接入光缆网规划方法

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• OLT节点的规划原理 – 在上述规划目标的前提下,目前主要有两种计算模型
• 《交换局所规划方法》人民邮电出版社,1990年 • 《光纤接入网规划设计手册》人民邮电出版社,2009年
– 两种模型在模型建立、数值取定和计算公式上略有区别,但最终 结果相差不大
数学模型
• OLT节点的设置原则 – 接入所有PON用户的总体投 资最低
900.00 850.00 800.00 750.00 700.00 650.00 600.00 550.00 500.00
3.87 2.74 2.24 1.94 1.73 1.58 1.46 1.37 1.29 1.22 1.17 1.12 1.07
• 设定规划实际总投资比理论最低投
总投资
资高10%为可接受的结果,则在不 同用户密度下,OLT的可接受覆盖
光交接箱/接头盒/分纤盒
FTTH模式下的接入光缆网结构以三层为主,节点定义主要 参照光交接设施的覆盖范围和安装位置
中继光节点
主 干 光 缆
主干光节点
配 线 光 缆
配线光节点
引 入 光 缆
用户光节点

ODN仅是接入光缆网的 一部分
进行接入光缆网规划时 ,往往不能明确ODN 的分光模式和分光器 的安装位置,因此光 节点的定义最好对应 到节点的覆盖范围和 安装位置
接入光缆网规划方法
中国电信集团公司 广州研究院 2010年10月
主要内容
• 接入光缆网及ODN网层次划分 • 接入光缆网规划思路和原则
– OLT节点规划原则 – 光交接节点规划原则 – 主干光缆结构及配纤原则 • 接入光缆网规划流程
接入光缆网层次划分现状
• 接入光缆网定义 – 一般机楼到用户接入网设备之间的光缆
主要内容
• 接入光缆网及ODN网层次划分 • 接入光缆网规划思路和原则
– OLT节点规划原则 – 光交接节点规划原则 – 主干光缆结构及配纤原则 • 接入光缆网规划流程
用户光节点规划原则
• 用户光节点定义 – 用户建筑物内的光交接设施,需要单独一条小芯数光缆的 末端光节点
• 用户光节点规划原则:每个建筑物规划为一个用户光节点 – 对于FTTH/O模式,每栋楼算作一个用户光节点(采用分 散分光方式时,多个分光器算作一个用户光节点) – 对于非PON接入用户(如重要政企客户、3G基站等), 每个客户算作一个用户光节点 – 用户光节点的性质
– 引入光缆通常利用率较低(<30%),通过配线光节点的汇聚,配线光缆的利用率 可大幅上升,从而降低投资
• 配线光节点规划原则 – 与OLT布局的模型类似,城市每6-16个用户光节点规划一个配线光节点 – 配线光节点应有明确的覆盖范围,在网络层级上相当于铜缆网的交接箱
– 配线光节点宜采用接头盒或无跳接光交接箱的形式,可减少光缆线路中的活动接 头数量
• 配线光缆芯数选择
– 配线光缆芯数应依据下带的用户光节点引入光缆纤芯数取定,在配线节点没有分 光器的情况下,配线光缆与引入光缆的汇聚比建议在1:1.5~1:2之间
10 配线节点覆盖边长(公里) 0.7 每配线节点下带分光点数 4.8
用户节点密度(个/平方公里)
20
50
100
200
0.6 0.4 0.3
• 末端小芯数光缆和光交接点数量大量 增加
– 几乎每个建筑物都需要有至少一 条小芯数入楼光缆
– 光交接点数量与现有铜缆交接箱 数量相当
• ODN对光缆路由中的活动接头数量 要求严格 – 活动接头对线路衰耗影响很大 – 活动接头数量影响PON系统的传 输距离
逻辑拓扑以树形为主 双路由的需求仍然存在
小区层面的汇聚可缩 短小芯数光缆的长度, 有利于降低投资
– 楼内皮线光缆不纳入接入光缆 网络范畴
主要内容
• 接入光缆网及ODN网层次划分 • 接入光缆网规划思路和原则
– OLT节点规划原则 – 光交接节点规划原则 – 主干光缆结构及配纤原则 • 接入光缆网规划流程
接入光缆网整体规划思路
• 接入光缆网的三个要素 – 节点 – 路由 – 纤芯数量
• 三个要素由不同因素决定,需要规划的内容也不同 – 节点:主要受用户分布决定,主要规划内容为节点的位置和覆盖范围、 节点之间的归属关系 – 路由:主要由节点位置和归属关系决定 – 纤芯数量:主要由节点数量、每节点纤芯需求决定
