光網(wǎng)絡(luò)集中式測(cè)量系統(tǒng)的功能特點(diǎn)及應(yīng)用實(shí)現(xiàn)

1．前言

下一代網(wǎng)絡(luò)（Next Generation Network-NGN）是光網(wǎng)絡(luò)的時(shí)代，家庭里的電話/電視/因特網(wǎng)都將通過一根光纖來實(shí)現(xiàn)。因此，這根光纖的穩(wěn)定性就顯得尤其重要。

日本NTT的光纖網(wǎng)絡(luò)故障率統(tǒng)計(jì)顯示，光纖網(wǎng)絡(luò)的故障率是金屬網(wǎng)絡(luò)故障率的兩倍。據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，我國的FTTx光纖網(wǎng)絡(luò)故障率將達(dá)到140件/月萬用戶。就是說，如果某個(gè)城市的 FTTx用戶達(dá)到100萬戶時(shí)，每個(gè)月將發(fā)生1.4萬件故障。如此高的故障發(fā)生量，我們還要保持比較高的網(wǎng)絡(luò)可靠性，當(dāng)有故障發(fā)生時(shí)，要能夠?qū)崿F(xiàn)迅速的故障排查與光纖線路恢復(fù)，僅僅靠人力是難以實(shí)現(xiàn)有效的光纖網(wǎng)絡(luò)管理與維護(hù)的。這使得我們必須建立一套有效的光網(wǎng)絡(luò)集中式測(cè)量系統(tǒng)（RFTS）。

在光纜端局安放RFTS系統(tǒng)，采用xPON線路專用的OTDR板卡部件依次對(duì)光纜內(nèi)的芯線（現(xiàn)用/閑置）進(jìn)行測(cè)定，并可進(jìn)行經(jīng)常性監(jiān)控與維護(hù)。其優(yōu)點(diǎn)如下：

●大幅度提高光線路維護(hù)運(yùn)用管理效率。主要能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)在線物理鏈路監(jiān)控，做到預(yù)警預(yù)報(bào)。自動(dòng)上報(bào)故障點(diǎn)具體信息，且能有效定位。定期進(jìn)行質(zhì)量統(tǒng)計(jì)分析，重點(diǎn)保障維護(hù)薄弱點(diǎn)。

●檢測(cè)出損耗增加、斷線、接頭盒內(nèi)浸水等故障時(shí)，監(jiān)控終端會(huì)根據(jù)告警級(jí)別提示不同的聲光告警。

●會(huì)在將故障發(fā)生位置顯示在電子地圖上的同時(shí)，還會(huì)向維護(hù)負(fù)責(zé)人員用電子郵件或電話等進(jìn)行通知。可以迅速確定故障位置，提高恢復(fù)作業(yè)的效率。

●在進(jìn)行光纜工程時(shí)，可以從中心通過遠(yuǎn)程手動(dòng)試驗(yàn)對(duì)施工情況進(jìn)行試驗(yàn)?？梢詫⒍鄺l芯線集中起來進(jìn)行自動(dòng)測(cè)試?？梢源蟠蠼档途S護(hù)成本，減少運(yùn)維人員的現(xiàn)場(chǎng)工作量及到場(chǎng)次數(shù)，減少各運(yùn)維單位儀表的配備數(shù)量，有效加快排障速度，壓縮故障歷時(shí)，提高運(yùn)行質(zhì)量。

●可以通過定期自動(dòng)測(cè)試對(duì)光線路進(jìn)行預(yù)警預(yù)報(bào)、大大加強(qiáng)光纜維護(hù)管理的效率。

2．集中光測(cè)量系統(tǒng)RFTS概要

RFTS系統(tǒng)的構(gòu)成如下圖所示。

光網(wǎng)絡(luò)集中式測(cè)量系統(tǒng)的功能特點(diǎn)及應(yīng)用實(shí)現(xiàn)

