未来智慧商业楼宇光分配网络建设方案设计.pdf

湖南邮电职业技术学院学报第22卷第2期2023年6月Vol.22 No.2Jun.2023湖南邮电职业技术学院学报Journal of Hunan Post andTelecommunication College未来智慧商业楼宇光分配网络建设方案设计黄民量，邓锐新*（长沙马栏山投资开发建设有限公司，湖南长沙 410005）【摘要】夯实数字中国基础设施建设中，链接企业和用户的最后一公里光分配网络统筹规划、设计和使用非常重要。分析和调研目前商业楼宇光分配网络需求痛点及存在问题，研究商业楼宇光分配网络建设思路，构建光分配网络建设新技术、新思路和新方案，对提升未来智慧楼宇全业务支撑的效率和效益具有较好的借鉴意义。【关键词】智慧楼宇；商业楼宇；光分配网络建设；光分配网络设计【doi:10.3969/j.issn.2095-7661.2023.02.007】【中图分类号】TN929.1【文献标识码】A【文章编号】2095-7661（2023）02-0026-05Design of Construction Scheme of OpticalDistribution Network for Future Smart Commercial BuildingsHUANG Minliang,DENG Ruixin（Changsha Malanshan Investment Development and Construction Co.，Ltd.,Changsha,Hunan,China 410005）Abstract:In the construction of digital China s infrastructure,the overall planning,design and use of the last kilometer opticaldistribution network linking enterprises and users is very important.This paper investigates and analyzes the demands and existingproblems in the optical distribution network of commercial buildings,studies the construction ideas of it,and constructs newtechnologies,new ideas and new schemes,which has a good reference for promoting the efficiency and benefit of the whole businesssupport for future smart buildings.Keywords:smart buildings;commercial buildings;optical distribution network construction;optical distribution network design1 商业楼宇光分配网络建设需求与问题分析2023年2月，中共中央、国务院印发的 数字中国建设整体布局规划 指出，要夯实数字中国建设基础，打通数字基础设施大动脉，加快5G网络与千兆光网协同建设1。通信运营商通过链接企业的最后一公里光分配网络建设，推动企业“上云用网”有效优化资源配置，可以降低企业信息化建设成本，提高企业生产经营效率和管理水平，从而促进数字经济与实体经济的融通发展，加快新旧动能转化，推动区域经济转型升级。商业楼宇内可通过光分配网络实现宽带、语音、室内分布和政企客户等业务的综合接入和资源共享2。建设范围主要为楼宇接入光缆，从接入主干光缆环的光缆交接箱开始，最终接入点为楼宇内的光纤配线箱/架。为有效提高商业楼宇光纤覆盖能力及市场竞争力，充分发挥资源优势，确保对商业楼宇业务需求的快速响应，避免多次进线和重复建设，提升建设效率和投资效益，需加强对商业楼宇综合接入的全过程管控，实现管理规范化和投资效益最大化3，实现降本增效。