無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行、維護(hù)與管理

沈成彬　蔣銘　王波

基于增強(qiáng)的電信管理運(yùn)營(yíng)圖（eTOM），研究了無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（PON）的運(yùn)行、維護(hù)與管理體系的架構(gòu)，該系統(tǒng)包括網(wǎng)絡(luò)資源管理、裝維流程管理、服務(wù)保障系統(tǒng)等子系統(tǒng)。結(jié)合電信運(yùn)營(yíng)商的實(shí)際需求，重點(diǎn)研究了智能光纖基礎(chǔ)設(shè)施管理、終端零配置開(kāi)通、光鏈路測(cè)量與診斷等關(guān)鍵技術(shù)，并分析了上述關(guān)鍵問(wèn)題的發(fā)展趨勢(shì)與部署策略。

無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)；運(yùn)行、維護(hù)和管理；智能光纖基礎(chǔ)設(shè)施管理；服務(wù)開(kāi)通；光鏈路測(cè)量與診斷

In this paper， we propose an architecture based on eTOM for PON OAM. In this architecture， there are three sub-systems： network resource management， installation and maintenance process， and service support. We investigate the requirements of telecom operators as well as key technologies， such as intelligent fiber infrastructure management，zero-touch terminal installation， and optical link test and diagnosis. Based on general trend and up-to-date progress， these technologies development path and deployment are presented.

passive optical networks； operation， administration and maintenance； intelligent fiber infrastructure management； service fulfillment； optical link test & diagnosis

近幾年，全球運(yùn)營(yíng)商開(kāi)始大規(guī)模地開(kāi)展基于以太網(wǎng)無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（EPON）和千兆比無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（GPON）的光纖寬帶（FTTX）網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，顯著提升了寬帶接入網(wǎng)的帶寬提供能力和多業(yè)務(wù)承載能力。對(duì)于運(yùn)營(yíng)商來(lái)講，無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（PON）的運(yùn)行、管理和維護(hù)已經(jīng)成為關(guān)系到網(wǎng)絡(luò)維護(hù)成本與效率、客戶(hù)服務(wù)滿(mǎn)意度、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵，受到了高度的重視，已成為工作的重點(diǎn)。

PON網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營(yíng)、管理和維護(hù)從早期的簡(jiǎn)單的以網(wǎng)元管理為中心發(fā)展為覆蓋了網(wǎng)絡(luò)資源管理、服務(wù)開(kāi)通與變更、服務(wù)保障等全流程的體系。PON網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行管理和維護(hù)系統(tǒng)的發(fā)展方向就是依托IT系統(tǒng)和各種運(yùn)維技術(shù)手段，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化的維護(hù)流程，提升PON網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行維護(hù)的電子化、自動(dòng)化、智能化水平。本文主要研究一種面向上述目標(biāo)的PON網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行管理和維護(hù)體系架構(gòu)及其關(guān)鍵技術(shù)，并基于對(duì)相關(guān)技術(shù)的進(jìn)展和發(fā)展趨勢(shì)，分析PON網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行維護(hù)和管理系統(tǒng)優(yōu)化的方向。

1 PON網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行、管理和

維護(hù)體系架構(gòu)

按照電信管理論壇（TMF）建立的增強(qiáng)的電信管理運(yùn)營(yíng)圖（eTOM）模型，電信運(yùn)營(yíng)商的運(yùn)營(yíng)支撐系統(tǒng)（OSS）主要實(shí)現(xiàn)服務(wù)準(zhǔn)備、交付、生產(chǎn)保障等過(guò)程，并支撐BSS面向客戶(hù)的產(chǎn)品銷(xiāo)售和客戶(hù)服務(wù)過(guò)程。OSS系統(tǒng)橫向上包括運(yùn)營(yíng)支持準(zhǔn)備（Operations Support & Readiness）、服務(wù)實(shí)現(xiàn)（Fufillment）、業(yè)務(wù)保障（Assurance）和計(jì)費(fèi)（Billing）等4類(lèi)處理流程服務(wù)，縱向上包括基礎(chǔ)通信網(wǎng)絡(luò)、業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)、客戶(hù)網(wǎng)絡(luò)與應(yīng)用、第三方的服務(wù)提供商與合作伙伴管理等4個(gè)層次。服務(wù)實(shí)現(xiàn)流程主要是將客戶(hù)的業(yè)務(wù)需求在工單流轉(zhuǎn)、業(yè)務(wù)配置與激活、網(wǎng)絡(luò)資源指配、供應(yīng)商/合作伙伴管理等4個(gè)層面實(shí)現(xiàn)所需要的功能和流程。服務(wù)保障流程主要是為達(dá)到為客戶(hù)提供持續(xù)可用且滿(mǎn)足服務(wù)等級(jí)協(xié)議（SLA）所必須的流程和手段，包括資源狀態(tài)和網(wǎng)絡(luò)性能監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)故障的診斷和定位、故障的排除、故障匯報(bào)管理等內(nèi)容。映射到固定寬帶網(wǎng)絡(luò)，eTOM模型可以簡(jiǎn)化為網(wǎng)絡(luò)資源管理、服務(wù)開(kāi)通、服務(wù)保障等3類(lèi)處理流程。

