全業務運營背景下本地光纜網架構

         電信行業的重組，引發了國內新一輪行業競爭高潮。業務競爭的基礎是網絡，網絡建設的基礎又是底層的光纜網。提前調整光纜網建設策略，搶先部署全業務環境下的光纜網，將是決定移動運營商保持在移動通信領域的領先地位、成功挑戰固定運營商在固定語音和互聯網絡領域優勢和成功轉型的關鍵所在。

    光纜網現狀

    移動運營商在長期發展過程中，已經從上至下建設起一個適應移動通信的光纜網。從覆蓋范圍上可將光纜網分為省際長途干線、省內長途干線和本地傳送網三個級別。本地傳送網按網絡規模大小又分為核心層、匯聚層、接入層三個網絡層次。本文將重點介紹全業務影響最大的本地光纜網。

    核心（骨干）層光纜網是連接本地核心機房之間的光纜網。移動網絡在核心層高度集中，核心機房數量少，一般在2～4個，少數發達地市在4個以上，機房多集中在市區，相互間距離短。核心機房內安裝的設備是整個網絡的大腦和心臟，機房間傳輸數據量大，業務密集。核心節點間傳輸的順暢與否直接關系到整個網絡的安全，一旦發生意外必定是重大事故。因此，核心層傳送網的特點是容量大、冗余備份多、安全性極高。核心層光纜結構多為多環疊加的方式，核心節點4個以上的地區，逐步實現光纜網格化，核心光纜芯數一般在48～144芯之間，全程采用管道方式敷設。

    匯聚層光纜是連接匯聚節點之間以及匯聚節點與核心節點的光纜，是介于移動基站與核心節點之間的光纜網絡，用于將底層傳送需求集中，提高網絡傳送效率，降低CAPEX和OPEX。由于匯聚節點數量多，分布廣，環行結構是首選。在業務量大的地區，已建成獨立的匯聚層光纜。在業務量較小的地區，匯聚層光纜與接入層光纜混合使用。匯聚層光纜的市區芯數在36芯以上，郊縣、農村地區則在24～48芯之間。城區光纜敷設以管道方式為主，郊縣和農村以桿路質量較好的接入層桿路或專用匯聚層桿路為主。

    接入層光纜是連接移動基站之間或基站與匯聚節點的光纜，同時兼顧少量營業廳和集團客戶。光纜網結構以環行為主，輔以少量的星型、樹型。光纜芯數一般在24芯以下，敷設方式無特殊要求，各地根據實際情況決定采用管道、架空或直埋等多種方式。

    移動運營商光纜網結構現狀如圖1所示。

圖1 移動運營商光纜網分成結構示意圖

 全業務背景下業務和技術對光纜網的影響

    全業務在國外又稱為“多業務”或“綜合業務”。全業務運營可以分為狹義和廣義，狹義的全業務運營是基于政策管制角度進行定義，即移動業務、固話業務、寬帶業務，還包括基于以上三種基本業務延伸和拓展的各類增值和信息化業務（VOD、視頻監控等）。廣義定義是基于多業務領域與通信的結合，即綜合信息服務、通信+多媒體信息服務+綜合信息解決方案。本文主要指狹義的全業務，它所對應的網絡包括移動網絡、固定網絡及互聯網絡。

    從整體來看，移動運營商向全業務轉型的重點在于在現有以移動業務為主的網絡中引入固定和寬帶數據業務。業務網的融合轉型催生了大量新技術，新技術的出現又反過來改變了網絡架構模式，推動業務層面向全業務融合。網絡架構模式的變化和新技術的發展，又對底層光纜網的建設產生較大影響，下面將分析全業務網絡的主要變化特征對光纜網的影響。

1.3G

    3G網絡核心層設備集中設置在少數核心機房，大量數據通過大容量的局間中繼傳送系統疏導，對核心層光纜網影響不大。在接入層，3G移動基站對光纜網的需求與2G基本相同，應重點保障基站接入光纜的安全性和穩定性。在網絡建設初期，大部分3G基站將與2G基站共址，但3G基站需要支持高速率的數據業務，在基站空口能力提升的同時，覆蓋半徑在逐漸變小，后期3G基站密度將較2G網絡有所加大，光纜網密度在接入層也需要隨之適當加大（即FTTM），網絡結構仍然以環行為主。3G基站數據電路需求量大，類型復雜，可在傳輸系統層面通過更加智能高效的MSTP/PTN傳送技術解決。

