通信网的规划与设计

1、第一章通信网的规划与设计,本章内容简介】 通信网的结构是通信 线路工程设计的根本。 本章介绍了本地电话网、光缆接入网的 结构和类型、骨干网的构成，同时也介绍了 本地电话网、光缆接入网的配线设计方法。 【本章重点难点】 本章重点是本地网的 结构和我国通信传输网的传输技术要求。 难点是本地电话网、光缆接入网的配线 设计方法,1.1 通信网的结构,通信网的构成模式,通信网络结构模型,1.2 本地电话网的设计,1.2.1 本地电话网的类型和结构选择 1.2.2 本地电话网信号传输要求 1.2.3 用户电缆线路最大传输距离计算 1.2.4 用户电缆线路线径选用和选择原则 1.2.5 用户电缆线路网的配线

2、方法及选择 1.2.6 用户电缆线路网的设计原则,1.2.1 本地电话网的类型和结构选择,1本地电话网的类型选择,1）县城及其农村区域组成的本地电话网。 （2）城市及其郊区所组成的本地电话网。 （3）城市及其郊区、相邻县所组成的本地电话网,2本地电话网的结构选择,两级网络结构,网状网络结构,2本地电话网的结构选择,1）电话线路网中各段落的名称 长市中继线 市话中继线 用户电缆线路,3电话网中各段落的名称及主要传输方式,用户线路结构,数字局和数字局之间，采用数字四线 传输方式。 数字局（汇接局、端局）和模拟局之 间也应采用四线传输（数字或模拟）。 二/四线转换器通常设在模拟局一端。 但在某些网路

3、比较简单、中继电路段数 较少的情况下，也可采用实线传输。 模拟局到模拟局之间多采用实线传输。 在条件适宜时也可使用数字或模拟复用设备。 数字传输的载体一般为光缆、电缆、 数字微波等,2本地电话网的结构选择,1.2.2 本地电话网信号传输要求,1用户线信号传输要求（按交换设备的下限值,用户线回路电阻： 步进制交换机1000（不含话机内阻） 纵横制交换机1700（不含话机内阻） 程控交换机1500（不含话机内阻） 在特殊情况下允许回路电阻大至3000，且馈电电流不小于18mA,1）各类电缆芯线间和芯线对地每千米绝缘电阻应不低于下列数值： 纸绝缘电缆(油浸纸绝缘电缆 )800Mkm 聚乙烯绝缘电缆

4、6000Mkm 聚乙烯填充电缆 1800Mkm 聚氯乙烯绝缘电缆 120Mkm,2市话线路的绝缘电阻要求,2）连接有分线设备和总配线架保安单元的用 户线全程绝缘电阻不低于200 M,注：测试电缆芯线或明线用500V（或250V）兆欧表。测试芯线连接有电话机和保安单元时用100V兆欧表,1）交接箱地线接地电阻应不大于10。 （2）用户保安器接地电阻不大于50。 （3）其他线路设备接地电阻应不大于表1-1所示的数值。 （4）全塑电缆的屏蔽层应全程连通，其连通电阻为： 主干电缆不大于2.6/km； 配线电缆不大于5/km,3线路设备的接地电阻及电缆屏蔽层连通电阻,表1-1部分线路设备接地电阻,1.2

5、.3用户电缆线路最大传输距离计算,1交换局至用户之间的传输损耗,本地网传输损耗限值,1）电缆衰耗（800Hz频率下的电缆衰耗）。 （2）最大环路电阻,2影响传输距离的两个因素,表1-2 线路固有衰耗值,根据上述距离的限制因素，电缆衰耗受限和电缆环阻受限下两者的最大传输距离分别如下。 （1）电缆衰耗限制下的传输距离： L1=7（dB）/Ac1.01 式中：Ac各种线径电缆在800Hz频率时的固有衰耗； 1.01电缆的绞合系数,3最大传输距离的计算,2）电缆环阻限制下的传输距离： L2=1300（）/RL1.01 式中：RL各种线径电缆的环阻； 1.01电缆的绞合系数,表1-3各种线径电缆的最大传