PON是一個(gè)全新的網(wǎng)絡(luò)，其點(diǎn)到多點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、網(wǎng)絡(luò)接入模式和終端形態(tài)的多樣化、多業(yè)務(wù)承載的復(fù)雜性，使得運(yùn)營(yíng)商無(wú)法在既有的面向數(shù)字用戶(hù)線（DSL）接入的OSS系統(tǒng)上通過(guò)簡(jiǎn)單的改造實(shí)現(xiàn)PON網(wǎng)絡(luò)的高效運(yùn)行、管理和維護(hù)。具體來(lái)講，體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：

（1）在網(wǎng)絡(luò)資源管理方面，F(xiàn)TTX網(wǎng)絡(luò)提供多業(yè)務(wù)綜合承載功能，使得光纖接入網(wǎng)與語(yǔ)音交換網(wǎng)、IP網(wǎng)、傳輸網(wǎng)、光纜與管道網(wǎng)、動(dòng)力環(huán)境等多個(gè)專(zhuān)業(yè)高度融合，需要OSS實(shí)現(xiàn)集中的、全專(zhuān)業(yè)的綜合網(wǎng)絡(luò)資源管理，以提高對(duì)接入網(wǎng)資源管理的效率。

（2）在服務(wù)開(kāi)通方面，光網(wǎng)業(yè)務(wù)上的復(fù)雜性也導(dǎo)致在服務(wù)開(kāi)通流程的復(fù)雜性，比如電子工單的參數(shù)、工單流轉(zhuǎn)的環(huán)節(jié)、各系統(tǒng)的工單接口都更加復(fù)雜，工單處理的異常增多。

（3）在服務(wù)保障方面，由于PON網(wǎng)絡(luò)的接入方式、業(yè)務(wù)種類(lèi)和終端類(lèi)型更加豐富，PON網(wǎng)絡(luò)自身拓?fù)湟约芭c其他業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)之間關(guān)系更加復(fù)雜，對(duì)服務(wù)保障系統(tǒng)的流程設(shè)計(jì)和技術(shù)手段提出了更高的要求。

基于上述分析，結(jié)合現(xiàn)有OSS系統(tǒng)的現(xiàn)狀，我們提出了一PON網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行管理維護(hù)的IT支撐系統(tǒng)架構(gòu)，如圖1所示。該系統(tǒng)的OSS主要包括綜合資源系統(tǒng)、服務(wù)開(kāi)通系統(tǒng)、綜合服務(wù)保障系統(tǒng)等3個(gè)主要部分，并與自動(dòng)激活系統(tǒng)模塊、裝維調(diào)度模塊、集中告警模塊等進(jìn)行交互。通過(guò)這3個(gè)模塊，運(yùn)營(yíng)商對(duì)光纖接入網(wǎng)，軟交換，互聯(lián)網(wǎng)電視（IPTV），終端遠(yuǎn)程管理（如ITMS/BBMS），認(rèn)證、鑒權(quán)和計(jì)費(fèi)（AAA）等相關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行指配、測(cè)試與監(jiān)控[1]。

