基于微網(wǎng)格的一體化接入方案研究

陸威，白龍飛

（中國移動通信集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司山東分公司，濟(jì)南 250101）

綜合業(yè)務(wù)接入?yún)^(qū)作為面向全業(yè)務(wù)接入的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，能夠有效降低末端接入距離和接入時(shí)間，成為近年來運(yùn)營商的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)重點(diǎn)之一。但由于缺乏精細(xì)化管理的手段，綜合業(yè)務(wù)接入?yún)^(qū)的建設(shè)和使用仍存在覆蓋盲區(qū)梳理困難、光交光纜重復(fù)建設(shè)、末端業(yè)務(wù)接入不規(guī)范等問題。

微網(wǎng)格規(guī)劃解決了梳理覆蓋盲區(qū)、指導(dǎo)分纖點(diǎn)部署的問題，本文主要以微網(wǎng)格作為末端接入的最小單元，建立分纖點(diǎn)和末端光纜的需求測算模型，探討各類型微網(wǎng)格內(nèi)的一體化接入方案。

1 微網(wǎng)格概述

微網(wǎng)格是在綜合業(yè)務(wù)接入?yún)^(qū)的基礎(chǔ)上，將覆蓋范圍進(jìn)一步細(xì)分為多個(gè)覆蓋半徑為100～300 m、無縫銜接的區(qū)域，從而對業(yè)務(wù)區(qū)進(jìn)行精細(xì)化管理，如圖1所示。

微網(wǎng)格具有用戶群特征，不同特征的用戶應(yīng)劃分到不同的微網(wǎng)格，原則上一個(gè)微網(wǎng)格歸屬唯一的二級主干分纖點(diǎn)。2017年某省完成的微網(wǎng)格規(guī)劃，共對1 420左右個(gè)城區(qū)綜合業(yè)務(wù)接入?yún)^(qū)規(guī)劃了6.13萬個(gè)微網(wǎng)格，分為住宅小區(qū)、聚類市場、商務(wù)樓宇、獨(dú)立政企、大專院校、大型廠區(qū)、城中村、公共用地和待建空地9種類型，各類型微網(wǎng)格規(guī)劃數(shù)量和平均面積如圖2所示。

從圖2的數(shù)據(jù)可見微網(wǎng)格的覆蓋面積和用戶密度呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，可以分成3個(gè)梯隊(duì)：商務(wù)樓宇的用戶密度最高，平均面積為0.046 km2/個(gè)；住宅小區(qū)、獨(dú)立政企和聚類市場其次，平均面積為0.082～0.092 km2/個(gè)；其它微網(wǎng)格的用戶相對稀疏，平均面積為0.143～0.233 km2/個(gè)。

2 微網(wǎng)格類型和接入需求分析

通過微網(wǎng)格規(guī)劃，不但能夠梳理覆蓋盲區(qū)，指導(dǎo)二級分纖點(diǎn)部署和接入?yún)^(qū)優(yōu)化建設(shè)，而且能夠規(guī)范業(yè)務(wù)接入，統(tǒng)籌末端接入資源的建設(shè)和使用。將所有綜合業(yè)務(wù)接入?yún)^(qū)歸納成這9種類型的最小單元，對各類業(yè)務(wù)的計(jì)算方式進(jìn)行歸納和提煉，從而建立統(tǒng)一的需求測算模型。

2.1 住宅小區(qū)

圖1 綜合業(yè)務(wù)接入?yún)^(qū)和微網(wǎng)格示意圖

圖2 微網(wǎng)格規(guī)劃數(shù)據(jù)分析圖

住宅小區(qū)主要結(jié)合小區(qū)界限、規(guī)模、管道等因素分成一個(gè)或多個(gè)微網(wǎng)格，每個(gè)住宅小區(qū)微網(wǎng)格覆蓋戶數(shù)不超過1 500戶且二級分纖點(diǎn)至住宅樓的平均接入距離在200 m以內(nèi)，和住宅樓緊鄰的沿街商鋪、幼兒園、小學(xué)可納入相應(yīng)的小區(qū)微網(wǎng)格。

住宅小區(qū)內(nèi)的業(yè)務(wù)需求主要有：

（1） 有線寬帶：為住戶和商鋪提供的互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)，主要采用FTTH接入。

（2） 集客專線：為住宅小區(qū)內(nèi)的中小學(xué)、銀行網(wǎng)點(diǎn)等客戶提供的互聯(lián)網(wǎng)專線和數(shù)據(jù)專線。

（3） 無線基站：主要有拉遠(yuǎn)站、微站、室分和皮飛站。拉遠(yuǎn)站用于室外廣覆蓋，微站用于室外補(bǔ)盲和熱點(diǎn)容量提升，室分一般覆蓋地下車庫、電梯，皮飛站作為室分的補(bǔ)充覆蓋手段，用于解決特定場景的弱覆蓋和盲區(qū)。

