李展安，李名君，李云霞，王玉磊

（中國移動(dòng)通信集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司湖南分公司，湖南 長沙 410000）

0 引 言

2019年6月6日，工信部正式向中國電信、中國移動(dòng)、中國聯(lián)通、中國廣電發(fā)放5G商用牌照，標(biāo)志著5G時(shí)代正式開啟，三大運(yùn)營商的5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)加快，紛紛公布5G體驗(yàn)套餐。相對(duì)于4G接入網(wǎng)的基帶處理單元（BBU）和射頻拉遠(yuǎn)單元（RRU）兩級(jí)架構(gòu)，5G無線接入網(wǎng)（RAN）的架構(gòu)有了較大變化，演進(jìn)為集中單元（CU）、分布式單元（DU）和有源天線處理單元（AAU）三級(jí)架構(gòu)[1]。與之對(duì)應(yīng)，5G傳輸承載也由4G時(shí)代的回傳、前傳演變?yōu)榍皞?、中傳和回傳三?jí)新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，前傳需求不僅給綜合業(yè)務(wù)接入?yún)^(qū)主干層及配線層帶來了巨大壓力，同時(shí)也給末端接入光纜帶來了巨大考驗(yàn)。

中國移動(dòng)作為基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商，固網(wǎng)運(yùn)營的后來者，在近年的寬帶網(wǎng)絡(luò)建設(shè)及業(yè)務(wù)發(fā)展中也取得了顯著成績。大規(guī)模和快速的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，移動(dòng)管線資源有了較大提升，但在城市通信管道、光纜結(jié)構(gòu)和容量依然存在較多不足。如何降低建設(shè)投入，提升資源利用率，快速響應(yīng)業(yè)務(wù)需求是一個(gè)需持續(xù)研究的課題。本文進(jìn)一步延伸中國移動(dòng)“一張光纜網(wǎng)”的建網(wǎng)思路，結(jié)合無線網(wǎng)、政企、家客等需求，從一體化接入的角度介紹末端光纜建設(shè)方案。

1 末端需求特點(diǎn)分析

ODN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是以綜合業(yè)務(wù)接入機(jī)房為中心，采用主干層、配線層及末端引入層的三層架構(gòu)建設(shè)，主干層光纜即連接一級(jí)分纖點(diǎn)和匯聚機(jī)房，以環(huán)型結(jié)構(gòu)為主[4]；再根據(jù)客戶群特征劃分若干個(gè)微網(wǎng)格[2]，微網(wǎng)格內(nèi)設(shè)置二級(jí)分纖點(diǎn)，配線層光纜即連接一級(jí)與二級(jí)分點(diǎn)，主要有星型、樹型和環(huán)型三種結(jié)構(gòu)；末端引入層光纜從二級(jí)分纖點(diǎn)延伸至物理點(diǎn)。一張光纜網(wǎng)基本實(shí)現(xiàn)了主干和配線層的綜合承載，要進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)末端一體化接入光纜方案，必須分析末端各類業(yè)務(wù)需求，理清網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，找出網(wǎng)絡(luò)的共同點(diǎn)，合理規(guī)劃光纜網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，形成一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定、調(diào)度靈活、低損的光纖配線系統(tǒng)。

1.1 PON系統(tǒng)架構(gòu)

以O(shè)LT為中心，ONU與OLT通過裸光纖連接，組成一個(gè)星型網(wǎng)絡(luò)。為減少光纖資源調(diào)度，提高纖芯使用效率，引入了無源器件——分光器。通過分光器進(jìn)行逐級(jí)收斂，組成一個(gè)樹型架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)，通常有一級(jí)和二級(jí)分光兩種方式。這種架構(gòu)與主干光纜的獨(dú)享配纖方式及配線光纜星型或鏈型配纖方式一致。一級(jí)分光可視用戶規(guī)模、分布、密度情況，選擇二級(jí)分纖點(diǎn)或物理點(diǎn)內(nèi)部部署。

1.2 接入層PTN系統(tǒng)架構(gòu)

接入層PTN系統(tǒng)是基于基站回傳、中傳需要，建立的環(huán)形或環(huán)帶鏈形的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。基站就近接入二級(jí)分纖點(diǎn)或選擇接入同一主干環(huán)但歸屬不同一級(jí)分纖點(diǎn)下的兩個(gè)二級(jí)分纖點(diǎn)，再通過一級(jí)分纖點(diǎn)的調(diào)度，形成PTN接入環(huán)。這種架構(gòu)與主干光纜中的共享配纖方式是一致，且可通過業(yè)務(wù)區(qū)的聯(lián)絡(luò)光纜實(shí)現(xiàn)雙規(guī)組網(wǎng)。同一物理點(diǎn)內(nèi)部署在客戶側(cè)的若干小型化PTN設(shè)備都通過星型接入一端大容量PTN，實(shí)現(xiàn)收斂后再接入傳輸網(wǎng)。