6、输距离,1）电缆加感（已很少采用）。 （2）加大电缆线径（经常采用的方法）。 （3）采用高效能电话机。 （4）采用长距离的程控交换机用户电路板,ADSL因其在一对铜线上支持上行速率640kbit/s1Mbit/s，下行速率1Mbit/s8Mbit/s，有效传输距离在3km5km范围以内才能够满足广大用户的需要，而且线路中尽可能不要有桥接抽头、加感等方式,4开通ADSL的最大距离,我国目前使用的电缆线径标准有0.32mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、和0.8mm种产品系列，其中0.4mm线径为主要选用对象，在不同情况下也可相应选用其他线径的电缆，不同线径电缆选用的原则如下,1.2.4 用

7、户电缆线路线径选用和选择原则,1）在符合线路传输衰减值和环路电阻的要求下，适当考虑今后发展需要，尽量选用细线径的电缆，粗线径电缆主要在远郊区或特殊需要的情况下使用，以节省工程建设投资和减少有色金属消耗量。 （2）在市话线路扩建工程中，如有新旧电缆相接时，新设电缆应尽量选用与旧电缆相同的线径,3）在同一条电缆线路上，如果必须采用混合线径时，应尽量把相同线径的电缆集中在一个线路段落，各段的电缆线路应按由细到粗的线径顺序，从内向外排列，不应粗细错综相间，造成多次反射，影响通信质量，并且不便于今后维护和测试。 （4）由于我国电话用户密度较稀，使用0.32mm线径电缆受到限制，其机械强度较差，在使用中会

8、有多次反射，传输距离较短，不能适应今后发展需要。 从统一电缆线径和减少线径品种来考虑，应尽量少用或不用。如在旧电话局附近，因地下电缆管道的管孔极为拥塞，为了增多电缆线对时，才考虑选用0.32mm线径的电缆,1.2.5 用户电缆线路网的配线方法及选择,1用户电缆线路网配线的概念,本地通信网按照用户分布状况，从本地电信端局出局电缆开始，将电缆芯线分配到各个配线点，既能保证用户当前需要，又能适应未来的发展，这种分配芯线的过程称作“电缆配线,电缆配线是一项非常重要的工作，它直接影响建筑费用、运营费用、技术维护及服务质量。 良好的配线系统不仅要求有较高的灵活性，而且要求具有较高的芯线利用率。 否则配线紊

9、乱、调度失灵、障碍增多、资金积压,1）直接配线,2配线的方法,图1-7 直接配线,2）交接配线,图1-8 两级交接配线,表1-4交接配线中各段芯线利用率,所谓固定交接配线区，是指由一个交接箱（间）接出的配线电缆形成各自独立的系统，交接箱的容量与小区的居民住户数、单位业务电话、公用电话与终期需要线对数相适应，以保证配线区内的线路设备的长期稳定和有效使用。 一个街坊可以划分成一个或几个固定交接配线区，固定交接配线区是每个电信机房组成服务区的最基本的单位,3固定交接区配线方法,这种做法具有下列优点： （1）配线电缆、交接箱、分线盒一次建设施工，长期使用，相对稳定； （2）用户发展可按固定交接配线区进

10、行预测，按需分期扩充主干电缆； （3）线路设备相当稳定，图纸记录方便完整，为计算机管理提供方便； （4）缩短安装用户终端周期，为将来“即时安装服务”提供物质基础； （5）线路障碍大为减少，有效地提高了通信服务质量,1）固定交接配线区划分的基本方法 居住区 商业或小型工厂区 大单位用户 高层住宅楼、综合型办公楼（俗称写字楼,4固定交接配线区的划分,市、区（县）城建部门已规划并确定近期需要改造的地区； 旧市区建筑结构较差（棚户区），永久性交接箱安装位置及架空配线电缆有困难的地区； 郊县、电话密度比较稀的地区，但可按非固定交接配线区方法实施,2）下列条件下不宜划分固定交接配线区,工程设计应尽量选择电

