无源光纤网络与无线接入网协同发展的关键技术分析

李良燕

（中通服咨询设计研究院有限公司，江苏 南京 210019）

0 引 言

为了满足全业务经营竞争对网络发展的要求，通信企业有必要将无源光纤网络（Passive Optical Network，PON）与无线接入网协同发展纳入总体发展战略，做到结合宽带接入和5G业务的部署需要，有针对性地提升网络体系对于移动业务、固移融合应用以及宽带业务等重点业务的支撑。同时，通信企业可以推动10G PON升级，聚焦高价值用户，满足虚拟现实（Virtual Reality，VR）、云专线、智慧家庭业务发展对于网络体系的需求，从而提升网络服务质量和效率。

1 PON与无线接入网协同发展策略

1.1 综合业务局站总体建设策略

优化大基带处理单元（Building Base band Unit，BBU）集中点中覆盖范围区域、大容量光线路终端（Optical Line Terminal，OLT）局站等综合业务接入区，避免在综合业务局站总体建设、PON与无线接入网协同发展过程中出现大规模机房建设和网络体系调整情况。

针对前期规划未涉及到的地区需要新建机房，且新建机房需要拥有自主产权。针对面积不达标的机房，如果能够满足PON与无线接入网协同发展需求及各项设备部署需求，则可以暂时不进行扩建及翻新[1]。

综合前期综合业务局站机房布局规划、规划期内业务需求，调查外电引入、电源空调等建设现状，在此基础上进行优化调整。针对BBU集中机房、主干光节点、综合业务机房以及接入点机房等前期综合业务接入区覆盖范围内的设备，需要按照三不跨原则进行优化调整。针对不属于目标综合业务局站或接入点的机房，需要逐步进行退网，可以保留拥有自主产权的机房，用于后续5G站址储备。

按照5G站点规划，统筹有线业务和无线业务需求，使得原有光缆网能够与新接入的光缆网形成一张光缆网。综合业务局站总体建设规划目标构架如图1所示。

图1 综合业务局站总体建设规划目标构架

1.2 综合业务局站电源建设策略

综合业务局站电源系统由交流变配电、开关电源、市电引入、蓄电池组、备用发电机组、电源分配单元（Direction Current Distribution Unit，DCDU）、 动 环监控系统、直流电源头柜、电力电缆以及接地与防雷系统等构成[2]。

基于PON与无线接入网协同发展需求，按照规划期内业务需求及网络操作维护中心对局站机房的A、B、C、D等级分类，对综合业务局站电源系统进行分批次改造扩容建设。综合业务局站电源系统建设以合理利用原有设备为主，针对不新增设备无法实现后期业务发展需求的部分，按照实际业务需求增加新设备，并且对开关电源与蓄电池组等设备进行适当扩容新增。

1.3 综合业务局站光缆网建设策略

综合业务局站光缆网建设需要保持一定的前瞻性，在满足现有业务发展需求的同时，还需要为后期业务扩展提供足够的空间，从而同时满足政企客户、公众客户对于网络业务的需求，避免后续频繁变更光缆网布局。

考虑到地形因素的影响，大部分综合业务局站光缆网为树状，在后期能够结合业务发展需求逐步向环形过渡[3]。商务楼宇、重点政企接入光缆应用双路由引入模式，纤芯容量除了要满足PON与无线接入网协同发展需求，还需要考虑点对点专线、租纤、室分等业务发展需求，一般情况下应当不小于48芯，但是出入楼缆段由于管孔等因素的影响应当不小于96芯。

优化配线光缆配置，充分应用现有资源，结合周边光缆接入需求适当做出预留，避免重复同路由建设小芯数光缆等，这些方式均能够提高配线光缆利用率与用户响应速度，节约管孔、光交端子等现有通信资源，有利于减少配线光缆配置成本，组网构架如图2所示。

图2 综合业务局站光缆网组网构架

结合综合接入区域的划分情况，调整综合业务局站光缆网，避免出现主干、接入层光缆跨区问题，对纯BBU集中机房、待拆迁的机房以及条件较差的纯OLT进行主干光缆割接，使其逐步降级为主干光缆交接间。