綜合資源系統(tǒng)是PON網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行管理和維護(hù)中最基礎(chǔ)的系統(tǒng)，主要為資源確認(rèn)、資源配置、故障定位、施工派單、業(yè)務(wù)割接等提供資源數(shù)據(jù)支撐。對(duì)于承載多業(yè)務(wù)的PON網(wǎng)絡(luò)而言，綜合資源系統(tǒng)所管理的系統(tǒng)包括PON、光配線網(wǎng)絡(luò)（ODN）、城域網(wǎng)、軟交換網(wǎng)絡(luò)、IPTV等。目前，網(wǎng)絡(luò)資源管理的熱點(diǎn)是ODN資源的智能化管理，即智能光纖基礎(chǔ)設(shè)施管理技術(shù)。endprint

PON網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)開(kāi)通系統(tǒng)以客戶(hù)關(guān)系管理（CRM）系統(tǒng)為起始，通過(guò)與多個(gè)綜合資源系統(tǒng)、綜合服務(wù)保障、自動(dòng)激活模塊等系統(tǒng)的交互完成光網(wǎng)業(yè)務(wù)的裝、移、拆、改、遷等流程的自動(dòng)化。其中，CRM負(fù)責(zé)光進(jìn)銅退相關(guān)產(chǎn)品的訂單受理，調(diào)用資源管理功能進(jìn)行資源能力確認(rèn)和客戶(hù)訂單分解，派發(fā)激活工單到自動(dòng)激活模塊進(jìn)行自動(dòng)激活，派發(fā)外線施工單到綜合服務(wù)保障系統(tǒng)進(jìn)行人工上門(mén)施工和外線施工完工確認(rèn)測(cè)試。自動(dòng)激活模塊負(fù)責(zé)根據(jù)寬帶提速（光進(jìn)銅退）后的產(chǎn)品激活拆分規(guī)則并指配所有PON接入方式相關(guān)的網(wǎng)元/平臺(tái)（PON綜合網(wǎng)管、軟交換網(wǎng)管、IPTV網(wǎng)管、ITMS/BBMS、AAA等）實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)層和業(yè)務(wù)層的配置與使能，從而實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)自動(dòng)激活。PON網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)開(kāi)通的關(guān)鍵是如何實(shí)現(xiàn)終端安裝的零配置，以提高裝維效率。

綜合服務(wù)保障系統(tǒng)以CRM/客服系統(tǒng)為起始，通過(guò)與綜合資源管理系統(tǒng)、服務(wù)開(kāi)通系統(tǒng)的交互，支撐相關(guān)申告的受理、預(yù)處理、故障定位、故障修復(fù)、網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)監(jiān)控等功能。目前，光網(wǎng)服務(wù)保障系統(tǒng)的研究熱點(diǎn)是故障定位，特別是光鏈路的測(cè)量與診斷等。

下面對(duì)PON網(wǎng)絡(luò)的智能光纖基礎(chǔ)設(shè)施管理、終端零配置開(kāi)通、光鏈路測(cè)量與診斷等關(guān)鍵技術(shù)及其應(yīng)用進(jìn)行研究。

2 智能光纖基礎(chǔ)設(shè)施管理

技術(shù)

2.1 智能光纖基礎(chǔ)設(shè)施管理系統(tǒng)

隨著PON網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模部署，海量光纖資源的管理成為重要課題。傳統(tǒng)的紙質(zhì)標(biāo)簽、人工錄入的光纖資源管理方式，存在準(zhǔn)確度、可靠性、自動(dòng)化程度和維護(hù)效率低等問(wèn)題。為了解決上述問(wèn)題，業(yè)界一些專(zhuān)家提出了基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能光纖基礎(chǔ)設(shè)施管理技術(shù)[2-5]。

智能光分配網(wǎng)絡(luò)將電子標(biāo)簽技術(shù)應(yīng)用到傳統(tǒng)光分配網(wǎng)絡(luò)中，利用電子標(biāo)簽對(duì)光纖（包括尾纖、跳纖、光分路器尾纖等）進(jìn)行唯一標(biāo)識(shí)，應(yīng)用IT技術(shù)實(shí)現(xiàn)光纖信息自動(dòng)存儲(chǔ)、光纖連接關(guān)系自動(dòng)識(shí)別、光纖資源信息校準(zhǔn)、可視化施工指導(dǎo)等功能。智能光纖基礎(chǔ)設(shè)施管理系統(tǒng)的架構(gòu)如圖2所示。智能光纖網(wǎng)絡(luò)由智能光纖網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)、智能管理終端、電子標(biāo)簽及智能光纖網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等幾個(gè)主要部分組成，其中電子標(biāo)簽安裝于光纖端口上，用于對(duì)光纖端口進(jìn)行標(biāo)識(shí)。智能光纖網(wǎng)絡(luò)設(shè)備端口通過(guò)讀取光纖端口上的電子標(biāo)簽建立設(shè)備端口和光纖端口的連接信息，智能管理終端提供管理操作界面，主要完成智能光纖網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的接入管理功能和現(xiàn)場(chǎng)施工管理功能，智能光纖網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)則實(shí)現(xiàn)對(duì)智能光纖網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的管理。

