城域網(wǎng)的光纜線路設(shè)計

新一代城域網(wǎng)的主要業(yè)務(wù)集中在數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)上，對數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的支持在不同的網(wǎng)絡(luò)層次表現(xiàn)為不同的需求。

由于城域網(wǎng)已經(jīng)不是一個新的概念，特別是對于已經(jīng)擁有龐大城市傳輸網(wǎng)的電信業(yè)務(wù)經(jīng)營者(例如中國電信和中國網(wǎng)通)，城域網(wǎng)的建設(shè)絕對不是重新建設(shè)一張專門為承載數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的新傳輸網(wǎng)，而是在城域范圍對以前建設(shè)的傳輸網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化和改造。城域光網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)也可以分為核心(骨干)層、匯聚層、接入層，各電信業(yè)務(wù)經(jīng)營者宜采用整體規(guī)劃、分布實施的原則，根據(jù)城市規(guī)模及業(yè)務(wù)發(fā)展的具體情況采取適當(dāng)?shù)木W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和傳輸技術(shù)，在滿足3~5年發(fā)展需要的基礎(chǔ)上，適當(dāng)超前發(fā)展城域多業(yè)務(wù)光傳送網(wǎng)絡(luò)。其中，要特別注意以下3點。

城域光網(wǎng)絡(luò)主要著眼于網(wǎng)絡(luò)的透明性、可擴(kuò)充性和動態(tài)配置。當(dāng)前城域光網(wǎng)絡(luò)在功能上也出現(xiàn)兩種發(fā)展態(tài)勢:由大容量傳輸設(shè)備構(gòu)筑核心骨干點的光傳送網(wǎng)絡(luò);具有多業(yè)務(wù)匯聚、接入能力的傳送平臺，同時具備向上一層面的業(yè)務(wù)傳送能力。

由于受用戶需求和地理分布動態(tài)變化的影響，城域的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)具有多變性，這就促使電信業(yè)務(wù)經(jīng)營者努力尋求能根據(jù)業(yè)務(wù)需求和用戶群，來調(diào)度和擴(kuò)展業(yè)務(wù)甚至拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的一種解決方案。拓?fù)涞撵`活性是必不可少的，因為任何拓?fù)涞木窒扌远紩碓S多問題。城域光網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)渲饕黔h(huán)網(wǎng)，如SDH的ADM環(huán)及基于DWDM的光環(huán)網(wǎng)。未來的城域光網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該是基于網(wǎng)狀網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其核心節(jié)點即光交叉連接(OXC)或波長路由交換(WRS)設(shè)備。

當(dāng)前制約城域網(wǎng)快速發(fā)展的關(guān)鍵因素是運(yùn)營，因此新建的城域光網(wǎng)絡(luò)也要充分考慮對于不同帶寬業(yè)務(wù)的運(yùn)營和管理。光網(wǎng)絡(luò)帶寬利用率很低，無法動態(tài)調(diào)配帶寬。城域光網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營就是要對光網(wǎng)絡(luò)的帶寬運(yùn)營，充分利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)資源，構(gòu)建一個帶寬服務(wù)網(wǎng)，提供即時的、端到端的、可變的帶寬服務(wù)。

建設(shè)城域光纖光纜網(wǎng)總體原則是:第一是應(yīng)根據(jù)城域傳送網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu);第二是根據(jù)城域傳送網(wǎng)的建設(shè)思路，網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)鋺?yīng)具有靈活性和升級能力。根據(jù)近幾年城域傳送網(wǎng)建設(shè)的實踐，提出幾點城域網(wǎng)的光纜線路網(wǎng)的設(shè)計思路。

