光傳輸網(wǎng)規(guī)劃中光纜芯數(shù)及光纖類型確定的影響因素

    1　背景提出

    近年來，我國電信網(wǎng)呈現(xiàn)出飛速發(fā)展的趨勢，電信業(yè)務(wù)量持續(xù)高速增長，電信網(wǎng)的規(guī)模已居世界第一位，作為電信網(wǎng)之基礎(chǔ)的光傳輸網(wǎng)的發(fā)展也突飛猛進(jìn)。

    光傳輸網(wǎng)是電信網(wǎng)的基礎(chǔ)，其規(guī)劃的合理性是電信網(wǎng)建設(shè)的重中之重。目前，在光傳輸網(wǎng)的建設(shè)中，傳輸設(shè)備與光纜線路是兩個(gè)基本要素，其中光纜線路系統(tǒng)的規(guī)劃尤其重要，這是由光纜線路系統(tǒng)的特殊性決定的。一是光纜線路系統(tǒng)服務(wù)年限較長，一般在l5～20年；二是光纜線路系統(tǒng)敷設(shè)起來非常困難，傳輸設(shè)備可通過升級(jí)或更新來適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)需求，而光纜線路系統(tǒng)一旦敷設(shè)完畢則很難進(jìn)行大規(guī)模變動(dòng)；三是光纜線路系統(tǒng)一次性投資很大，在綜合建設(shè)成本中占有較高的比重。因此，在光傳輸網(wǎng)的規(guī)劃建設(shè)中，必須要進(jìn)行認(rèn)真細(xì)致的規(guī)劃工作，必須要考慮光纜線路在未來l5～20年壽命期是否仍能滿足傳輸容量和速率發(fā)展的需要，以建設(shè)一個(gè)結(jié)構(gòu)合理、靈活安全、能充分適應(yīng)未來發(fā)展需要的光纜線路網(wǎng)絡(luò)。

    2　相關(guān)影響因素分析

    光傳輸網(wǎng)規(guī)劃中光纜芯數(shù)及光纖類型的確定是一個(gè)較為復(fù)雜的預(yù)測過程，要以傳輸需求預(yù)測和傳輸點(diǎn)的分布為基礎(chǔ)來進(jìn)行。由于光纜的服務(wù)年限較長，而種種因素的限制作用對(duì)預(yù)測的準(zhǔn)確性和可操作性影響較大(尤其是對(duì)中遠(yuǎn)期)，因此，有必要將所能考慮到的影響光傳輸網(wǎng)規(guī)劃中光纜芯數(shù)及光纖類型的確定因素逐一列出并分析。

    2.1傳輸網(wǎng)等級(jí)

    我國電信傳輸網(wǎng)基本分為三級(jí)，即國家一級(jí)干線(省際)傳輸網(wǎng)、省二級(jí)干線傳輸網(wǎng)和本地傳輸網(wǎng)。對(duì)應(yīng)的光纜線路也分為三級(jí)，即一級(jí)干線光纜、二級(jí)干線光纜和本地網(wǎng)光纜。本地傳輸網(wǎng)又可分為本地骨干層傳輸網(wǎng)和本地接入層傳輸網(wǎng)。一級(jí)干線、二級(jí)干線、本地骨干層傳輸系統(tǒng)的傳輸距離長、系統(tǒng)速率高，目前基本上都有波分應(yīng)用；本地接入層傳輸網(wǎng)的傳輸距離相對(duì)較短、系統(tǒng)速率不高，目前波分應(yīng)用較少。因此，根據(jù)傳輸網(wǎng)的等級(jí)基本可確定光纖類型的選用。

    ITU—T按照零色散波長和截至波長位移與否將單模光纖分為G.652，G.653，G.654，G.655等，其中：G.652，G.655光纖在目前工程中普遍采用。各類光纖的主要性能與應(yīng)用特點(diǎn)如下：

    (1)G.652光纖(非色散位移單模光纖)

    常規(guī)單模光纖是1310nm波長性能最佳單模光纖，當(dāng)前使用最為廣泛，主要應(yīng)用在1310nm波長區(qū)開通長距離622Mbit／s及其以下系統(tǒng)，在1550nm波長區(qū)開通2.5Gbit／s或N×2.5Gbit／s波分復(fù)用系統(tǒng)。

