城市光纤接入网的规划设计

城市光纤接入网的规划设计（乔元志）
摘要  根据城市接入网的现状及近期用户需求，提出城市光纤接入网勘察的主要
内容。结合光纤接入网分层规划模型，对城市光纤接入网的主干层、分配层和引
人层的规划设计进行了探讨。
关键词  光纤接入网  网络规划  工程设计
1城市接入网的现状及存在的主要问题
    （1）目前，城市中绝大多数用户采用铜线接人、模拟传输方式，存在的主要
问题是不能接入宽带业务、传输距离短、扩容能力差、占用管道资源过多、安全
可靠性低和维护困难。
    （2）移动基站大多采用小芯数光缆或HDSL组成点对点系统，占用管道资源
过多，点对点传输系统安全可靠性低。
    （3）城市中除少数几个重要用户外，光纤到大楼（fTTB）和光纤到小区（F
TTZ）的光节点很少，整个接入网光纤化程度较低且缺乏总体规划。
    （4）城市现有管道的布局是以局为中心的星型结构，适合电线接入网结构，
但难以形成环型光接入网络，为此还需在某些路段新建管道。此外出局管道紧张、
管孔容量趋于饱和，已成为城市光／电缆扩容面临的重要矛盾。
2城市光接入网近期用户需求分析
    根据作者的实际工作经验和体会，近期城市接入网的需求主要有以下六类：
    （1）住宅用户
    住宅用户的近期需求主要是话音和CATV业务，少数住宅用户对窄带数据有需
求。缺少主干电缆的新建小区为近期有需求的住宅用户。根据接入网建设的发展
方向，凡是新建主干电缆长度超过1.5km，用户容量达500线，建议不再敷设铜线，
而应采用光缆，并逐步减少大对数钢缆出局。
    （2）移动基站
    移动基站与基站控制器之间需要透明的传输电路，每个基站根据载频数的不
同分别需要1－2个2Mbit／s电路。由于移动通信发展速度较快，城市中原有基站
和近期新建基站数量较大，这些基站对传输电路的需求较大。
    （3）大用户
    近期大用户的需求主要是话音、窄带数据和交互式视频业务，少数大用户近
期可能对宽带业务有需求。电信支出总量排在较前的单位是首选的大用户，此外
金融部门、政府机关、学校和医院等单位都是应考虑的对象。
    （4）模块局
    根据接入网的定义，严格地说，模块局不属于接入网范畴，但考虑到城市中
有的模块局局址偏远，铺设中继光缆不方便，故规划中可将模块局所需光缆纳入
接入网用户光缆中统一考虑。
    （5）交通监测点
    交通监测点的任务是控制路口交通灯和摄像头正常工作，控制中心根据监测
点处交通灯状态和交通图像，能及时改变交通灯状态和摄像头工作角度等，保证
城市交通顺畅。交通图像需采用光传输方式，所有交通监测点的光纤均应连到交
警支队的控制中心。
    （6）专用信息应用系统
    由于城市中各系统、各部门分布于各个区域内，因此大部分的专用信息应用
系统不可能也无必要建立自己的物理传送网，而是应依附于公共通信网来组建专
用信息应用系统，即可通过接入网的各个接入点接人通信网。
3城市光纤接入网规划的勘察
3.1基础资料的调查
    城市光纤接入网作为电信网的一部分，是城市重要基础设施之一，其发展规
划既要与电信网的发展一致，又要与城市的总体发展规划相适应。因此，光纤接
入网规划基础资料的调查可分为社会和电信两个方面，具体调查内容如下。
3.1.1城市社会情况的调查
    （1）城市总体发展规划。
    （2）城市近期新建住宅小区和各种开发区的发展规划。
    （3）重点企事业单位分布及发展情况。
    （4）城市人口数量及分布情况。
3.1.2电信网发展规划的调查
    （1）交换网规划：局所分布、交换服务区的划分、交换容量及近期电话用户
发展预测。
    （2）中继传送网规划：局间中继光线路由、芯数及占用情况。
    （3）数据通信网及宽带网发展规划：数据用户数量、分类及近期发展预测。
    （4）移动通信网规划：原有基站及待建基站的数量、位置。
3.1.3接入网现状的调查
    （1）现有管道分布、管孔容量及占用情况。
    （2）现有电缆网络的情况。
    （3）交接箱的分布、容量及利用率，主干电缆线对容量及占用情况。
    （4）现有接入网用户光缆路由、芯数及占用情况。