1.1 商业楼宇光分配网络建设需求分析根据商业楼宇光分配网络建设需求，本文对商业楼宇的分类和定义如下：A类商业楼宇，位于市内的CBD区或写字楼集中的地区，某区的标志性建筑，楼层30层及以上，建筑面积30000平方米收稿日期 2023-03-20作者简介 黄民量（1987），男，湖南郴州人，工程师，研究方向：光传输网络、光分配网络、云计算。26第2期未来智慧商业楼宇光分配网络建设方案设计以上；B类商业楼宇，位于市内的CBD区或写字楼集中的地区，楼层1529层，建筑面积15000平方米以上；C类商业楼宇，位于市内的CBD区或写字楼集中的地区，楼层14层以下；D类商业楼宇，位于写字楼集中的地区，楼层无明确要求，楼内目标客户大于30户。以A类商业楼宇为例，对商业楼宇光分配网络建设的纤芯及设备需求进行估算，模型如下：1）建筑物层高：30层，每层建筑面积1000平方米，共计30000平方米。2）光分配网络建设包括：无线室内分布、WLAN覆盖、公众宽带语音、集客宽带语音及大客户电路。3）无线室内分布系统根据建设经验，每10层楼设置2台RRU进行配置，所有天线至RRU采用馈线连接，RRU至BBU通过光纤连接，BBU一般集中设置在接入汇聚机房。4）无线WLAN覆盖，采用BRAS（位于接入汇聚机房）AC（位于楼层弱电间）AP（位于信号覆盖区）的建设方式，按每100平方米需要1个AP进行信号覆盖，AC采用24端口进行配置，平均每2层需要AC设备1台。5）公众、集客宽带和语音采用PON技术进行接入，考虑A类商业楼宇每层1000平方米存在5户公众宽带/语音接入需求、5户集客宽带/语音接入需求。公众产品采用1 16分光器，客户端安装光猫；集客产品采用1 8分光器，客户端安装ONU设备。6）大客户电路接入方式多种多样，可采用MSTP/MSAP/IPRAN/OTN等技术进行接入，按照每层存在3户大客户业务接入需求，设备选型随机，单纤/双纤接入需求各占一半。由此得到的此A类商业楼宇光分配网络建设需求如表1所示。表1A类商业楼宇光分配网络建设需求表序号123456789需求项目无线室内分布无线WLAN覆盖无线WLAN覆盖公众宽带、语音公众宽带、语音集客宽带、语音集客宽带、语音大客户电路合计需求起点接入汇聚机房接入汇聚机房楼层弱电间接入汇聚机房楼宇机房接入汇聚机房楼宇机房接入汇聚机房需求终点楼层弱电间楼层弱电间各信号覆盖区楼宇机房客户机房楼宇机房客户机房客户机房接入主干纤芯需求/芯1220100200145189楼内配线纤芯需求/芯1230001500150145487安装设备类型RRUAC（24端口）AP1：16分光器光猫1：8分光器ONUMSTP/MSAP/IPRAN/OTN安装设备纤芯需求/芯615300101502015090741接入方式不收敛收敛收敛不收敛收敛不收敛收敛不收敛备注网线1.2 存在问题分析通过调研某通信运营商本地网情况，目前商业楼宇覆盖主要存在以下问题：1）商业楼宇光纤资源严重不足。光纤资源建设时未考虑规模发展，缺乏统一的资源系统支撑。2）商业楼宇小芯数光纤多且重复建设。多项目、多业务重复建设接入光缆情况普遍。3）政企客户业务的接入设备多样、设备端口利用率低。4）部分商业楼宇线槽、消防管道、弱电井拥塞，强弱电夹杂放置，存在较大安全隐患。5）楼宇周边光交接箱和接入主干光缆资源消耗巨大，扩展性不足。结合本文A类30层商业楼宇光分配网络建设需求，若做不好商业楼宇网络资源覆盖的统筹规划、管理和建设，将导致商业楼宇覆盖末期出现重复建设情况，大量的线缆使得楼宇线槽、消防管道、弱电井拥塞，不便于业务的抢修维护，存在较27湖南邮电职业技术学院学报第22卷大安全隐患。2 未来智慧商业楼宇光分配网络建设方案设计2.1 基于对运营商基础网络架构调研后楼宇光分配网络建设思考某地运营商近年已经根据用户分布、业务类型、接入方式，在本地网城区范围内划分了大量综合业务接入区。通过分区接入，本地网基础架构能有效规范接入方式、提高接入能力，特别是以综合业务接入分区和主干光缆网为基础的接入主干层结构，可以为末端业务接入提供可靠保障，使多种类型业务收敛范围更加清晰。其中，本地网汇聚层打造全业务承载平台，部署PEOTN设备，同时满足公众宽带BRAS、政企刚性通道MSTP电路、IPRAN上行等多类业务同时接入，后期可开启分组功能；全省对OTN网以及IPRAN网实现NCE网络集中管理，除网元管理功能外，增加端到端业务下发、时延地图、网络保护/资源利用率等深层次分析，提升了资源利用率以及响应速度。