基于網(wǎng)格化的主干光纜纖芯配置模型

葉桂添，何獨(dú)一，胡丹

（廣州杰賽通信規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司，廣東 廣州 510310）

0 引言

目前各大運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)格劃分工作已經(jīng)基本完成，均在著力推進(jìn)傳輸網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)格化建設(shè)，雖然各運(yùn)營(yíng)商對(duì)網(wǎng)格化的定義和建設(shè)要求不盡相同，但目標(biāo)基本一致，即各網(wǎng)格在資源配置上具有相對(duì)的獨(dú)立性，可根據(jù)網(wǎng)格的屬性按需配置資源，網(wǎng)格內(nèi)資源歸屬清晰，網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容方便，業(yè)務(wù)歸屬清晰、影響可控，網(wǎng)格間資源按需互通，最終目標(biāo)是要有利于網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行維護(hù)及管理。

網(wǎng)格建設(shè)的難點(diǎn)在光纜網(wǎng)，光纜網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和纖芯配置直接影響網(wǎng)絡(luò)建設(shè)效果。隨著5G 建設(shè)的來(lái)臨，纖芯數(shù)量需求、纖芯組網(wǎng)結(jié)構(gòu)都有較大變化，需要結(jié)合業(yè)務(wù)需求的發(fā)展對(duì)纖芯配置模型進(jìn)行優(yōu)化，以滿足新業(yè)務(wù)發(fā)展帶來(lái)的需求變化和網(wǎng)格化建設(shè)需要。

本文通過(guò)對(duì)各種業(yè)務(wù)的纖芯需求特點(diǎn)和光纜網(wǎng)存在問(wèn)題分析，重點(diǎn)探討纖芯配置方案對(duì)網(wǎng)格建設(shè)的影響，通過(guò)對(duì)現(xiàn)有主干光纜配纖模式進(jìn)行優(yōu)化，采取差異化的光纜敷設(shè)方案，提高主干光纜管理能力的同時(shí)降低工程建設(shè)成本，提高光纜網(wǎng)的管理維護(hù)能力，降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本，實(shí)現(xiàn)效益提升。

1 5G等業(yè)務(wù)纖芯結(jié)構(gòu)需求分析

（1）無(wú)線業(yè)務(wù)纖芯需求

各大運(yùn)營(yíng)商5G 基站建設(shè)采取以C-RAN 為主，DRAN 為輔的建設(shè)方式。其中中國(guó)移動(dòng)已要求在5G 建設(shè)的同時(shí)考慮現(xiàn)有2G、4G 等基站的回撤，即2G、4G也逐步由D-RAN 向C-RAN 方式調(diào)整。因此隨著無(wú)線組網(wǎng)結(jié)構(gòu)的變化，纖芯需求也由D-RAN 設(shè)備組網(wǎng)的雙上聯(lián)環(huán)狀組網(wǎng)演變?yōu)锳AU 拉遠(yuǎn)的鏈形結(jié)構(gòu)需求，即點(diǎn)到點(diǎn)結(jié)構(gòu)。

（2）家寬業(yè)務(wù)纖芯需求

家寬業(yè)務(wù)從OLT 設(shè)備PON 口至用戶側(cè)ONU 纖芯需求為鏈形結(jié)構(gòu)，纖芯組網(wǎng)結(jié)構(gòu)需求與無(wú)線CRAN 纖芯需求相同，為點(diǎn)到點(diǎn)纖芯結(jié)構(gòu)。

（3）專線業(yè)務(wù)纖芯需求

專線業(yè)務(wù)除部分AAA 級(jí)專線客戶要求雙物理保護(hù)路由外（經(jīng)統(tǒng)計(jì)該類業(yè)務(wù)占比不足1%，可通過(guò)共享纖芯解決），其他專線從業(yè)務(wù)側(cè)至機(jī)房段全部采用點(diǎn)到點(diǎn)的裸纖或設(shè)備解決，所需纖芯結(jié)構(gòu)同樣為點(diǎn)到點(diǎn)結(jié)構(gòu)。

（4）設(shè)備組網(wǎng)纖芯需求

接入設(shè)備組網(wǎng)纖芯主要指接入層PTN/SPN 設(shè)備，其組網(wǎng)對(duì)主干纖芯需求為2 芯/環(huán)，纖芯為環(huán)狀結(jié)構(gòu)。

綜上，除傳輸設(shè)備組網(wǎng)纖芯外，其他纖芯歸屬呈現(xiàn)歸一性，不需要?dú)w屬兩個(gè)機(jī)房。纖芯起止點(diǎn)詳見(jiàn)圖1 所示。

