引 言

隨著移動網絡 4G、物聯網業(yè)務開展、鄉(xiāng)鎮(zhèn)寬帶固網業(yè)務全面鋪開及業(yè)務的迅猛發(fā)展，基礎光纖資源嚴重短缺的瓶頸問題日益突出。而城市規(guī)劃建設已基本完成，重新布設管網和光纜已不太可能，這與日益增長的業(yè)務需求形成巨大矛盾，嚴重制約著運營商的業(yè)務發(fā)展。如何充分利用現有光纜資源，增加網絡容量、保障業(yè)務接入、促進業(yè)務發(fā)展迫在眉睫。

目前，最簡單、實用、高效，又節(jié)約成本的方法是使用單纖雙向收發(fā)系統，把需要兩芯光纖傳輸的數據集中在一芯光纖中傳輸，使傳輸容量增加一倍。這種方式可利用現有光纜，提高纖芯利用率，避免光纜重復鋪設，有效節(jié)約成本。

1 技術研究

1.1 單纖雙向收發(fā)技術

1.1.1 BIDI單纖雙向光模塊技術

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 個端口，通過光模塊中的濾波器進行濾波，同時完成1 310 nm 光信號的發(fā)射和 1 550 nm 光信號的接收，或者相反。因此，BIDI 模塊必須成對使用，BIDI 光模塊最大的優(yōu)勢是節(jié)省光纖資源，將兩根傳輸光纖合二為一。BIDI 光模塊應用在 IPRAN 傳輸系統、BBU-RRU 對接鏈路中可以替代現網普通光模塊，實現單纖收發(fā)（華為、中興、烽火均支持）；同時， 在波分傳輸系統中，在客戶側及波分側均能實現單纖雙向傳輸。

BIDI 光模塊實現單纖雙向傳輸的原理 ：

（1）考慮使用 1 310 nm/1 550 nm，1 310 nm/1 490 nm 或1 490 nm/1 570 nm 波長信號在一根光纖上實現雙向傳輸，提高光纖利用率 ；

（2）成對使用， 如本端使用 Tx1310nm/Rx1550nm（即使用 1310nm波長發(fā)送信息，使用 1550nm波長接收信息）， 則對端應使用 Tx1550nm/Rx1310nm（即使用310 nm 波長接收信息，使用 1 550 nm 波長發(fā)送信息）。

1.1.2 單纖雙向轉接器技術

單纖雙向轉接器通過內置 WDM 模塊將線路側收發(fā)光信號調制到一根纖芯上傳輸，在業(yè)務側解調到收發(fā)光信號接口， 上下行分別采用不同光波長信號傳輸。單纖雙向轉接器為無源設備，需成對使用，每個轉接器上提供一對線路側光纖接口，兩對業(yè)務側光纖接口，可以將現網一對纖芯擴容至兩對纖芯使用。目前主要的生產廠家有浙江億邦、武漢友志等， 一般一對轉接器報價大概在 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接器， 增加了傳輸鏈路衰耗，且不便于后期維護。

綜上所述，推薦使用 BIDI 單纖雙向光模塊技術。

2 BIDI單纖雙向光模塊技術應用方案

目前 BIDI 單纖雙向光模塊技術有三種應用方案 ：

(1) 用于傳輸設備之間 ；

(2) 用于 BBU和 RRU拉遠 ；

(3) 用于 OLT上行。

2.1 應用方案 1

BIDI 光模塊可應用于波分、分組設備線路側及業(yè)務側， 以節(jié)省傳輸設備組網纖芯。本文應用場景如圖 1 所示。

2.2 應用方案 2

單芯雙向適用于光纖建設成本過高的偏遠地區(qū)少量業(yè)務開通，以及配線光纜建設不便的城區(qū)共址站點開通等纖芯不足場景。具體應用如圖 2 所示。

2.3 應用方案 3

可用于 OLT 上行，對于需要緊急開通、光纜建設周期長或光纖建設成本過高的部分固網業(yè)務，以及固網業(yè)務優(yōu)化時纖芯不足等場景。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應用場景

3.1 主干抽纖，減少對原主干纖芯的占用

在接入成本過高或交通干線站點等場景中，RRU 拉遠、新建站點或者 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。其優(yōu)勢是最大程度縮小對原主干直達光纜的纖芯占用，如圖 4 所示。

3.2 RRU 拉遠占用綜合業(yè)務區(qū)共享纖芯

為節(jié)約接入主干光纜纖芯，在 RRU 拉遠或者 OLT 上行占用綜合業(yè)務接入區(qū)共享纖芯場景下，可以考慮采用單芯收發(fā)，應用場景如圖 5 所示。

3.3 共站站點 RRU 拉遠

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

3.4 商務樓宇室分建設

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

4 BIDI 單纖雙向光模塊技術應用效果

某區(qū)域將該技術應用于武廣高鐵 4G 站址建設中，4G 建設的站點大多為原 3G 站點的疊加覆蓋，利用單纖雙向收發(fā)模塊具有以下優(yōu)點 ：

（1）無需新建光纜 ：某區(qū)域武廣 3G 站點共計 48 個，其 中 32 個為拉遠站點，由于種種原因現已無空余纖芯使用。如果重新敷設光纜，不僅建設周期長，而且協調難度大，無法保證按時按質按量完成建設。

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

（3）建設周期短 ：由于無需新建光纜，無需跳纖，設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的建設任務。

（4）節(jié)省投資 ：原來武廣站點的光纜建設大多采用直埋敷設，單個武廣站點投資約為 3 萬元（光纜材料加施工費），32 個站點投資近 100 萬元。一對單芯雙發(fā)光模塊 0.3 萬元，一個站 3G/4G 需用 2 對，一個站改造需 0.6 萬元，32 個拉遠站點共需用 32×0.6=19.2 萬元。預計節(jié)約投資 100-19.2=81.8 萬元。 圖 8 所示為武廣某區(qū)間段 3G/4G 測試效果圖。測試結果表明，利用該技術后，該區(qū)間段 3G/4G 信號強度水平優(yōu)于之前，且高于 -100 dB，達到預期覆蓋效果。

5 結 語

在現有管道、纖芯等基礎網絡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絡資源短缺問題的方法。本文通過對單纖雙向收發(fā)技術進行研究，提出不同的應用方案并分場景應用。從目前的應用效果來看，已完全滿足業(yè)務對傳輸網的需求，可以有效解決目前光纜纖芯不足的問題，實現容量的快速提升與業(yè)務的快速開通，同時還節(jié)省了網絡建設和維護成本，對運營商而言具有重要意義。