城域網的光纜線路設計城域網的網絡結構

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

城域網從橫向看，可以分為城域傳送網和城域業(yè)務網，按照以往的思路，傳送網只具備對業(yè)務信號的透明傳送功能，并不提供數據業(yè)務的處理能力，更不具備智能性。業(yè)務層的數據設備則主要依靠光纖直連方式組網，對業(yè)務的處理傳送設備愛莫能助，因此數據設備的壓力非常巨大。眾多的電信業(yè)務經營者都已經注意到，在城域網的建設中，數據業(yè)務雖然是未來的主導業(yè)務，但到目前為止，TDM業(yè)務仍然是電信業(yè)務經營者主要而且穩(wěn)定的收入來源。本著"立足現(xiàn)在，放眼未來"的網絡規(guī)劃建設思路，運營者在建設城域網時已經不是一味地尋求技術先進性，而更注重市場需求與未來可擴展性的統(tǒng)一。因此在城域接入和匯聚層通常采用多業(yè)務處理平臺(MSTP)來分擔業(yè)務層的壓力，一方面減少了設備投資，另一方面也進一步優(yōu)化網絡結構，提高網絡效率。

城域網從縱向來說，通用網絡結構，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)多個匯聚層網絡的連接，為匯聚層網絡提供高速信息交互，提供高速IP數據出口。核心接點地位相當于交換網絡中的長途局，位于城域網的出口，一般一個城域網設置兩個核心接點。

匯聚層:負責匯聚分散的接入點，完成一定區(qū)域內業(yè)務的匯聚和疏導，匯聚接點與核心接點采用雙星型連接。匯接節(jié)點地位相當于交換網絡中的匯接局，主要布放于交換的樞紐局，一般設置4~8個節(jié)點。

接入層:是介于城域網與寬帶接入網之間的交界層，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)點地位相當于交換網絡中的端局，最終目標是覆蓋所有的交換端局。

按照需求，根據容量大小，城域傳送網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，經濟發(fā)達地區(qū)可以采用城域WDM或OADM系統(tǒng)。

隨著幾年來對城域網理念的反復探討與不斷完善，對城域網定位和作用基本上有了比較一致的認識。但是不同的電信業(yè)務經營者，或者站在不同的角度去理解城域網，其最終的網絡結構是有所不同。從數據業(yè)務領域的角度定位城域網、它是希望演進成為IP城域網。從傳統(tǒng)的傳輸領域進行延伸，給城域網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)務并支持多種通信協(xié)議的本地公用網絡。有的把城域網定位為是本地傳送網的一個子網，是本地傳送網覆蓋中心城市的部分，兩者屬于同一層面。有的把城域網定位為等同于本地傳送網。

盡管各個電信業(yè)務經營者部署的城域網各不相同，但是城域網具有業(yè)務需求密集、業(yè)務量大、覆蓋面廣等特點的公用多業(yè)務網的特性這一點是大家所共識。因此，城域網是水平方向延伸及垂直方向拓展的立體式面向多業(yè)務環(huán)境的承載網。它的業(yè)務范圍包括數據、語音和圖像等全業(yè)務。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)務質量QoS保障要求，它是發(fā)展寬帶IP網絡的基礎;城域網覆蓋范圍一般為50~150km，由于城域網具有業(yè)務需求密集、業(yè)務量大、覆蓋面大等特點，要求城域網的建設成本應比較低(影響成本的關鍵是節(jié)點而非線路)。

當前，電信業(yè)務經營者們對于城域網所關心的重點問題就是多業(yè)務，因為業(yè)務是一個最不確定的因素，城域網只有具備極強的多業(yè)務能力，才能源源不斷地將網絡覆蓋變?yōu)橛?，才能談得上網絡的可演進性與可塑性。因此，不斷完善城域網絡就成為當前傳送網絡建設的重點，各大電信業(yè)務經營者都將建設城域光網絡作為自己的重要目標。

新一代城域網的主要業(yè)務集中在數據業(yè)務上，對數據業(yè)務的支持在不同的網絡層次表現(xiàn)為不同的需求。

由于城域網已經不是一個新的概念，特別是對于已經擁有龐大城市傳輸網的電信業(yè)務經營者(例如中國電信和中國網通)，城域網的建設絕對不是重新建設一張專門為承載數據業(yè)務的新傳輸網，而是在城域范圍對以前建設的傳輸網進行優(yōu)化和改造。城域光網絡的建設也可以分為核心(骨干)層、匯聚層、接入層，各電信業(yè)務經營者宜采用整體規(guī)劃、分布實施的原則，根據城市規(guī)模及業(yè)務發(fā)展的具體情況采取適當的網絡結構和傳輸技術，在滿足3~5年發(fā)展需要的基礎上，適當超前發(fā)展城域多業(yè)務光傳送網絡。其中，要特別注意以下3點。

城域光網絡主要著眼于網絡的透明性、可擴充性和動態(tài)配置。當前城域光網絡在功能上也出現(xiàn)兩種發(fā)展態(tài)勢:由大容量傳輸設備構筑核心骨干點的光傳送網絡;具有多業(yè)務匯聚、接入能力的傳送平臺，同時具備向上一層面的業(yè)務傳送能力。

