王剛

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鄉(xiāng)鎮(zhèn)寬帶接入網(wǎng)組網(wǎng)方案

王剛

安徽電信規(guī)劃設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司，安徽 合肥 230031

隨著光纖接入網(wǎng)的延伸，偏遠(yuǎn)的村莊實(shí)現(xiàn)光纖接入已經(jīng)成為可能。為滿足鄉(xiāng)村的寬帶接入，結(jié)合實(shí)際工作，提出相對(duì)經(jīng)濟(jì)、可行的寬帶組網(wǎng)方案。

鄉(xiāng)鎮(zhèn)寬帶；ODN組網(wǎng)；光分路器；光分路比

中國(guó)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)分布非常廣，個(gè)性化特征較為明顯，根據(jù)實(shí)際情況，可大體分為山區(qū)和平原兩類。平原的鄉(xiāng)鎮(zhèn)因臨街靠路，接入較為方便，在組網(wǎng)上可以參照住宅小區(qū)模式實(shí)現(xiàn)寬帶組網(wǎng)，本文對(duì)此不作介紹。本文主要選擇皖南的黃山鄉(xiāng)鎮(zhèn)作為敘述重點(diǎn)，因皖南山區(qū)地廣人稀，接入路由較為復(fù)雜，為降低工程造價(jià)和實(shí)現(xiàn)偏遠(yuǎn)山區(qū)的光纖接入，通過模擬、對(duì)比提供一種較為經(jīng)濟(jì)的組網(wǎng)方案。

1 鄉(xiāng)鎮(zhèn)寬帶接入技術(shù)選擇

1.1 鄉(xiāng)鎮(zhèn)用戶群分布特點(diǎn)

鄉(xiāng)鎮(zhèn)是指比較小的市鎮(zhèn)，介于農(nóng)村和城鎮(zhèn)之間，一般位于交通要道附近，是其所轄村落經(jīng)濟(jì)、文化活動(dòng)的中心，也是對(duì)通信需求相對(duì)集中的區(qū)域。目前黃山大部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)的主體部分都在早期形成，缺乏規(guī)劃，民房布局較為散亂，基本沿公路、溪流自發(fā)形成一處或多處狹長(zhǎng)型的用戶分布，但有一些鄉(xiāng)鎮(zhèn)因居民集中度較高，逐步向城市化方向發(fā)展，其格局更為復(fù)雜。

1.2 鄉(xiāng)鎮(zhèn)寬帶用戶發(fā)展分析

隨著城市寬帶用戶的激增，其發(fā)展?jié)摿σ呀?jīng)有限，且市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)也很激烈；而鄉(xiāng)鎮(zhèn)市場(chǎng)卻有待進(jìn)一步挖掘。鄉(xiāng)鎮(zhèn)居民的可支配收入雖然沒有城市高，但他們的工作壓力較低，生活中的閑暇時(shí)間較多，對(duì)新事物的接受度不低于城市居民，同時(shí)隨著電腦的普及，城區(qū)對(duì)電視的不認(rèn)同將蔓延到集鎮(zhèn)和農(nóng)村。

通過以上分析，鄉(xiāng)鎮(zhèn)的寬帶市場(chǎng)必將是未來的主要發(fā)展方向。

1.3 鄉(xiāng)鎮(zhèn)寬帶接入技術(shù)選擇

從前面的鄉(xiāng)鎮(zhèn)用戶群分布特點(diǎn)可以看到，鄉(xiāng)鎮(zhèn)不僅有普通居民，而且還有政府機(jī)關(guān)、酒店、新農(nóng)村。鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)園在黃山雖然較少，但在北方以及沿江區(qū)域已發(fā)展到一定的規(guī)模。

針對(duì)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的用戶特點(diǎn)，其寬度的接入模式也應(yīng)考慮接入的差異化。

目前寬帶的接入模式主要有FTTB/FTTH/無線/以太網(wǎng)接入等幾種模式。在鄉(xiāng)鎮(zhèn)寬帶接入模式上我們首選FTTH模式。這主要是因?yàn)镕TTH可縮減運(yùn)營(yíng)成本、避免FTTB接電的困擾，減少被雷擊的可能。

