光纤接入技术的应用

光纤接入技术的应用 [朱志勋] 本文在对光缆的建设需求和现状进行分析的基础上～描述了光纤接入技术在 光纤接入网中的地位和作用～分析新形势下光缆交接点的设置建议～以及配线光 缆接入方式的分类、特点～配线光缆接入区的界定范围和原则～提出在工程建设 中光纤接入的应用模式～探讨接入网光缆建设模式在接入网建设中的具体应用。 关键词: 光纤 接入 应用 朱志勋助理工程师～广州市汇源通信建设监理有限公司～华南理工大学网络学院工 商管理专业专升本学习毕业并取得管理学士学位。 (4)FTTH的建设需求增多 1 光纤接入网的现状 光纤接入需求的增长，导致光缆的建设规模和覆盖 经过近几年的研究和实践，首先实现光缆到路边 范围大大增加。现有建设模式和网络组织已经不能很好地 (FTTC)、光纤到楼(FTTB)已是电信运营商在接入光 满足光缆大规模建设的需要，特别在大城市一些光纤接入 缆建设中形成的共识。接入光缆的组织方式主要采用的是 用户密集区域的问题更加突出，主要存在以下问题: “环形接入主干光缆+星形配线光缆”，光缆交接设备主 (1) 接入主干光缆环的建设周期长，不能满足快速部 要使用的是光缆交接箱。 署的要求; 随着光纤的普及和推广，近年光缆接入需求进一步 (2) 光缆交接箱的空间有限，不利于扩容; 增长: (3) 光交接箱配纤方式不规范，箱内光缆固定点等资 (1)大客户光纤接入数量和比例都大大增加; 源消耗快; (2)“光进铜退”建设策略的实施，导致业务接入点 (4) 大量客户要求对配线光缆进行保护，而现有环形 数量增加; 光缆结构为了实现第二路由增加了接入主干光缆使用的复 (3)许多重要客户要求对配线段光缆进行保护; 光纤接入技术的应用 杂性。 2 光纤接入技术在光纤接入网中的地位和 作用 采用光纤接入技术的接入网称为光纤接入网,它不但 在电信网中，而且在未来的通信信息网中具有极其重要的 地位，对今后的发展起着关键作用。首先它是电信网和通 信信息网中最大的部分，它的建设费用占电信网总费用的 图1 接入点光纤配线架代替光交接箱 二分之一以上;其次，光纤接入网直接面对广大的用户和 (2)其它运营商应该重视光缆交接箱的部署和使用 各种应用系统，它的服务质量和直接影响网络的发 运营商的光缆接入网基本是以满足接入需要为主的 展，事实上，大部分业务只需由接入网而不必通过核心网 光缆接入网，在光纤的调度上，大部分城市都采用直接配 就可完成;第三，它是完成语音、数据、活动视像等综合 纤的方式，很少使用光缆交接箱。对于近年发展的大客户 接入基本都是以基站为光缆引出点，基站机房中的光配线 业务的最主要部分和必经之路。因此，它是当前信息通信 架相当于光缆交接点。按道理，在城区基站密度较大，可 中高新技术竞争最剧烈和发展最快的部分。 以很方便地实现客户接入，但是许多基站机房的位置和装 机条件比较差，进出局管道、光缆引入引出都受到越来越 3 光缆交接点设置及位置 多的限制，特别在大城市，这些问题更加突出。因此，运 对于不同的光纤接入用户发展环境，需要采用不同 营商不能单纯依靠基站机房来应对越来越多的光纤接入用 的光缆交接点形势。在目前的环境下，不管是固定运营商户 还是移动运营商都需要对光缆交接点的实现方式进行相应 从未来多业务的发展来看，运营商应该在城市加强 调整。 接入光缆网规划，明确接入光缆网的层次划分，最重要的 (1)电信运营商应把更多的接入局点纳入到接入主干 是在层次结构之间相应地引入光缆交接箱，减少直接配纤 光缆规划，作为光缆交接点。 方式的使用，以增加光缆纤芯调度的灵活性。另外对于战 目前接入主干光缆基本都是采用光缆交接箱作为光 略位置比较重要的基站，要重视机房建设，提高基站机房 缆交接点，但是光缆交接箱箱体有一定限制，特别是对于 的安装条件，完善进出机房管道建设，最终战略站点和光 大城市一些光纤接入客户密集的地区，目前较常用的288 缆交接箱相配合，共同作为接入光缆网的光交接点 箱体不能满足需要，但增加光交接箱又比较困难或者在经 济上不合算。在这种情况下，在主干光缆的建设过程中， 应该重视接入点的加入，充分利用接入局点的空间建设合 适的光配线架，使其行使光交接箱的功能，这样可以方便 4 配线光缆接入方式的分类和特点扩容和光纤调配。