2.2 智能光纖基礎(chǔ)設(shè)施管理關(guān)鍵技術(shù)

智能光纖網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)主要包括電子標(biāo)簽、智能光纖網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、智能管理終端、智能光纖網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)等。

電子標(biāo)簽一般以集成電路芯片為存儲(chǔ)信息的媒介，記錄電子編碼信息，分別為接觸式電子標(biāo)簽（eID）和非接觸式電子標(biāo)簽（RFID）。我們對(duì)主流智能光纖基礎(chǔ)設(shè)施管理系統(tǒng)產(chǎn)品中的eID和RFID進(jìn)行了測(cè)試和研究。從分析結(jié)果來(lái)看，eID在功耗、讀寫(xiě)速度、安全性、抗干擾等方面具有一定的優(yōu)勢(shì)，更適合于新建場(chǎng)景采用。從理論上講，RFID不需要讀頭和天線標(biāo)簽接觸即可完成信號(hào)的收集，比較容易實(shí)現(xiàn)不中斷業(yè)務(wù)的設(shè)備升級(jí)。接觸式電子標(biāo)簽和非接觸式電子標(biāo)簽的比較如表1所示。

智能光纖網(wǎng)絡(luò)設(shè)備除了具備傳統(tǒng)光配線設(shè)備所具有的光纖連接、分配和調(diào)度等功能外，最重要的就是增加了采集標(biāo)簽信息、存儲(chǔ)和上傳標(biāo)簽信息、監(jiān)控端口狀態(tài)以及端口定位指引等智能化功能。智能光纖網(wǎng)絡(luò)設(shè)備支持與智能管理終端、智能光纖網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)等通信，可通過(guò)連接穩(wěn)定的交流或直流電源處于長(zhǎng)時(shí)供電狀態(tài)或由智能管理終端向其短時(shí)供電。

智能管理終端是一種便攜式設(shè)備，主要通過(guò)與智能光纖網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、智能光纖網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)之間的交互完成智能光纖網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的接入管理功能和現(xiàn)場(chǎng)施工管理功能。對(duì)于不支持實(shí)時(shí)供電的智能光纖網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，智能管理終端可提供供電服務(wù)。

智能光纖網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)對(duì)智能光纖網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的管理功能，包括配置管理功能、資源管理功能、故障管理功能、評(píng)估分析管理功能、安全管理功能、拓?fù)涔芾砉δ堋⑾到y(tǒng)管理功能等。智能光纖網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)可以直接管理智能光纖網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，也可以通過(guò)智能管理終端對(duì)智能光纖網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行管理。

2.3 智能光纖基礎(chǔ)設(shè)施管理技術(shù)

應(yīng)用和發(fā)展趨勢(shì)

全球運(yùn)營(yíng)商對(duì)智能光纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的進(jìn)展高度關(guān)注，有超過(guò)15家運(yùn)營(yíng)商傾向于智能光纖基礎(chǔ)設(shè)施管理技術(shù)。全球標(biāo)準(zhǔn)化組織如BBF、ITU-T、CCSA等都在進(jìn)行關(guān)于智能光纖基礎(chǔ)設(shè)施的標(biāo)準(zhǔn)制訂工作，如ITU-T的L.64、L.69、L.80、BBF WT-311等。整體上，全球的智能光纖基礎(chǔ)設(shè)施管理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)處于快速完善中，預(yù)計(jì)1～2年內(nèi)就可以形成完善的標(biāo)準(zhǔn)體系。一些ODN廠商推出了智能光纖基礎(chǔ)設(shè)施管理系統(tǒng)產(chǎn)品，并在一些運(yùn)營(yíng)商的現(xiàn)網(wǎng)進(jìn)行試驗(yàn)。但智能光纖基礎(chǔ)設(shè)施管理技術(shù)還需要解決如下技術(shù)問(wèn)題：