2.2 聚類市場

聚類市場微網(wǎng)格包含專業(yè)市場和沿街商鋪兩種形態(tài)。專業(yè)市場是相同系列的專業(yè)店、專賣店高度聚集的室內(nèi)商業(yè)場所，如建材市場、服裝批發(fā)市場、科技市場等，一個(gè)專業(yè)市場原則上劃為一個(gè)微網(wǎng)格，大型專業(yè)市場可建筑分布、用戶規(guī)模劃分為多個(gè)微網(wǎng)格。沿街商鋪根據(jù)布局和道路進(jìn)行劃分微網(wǎng)格，各商鋪獨(dú)門獨(dú)戶。

聚類市場內(nèi)的業(yè)務(wù)需求主要有：（1） 有線寬帶：為聚類市場商鋪提供的互聯(lián)網(wǎng)接入。（2） 集客專線：聚類市場內(nèi)的集客專線潛在用戶有銀行網(wǎng)點(diǎn)、視頻監(jiān)控、小型政企客戶等。

（3） 無線基站：專業(yè)市場內(nèi)無線用戶密度高、容量需求較大，一般采用微蜂窩室分覆蓋；沿街商鋪的室內(nèi)外的弱覆蓋一般會建設(shè)少量的微站和皮飛站。

2.3 商務(wù)樓宇

商務(wù)樓宇包括由多家不同單位承租的寫字樓、城市綜合體等，沒有統(tǒng)一的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，業(yè)務(wù)需求以集客專線和無線室分為主。通過同一個(gè)室外分纖點(diǎn)接入、平均接入距離在200 m以內(nèi)的若干相鄰商務(wù)樓宇可劃分為一個(gè)微網(wǎng)格，需按厚覆蓋標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)的商務(wù)樓宇單獨(dú)作為一個(gè)微網(wǎng)格。

相比專業(yè)市場的用戶以商鋪為主，商務(wù)樓宇的用戶以企事業(yè)單位為主，數(shù)據(jù)專線業(yè)務(wù)占比較高，且隨單位入駐、搬遷，業(yè)務(wù)數(shù)量和類型變動性較大。

2.4 獨(dú)立政企

在對獨(dú)門獨(dú)戶的政企單位（不含在商務(wù)樓宇或沿街商鋪微網(wǎng)格范圍內(nèi)）劃分微網(wǎng)格時(shí)，分為兩種情況：小型企業(yè)和縣級以下的機(jī)關(guān)、事業(yè)單位，在平均接入距離200 m以內(nèi)的前提下合設(shè)一個(gè)微網(wǎng)格，通過室外光交進(jìn)行覆蓋；需保證業(yè)務(wù)開通時(shí)限和用戶感知，尤其是行政中心、大型企業(yè)的省級中心等應(yīng)單獨(dú)配置接入資源。

相比商務(wù)樓宇，獨(dú)立政企客戶一般有客戶自行維護(hù)的機(jī)房和內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，但也會存在一個(gè)樓宇內(nèi)多個(gè)行政機(jī)構(gòu)的專線需分別接入。

2.5 大專院校

原則上每個(gè)大專院校為一個(gè)獨(dú)立的微網(wǎng)格，對于大型院校，也可適當(dāng)按照市政道路分割、功能區(qū)塊（如宿舍區(qū)、家屬院、教學(xué)區(qū)、商業(yè)區(qū)等）劃分為若干個(gè)微格。大專院校內(nèi)的業(yè)務(wù)需求主要有：

（1） 數(shù)據(jù)專線：主要為校園網(wǎng)、教育網(wǎng)等專網(wǎng)提供互聯(lián)。

（2） 有線寬帶：主要用于接入教職工宿舍、校園商鋪等，學(xué)生宿舍寬帶一般通過校園網(wǎng)接入互聯(lián)網(wǎng)。

（3） 無線室分：覆蓋目標(biāo)包括教學(xué)樓、宿舍樓等建筑。目前新建的WLAN很少直接接入到運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)，一般接入到校園網(wǎng)。

2.6 大型廠區(qū)

大型廠區(qū)指綜合業(yè)務(wù)接入?yún)^(qū)覆蓋范圍內(nèi)的占地面積較大的工礦企業(yè)，對于廠區(qū)內(nèi)的家屬區(qū)應(yīng)按住宅小區(qū)微網(wǎng)格單獨(dú)劃分。大型廠區(qū)一般只有少量辦公樓需要專線接入，無線需求通過一兩個(gè)基站進(jìn)行室外廣覆蓋，個(gè)別存在弱覆蓋的辦公樓可能需建設(shè)室分。視頻監(jiān)控在客戶內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)范圍內(nèi)，運(yùn)營商一般不參與建設(shè)。