    （5）现有接入设备的分布及容量。
3.1.4近期用户需求的调查
    （1）近期缺少主干电缆区域的调查。
    （2）原有移动基站、传输方式及近期待建移动基站的调查。
    （3）近期大用户分布情况的调查。
    （4）模块局及光接入点分布情况的调查。
    （5）交通监测路口的调查。
    （6）专用信息应用系统的调查。
3.2勘察
    勘察阶段的主要任务是核实已收集的基础资料，并确定用户分布、主干光缆、
主干光节点位置等方面资料与管道人孔的对应关系，从而为设计阶段进行长度的计
算、光接入点覆盖范围的确定等提供基础数据。包括以下几个方面：
    （1）端局、模块局、接入设备间及移动基站位置的勘察。
    （2）市区主要街道和用户分布的勘察。
    （3）接入网用户主干光缆路由的勘察。
    （4）主干光节点位置的勘察。
    （5）光接八点位置、覆盖范围及路由的勘察。
4城市光纤接入网的规划设计
4.1光纤接入网分层规划模型
    接入网要适应交换机容量不断增加、服务半径不断增大，由此带来接入网规模
不断扩大、覆盖范围和距离的不断延伸。为便于组织光纤接入网，建议分为主干层、
分配层和引入层，城市光纤接入网的建设应使光纤逐步靠近用户，光纤应从主干层
逐步扩大至分配层，金属线将从完成“最后一公里”，逐步过渡到仅处理“最后一
米”。
4.2光纤接入网主干层规划设计
    光纤接入网的主干层由业务节点、主干光缆和主干光节点构成。主干光节点仅
放置无源设备，是主干光纤上下交接节点，而不是电路转接节点，主干光节点一般
不设置传输设备，除非主干光节点与用户光节点重合。因此，光纤接入网主干层规
划的主要内容为主干光缆路由、芯数和主干光节点的设计。
4.2.1主干光缆路由设计
    主干光线路由的设计依据如下：
    （1）光纤接入网的网络结构特点
    光纤接入网主要有星型、线型和环型三种基本结构。光缆线路是光纤接入网的
最底层结构（传输媒质层），而主干光缆又是最底层的核心，因此主干光缆必须要
保证网络的安全，能适应网络将来的发展演变，易于各种接入技术的采用。环型网
就具有这种优势，它既方便形成有自愈功能的环型网，又能提供纤芯保护的星型网。
建议市区主干光线采用环型结构，最好能经过两个端局，从而实现电路双归保护，
为日后的业务双归创造条件。在郊区，由于用户需求少，可根据具体情况，分别采
用星型和线型结构。
    （2）用户分布
    主干光缆路由距用户越近，以后配线光线建设的投资就越低。
    （3）现有管道的分布
    由于主干光缆芯数较大，为安全起见，主干光缆应采用管道敷设方式，因此主
干光缆应尽可能考虑有管道的路由。
    （4）符合城市总体发展规划的要求。
4.2.2主干光缆芯数的设计
    主干光缆芯数与用户数量和分配层网络结构有关，而分配层的网络结构与所选
用的接人设备的组网能力、用户类型以及用户地理位置密切相关。总体来说，主干
光缆芯数的配置有两种方式：
    （1）纤芯保护方式
    纤芯保护方式是指每个用户单独占用一对主干纤芯（针对一种业务），通过双
向配纤从两个方向通达局内，一旦一个方向的光缆发生中断，采用线路倒换的办法
使通信通过另一个方向的光缆继续进行，该用户可独享纤芯的传输带宽。采用该方
式配置的主干光缆纤芯数二用户光节点数X每个光节点的纤芯数。
    （2）设备保护方式
    设备保护方式是指若干用户接在同一对主干纤芯上（针对一种业务），采用SDH
或SPDH传输设备在光线发生故障时完成自愈倒换，多个用户共享纤芯上的传输带宽。
    比较而言，纤芯保护方式用纤较多，应用相对灵活，可根据需要随时调整光缆，
并可独享带宽，易于升级，但投资较高；而设备保护方式恰恰相反，若接入同样数
量的用户，其所需纤芯要比采用纤芯保护方式需要的纤芯少得多。相比之下，这种
用纤方式不零活，将来扩容较困难，但投资低。在具体设计主干光缆芯数时，建议
根据不同用户类型混合采用两种配纤方式，以综合利用两者的长处。
4.2.3主干光节点的设计
    主干光节点是指主干光线与配线光缆的交汇点，用于主干光纤的上下交接。在
用户主干缆中，一条主干光缆沿途覆盖许多用户光节点，但是一条大芯数的主干光
