引 言

隨著移動(dòng)網(wǎng)絡(luò) 4G、物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)開(kāi)展、鄉(xiāng)鎮(zhèn)寬帶固網(wǎng)業(yè)務(wù)全面鋪開(kāi)及業(yè)務(wù)的迅猛發(fā)展，基礎(chǔ)光纖資源嚴(yán)重短缺的瓶頸問(wèn)題日益突出。而城市規(guī)劃建設(shè)已基本完成，重新布設(shè)管網(wǎng)和光纜已不太可能，這與日益增長(zhǎng)的業(yè)務(wù)需求形成巨大矛盾，嚴(yán)重制約著運(yùn)營(yíng)商的業(yè)務(wù)發(fā)展。如何充分利用現(xiàn)有光纜資源，增加網(wǎng)絡(luò)容量、保障業(yè)務(wù)接入、促進(jìn)業(yè)務(wù)發(fā)展迫在眉睫。

目前，最簡(jiǎn)單、實(shí)用、高效，又節(jié)約成本的方法是使用單纖雙向收發(fā)系統(tǒng)，把需要兩芯光纖傳輸?shù)臄?shù)據(jù)集中在一芯光纖中傳輸，使傳輸容量增加一倍。這種方式可利用現(xiàn)有光纜，提高纖芯利用率，避免光纜重復(fù)鋪設(shè)，有效節(jié)約成本。

1 技術(shù)研究

1.1 單纖雙向收發(fā)技術(shù)

1.1.1 BIDI單纖雙向光模塊技術(shù)

BIDI 光模塊，即單纖雙向光模塊（Bi-directional）。一般光模塊均具有 TX 發(fā)射端口與 RX 接收端口，而 BIDI 光模塊只有 1 個(gè)端口，通過(guò)光模塊中的濾波器進(jìn)行濾波，同時(shí)完成1 310 nm 光信號(hào)的發(fā)射和 1 550 nm 光信號(hào)的接收，或者相反。因此，BIDI 模塊必須成對(duì)使用，BIDI 光模塊最大的優(yōu)勢(shì)是節(jié)省光纖資源，將兩根傳輸光纖合二為一。BIDI 光模塊應(yīng)用在 IPRAN 傳輸系統(tǒng)、BBU-RRU 對(duì)接鏈路中可以替代現(xiàn)網(wǎng)普通光模塊，實(shí)現(xiàn)單纖收發(fā)（華為、中興、烽火均支持）；同時(shí)， 在波分傳輸系統(tǒng)中，在客戶(hù)側(cè)及波分側(cè)均能實(shí)現(xiàn)單纖雙向傳輸。

BIDI 光模塊實(shí)現(xiàn)單纖雙向傳輸?shù)脑?：

（1）考慮使用 1 310 nm/1 550 nm，1 310 nm/1 490 nm 或1 490 nm/1 570 nm 波長(zhǎng)信號(hào)在一根光纖上實(shí)現(xiàn)雙向傳輸，提高光纖利用率 ；

（2）成對(duì)使用， 如本端使用 Tx1310nm/Rx1550nm（即使用 1310nm波長(zhǎng)發(fā)送信息，使用 1550nm波長(zhǎng)接收信息）， 則對(duì)端應(yīng)使用 Tx1550nm/Rx1310nm（即使用310 nm 波長(zhǎng)接收信息，使用 1 550 nm 波長(zhǎng)發(fā)送信息）。

1.1.2 單纖雙向轉(zhuǎn)接器技術(shù)