核心層光纜線路主要是連接城域網(wǎng)的核心接點，例如電話交換局、匯接局、目標(biāo)局、移動交換局、核心/出口路由器等。核心接點通常數(shù)量不會很多，但其地位、作用重要，它不僅對傳輸帶寬需求大，而且業(yè)務(wù)種類較多，同時對網(wǎng)絡(luò)生存性要求較高。通常既是大的電話交換局所又是綜合業(yè)務(wù)設(shè)備安裝機(jī)樓，一般座落在交通方便或者是某區(qū)域的經(jīng)濟(jì)政治中心，同時，連接核心節(jié)點的光纜線路的路由上會有配線光纜和許多大客戶需要考慮。因此，連接核心節(jié)點的光纜一般是主干光纜，通常光纜的纖芯數(shù)會比較多，少則上百芯，多則幾百芯，甚至上千芯。核心層光纜線路初期建設(shè)可以采用環(huán)形結(jié)構(gòu)、虛擬格形網(wǎng)配纖法。

這種虛擬格形網(wǎng)配纖法的光纜環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，具有快速向格狀網(wǎng)演變的靈活性，非常適合快速組建類似ASON試驗網(wǎng)的需求。但它只是虛擬格形網(wǎng)，生存性較差，如果光纜中斷，有可能造成網(wǎng)狀網(wǎng)的多條邊同時中斷。因此，條件許可的情況下，應(yīng)逐步建設(shè)一個物理路由上的網(wǎng)狀光纖光纜線路網(wǎng)。

主干光纜的纖芯數(shù)一般考慮應(yīng)滿足不少于5年的用戶需求。主干光纜的纖芯數(shù)可以按整個城市總需求估算總出局纖芯數(shù)，然后根據(jù)用戶分布情況，分?jǐn)偟矫總€局的每條出局主干光纜。

城域網(wǎng)的匯聚層接點通常數(shù)量較多，都是重要業(yè)務(wù)點，它主要是連接交換機(jī)的端局、基站控制器、匯接路由器、專線用戶等。匯聚容量較大，而且業(yè)務(wù)種類較多，要求業(yè)務(wù)的有效匯聚和調(diào)度，減輕核心層的帶寬壓力，解決帶寬資源應(yīng)用的合理性。因此，匯聚層光纜線路網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)建議采用環(huán)形網(wǎng)結(jié)構(gòu)為主，鏈型網(wǎng)為輔。

光纜環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)最大的好處是光纜線路的可靠性大大提高，例如B、C段發(fā)生線路故障，光纖中斷，它可從B經(jīng)A、E、D連接到C恢復(fù)通信，但它需要有冗余的光纖為前提，它的缺點是成本較高。

匯聚層光纜的芯數(shù)主要決定匯聚層有源設(shè)備組網(wǎng)所需的纖芯數(shù)，即組建MSTP業(yè)務(wù)平臺和數(shù)據(jù)接入設(shè)備組網(wǎng)所需的纖芯數(shù)。匯聚層的MSTP設(shè)備一般要求不超過6個開口點，有的電信業(yè)務(wù)經(jīng)營者要求不超過8個開口點。通常按每5個開口點構(gòu)成一套匯聚傳輸系統(tǒng)，每套匯聚傳輸系統(tǒng)按雙向各占用4芯考慮;數(shù)據(jù)接入設(shè)備按每個開口點歸屬兩個目標(biāo)局/所，每個開口點占用4芯考慮。

接入層光纜線路比較復(fù)雜。它是從匯集點連接到無數(shù)個終端節(jié)點(例如:移動的基站、交換機(jī)的遠(yuǎn)端模塊局、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)節(jié)點、大客戶以及重要的客戶等)光纖線路，它要面對各種應(yīng)用用戶或系統(tǒng)。但它的復(fù)蓋區(qū)域一般不會太大，通常主要采用星/樹型結(jié)構(gòu)，對于需要連接部分專線用戶、重要用戶、對可靠性要求高的用戶可采用環(huán)型結(jié)構(gòu)。歸納起來有3種配纖方法。

(1)樹型遞減直接配纖法

樹型遞減直接配纖法是與原音頻電纜直接配線法類似，即接入用戶的配線光纜直接從主干光纜中引出，光纜的芯數(shù)從局端起向遠(yuǎn)端節(jié)點(遠(yuǎn)端分纖箱)逐級遞減。