    低水峰單模光纖(全波光纖)，優(yōu)點(diǎn)是工作波長范圍寬，達(dá)到1280～1625nm，主要用于密集波分復(fù)用的城域網(wǎng)的傳輸系統(tǒng)，可提供l20個(gè)或更多的可用信道。

    (2)G.653光纖(色散位移單模光纖)

    1550nm波長性能最佳單模光纖，是將零色散波長由1310nm移到最低衰減的1550nm波長區(qū)的單模光纖。它在1550nm波長區(qū)，不僅具有最低衰減特性，而且是零色散波長，因此這種光纖主要用于l550nm波長區(qū)開通長距離l0Gbit／s及其以上系統(tǒng)。但由于工作波長零色散區(qū)的非線性影響，會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的四波混頻效應(yīng)，不支持波分復(fù)用系統(tǒng)，故僅用于單信道高速率系統(tǒng)，如單信道幾千公里海底系統(tǒng)和長距離陸地干線。由于目前新建或改建的陸地大容量光纖傳輸系統(tǒng)均為波分復(fù)用系統(tǒng)，故G.653光纖應(yīng)用很少。

    (3)G.654光纖(截至波長位移單模光纖)

    1550nm波長衰減最小單模光纖，制造特別困難，價(jià)格十分昂貴，故很少使用。主要應(yīng)用在遠(yuǎn)距離無需插入有源器件的無中繼海底光纖通信系統(tǒng)，陸地傳輸一般不采用。

    (4)G.655光纖(非零色散位移單模光纖)

    它同時(shí)克服了G.652光纖在1550nm波長色散大和G.653光纖在1550nm波長產(chǎn)生的非線性效應(yīng)不支持波分復(fù)用系統(tǒng)的缺點(diǎn)。主要用于1 5 50nm波長區(qū)開通10Gbit／s及其以上的波分復(fù)用高速傳輸系統(tǒng)。

    光纖類型的選用最終與傳輸系統(tǒng)的傳輸距離、系統(tǒng)速率及波分應(yīng)用有關(guān)。

    2.3使用壽命

    當(dāng)前，光纖使用壽命期通常按15～20年考慮。

 

 

    2.4傳輸組網(wǎng)方案

    傳輸組網(wǎng)的依據(jù)是光纜線路的具體物理路由，以及在此基礎(chǔ)上傳輸節(jié)點(diǎn)的分布、距離、設(shè)置、等級(jí)、速率、網(wǎng)絡(luò)安全等。不同的傳輸組網(wǎng)方案將直接影響到光纜芯數(shù)的選擇。例如網(wǎng)絡(luò)安全方面SDH自愈環(huán)保護(hù)的方式可采用二纖單向通道倒換環(huán)、二纖雙向復(fù)用段倒換環(huán)和四纖雙向復(fù)用段倒換環(huán)；兩個(gè)SDH環(huán)相交重合部分可采用共享光纖虛擬保護(hù)環(huán)或獨(dú)立光纖保護(hù)環(huán)等等。

    另外，考慮不同等級(jí)傳輸網(wǎng)光纜長距離相同路由地段的光纜建設(shè)要避免重復(fù)投資，可采用在建設(shè)干線光纜時(shí)將本地網(wǎng)光纖需求考慮進(jìn)去，將來本地網(wǎng)使用時(shí)可在就近干線光纜接頭處開口取纖。如此，則干線光纜的芯數(shù)將加大。

    2.5傳輸業(yè)務(wù)服務(wù)對(duì)象

    不同的傳輸業(yè)務(wù)服務(wù)對(duì)象也將影響到光傳輸網(wǎng)規(guī)劃中光纜芯數(shù)的確定，以蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)為例，它的傳輸業(yè)務(wù)服務(wù)對(duì)象有宏蜂窩基站、微蜂窩基站、光纖直放站、數(shù)據(jù)接入點(diǎn)等。由于服務(wù)對(duì)象的不同，其傳輸組網(wǎng)接入方式也將不同。如微蜂窩基站一般不配備蓄電池組，為保證傳輸網(wǎng)運(yùn)行安全不受斷電影響，一般不將微蜂窩基站的傳輸納入SDH環(huán)中，而是單獨(dú)占用2芯光纖開通鏈型系統(tǒng)；光纖直放站屬于光纖直連方式，需要單獨(dú)占用2芯光纖至對(duì)端基站。根據(jù)上述傳輸服務(wù)對(duì)象的不同類別，即可確定每一段光纜的芯數(shù)。另外光纜芯數(shù)的確定還應(yīng)考慮到出租光纖數(shù)量，備用光纖數(shù)量等。

