半有源波分技术在集团客户专线接入场景的应用与实践

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2023-08-23 15:25
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电信运营商集团客户专线业务是为集团客户提供接入或数据传送的业务,根据应用类型主要分为互联网专线、数据专线、VPN(Virtual Private Network,虚拟专用网络)专线、语音专线等。其中,数据专线业务依托运营商丰富的传输网络资源,向企事业单位提供数字电路的租用和维护服务。另外,互联网专线、VPN专线和语音专线业务虽首选PON(Passive Optical Network,无源光纤网络)接入方 案,但在面对大带宽业务或高业务保障等级业务时,仍需优先采用传输网络资源进行接入。

现有传输网络资源情况

目前电信运营商的传输网络资源主要有SDH(Synchronous Digital Hierarchy,同步数字体系)、 PTN(Packet Transport Network,分组传送网)、OTN (Optical Transport Network,光传送网)等。根据集团客户业务类型及业务保障等级不同,存在某个商务楼宇、园区, 甚至某个客户采用多种传输网络资源的混合接入的情况。而传输网络接入的特点是点对点接入,即每条专线需通过一芯或两芯光纤从客户侧端到端跳纤至移动传输设备,且无法使用前期PON覆盖资源开通。

某商务楼宇为集团客户较为密集的区域,存在多个金融客户、政府客户、互联网企业客户业务,且客户业务通过不同传输网络接入。因此,需从各客户所在楼层新放一根或多根光缆至运营商传输机房。一方面,该接入方案将导致运营商工程施工成本增加、光缆资源消耗严重、业务开通效率降低、纤芯管理混乱、维护及排障困难等一系列问题的出现。另一方面,部分区域因物业协调难度大、入局管道封死等问题无法放置新光缆,导致业务开通受阻。因此,如何提高现有光缆资源利用率、提升纤芯承载能力,是集团客户专线业务接入面临的 重要问题。

为解决该问题,中国移动杭州分公司启动了半有源波分技术应用于集团客户专线接入场景的研究和部署工作,提出了半有源CWDM(Coarse WDM,粗波分复用)网络接入方案。 该方案可利用商务楼宇中前期已建设的PON覆盖资源开通传输接入业务,提升光纤资源利用率,缩短业务开通时长。

半有源CWDM网络接入方案及组网架构 

CWDM技术 

WDM(Wavelength Division Multiplexing,波分复 用)技术将整个波长频段划分为若干个波长范围,每路信号 占用一个波长范围进行传输,从而提升光纤的传输容量, 提高光纤资源的利用效率。WDM技术又分为CWDM和 DWDM(Dense WDM,细波分复用)技术,而DWDM波 段数量多、成本高,相比之下,CWDM技术更适合在接入网使用。传统的无源CWDM技术已在5G C-RAN(CloudRadio Access Network,云无线接入网络)基站前传场景得到大量应用,但因其存在缺乏合分波器波道利用率管理手段、光功率维护监控依赖传输设备、无主备光缆线路保护倒 换能力等问题,在集团客户专线业务接入上较为少见。而基于CWDM技术的半有源波分方案,可以更好地解决传统无源CWDM技术存在的问题。

半有源CWDM网络接入硬件架构 

半有源CWDM网络的硬件架构由局端彩光模块、局端有源CWDM合分波器、远端彩光模块、远端无源CWDM合分波器和中间传输线路组成,如图1所示。

在运营商机房侧,将局端彩光模块安装在传输设备上,每个不同波长的彩光模块对应1条集团客户专线业务,承载n条 专线业务的光信号通过n根纤芯接入到局端有源CWDM合分波器后,合成1路光信号通过主干光缆传输至客户侧(商务楼宇)的无源CWDM合分波器,由其分出n路光信号,分别连接到不同专线业务的接入设备,并在接入设备采用对应波长的彩光模块,从而实现专线业务的端到端开通。同时,局端有源合分波器可自动向网管服务器上报各专线的局端设备和远端设备之间的所有连接关系、线路状态、光模块参数以及端口收发 光、端口资源情况等信息,极大方便专线施工和后期运维。

半有源CWDM网络的保护方式 

线路“1+1”保护:局端有源CWDM合分波板卡及远端无源合分波器具备主备保护功能,通过2个不同路由光缆组网,主用路由发生故障时自动倒换至备用路由,可实现线路 “1+1”保护。

业务“双归属”保护:客户侧新增一套传输设备,通过2个不同方向的无源CWDM网络接入至2个传输上联机房,某 方向发生故障时通过传输网络的自愈保护功能自动倒换至另一方向,实现业务“双归属”保护。

半有源CWDM网络的覆盖建设

半有源CWDM网络的覆盖建设取决于覆盖半径和覆盖客户数量,其中,覆盖半径一般为5~10km。网络覆盖可充分利用前期已建设的PON网络光缆资源,仅需完成覆盖楼宇至上联机房的单芯跳纤,即可实现半有源CWDM网络覆盖。

有源合分波器的部署规划应基于集团客户专线发展及现网限制等因素综合考虑。同时有源合分波器作为传输专线业务的收敛设备,部署初期应设立在机房条件好、归属长期稳定、传输资源丰富、光缆相对集中的汇聚机房内。后期随着传输专线业务量增加,有源合分波器可下沉至接入机房。针对业务量 较大的商务楼宇、工业园区,可部署小规格的有源合分波器 至楼内机房作为所有传输专线业务的汇聚点。

无源合分波器的覆盖规划应基于楼层数、集团客户数等因素考虑。初期无源合分波器所分波段以1:4、1:6为 主,后期随传输专线业务数增加可增设1:12、1:16。

半有源波分技术用于集团客户专线接入场景的优势 

针对集团客户密集分布的区域,使用半有源CWDM方案后,具有如下优势。

一是光缆纤芯资源节约。相比双纤接入方式,n条集团专线接入仅需使用1芯,节约纤芯资源 (2n-1)/2n。

二是业务开通时长缩短。利用原先商务楼 宇已覆盖的纤芯资源,实现与PON一样的快速 开通能力,避免受阻于物业、管道堵塞等问题。 同时从传输设备机房到客户分纤点所有的光纤可提前完成预跳,业务需求提出时做到“一次上门,当天开通”指令下达。

三是建设维护成本降低。业务开通无需大量工程施工及端到端跳纤,降低光缆投资成本及光纤资源维护成本,且半有源设备安装简单、投资低、功耗低。 

四是业务保护级别提升。采用双路由预部署,实现双局向双路由保护组网,确保高等级集团客户专线的高安全性。 另外,半有源CWDM方案的有源仅仅是为了实现管理和保护倒换能力,即使在近端有源CWDM板卡断电的情况下,业务仍能保持正常运行。

现网测试分析 

目前中国移动杭州分公司已在拱墅区华浙大厦完成半有源CWDM专线的试点安装工作。该点位重要集团客户数据专线业务需求较多,且存在光缆施工受阻于物业等问题。通 过部署半有源CWDM网络,将局端有源合分波器安装在移动传输机房,远端无源合分波器安装在华浙大厦弱电间,并利用原有PON覆盖资源纤芯跳纤,顺利完成楼内多条专线开通,且业务Ping测正常、无误码及丢包,同时半有源设备可正常纳管(如图2所示),实现纤芯资源利用率最大化。

 

半有源波分技术适用于商务楼宇、工业园区等业务密集场景的网络建设。该技术有效解决了运营商光纤资源不足问题,也为今后集团客户专线业务的高速发展提供更高效、更可靠的支撑。

THE END
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