2.固定語音、互聯網

    固定語音和互聯網接入服務是移動運營商網絡中資源比較匱乏的部分。隨著網絡技術的發展，移動運營商建設傳統固話網絡的可能性很小，更可行的方式是利用軟交換技術和IP技術的結合，在數據城域網平臺上承載固網軟交換業務，通過綜合接入終端（PON+LAN+IAD）為用戶同時提供固定語音和互聯網服務。為能提供互聯網業務，運營商需在核心匯聚層建設數據城域網，在接入層建設FTTｘ為主的數據接入網。在核心層，由于核心網元高度集中，對光纜需求不大；在匯聚層，應充分利用現有匯聚層光纜資源，數據城域匯聚點布局時應盡量與傳輸匯聚節點重合。但數據城域網匯聚設備與BRAS之間連接為雙歸星型，與匯聚層光纜環行結構存在一定差異，直接用現有的匯聚光纜網承載，不但會造成大量纖芯資源的浪費，而且中間跳纖點過多，還會增加網絡故障點。因此要求光纜網需逐步由環行向網格型演進，需增建城域數據匯聚節點與數據核心節點之間的直達光纜路由，或在匯聚光纜網之上增加匯聚調度光纜，重新配置匯聚纖芯資源。在接入層，全面建設面向用戶的FTTx光纜網，滿足海量用戶的接入需求是主要任務。

 3.網絡扁平化

    網絡扁平化是業務網轉型的必然結果。網絡扁平化后，核心層網絡膨脹，核心節點之間連接更加緊密，跨片區、跨地市甚至是跨省的光纜路由需求增多。接入層由于可以方便地接入到核心網絡，單個接入光纜網的覆蓋范圍縮小，整體網絡規模加大，光纜網更加靠近用戶，光纜網的接入能力和接入便利性得到提高。

4.網絡IP化

    對移動運營商而言，網絡IP化最大的變化在于移動基站的IP化。但無論是2G還是3G，無論其電路形式是TDM還是IP化的，均要求承載層能夠提供電信級保護，因此傳送網的網絡結構不會產生大的變化，在匯聚層和接入層，光纜網仍將以高效安全的環行結構為主，通過傳輸設備升級提供IP接口，應對網絡IP化初期電路傳送需求。

5.網絡寬帶化

    隨著IP業務的發展，普通移動個人用戶和互聯網用戶對帶寬的需求也越來越高。在接入層，無線接入的寬帶化，使得移動基站IP化之前的電路需求由1～3個E1擴大到5個以上，IP化后電路接口將以10Mbit/s甚至100Mbit/s為主。隨著高清IPTV等業務的普及，普通互聯網用戶帶寬需求也將達到10～30Mbit/s。在匯聚層，上聯帶寬已經達到1GE，正全面向10GE升級。若仍采用傳輸系統解決如此大容量的傳輸電路需求，將會占用大量匯聚層和核心層帶寬，系統復雜度和建設維護成本也隨之升高，裸纖直連的優越性逐漸凸顯，這就需要增大匯聚層光纜密度。

6.傳送網技術發展

   在核心匯聚層，傳送能力強大的WDN/OTN技術大大降低了業務對光纖需求的壓力，光纜容量無需大規模擴容。但技術的發展無法彌補光纜路由不足的缺陷，相反需要光纜網的網格化來支撐傳送網系統向MESH升級。光纖路由的不豐富，將制約設備性能發揮。接入層MSTP/PTN技術與核心層相類似，利用設備的處理能力緩解了接入點電路需求增加造成的壓力，網絡結構也無需作大規模調整。