接入主干是收敛各种业务的纽带，也是搭起各种业务的接入桥梁，以主干光交和综合业务接入点为主干节点，以大芯数光缆为综合业务承载媒介，一方面解决大量业务接入需求，另一方面缩短末端接入距离，从而降低成本，提升效率。接入层重点以提升综合接入能力为目标建设，实现本地网基础架构能有效、规范接入，服务公众用户宽带、商企客户、移动基站等综合业务接入，通过分区接入、综合承载使业务收敛范围更加清晰，资源利用率更高。2.2 未来智慧商业楼宇光分配网络建设目标和思路2.2.1 新建楼宇建设思路商业楼宇光分配网络应统筹建设，原则上每个商业楼宇只做一次进线，芯数按照全业务统筹考虑，商业楼宇可以通过光分配网络实现宽带、语音、室分、Wi-Fi和政企客户等业务的综合接入和资源共享，建立商业楼宇接入资源登记和动态更新机制，提升支撑政企业务的效率和效益。2.2.2 原有楼宇整改思路分区对现有商业楼宇的业务及固网资源进行专项核查，做好楼宇资源登记表，制订整改计划，并分区对商业楼宇内新开业务的施工进行管控。2.3 未来智慧商业楼宇光分配网络建设原则第一，光分配网络的光纤芯数应该满足各类业务的综合承载需求，并考虑适当的预留空间。有公共接入机房的，应将光缆部署在公共机房，没有机房的应部署在弱电间/弱电井等公共位置。第二，可以采用“垂直布线、水平预留”的方式4，统一建设楼宇接入光缆和楼内垂直布线。这种方式可以保证楼宇的网络接入和布线更加稳定和可靠。垂直布线从接入光缆成端点沿竖井敷设至相应楼层，楼层水平布线按照业务需求分别实施。第三，短期内业务需求不足，可以采用“光纤到楼、芯数预留”的方式5，对不同业务需求的项目进行适当预留。这种方式可以为未来的业务需求留下更大的空间，提高楼宇布线的灵活性和可扩展性。一次性建设楼宇接入光缆，垂直布线仅考虑有明确需求的项目，可以减少楼宇建设的成本和时间，提高楼宇的效率。第四，对于已有光分配网络的老旧商业楼宇，新业务接入时应在梳理现有资源的基础上，充分共享，综合利用，以节约建设成本。2.4 未来商业楼宇光分配网络建设方案设计2.4.1 组网方案设计新建商业楼宇光分配网络，采用预覆盖方式进行资源布局，做好商业楼宇网络资源覆盖的统筹规划、管理和建设，解决商业楼宇多次进线和重复建设痛点，提升建维效率和投资效益。结合上文中提及的A类商业楼宇光分配网络建设需求，纤芯需求分解如表2所示。表2纤芯需求分解表30层29层28层27层26层25层24层23层22层21层20层19层18层17层16层44444444444444456565565655656555655556555565520202020202020220000200002000081160241A类商业楼宇模型大客户需求/芯集客宽带需求/芯公众宽带需求/芯WLAN需求/芯室分系统需求/芯垂直布线汇接点/芯28第2期未来智慧商业楼宇光分配网络建设方案设计15层14层13层12层11层10层9层8层7层6层5层4层3层2层1层全楼宇444444444444444接入主干纤芯需求565655656556565556555565555655189020202020202020200002000020000楼宇机房合计320401480669表2（续）A类商业楼宇模型大客户需求/芯集客宽带需求/芯公众宽带需求/芯WLAN需求/芯室分系统需求/芯垂直布线汇接点/芯此光分配网络建设方案，商业楼宇接入主干纤芯需求为189芯，建议采用双路由的方式对接入汇聚机房/接入主干光交至楼宇机房建设2条144芯光缆；根据楼宇覆盖“垂直布线、水平预留”的原则，在1楼楼宇机房预留480芯楼宇全业务光纤终端接口，每五层楼预留80芯全业务光纤终端接口，各楼层水平布线（接入光缆或皮线光纤）根据业务需求灵活敷设。通过对比分析，相较于粗放管理和需求导向的建设模式，预覆盖和“垂直布线、水平预留”的建设模式在光缆敷设数量和建设投资两个方面均有明显优势，如表3所示。表3“垂直布线、水平预留”优势对比表项目粗放管理和需求导向预覆盖和“垂直布线、水平预留”接入主干光缆数量/条1222楼宇配线光缆数量/条3926投资规模/芯公里674411522.4.2 未来商业楼宇接入设备选型设计随着政企客户专线、组网和联网业务带宽不断增长，原有传统MSAP+MSTP接入的模式将出现带宽瓶颈，为了进一步节省工程建设投资和加快政企客户业务的响应速度，现阶段采用云组网方式，将M-CPE设备统一接入商业楼宇政企大客户电路，思路如下：PON技术接入，商业快车、商业光纤、智享快车、云专线（银）和云宽带；M-CPE接入，云联网、云组网、云专线、尊享专线、金融精品网和视频精品网。