樹型遞減直接配纖法適用于需求分散在較大范圍內(nèi)，并且變動又小，用戶較為穩(wěn)定的地區(qū)。

樹型遞減直接配纖法的光纖的通融性極差，而且需要主干光纜的纖芯數(shù)較多，光纖資源不共享，光纖的利用率較低。如果節(jié)點的用戶預(yù)測稍有偏差，可能造成某些節(jié)點纖芯不足，另外一些節(jié)點可能纖芯過剩。此外，樹型遞減直接配纖法的生存性也比較差，萬一主干光纜發(fā)生故障，將影響它下游的用戶。

每一段光纜的纖芯數(shù)等于其下游各交接箱的纖芯數(shù)總和。

(2)樹型無遞減直接配纖法

樹型無遞減直接配線法與樹型遞減直接配線法的結(jié)構(gòu)大體相似，從局端到光纜交接箱、從一個光纜交接箱到另一個光纜交接箱之間的主干光纜芯數(shù)無遞減。配線光纜從光纜交接箱引出。

樹型無遞減直接配纖法適用于受某些客觀因素限制，如管道資源不足，用戶分布預(yù)測困難，實現(xiàn)環(huán)網(wǎng)無遞減配纖法較困難的區(qū)域。

由于這種配纖法從局端到光纜交接箱、從一個光纜交接箱到另一個光纜交接箱之間的主干光纜芯數(shù)無遞減，所以它能立即滿足沿線需求的變化，纖芯的融通性較高。但它的主干是線型，同樣有上游光纜線路故障將直接影響下游的生存性的問題，因此，需要其他光纜路由進(jìn)行補(bǔ)救，也是一種可靠性稍低的配纖方法。

從局端到最末一個交接箱的光纜纖芯數(shù)等于或略大于沿線交接箱所需纖芯數(shù)的總和。

(3)環(huán)形無遞減交接配纖法

環(huán)形無遞減交接配纖法是光纜閉合成環(huán)的無遞減交接配纖法。

環(huán)形無遞減交接配纖法對環(huán)上任何一點具有雙路保護(hù)，適用于高速或?qū)拵I(yè)務(wù)需求范圍較廣，并且增長迅速的市區(qū)及商業(yè)區(qū)，特別適用對可靠性要求較高的大容戶。

環(huán)形無遞減交接配纖法的纖芯通融性較高，它可隨時滿足沿線突發(fā)性的客戶需求。

環(huán)網(wǎng)光纜的纖芯數(shù)等于環(huán)上所有交接箱纖芯數(shù)的總和。

隨著幾年來對城域網(wǎng)理念的反復(fù)探討與不斷完善，對城域網(wǎng)定位和作用基本上有了比較一致的認(rèn)識。但是不同的電信業(yè)務(wù)經(jīng)營者，或者站在不同的角度去理解城域網(wǎng)，其最終的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是有所不同。從數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)領(lǐng)域的角度定位城域網(wǎng)、它是希望演進(jìn)成為IP城域網(wǎng)。從傳統(tǒng)的傳輸領(lǐng)域進(jìn)行延伸，給城域網(wǎng)的定位是一種主要面向企事業(yè)用戶的、最大可覆蓋城市及其效區(qū)范圍的、可提供豐富業(yè)務(wù)并支持多種通信協(xié)議的本地公用網(wǎng)絡(luò)。有的把城域網(wǎng)定位為是本地傳送網(wǎng)的一個子網(wǎng)，是本地傳送網(wǎng)覆蓋中心城市的部分，兩者屬于同一層面。有的把城域網(wǎng)定位為等同于本地傳送網(wǎng)。