2 PON与无线接入网协同建设方案

2.1 BBU集中建设

（1）控制铁塔租金，降低运营成本。BBU的主要安装位置包括接入网机房、自有OLT及以上节点机房、租用铁塔公司或第三方机房，通过集中建设模式，能够尽量减少BBU安装数量，同时可以尽量清退租用铁塔公司或第三方机房。综合光缆及机房条件，就近集中安装BBU[4]。针对农村区域，BBU集中建设位置需要以大型OLT乡镇局点为主，每个乡镇设置1个BBU集中建设点为宜；如果乡镇面积较大，则可以适当增加BBU集中建设点。针对城市区域，BBU集中建设位置需要以OLT局点为主；针对1.8G站点较为密集区域，可以选择条件较好的、就近的电信自有接入网机房为BBU集中建设点。BBU集中建设点尽量选择OLT局点以及电源空调等配套条件较好、管道资源丰富、光缆资源丰富的接入网局点。

（2）遵循BBU集中改造基本原则。不需要对自留点机房展开BBU集中改造，而针对非自留点宏站需要进行BBU集中改造。城市核心机房的BBU需要尽量控制在50个以内，条件较好的OLT机房和模块局的BBU需要尽量控制在20个以内，剩余区域的BBU需要尽量控制在10个以内。BBU集中设置机房内需要设置两条安全可靠的路由，方便上行至B设备节点。此外，制定BBU集中建设方案时，需要实现对原有4G光缆及其建设资源的充分应用，从而减少投资成本。完成BBU集中建设后，确保光缆呈树型结构。

（3）满足网络演进需求。相较于不同站址部署，BBU同站址部署场景更能够满足CoMP、CA、MLB等功能需求，有利于提高网络质量、满足网络体系运行需求。

（4）支撑集约化维护。BBU集中建设为后期维护提供了便利条件，有利于减少BBU维护成本。

（5）提高BBU利用率。BBU集中建设能够提高BBU槽位及基带板端口利用率，不但能够节省建设资源，还能够提高经济效益。

2.2 机房、电源布局

按照PON与无线接入网协同发展需求、后期业务发展预期、5G网络体系建设要求、光缆网资源现状、机房有效覆盖面积、地理条件以及家庭客户终局容量等选择合适的机房为综合业务局站综合接入区发展对象。

针对新建机房，考虑到后期业务发展需求，需要按照设备部署目标空调负荷情况及测算电源状况展开部署[5]。针对改造机房，需要按照现阶段空调负荷情况、电源状况展开部署，同时测算电源终期容量，对于不能满足这一需求的机房，需要进行电源改造。

2.3 OTN设备部署

光传送网（Optical Transport Network，OTN）设备部署总体思路为构建OTN网络目标架构，具体如下。（1）以核心节点为中心，对覆盖范围内所有区域核心节点的OTN网络平台进行部署，确保核心节点、区域核心节点之间具备安全可靠的“带宽池”。（2）以区域核心节点为中心，对覆盖范围内大部分汇聚节点的OTN网络平台进行部署，确保聚节点至区域核心节点之间具备安全可靠的高带宽业务传送。（3）确保覆盖范围内所有区域的汇聚节点至区域核心节点之间、核心节点至核心节点之间能够在规划期实现双路由传送，避免单波道故障导致出现汇聚节点、区域核心节点全阻问题[6]。（4）通过100G波分平台的10GE通道设置分组OTN电子框，初期具备20G带宽能力，后续能够升级为100G。（5）控制10GE通道建设，为城域网100G端口的启用做好准备。（6）做好对10G OTN网络资源的科学应用，使得原有资源能够得到有效应用，减少后续投资。针对100G OTN网络覆盖的区域，禁止10G OTN网络扩容。针对原有10G OTN网络，逐步进行退网，并且将相应业务迁移到100G OTN网络。在此基础上构建OTN网络目标架构，当出现业务需求时，通过OTN网络目标架构便能够适时启动接入OTN网络部署。

2.4 IP RAN设备部署

2.4.1 IP RAN与光缆网协同组网

按照光缆网组织情况、业务情况、地理位置对各个汇聚区域进行一次性划分，确保每个汇聚区域内都存在两个中心汇聚点，能够进行无线接入网IP化（Ip Radio Access Network，IP RAN）光缆规划。

各个汇聚区域内，中心汇聚点与B设备之间应用裸纤承载，B设备与RANER之间应用密集型光 波 复 用（Dense Wavelength Division Multiplexing，DWDM）承载。针对没有部署DWDM网络的汇聚区域，需要确保两个节点之间具备安全可靠的双路由中继光缆，从而确保网络体系的安全运行。

