“暗光纖”監(jiān)控和故障測(cè)量技術(shù)在農(nóng)村光纖網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用

文丨鄭 蘇

（閩侯縣廣播電視臺(tái)，福州 350100）

近年來，隨著有線電視網(wǎng)絡(luò)不斷地“光進(jìn)銅退”， FTTx在不斷地升級(jí)，農(nóng)村網(wǎng)絡(luò)從光纖∕同軸電纜混合網(wǎng)絡(luò)（即HFC網(wǎng)絡(luò)），到光纖到交換中心（FTTCO），現(xiàn)在光纖已延伸到路邊（FTTC），有的光纖已到樓棟(FTTB)；這為PON（無源光網(wǎng)絡(luò)）技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。有線電視網(wǎng)絡(luò)光纖的傳輸距離不斷地增加，也使得光纖網(wǎng)絡(luò)維護(hù)的數(shù)量相應(yīng)地增多，能有效地對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行檢測(cè)與準(zhǔn)確的故障判斷，是盡快地恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)，保證信號(hào)暢通，用戶滿意的先決條件。傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸中光纖網(wǎng)絡(luò)故障的排除的測(cè)量?jī)x表方式對(duì)于現(xiàn)在農(nóng)村需要光中繼放大及未來PON中點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的光網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，已不能完全適用，為高效管理農(nóng)村光纖網(wǎng)絡(luò)的今天與明天，及時(shí)反饋客戶需求和提高用戶感知，有效的監(jiān)控和故障診斷成為目前農(nóng)村光纖網(wǎng)絡(luò)維護(hù)的重點(diǎn)。也因此，“暗光纖”監(jiān)控和故障測(cè)量技術(shù)在農(nóng)村光纖網(wǎng)絡(luò)維護(hù)中的應(yīng)用需得以重視。

1 “暗光纖”監(jiān)控和故障測(cè)量技術(shù)的特點(diǎn)

所謂“暗光纖”是指在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中沒有承載光源信號(hào)、通常用于備份或測(cè)試使用的光纖。即在出局的光纜中預(yù)留一根“暗光纖”(具體纖數(shù)應(yīng)根據(jù)出局纜線纖芯總數(shù)而定，一般低于總纖芯數(shù)的12%)，在光纜延伸至各鄉(xiāng)鎮(zhèn)或分路器處，“暗光纖”不連接各鄉(xiāng)鎮(zhèn)機(jī)房接收機(jī)或分路器群路口或支路口，而直接進(jìn)入機(jī)房的ODF(光纖配線架)中專用法蘭盤以備用或繞過光轉(zhuǎn)換器、放大器、分路器進(jìn)入鄉(xiāng)鎮(zhèn)光纜段落或配線光纜段落。此時(shí)，我們可根據(jù)需要將“暗光纖”與鄉(xiāng)鎮(zhèn)網(wǎng)絡(luò)分路器下游路徑較長(zhǎng)或環(huán)境較為復(fù)雜的一路用戶光纖同纜(通常選擇距離最長(zhǎng)，安全系數(shù)較小的一路用戶同纜)，經(jīng)過鄉(xiāng)鎮(zhèn)光纜段落或配線光纜后，“暗光纖”并不連接終端設(shè)備，而是作為測(cè)試光纖，預(yù)留測(cè)試口，放置在用戶終端處附近。這樣，可通過局端機(jī)房OTDR(光時(shí)域反射儀)的測(cè)試端口對(duì)暗光纖進(jìn)行日常測(cè)試。當(dāng)“暗光纖”出現(xiàn)斷纖或性能劣化時(shí)，可以認(rèn)為與之同路由的用戶光纖也在相同的位置發(fā)生中斷或劣化。當(dāng)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)不同路由的光纖發(fā)生故障時(shí)，把該路光纖的尾纖接至設(shè)在該鎮(zhèn)機(jī)房的專用法蘭盤，這樣，就能通過局端機(jī)房OTDR的測(cè)試端口對(duì)發(fā)生故障的光纖鏈路進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的測(cè)試，使得對(duì)鄉(xiāng)鎮(zhèn)光纖鏈路的維護(hù)變得方便。