盡管各個電信業(yè)務(wù)經(jīng)營者部署的城域網(wǎng)各不相同，但是城域網(wǎng)具有業(yè)務(wù)需求密集、業(yè)務(wù)量大、覆蓋面廣等特點的公用多業(yè)務(wù)網(wǎng)的特性這一點是大家所共識。因此，城域網(wǎng)是水平方向延伸及垂直方向拓展的立體式面向多業(yè)務(wù)環(huán)境的承載網(wǎng)。它的業(yè)務(wù)范圍包括數(shù)據(jù)、語音和圖像等全業(yè)務(wù)。它要支持各種客戶層信號，快速地提供客戶層信號所需的帶寬，它有一定的業(yè)務(wù)質(zhì)量QoS保障要求，它是發(fā)展寬帶IP網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ);城域網(wǎng)覆蓋范圍一般為50~150km，由于城域網(wǎng)具有業(yè)務(wù)需求密集、業(yè)務(wù)量大、覆蓋面大等特點，要求城域網(wǎng)的建設(shè)成本應(yīng)比較低(影響成本的關(guān)鍵是節(jié)點而非線路)。

當(dāng)前，電信業(yè)務(wù)經(jīng)營者們對于城域網(wǎng)所關(guān)心的重點問題就是多業(yè)務(wù)，因為業(yè)務(wù)是一個最不確定的因素，城域網(wǎng)只有具備極強(qiáng)的多業(yè)務(wù)能力，才能源源不斷地將網(wǎng)絡(luò)覆蓋變?yōu)橛?，才能談得上網(wǎng)絡(luò)的可演進(jìn)性與可塑性。因此，不斷完善城域網(wǎng)絡(luò)就成為當(dāng)前傳送網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的重點，各大電信業(yè)務(wù)經(jīng)營者都將建設(shè)城域光網(wǎng)絡(luò)作為自己的重要目標(biāo)。

從業(yè)務(wù)方面來講，城域傳送網(wǎng)絡(luò)與骨干傳輸網(wǎng)有很大的不同。在城域傳送網(wǎng)絡(luò)中的業(yè)務(wù)種類多，各種協(xié)議和各種速率的業(yè)務(wù)都集中在城域。城域傳送網(wǎng)絡(luò)是寬帶接入和長途傳輸之間的橋梁，業(yè)務(wù)在進(jìn)入骨干傳輸層之前，必須完成對各種業(yè)務(wù)的匯聚和疏導(dǎo)，才能有效地管理各種業(yè)務(wù)和提高對網(wǎng)絡(luò)資源的利用率。城域傳送網(wǎng)主要負(fù)責(zé)為同一城域內(nèi)(可能是一個長途區(qū)號或更大區(qū)域)的交換機(jī)、路由器和基站控制器等業(yè)務(wù)節(jié)點提供傳輸電路。

城域網(wǎng)從橫向看，可以分為城域傳送網(wǎng)和城域業(yè)務(wù)網(wǎng)，按照以往的思路，傳送網(wǎng)只具備對業(yè)務(wù)信號的透明傳送功能，并不提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的處理能力，更不具備智能性。業(yè)務(wù)層的數(shù)據(jù)設(shè)備則主要依靠光纖直連方式組網(wǎng)，對業(yè)務(wù)的處理傳送設(shè)備愛莫能助，因此數(shù)據(jù)設(shè)備的壓力非常巨大。眾多的電信業(yè)務(wù)經(jīng)營者都已經(jīng)注意到，在城域網(wǎng)的建設(shè)中，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)雖然是未來的主導(dǎo)業(yè)務(wù)，但到目前為止，TDM業(yè)務(wù)仍然是電信業(yè)務(wù)經(jīng)營者主要而且穩(wěn)定的收入來源。本著"立足現(xiàn)在，放眼未來"的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃建設(shè)思路，運(yùn)營者在建設(shè)城域網(wǎng)時已經(jīng)不是一味地尋求技術(shù)先進(jìn)性，而更注重市場需求與未來可擴(kuò)展性的統(tǒng)一。因此在城域接入和匯聚層通常采用多業(yè)務(wù)處理平臺(MSTP)來分擔(dān)業(yè)務(wù)層的壓力，一方面減少了設(shè)備投資，另一方面也進(jìn)一步優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提高網(wǎng)絡(luò)效率。

城域網(wǎng)從縱向來說，通用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，可以分為核心(骨干)層、匯聚層和接入層3層。