2 現(xiàn)有纖芯配置模型存在的問(wèn)題

如圖2 所示，現(xiàn)有主干配線光纜纖芯分配方式分為獨(dú)享、共享、備用纖芯，最早是面向家寬業(yè)務(wù)，以單機(jī)房節(jié)點(diǎn)成環(huán)或支鏈的方式解決家寬業(yè)務(wù)巨量的纖芯需求，單節(jié)點(diǎn)歸屬在纖芯使用、管理方面不存在問(wèn)題。但隨著4G 承載網(wǎng)PTN/IPRAN 設(shè)備組網(wǎng)結(jié)構(gòu)由SDH 設(shè)備單點(diǎn)歸屬結(jié)構(gòu)向雙歸結(jié)構(gòu)演進(jìn)，后續(xù)工程建設(shè)的主干光纜為滿足PTN/IPRAN 設(shè)備雙歸組網(wǎng)需求，主干光纜結(jié)構(gòu)調(diào)整為雙歸至兩個(gè)匯聚機(jī)房。光纜結(jié)構(gòu)改變后，纖芯分配模型并未同步做相應(yīng)優(yōu)化，使得新建的主干光纜纖芯分配存在一些缺點(diǎn)和不足，不滿足網(wǎng)格化管理和未來(lái)纖芯業(yè)務(wù)的變化需求，主要體現(xiàn)在以下幾方面：

（1）纖芯雙歸兩個(gè)機(jī)房不便于網(wǎng)絡(luò)維護(hù)和管理

目前主干光纜兩端主要接入不同的業(yè)務(wù)匯聚機(jī)房/普通匯聚機(jī)房，各個(gè)光交箱獨(dú)享纖芯同時(shí)雙歸至兩個(gè)不同機(jī)房，在一端纖芯用完后，必然需要使用另外一端纖芯，導(dǎo)致一個(gè)小區(qū)不同的用戶可能上聯(lián)到兩個(gè)不同的機(jī)房，網(wǎng)絡(luò)后期維護(hù)和管理難度大。

圖1 業(yè)務(wù)纖芯需求模型示意圖

（2）纖芯跨區(qū)接入不符合網(wǎng)格化建設(shè)原則

受機(jī)房分布、道路走向等條件制約，難免存在跨區(qū)建設(shè)的主干光纜。獨(dú)享纖芯雙歸到兩個(gè)不同網(wǎng)格的機(jī)房，除不利于維護(hù)管理外，也不符合網(wǎng)格化的建設(shè)原則。

（3）傳統(tǒng)主干光纜建設(shè)全程采用相同的大芯數(shù)光纜，光纜投資費(fèi)用較高，在目前精細(xì)化建設(shè)的整體要求下，有投資挖潛需求。

（4）備用纖芯在實(shí)際工程應(yīng)用中，被割接再利用的占比較低，業(yè)務(wù)備用纖芯作用已經(jīng)弱化，需要重新規(guī)劃備用纖芯用途。

（5）現(xiàn)有光纜為雙歸結(jié)構(gòu)，某段纖芯耗盡后，后光纜擴(kuò)容如果整環(huán)狀擴(kuò)容，投資過(guò)大，按支鏈擴(kuò)容則帶來(lái)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維護(hù)難的問(wèn)題。

3 主干光纜纖芯配置模型優(yōu)化方案

3.1 纖芯配置模型優(yōu)化思路

（1）獨(dú)享纖芯由雙歸結(jié)構(gòu)調(diào)整為點(diǎn)到點(diǎn)結(jié)構(gòu)；主干光纜“獨(dú)享纖芯”模型優(yōu)化采取單歸一個(gè)機(jī)房的分配模式；

（2）不再保留“備用纖芯”，改為“直達(dá)纖芯”，纖芯結(jié)構(gòu)保持不變，纖芯數(shù)量降低，后續(xù)不允許割接，用途改為機(jī)房間設(shè)備直連使用；

（3）“共享纖芯”保持現(xiàn)有分配方式；

（4）光交箱中間各段落光纜纖芯根據(jù)配置需求選擇合適的光纜芯數(shù)，減少中間段纖芯資源的浪費(fèi)。

3.2 纖芯配置模型

為保證每個(gè)光交箱的可用纖芯數(shù)量，需控制光纜環(huán)光交數(shù)量，一個(gè)環(huán)上建議不超過(guò)6 個(gè)光交箱。288 芯主干光纜建議共享纖芯36 芯，機(jī)房直達(dá)纖芯36 芯；144芯主干光纜建議共享纖芯24 芯，機(jī)房直達(dá)纖芯24 芯，獨(dú)享纖芯則根據(jù)光交數(shù)量和纖芯結(jié)構(gòu)特點(diǎn)靈活配置。

