OTDR PON測試:挑戰(zhàn)與解決之道
自首次部署無源光網(wǎng)絡(luò) (PON) 以來,人們已經(jīng)設(shè)計出很多種測試方法來對這些網(wǎng)絡(luò)進行驗證和故障診斷。其例子包括:測試從中心局 (CO) 到光網(wǎng)絡(luò)終端 (ONT) 的所有點,或僅測試網(wǎng)絡(luò)的某些部分,甚至在一些情況下根本不進行測試。然而隨著時間的推移,已經(jīng)證明,根本不進行測試這一做法并不合適,因為無論是在網(wǎng)絡(luò)激活以后還是從長期來看,這種做法都會造成更大的開支。
預計未來三年部署的 PON 數(shù)量將非常巨大,因此運營商將在測試這些網(wǎng)絡(luò)時再三遇到挑戰(zhàn)。從歷史經(jīng)驗來看,已經(jīng)涌現(xiàn)出的 PON 測試方法中最好的一種來源于光時域反射法 (OTDR)。OTDR 法能夠獲得可靠的結(jié)果,同時還能降低測試的整體成本。另外,由于 OTDR 法是一種單端方法,因此能夠顯著縮短人工操作的時間,這也是該方法的關(guān)鍵優(yōu)勢。但是,OTDR 法的缺點在于設(shè)備成本高,并且要求用戶具有較高的技能水平。價格更合理的微型 OTDR 已經(jīng)面世,但仍然存在一個缺點,那就是要求用戶具有較高的技能水平。
利用高質(zhì)量 OTDR 以及軟件工具向用戶提供的可靠信息,可以高度簡化 OTDR 測試和對結(jié)果的解釋。為了幫助闡明用于 PON 網(wǎng)絡(luò)驗證和故障診斷的 OTDR 測試方法,本文將介紹相對于普通 OTDR 而言,PON 優(yōu)化型 OTDR 在使用 1x32 分光器的 PON 鏈路上表現(xiàn)如何,以及 PON 優(yōu)化型 OTDR(搭配相應(yīng)的軟件工具)將如何讓技術(shù)人員能夠快速解決被測 PON 鏈路的故障。
PON 設(shè)置中的普通 OTDR:相關(guān)示例
為了說明 PON 優(yōu)化型 OTDR 具有的優(yōu)點,這個例子將著眼于最具挑戰(zhàn)性的實際情景:服務(wù)中的網(wǎng)絡(luò)。該情景中使用兩臺 OTDR:一臺為普通儀表,另一臺為專為 PON 測試而優(yōu)化的儀表 (FTB-7300E)。這兩臺儀表均具有在線單模 1625 nm 端口。用戶使用帶外信號,就能在不干涉其他傳輸波長(1310、1550 nm 等)的情況下進行測試。另外,經(jīng)過過濾的端口將拒絕傳入信號,這樣就可以避免使 OTDR 的雪崩光電二極管失靈,從而使 OTDR 能夠在傳送在線信號的光纖上進行取樣。有關(guān)詳細信息,請參閱應(yīng)用說明 130:在實時 FTTH 網(wǎng)絡(luò)上運行服務(wù)中故障診斷的創(chuàng)新解決方案
在該情景中,兩臺 OTDR 設(shè)備在很多方面都不盡相同,例如,可用脈沖寬度和接收器帶寬都不相同,因而致使空間分辨率存在差異。此外,OTDR 會遭遇 1x32 分光器導致的顯著損耗(16 至 17 dB)。這時就出現(xiàn)了一個重要問題:當信號經(jīng)過分光器時會發(fā)生什么情況?注意,是執(zhí)行從 ONT 到光線路終端 (OLT) 的測試。
本例將示范 1x32 分光器的第二半用戶的激活情況;第一半客戶能夠接收到良好的信號強度,但不是所有新客戶都能接收到良好的信號強度。在該情景中,運營商必須派遣一個團隊執(zhí)行故障診斷任務(wù)。這個團隊首先來到一個有故障的 ONT,在這里著手使用 PON 功率計監(jiān)測信號。如果信號太弱,就需要采用 OTDR 進行故障診斷。這時,如果分光器端口未熔接,團隊就能斷開分光器處的光纖配線并在暗光纖上展開測試,但即使是在這樣的情景下,他們也必須轉(zhuǎn)移到分光器所在處才能測試光纖;操作的分光器越多,發(fā)生錯誤(例如,拔錯客戶的接線,造成新的臟污連接器等)的可能性就越大;因此,使用大量分光器和連接器的終端很容易就會帶來巨大的麻煩。