云组网示意如图1所示。图1云组网示意图云组网是一种新型的以太网专线产品，基于SDN化的网络结构，具有自动化、智能化的特点，可以为企业客户提供高质量的专线服务。通过云组网，客户可以轻松管理自己的专线带宽，同时享受快速故障响应和自助式服务。另外，云组网还提供了普通性和云网融合性的专线产品6，可以满足不同客户的需求。通信网络的发展是一个不断学习新技术、不断更新换代的过程，在经历了模拟通信、数字通信、IP化后，当前通信网正加速转向基于虚拟化、软件化等技术的智慧信息化时代7。SDN、NFV技术的应用可以实现网络架构的解耦，从而提供更加具有弹性和灵活性的网络服务。通过这种技术的应用，网络可以根据用户需求进行自动化和智能化的控制，实现网络的弹性和智能化。同时，通过NaaS（网络即服务）的目标，网络可以实现更加泛在和超宽带的能力，具备云管端协同和能力大开放的特点，从而为用户提供更加优质的网络服务。未来商业楼宇光分配网络建设模式也将顺应这样的变化，所有业务统一采用支持Openflow协议的白盒设备接入，实现业务接入低成本、上线快、灵活部署、动态调整。组网思路如图2所示。图2白盒设备接入组网图未来SDN化和NFV化的政企智能专线接入具29湖南邮电职业技术学院学报第22卷备如下特点：1）网络以DC为中心。未来80%以上的应用部署在云上，网络架构需要调整以适应网络流量及流向的变化。2）云网深度融合。云计算对网络带宽要求越来越高，网络资源需要随云资源池的需求而变动，实现云网协同。3）网络功能软件化。软硬件解耦，网络容量按需动态伸缩，业务快速部署升级。4）集中管控、灵活智能。网络功能的软件化，将网络设备和系统中的控制、调度等功能从硬件设备中分离开，通过智能和自动控制方式提高了网络的效率和性能，为用户提供更好的网络服务。3 结语面对商业楼宇网络覆盖的现状和存在的问题，为了快速响应未来商业楼宇光分配网络建设需求，应不断完善商业楼宇光纤覆盖，避免商业楼宇多次进线和重复建设，进一步提升建设效率和投资效益。可通过统一规划、统一立项、统一设计、统一项目操作，加快完善支撑手段，建立商业楼宇接入资源摸查和动态更新机制，积极探索商业楼宇业务接入新技术、新思路，提升面向未来智慧楼宇全业务支撑的效率和效益。【参考文献】1新华社.中共中央、国务院印发 数字中国建设整体布局规划 EB/OL.2023-02-27.https:/ _5743484.htm.2刘太蔚,向迪.楼宇内通信基础设施创新接入模式研究J.通信电源技术,2020（10）:165-169.3李家京,郭丙峰,杨彪.SDN&NFV的接入网技术及应用场景探析J.邮电设计技术,2020（11）:80-84.4薛金明,潘皓,宋梅.中国联通基于IPRAN网络承载智能专线能力探索J.通信世界,2021（8）:45-48.5谌斌华.有线电视FTTH网络建设与运维分析J.电子技术与软件工程,2023（3）:5-8.6李晓岭,王澍,任志勇,等.浅谈广电光纤到户（FTTH）电视电缆融合技术建设J.广播电视网络,2022（12）:60-62.7李聪.基于PON网络下的光路故障分析与处理J.湖南邮电职业技术学院学报,2020（3）:13-17.以最小改动高效解决了断网、提降速不及时、成功率低等问题，并提供了日常处理投诉的有效支撑手段。本项目经验为通信运营商解决同类问题提供了较好的借鉴。【参考文献】1何宇峰,林奕琳,张琳峰.容器技术在移动核心网的应用J.移动通信,2018（3）：27-322张敏,高科,杨凌云.5G网络分流比提升研究J.湖南邮电职业技术学院学报,2022（1）:1-4.3李冬晔,郑伟.基于核心网感知的流量管控方案J.电信技术,2018（10）:73-76.4荆伟,王淘,郭业俊,等.一种消息流量管控的方法、装置及系统:202011332467.8P.2022-10-11.5胡漾.基于模糊理论的5G异构网络切换算法研究J.湖南邮电职业技术学院学报,2021（2）:13-17.6张文刚.基于深度学习的交通预测技术及其在通信中的应用研究D.成都:西南交通大学,2018.7徐运武,李艳.5G无线网络优化技术研究M.哈尔滨:东北林业大学出版社,2023.（上接第21页）30