纖芯配置目標(biāo)模型（例）見(jiàn)圖3 所示。

由于受地理?xiàng)l件、網(wǎng)格劃分等條件限制，不同的光交箱數(shù)量及纖芯歸屬結(jié)構(gòu)下，每個(gè)光交箱分配的獨(dú)享纖芯配置數(shù)量差異較大，為便于工程實(shí)施參考，現(xiàn)將各種光交結(jié)構(gòu)及纖芯歸屬結(jié)構(gòu)的獨(dú)享纖芯配置建議如表1 和表2。

圖2 傳統(tǒng)主干配線光纜纖芯常規(guī)配置模型

圖3 主干配線光纜纖芯優(yōu)化模型

表1 288芯主干光纜纖芯配置模型

表2 144芯主干光纜纖芯配置模型

說(shuō)明：

（1）纖芯結(jié)構(gòu)“1+5”中，表示1 個(gè)光交箱纖芯歸屬西向機(jī)房，其余5 個(gè)光交箱歸屬東向機(jī)房。

（2）獨(dú)享纖芯配置，“96，4×24”表示共配置5個(gè)光交箱，其中一個(gè)光交箱配置獨(dú)享纖芯96 芯，另外一個(gè)局向的4個(gè)光交箱，每個(gè)光交箱分別配置獨(dú)享纖芯24芯。

3.3 纖芯配置模型優(yōu)化效果

纖芯配置模型優(yōu)化后實(shí)現(xiàn)主干光交獨(dú)享纖芯歸屬唯一性，解決現(xiàn)有光交纖芯雙歸兩個(gè)機(jī)房，不利于后期維護(hù)和管理的問(wèn)題；可避免光交同時(shí)歸屬兩個(gè)網(wǎng)格的情況。另外，不同光交之間采取差異化的芯數(shù)光纜，按需選取小芯數(shù)光纜，進(jìn)一步降低工程建設(shè)費(fèi)用。

但需要指出的是，由于本模型可能引入多種光纜芯數(shù)，如72 芯、96 芯、144 芯、288 芯光纜，較原模型的144 芯、288 芯光纜種類多，在光纜采購(gòu)時(shí)需要制定更精準(zhǔn)的采購(gòu)計(jì)劃保證工程施工進(jìn)度，此外，設(shè)計(jì)單位需要提前做好統(tǒng)一光纜路由及纖芯規(guī)劃?？傮w來(lái)說(shuō)對(duì)精細(xì)化的規(guī)劃設(shè)計(jì)、物資管理都帶來(lái)了更高要求。

4 實(shí)踐案例

4.1 案例概況

本案例為某運(yùn)營(yíng)商佛山里水田邊節(jié)點(diǎn)主干光纜建設(shè)方案。建設(shè)內(nèi)容位于“NHHJ19”匯聚區(qū)，結(jié)合道路現(xiàn)狀和業(yè)務(wù)分布情況，需要建設(shè)一條連接佛山里水A 節(jié)點(diǎn)至佛山里水B 節(jié)點(diǎn)的主干光纜（兩個(gè)機(jī)房歸屬不同的兩個(gè)綜合接入?yún)^(qū)），計(jì)劃設(shè)置4 個(gè)一級(jí)主干光交箱，在一級(jí)光交引出二級(jí)配線光纜，對(duì)沿線業(yè)務(wù)進(jìn)行深度覆蓋，共設(shè)置二級(jí)光交5 個(gè)。主干光纜路由詳見(jiàn)圖4。

圖4 新建主干光纜概況（粉色為一級(jí)主干，黑色為二級(jí)主干光纜）

在本案例中，主要是對(duì)主干配線纖芯配置進(jìn)行優(yōu)化，光纜路由和光交箱設(shè)置根據(jù)業(yè)務(wù)需求確定，優(yōu)化前、后主干光纜路由和光交箱設(shè)置不需要做調(diào)整。

本案例為跨綜合接入?yún)^(qū)主干光纜，從網(wǎng)格劃分情況，其中3 個(gè)一級(jí)光交箱歸屬“微網(wǎng)格A”，1 個(gè)一級(jí)光交箱“微網(wǎng)格B”，本方案新建一級(jí)主干配線光纜采用288 芯、144 芯、72 芯三種類型纖芯，采取分段遞減方式布放。二級(jí)配線光纜由一級(jí)光交引出后，敷設(shè)144 芯或者72芯配線光纜。本案例光纜結(jié)構(gòu)如圖5 所示。

