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主干光缆线路环形与树形组网结构的优缺点

一丁一卯 2019-08-10 22:10 发文

上篇文章提到,主干光缆线路的组网结构一般分为:环形、树形和星形;主干光缆采用星型组网结构时,从业务汇聚点至每个主干光交的光缆都是独立的,这就需要占用更多敷设资源,所以,主干光缆线路主要采用环形和树形组网结构。


那么,采用环形和树形组网有什么区别呢?以下从投资、网络可靠性、灵活性等方面进行比较分析。


01 工程投资


为方便比较,我们将同一区域分别采用环形和树形两种组网方式(如图1所示)进行对比,图1中的上、下部分分别为环形和树形组网的光缆路由示意图。 

图1

图1中,每个光交的位置均相同、分配纤芯均为72芯,业务汇聚点的出局光缆均为288芯,总纤芯预留均为72芯;除业务汇聚点附近的光交外,相邻主干光交的距离均为700米(当前大中型城市主干光交的平均间距)。


投资造价按2018年中部省份的市场价进行了估算,结果如下:

采用环形结构时,总造价约超出树形结构34.5%,一个长度5km的288芯光缆环投资要多出约7.5万元。

 

02 网络可靠性


主干光缆采用环形结构时,纤芯被分成了独享、共享光纤,能支持环形和星型设备组网拓扑,而树形结构只能支持星型组网拓扑。


当设备采用环形拓扑组网时,由于可以对链路进行保护,很多重要的业务接入都采用了环形组网结构,如宏基站、数据专线等。不过,光缆从主干光交布放到这些业务节点通常只是一条支链,中间一般还需要经过配线光交,如图2所示。

图2

这种情况下,当主干光缆发生故障时,电路是可以保护的;但从主干光交到业务节点段的配线/引入光缆发生故障就没有保护了。而主干光缆发生故障的几率又比配线/引入光缆低得多,所以,利用主干光缆的环形结构做保护的作用是十分有限的;而且,随着RAN(无线接入网)向CRAN演进,主干光缆采用环形结构的必要性也越来越弱。

 

03 链路衰耗


ODN光链路主干段的衰耗是随主干段光纤链路长度增加而增加的,到业务汇聚点传输距离最远的主干光交处传输衰耗最大。


当主干光缆采用树形结构时,到业务汇聚点传输距离最远的主干光交就是线路最末梢的光交,传输距离为2500米。


当主干光缆采用环结构时,由于主干光交内的直通纤芯有一半是顺时针直达业务汇聚点,另一半是逆时针直达业务汇聚点的,所以,到业务汇聚点传输距离最远的主干光交也就是距离业务汇聚点最近处的主干光交,如图3所示,传输距离为4600米。

图3

所以,采用环形结构时,越是距离业务汇聚节点距离近的主干光交所接入的用户,链路的衰耗越大。

 

04 网络灵活性


尽管在光缆中预留的纤芯资源,在后期很难再使用,但在新建主干光缆线路时,我们还是习惯在光缆中预留纤芯。


当主干光缆采用树形结构时,预留的纤芯只能在预留点至业务汇聚点之间的光缆段落中启用;如图4中,J02处预留了72芯,该预留纤芯在“J02-J01-业务汇聚点”的段落可以启用,在其他光缆段落则不能使用。

图4


当主干光缆采用环形结构时,预留的纤芯则在主干光缆环路由中的任一段落都可以启用;如图5中的主干环中预留了#217~#251纤芯,该预留纤芯在“业务汇聚点-J01-J02-J03-J04-J05-J06-业务汇聚点”的任一段落都可以启用。

图5

树形结构中预留的纤芯,只有一端进行了成端,其传输指标只能采用OTDR测试,实际工程中往往不测试,因而该纤芯可用率往往不足30%;而环形结构中预留的纤芯,在业务汇聚点是全成端的,该纤芯的可用率一般超过70%。

 

05 工程实施与管理


环形结构由于只采用一种型号的光缆,所以在材料采购、光缆配盘、光缆布放中都比较方便,施工中光缆浪费也比较少。


树形结构由于涉及多种芯数的光缆,所以材料采购、光缆配盘、光缆布放要相对麻烦点;而且每种光缆的长度均比较短,在管道中进行布放时,因长度与管道段长不匹配而导致的浪费也较大。


主干光缆采用环形结构时,一个业务汇聚点就那么几个光缆环,每个环的光缆芯数也基本一样,好像也好管理点。而采用树形结构时,出局光缆的芯数可能就复杂得多了。

 

06管道资源的占用


从图1中可以看出,环形结构的管孔资源占用率要比树形结构高15%左右。随着综合业务区覆盖面积的减小,一个综合业务区内的管道资源往往难以使主干光缆成环,为了使主干光缆成环,往往需要通过相邻综合业务区的管道布放主干光缆,从而使主干光缆的长度增加。在当前的实际工程中,环形结构的管孔占用率要比树形结构高20%以上。

 

07 写在最后


主干光缆采用环形组网为主一直是CMCC一贯的做法,而CTCC则以树形为主;但CTCC最近则提出主干光缆向环形结构演进的要求。


在主干光缆芯数以144芯为主,综合业务接入区内的管道路由足以使光缆成环的前提下,主干光缆采用环形结构有其一定的优势。但随着RAN向CRAN演进、主干光缆芯数越来越大、综合业务接入区面积变小的情况下,主干光缆采用环形结构可能并不是好的选择。

 

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图/文:老丁头;审阅:CMAH 黄元海;投资估算:Vxin王施伟

一丁一卯,专注于通信管线和宽带接入工程技术交流与分享

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