缆不能有太多的分支接点，否则该主干光缆既不可靠，又很低效。因此一个主干光
节点要服务多个用户光节点，方法是用一条或几条小芯数的配线光缆将多个用户光
节点连接到一个主干光节点。
    主干光节点的设置主要依据如下原则：
    （1）选择在用户比较集中的位置和重要路口，便于各配线光缆的建设。
    （2）地理位置比较稳定，以后不易受市政建设的影响。
    （3）首选电信局所位置，以减少另购置房间的投资。
    （4）为防止主干光缆频繁开口而产生反射损耗，主干光节点间距至少要大于
400m。
    （5）考虑到管道人孔内光缆接头盒分纤能力有限，管道人孔内的主干光节点
覆盖的用户光节点不宜过多。
4.2.4主干光缆分纤设计
    由于城市接入网中用户距端局较近，主干光缆的纤芯可选择1310nm波长的G.652
单模光纤。另外，由于主干光缆含纤数量大，为了便于识别、分支和连接，应选用
带状单模光缆。用于管道敷设可选择中心束管式带状光缆GYDXTW。
    主干光缆在主干光节点处采用整带分纤方式，按分纤地点的不同，有如下三种
分纤方法：
   （1）室内分纤
    主干光线直接进入主干光节点房间，将主于光节点所需的光纤带接到ODF，其余
的光纤带直通。该方法具有能根据用户数量的增减灵活配纤的优点，机动灵活，方
便可靠。缺点在于增加了主干光缆的长度，需要大量ODF和设置专用房间，投资较大。
   （2）人孔内分纤
    在管道人孔内，放置可重复开启式的分歧光线接头盒，将该主干光节点所需的
光纤带预留在接头盒内，其余的光纤带直通，由于多分歧光缆接头盒只能接出2－5
条配线光缆，因此该方法灵活性欠佳，在用户数量变化大时难以调整。但该方法节
省主干光缆，无需ODF和专用房间，投资少。
   （3）人孔外交接箱方法
    在管道人孔附近选择合适的室外位置安装光缆交接设备，主干光缆在光线交接
箱内完成与配线光缆的接续。该方法与室内分纤方法相同，但缩短了主于光缆长度。
该方法灵活性较大，适应性较强，但要求光缆交接箱应有良好的防寒、隔热和防潮
性能，此外还要考虑安全问题。
4.3光纤接入网分配层的规划设计
    光纤接入网分配层由小芯数配线光缆。用户光节点和光接入设备组成，分配层
网络结构与具体接入设备的组网能力是密切相关的，基本结构为星型、线型和环型
三种。用户光节点的设置应注意以下问题：
    （1）尽量设在大用户楼内，并结合楼内综合布线系统，真正实现语音做据和
多媒体业务的接入。
    （2）在需要利用光缆替代主干电缆的交接区内的原有电缆交接箱处设立用户
光节点，配置光接入设备，利用原有户线工程的电缆解决最终用户的接入。
    （3）用户光节点处的电信设备间要以服务范围内的最终用户的种类和数量作
为电信设备间面积的依据，充分考虑交换、传输、电力、空调、线架等设备所需面
积，并预留一定的发展余地。
4.4光纤接入网弓外层的规划设计
    目前，引人层均采用金属线直接从分配层的用户光节点连到用户终端。这种金
属线可以是普通铜双绞线，也可以是五类电缆或同轴电缆等，视具体的业务而定。
一般语音用户，采用银双绞线；在有数据业务需求的楼宇，引入线应考虑到将来宽
带的需要，可采用三类或五类电缆；对于近期少数有宽带业务需求的用户，可采用
xDSL技术作为临时解决方法，待宽带业务需求普遍存在时，在引入层敷设光缆，实
现光纤入户。
5城市光纤接入网规划中应注意的问题
    （1）由于缺乏接入网规划方面的经验及无历史数据可供参考，而且城市接入网
还受城市社会发展情况中许多不确定因素的影响，如经济发展水平、城建规划等，
为使规划有的放矢并可实际操作，建议城市光纤接入网规划年限不宜过长，应以近
期规划为主。
    （2）由于接入网技术发展速度较快，有的技术目前尚不够成熟，因此目前城
市光纤接入网规划的重点主要为近期用户需求预测、光缆路由和芯数的选择、光节
点位置的选定等。对于具体光接入设备的选用应在接入网实际建设过程中根据光接
入设备的发展情况和用户需求的轻重缓急，适时地进行选择。
    （3）城市光纤接入网规划中应注意原有电信网络资源的保护和再利用，特别是
电信企业为之付出巨大投资的铜线资源，使城市接入网的建设与电信网的发展具有
一定的连续性。