夏 淵，劉 ?。ㄉ虾｀]電設(shè)計咨詢研究院有限公司，上海200092）

0 前言

光纖接入網(wǎng)作為綜合業(yè)務(wù)承載網(wǎng)的傳輸通道，承載了無線基站、重要大客戶、IDC 業(yè)務(wù)、家庭客戶、WLAN、綜合業(yè)務(wù)等多種電信業(yè)務(wù)的接入，是電信網(wǎng)重要的基礎(chǔ)資源。隨著城市規(guī)模的不斷擴大，人口密度的不斷提高，用戶流動性的不斷增加，以及各種電信業(yè)務(wù)的快速發(fā)展，光纖接入網(wǎng)的負(fù)載日益加重，需要不斷優(yōu)化以提高承載能力，及時滿足需求。而為了控制成本，運營商在通信基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面的投入逐年遞減，越來越關(guān)注現(xiàn)有資源的挖潛。受這2 方面因素的制約，要做好光纖接入網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計，其難度越來越高。在此背景下，以接入網(wǎng)用戶的具體需求為規(guī)劃依據(jù)，自下而上地規(guī)劃光纖接入網(wǎng)的建設(shè)，通過數(shù)據(jù)推導(dǎo)，得出光纖接入網(wǎng)的最佳建設(shè)方案可在指導(dǎo)或者影響通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的建設(shè)方面起到重要作用，已越來越受到運營商的重視。

筆者長期從事城域光纖網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計工作，積累了些許經(jīng)驗，本文將就光纖接入網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計方法進行探討，并分享一些在實際中遇到的問題及其應(yīng)對方案，旨在拋磚引玉，供大家參考。

1 光纖接入網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計的重要性

對北京、上海這類人口密度極高的特大型城市而言，光纖接入網(wǎng)的合理規(guī)劃設(shè)計對節(jié)省建設(shè)投資、優(yōu)化資源配置、減少維護量而言顯得尤其重要，這是由傳輸線路網(wǎng)的特殊性決定的。一是因為光纜線路網(wǎng)絡(luò)作為通信基礎(chǔ)設(shè)施運營年限長，建成后進行大規(guī)模改動的成本極高，而傳輸、數(shù)據(jù)等業(yè)務(wù)設(shè)備則可通過更新或升級來及時適應(yīng)用戶需求；二是光纜網(wǎng)絡(luò)一次性投資很大，在綜合建設(shè)成本中占有較高的比重，例如在城市光網(wǎng)建設(shè)中，ODN的投資約占總投資額的40%。與建設(shè)后期的控制施工、材料成本相比，作為建設(shè)的龍頭——前期規(guī)劃、設(shè)計方案的優(yōu)化在有效節(jié)省投資方面可以發(fā)揮事半功倍的效果。上述光纜線路網(wǎng)絡(luò)的特殊性要求線路網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計需有足夠前瞻性及準(zhǔn)確的預(yù)見性，以適應(yīng)其較長的服務(wù)年限內(nèi)用戶的需求變化。

2 用戶光纜網(wǎng)設(shè)計經(jīng)驗總結(jié)

用戶光纜網(wǎng)從結(jié)構(gòu)上可以分為饋線（即用戶主干光纜）、配線（即配線光纜）和引入線（即用戶引入光纜）3 部分。通常配線光纜按實際用戶需求建設(shè)，比較分散，而用戶主干光纜的建設(shè)往往相對集中地批量進行建設(shè)，故在需求預(yù)測方面需要適度超前。

用戶光纜網(wǎng)中，常用的主干拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有環(huán)形、總線形和樹形3 種（見圖1）。在用戶主干光纜的規(guī)劃設(shè)計中，筆者總結(jié)了以下一些設(shè)計經(jīng)驗。

a）環(huán)形、總線形結(jié)構(gòu)安全性較高，適用于重要商業(yè)客戶的接入；樹形結(jié)構(gòu)靈活性強，安全性相對差，適用于對安全性要求不高的公眾客戶的接入。

b）通常用戶主干光纜的資源分配應(yīng)該與該光纜覆蓋區(qū)域的網(wǎng)格劃分相匹配，減少重復(fù)覆蓋，提高主干資源利用率。

c）用戶主干光纜的方案設(shè)計宜在現(xiàn)有需求基礎(chǔ)上適度超前，通過設(shè)置一些光纜預(yù)留點為未來3～5 年可能出現(xiàn)的需求提供纖芯資源。需要注意的是，采用此種方式時，設(shè)計人員必須做好這些預(yù)留點資源的記錄，做到心中有數(shù)，以便于今后預(yù)留資源的統(tǒng)一管理和有針對性地啟用。主干資源管理表如表1所示。