理想的情況是,從有故障的 ONT 直接開始故障診斷,以便于從端點(最高到 OLT)解決光纖鏈路事件。有經(jīng)驗的用戶將利用較小脈沖寬度(如 5、10 或 30 ns)進行故障診斷,以便以更高分辨率跟蹤從 ONT 到分光器的事件,以此來逐步完成工作。由于在較低的脈沖下,分光器分路處顯示為光纖配線上的斷裂,因此使用 PON 優(yōu)化型 OTDR 以較大脈沖(如 100 至 500 ns)進行二次取樣,用戶便可以在中心局 (CO) 驗證累積損耗(最高到 OLT),同時還能定位 OLT 和分光器之間的傳輸光纖上的所有彎曲問題。
普通 OTDR
使用普通 OTDR 設(shè)備時,即使具有光過濾功能,也會存在眾多妨礙進行有效鏈路鑒定的因素,例如:
動態(tài)范圍在中等脈沖寬度(100 至 500 ns)下不足
分辨率在較大脈沖寬度 (1000 ns) 下不足
以下任何原因所導致的階躍響應(yīng)嚴重失真(分光器分路):
a. 電子器件的臨界穩(wěn)定性(注意,下圖所示曲線并非來自 EXFO OTDR)
b. 強拖尾效應(yīng)
c. 不合適的人為增益情況和不適合 PON 鏈路測試的設(shè)計
圖1 (a)、(b)、(c):使用非 PON 優(yōu)化型 OTDR 獲得的 1x32 分光器之后的 OTDR 曲線示例
PON 優(yōu)化型 OTDR
回到前面提到的相關(guān)示例,如果用戶嘗試確定 1x32 分光器和 OLT 之間的事件,那么圖 1 所示曲線就沒有多大用處。OLT 和分光器之間的光纖上的宏彎可能會影響一些客戶,而不會影響另外一些客戶(在其光纖配線的損耗更低的情況下)。要在有故障的 ONT 上精確定位事件并將其快速修復,就必須使用 PON 優(yōu)化型 OTDR,完整地鑒定從 ONT 到 OLT 的光纖鏈路(如圖 2 所突出顯示的標記)。
圖2 PON 優(yōu)化型 OTDR 獲得的從 ONT 到 OLT 分光器的曲線
使用 PON 優(yōu)化型 OTDR,就能大大降低分光器分路后的失真,而且測試結(jié)果具有很高的可重復性和可靠性。另外,用戶還可以測量分光器的損耗和鏈路累積損耗,并且可確定分光器之前或之后是否發(fā)生了任何預期之外的物理事件。
圖3 線性視圖簡化了技術(shù)人員的 OTDR 曲線分析工作
在構(gòu)建階段,PON 優(yōu)化型 OTDR 也極具價值:1310/1550 nm 精確測試可確保端到端鏈路完整性,從而顯著降低客戶激活后發(fā)生的問題數(shù)量。前述方法中僅使用 1625/1650 nm(或者再加上 1310/1550 nm),這在構(gòu)建完整網(wǎng)絡(luò)的過程中也極具實用價值。在線測試建議使用 1650 nm。當然也有許多人認為使用 1625 nm 測試也是一個較好的選擇。然而有一點很重要,就是在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)時,就需要使用帶外波長進行測試并將結(jié)果保存為模版,這對于以后的維護階段是非常有用的。這樣,維護人員便可輕易定位異常,并且可以比較所有事件(連接器、熔接點和分光器)的損耗,從而清楚地確定出故障。
這就是 FTB-7300E OTDR 之類的 PON 優(yōu)化型 OTDR 所具有的優(yōu)點;FTB-7300E OTDR 配備有能提供高質(zhì)量信息的軟件。摘要屏幕可以突出顯示每個波長的通過/未通過狀態(tài)、徑距總損耗、從 OLT 到 ONT 距離上的徑距 ORL、宏彎標識和位置,再搭配 FTB-200 緊湊型平臺提供的線性視圖,將使技術(shù)人員的工作大大簡化。
結(jié)論
根據(jù)應(yīng)用選擇正確的 OTDR 能夠帶來完全不同的效果。例如,具有在線故障診斷功能的 FTB-7300E PON 優(yōu)化型 OTDR 能將 PON OTDR 在線光纖測試的性能和價值推上新的臺階。
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