一種全業(yè)務場景下的城域傳輸光纖網(wǎng)建設方法

孫克雄

摘要利用SDH、PTN、GPON等技術(shù)的組合來應對電信全業(yè)務接入已經(jīng)成為城域傳輸網(wǎng)發(fā)展的一種趨勢，文章介紹了城域傳輸聯(lián)合組網(wǎng)模型和這三種技術(shù)的接入層組網(wǎng)特征，對業(yè)務接入承載方式和業(yè)務接入點作了分類，從“獨立組網(wǎng)，融合建設”的思路出發(fā)分析了全業(yè)務環(huán)境下城域接入層傳輸光纖網(wǎng)的建設思路與步驟。

關(guān)鍵詞城域傳輸光纖網(wǎng)接入層SDHDTNGPON

在全業(yè)務運營的場景下，不同類型的業(yè)務需要不同的接入技術(shù)，同一個接入點內(nèi)常出現(xiàn)多種接入技術(shù)需求。因此，怎樣合理建設統(tǒng)一的城域傳輸光纖網(wǎng)絡成為一個課題。本文主要介紹傳統(tǒng)移動電信運營商在全業(yè)務轉(zhuǎn)型期間，利用SDH、PTN、GPON聯(lián)合組網(wǎng)模型，建立統(tǒng)一的城域接入層傳輸光纖網(wǎng)絡的一種方法。

1傳輸融合組網(wǎng)模型及組網(wǎng)特征

一個典型的傳輸城域SDH、PTN、OTN、GPON聯(lián)合組網(wǎng)模型可表示為圖1所示：

該模型可分為：落地層、骨干層、匯聚層和接入層，本文主要討論該模型中接入層的光纖網(wǎng)建設方法。在全業(yè)務場景下，該接入層內(nèi)接入點主要包括：無線通信基站、無線室內(nèi)分布系統(tǒng)(以下簡稱室分)、WiFi熱點、政企綜合接入等。

要實現(xiàn)傳輸光纖網(wǎng)絡的統(tǒng)一建設，首先要分析不同傳輸技術(shù)的特征：

(1)SDH的接入層組網(wǎng)特征

SDH及其改進的MSTP，主要特點有：統(tǒng)一的數(shù)字傳輸速率標準、分插復用、基于TDM交叉連接等。該技術(shù)組網(wǎng)主要采用環(huán)型的自愈環(huán)網(wǎng)(622Mb／s環(huán)或155Mb／s環(huán))，不具備光纜成環(huán)的接入點用鏈型組網(wǎng)。SDH較適合承載TDM業(yè)務和一定帶寬的數(shù)據(jù)業(yè)務。

自愈環(huán)網(wǎng)絡需控制環(huán)上網(wǎng)元的接入總帶寬在自愈環(huán)最大帶寬之內(nèi)，并防止環(huán)路兩端同時中斷而造成環(huán)上業(yè)務全阻。鏈型組網(wǎng)在保證帶寬的同時需盡量減少鏈上網(wǎng)元的數(shù)量，防止上游節(jié)點故障或者光纜中斷而引起下游業(yè)務中斷。

(2)PTN的接入層組網(wǎng)特征

PTN的“通用交換”技術(shù)改變了SDH基于TDM交叉的內(nèi)核，同時，PTN將數(shù)據(jù)網(wǎng)絡的一些協(xié)議進行簡化、改進并引入系統(tǒng)，可達到電信級傳輸?shù)囊?。PTN的自愈環(huán)網(wǎng)沿用傳統(tǒng)自愈環(huán)的思想，因此其接入層主要組網(wǎng)結(jié)構(gòu)也為環(huán)型(GE環(huán))，不具備光纜成環(huán)的接入點用鏈型組網(wǎng)。

(3)GPON接入層組網(wǎng)特征

GPON的特征是“寬帶”和“無源”，這兩個特性使得GPON的接入變得靈活。綜合考慮業(yè)務需求和投資成本，業(yè)務發(fā)展初期，GPON系統(tǒng)主要采用不具備自愈保護的樹型結(jié)構(gòu)組網(wǎng)，因此更需保證系統(tǒng)及光纜的安全。由于“無源”的特點，在GPON系統(tǒng)中，對于ODN光功率損耗有嚴格要求，若光損耗過大，會導致業(yè)務無法正常接入。每個OLT的PON口帶寬一般為2.5Gb／s，每個ONU最大接入帶寬為1Gb／s。