由于受用戶需求和地理分布動態(tài)變化的影響，城域的數據業(yè)務具有多變性，這就促使電信業(yè)務經營者努力尋求能根據業(yè)務需求和用戶群，來調度和擴展業(yè)務甚至拓撲結構的一種解決方案。拓撲的靈活性是必不可少的，因為任何拓撲的局限性都會帶來許多問題。城域光網絡的拓撲主要是環(huán)網，如SDH的ADM環(huán)及基于DWDM的光環(huán)網。未來的城域光網絡應該是基于網狀網拓撲結構，其核心節(jié)點即光交叉連接(OXC)或波長路由交換(WRS)設備。

當前制約城域網快速發(fā)展的關鍵因素是運營，因此新建的城域光網絡也要充分考慮對于不同帶寬業(yè)務的運營和管理。光網絡帶寬利用率很低，無法動態(tài)調配帶寬。城域光網絡的運營就是要對光網絡的帶寬運營，充分利用現(xiàn)有的網絡資源，構建一個帶寬服務網，提供即時的、端到端的、可變的帶寬服務。

建設城域光纖光纜網總體原則是:第一是應根據城域傳送網的網絡結構;第二是根據城域傳送網的建設思路，網絡的拓撲應具有靈活性和升級能力。根據近幾年城域傳送網建設的實踐，提出幾點城域網的光纜線路網的設計思路。

核心層光纜線路主要是連接城域網的核心接點，例如電話交換局、匯接局、目標局、移動交換局、核心/出口路由器等。核心接點通常數量不會很多，但其地位、作用重要，它不僅對傳輸帶寬需求大，而且業(yè)務種類較多，同時對網絡生存性要求較高。通常既是大的電話交換局所又是綜合業(yè)務設備安裝機樓，一般座落在交通方便或者是某區(qū)域的經濟政治中心，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可以采用環(huán)形結構、虛擬格形網配纖法。

這種虛擬格形網配纖法的光纜環(huán)網結構，具有快速向格狀網演變的靈活性，非常適合快速組建類似ASON試驗網的需求。但它只是虛擬格形網，生存性較差，如果光纜中斷，有可能造成網狀網的多條邊同時中斷。因此，條件許可的情況下，應逐步建設一個物理路由上的網狀光纖光纜線路網。

主干光纜的纖芯數一般考慮應滿足不少于5年的用戶需求。主干光纜的纖芯數可以按整個城市總需求估算總出局纖芯數，然后根據用戶分布情況，分攤到每個局的每條出局主干光纜。

城域網的匯聚層接點通常數量較多，都是重要業(yè)務點，它主要是連接交換機的端局、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)務種類較多，要求業(yè)務的有效匯聚和調度，減輕核心層的帶寬壓力，解決帶寬資源應用的合理性。因此，匯聚層光纜線路網絡結構建議采用環(huán)形網結構為主，鏈型網為輔。

光纜環(huán)網結構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A、E、D連接到C恢復通信，但它需要有冗余的光纖為前提，它的缺點是成本較高。

匯聚層光纜的芯數主要決定匯聚層有源設備組網所需的纖芯數，即組建MSTP業(yè)務平臺和數據接入設備組網所需的纖芯數。匯聚層的MSTP設備一般要求不超過6個開口點，有的電信業(yè)務經營者要求不超過8個開口點。通常按每5個開口點構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;數據接入設備按每個開口點歸屬兩個目標局/所，每個開口點占用4芯考慮。

接入層光纜線路比較復雜。它是從匯集點連接到無數個終端節(jié)點(例如:移動的基站、交換機的遠端模塊局、數據業(yè)務節(jié)點、大客戶以及重要的客戶等)光纖線路，它要面對各種應用用戶或系統(tǒng)。但它的復蓋區(qū)域一般不會太大，通常主要采用星/樹型結構，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)型結構。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，光纜的芯數從局端起向遠端節(jié)點(遠端分纖箱)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，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等于其下游各交接箱的纖芯數總和。

(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構大體相似，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，用戶分布預測困難，實現(xiàn)環(huán)網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行補救，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等于或略大于沿線交接箱所需纖芯數的總和。

(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，適用于高速或寬帶業(yè)務需求范圍較廣，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)網光纜的纖芯數等于環(huán)上所有交接箱纖芯數的總和。

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

光纜的結構選擇由纖芯多少、應用層面和敷設方式等決定。對于纖芯數量大的光纜，為解決光纜線路所經過區(qū)域內的突發(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，光纖帶的芯數采用6芯帶較為合適。

以上僅對城域網的骨干層、匯聚層和接入層的光纖光纜線路的設計談一點粗略的想法，為的是拋磚引玉，與大家討論。在傳送網中接入網最為復雜，它面對著各種業(yè)務需求的無數的用戶，并有著各種各樣的接入技術，主要還是以銅線電纜為主。但是隨著光纖到戶的技術的成熟和推廣，光纖接入將逐漸延伸到用戶，接入網的光纖光纜線路的結構、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)未對接入網的光纜線路進行討論。

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

2、沒有地線上的落雷引發(fā)的斷股，斷纖的嚴重事故;線纜運行更加安全

3、極高的經濟性

4、沒有因場強的作用而導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