11、话交接间，并使交接箱或交接架装在室内,5交接箱（间）的位置选择,1）挂墙式交接箱宜选用在街坊配线以挂墙电缆为主的配线区内。 （2）落地式交接箱宜用于主干电缆、配线电缆都是地下敷设或主干电缆地下、配线电缆架空的情况。 （3）架空交接箱宜用于主干电缆和配线电缆都是架空杆路敷设的场合,6交接箱安装方式的选择,对于单根全色谱电缆来说，芯线的线序是按由内到外、从小到大的顺序排列的，因此在设计中分配线序时我们应将小线序安排在远（局或交接箱）处。 靠近局（或交接箱）处安排大线序,7电缆芯线分配的方法,1）电缆线路网的设计，在全面规划的基础上，应考虑相应满足年限的需要，按规定主干电缆芯线满足年限一般为5年左右

12、，在主干电缆扩建困难的地区，满足年限可适当延长。 一般配线电缆满足年限10年，楼内配线满足年限为20年或更长。 与下期工程相结合，根据今后相关地区的用户需求量和发展的特点，确定本工程的电缆容量和路由，使本期及以后的扩建工程技术经济合理,1.2.6 用户电缆线路网的设计原则,2）电缆线路网的设计应考虑线路网的整体性，具有一定的通融性，安全灵活，投资节省，适应用户的发展和变动，并注意环境美化，逐步实现用户线路网的隐蔽和埋入地下。 （3）对于原有电缆线路，只有在业务上确有需要而又无法在现有网路的关联部分进行调剂，并在建设方案上合理时，才可将原有的电缆拆移。 （4）在同一路由上，电缆对数应综合考虑，不

13、宜分散设置多条小对数电缆，也不宜在原有不合理的基础上再增加新的小对数电缆,5）电缆线路建设应保持相对稳定，积极采取新技术、新设备降低成本，满足各种新业务的要求。 （6）用户主干电缆设计，应在以上几条原则的基础上对用户发展需要的数量、地点和时间进行分析，通过各种技术措施（配线方式、路由、对数、芯线递减点、建筑方式等）使主干电缆构成一个可以调度灵活、芯线使用率高、投资节省、便于发展、利于运营维护的网络。 主干电缆不宜进行复接,7）电缆线路网的配线方式应以交接配线为主，辅以直通配线和自由配线，采用交接配线方式的配线电缆也不宜进行复接。 交接配线宜采用一级交接配线，固定交接区。 在局所周围临局0.5k

14、m范围内的直接服务区，可采用直通配线或自由配线。 自由配线方式用于全色谱全塑电缆的配线线路,8）电缆的容量应根据用户的分布及需要，结合电缆系列，在充分提高电缆芯线使用率的基础上，选用适当容量的电缆。 （9）设计用户电缆线路网时，各段落的电缆芯线设计使用率宜用表1-5所示的规定,表1-5工程设计电缆芯线使用率表,10）电缆不宜递减过频。对于下列情况不宜递减： 扩建困难的地区； 对于有发展可能，要求线路设备具有灵活性的地区； 管道管孔紧张的地段。 （11）分线设备容量，可按满足年限内所收容的用户数的1.201.50倍，结合分线设备的标称系列选用,12）交接区的划分，应以自然地理条件和所收容的用户数

15、为主，按照远近期结合，技术经济合理的原则，结合城市规划的居住小区、街坊划分，也可结合原有交接区或配线电缆的分布和路由走向，根据用户的发展划分、合理分割或合并。 交接区划定后，应保持稳定。 交接区范围不宜过大，以缩短配线电缆长度,13）电缆线序的排列分线设备的编排应由远而近，由小到大编排。 （14）对原有线路设备的利用应符合下列原则： 管道式电缆不宜抽换。 只有在管孔拥塞无法增设电缆，扩充管道又不可能，或在技术经济上不合理时，才可将原有小对数电缆抽换为大对数电缆或光缆。 架空配线电缆及其他线路设备应少拆换，充分利用。 如拟移用或必须拆换时，应结合线路和设备的质量状况及本工程情况，从技术经济上综合