核心(骨干)層:實現(xiàn)多個匯聚層網(wǎng)絡(luò)的連接，為匯聚層網(wǎng)絡(luò)提供高速信息交互，提供高速IP數(shù)據(jù)出口。核心接點地位相當(dāng)于交換網(wǎng)絡(luò)中的長途局，位于城域網(wǎng)的出口，一般一個城域網(wǎng)設(shè)置兩個核心接點。

匯聚層:負(fù)責(zé)匯聚分散的接入點，完成一定區(qū)域內(nèi)業(yè)務(wù)的匯聚和疏導(dǎo)，匯聚接點與核心接點采用雙星型連接。匯接節(jié)點地位相當(dāng)于交換網(wǎng)絡(luò)中的匯接局，主要布放于交換的樞紐局，一般設(shè)置4~8個節(jié)點。

接入層:是介于城域網(wǎng)與寬帶接入網(wǎng)之間的交界層，主要實現(xiàn)對寬帶的接入功能，保證城域范圍的有效覆蓋，接入節(jié)點地位相當(dāng)于交換網(wǎng)絡(luò)中的端局，最終目標(biāo)是覆蓋所有的交換端局。

按照需求，根據(jù)容量大小，城域傳送網(wǎng)的接入層和匯聚層可以采用SDH2.5Gbit/s速率及以下的MSTP;核心(骨干)層可以靈活選用SDH速率為10Gbit/s速率左右的MSTP，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)可以采用城域WDM或OADM系統(tǒng)。

城域傳送網(wǎng)傳輸距離短，覆蓋范圍50~150km，在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)的超大城市采用10Gbit/s或基于10Gbit/sWDM技術(shù)，一般也不需要色散補(bǔ)償，即使距離很長，也不需要大規(guī)模的色散補(bǔ)償。采用G.652光纖的高速率系統(tǒng)成本仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于G.655光纖上的系統(tǒng)。因此，在城域傳送網(wǎng)層面上建議全部采用G.652單模光纖。

光纜的結(jié)構(gòu)選擇由纖芯多少、應(yīng)用層面和敷設(shè)方式等決定。對于纖芯數(shù)量大的光纜，為解決光纜線路所經(jīng)過區(qū)域內(nèi)的突發(fā)用戶需求，需要采取掏纖引接用戶的措施，建議采用骨架式的光纖帶光纜。為了便于分纖，光纖帶的芯數(shù)采用6芯帶較為合適。

以上僅對城域網(wǎng)的骨干層、匯聚層和接入層的光纖光纜線路的設(shè)計談一點粗略的想法，為的是拋磚引玉，與大家討論。在傳送網(wǎng)中接入網(wǎng)最為復(fù)雜，它面對著各種業(yè)務(wù)需求的無數(shù)的用戶，并有著各種各樣的接入技術(shù)，主要還是以銅線電纜為主。但是隨著光纖到戶的技術(shù)的成熟和推廣，光纖接入將逐漸延伸到用戶，接入網(wǎng)的光纖光纜線路的結(jié)構(gòu)、配纖方式將與傳統(tǒng)的銅線纜的配線方式會有很大的不同，還要不斷地跟蹤、探討。因此，這一節(jié)未對接入網(wǎng)的光纜線路進(jìn)行討論。

1、OPPC的光纖安裝在相線內(nèi)，優(yōu)化輸電線路設(shè)計，節(jié)約電能效果顯著

2、沒有地線上的落雷引發(fā)的斷股，斷纖的嚴(yán)重事故;線纜運(yùn)行更加安全

3、極高的經(jīng)濟(jì)性

4、沒有因場強(qiáng)的作用而導(dǎo)致光纜遭遇電腐蝕或引發(fā)的毀纜，斷纖等事故

5、安全保障系統(tǒng)高

6、沒有給原有線路附加額外線路負(fù)荷帶來的隱患

7、天然防盜:OPPC與接頭盒上均有高電壓，有絕對的防盜優(yōu)勢