1.3 無線組網(wǎng)架構(gòu)

無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋向分層立體異構(gòu)發(fā)展，技術(shù)及基站設(shè)備發(fā)展日新月異。通常有C-RAN/D-RAN、光纖分布系統(tǒng)、分布式皮及一體化皮等多種建網(wǎng)形式，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為星型或鏈型。5G RAN前傳主要通過主干層、配線層級(jí)引入光纜承載，5G RAN回傳/中傳主要通過主干層級(jí)匯聚層光纜承載。當(dāng)采用CU和DU合適時(shí)，僅有DU至AAU間的前傳，當(dāng)DU下沉?xí)r，則由CU與DU間的中傳和DU與AAU間的前傳需求。同一物理點(diǎn)內(nèi)，根據(jù)設(shè)備供電方式不同，通常有分布式取電和集中式供電兩種情況。

情景一：集中取電，采用光電復(fù)合纜，因?yàn)閺?fù)合纜芯數(shù)小，且造價(jià)高，僅適用于小規(guī)模系統(tǒng)建設(shè)，此方式僅能復(fù)用引入纜，光電復(fù)合纜宜隨基站工程單獨(dú)建設(shè)；電源線單獨(dú)布放或鐵塔公司統(tǒng)一建設(shè)配電系統(tǒng)，

情景二：集中取電，電源線單獨(dú)布放或是分布式取電，這是建站的普遍方式，此時(shí)可考慮物理點(diǎn)內(nèi)統(tǒng)一建設(shè)光纖配線系統(tǒng)。

圖1為末端網(wǎng)絡(luò)各系統(tǒng)物理連接示意圖。

圖1 末端網(wǎng)絡(luò)各系統(tǒng)物理連接示意圖

當(dāng)無線采用集中取電，電源線單獨(dú)布放或是分布式取電時(shí)，則同一物理點(diǎn)可通過考慮接入及內(nèi)部光纖配線一體化的方式來解決多種業(yè)務(wù)的需求。

2 一體化接入光纜建設(shè)方案

綜合業(yè)務(wù)接入?yún)^(qū)微網(wǎng)格建設(shè)，將覆蓋范圍進(jìn)一步細(xì)分為多個(gè)覆蓋半徑為100～300 m、無縫銜接的區(qū)域，要求微網(wǎng)格內(nèi)的各類業(yè)務(wù)接入所屬二級(jí)分纖點(diǎn)，對(duì)光纜進(jìn)行收斂，從而對(duì)業(yè)務(wù)區(qū)進(jìn)行精細(xì)化管理。某移動(dòng)在有線寬帶接入建設(shè)中，根據(jù)用戶特點(diǎn)，將微網(wǎng)格內(nèi)各類建筑再細(xì)分住宅小區(qū)、沿街商鋪、商住樓宇、專業(yè)市場(chǎng)、商務(wù)樓宇、工業(yè)園區(qū)、獨(dú)立政企、大專院校等建設(shè)場(chǎng)景，然后以物理點(diǎn)為單位進(jìn)行光纜覆蓋建設(shè)，進(jìn)一步提出一條光纜實(shí)現(xiàn)物理點(diǎn)內(nèi)各種業(yè)務(wù)接入，更好地穩(wěn)定微網(wǎng)格內(nèi)光纜架構(gòu)，提高光纖使用率，降低建設(shè)成本，更好地實(shí)踐降本增效。

2.1 一體化接入建設(shè)思路

根據(jù)物理點(diǎn)的用戶數(shù)量、分布等特點(diǎn)，以及滿足用戶至分纖箱的接入距離不宜超過100 m的建設(shè)要求，在適當(dāng)位置設(shè)置若干分纖箱，作為用戶業(yè)務(wù)接入點(diǎn)；分纖箱間通過光纜相連，根據(jù)業(yè)務(wù)需求預(yù)留好纖芯，形成一個(gè)以物理點(diǎn)為單位的光纖配線系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)各類業(yè)務(wù)的接入與調(diào)度。圖2為一體化接入光纜解決方案示意圖。

2.2 光纜組織架構(gòu)

將物理點(diǎn)內(nèi)樓宇之間、樓層之間相互連接的光纜從外到內(nèi)依次劃分為引入光纜、樓間（水平）光纜、層間（垂直）光纜、RRU引接光纜、入戶線纜等五種。圖3為物理點(diǎn)內(nèi)光纜組織架構(gòu)圖，一體化接入主要考慮引入光纜、樓間光纜和層間光纜三部分。