如图2所示，图2(a)是传统接入主干 光缆建设方式，采用光交接箱作为光交接点;而图2(b) 光缆配线方式有3种形式，环形无递减配线法、星形 无递减配线法、星形递减配线法。 则较多地引入接入网点的室内光配线架作为光交接点，形 成以光缆交接箱和室内光配线架相结合的模式，在光纤接 4.1 环形无递减配线法 入需求密集的区域，还可以进一步发展成以室内光配线架 为主的模式。通过考察，目前固网运营商的许多接入局点 (1)呈环状连接路由的无递减配线法。(2)适用 在地理位置、空间等条件上基本能够符合要求。 于高速、宽带业务需求范围较广，并且增长迅速的市区及 商业区。(3)在采用这一配线法时，传输设备应构成环 形，是纤芯在环路上进行无递减配线，可以在任意点选择 技 术 交 流 纤芯，纤芯通融性高，可随时满足要求。(4)在一定地 由其它光缆或其他路由进行补救，所以是一种可靠性稍低 的配线法。 区呈环形连接，所以这一特定地区内的光WAN(Wild Area Network)很容易提供大楼间光配线网路和实现网路分支， 4.3 星形递减配线法 是一种高可靠性配线法。 (1)考虑需求地点与光缆连接等方面的经济性， 4.2 星形无递减配线法 采用纤芯递减的星形递减配线法。(2)适用于需求分散 在较大范围内，并且变动又小，用户较为稳定的地区。 (1)基本上是星形配线，但采用无纤芯递减形式 (3 )将分散的用户所需要的纤芯逐一集中起来进行配 的配线方法。(2)适用于受建筑设备限制，为确保有限 线，很难满足应急的需求，纤芯通融性极差。(4)预测 的管道路由，采用环形无递减配线法较为困难的地区。 不准确而频繁地追加工程，造成投资浪费。(5)光缆发 (3)从端局到远端用户的配线不进行纤芯递减，所以与 生故障时，与星形无递减配线法同样，是一种可靠性较低 环形无递减配线法一样，纤芯的通融性很高，也是一种能 的配线法。光纤配线方式分类图如下图2，3，4所示。 立即满足需求的配线方法。(4)光缆出现故障时，需要 图2 环形无递减法 图3 星形无递减法 图4 星形递减法 5 接入光缆的建设模式 5.1 树形接入主干与环形接入主干光缆 以前接入主干多采用环形结构，主要由于光缆比较 稀疏，希望对接入主干光缆部分进行保护。但是随着接入 光缆建设规模的扩大，接入光缆将变得像铜缆一样普及， 在这种形势下。接入主干光缆采用树形结构，一方面能够 解决建设进度和分期建设的问题，可以不必在一期工程中 图5 在树形接入主干光缆模式下的大客户双路由 就按照环形结构施工，从而大大提高部署进度，满足用户 随着出局接入主干条数越来越多、覆盖范围越来越快速发展的需求;另一方面采用树形接入主干结构也能够 广，采用图2所示的结构实现双路由保护也越来越容易。 很好地实现接入主干线路的保护，同时可以更好地实现配 另外，采用“树形结构+公共纤芯”的配纤方式，在应对 线光缆保护(如图5所示)。 多种业务需求时，能够使纤芯利用率达到最大，而使光缆 光纤接入技术的应用 交接箱的占用比降到最低。接入网光缆的配线仍然延续了传统电缆的配线方 式，通过光配线架(ODF)使大容量的主干光缆灵活地进 因此，针对光纤接入客户数的迅速增长、安全性要 入用户节点，实现FTTC、FTTF和FTTB。一般地，主干 求提高等特点，应对接入主干光缆重新进行统一规划，根 光缆拓扑结构均为环状，主干环网光缆的建筑方式一般采 据街道、用户布局、用户特性等因素选择更合理的接入主 用管道敷设，通过道路管网与光交接点相连，其走向既要 干光缆结构和配纤方式。 经过用户集中分布区域，又要避免两条光缆重复路由，这 样不但可达到对预期用户点覆盖的目的，还可充分利用地 5.2 突出光缆分纤盒在网络结构中的位置，增加光 下管孔资源。 缆分纤盒的使用 配线光缆路由为光交接点与各用户光节点之间的路 在配线光缆的建设过程中，应该考虑光缆层次化问由，可根据光节点周围的用户群的分布情况和地理环境 题，突出光缆分纤盒在网络结构中的位置，增加光缆分纤 来确定，要求其线路具有隐蔽性、安全性和可行性。其 建筑方式应优选管道式，亦可根据实际情况灵活确定。 盒的使用和管理。