末端一体化接入光缆解决方案

李展安，李名君，李云霞，王玉磊

（中国移动通信集团设计院有限公司湖南分公司，湖南 长沙 410000）

0 引 言

2019年6月6日，工信部正式向中国电信、中国移动、中国联通、中国广电发放5G商用牌照，标志着5G时代正式开启，三大运营商的5G网络建设加快，纷纷公布5G体验套餐。相对于4G接入网的基带处理单元（BBU）和射频拉远单元（RRU）两级架构，5G无线接入网（RAN）的架构有了较大变化，演进为集中单元（CU）、分布式单元（DU）和有源天线处理单元（AAU）三级架构[1]。与之对应，5G传输承载也由4G时代的回传、前传演变为前传、中传和回传三级新型网络架构，前传需求不仅给综合业务接入区主干层及配线层带来了巨大压力，同时也给末端接入光缆带来了巨大考验。

中国移动作为基础网络运营商，固网运营的后来者，在近年的宽带网络建设及业务发展中也取得了显著成绩。大规模和快速的网络建设中，移动管线资源有了较大提升，但在城市通信管道、光缆结构和容量依然存在较多不足。如何降低建设投入，提升资源利用率，快速响应业务需求是一个需持续研究的课题。本文进一步延伸中国移动“一张光缆网”的建网思路，结合无线网、政企、家客等需求，从一体化接入的角度介绍末端光缆建设方案。

1 末端需求特点分析

ODN网络结构是以综合业务接入机房为中心，采用主干层、配线层及末端引入层的三层架构建设，主干层光缆即连接一级分纤点和汇聚机房，以环型结构为主[4]；再根据客户群特征划分若干个微网格[2]，微网格内设置二级分纤点，配线层光缆即连接一级与二级分点，主要有星型、树型和环型三种结构；末端引入层光缆从二级分纤点延伸至物理点。一张光缆网基本实现了主干和配线层的综合承载，要进一步实现末端一体化接入光缆方案，必须分析末端各类业务需求，理清网络结构，找出网络的共同点，合理规划光缆网络架构，形成一个相对稳定、调度灵活、低损的光纤配线系统。

1.1 PON系统架构

以OLT为中心，ONU与OLT通过裸光纤连接，组成一个星型网络。为减少光纤资源调度，提高纤芯使用效率，引入了无源器件——分光器。通过分光器进行逐级收敛，组成一个树型架构的网络，通常有一级和二级分光两种方式。这种架构与主干光缆的独享配纤方式及配线光缆星型或链型配纤方式一致。一级分光可视用户规模、分布、密度情况，选择二级分纤点或物理点内部部署。

1.2 接入层PTN系统架构

接入层PTN系统是基于基站回传、中传需要，建立的环形或环带链形的网络结构。基站就近接入二级分纤点或选择接入同一主干环但归属不同一级分纤点下的两个二级分纤点，再通过一级分纤点的调度，形成PTN接入环。这种架构与主干光缆中的共享配纤方式是一致，且可通过业务区的联络光缆实现双规组网。同一物理点内部署在客户侧的若干小型化PTN设备都通过星型接入一端大容量PTN，实现收敛后再接入传输网。

1.3 无线组网架构

无线网络覆盖向分层立体异构发展，技术及基站设备发展日新月异。通常有C-RAN/D-RAN、光纤分布系统、分布式皮及一体化皮等多种建网形式，网络结构为星型或链型。5G RAN前传主要通过主干层、配线层级引入光缆承载，5G RAN回传/中传主要通过主干层级汇聚层光缆承载。当采用CU和DU合适时，仅有DU至AAU间的前传，当DU下沉时，则由CU与DU间的中传和DU与AAU间的前传需求。同一物理点内，根据设备供电方式不同，通常有分布式取电和集中式供电两种情况。

情景一：集中取电，采用光电复合缆，因为复合缆芯数小，且造价高，仅适用于小规模系统建设，此方式仅能复用引入缆，光电复合缆宜随基站工程单独建设；电源线单独布放或铁塔公司统一建设配电系统，

情景二：集中取电，电源线单独布放或是分布式取电，这是建站的普遍方式，此时可考虑物理点内统一建设光纤配线系统。

图1为末端网络各系统物理连接示意图。

图1 末端网络各系统物理连接示意图

当无线采用集中取电，电源线单独布放或是分布式取电时，则同一物理点可通过考虑接入及内部光纤配线一体化的方式来解决多种业务的需求。

2 一体化接入光缆建设方案

综合业务接入区微网格建设，将覆盖范围进一步细分为多个覆盖半径为100～300 m、无缝衔接的区域，要求微网格内的各类业务接入所属二级分纤点，对光缆进行收敛，从而对业务区进行精细化管理。某移动在有线宽带接入建设中，根据用户特点，将微网格内各类建筑再细分住宅小区、沿街商铺、商住楼宇、专业市场、商务楼宇、工业园区、独立政企、大专院校等建设场景，然后以物理点为单位进行光缆覆盖建设，进一步提出一条光缆实现物理点内各种业务接入，更好地稳定微网格内光缆架构，提高光纤使用率，降低建设成本，更好地实践降本增效。