2業(yè)務接入承載方式和業(yè)務接入點分類

2，1業(yè)務接入承載方式分類

在全業(yè)務場景下，需將不同的業(yè)務按照一定的QoS策略分類用不同傳輸技術(shù)承載以便合理建設傳輸光纖網(wǎng)絡。不同類型業(yè)務的接入承載方式可做如下分類：

(1)GSM系統(tǒng)Abits接口電路，其特性為TDM、傳輸安全性要求高而帶寬要求相對較低，主要采用SDH技術(shù)接入承載。

(2)TD-SCDMA系統(tǒng)Iub接口電路，其電路分組化，安全性要求高且?guī)捯蟾撸饕捎肞TN技術(shù)接入承載。

(3)政企客戶綜合接入及信息化項目可分為兩類：第一類為政企重要語音、數(shù)據(jù)專線或重要信息化項目，這些業(yè)務帶寬要求較高，網(wǎng)絡安全要求高，需要盡量采用自愈環(huán)組網(wǎng)方式進行傳輸；第二類為一般企業(yè)語音、數(shù)據(jù)

業(yè)務，這些業(yè)務一般帶寬要求較高，但是網(wǎng)絡安全性能要求相對較低，末端可以采用鏈型組網(wǎng)方式接入。第一類業(yè)務主要采用PTN或者SDH進行接入承載；第二類業(yè)務主要采用GPON進行接入承載。

(4)個人家庭用戶，其特征是業(yè)務點多且分散，業(yè)務分組化。因傳輸管線資源受限，這類接入點的最后一公里光纜成環(huán)較難，主要采用GPON接入。

以上的業(yè)務接入承載分類是出于管理方便和資源的合理化應用考慮，但并非絕對化，對有特殊需求的接入點，可靈活使用不同接入技術(shù)及多種自愈保護策略，這些情況本文不做討論。

2.2業(yè)務接入點分類

按屬性歸類，接入點可分為以下五種：

(1)移動通信基站(包含GSM、TD-SCDMA、WiFi等基站)；

(2)無線室分接入點(包含GSM、TD-SCDMA、WiFi等)；

(3)政企客戶綜合接入點(包含有線寬帶、固定電話、信息化專線等)；

(4)樓宇、小區(qū)駐地網(wǎng)接入點(包含有線寬帶、固定電話等)；

(5)小型信息化接入點(包含道路監(jiān)控探頭、信息報亭等)。

在全業(yè)務環(huán)境下，一個接入點很難只對應上面的某一種類型，而是往往存在多種接入技術(shù)。例如，一個樓內(nèi)的無線室分信源機房，在傳統(tǒng)業(yè)務環(huán)境下，它的接入只有GSMI的E1電路；但在全業(yè)務環(huán)境下，這個機房除了保留原有電路接入外，還有TD-SCDMA的FE電路、樓宇內(nèi)不同企業(yè)的綜合接入(E1、FE、GE)等。該接入點的地理位置和機房環(huán)境雖然沒有發(fā)生變化，但機房內(nèi)的業(yè)務接入類型和業(yè)務接入帶寬較傳統(tǒng)運營模式下發(fā)生了明顯的變化。因此，對于網(wǎng)絡內(nèi)各接入點我們需要明確其中將會使用的各種接入技術(shù)，以便進行下一步工作。

3接入層傳輸光纖網(wǎng)建設

3，1接入層傳輸光纖網(wǎng)建設思路

接入層的傳輸光纖網(wǎng)絡分兩個子層建設，即：主配線接入層和輔配線接入層，如圖2所示。

主配線層是接入層的“主干”，需滿足：業(yè)務靈活接入，具備自愈環(huán)組建條件，具備一定光纖匯聚和調(diào)度能力。主配線層主要采用環(huán)型拓撲或為樹型拓撲內(nèi)的“樹干”部分。輔配線層是主配線層的延伸，是接入層的“分支”，需滿足業(yè)務的靈活接入。輔配線層可采用支鏈組網(wǎng)或小范圍的環(huán)型組網(wǎng)。