– OLT节点规划原则 – 光交接节点规划原则 – 主干光缆结构及配纤原则 • 接入光缆网规划流程
OLT节点的规划原理
• OLT节点的规划目标 – 使得在实现FTTH规模覆盖的情况下,OLT机房和接入光缆的总投 资最低
• 影响OLT节点布局的两个因素 – OLT机房投资:包括基本土建、配套电源空调等。主要受节点数 量影响,OLT节点越多,机房投资越高 – FTTH用户接入的光缆投资:包括从用户节点到OLT机房的FTTH 光缆投资。在一个确定的区域内,主要受OLT节点数量越多,用 户光缆的长度越短,光缆投资越少。
• 接入光缆网的规划整体思路 – 先规划节点再确定路由和纤芯数量 – OLT节点作为最重要的节点,会影响网络布局,应优先规划 – 主干、配线和用户光节点的规划与用户分布相关,因此节点规划应该是 自下而上的过程,即先规划靠近用户的节点,再规划配线、主干节点
接入光缆网规划流程
OLT节点规划 用户光节点规划
• 对于单个局向配线光节点数量较大的片区,需要设置主干光节点用来 收敛配线光缆 – 平均每6-10个配线光节点可设置一个主干光节点 – 主干光节点选择双路由纤芯需求量大、管孔资源较充足的节点
• 主干光节点宜选择现有的主干光节点和接入点机房 – 如只能建设光交接箱,则建议优选576芯以上大容量光交接箱,为 将来的网络发展预留足够扩容空间
2
a2
∫ ∫ l
=
a/2a/2
4 (x
+
y)δwdxdy
=
δ
w(a 3
+
a3)
=
σa 3 w
00
4
2
OLT最经济覆盖半径
• 当OLT覆盖范围为正方形时,对总投资求导,可在总投资最低时的OLT最经 济覆盖范围(或用户数)
– 考虑到实际规划时OLT覆盖范围不一定为规则正方形,也不存在坐标系, 因此定义OLT到最远用户的直线距离R为OLT的覆盖半径(即正方形对角 线长度的1/2 ),对于不同的用户密度,总投资最低时的OLT最经济覆盖 半径有如下参考值:
• 在不考虑FTTH的情况下,接入光缆网一般有两种分层结构
– 三层结构
– 两层结构
一般机楼
一般机楼
主干光节点
主干光缆
主干光节点
主干光缆
配线光节点 引入光节点
配线光缆 引入光缆
配线光缆
配线光节点
ODN网络分段定义
• ODN是指从OLT PON端口到 ONU之间的光纤链路 – ODN不是广义上的接入光 缆网,只在PON系统下才 有意义 – ODN网的馈线、配线和引 入光缆与接入光缆网的主 干、配纤、引入光缆之间 没有严格的一一对应关系
规划区面积30平方公里,用户密度10000户/平方公里 OLT覆盖半径与总投资的关系
半径及终局容量(规划建议值)为: 用户
可接受
最经济覆盖半
可接受
密度
最大值

最小值
• 由此可见,实际上OLT节点规划容
3000
3.4
量在一个较大范围内(-
6000
2.74
50%~+100%之间)波动时,对总
10000
2.24
OLT
分光器 用户引入点 ONU终端
馈线光缆
配线光缆 引入光缆
FTTH规模建设:接入光缆树形为主,小区层面要进行汇聚
• 出局光缆芯数需求大幅增长,树形结 构为主 – 在1:64分光比下,一个5万容量 的母局接入家庭客户所需接入光 缆约在1100芯左右 – 在全部实现FTTH的情况下,未 来接入光缆的出局芯数是现有接 入光缆芯数的2-4倍
用户密度(户/平方公里) 最经济覆盖半径(公里) OLT节点覆盖用户数(户)
500 4.08 16700
1000 3.49 24300
3000 2.42 35100
6000
10000
1.92
1.62
44200 52400
– 根据统计分析,直线距离是线路路由长度0.68倍
经济敏感性分析
• 接入光缆和设备的单位建设成本在 不同地区比较接近,当规划区面积 和用户密度一定时,总投资与OLT 覆盖半径之间的敏感性会影响OLT 节点覆盖范围的取值。
投资的影响不大(<10%)。
用户 密度
可接受 最大容量
2.42
1.91
1.61 最经济 容量
1.73
1.46
1.22 可接受 最小容量
3000
69339
35128
17952
6000
90064
43764
25571