經(jīng)上述分析，普通居民、新農(nóng)村住宅群可考慮采用FTTH接入；政府機(jī)關(guān)、酒店、鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)園等用戶，建議采用融合語(yǔ)音、數(shù)據(jù)的綜合接入設(shè)備，再利用五類線實(shí)現(xiàn)用戶的寬、窄帶需求。對(duì)于零星用戶距OLT距離較遠(yuǎn)，超過10?km以上時(shí)，可以考慮利用豐富的基站資源采用無線方式解決其寬帶需求，對(duì)數(shù)據(jù)質(zhì)量要求較高的用戶，可采用以太網(wǎng)交換機(jī)接入數(shù)據(jù)用戶，語(yǔ)音利用無線基站方式解決。

2 鄉(xiāng)鎮(zhèn)光分配網(wǎng)（ODN）組網(wǎng)模式

2.1 鄉(xiāng)鎮(zhèn)ODN網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)

ODN（Optical Distribution Network，光分配網(wǎng)）是PON的OLT光口至ONT光口之間所有網(wǎng)絡(luò)元素的總稱。

根據(jù)ODN中分光器的集中度的不同，ODN組網(wǎng)模式分為集中分光模式（如圖1所示）和分散分光模式（如圖2所示）。按分光方式（如圖3所示）的不同，ODN組網(wǎng)模式分為一級(jí)分光模式和二級(jí)分光模式。當(dāng)采用不同分光模式建設(shè)ODN時(shí)，不僅直接影響投資，而且對(duì)網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)、運(yùn)營(yíng)以及今后網(wǎng)絡(luò)的升級(jí)都有很大影響。

圖1 集中分光模式建設(shè)示意圖

圖2 分散分光模式建設(shè)示意圖

圖3 FTTH光分配網(wǎng)的主要分光方式

對(duì)鄉(xiāng)鎮(zhèn)來說，用戶還是以分散為主。對(duì)此，在ODN建設(shè)中必須適應(yīng)建設(shè)場(chǎng)景，選擇分散分光的模式，減少建設(shè)投資，提高端口利用率，為下一步的網(wǎng)絡(luò)演變做好儲(chǔ)備。因此，對(duì)于鄉(xiāng)鎮(zhèn)的寬帶接入來說，優(yōu)先選用分散分光模式。

分光級(jí)次的選擇，主要看技術(shù)指標(biāo)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等指標(biāo)的優(yōu)良度。根據(jù)測(cè)算：在鄉(xiāng)鎮(zhèn)寬帶接入市場(chǎng)，二級(jí)分光的優(yōu)勢(shì)比較明顯。

2.2 一級(jí)分光與二級(jí)分光組網(wǎng)模式的比較

一級(jí)分光、二級(jí)分光是ODN組網(wǎng)中常用的組網(wǎng)模式，但對(duì)于鄉(xiāng)鎮(zhèn)寬帶接入場(chǎng)景來說，其特點(diǎn)如下。

2.2.1 技術(shù)指標(biāo)

一級(jí)分光、二級(jí)分光的因差損值不同，對(duì)傳輸距離有一定的影響，根據(jù)相關(guān)的技術(shù)參數(shù)計(jì)算，一級(jí)分光在同時(shí)7個(gè)活接頭的情況下，比二級(jí)分光長(zhǎng)1.3?km左右。從傳輸距離看，一級(jí)分光有一定的優(yōu)勢(shì)。

2.2.2 經(jīng)濟(jì)因素

對(duì)ODN全網(wǎng)來說，不僅要考慮主干、配線光交及分纖箱等箱體的設(shè)置數(shù)量，還應(yīng)考慮OLT端口的消耗、裝維費(fèi)用及是否具備網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容的便利性。通過合理分配最終達(dá)到最經(jīng)濟(jì)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。以下我們來比較分光次數(shù)對(duì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的影響。

如圖4?FTTH（a）、（b）所示，其分光器的安裝位置有一定的變化，（a）是在主干光交（或稱為一級(jí)光交）內(nèi)，（b）是安裝在分線箱（或多媒體箱）內(nèi)。（a）模式是集中分光的表現(xiàn)，在分光器-ONT段使用戶線光纜時(shí)投資影響不大，但如果是利用光纜分支來實(shí)現(xiàn)各個(gè)ONT的接入，其光纜接續(xù)、成端等數(shù)量將大大增加，對(duì)投資的影響較大，因此，此種接入方式僅適用于高密度住宅群的城市區(qū)域；（b）模式其實(shí)是分散分光的體現(xiàn)，這種分散的一級(jí)分光對(duì)于鄉(xiāng)鎮(zhèn)接入仍存在一些不經(jīng)濟(jì)的現(xiàn)象。