單纖雙向轉(zhuǎn)接器通過(guò)內(nèi)置 WDM 模塊將線路側(cè)收發(fā)光信號(hào)調(diào)制到一根纖芯上傳輸，在業(yè)務(wù)側(cè)解調(diào)到收發(fā)光信號(hào)接口， 上下行分別采用不同光波長(zhǎng)信號(hào)傳輸。單纖雙向轉(zhuǎn)接器為無(wú)源設(shè)備，需成對(duì)使用，每個(gè)轉(zhuǎn)接器上提供一對(duì)線路側(cè)光纖接口，兩對(duì)業(yè)務(wù)側(cè)光纖接口，可以將現(xiàn)網(wǎng)一對(duì)纖芯擴(kuò)容至兩對(duì)纖芯使用。目前主要的生產(chǎn)廠家有浙江億邦、武漢友志等， 一般一對(duì)轉(zhuǎn)接器報(bào)價(jià)大概在 1 500 ～ 2 000 元之間。這種方式雖然提高了鏈路傳輸容量，但需要增加單纖雙向轉(zhuǎn)接器， 增加了傳輸鏈路衰耗，且不便于后期維護(hù)。

綜上所述，推薦使用 BIDI 單纖雙向光模塊技術(shù)。

2 BIDI單纖雙向光模塊技術(shù)應(yīng)用方案

目前 BIDI 單纖雙向光模塊技術(shù)有三種應(yīng)用方案 ：

(1) 用于傳輸設(shè)備之間 ；

(2) 用于 BBU和 RRU拉遠(yuǎn) ；

(3) 用于 OLT上行。

2.1 應(yīng)用方案 1

BIDI 光模塊可應(yīng)用于波分、分組設(shè)備線路側(cè)及業(yè)務(wù)側(cè)， 以節(jié)省傳輸設(shè)備組網(wǎng)纖芯。本文應(yīng)用場(chǎng)景如圖 1 所示。

2.2 應(yīng)用方案 2

單芯雙向適用于光纖建設(shè)成本過(guò)高的偏遠(yuǎn)地區(qū)少量業(yè)務(wù)開(kāi)通，以及配線光纜建設(shè)不便的城區(qū)共址站點(diǎn)開(kāi)通等纖芯不足場(chǎng)景。具體應(yīng)用如圖 2 所示。

2.3 應(yīng)用方案 3

可用于 OLT 上行，對(duì)于需要緊急開(kāi)通、光纜建設(shè)周期長(zhǎng)或光纖建設(shè)成本過(guò)高的部分固網(wǎng)業(yè)務(wù)，以及固網(wǎng)業(yè)務(wù)優(yōu)化時(shí)纖芯不足等場(chǎng)景。方案流程如圖 3 所示。

                                                                                                                                                               圖 3 方案流程

3 BIDI 單纖雙向光模塊技術(shù)應(yīng)用場(chǎng)景

3.1 主干抽纖，減少對(duì)原主干纖芯的占用

在接入成本過(guò)高或交通干線站點(diǎn)等場(chǎng)景中，RRU 拉遠(yuǎn)、新建站點(diǎn)或者 OLT 上行從已建成光纜接頭盒中抽芯，可考慮采用單芯收發(fā)技術(shù)。其優(yōu)勢(shì)是最大程度縮小對(duì)原主干直達(dá)光纜的纖芯占用，如圖 4 所示。

3.2 RRU 拉遠(yuǎn)占用綜合業(yè)務(wù)區(qū)共享纖芯

為節(jié)約接入主干光纜纖芯，在 RRU 拉遠(yuǎn)或者 OLT 上行占用綜合業(yè)務(wù)接入?yún)^(qū)共享纖芯場(chǎng)景下，可以考慮采用單芯收發(fā)，應(yīng)用場(chǎng)景如圖 5 所示。

3.3 共站站點(diǎn) RRU 拉遠(yuǎn)

在已有3G站點(diǎn)共4G站點(diǎn)，接入方式采用RRU拉遠(yuǎn)方式，需要占上游站點(diǎn)至本站點(diǎn)纖芯，采用此方式，原有光纜剩余1 芯就可解決問(wèn)題，節(jié)省光纜建設(shè)成本，具體如圖 6 所示。

3.4 商務(wù)樓宇室分建設(shè)