一級(jí)主干光纜纖芯分為獨(dú)享纖芯、共享纖芯、直達(dá)纖芯（取消了備用纖芯），其中直達(dá)纖芯主要用于業(yè)務(wù)匯聚機(jī)房PTN 或OLT 上聯(lián)組網(wǎng)，獨(dú)享纖芯以單方向成端方式（如另外一個(gè)方向仍有纖芯則不考慮成端，做懸空處理），共享纖芯配置方式與傳統(tǒng)做法一致。

二級(jí)主干光纜配置獨(dú)享纖芯，按需設(shè)置共享纖芯，不設(shè)置直達(dá)纖芯。

此外，考慮到一級(jí)光交箱獨(dú)享纖芯數(shù)量非常有限，二級(jí)配線光纜在接入一級(jí)光交箱時(shí)不宜全部成端，本方案考慮成端72 芯，另外72 芯暫時(shí)懸空，后期隨業(yè)務(wù)增長(zhǎng)及一級(jí)光纜擴(kuò)容情況按需成端，以減少一級(jí)光交箱的端子消耗，確保一級(jí)光交箱的持續(xù)業(yè)務(wù)接入能力。本案例纖芯分配如圖6 所示。

圖5 新建主干配線光纜結(jié)構(gòu)示意圖

圖6 纖芯分配示意圖

由圖6 可以看出不同的光交其纖芯歸屬都是單一性，不存在跨網(wǎng)格和跨機(jī)房情況，各光纜段使用的纖芯也有差異，符合優(yōu)化模型的目標(biāo)。

4.2 效果分析

本案例方案與傳統(tǒng)方案相比，主要在不同芯數(shù)光纜規(guī)模、成端數(shù)量、光纜接續(xù)數(shù)量、建設(shè)投資等方面，按新方案優(yōu)化后，建設(shè)投資降低約9%，投資節(jié)省效果明顯。具體見(jiàn)表3。

新方案在纖芯歸屬上具有唯一性，在后期纖芯擴(kuò)容時(shí)，可以結(jié)合纖芯歸屬，從歸屬機(jī)房中布放一條擴(kuò)容光纜，因此從光纜擴(kuò)容上較傳統(tǒng)配纖方式效果更清晰，更易于擴(kuò)容，避免存在部分纖芯雙歸兩個(gè)機(jī)房，部分纖芯單獨(dú)歸屬一個(gè)機(jī)房的混亂情況。

表3 規(guī)模及投資對(duì)比情況表

5 結(jié)束語(yǔ)

隨著業(yè)務(wù)和設(shè)備組網(wǎng)纖芯結(jié)構(gòu)的變化以及維護(hù)管理的需要，光纜網(wǎng)作為基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)資源，需要隨著業(yè)務(wù)的變化及演進(jìn)優(yōu)化，提高纖芯資源的可利用率和投資效益。本纖芯配置優(yōu)化模型結(jié)合目前業(yè)務(wù)纖芯需求特點(diǎn)，尤其是5G 建設(shè)帶來(lái)的纖芯需求變化，在網(wǎng)格化建設(shè)思想指導(dǎo)下，對(duì)現(xiàn)有主干纖芯配置模式進(jìn)行優(yōu)化，著重解決現(xiàn)有主干光纜跨區(qū)、跨機(jī)房纖芯配置存在的問(wèn)題，同時(shí)通過(guò)減少大芯數(shù)光纜布放規(guī)模，對(duì)降低項(xiàng)目投資有明顯效果。

本方案主要應(yīng)用場(chǎng)景為雙歸型和支鏈型主配線光纜建設(shè)場(chǎng)景，對(duì)于單機(jī)房下掛主干光纜環(huán)路的建設(shè)場(chǎng)景，可采用傳統(tǒng)纖芯配置模型。同時(shí)，為統(tǒng)一規(guī)劃和實(shí)施，在全新覆蓋型建設(shè)場(chǎng)景，建議采用優(yōu)化后的纖芯配置模型，而對(duì)于在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上進(jìn)行完善或深度覆蓋的建設(shè)需求，需要分析現(xiàn)有主干光纜結(jié)構(gòu)、纖芯配置現(xiàn)狀等，選擇合適的纖芯配置模型，確保光纜網(wǎng)纖芯配置合理，提高網(wǎng)絡(luò)可持續(xù)發(fā)展能力。

需要說(shuō)明的是，由于采用分段遞減的光纜建設(shè)模式，對(duì)光纜的購(gòu)置和庫(kù)存管理有更高的要求，同時(shí)纖芯分配方式需要綜合考慮二級(jí)配線主干光纜的接入需求，方案設(shè)計(jì)時(shí)需要統(tǒng)一考慮，提前做好相應(yīng)纖芯配置工作。