3.2接入點的組網(wǎng)歸類

接入點組網(wǎng)歸類的目的：篩選出各接入點是隸屬于主配線層還是輔配線層，接入點是成環(huán)建設還是支鏈建設。從光纖組網(wǎng)角度歸類，接入點可分為：

(1)主配線層入環(huán)點：該接入點內(nèi)的業(yè)務接入級別重要，局房環(huán)境良好，設備運行穩(wěn)定，光纜具備兩個或以上進出局路由且維護方便。該類點主要考慮有SDH或PTN技術(shù)接入需求的接入點，可選擇自建(或長期租賃局房)的移動基站、大型室分接入點、大型樓宇駐地網(wǎng)接入點等。

(2)輔配線層入環(huán)點：該接入點內(nèi)業(yè)務接入級別重要，光纜路由可以成環(huán)，但存在一定的光纜中斷隱患或設備運行不穩(wěn)定的隱患。該類點主要考慮有SDH或PTN技術(shù)接入需求的接入點，可選擇室分接入點、政企綜合接入點、室外小型基站等。

(3)輔配線層支鏈點：該接入點內(nèi)業(yè)務接入級別一般，光纜只具備單個方向。該類點主要考慮有GPON或SDH或PTN技術(shù)接入需求的接入點，可選擇政企綜合接

入點、小型室分接入點、小型信息化接入點、小型駐地網(wǎng)接入點等。

3.3光交接箱的建設

光交接箱(以下簡稱光交)建設目的：方便不同光纜內(nèi)的光纖靈活調(diào)度；按需在光交內(nèi)安裝GPON系統(tǒng)分光器。

(1)光交的建設要結(jié)合接入點的情況，按以下方式布設：按各地傳輸匯聚節(jié)點的分布，選擇傳輸匯聚節(jié)點設置OLT點，結(jié)合當?shù)貙嶋H業(yè)務量給每個OLT節(jié)點劃分出覆蓋范圍。覆蓋范圍取決于兩個因素：GPON接入用戶數(shù)和QDN光衰耗。關(guān)于GPON接入數(shù)，按每個OLT覆蓋政企客戶100～150個接入點(折算成家庭用戶為1～1.5萬戶)計算；關(guān)于光衰耗，需在建議的ODN衰耗之內(nèi)，即≤25dB。因此，密集城區(qū)一個OLT覆蓋范圍控制在2～5平方公里，一般城區(qū)一個OLT覆蓋范圍控制在5～10平方公里，郊區(qū)一個OLT覆蓋范圍控制在10～20平方公里。

(2)每個OLT覆蓋范圍內(nèi)獨立規(guī)劃主配線層光交的建設。每個主配線層光交負責接入12～25個政企客戶接入點(折算成家庭用戶為1200～2500戶)，覆蓋半徑控制在500～800米。每個OLT覆蓋范圍內(nèi)設置主配線層光交6～8個，光交可使用288～576芯的終端容量。

(3)在每個主配線層光交覆蓋范圍內(nèi)，根據(jù)業(yè)務量分布建設若干個輔配線層光交，輔配線層光交覆蓋半徑一般控制在100～300米，部分郊區(qū)可達到500米。輔配線層的光交一般采用小型交接箱、光分線箱(盒)等形式，其數(shù)量可根據(jù)所用光交熔纖能力和實地環(huán)境特征來定。

(4)光交盡量設置在通信管道局向交錯區(qū)域并均勻分布在OLT節(jié)點周圍。部分光纜資源豐富、地理位置好的接入點，也可將光交放置于局房內(nèi)。

3.4接入層傳輸光纖組網(wǎng)

一個典型的接入層傳輸光纖網(wǎng)絡模型如圖3所示，該模型可以根據(jù)以下步驟建立：

(1)在主配線層，入環(huán)接入點的組網(wǎng)可采用“單匯聚節(jié)點回歸”(圖3中環(huán)1)或“雙匯聚節(jié)點回歸”(圖3中環(huán)2)的模型進行建設，即光纜從該區(qū)域的一個傳輸匯聚節(jié)點出發(fā)，依次連接各主配線層入環(huán)點(或光交)，分屬兩主配線層入環(huán)點(或光交)的連線光纜需保證不同路由，并最終接入同一個(或另一個)匯聚節(jié)點。每個環(huán)上的接入點數(shù)盡量控制在12個之內(nèi)，部分傳輸管線資源受限區(qū)域，環(huán)上的接入點數(shù)可以適當增加。分屬兩接入點(或光交)之間的連接光纜可采用纖芯數(shù)為24或48的光纜(圖3中紅色線路)。

