淺談PON網(wǎng)絡(luò)的工程測試方法

張振中

(長沙通信職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南 長沙 410015)

無源光纖網(wǎng)絡(luò)(Passive Optical Network，PON)是指光配線網(wǎng)中不含有任何有源電子器件全部由光分路器、光耦合器等無源器件組成的光網(wǎng)絡(luò)。PON網(wǎng)絡(luò)主要由光線路終端(OLT)、光分配網(wǎng)絡(luò)(ODN)、光網(wǎng)絡(luò)單元/光網(wǎng)絡(luò)終端(ONU/ONT)以及網(wǎng)元管理系統(tǒng)(EMS)組成，其中光分配網(wǎng)絡(luò)(ODN)采用具有無源光分路器的無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)結(jié)構(gòu)，一根主干光纖通過無源光分路器連接多根光纖，與多個(gè)ONU通信，多個(gè)ONU共享上行帶寬。［1］PON技術(shù)采用點(diǎn)到多點(diǎn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，下行和上行分別通過TDM和TDMA方式傳輸數(shù)據(jù)。

1 PON網(wǎng)絡(luò)測試儀表選取原則

在入戶光纖敷設(shè)完畢之后，為確保該段光纖(含光纖機(jī)械接續(xù)連接插頭)的衰減值小于1.5dB，必須對其進(jìn)行測試。目前，基于PON的光功率測量儀器通常選擇普通光功率計(jì)和波長分離的PON功率計(jì)，具體選擇哪一種可根據(jù)工程實(shí)際情況決定。

普通光功率計(jì)是光纖入戶施工過程中最常用的測試儀表，通常將光源和光功率計(jì)配套使用，進(jìn)行入戶段光纖的衰減測試。光源的主要作用就是向光纜線路發(fā)送功率穩(wěn)定的光信號(hào)，光功率計(jì)接收光信號(hào)并測量信號(hào)的功率值，由光源的發(fā)送功率減去光功率計(jì)的實(shí)際接收功率，就可以得到被測入戶光纜線路的總衰減。［2］由于光源和光功率計(jì)通常是配套使用的，所以在使用時(shí)，需注意參數(shù)設(shè)置的一致性，具體為上行方向測試1310 nm波長的衰減，下行方向測試1490nm波長的衰減，當(dāng)需要提供CATV業(yè)務(wù)時(shí)，下行方向需增加測試1550nm波長的衰減和反射衰耗。

波長分離PON功率計(jì)能同時(shí)測量每一波長的功率，并且為了對每個(gè)波長提供通過、告警或未通過狀態(tài)，可以設(shè)置功率閾值。［3］入戶光纖敷設(shè)完畢及ONU安裝、開通后，可以使用波長分離PON功率計(jì)進(jìn)行ODN鏈路全程下行和上行衰減測試。操作步驟如為:將波長分離PON功率計(jì)分別與入戶段光纜和連接ONU設(shè)備的光跳纖相連，此時(shí)測得的1310nm波長下的數(shù)值為ONU至波長分離PON功率計(jì)間的光纖鏈路損耗;1490nm波長下的數(shù)值為OLT至波長分離PON功率計(jì)間的光纖鏈路損耗。

2 PON網(wǎng)絡(luò)的測試方法

在PON網(wǎng)絡(luò)鏈路測試中，一般主要測試其ODN鏈路的插入損耗和反射特性測試。目前工程中對于ODN全鏈路插入損耗測試的方法比較多，常用的測試方法有采用光源+光功率計(jì)測試、采用PON專用OTDR(光時(shí)域反射儀)測試、配合有源設(shè)備+光功率計(jì)測試三種，具體選擇哪一種測試方法需要根據(jù)項(xiàng)目工程的實(shí)際情況來決定。［4］

2.1 采用光源+光功率計(jì)測試

采用光源 +光功率計(jì)測試方式，主要測試PON網(wǎng)絡(luò)中的鏈路插入損耗。實(shí)際操作中需要兩個(gè)人分別在OLT機(jī)房和用戶端(靠近ONU)配合進(jìn)行上、下行雙向全鏈路測試，并記錄各條光鏈路的損耗。開始測試之前為了保證測試數(shù)據(jù)的可靠性以及測試設(shè)備的長期使用性能，建議為光源、光功率計(jì)配置專門的跳纖，同時(shí)將跳纖一并計(jì)入歸零鏈路。如果傳統(tǒng)的光源無法發(fā)射1490nm的光，建議采用1310nm或者1550nm的光測試作為參考。

2.1.1 下行測試

下行測試時(shí)，光源放置在中心機(jī)房(靠近OLT)，將接PON接口的跳纖接至光源，發(fā)1490nm波長的光。光功率計(jì)放置在用戶端(靠近ONU)，將接ONU的跳纖接至光功率計(jì)調(diào)節(jié)光功率計(jì)接收模式為1490nm，連接方式如圖1所示。如果需要對CATV信號(hào)進(jìn)行測試，需要把光源波長調(diào)整為1550nm再進(jìn)行測試。

圖1 采用光源+光功率計(jì)測試(下行)

2.1.2 上行測試

上行測試時(shí)，光源放置在用戶端(靠近ONU)，將接ONU的跳纖接至光源，發(fā)1310nm波長的光。光功率計(jì)放置在中心機(jī)房(靠近OLT)，將接PON接口的跳纖接至光功率計(jì)，調(diào)節(jié)光功率計(jì)接收模式為1310nm，連接方式如圖2所示。

圖2 采用光源+光功率計(jì)測試(上行)