2 基于“暗光纖”監(jiān)控和故障測(cè)量技術(shù)的可行性

“暗光纖”作為光纖網(wǎng)絡(luò)故障集中測(cè)量的一種工具和手段，利用空余纖芯或臨時(shí)空閑纖芯通過專業(yè)OTDR進(jìn)行故障診斷，有較強(qiáng)的靈活性、易操作性，而且盲區(qū)小、精度高、速度快。農(nóng)村有線電視網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，從縣局到各鄉(xiāng)鎮(zhèn)，光線干線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)時(shí)，一般安排四芯光纜，一根光纖傳輸下行信號(hào)，一根光纖傳輸上行信號(hào)，一根光纖傳輸數(shù)字信號(hào)，加上預(yù)留一根芯線；在各鄉(xiāng)鎮(zhèn)光纖網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)時(shí)，光纖芯數(shù)用量的設(shè)計(jì)，一般情況下，在一個(gè)光節(jié)點(diǎn)處也安排四芯光纜，但是，光節(jié)點(diǎn)后一般都有3－5級(jí)放大器的電纜網(wǎng)絡(luò)，為提高系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)及維護(hù)的方便，在農(nóng)村的網(wǎng)絡(luò)改造中，也就把原有的光節(jié)點(diǎn)中的四芯光纜中的兩芯延伸而另增加光節(jié)點(diǎn)，以減少電纜網(wǎng)絡(luò)的級(jí)連，以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的最經(jīng)濟(jì)的升級(jí)改造。盡管如此，在實(shí)現(xiàn)數(shù)字電視整體轉(zhuǎn)換之前農(nóng)村的網(wǎng)絡(luò)中，每一個(gè)光節(jié)點(diǎn)也都有一芯備份余纜，以保證“暗光纖”監(jiān)控和故障測(cè)量技術(shù)的實(shí)現(xiàn)；在實(shí)現(xiàn)數(shù)字電視整體轉(zhuǎn)換中，農(nóng)村的網(wǎng)絡(luò)改造，在考慮保證電視信號(hào)傳輸?shù)墓饫w芯數(shù)外，還會(huì)留有數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓饫w芯數(shù)，也會(huì)留有備份的光纖芯數(shù)，且隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)步，EPON+EOC的技術(shù)方案在網(wǎng)絡(luò)改造中也逐步被大家接受，并取代了早些時(shí)期數(shù)字電視整體轉(zhuǎn)換使用的CMTS+CM的技術(shù)改造方案，上行信號(hào)由專門的光纖來傳輸也改為由WAM波分復(fù)用技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，節(jié)省出來的光纖芯數(shù)更增加了“暗光纖”監(jiān)控和故障測(cè)量技術(shù)的可行性。

3 基于“暗光纖”監(jiān)控和故障測(cè)量技術(shù)的可操作性

“暗光纖”監(jiān)控和故障測(cè)量技術(shù)雖然可行，但在測(cè)量范圍、自動(dòng)化程度等方面也存在一定的局限性。只能端到端監(jiān)控單路終端用戶，無法自然穿透鄉(xiāng)鎮(zhèn)駐地的廣播電視站分前端對(duì)各個(gè)光接收點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)控或故障測(cè)量。

農(nóng)村有線電視網(wǎng)絡(luò)一般在鎮(zhèn)駐地的廣播電視站建立分前端, 分前端通過光纜向上與縣市廣電中心前端機(jī)房相連，向下與各村光接收點(diǎn)相連，然后，再通過同軸電纜以及放大器將有線電視信號(hào)傳輸?shù)礁骷腋鲬簟４藭r(shí)，1310nm系統(tǒng)的縣市廣電中心前端機(jī)房的信號(hào)，在鄉(xiāng)鎮(zhèn)駐地的廣播電視站機(jī)房通過光—電—光轉(zhuǎn)換，然后再把放大的光信號(hào)經(jīng)過光分路器傳送至各個(gè)光接收點(diǎn)。1550nm系統(tǒng)的，在鄉(xiāng)鎮(zhèn)駐地的廣播電視站機(jī)房通過直接光放大器放大光信號(hào)，然后再把放大的光信號(hào)經(jīng)過光分路器傳送至各個(gè)光接收點(diǎn)，不論哪種傳遞光信號(hào)，都無法使縣局機(jī)房信號(hào)直通至每一個(gè)光接收點(diǎn)，也意味著“暗光纖”端到端監(jiān)控或故障測(cè)量都無法直接對(duì)鄉(xiāng)鎮(zhèn)下面光纖網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行監(jiān)控或測(cè)量，當(dāng)鄉(xiāng)鎮(zhèn)下面光纖出現(xiàn)問題時(shí)，技術(shù)人員只能到鄉(xiāng)鎮(zhèn)機(jī)房進(jìn)行測(cè)試，這就給維護(hù)帶來諸多不便。但是，通過在每個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)機(jī)房的ODF設(shè)置的專用法蘭盤，然后配合以站內(nèi)維護(hù)人員的參與把需監(jiān)控和故障測(cè)量的光纖接入至該法蘭盤，使得縣市廣電中心前端機(jī)房與鄉(xiāng)村每一個(gè)光接收點(diǎn)都能有目的地形成端到端監(jiān)控或故障測(cè)量，也使得“暗光纖”監(jiān)控和故障測(cè)量技術(shù)的可操作性得以實(shí)現(xiàn)。這樣，大大地減少了技術(shù)人員下鄉(xiāng)次數(shù)，也減少單位了車輛使用次數(shù)，既節(jié)約了網(wǎng)絡(luò)維護(hù)經(jīng)費(fèi)，又提高了網(wǎng)絡(luò)維護(hù)效率，何樂而不為。