2.7 城中村

城中村指城區(qū)或郊區(qū)未經(jīng)城市化改造的居民區(qū)，業(yè)務(wù)形態(tài)和住宅小區(qū)相似，但用戶相對稀疏、拆遷可能性較大。城中村的建筑類型以1～3層的低層住宅為主，業(yè)務(wù)需求主要為有線寬帶，如設(shè)有村委、衛(wèi)生站等機(jī)構(gòu)會有少量專線需求。

2.8 公共用地和待建空地

公共用地包括公園、景區(qū)、廣場等空曠場所，接入需求主要為無線室外覆蓋、視頻監(jiān)控；待建空地指城區(qū)拆遷區(qū)域或城鄉(xiāng)結(jié)合部、工業(yè)園區(qū)中的未開發(fā)區(qū)域。這兩種類型的微網(wǎng)格一般業(yè)務(wù)稀疏或面臨市政拆改，不宜提前配置接入資源，因此在本文中不考慮一體化接入方案。

3 一體化接入方案

3.1 建設(shè)思路和測算模型

一體化接入方案主要考慮以下3個(gè)方面。

(1) 微網(wǎng)格上聯(lián)：滿足微網(wǎng)格內(nèi)全業(yè)務(wù)接入需求，對二級分纖點(diǎn)和二級主干光纜進(jìn)行一步到位的建設(shè)，避免頻繁擴(kuò)容。二級分纖點(diǎn)容量應(yīng)根據(jù)長期需求考慮冗余，當(dāng)計(jì)算結(jié)果接近臨界值時(shí)應(yīng)提檔。

(2) 微網(wǎng)格內(nèi)部：有線寬帶優(yōu)先采用二級分光方式，用戶密度較高的場景，一、二級分光比為1：4＋1：16；用戶密度較低的場景，一、二級分光比為1：8＋1：8。互聯(lián)網(wǎng)專線采用一級分光，分光比為1：8，分光器設(shè)置在二級分纖點(diǎn)內(nèi)。皮飛站采用一級分光， 分光比為1：32，分光器設(shè)置在二級分纖點(diǎn)內(nèi)，也可利用現(xiàn)有分光器的空余端口。如采用無源波分，合分波器設(shè)置在二級分纖點(diǎn)內(nèi)。

(3) 管線資源和上層網(wǎng)絡(luò)：管道方式敷設(shè)的多條光纜，同路由段落應(yīng)考慮合纜。為減少管道資源占用，并考慮將來C-RAN接入需求，新建二級主干光纜原則上不少于48芯。當(dāng)需求超過72芯時(shí)應(yīng)考慮PTN下沉或無源波分等方式減少對綜合業(yè)務(wù)接入?yún)^(qū)主干纖芯的占用，否則光纜應(yīng)直達(dá)匯聚機(jī)房。

根據(jù)目前各類型業(yè)務(wù)采用的接入技術(shù)，微網(wǎng)格的引入光纜和二級主干光纜纖芯需求測算模型如表1所示。

引入光纜根據(jù)各類型業(yè)務(wù)的數(shù)量，直接采用上表中的測算方式計(jì)算。二級主干光纜對各類業(yè)務(wù)纖芯需求分別計(jì)算、取整，合計(jì)后乘以冗余系數(shù)（建議按1.2計(jì)?。垂饫|標(biāo)稱芯數(shù)向上取值。二級分纖點(diǎn)按引入光纜纖芯需求×冗余系數(shù)＋二級主干光纜容量，按光交標(biāo)稱容量向上取值，不小于144芯。

表1 微網(wǎng)格光纜纖芯需求測算表

3.2 典型場景測算分析

以下例舉兩個(gè)典型的微網(wǎng)格場景，按照上述模型進(jìn)行測算和驗(yàn)證。

3.2.1 住宅小區(qū)微網(wǎng)格

某高層住宅小區(qū)微網(wǎng)格的業(yè)務(wù)需求如圖3所示。

該場景有線寬帶用戶較為密集，分光比采用1：4＋1：16；數(shù)據(jù)專線、微站采用PTN接入，拉遠(yuǎn)站、室分RRU通過光纖拉遠(yuǎn)連至信源站。根據(jù)表2的模型進(jìn)行測算，該微網(wǎng)格的引入光纜纖芯需求測算結(jié)果如表2所示。

圖3 住宅小區(qū)接入示意圖

表2 住宅小區(qū)引入光纜測算表

二級主干光纜容量測算：（1 500/53+2/8＋4×2＋ 3×2＋ 12×2＋ 2×2＋ 8/32）×1.2＝ 87.6，按標(biāo)稱容量向上取值為96芯。