各个汇聚区域基站接入环网需要按照双路由组织，接入A设备与本汇聚区域相邻两台B设备的接入方式为接入环。针对结构及接入光缆网纤芯容量不能满足IP RAN组网需求的汇聚区域基站，按照IP RAN部署规划开展扩容改造工作，并且按照政企客户接入需求、宽带网建设需求进行后续扩容改造规划，确保光缆网顺利建设接入。

经过多年的建设，IP RAN汇聚区光缆B设备之间均具备安全可靠的光缆路由，B设备至ER之间均具备安全可靠的光缆双路由。针对存在纤芯容量不足问题的部分新增光缆段落，需要进行后续增补。

2.4.2 IPRAN政企业务承载

在规划期内，需要加强政企业务承载细分。按照不同政企业务在速率、刚性管道需求、弹性管道需求、数量以及服务质量（Quality of Service，QoS）选择方面的要求，选择相应的承载网络。针对客户的不同政企业务需求，需要选择不同的承载网络，从而实现弹性网络、刚性网络同时入户，为客户提供差异化服务，提高通信企业的网络竞争力。具体IP RAN政企业务承载架构如3所示。

图3 IP RAN政企业务承载架构

扩展按需扩建、深入推广等IP RAN网络承载弹性政企业务。IP RAN网络为弹性政企业务的重要承载平台，需要具备较高的网络安全性、业务提供灵活性以及较快的部署速度。按照规划期内弹性政企业务需求，进行POP点资源扩容，也可以选择新建A2。强化对IP RAN网络的推广，细化同一客户及不同客户不同电路的承载方式，从而降低IP RAN网络建设成本，提高IP RAN网络的运行效能[7,8]。

2.5 汇聚交换机部署

汇聚交换机部署思路如下。针对城域网接入汇聚层，部署具备虚拟扩展局域网（Virtual extensible Local Area Network，VxLAN）功能的数据中心交换机（Data Center Switch，DCSW），DCSW初期为单台部署模式，具体为1虚2方式，以此来增强接入能力，每台交换机能够接入的公众用户数量达到了4万以上；随着后期业务量的增加，可以适时启动DCSW成对部署，将部署方式调整为2虚1、1虚多方式，在汇聚层目标局点布置新增DCSW设备。

遵循接入汇聚层节点的设置原则，按照传输设备部署情况，根据光缆汇聚情况与OLT部署合理规划节点，基本为宽带远程接入服务器（Broadband Remote Access Server，BRAS）节点、传输波分设备节点、光缆汇聚点等[9]。遵循接入汇聚层节点的增加原则，按照OLT直连改汇聚规划与OLT建设情况合理增加接入汇聚层节点。如果接入汇聚层节点建设的OLT超过5台，且这一数量在未来还将持续增加，那么可以增加DCSW。DCSW接入OLT规划，通过1虚2方式能够将1台DCSW虚拟机转换为两台DCSW虚拟机，但是每台DCSW虚拟机接入OLT的数量需要在8台之内。

2.6 主干光缆建设

本次PON与无线接入网协同建设基于北极星规划平台系统，通过系统能够实现对所属综合业务接入区潜在通信需求、用户类型、住户规模、5G需求等信息及需求的有效分析，从而统计规划期内需要的PON口、纤芯等设备数量，随后完成主干光缆建设中路由、纤芯、光缆段落等规划工作，具体如下文所述。

主干光缆建设的目标是增补建设能够满足覆盖范围内5G需求、能力储备需求、扩容优化需求的主干光缆。按照各综合业务接入局站规划覆盖范围，结合所属综合业务接入区的范围对原跨区域的主干光缆进行缩容割接。针对原骨干光缆环纤芯不足区域，需要以树形光缆叠加形式为主。

3 结 论

从综合业务局站总体建设、电源建设、光缆网建设3个角度采取PON与无线接入网协同发展策略，在此基础上，按照BBU集中建设、机房及电源布局、OTN设备部署、IP RAN设备部署、汇聚交换机部署以及主干光缆建设的流程设计PON与无线接入网协同建设方案。通过上述PON与无线接入网协同发展策略及建设方案，通信企业能够进一步提升网络业务的规范性及合理性。