圖1 光纜網(wǎng)架構(gòu)

d）主干光纜覆蓋范圍需根據(jù)EPON設(shè)備端口對傳輸指標(biāo)的要求而確定。

e）采用環(huán)形、總線形的主干光纜，且交接箱在室外時，室外光交接箱宜安裝監(jiān)控信號采集器，主干光纜宜選用帶信號線的光電混合纜，以便于將光交的監(jiān)控信號回傳至局內(nèi)，實現(xiàn)對室外光交狀態(tài)的實時監(jiān)控。

f）為了便于統(tǒng)一維護和管理，環(huán)形、總線形光纜的光交主干配纖容量可考慮采用平均分配的方式，通過調(diào)節(jié)光交密度來滿足實際需求的不均衡。樹形光纜則可根據(jù)所覆蓋網(wǎng)格的具體需求靈活配置主干光纖容量。

g）配線光纜作為“最后一公里”其需求較為分散，建設(shè)方式多樣，設(shè)計人員需根據(jù)各種不同的物理環(huán)境，因地制宜地設(shè)計合理的配線光纜敷設(shè)方式和路由。另外配線光纜設(shè)計也應(yīng)注意管孔節(jié)約的問題，對于預(yù)留接頭的配線光纜也應(yīng)做好相應(yīng)的記錄，便于今后使用。

3 FTTH 設(shè)計經(jīng)驗

FTTH 的規(guī)劃設(shè)計是一個系統(tǒng)工程，小區(qū)ODN 布線、主干光纜資源布局以及OLT 的布局需通盤考慮，且宜遵循自下而上的原則進行整體規(guī)劃，具體項目的設(shè)計和施工可依具體需求分步實施。筆者參與FTTH規(guī)劃設(shè)計并協(xié)調(diào)建設(shè)過程多年，積累了些許經(jīng)驗和教訓(xùn)。

表1 ××局用戶主干光纜主干資源管理表（局部）

早在2010年上海率先大規(guī)模進行住宅小區(qū)FTTH建設(shè)之初，某區(qū)局因初期投資有限，經(jīng)驗不足，又急著趕進度，OLT節(jié)點的設(shè)置與用戶光纜網(wǎng)的建設(shè)各自為政，沒有充分考慮兩者的關(guān)聯(lián)性，導(dǎo)致不少用戶無法就近連接到局端OLT。某些小區(qū)雖然建好了ODN，且利用已建的主干光纜資源就近上聯(lián)至所屬端局，但該局的OLT PON 端口資源不足或因設(shè)備安裝進度滯后以至于無法及時開通，在業(yè)務(wù)開通、占領(lǐng)用戶市場指標(biāo)的壓力下不得不通過占用寶貴的中繼光纜資源轉(zhuǎn)接到其他有空余PON口的端局，如此不僅拉高了整個ODN的平均造價，而且因光鏈路過長、轉(zhuǎn)接點過多，導(dǎo)致傳輸衰耗較高，顯著影響傳輸質(zhì)量，今后帶寬需求提升到50 Mbit/s以上時可能又將面臨二次改造。這種缺乏全局觀念的應(yīng)急措施如果不及時修正，隨著繞道開通FTTH 小區(qū)的增加，用戶光纜和中繼光纜網(wǎng)將面臨難以收拾的混亂局面。

面對以上情況，規(guī)劃設(shè)計人員在針對該區(qū)局用戶光纜資源以及PON端口資源進行深入調(diào)研的基礎(chǔ)上，一改線路配合設(shè)備布局的傳統(tǒng)做法，提出“自下而上”的新思路，即以用戶主干光纜的建設(shè)方案指導(dǎo)OLT、IPMAN布局，同時快速編制該區(qū)局的用戶光纜網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃，用以指導(dǎo)該區(qū)局城市光網(wǎng)的有序建設(shè)。規(guī)劃除了依據(jù)上文所述主要原則之外，還依據(jù)以下情況確定了OLT 分步建設(shè)的計劃，并結(jié)合用戶需求、小區(qū)ODN建設(shè)進度、端局近期（3～6 個月）的PON 口需求數(shù)確定了OLT的建設(shè)計劃。

a）規(guī)劃擬建的樹形主干光纜覆蓋的公眾客戶用戶數(shù)。

b）該樹形主干光纜建設(shè)進度及其所覆蓋小區(qū)的配線光纜建設(shè)進度。

c）該區(qū)局前端發(fā)展用戶進度。

d）各端局在近期（3～6個月）的PON口需求數(shù)。

同時，規(guī)劃設(shè)計人員還通過OLT 建設(shè)的具體上聯(lián)需求，指導(dǎo)了IPMAN 相關(guān)匯聚配套設(shè)備的規(guī)劃布局，極具針對性，大大提高了資源利用率。由于以上重要原則在城市光網(wǎng)建設(shè)中得到了充分貫徹執(zhí)行，該區(qū)局在隨后幾年的城市光網(wǎng)建設(shè)各項考核一直名列前茅。