光缆分纤盒的使用能够大大减少同一路 配线光缆覆盖区域应控制在以光交接点为中心的设定范 由上有多条配线光缆的现象，可以大大提高配线光缆和主 围内(2 km~4 km范围内)。 干光缆的纤芯利用率，可以节省对光交接箱中光缆固定点 另外，光交接点的选择必须为光缆主干路由途经的 等资源的占用，保证在用户密集地区能够引出足够多的配 用户单元集中区域。应根据目前可行、进出线路较为便 线光缆。另外，光缆分纤盒的使用还可以大大节省网络建 捷、用户分布相对集中、与原有光缆及其设备距离相对 设和维护费用。 短、路由安全等诸多因素综合考虑。首选为高层楼群的独 立电话交换间内，其面积应结合终端设备占用面积一并考 5.3 加大汇聚手段的使用，减少主干光缆纤芯的消 虑，以备各类光电设备的安装及维护。 耗 为使光缆充分满足光通信业务发展的需要，设置光 在大城市光纤接入用户密集的区域，接入主干光线纤配线区。光纤配线区是以沿途光缆路由并覆盖其周围用 和光缆交接箱空间的消耗很厉害，扩容压力较大。为了减 户建筑物的集中区域为一个光纤配线区。光纤配线区的划 少主干光缆的消耗，合理选择有源或者无源方式进行汇聚 分要考虑以下各项原则。 是非常有效的手段，在网络的规划建设和使用过程中应该 (1)从不同的物理路由方面比较，根据有效覆盖所属 重点考虑。 区域内的用户建筑物的路由确定配线区。 在采用接入点配线架作为光缆交接点的应用场合， (2)考虑容许光损耗，以距离局址最短的路由确定配 由于拥有良好的装机条件，可以灵活地选择有源和无源 线区。 方式进行汇聚，形成以接入点为汇聚节点的接入配线层 (3)用户业务密度高的地区应选择环形路由确定配线 网络，网络可以根据需求灵活地选择环形、链形、树形 区。 等结构。有源方式主要可以采用SDH传输设备对2 Mbit/s 电路、10/100 Mbit/s以电路进行汇聚，也可以采用以太 网对本区域内的数据业务进行汇聚。无源方式目前主要以 EPON为主。 在采用光缆交接箱作为光缆交接点的应用场合，由 各配线法的适用范围及光缆容量限度图如图6、7 图于缺少设备放置空间，可以选择EPON/GPON等无源接入 所示。 方式进行汇聚。 7 配线光缆接入方式的选用原则 光缆路由的选择以及纤芯的取定是以网络整体发展 建设规划为指导，以业务需求预测和用户分布为基础来进 6 配线光缆接入区的界定范围 技术交流 图6 各配线法的适用范围 图7 光缆容量限度 行的。光纤接入网在一定程度上决定了配线方式的选择，务种类繁多、用户密集、宽带业务猛增的地区，可组成多受接入节点的业务类别、范围大小、节点位置远近以及区 个节点的网络，在经济条件允许时应优先选择环型无递减 域经济能力等诸多因素的影响，网络的结构会有所不同。 配线法。环型无递减配线法无论在通融性还是可靠性方面 所以，光缆配线时应考虑: 都是较好的，能提供大楼间光配线网路和实现网路分支， 是一种高可靠性配线法的具体应用。 (1)接入网建设一般是先建主干层，确定主干层的网 络结构，然后根据具体区域的实际情况发展配线层，有业 (2)在用户分布相对不稳定的地区或用户较少、用户 务需求时才建设配线层，并就近接入主干层。 相对较为分散、用户发展缓慢的地区，应选择星形无递减 配线法即采用复接配线法。星形无递减配线法可以提高配 (2)业务预测的准确性对光缆配线规划的可操作性影 线光缆芯线利用率和节省投资，是一种能立即满足需求的 响较大。 配线方法。 (3)由于光缆的寿命年限较长，而业务预测受到种种 (3)在用户分散和需求相对稳定的地区或对要求保密 因素的限制，因此在进行光缆配线过程中，应根据当地实 性较强的网络、用户发展较慢、变动又小、密度均匀的地 际情况灵活地运用光纤配线法，以达到预期目的。 区，应选择星形递减配线法即采用直接配线法。星形递减 ( 4 ) 选择光缆配线法时还应考虑主干层的长期稳定 配线法。将分散的用户所需要的纤芯逐一集中起来进行配 性、配线层的灵活性，以及整体网络的可靠性和经济性。 线，宽带业务需求量小且用户分散，尽量避免路由投资， (5)配线方式的选择需要考虑中远期需求，保证能够 采用光纤直接配线方式具有布线方式简单、经济的优势。 灵活方便地上下光纤，将来业务发展时便于扩充。 (4)在市郊或城镇或目标局与端局之间，由于用户密 度较 低，业务种类简单，在接入层建设的初期，用户业务 需 求暂时不清晰，很难做出准确的业务预测，大规模的光 8 配线光缆接入的应用模式缆网络建设可能会使投资在相当长的时期内不能发挥效 益，因此对确有业务需求的用户以及适宜光纤接入的地区 光纤到路边(FTTC)、光纤到大楼(FTTB)、光 采用光纤到大楼、光纤到小区、光纤到路边的方式进行建 纤到楼层(FTTF)和光纤到户(FTTH/FTTO)等应用方 设，条件允许的情况下也可选择环型无递减配线法。利用 式分别对应于不同个性、不同价格、不同特征的用户需 自愈环的方式提高网路的安全性、充分利用光缆的路由和 求，实施过程中结合“光进铜退”的发展策略，逐步向光 光纤的芯数，提高光纤的利用率，因此在接入层建设初 纤到户的方向过渡，全光纤的FTTC接入方式在战略上具 有十分重要的位置。 (1)在大中城市、珠江三角洲、业务量发展较快、业 技 术 交 流 染一定是重点。(8)应对网络变化的随机性:2G是个成熟的网络， 另外，不同的组网方式，将导致第3代手机极有可能 网络的变化趋势，基本上可以预见，这都归功于移动在网 是双模手机，甚至三模手机，那么，手机在不同网络中的 维网优的经验积累。由于3G是一个新内容，大家都没有 切换问题，正是无线网络优化的重要问题;为顺利完成网 经验。无线链路时变、用户移动、业务选择范围的加大， 络间的切换需进行相关网络参数的设置，这个问题在3G 都会直接影响到网优思路的改变。如何应对这种变化，也 的优化中是不可忽视的。 是3G网优必须考虑的课题。 由此可见，网优工作在从2G到3G的过渡期，将面临 (4)多业务问题:2G的业务主要以语音为主，数据 业务较少，所以优化的重点一直放在单语音业务方面，然 较多的技术问题，需要深入进行研究和分析。 而在3G，运营商除为用户提供优质的语音业务以外，还 要提供不同QoS要求的数据业务，这就增加了3G网优的 3 结束语难度。以数据为主的多业务，使用我们在网优过程中既要 满足各种业务的覆盖范围不能有空洞，又要避免多业务下 预测网络优化的几个趋势; 的容量不足问题。多业务的博弈，是区别2G网优的重要 3G网络优化的发展也将会验证网络优化的几个发展 难题。 趋势;(5)设备问题:3G的设备集成度较高，而且有可能 一是无线网络优化向全网性优化的转变; 二是网络引入多家厂商的设备。目前2G网络已经比较成熟且设备 性能指标型优化向网络资源的配置型优化 相对单一，现有的网优人员比较熟悉2G的设备，到3G网 的转变; 三是网络质量型优化向终端用户感知网络质量优必须了解各厂家的设备。另外，由于是建网初期，各厂 优化 家的设备稳定性和可靠性也是直接影响网优的重要因素。 的转变; 四是单纯传统语音业务的质量优化向多元化业(6)日常优化:在日常优化中，3G比2G增加了更 务的 多的内容:RSCP、Ec/Io、2G/3G共存，另外在建网初 网络优化的转变。 因此，未来的3G网络将是服务的竞期，网优还要考虑重点考虑与规划偏差较大的站点的优化 争，为用户提供 问题。 优质3G移动网络，离不开网络优化。3G的无线技术的革 (7)集中优化:在3G建网初期的网优还要面临用户 新，使得我们长期从事2G网络规划和优化的工程师应及 放号策略对网络的影响，在考虑3G网络优化方面还要结 早转变优化的思路，从而以适应3G网络的要求。 合不同业务优化的平衡，与业务部门的协调等要素。 ,收稿日期:2007-07-25, (上接第78页, 期宜采用星形无递减配线法和星形递减配线法两种方式接 9 结语 入，待业务和用户发展起来、条件成熟时再建立环型混合 光纤接入需求的飞速增长不能只依靠大规模建设接网。 入光缆来解决，应该着眼于长远发展，需要在接入光缆网 (5)光缆配线的应用区别:光缆配线法基本上有上述3 组织方式、建设方式、光缆交接点的配置、汇聚手段的使 种，但在使用时，要根据该配线地区的需求动向、需求密 用等方面有所改变，从而实现以较低的投资建设高效的网 度、有无建筑设备，综合考虑其维护性、可靠性、经济性 络，快速地满足用户需求。 之后再行决定，其中，尤其需注意经济性。 ,收稿日期:2007-07-19,