    2.6敷設(shè)方式

    光纜的敷設(shè)方式主要有管道敷設(shè)、直埋敷設(shè)、架空敷設(shè)。不同的敷設(shè)方式對(duì)將來光纜線路擴(kuò)容建設(shè)的快速性和靈活性由低到高的影響次序?yàn)椋褐甭穹笤O(shè)、架空敷設(shè)、管道敷設(shè)。光纜線路擴(kuò)容的快速性和靈活性高，則對(duì)光纜芯數(shù)的預(yù)測可相對(duì)保守些，但應(yīng)考慮管道資源昂貴且有限。

    2.7經(jīng)濟(jì)發(fā)展

    當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展水平與速度將直接影響光傳輸網(wǎng)規(guī)劃中光纜芯數(shù)及光纖類型的確定。從我國的國情與未來發(fā)展需要看，我國東部發(fā)達(dá)地區(qū)的新干線建設(shè)將逐漸轉(zhuǎn)向以l0Gbit／s速率及其以上為基礎(chǔ)的波分復(fù)用系統(tǒng)，在這種情況下，采用G.655光纖系統(tǒng)的成本將比采用傳統(tǒng)G.652光纖系統(tǒng)的成本低得多。同時(shí)，我國又是一個(gè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展高度不平衡的國家，我國西部地區(qū)的通信業(yè)務(wù)需求在很長時(shí)間內(nèi)都難以趕上東部地區(qū)，因而采用以2.5Gbit／s速率為基礎(chǔ)的波分復(fù)用系統(tǒng)，將足以滿足相當(dāng)長時(shí)間的干線業(yè)務(wù)需求。在這一速率前提下，采用G.655光纖的必要性和緊迫性就沒有那么強(qiáng)。同樣發(fā)達(dá)地區(qū)的通信需求大，其本地網(wǎng)光纜芯數(shù)的需求也較西部地區(qū)大。

    2.8未來新技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展

    通信技術(shù)的發(fā)展日新月異，在不久的將來，隨著全光網(wǎng)絡(luò)、光傳送網(wǎng)、光因特網(wǎng)等新技術(shù)的普及和應(yīng)用，光傳輸網(wǎng)的格局將發(fā)生變化，但全光網(wǎng)絡(luò)、光傳送網(wǎng)、光因特網(wǎng)等新技術(shù)的傳輸物理媒介仍然是光纖，所以，光傳輸網(wǎng)規(guī)劃中光纜芯數(shù)、類型的確定必須考慮到未來新技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展。

    2.9經(jīng)濟(jì)性

    光纜線路系統(tǒng)一次性投資很大，在綜合建設(shè)成本中占有較高的比重。在光纜芯數(shù)、光纖類型的確定時(shí)，必須考慮建設(shè)項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性。一方面盲目追求光纜系統(tǒng)的大芯數(shù)配置或G.655光纖的應(yīng)用將使光纜線路系統(tǒng)建設(shè)投資過大，過多浪費(fèi)閑置光纖資源。另一方面對(duì)未來發(fā)展估計(jì)不足，僅僅考慮目前網(wǎng)絡(luò)需求及節(jié)約建設(shè)投資，待光纖資源不能滿足業(yè)務(wù)發(fā)展需要時(shí)，光纜線路系統(tǒng)的擴(kuò)容建設(shè)的成本會(huì)十幾倍、幾十倍地增加。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市規(guī)劃體制的完善，光纜線路系統(tǒng)(利用現(xiàn)有管道資源建設(shè)除外)建設(shè)用地成本會(huì)越來越高。

    3　總結(jié)

    通過以上論述，可以看出光傳輸網(wǎng)規(guī)劃中光纜芯數(shù)及光纖類型的確定是一個(gè)較為復(fù)雜的預(yù)測、決策過程，預(yù)測的準(zhǔn)確性、合理性、前瞻性、經(jīng)濟(jì)性對(duì)促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，提高通信企業(yè)的競爭力及降低運(yùn)營成本有著舉足輕重的影響。