    歸納以上分析，全業務技術環境下除數據城域網和用戶接入網分別對光纜核心、匯聚層和接入層產生很大影響外，其他變化因素都可在現有光纜網基礎上靈活應對。

    全業務光纜目標網架構

    綜合未來網絡發展需要，移動運營商全業務光纜網應分為核心、匯聚、接入三層。其中核心層、匯聚層為多業務共享的物理平臺，接入層可再細分為主干（饋線）光纜、配線光纜和末端引入光纜。主干光纜可考慮多業務共享，而配線和末端引入由于基站接入和用戶接入需求差異較大，建議獨立建設。核心節點三個以上的大型本地網，核心光纜網結構以網格狀為主，非數據核心節點之間與數據核心節點之間光纜芯數應適當加大，以滿足數據城域網連接需要。匯聚層光纜仍然以環行為主，并逐步在匯聚層之上以數據匯聚節點為中心疊加匯聚調度層，增加數據匯聚節點與核心節點之間的直達光纜，推動匯聚層光纜網向網格化、扁平化演進。接入層解決2G、3G移動基站接入的光纜網應以環行為主，用戶接入光纜網應以星型、樹形為主，輔以少量環行光纜網，為重要客戶提供更高質量的保證。光纜網的整體架構如圖2所示。

圖2 光纜網整體架構示意圖

    用戶接入光纜網（FTTx）架構中，FTTx光纜網又分為主干、配線和末端接入三層。為提高接入效率，降低建設成本，降低線路衰耗，主干、配線光纜采用星型和樹型結構，利用基站和光交遞減配纖或非遞減配纖。同時，FTTx網絡應能支持為少數重要客戶提供路由保護和后期擴容，因此，需保留部分公共光纖。FTTx主干、配纖光纜結構建議如圖3所示。

圖3  FTTx主干、配纖光纜結構示意圖

        光纜網發展策略

    1.光纜網建設應統一規劃，分區分步實施。光纜網是底層物理層，多業務共享，要綜合考慮各種影響因素和所有業務需求，需要統一規劃，避免重復建設和資源浪費。由于用戶接入光纜網的特殊性，其分布面廣，接入數量龐大，光纜若要一次到位投入巨大，投資效益比很低。因此，需要根據市場拓展情況逐步實施，先覆蓋用戶密集、業務發展好的地區，后逐步向周邊滲透；先解決資源問題，后提高容量。

    2.充分利用現有資源。移動運營商已經建成的大量匯聚光纜、匯聚節點和基站，是其光纜網向客戶推進的基礎，應以這些點為基點，向下敷設主干、配線光纜，覆蓋周邊用戶。向上利用匯聚核心光纜，完成業務匯聚。

    3.核心匯聚層扁平化，接入層縱深化。受業務網和傳送網技術發展的影響，核心匯聚層光纜將逐步扁平化。隨著匯聚層與核心層的連接光纜越來越多，層次間的界限也逐步模糊。而在接入層，為維持基站接入光纜網的穩定，應獨立發展面向基站接入的光纜網和面向用戶的光纜網。用戶接入光纜數量龐大，若直接接入匯聚層，將會給匯聚節點周邊管線和進出局管道造成巨大的壓力，因此需要通過移動基站、光纜交接箱、接頭盒等設施逐級匯聚，通過分光器匯聚節約主干光纜線芯資源，盡量避免末端接入光纜直接進入匯聚節點。

    4.網絡建設差異化。在光纜網建設過程中，也應對光纜接入對象進行等級劃分，為不同的用戶提供安全級別不同的接入服務，以有效控制網絡建設成本，體現差異化服務（SLA）的服務特色。對于移動基站、集團大客戶等，應使用安全級別高的環形光網絡，普通用戶使用成本低、效率高的星型和樹型光網絡。

    5.積極采用新技術，推動FTTx光纜網建設。移動運營商作為固定接入和互聯網接入的后進入者，基礎資源相對匱乏。但同時又必須打造優于先進入者的光纜網，來吸引用戶。要想達到目的，就必須利用新型光纖光纜和新的施工工藝，如微管微纜、淺槽光纜等，快速建設更加貼近客戶的光纜網。

    6.多運營商網絡資源共享。在核心匯聚層，需要保障光纜網的絕對安全和穩定，以及在故障時的快速響應，因此，建議盡量確保使用自有管線資源。在接入層，情況復雜，管線需求數量龐大，應加大資源共享力度，節約投資。