城區(qū)大型商業(yè)樓宇可用多套分布式系統(tǒng)覆蓋，因此BBU-RRU 之間可考慮采用單纖收發(fā)技術(shù)，為后續(xù)寬帶發(fā)展節(jié)余更多纖芯，應(yīng)用場(chǎng)景如圖 7 所示。

4 BIDI 單纖雙向光模塊技術(shù)應(yīng)用效果

某區(qū)域?qū)⒃摷夹g(shù)應(yīng)用于武廣高鐵 4G 站址建設(shè)中，4G 建設(shè)的站點(diǎn)大多為原 3G 站點(diǎn)的疊加覆蓋，利用單纖雙向收發(fā)模塊具有以下優(yōu)點(diǎn) ：

（1）無(wú)需新建光纜 ：某區(qū)域武廣 3G 站點(diǎn)共計(jì) 48 個(gè)，其 中 32 個(gè)為拉遠(yuǎn)站點(diǎn)，由于種種原因現(xiàn)已無(wú)空余纖芯使用。如果重新敷設(shè)光纜，不僅建設(shè)周期長(zhǎng)，而且協(xié)調(diào)難度大，無(wú)法保證按時(shí)按質(zhì)按量完成建設(shè)。

（2）建設(shè)方案簡(jiǎn)單 ：4G 站點(diǎn)的建設(shè)方案與 3G 建設(shè)方案大致相同，即在原有 3G RRU 站點(diǎn)的地方疊加建設(shè) 4G RRU。 原 3G RRU 用 2 芯拉遠(yuǎn)至 3G BBU，完全可利用這 2 芯資源， 由 1 芯承載原 3G 業(yè)務(wù)，另 1 芯承載 4G 業(yè)務(wù)。操作簡(jiǎn)單，不存在光路不通的情況。

（3）建設(shè)周期短 ：由于無(wú)需新建光纜，無(wú)需跳纖，設(shè)備安裝廠家只需利用原光路，僅用 15 天就能夠完成所有站點(diǎn)的建設(shè)任務(wù)。

（4）節(jié)省投資 ：原來(lái)武廣站點(diǎn)的光纜建設(shè)大多采用直埋敷設(shè)，單個(gè)武廣站點(diǎn)投資約為 3 萬(wàn)元（光纜材料加施工費(fèi)），32 個(gè)站點(diǎn)投資近 100 萬(wàn)元。一對(duì)單芯雙發(fā)光模塊 0.3 萬(wàn)元，一個(gè)站 3G/4G 需用 2 對(duì)，一個(gè)站改造需 0.6 萬(wàn)元，32 個(gè)拉遠(yuǎn)站點(diǎn)共需用 32×0.6=19.2 萬(wàn)元。預(yù)計(jì)節(jié)約投資 100-19.2=81.8 萬(wàn)元。 圖 8 所示為武廣某區(qū)間段 3G/4G 測(cè)試效果圖。測(cè)試結(jié)果表明，利用該技術(shù)后，該區(qū)間段 3G/4G 信號(hào)強(qiáng)度水平優(yōu)于之前，且高于 -100 dB，達(dá)到預(yù)期覆蓋效果。

5 結(jié) 語(yǔ)

在現(xiàn)有管道、纖芯等基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)資源有限而需求量不斷激增的情況下，急需尋求一種能有效解決網(wǎng)絡(luò)資源短缺問(wèn)題的方法。本文通過(guò)對(duì)單纖雙向收發(fā)技術(shù)進(jìn)行研究，提出不同的應(yīng)用方案并分場(chǎng)景應(yīng)用。從目前的應(yīng)用效果來(lái)看，已完全滿足業(yè)務(wù)對(duì)傳輸網(wǎng)的需求，可以有效解決目前光纜纖芯不足的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)容量的快速提升與業(yè)務(wù)的快速開(kāi)通，同時(shí)還節(jié)省了網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和維護(hù)成本，對(duì)運(yùn)營(yíng)商而言具有重要意義。