16、考虑,1.3 光缆接入物理网的设计,1.3.1 如何规划光缆网络 1.3.2 光缆接入网的拓扑结构选择 1.3.3 光缆接入网的应用类型 1.3.4 接入网建设思路和模式 1.3.5 光缆线路配线方法及选择,1.3.6 光缆交接区的划分与光缆交接箱的设置 1.3.7 用户光纤及光缆的选择策略 1.3.8 用户光缆的敷设方式 1.3.9 光纤线路保护方式与资源的利用 1.3.10 光缆线路网的设计原则 1.3.11 PON接入方式,光纤接入网的两个基本要素是接入设备与光缆物理网络，其中光缆物理网络的规划尤其重要。 由于接入网线路系统的一次性投资很大，在综合建设成本中占有较高的比重，服务年限较长（

17、一般在2030年）且线路系统一旦敷设完毕则很难进行大规模变动，因此在接入网的建设中应进行认真细致的规划工作，以建设一个结构合理、灵活安全、能充分适应未来发展需要的光缆物理网络,1.3.1 如何规划光缆网络,1）星型结构,1.3.2 光缆接入网的拓扑结构选择,图1-9 星型结构,2）树型结构 （3）总线型结构,图1-10 树型结构,图1-11 总线型结构,4）环型结构,图1-12 树型结构,1）光纤到路边 （2）光纤到楼 （3）光纤到户,1.3.3 光缆接入网的应用类型,图1-13 FTTB工程案例,图1-14 FTTH工程案例,4）光纤到办公室,1）供电有保障区域，城市新建区停止主干电缆和配线

18、电缆的建设，农村原则上停止主干建设； （2）城市新建小区、楼宇推进主要采用FTTB，效益合理可直接采用FTTH/O，住宅楼首选基于PON的FTTB+LAN模式，设备宜集中放置,1.3.4 接入网建设思路和模式,3）城市区域优先采用FTTB方式改造铜缆超长用户线路，需一步到位，采用FTTN方式时铜缆长度控制在500m以内； （4）农村地区将光缆推进到行政村和大的自然村，主要采用FTTN+DSL模式； （5）推进“光进”同时重视“铜退”，铜缆被盗严重、维护成本高，管线迁改或交换机退网时宜采用FTTB模式改造现网,1.3.5 光缆线路配线方法及选择,1常用的用户光缆线路的配线方法,1）星树型递减直接

19、配线法 （2）星树型无递减交接配线法 （3）环型无递减交接配线法,由于接入节点的业务类别、范围大小、节点位置远近以及经济能力等诸多因素，使得光纤接入网的网络结构要根据实际情况来确定。 基本原则是：首先建设主干光缆网，确定主干网络的网络结构，然后根据具体区域的实际情况发展配线网。 只要有业务需求，有可发展的用户，就可建设配线网络，使其就近接入主干网,2光缆线路配线法的选择,在选择用户光缆配线法时应考虑主干光缆的长期稳定性、配线光缆的灵活性，以及整体网络的可靠性和经济性。 环型无递减交接配线法无论在通融性还是可靠性方面都是较好的，在经济条件允许时应优先选择。 这种网络结构主要用于业务量发展较快、种

20、类繁多、用户密集的大中城市，可组成含多个局（所）的环型结构,1.3.6 光缆交接区的划分与光缆交接箱的设置,1光缆交接区的划分 2光缆交接箱的设置,1.3.7 用户光纤及光缆的选择策略,1光纤和光缆的选择 2主干光缆芯数的取值 3主干光缆纤芯带的使用 （1）共享纤芯带 （2）独享纤芯带 （3）直通纤芯 4光缆交接点进纤数量 5光节点的设置,用户光缆路由的选择应符合通信网发展规划的要求和城市建设主管部门的规定，同时综合考虑光缆线路的可靠性、安全性、稳定性、经济性和日常维护的方便性等各种因素。 主干光缆因其纤芯多，一旦发生故障，受影响的用户多、范围广，所以宜采用管道敷设方式,1.3.8 用户光缆的