二級分纖點(diǎn)容量測算：228×1.2＋96＝369.6，按標(biāo)稱容量向上取值為576芯。

3.2.2 商務(wù)樓宇微網(wǎng)格

某商務(wù)樓宇微網(wǎng)格的業(yè)務(wù)需求如圖4所示。

該微網(wǎng)格的二級分纖點(diǎn)優(yōu)先設(shè)置在弱電機(jī)房、進(jìn)線室或靠近弱電井的位置，每1～3層設(shè)置光纜配線箱，和室分RRU靠近安裝，統(tǒng)一接入該樓層的用戶光纜。數(shù)據(jù)專線、拉遠(yuǎn)站和室分考慮光纖直驅(qū)、PTN接入設(shè)備下沉和無源波分三種方案。二級主干光纜和二級分纖點(diǎn)容量測算結(jié)果如下。

（1） 光纖直驅(qū)：二級主干光纜需144芯，二級分纖點(diǎn)需576芯。

（2）PTN下沉：數(shù)據(jù)專線、拉遠(yuǎn)站和室分接入到樓宇內(nèi)新增的PTN設(shè)備，PTN 設(shè)備組網(wǎng)上聯(lián)需4芯；二級主干光纜需48芯，二級分纖點(diǎn)需576芯。

（3）無源波分：目前無源波分收斂比最高為1：18，有線寬帶上聯(lián)考慮到插損仍采用光纖直驅(qū)；二級主干光纜需48芯，二級分纖點(diǎn)需576芯。

圖4 商務(wù)樓宇接入示意圖

上述3種方案對比可見：采用PTN下沉和無源波分可大大節(jié)省二級主干光纜纖芯，但二級分纖點(diǎn)容量需求主要來自商務(wù)樓宇內(nèi)部的層間光纜成端。對一棟大型商務(wù)樓宇單獨(dú)劃分的微網(wǎng)格，首選PTN下沉方式，除了節(jié)省二級主干光纜纖芯，能更靈活的應(yīng)對數(shù)據(jù)專線接入的數(shù)量和端口類型；由多個(gè)小型商務(wù)樓宇合設(shè)的微網(wǎng)格，二級分纖點(diǎn)一般設(shè)置在室外，首選無源波分方式。

3.3 小結(jié)

以往的接入方案往往只考慮各自項(xiàng)目的覆蓋目標(biāo)和業(yè)務(wù)需求，造成進(jìn)小區(qū)或樓宇敷設(shè)多條小芯數(shù)光纜或設(shè)置多個(gè)小容量光交，不但整體投資效益低，而且?guī)碚加眠^多管線資源、增加協(xié)調(diào)難度和資源管理難度等問題。采用一體化接入的微網(wǎng)格預(yù)計(jì)整體投資能降低15%～35%，而且后續(xù)的需求將實(shí)現(xiàn)快速接入，有效提升用戶感知。從長遠(yuǎn)來看，基于微網(wǎng)格推進(jìn)一體化接入，能夠使末端接入網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)趨于清晰、易于管理。

4 結(jié)束語

微網(wǎng)格是為對綜合業(yè)務(wù)接入?yún)^(qū)進(jìn)行精細(xì)化管理的方式，但最終目的是通過一體化接入規(guī)范末端接入的建設(shè)和使用。除了合理可行的方案，還需要各項(xiàng)目協(xié)同考慮，從立項(xiàng)、建設(shè)到維護(hù)實(shí)行閉環(huán)管理，并借助信息化手段實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)需求和接入資源的精確匹配，推動一體化接入的落地。

(1) 立項(xiàng)統(tǒng)籌考慮：有線寬帶、集客接入等項(xiàng)目立項(xiàng)同時(shí)，核實(shí)微網(wǎng)格資源條件，如不具備應(yīng)同步立項(xiàng)解決；結(jié)合城區(qū)建設(shè)，更新微網(wǎng)格規(guī)劃資料，適度提前覆蓋和擴(kuò)容潛在用戶較多的微網(wǎng)格。

(2) 建設(shè)階段落地：接入設(shè)計(jì)方案根據(jù)微網(wǎng)格選擇上聯(lián)的二級分纖點(diǎn)，考慮全業(yè)務(wù)接入需求，貫徹一體化接入原則；建成情況在信息化平臺中更新，及時(shí)投產(chǎn)使用，避免重復(fù)建設(shè)。

(3) 完善啞資源管理：在信息化平臺上維護(hù)微網(wǎng)格資料，各部門的需求達(dá)成一致，確保立項(xiàng)、建設(shè)、使用等環(huán)節(jié)信息對稱、口徑一致。

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