接等新型的光交箱体。

5 结束语

通过光纤的接入，偏远的山村也会与世界融为一体，知识的传递将更迅猛，将为中国的知识脱贫增添一份自己的力量。

[1]中国移动通信集团安徽有限公司计划部.安徽移动住宅小区宽带接入工程建设指导意见[Z]. 2012.

Township Broadband Access Network Plan

Wang Gang

Anhui Telecom Planning & Designing Co., Ltd., Anhui Hefei 230031

With the extension of fiber access networks, it has become possible to implement fiber access in remote villages. In order to meet the broadband access in rural areas and combine practical work, a relatively economical and feasible broadband networking scheme is proposed.

township broadband; ODN networking; optical splitters; optical splitter ratio

TN915.6

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