（1）從目前的實(shí)際情況來(lái)看，現(xiàn)網(wǎng)光纖基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)占FTTX網(wǎng)絡(luò)建設(shè)投資的50%以上，而且光纖網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施具有建設(shè)周期長(zhǎng)、在網(wǎng)時(shí)間長(zhǎng)和敷設(shè)后難調(diào)整的特點(diǎn)。因此，對(duì)傳統(tǒng)光纖網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的改造是目前的需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題，特別是如何降低在ODN智能化改造過(guò)程中的業(yè)務(wù)中斷時(shí)間、如何降低改造成本、如何保證智能光纖網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的端口密度不因智能化改造而降低。

（2）智能光纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)最終要融入包括綜合資源系統(tǒng)、綜合服務(wù)保障系統(tǒng)以及光光鏈路測(cè)量和診斷系統(tǒng)等組成的OSS體系架構(gòu)中。需要建立智能光纖基礎(chǔ)設(shè)施管理系統(tǒng)與上述系統(tǒng)的接口的數(shù)據(jù)模型和標(biāo)準(zhǔn)。

3 PON終端的零配置開(kāi)通

傳統(tǒng)的DSL接入網(wǎng)終端相對(duì)比較簡(jiǎn)單，Modem可以即插即用。但PON終端相對(duì)比較復(fù)雜，特別是支持三重播放（Triple-play）應(yīng)用的家庭網(wǎng)關(guān)的引入，其開(kāi)通涉及PON網(wǎng)絡(luò)、終端管理平臺(tái)（ITMS）和IPTV、VoIP、上網(wǎng)等多個(gè)業(yè)務(wù)平臺(tái)，終端的放裝流程更加復(fù)雜，需要通過(guò)流程創(chuàng)新和完善的支撐系統(tǒng)來(lái)提高放裝速度。所謂“零配置”就是盡量減少用戶(hù)或者現(xiàn)場(chǎng)安裝維護(hù)人員對(duì)終端的操作，通過(guò)創(chuàng)新的終端認(rèn)證方式和自動(dòng)化的業(yè)務(wù)激活流程，降低PON終端安裝維護(hù)時(shí)的人工操作，提高安裝維護(hù)效率。endprint

原有的基于物理標(biāo)識(shí)（媒體訪問(wèn)控制（MAC）地址或者SN）的光網(wǎng)絡(luò)單元（ONU）認(rèn)證方式無(wú)法實(shí)現(xiàn)PON網(wǎng)絡(luò)、業(yè)務(wù)與管理平臺(tái)的預(yù)配置，終端安裝過(guò)程中需要線務(wù)員進(jìn)行大量的現(xiàn)場(chǎng)手工配置和后臺(tái)運(yùn)維人員的配合。采用基于邏輯標(biāo)識(shí)（即與客戶(hù)帳號(hào)唯一對(duì)應(yīng)的標(biāo)識(shí)）的ONU認(rèn)證可以實(shí)現(xiàn)PON終端的零配置裝維流程。邏輯標(biāo)識(shí)實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的物理標(biāo)識(shí)和用戶(hù)帳號(hào)的解耦，可以在PON ONU未下發(fā)（其物理標(biāo)識(shí)也未知）的情況下，實(shí)現(xiàn)邏輯標(biāo)識(shí)與用戶(hù)的配置信息的關(guān)聯(lián)，從而實(shí)現(xiàn)預(yù)配置[1， 6-7]。典型情況下采用基于邏輯標(biāo)識(shí)的ONU認(rèn)證的PON上行家庭網(wǎng)關(guān)的零配置安裝流程如圖3所示。