(2)將主配線層光交直連至所屬區(qū)域的傳輸匯聚節(jié)點，不同的主配線層光交連至傳輸匯聚節(jié)點可以采用同纜不同纖芯的方式。每個主配線層光交至傳輸匯聚節(jié)點的光纜纖芯數(shù)可為48或96(圖3中藍色線路)。

(3)將主配線層光交依次用光纜直連至所屬區(qū)域的輔配線層光交，網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)為星型。光纜纖芯數(shù)通常為24或48(圖3中綠色線路)。

(4)將輔配線層八環(huán)點歸屬至不同的主配線層環(huán)，每個歸屬域內(nèi)的輔配線層入環(huán)點依次連接并掛接在該主配線層環(huán)上的不同節(jié)點上。光纜纖芯數(shù)可為8～12(圖3中橙色線路)。

(5)輔配線層支鏈點主要采用就近原則用鏈型方式與就近光交或主配線層入環(huán)點連接，其中ONU接入點優(yōu)選接入最近的光交。光纜纖芯數(shù)通常為4～12(圖3中黑色線路)。

(6)由于主配線層入環(huán)點的成環(huán)建設采用接入點依次連接的原則且常受到管線資源的限制，因此一個主配線層環(huán)路上的接入點可能會超過12個；但是，為保證接入環(huán)帶寬和時鐘同步，SDH、PTN設備組網(wǎng)環(huán)路又要控制每個環(huán)上網(wǎng)元盡量少于12個；對于這種情況，可采用同纜不同光纖的方式組建多個設備環(huán)路來解決。

(7)對于GPON系統(tǒng)，需考慮分光器分光比、光纜距離和跳接點特性，以便將ODN光損耗控制在要求之內(nèi)。目前ODN損耗主要來自：光纜熔接點、法蘭盤、分光器、線路自身損耗等，這些損耗值見表1。ONU接入點規(guī)劃時需確認系統(tǒng)的光損耗是否在允許值之內(nèi)。

(8)八環(huán)接入點(主要是主配線層入環(huán)點)受環(huán)型組網(wǎng)條件制約，若某些入環(huán)接入點內(nèi)同時存在ONU接入，雖然可以利用環(huán)路光纖逐點跳接方式連接ONU至分光器，但是由于跳接點過多，會引起光衰耗過大，從而導致業(yè)務無法正常開通。這種情況下，可采用新建該點直達分光器的光纜方式進行解決(如圖3中A點及紫色線路所示，其中A至光交D的直達光纜，可與A-B-C-D環(huán)上光纜同路由)。

(9)以上模型中部分輔配線層光交可能會組入主配線層環(huán)，這個與網(wǎng)絡發(fā)展沒有矛盾，這些光交既可以滿足業(yè)務的接入又可以實現(xiàn)光纖的調(diào)度，方便網(wǎng)絡的合理組建。對于這類輔配線層光交，需在建設過程中預留足夠的光纜纖芯終端位置。

(10)SDH、PTN、GPON技術(shù)使用同纜不同光纖方式在接入層內(nèi)相互獨立組網(wǎng)。

4結(jié)束語

本文提供的這種傳輸光纖網(wǎng)建設方法，采用了融合建設的思路來統(tǒng)籌規(guī)劃傳輸光纜網(wǎng)絡的建設。該方法既可使SDH、PTN、GPON這三種技術(shù)在設備層面相對獨立組網(wǎng)，又可在傳輸線路層面融合發(fā)展，避免了從單一的傳輸技術(shù)組網(wǎng)角度出發(fā)或從單一類型業(yè)務接入需求角度出發(fā)而采用“獨立疊加式”的思維來建設傳輸光纜網(wǎng)絡。在全業(yè)務運營的場景下，該方式可以有效控制傳輸光纖網(wǎng)的建設投資，并可以防止傳輸線路網(wǎng)絡凌亂的現(xiàn)象發(fā)生。