圖4

第一，由于目前采用的都是可選擇大分光比的GPON技術(shù)，其分光比不宜選擇過小，否則對(duì)PON口的資源是一種浪費(fèi)。

表1 不同分光比下主要工作內(nèi)容比較表

表2 不同分光比下主要材料用量比較表

表3 不同分光比下施工費(fèi)用比較表

第二，如果采用大分光比（如1∶64），在目前覆蓋率為30%的情況下可覆蓋的用戶約為213戶。由于黃山的地形較為狹長(zhǎng)，每戶的占用長(zhǎng)度約在10～20?m，即使按最小的10?m計(jì)算，其覆蓋的半徑也達(dá)到（213戶÷2）×10?m/戶=1?065?m，為避免皮線光纜的增加，往往在組網(wǎng)上采用布放大芯數(shù)配線光纜及分纖箱的方式貼近用戶。

圖5

（c）模式與上述2種模式對(duì)比，具有以下幾個(gè)特點(diǎn)。

第一，對(duì)PON口占用的比較。在光交內(nèi)設(shè)置一級(jí)分光器，二級(jí)分光器安置在更靠近用戶的分纖箱內(nèi)。我們?nèi)园?∶64的分光比來測(cè)算，一級(jí)分光器選用1∶8，二級(jí)分光器選用8個(gè)1∶8的分光器來貼近用戶。對(duì)于二級(jí)分光器來說，其覆蓋的用戶數(shù)約為27戶（按30%的覆蓋率測(cè)算），覆蓋半徑約為135?m，而且在這個(gè)分光器覆蓋范圍內(nèi)任何區(qū)域出現(xiàn)業(yè)務(wù)需求時(shí)其占用PON口的資源數(shù)量與一級(jí)分光時(shí)是一致的。

第二，費(fèi)用比較。組建通信網(wǎng)絡(luò)時(shí)一定要有全局觀，不要按部門來劃分成本。其實(shí)，在ODN組網(wǎng)時(shí)，戶線光纜的建設(shè)成本應(yīng)包含在組網(wǎng)成本內(nèi)。如果戶線光纜含在建設(shè)成本內(nèi)，我們可以進(jìn)行以下測(cè)算。（其中一級(jí)分光接入可分為戶線光纜接入和新設(shè)配線光纜接入，由于戶線光纜長(zhǎng)度、質(zhì)量都存在問題，因此本次比較按新設(shè)配線光纜進(jìn)行比較。）

表4 人工費(fèi)調(diào)整系數(shù)構(gòu)成表

比較范圍：按一級(jí)分光和二級(jí)分光（第一級(jí)分光器）均放在在光交內(nèi)進(jìn)行測(cè)算，其光交及光交以上部分投資一致，ONT的投資也一致。這兩部分不做比較，同時(shí)大芯數(shù)光纜對(duì)光交的端子板占用因投資影響較小，也不做比較。本次比較的僅為光交-ONT之間的光纜線路、箱體等工作量進(jìn)行投資比較（如表1所示）。

按已知的材料價(jià)格測(cè)算，其材料費(fèi)用的結(jié)果見表2。

也就是說，在采用配線光纜接入的情況下，一級(jí)分光的投資比二級(jí)分光的建設(shè)成本高9?077.53元，即每戶增加建設(shè)投資226.75元。按08定額測(cè)算施工費(fèi)用見表3。

也就是說，一級(jí)分光的施工費(fèi)用比二級(jí)分光的高1?848.57元，即每戶施工費(fèi)用增加建設(shè)投資28.88元。

材料和施工費(fèi)用合計(jì)一級(jí)分光比二級(jí)分光增加投資10?926.1元左右（按1個(gè)1∶64分光器的覆蓋范圍測(cè)算），即二級(jí)分光情況下建設(shè)、裝維總費(fèi)用比一級(jí)分光建設(shè)低170.72元/戶。因此從經(jīng)濟(jì)角度看二級(jí)分光有一定的優(yōu)勢(shì)。

第三，接入響應(yīng)速度比較。采用配線光纜引入用戶居住地附近時(shí)，其與用戶的貼近度與二級(jí)分光一樣，在戶線的接入距離上是一致的，因此其響應(yīng)速度區(qū)別不大。

第四，維護(hù)成本比較。雖然二級(jí)分光比一級(jí)分光增加了分光器，但隨著分光器性能的提升、質(zhì)量的穩(wěn)定，其造成的障礙屬于可控的范圍。