營(yíng)帳系統(tǒng)在受理業(yè)務(wù)開(kāi)通時(shí)為客戶(hù)提供邏輯標(biāo)識(shí)（LOID）和密碼，實(shí)現(xiàn)了終端物理設(shè)備和客戶(hù)帳號(hào)的分離，并通過(guò)自動(dòng)激活模塊完成該帳號(hào)在PON光線路終端（OLT）、終端管理系統(tǒng)（ITMS）、AAA、IPTV、VoIP等業(yè)務(wù)系統(tǒng)上相關(guān)屬性的預(yù)配置。領(lǐng)取ONU后，用戶(hù)或者線務(wù)員登錄ONU的本地設(shè)備管理界面輸入LOID和密碼，ONU就會(huì)在注冊(cè)時(shí)通過(guò)邏輯標(biāo)識(shí)認(rèn)證流程將邏輯標(biāo)識(shí)和密碼上傳到OLT和ITMS進(jìn)行認(rèn)證，然后OLT和ITMS即把預(yù)配置的PON口相關(guān)屬性和業(yè)務(wù)屬性通過(guò)OAM/OMCI或TR-69協(xié)議自動(dòng)下發(fā)給ONU。整個(gè)ONU的安裝過(guò)程不需要網(wǎng)管后臺(tái)人員的參與，使得ONU安裝速度從小時(shí)級(jí)降低到分鐘級(jí)，出錯(cuò)概率大大降低，顯著提升了裝維效率。

隨著大規(guī)模的FTTH網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，為了進(jìn)一步降低ONU終端營(yíng)銷(xiāo)成本，ONU社會(huì)化已經(jīng)成為運(yùn)營(yíng)商關(guān)注的重點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)ONU社會(huì)化，需要進(jìn)一步提高終端安裝的簡(jiǎn)便性，機(jī)卡分離型ONU成為運(yùn)營(yíng)商進(jìn)一步提高裝維效率、免除人工操作的一種有效手段。機(jī)卡分離型ONU借鑒了移動(dòng)終端采用用戶(hù)識(shí)別模塊（SIM/UIM）卡認(rèn)證的優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)專(zhuān)用的SIM卡承擔(dān)ONU認(rèn)證的功能。目前，機(jī)卡分離型ONU的技術(shù)規(guī)范和裝維方案均已基本確定[7]，未來(lái)幾年，機(jī)卡分離型ONU將得到廣泛的應(yīng)用。

4 PON系統(tǒng)的光鏈路測(cè)量

與診斷

PON網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)保障系統(tǒng)的核心功能之一是在發(fā)生申告或故障后快速進(jìn)行故障定位與修復(fù)以及進(jìn)行定期的網(wǎng)絡(luò)性能監(jiān)測(cè)。PON網(wǎng)絡(luò)的光鏈路故障主要涉及OLT與ONU的光模塊以及ODN，特別是由無(wú)源器件構(gòu)成的ODN的故障更加難以定位和修復(fù)，是PON網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行、管理和維護(hù)的重點(diǎn)和難點(diǎn)[8]。

光鏈路測(cè)量與診斷系統(tǒng)通過(guò)對(duì)PON系統(tǒng)的光層故障的測(cè)量和性能監(jiān)測(cè)實(shí)現(xiàn)快速發(fā)現(xiàn)和定位光鏈路故障。目前來(lái)看，光鏈路測(cè)量與診斷主要依靠光參數(shù)測(cè)量和光時(shí)域反射兩種技術(shù)，其光鏈路測(cè)量與診斷系統(tǒng)的功能構(gòu)成如圖4所示。

其中，基于光參數(shù)測(cè)量（OPM）的方式又被稱(chēng)為光鏈路檢測(cè)（OLM）?；贠LM/OPM的光鏈路測(cè)量與診斷主要是利用OLT和ONU的光模塊對(duì)發(fā)送光功率、接收光功率等相關(guān)參數(shù)的測(cè)量，由PON網(wǎng)管對(duì)雙端光模塊的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行分析實(shí)現(xiàn)對(duì)光鏈路的測(cè)量與故障診斷功能。這種技術(shù)可以比較有效地定位光鏈路故障的段落，基本能夠滿(mǎn)足ODN運(yùn)維的需求，且技術(shù)成熟、成本低，已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用且效果良好。