21、敷设方式,另外，在采用环型配线法时主干光缆应分为两个不同方向的路由，有条件时最好采用不同方向出局。 配线光缆因其重要性比主干光缆低一个等级，所以可采用管道或架空敷设方式。城市中因受地下其他管线影响，尽量不采用直埋敷设方式。 若主干光缆和配线光缆同路由，则建议两者还是分缆为好。 这是因为，合缆固然能节省一些管孔，降低一些工程造价，但从长远来看，会造成维护不方便，甚至引起纤芯使用上的混乱,1对于任意结构的保护配置 2其他资源的利用,1.3.9 光纤线路保护方式与资源的利用,1）光缆线路网的设计，应在全面规划的基础上，考虑局间中继、接入网用户的需求数量、综合业务的需求和今后网络的发展，远近期结合确定

22、本期工程的建设规模、光缆路由和数字传输系统容量等。 （2）光缆线路网应具有一定的灵活性和安全性，适应近期和今后网络的发展。 （3）光缆宜采用G.652光纤。 主干光缆芯数的取定应按中远期发展的需要，配线光缆则应按规划期末的需求配置,1.3.10 光缆线路网的设计原则,目前，EPON（以太无源光网络）和GPON（吉比特无源光网络）是国内外运营商采用较多的PON接入方式。 EPON技术的典型应用主要有FTTB/C（光纤到大楼/分线盒）、FTTH（光纤到户）、FTTO（光纤到公司或办公室）等几种模式,1.3.11 PON接入方式,1）城市OLT覆盖范围控制在5km以内，原则上安装于现有机楼，采用一级

23、分光，分光器集中或片区集中放置； （2）农村地区OLT可放置于乡镇局所或县城机楼，分光器主要采用一级分光，考虑主干资源可采用逐级分光（三级以内）； （3）PON以星型结构为主，城市进楼光缆6芯以上，有条件的直接布放楼内垂直光缆,1关于PON网络建设策略,1）语音业务提供方式 （2）采用PON进行FTTN建设时，采用内置语音和数据的ONU； （3）PON宽带组网 （4）语音组网 （5）采用PON技术（内置）网管，应新建EMS管理OLT、ONU及内置的语音业务模块和数据处理模块,2设备选择及组网策略,1）FTTO模式 （2）FTTN模式 （3）ONU内置IAD供电解决策略,3主要接入技术设备的实施

24、应用策略,1.4骨干网,1.4.1 骨干网的组织结构 1.4.2 骨干网光缆系统制式及容量的选择,1.4.1 骨干网的组织结构,图1-15 光缆传输系统构成示意图,图1-15 光缆传输系统构成示意图,图1-18 上海电信城域网结构示意图,图1-17 SDH系统构成示意图,图1-19 某运营商省际干线网络结构总体示意,图1-20 某运营商省内干线网络结构方案（SDH,1）长途光缆所用的光纤类型必须符合我国国家及行业标准和ITU-T相关建议。 （2）光纤类型和使用窗口的选择应当根据业务需求预测，综合考虑业务类型、网络基本结构和业务量的发展趋势，并具有支持未来传输系统的能力。 （3）光纤数量的配置应

25、充分考虑到网络冗余要求、未来预期系统制式、传输系统数量、网络的可靠性、新业务的发展、光缆结构和其他光纤需求等因素,1.4.2 骨干网光缆系统制式及容量的选择,我国的通信网按网络功能来分主要分为长途网（核心网）和本地网（接入网），本地网又分本地电话网和光缆用户网。 本地电话网的类型：县城及其农村区域组成的本地电话网，城市及其郊区所组成的本地电话网，城市及其郊区、相邻县所组成的本地电话网,小结,用户线路是指从市话交换局的总配线架纵列的保安器至用户终端之间的一段线路。 用户电缆线路是指从市话交换局至用户终端之间采用电缆介质连接的用户线路,用户线信号传输要求（按交换设备的下限值）如下。 用户线回路电阻： 程控交换机1500（不含话机内阻），电缆线路环阻不得大于1300，用户电话机以程控交换机之间 电缆损耗应7dB,所谓光接入网是指在接入网中采用光纤作为主要传输介质来实现信息传送的网络形式。 接入网中的光区段可以是点到点、点到多点的结构。 光缆接入网的拓扑结构取决于光配线网络（ODN）结构，ODN一般是点到多点的结构，按照ODN连结式不同，光接入网可分为星型、树型、总线型和环型4种基本拓扑结构光缆接入网类型,