2.1 一体化接入建设思路

根据物理点的用户数量、分布等特点，以及满足用户至分纤箱的接入距离不宜超过100 m的建设要求，在适当位置设置若干分纤箱，作为用户业务接入点；分纤箱间通过光缆相连，根据业务需求预留好纤芯，形成一个以物理点为单位的光纤配线系统，实现各类业务的接入与调度。图2为一体化接入光缆解决方案示意图。

2.2 光缆组织架构

将物理点内楼宇之间、楼层之间相互连接的光缆从外到内依次划分为引入光缆、楼间（水平）光缆、层间（垂直）光缆、RRU引接光缆、入户线缆等五种。图3为物理点内光缆组织架构图，一体化接入主要考虑引入光缆、楼间光缆和层间光缆三部分。

图2 一体化接入光缆解决方案示意图

图3 物理点内光缆组织架构图

（1）对于物理点引入，是指物理点内汇接光交至二级光交间的光缆，满足物理点内全业务接入需求，一步建设到位，避免后期频繁扩容。汇接光交（配线架）优先部署在机房或配线间，以便进行有源设备部署；汇接光交及引入光缆容量应根据长期需求，做适当冗余。

（2）对于物理点内部，主要完成楼间（水平）光缆、楼内（垂直）光缆及分纤箱的建设，以汇接光交为中心，向各楼宇延伸；各楼宇配线箱通过星型或链形配线方式接入汇接光交，在楼宇底部完成配纤，并做适度冗余；楼层分纤箱通过链形配线方式接入楼宇配线箱，均衡分布。

（3）RRU引接光缆由无线专业完成，可就近通过分纤箱引入，满足接入光缆距离不大于80 m。

（4）对于入户线缆，两国标楼宇由开发商统一完成，非两国标的楼宇由装维完成。

2.3 光缆容量测算

根据光缆组织架构模型，光缆容量测算重在引入光缆和楼间光缆。通常住宅小区、沿街商铺、商住楼宇、专业市场等场景聚集家庭客户、个体工商户、小微企业等客户，优选二级分光方式，分光比不大于1:64，用户密集较高时采用1:4+1:16，用户密度适中时采用1:8+1:8[2]；商务楼宇、工业园区、独立政企等场景以大中型企业、党政军等客户为主，优选一级分光方式，可根据需求选择1:8、1:16及1:32等分光比。

无线网络向着4G/5G协同发展，主要考虑BBURRU间及DU-AAU间的光纤直连需求。通常每个AAU（RRU）与DU（BBU）的连接需要2芯，当AAU和DU采用BiDi（单纤双向）光模块时，连接的光纤数为1芯[3]。通常，宏基站每个4G和5G共站址建设需要24～36芯；室内系统可分为传统室分、光分布、基带拉远三大类，根据覆盖环境及需求不同选择建设方式，通常设备连接需求是2芯。引入光缆需求测算如表1所示，其中拉远站按照物理点预留，有需求时从汇接光交进行延伸接入。此外，当某一物理点开通数据专线超过4条时，可考虑无源波分器件或下沉小型化设备汇聚。

楼宇间光缆需求测算如表2所示，其中数据专线潜在客户一般为党政军、大中型企业分支结构、营业网点等。

表1 引入光缆需求测算

表2 楼宇间光缆需求测算

综合表1和表2需求测算模型，以两栋32层构成的双塔建筑为例，容纳企业客户约260户，商户200户，无线基站采用拉远方式建设。考虑冗余的情况下，建议引入光缆选用48芯，楼间光缆选用24芯。当同一物理点引接光缆芯数大于96芯时，建议考虑设备下沉方案，减少裸光纤调度。

3 结 论

某移动从2009年启动数据宽带网建设以来，从城域网到综合业务区、再到微网格建设，每一步的探索都是在追求一个稳定光缆架构方案，减少重复投资，降低建设投入。本文通过研究末端业务需求及特点，从微网格进一步延伸到以物理点为单位的光缆预覆盖建设思路，形成一个内在的一体化的光纤配线系统，为末端网络建设提供了一个一体化的解决方案，在降本增效的大环境下具有很强的实际意义。