第五，網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容的便利性。當(dāng)局部區(qū)域用戶出現(xiàn)資源不足時(shí)，可以考慮調(diào)整分纖箱的覆蓋范圍，盡量利用已有資源解決；當(dāng)出現(xiàn)區(qū)域內(nèi)用戶增加較快，超過分光比的上限時(shí)，一級(jí)分光只有通過同路由新設(shè)光纜擴(kuò)容，或更改為二級(jí)分光的模式進(jìn)行擴(kuò)容。但二級(jí)分光只需將原1×8×1∶8的分光比改為2×4×1∶16即可實(shí)現(xiàn)擴(kuò)容。

結(jié)論：二級(jí)分光在滿足傳輸指標(biāo)要求的情況下，具有投資小、擴(kuò)容方便等優(yōu)勢(shì)。因此，建議在鄉(xiāng)鎮(zhèn)寬帶建設(shè)中首選二級(jí)分光模式。

3 光分路器設(shè)置

3.1 光分路比

ODN應(yīng)根據(jù)光功率預(yù)算的結(jié)果，在滿足系統(tǒng)帶寬需求的前提下盡量采用較大的分光比；采用FTTB方式接入時(shí)，光分路比宜為1∶32；采用FTTH方式接入時(shí)，光分路比宜為1∶64。同一光交覆蓋的范圍內(nèi)既有FTTB又有FTTH接入時(shí)，F(xiàn)TTB與FTTH用戶宜采用不同的PON口接入。

當(dāng)OLT端采用Class B+模塊不能滿足光功率預(yù)算需求時(shí)，應(yīng)采用Class C+模塊以保證ODN合適的光分路比。在城市郊區(qū)和集鎮(zhèn)，當(dāng)OLT端采用Class C+模塊依然不能滿足光功率預(yù)算需求時(shí)，方可降低光分路比。但ODN的最小光分路比FTTB不得小于1∶16，F(xiàn)TTH不得小于1∶32。

采用二級(jí)分光方式時(shí)，1∶32光分路比宜采用“1×4、1×8分路器級(jí)聯(lián)”或“1×8、1×4級(jí)聯(lián)”的組合方式，1∶64光分路比宜采用“1×4、1×16分路器級(jí)聯(lián)”、“1×8、1×8分路器級(jí)聯(lián)”或“1×16、1×4分路器級(jí)聯(lián)”的組合方式。

3.2 光分路器位置與連接

FTTH可采用一級(jí)或二級(jí)分光。采用一級(jí)分光時(shí)，光分路器宜設(shè)置在光交內(nèi)。采用二級(jí)分光時(shí)，第1級(jí)光分路器宜設(shè)置于光交內(nèi)，第2級(jí)光分路器宜設(shè)置光纜分纖箱內(nèi)。光分路器設(shè)置于光交時(shí)，若ODN中有二級(jí)光交，光分路器應(yīng)設(shè)置在第二級(jí)光交。

4 光交的設(shè)置

4.1 光交位置的選擇

根據(jù)鄉(xiāng)鎮(zhèn)用戶的分布情況，在光纜路由匯集處設(shè)置光交接點(diǎn)。原則上要求光交接點(diǎn)收容的配線光纜芯數(shù)不少于24芯，箱體容量按目標(biāo)需求配置。

為方便維護(hù)和管理，光交接點(diǎn)宜盡量利舊現(xiàn)有接入點(diǎn)。路由不具備時(shí)，光交接點(diǎn)可采用室外光交接箱建設(shè)。

4.2 光交容量的選擇

隨著寬帶用戶的發(fā)展，主干光交將滿足多種業(yè)務(wù)的接入。為減少箱體改造的風(fēng)險(xiǎn)，建議主干光交選用576芯為宜，二級(jí)光交選用288芯為宜。

在后期的材料選擇中，建議引入免跳接等新型的光交箱體。

5 結(jié)束語(yǔ)

通過光纖的接入，偏遠(yuǎn)的山村也會(huì)與世界融為一體，知識(shí)的傳遞將更迅猛，將為中國(guó)的知識(shí)脫貧增添一份自己的力量。

[1]中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)安徽有限公司計(jì)劃部.安徽移動(dòng)住宅小區(qū)寬帶接入工程建設(shè)指導(dǎo)意見[Z]. 2012.

Township Broadband Access Network Plan

Wang Gang

Anhui Telecom Planning & Designing Co., Ltd., Anhui Hefei 230031

With the extension of fiber access networks, it has become possible to implement fiber access in remote villages. In order to meet the broadband access in rural areas and combine practical work, a relatively economical and feasible broadband networking scheme is proposed.

township broadband; ODN networking; optical splitters; optical splitter ratio

TN915.6

A