4 基于“暗光纖”監(jiān)控和故障測(cè)量技術(shù)的可延續(xù)性

三網(wǎng)融合在即，農(nóng)村有線電視網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)字電視整體轉(zhuǎn)換已迫在眉睫，網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)字電視整體轉(zhuǎn)換后，我們?cè)趯?duì)傳輸電視信號(hào)的光纖網(wǎng)絡(luò)維護(hù)外，還需對(duì)數(shù)據(jù)等業(yè)務(wù)傳輸部分網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行維護(hù)。以單纖（或同纜不同芯）波分復(fù)用(WDM)技術(shù)，上下行波長(zhǎng)為1310nm與1490nm進(jìn)行傳輸?shù)臄?shù)據(jù)等雙向業(yè)務(wù)的實(shí)現(xiàn),得以PON的長(zhǎng)足發(fā)展。所以，PON的管理與維護(hù)顯得必要與重要，PON的ODN（光分配網(wǎng)）由無源光器件組成，光纜、光連接器、光分路器長(zhǎng)期置于室外，容易受到外界環(huán)境的影響而發(fā)生意外故障，如連接器損壞、光纖彎曲、衰耗過大、光纖折斷、光分路器端口接觸不良、分纖盒故障等，如不能及時(shí)檢測(cè)并診斷故障，不僅會(huì)造成用戶通信中斷，而且還會(huì)增加維護(hù)難度。今后，隨著未來網(wǎng)絡(luò)大量的FTTx建設(shè)及改造工程的開展和業(yè)務(wù)的大規(guī)模投入使用，網(wǎng)絡(luò)維護(hù)工作量大幅增加，因此亟需采用故障檢測(cè)和故障診斷技術(shù)對(duì)ODN進(jìn)行有效的監(jiān)控，以降低網(wǎng)絡(luò)維護(hù)人員的故障處理難度，提高網(wǎng)絡(luò)維護(hù)效率。

由于PON的ODN是OLT (光線路終端)和ONU (光網(wǎng)絡(luò)單元)之間的光傳輸物理通道，但是，從OLT到ONU經(jīng)過ODN，形成點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的光網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。未來網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)雖然少不了備份光纖，以實(shí)現(xiàn)“暗光纖”監(jiān)控和故障測(cè)量技術(shù)的物理需求，但是“暗光纖”監(jiān)控和故障測(cè)量技術(shù)只能端到端監(jiān)控ODN單路終端用戶，無法對(duì)其他分支光纖狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。同樣，通過適當(dāng)?shù)娜斯⑴c，能把需要故障測(cè)量的用戶接入段光纜人為地接到原監(jiān)控處，使得“暗光纖”監(jiān)控和故障測(cè)量技術(shù)在未來數(shù)據(jù)傳輸光纖網(wǎng)絡(luò)維護(hù)中的應(yīng)用得以延續(xù)。

5 結(jié)束語

在多年來對(duì)于農(nóng)村有線電視光纖網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)中，深感“暗光纖”監(jiān)控和故障測(cè)量技術(shù)的實(shí)用，它雖在測(cè)量范圍，自動(dòng)化程度方面有一定的局限性，但在維護(hù)農(nóng)村有線電視光纖網(wǎng)絡(luò)的今天與明天，仍然有它的技術(shù)價(jià)值所在。

[1]堯昱，張靜，張樂，等.光分配網(wǎng)故障診斷技術(shù)研究與應(yīng)用[J].光通訊研究，2012（1）：16-18.