另一方面，OTDR也被普遍認(rèn)為是精確定位ODN故障、監(jiān)測(cè)ODN性能的有效手段。OTDR主要是通過(guò)探測(cè)光脈沖在光纖中傳輸時(shí)的瑞利散射和菲涅爾反射所產(chǎn)生的背向散射測(cè)量光纖上的反射和衰減事件，并通過(guò)回波延遲進(jìn)行故障定位，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)光線路質(zhì)量的測(cè)試和故障診斷。利用OTDR技術(shù)，可以在光線路的一端即可對(duì)整個(gè)光線路的性能和損傷事件進(jìn)行測(cè)量，且故障定位的準(zhǔn)確度很高。由于PON采用樹(shù)狀分支結(jié)構(gòu)，所以O(shè)TDR的回波信號(hào)受到同一個(gè)PON口下其他分支光纖背向散射信號(hào)的疊加效應(yīng)影響，對(duì)OTDR的靈敏度、動(dòng)態(tài)范圍、分辨率等性能提出了更高的要求[9-10]。目前典型的光鏈路測(cè)量與診斷系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方式包括為PON系統(tǒng)外置OTDR、集成在OLT的板卡式OTDR和OLT光模塊內(nèi)置OTDR等3種。其中，前兩種均利用現(xiàn)有的OTDR技術(shù)，比較成熟，但由于需要引入高成本的光開(kāi)關(guān)設(shè)備，成本仍然較高，商用部署的規(guī)模還比較小。OLT光模塊內(nèi)置OTDR避免了使用成本較高的光開(kāi)關(guān)，受到業(yè)界高度關(guān)注，但光模塊需要集成OTDR收發(fā)模塊，技術(shù)上相對(duì)復(fù)雜，動(dòng)態(tài)范圍和分辨率等指標(biāo)還有待提升。

PON系統(tǒng)中，衰減事件的發(fā)生概率比反射事件大，而發(fā)生在分支光纖上的衰減事件又遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于主干光纖上的衰減事件。然后，針對(duì)PON系統(tǒng)中分支光纖上的衰減事件，OTDR檢測(cè)的難度很大，而且分光比越大，分支光纖上的衰減事件越難以檢測(cè)。我們研究了OTDR檢測(cè)PON系統(tǒng)中分支光纖上的衰減事件的機(jī)理，得出如下公式：

考慮到噪聲等其他因素的影響，對(duì)于1：32以及更大分光比的PON系統(tǒng)，衰減的幅度降低2個(gè)數(shù)量級(jí)，利用傳統(tǒng)OTDR技術(shù)檢測(cè)分支光纖上的衰減時(shí)間是不可能的。為了解決OTDR無(wú)法檢測(cè)分支光纖上的衰減事件的問(wèn)題，業(yè)界提出了在ONU側(cè)安裝一個(gè)無(wú)源的波長(zhǎng)選擇性的反射器，通過(guò)檢測(cè)這個(gè)反射器反射回來(lái)的光脈沖的強(qiáng)度就可以精確的計(jì)算出從OLT到ONU的光鏈路的衰減，并通過(guò)與歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，從而判斷某個(gè)分支是否存在衰減事件[11-12]。這在很大程度上解決了分支光纖的衰減事件無(wú)法檢測(cè)的難題，也有利于降低對(duì)于OLT光模塊內(nèi)置OTDR的檢測(cè)性能要求。由于成本和安裝管控等方面的考慮，我們提出了ONU內(nèi)置介質(zhì)膜反射器的實(shí)現(xiàn)方案及其技術(shù)指標(biāo)要求并獲得了業(yè)界的廣泛支持[13-15]?；贠LT光模塊內(nèi)置OTDR和ONU內(nèi)置介質(zhì)膜反射器的方案將成為下一階段研發(fā)的重點(diǎn)，并有希望在1～2年內(nèi)實(shí)現(xiàn)一定規(guī)模的商用。

5 結(jié)束語(yǔ)

PON網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行、管理和維護(hù)包括綜合資源管理、服務(wù)開(kāi)通、綜合服務(wù)保障等多個(gè)方面，并涉及光纖接入網(wǎng)、軟交換、IPTV、終端遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)（ITMS/BBMS）、AAA等多個(gè)網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)系統(tǒng)，在系統(tǒng)架構(gòu)與實(shí)現(xiàn)、業(yè)務(wù)流程、交互接口等方面具有前所未有的復(fù)雜性。目前，業(yè)界對(duì)于PON網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行、管理和維護(hù)技術(shù)研究的重點(diǎn)在于智能光纖基礎(chǔ)設(shè)施管理、終端裝維的“零配置”、光鏈路測(cè)量與診斷等方面。相關(guān)技術(shù)處于快速發(fā)展階段，相信在未來(lái)1～2年內(nèi)，這些技術(shù)將進(jìn)入規(guī)模商用階段，進(jìn)而推動(dòng)運(yùn)營(yíng)商PON網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維能力的提升。endprint

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