在FTTH 光纖接入網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計過程中，設(shè)計人員不僅應(yīng)在宏觀上提出條理清晰、層次分明、極具針對性、個性化而又靈活的城市光網(wǎng)建設(shè)指導(dǎo)意見，在具體的設(shè)計施工細(xì)微之處還需解決一攬子實際難題。例如，運營商為了加快FTTH建設(shè)進度，往往采用主干光纜和小區(qū)ODN工程同步進行的方式，該方式雖然能顯著縮短FTTH 業(yè)務(wù)開通周期，但兩者很難真正合拍。為了解決該問題，設(shè)計人員（通常是項目總負(fù)責(zé)人）采用編制上聯(lián)光纜資源表的方式，將小區(qū)ODN上聯(lián)至主干光纜的工程單獨列出來，根據(jù)主干光纜規(guī)劃結(jié)合實際各配套環(huán)節(jié)建設(shè)進度情況編制FTTH小區(qū)主干上聯(lián)資源管理表，有效調(diào)配主干光纜資源，集中有限資源快速開通FTTH小區(qū)；再比如針對工程中樓道光分路箱、光纜交接箱安裝位置、施工盤纜等是否影響環(huán)境和居民日常生活等細(xì)節(jié)問題，設(shè)計人員總結(jié)出一系列細(xì)致的指導(dǎo)意見，針對新建小區(qū)多運營商共享小區(qū)配線資源的建設(shè)方式進行了探索和實踐。

若主干光纜、小區(qū)上聯(lián)光纜、小區(qū)ODN 的建設(shè)均在同一時期進行，各單項配套的有效銜接是快速開通FTTH小區(qū)的關(guān)鍵。

4 配合LTE 基站建設(shè)的接入光纜網(wǎng)設(shè)計經(jīng)驗

在目前LTE 系統(tǒng)中，大量采用了基于射頻拉遠(yuǎn)技術(shù)的分布式基站設(shè)備（BBU+RRU）。其中BBU 是基帶單元，安裝在基站機房內(nèi)；RRU是射頻拉遠(yuǎn)模塊，通過CPRI 接口借助光纖與BBU 相連（為節(jié)約光纖資源，BBU 與RRU 的接口光模塊應(yīng)采用單纖雙向工作方式），拉遠(yuǎn)模塊可以根據(jù)建設(shè)需要設(shè)置在遠(yuǎn)端。采用射頻拉遠(yuǎn)技術(shù)帶來了一種新型的分布式網(wǎng)絡(luò)覆蓋模式，即BBU集中放置模式，它將大容量宏蜂窩基站集中放置在可獲得的中心機房內(nèi)，基帶部分集中處理，采用光纖將射頻模塊拉到遠(yuǎn)端RRU，分置于網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃所確定的站點（也即天面平臺）上，從而節(jié)省了常規(guī)解決方案所需要的大量分散的基站機房。該方案最大的優(yōu)勢在于能大大降低基站尋址難度，節(jié)約基站機房投資，降低維護工作量，還能充分利用運營商已建的光纜接入網(wǎng)資源，可謂一舉多得。但其前提條件是運營商需要有一定的局房資源和充沛的接入光纜資源。

4.1 BBU 集中設(shè)置的LTE 快速組網(wǎng)設(shè)計經(jīng)驗

在具體實施過程中最大的難點是如何使BBU 建設(shè)需求和現(xiàn)有光纜資源迅速匹配。以上海某局LTE一期建設(shè)為例，該局一期規(guī)劃近700個LTE基站，BBU集中安裝在自有端局內(nèi)，通過用戶光纜連接RRU，其RRU—基站—核心網(wǎng)上聯(lián)鏈路基本架構(gòu)為：RRU—BBU—A路由器—B路由器—IPMAN（見圖2）。