多次測試取平均值，并將測試結(jié)果與國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，以此判斷當(dāng)前鏈路插入損耗是否在國家標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)許范圍之內(nèi)，PON網(wǎng)絡(luò)光纖鏈路最大通道插入損耗參考值如表1所示。如果測試結(jié)果與國家標(biāo)準(zhǔn)不符合，需檢查OLT端口發(fā)光功率是否正常、光纖是否有斷纖、光纖接頭是否有接觸不良、光纖連接器是否清潔、光器件是否有損壞、PON設(shè)備參數(shù)設(shè)置是否合理、分光器的分光比設(shè)置是否合理等故障。

表1 最大通道插入損耗參考值

2.2 采用PON專用OTDR測試

采用PON專用OTDR(光時(shí)域反射測試儀)測試，主要測試PON網(wǎng)絡(luò)中的全鏈路插入損耗以及光纖鏈路反射損耗，相對光源+光功率計(jì)測試方法來說采用OTDR測試過程比較簡單，同時(shí)得到的數(shù)據(jù)也比較精確。實(shí)際操作中使用OTDR測試時(shí)不需要進(jìn)行上、下行兩次測試，只需要將連接OLT的跳纖接至OTDR，并確保所有ONU的跳纖都斷開，連接方式如圖3所示。

圖3 PON專用OTDR測試

目前來說對于整條ODN鏈路進(jìn)行測試，一般比較多的采用分段ODN測試，分段ODN測試可以采用PON專用OTDR或者傳統(tǒng)OTDR來測試。而OTDR常用來測量光纖的插入損耗、反射損耗、光纖鏈路損耗、光纖長度、光纖故障點(diǎn)的位置及光功率沿路由長度的分布情況(P－L曲線)等，OTDR還可以自動(dòng)存儲(chǔ)測試結(jié)果，自帶打印機(jī)。

2.3 配合有源設(shè)備+光功率計(jì)測試

如果整個(gè)光網(wǎng)絡(luò)(PON)的業(yè)務(wù)已經(jīng)開通，可以采用有源設(shè)備+光功率計(jì)測試鏈路插入損耗，利用OLT設(shè)備自身的PON接口或者ONU進(jìn)行測試。實(shí)際測試過程中不需要使用光源，其測試原理與光源+光功率計(jì)基本一樣。

2.3.1 下行測試

由有源設(shè)備(PON)發(fā)出信號(hào)，無需光源，只需將光功率計(jì)放置在客戶端(靠近ONU)，將接ONU的跳纖接至光功率計(jì)調(diào)節(jié)光功率計(jì)接收模式為1490nm，連接方式如圖4所示。如果需要對CATV信號(hào)進(jìn)行測試，需要把光源波長調(diào)整為1550nm再進(jìn)行測試。

圖4 有源設(shè)備+光功率計(jì)測試(下行)

2.3.2 上行測試

無需連接光源和光功率計(jì)，只需將OLT直接連接到NMS系統(tǒng)(網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng))上，由網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)監(jiān)控光信號(hào)的強(qiáng)度，連接方式如圖5所示。

圖5 有源設(shè)備+光功率計(jì)測試(上行)

3 PON網(wǎng)絡(luò)測試的注意事項(xiàng)

3.1 使用光源、光功率計(jì)測試注意事項(xiàng)

使用光源、光功率計(jì)測試時(shí)，為了保證測試的準(zhǔn)確性，要求光纖跳線與測試儀器輸入端口緊密連接，并且保持光纖端面的清潔。儀器在不使用的時(shí)候應(yīng)關(guān)閉防塵蓋，防止灰塵進(jìn)入儀器影響測試的精確度。儀器內(nèi)部的充電電路，可在使用直流電源供電時(shí)充電，儲(chǔ)存超過半年的電池要定期充放電。［5］

3.2 利用OTDR測試注意事項(xiàng)

當(dāng)傳輸中斷利用OTDR判斷光纜故障時(shí)，對端傳輸機(jī)房必須將尾纖與傳輸設(shè)備段斷開，以防光功率過高損壞光板;當(dāng)光纜沒斷判斷傳輸設(shè)備故障時(shí)，采用光路環(huán)回法壓縮，判斷傳輸設(shè)備故障時(shí)不得用尾纖直接短連光端機(jī)及光收發(fā)器件，應(yīng)在光收發(fā)器件之間串接不小于10dB的光衰減器。

綜上所述，通過對PON網(wǎng)絡(luò)的綜合測試，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中問題，確保整個(gè)工程的施工質(zhì)量。在網(wǎng)絡(luò)測試完成后，使用管理軟件導(dǎo)入被測試數(shù)據(jù)，生成測試報(bào)告，并通過對測試報(bào)告的分析，可以判定整個(gè)工程的施工質(zhì)量。

［1］Chabot S，Leblanc M.Fiber－optic testingchallenges in point－to－ multipoint PON testing［EB/OL］.http://documents.exfo.com/appnotes/anote110 －ang.pdf.2010.

［2］Gagnon N.An innovative solution for in－servicetroubleshooting on live FTTH networks［EB/OL］.http://documents.exfo.com/appnotes/anote130 －ang.pdf.2010.

［3］和奇峰.FTTx基于PON技術(shù)的實(shí)現(xiàn)［J］.廣西通信技術(shù)，2009，(2).

［4］程淑榮.OTDR在PON網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用［J］.廣東通信技術(shù)，2009，(10).

［5］熊賢芳，吉福生.淺析各種PON技術(shù)實(shí)現(xiàn)FTTx［J］.硅谷，2010，(4)