圖2 一體化接入光纜解決方案示意圖

圖3 物理點(diǎn)內(nèi)光纜組織架構(gòu)圖

（1）對(duì)于物理點(diǎn)引入，是指物理點(diǎn)內(nèi)匯接光交至二級(jí)光交間的光纜，滿足物理點(diǎn)內(nèi)全業(yè)務(wù)接入需求，一步建設(shè)到位，避免后期頻繁擴(kuò)容。匯接光交（配線架）優(yōu)先部署在機(jī)房或配線間，以便進(jìn)行有源設(shè)備部署；匯接光交及引入光纜容量應(yīng)根據(jù)長期需求，做適當(dāng)冗余。

（2）對(duì)于物理點(diǎn)內(nèi)部，主要完成樓間（水平）光纜、樓內(nèi)（垂直）光纜及分纖箱的建設(shè)，以匯接光交為中心，向各樓宇延伸；各樓宇配線箱通過星型或鏈形配線方式接入?yún)R接光交，在樓宇底部完成配纖，并做適度冗余；樓層分纖箱通過鏈形配線方式接入樓宇配線箱，均衡分布。

（3）RRU引接光纜由無線專業(yè)完成，可就近通過分纖箱引入，滿足接入光纜距離不大于80 m。

（4）對(duì)于入戶線纜，兩國標(biāo)樓宇由開發(fā)商統(tǒng)一完成，非兩國標(biāo)的樓宇由裝維完成。

2.3 光纜容量測(cè)算

根據(jù)光纜組織架構(gòu)模型，光纜容量測(cè)算重在引入光纜和樓間光纜。通常住宅小區(qū)、沿街商鋪、商住樓宇、專業(yè)市場(chǎng)等場(chǎng)景聚集家庭客戶、個(gè)體工商戶、小微企業(yè)等客戶，優(yōu)選二級(jí)分光方式，分光比不大于1:64，用戶密集較高時(shí)采用1:4+1:16，用戶密度適中時(shí)采用1:8+1:8[2]；商務(wù)樓宇、工業(yè)園區(qū)、獨(dú)立政企等場(chǎng)景以大中型企業(yè)、黨政軍等客戶為主，優(yōu)選一級(jí)分光方式，可根據(jù)需求選擇1:8、1:16及1:32等分光比。

無線網(wǎng)絡(luò)向著4G/5G協(xié)同發(fā)展，主要考慮BBURRU間及DU-AAU間的光纖直連需求。通常每個(gè)AAU（RRU）與DU（BBU）的連接需要2芯，當(dāng)AAU和DU采用BiDi（單纖雙向）光模塊時(shí)，連接的光纖數(shù)為1芯[3]。通常，宏基站每個(gè)4G和5G共站址建設(shè)需要24～36芯；室內(nèi)系統(tǒng)可分為傳統(tǒng)室分、光分布、基帶拉遠(yuǎn)三大類，根據(jù)覆蓋環(huán)境及需求不同選擇建設(shè)方式，通常設(shè)備連接需求是2芯。引入光纜需求測(cè)算如表1所示，其中拉遠(yuǎn)站按照物理點(diǎn)預(yù)留，有需求時(shí)從匯接光交進(jìn)行延伸接入。此外，當(dāng)某一物理點(diǎn)開通數(shù)據(jù)專線超過4條時(shí)，可考慮無源波分器件或下沉小型化設(shè)備匯聚。

樓宇間光纜需求測(cè)算如表2所示，其中數(shù)據(jù)專線潛在客戶一般為黨政軍、大中型企業(yè)分支結(jié)構(gòu)、營業(yè)網(wǎng)點(diǎn)等。

表1 引入光纜需求測(cè)算

表2 樓宇間光纜需求測(cè)算

綜合表1和表2需求測(cè)算模型，以兩棟32層構(gòu)成的雙塔建筑為例，容納企業(yè)客戶約260戶，商戶200戶，無線基站采用拉遠(yuǎn)方式建設(shè)?？紤]冗余的情況下，建議引入光纜選用48芯，樓間光纜選用24芯。當(dāng)同一物理點(diǎn)引接光纜芯數(shù)大于96芯時(shí)，建議考慮設(shè)備下沉方案，減少裸光纖調(diào)度。

3 結(jié) 論

某移動(dòng)從2009年啟動(dòng)數(shù)據(jù)寬帶網(wǎng)建設(shè)以來，從城域網(wǎng)到綜合業(yè)務(wù)區(qū)、再到微網(wǎng)格建設(shè)，每一步的探索都是在追求一個(gè)穩(wěn)定光纜架構(gòu)方案，減少重復(fù)投資，降低建設(shè)投入。本文通過研究末端業(yè)務(wù)需求及特點(diǎn)，從微網(wǎng)格進(jìn)一步延伸到以物理點(diǎn)為單位的光纜預(yù)覆蓋建設(shè)思路，形成一個(gè)內(nèi)在的一體化的光纖配線系統(tǒng)，為末端網(wǎng)絡(luò)建設(shè)提供了一個(gè)一體化的解決方案，在降本增效的大環(huán)境下具有很強(qiáng)的實(shí)際意義。