當(dāng)時該局在LTE網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃建設(shè)時面臨的一大難題是：“什么時候、在哪個端局、需安裝多少臺BBU？需要占用多少主干光纜資源？”。規(guī)劃設(shè)計人員在獲悉了700 多個規(guī)劃LTE 基站位置后，設(shè)計了一張光纜專業(yè)要素排摸表（見表2），對這些基站周圍的光交接箱及主干光纜情況進行梳理排摸，將基站與現(xiàn)有主干光纜資源進行匹配，從而確定基站上聯(lián)的端局局向，由此可知哪些端局需要安裝多少臺BBU。再結(jié)合基站建設(shè)進度安排BBU 的動態(tài)建設(shè)計劃。小小一張表格推出的成果使得LTE網(wǎng)絡(luò)主體及配套部分的建設(shè)計劃得以有效銜接，為決策部門提供了最切實可行的決策依據(jù)。該方法顯著提高了該局LTE 的建設(shè)進度，提升了建設(shè)資金的使用效率。

4.2 BBU —R R U 間光纖組網(wǎng)的設(shè)計經(jīng)驗

BBU—RRU間光纖的組網(wǎng)方式可有以下2種。

方式一：采用1 個天面的3 個RRU 分別連接至所屬BBU。

圖2 BBU集中設(shè)置的系統(tǒng)架構(gòu)

表2 配合LTE基站建設(shè)城域網(wǎng)光纜專業(yè)排摸要素

方式二：采用1個天面的3個RRU采用級聯(lián)方式，與BBU間形成環(huán)保護。

方式一對光纖資源的需求相對更高，但是對RRU設(shè)備的可靠性要求較低，技術(shù)成熟度較高；方式二對光纖資源的需求度相對較低，但是若其中一個RRU故障會中斷其他2個RRU與BBU的連接，對RRU設(shè)備的可靠性要求高，而且目前技術(shù)成熟度還較低。總體而言，方式二的設(shè)計思想更先進，更切合特大型城市組網(wǎng)的大部分場景需求。

圖3示出的是BBU-RRU間的組網(wǎng)方式。

圖3 BBU-RRU間的組網(wǎng)方式

4.3 基于光纜網(wǎng)的LTE 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的某些費效經(jīng)驗

上海某運營商強大的接入網(wǎng)光纜資源為BBU 池的建設(shè)創(chuàng)造了良好的條件。而試驗表明BBU 池組化可增加扇區(qū)邊緣性能，提高網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量；可實現(xiàn)站內(nèi)的載波聚合，提高速率；可實現(xiàn)多個無線站點基帶資源共享，靈活配置基帶資源，提高資源利用率。另一方面，采用BBU 集中設(shè)置可顯著節(jié)省建設(shè)及運維成本。由于采用BBU集中設(shè)置原則，2013—2014年該運營商的LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)經(jīng)過初步估算節(jié)約建設(shè)資金約10億元。

4.4 未來需要考慮的問題

LTE-A 需要通過載波聚合技術(shù)來實現(xiàn)帶寬提速，但會導(dǎo)致基站小區(qū)邊緣同頻干擾嚴(yán)重。而基站協(xié)同（CoMP）是LTE-A 提升頻譜利用效率的關(guān)鍵技術(shù)，同時對網(wǎng)絡(luò)提出高時延要求?？鐧C房單BBU 協(xié)同需要帶寬為15 Mbit/s，允許時延要求為4 ms，因此研究如何建設(shè)現(xiàn)有的光纖接入網(wǎng)從而縮短達到臨近BBU 池的傳送距離和跳數(shù)，是近期光纖接入網(wǎng)規(guī)劃所需重點考慮的問題。

總之，BBU 集中放置的前提是運營商具備強大的光纖接入網(wǎng)資源優(yōu)勢，而這必將成為今后移動通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量、運維競爭的核心優(yōu)勢。

5 結(jié)束語

光纖接入網(wǎng)的設(shè)計是一個長期、繁瑣、復(fù)雜的過程，需要設(shè)計人員豐富的設(shè)計經(jīng)驗和靈活應(yīng)變的能力，而耐心、堅持、有責(zé)任心則是設(shè)計人員最重要的品格和素質(zhì)。一個條理清晰、層次分明、資源利用率高的光纜接入網(wǎng)不是一朝一夕能夠建成的，需要設(shè)計團隊不斷地付出努力，與時俱進地不斷創(chuàng)新才會取得明顯的效果。在當(dāng)今大數(shù)據(jù)時代，可考慮將GIS 系統(tǒng)與綜資系統(tǒng)有效融合，引入一些數(shù)據(jù)挖掘的概念也必將為今后光纖接入網(wǎng)的規(guī)劃建設(shè)提供更精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)依據(jù)，從而為通信網(wǎng)絡(luò)全網(wǎng)架構(gòu)的建設(shè)提供更有效支撐。

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