10000
100322
51826
29759
OLT规划原则
• OLT的规划原则 – OLT节点应定位于汇聚以上网络节点,而不是作为接入设备使用。因此, 对于不同的OLT布局方案,即使整体投资相差不大,也应尽量集中设置 OLT节点。对于OLT节点的布局规划,在同等条件下,应更倾向于OLT集 中部署方案。 – OLT节点部署不应高于现有一般机楼,避免出现大量占用中继光缆纤芯的 情况;也不应低于干光节点,避免出现反向占用主干纤芯,导致纤芯方 向混乱的情况。 – OLT节点应选择机房条件好、管道路由丰富的现有一般机楼或综合接入机 房,原则上不应为OLT节点新建机房。 – 城市地区OLT节点应主要部署在现有的一般机楼。当一般机楼覆盖范围较 大时,可考虑OLT节点下移。下移的OLT节点FTTH终局容量应根据用户 密度覆盖2-4公里,终局容量在2-5万之间。对于用户密度较低的区域(如 城乡结合部),OLT规划容量最低不得低于1万用户。 – 农村地区应依托现有一般机楼、支局所部署OLT节点。由于农村用户分布 以点线形式分布为主,组网方式以FTTB/N为主,OLT节点的覆盖范围应 按照PON系统的最大传送距离进行规划。
城市接入光缆网建议按照三层结构 规划
– 用户光节点为光缆网络的末梢 节点,主要形态为建筑物内的 光缆交接箱/接头盒/用户接入 设备
– 配线光节点将多条引入光缆汇 聚后形成配线光缆上联至主干 光节点,主要形态为小区/路边 的光缆交接箱/接头盒
– 主干光节点将多条配线光缆汇 聚后形成主干光缆上联至中继 节点,主要形态为路边的光缆 交接箱/光交接间(接入网机房)
光交接点规划 主干光缆规划
规划OLT节点数量、位置、覆盖范围
规划每个片区的分光点数量 分光点上行的引入光缆芯数选择
规划光交接点数量、位置、覆盖范围 规划主干光节点数量、位置、收敛的配线节点 配线光节点上行的配线光缆芯数选择
规划主干光缆路由、纤芯配置和配纤方式
主要内容
• 接入光缆网及ODN网层次划分 • 接入光缆网规划思路和原则
• 纤芯需求 • 路由需求
• 引入光缆纤芯选择 – PON用户:按照每64家庭用户配置1芯 – 非PON用户:按照6-24芯选择
配线光节点规划原则
• 配线光节点在降低用户光缆建设投资中的作用 – 将多条小芯数光缆(6-24芯)汇聚为一条大芯数光缆(24芯以上),大芯数光缆 的纤芯公里造价低于小芯数光缆
一般机楼
L
总体投资分析
• 线路投资
– 假设每个OLT节点覆盖范 围为a*a的长方形
– 单个OLT覆盖范围内的光 缆总规模为L纤芯公里,则 光缆投资P=500*L
– 光缆总投资=P*S/(a*a)
• 机房投资
– 机房投资= 300000*S/(a*a)
• 总投资=
Y a
dy
dx
y
x
ab
Xwenku.baidu.com
M = Sσaw × 500 + S × 300000
• 基本原理 – 总投资=OLT机房投资+光缆 线路投资 – 根据总投资与OLT覆盖范围 的关系,求出投资最低时的 OLT覆盖面积
• 设定 – 规划区位正方形,边长为L公 里,面积为S平方公里 – PON用户密度为σ户/平方公 里 – 主干配线的收敛比为W – 主干造价为500元/纤芯公里 – OLT机房造价为30万元/个
0.3
6.1 8.2 10.4 13.0
300 0.2 14.9
城市每6-16个用 户节点即可设置
一个配线节点
– 城市城区内配线光节点的覆盖范围边长应为200-300米 – 郊区配线光节点的覆盖范围边长应为500-700米
主干光节点规划
• 主干光节点的作用 – 收敛大量配线光缆,降低建设成本 – 将端局和重要汇聚节点组环,可以为重要用户提供双路由保护
扁平结构有利于控制 线路衰耗
ODN网与接入光缆网没有一一对应,分光模式多样,光缆网 的节点定义不宜已分光器为主要参照
中继光节点
主 干 光 缆
主干光节点
配 线 光 缆
配线光节点
引 入 光 缆
用户光节点
FTTH FTTH FTTH FTTB/O
BRAS/汇聚交换机
小区 楼宇 用户家庭
OLT
分光器
MDU/SFU
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