RFTS監(jiān)測(cè)儀器，服務(wù)器，警報(bào)燈，客戶端計(jì)算機(jī)通過網(wǎng)線實(shí)現(xiàn)相互連接，從而可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。在一個(gè)中心機(jī)房，通過一般網(wǎng)絡(luò)的連接，可控制遠(yuǎn)處局端內(nèi)的監(jiān)測(cè)儀器，進(jìn)行光纖網(wǎng)絡(luò)的測(cè)試。

RFTS系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)備用光纖的監(jiān)控，也可實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)控。通過配置在光纖配線架上的“耦合器模塊（Test Access Module-TAM）”，可將從通信信號(hào)光（OLT信號(hào)）和測(cè)試信號(hào)光（1.65um光）進(jìn)行合波，然后一起輸入到外部光纜中。在用戶端的ONU之前，需要加一個(gè)終端過濾器（Termination Filter-TF），過濾掉測(cè)試信號(hào)光，以免其對(duì)ONU的影響。

3.集中光測(cè)量系統(tǒng)RFTS的功能

3．1 光纖網(wǎng)絡(luò)建設(shè)時(shí)期

在以往的光纖網(wǎng)絡(luò)建設(shè)時(shí)期，當(dāng)一處的工程完成之后，都需要專業(yè)技術(shù)人員拿著攜帶式OTDR去現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行檢測(cè)。有了RFTS系統(tǒng)之后，可在中心機(jī)房對(duì)外部光纖網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，而不必出動(dòng)到現(xiàn)場(chǎng)去。同時(shí)，RFTS系統(tǒng)可以對(duì)光纖網(wǎng)絡(luò)的整個(gè)鏈路進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)。RFTS使得竣工驗(yàn)收更加簡單方便。

3．2 光纖網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維時(shí)期

目前的光纖網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)，一般都是在用戶投訴發(fā)生之后，再進(jìn)行處理。而且是技術(shù)人員帶上OTDR等各種儀器出動(dòng)到現(xiàn)場(chǎng)去排查故障種類及原因。這種方式的維護(hù)，既費(fèi)時(shí)間，又費(fèi)人力物力。

RFTS系統(tǒng)可對(duì)外部的光纖線路進(jìn)行定期的檢測(cè)，也可進(jìn)行連續(xù)不斷的檢測(cè)。它可以及時(shí)地察覺故障的發(fā)生，同時(shí)可對(duì)故障的種類進(jìn)行分析。故障發(fā)生時(shí)，RFTS系統(tǒng)可發(fā)出警報(bào)，也可將故障信息通過電子郵件或者短訊等形式通知相關(guān)負(fù)責(zé)人或維修人員。這使得線路維修人員可以及時(shí)地進(jìn)行維修，而且可以具有針對(duì)性地帶上必要的工具趕去現(xiàn)場(chǎng)。光纖線路維修所需要的時(shí)間大幅度減少。

光纜主干線路發(fā)生故障時(shí)，如果有相關(guān)電子地圖相配合，RFTS還可以在地圖上指明故障發(fā)生的地點(diǎn)。這使得維修人員可以及時(shí)趕到故障地點(diǎn)，提高光纜線路恢復(fù)速度。

RFTS系統(tǒng)還具有手動(dòng)試驗(yàn)功能。當(dāng)有用戶投訴時(shí)，我們可以進(jìn)行手動(dòng)試驗(yàn)，對(duì)其特定的光纖線路進(jìn)行檢查。可以有效地分清故障是光線路的原因，還是用戶家中ONU或者其他設(shè)備的原因。這可以避免線路維修人員的沒有必要的出動(dòng)。

3．3 對(duì)FTTx用戶的管理

目前的光纖網(wǎng)絡(luò)中，還未對(duì)FTTx的每一個(gè)用戶進(jìn)行有效的管理。RFTS系統(tǒng)通過設(shè)置在ONU前端的過濾器，可對(duì)每一個(gè)FTTH用戶分配一個(gè)高反射波峰，如下圖。當(dāng)一個(gè)正常的波峰出現(xiàn)時(shí)，證明此用戶線路是正常的。當(dāng)一個(gè)波峰消失或者變得很低時(shí)，就證明此用戶線路發(fā)生了問題。此用戶到局端的距離等信息都可以在RFTS系統(tǒng)中得到管理。

3．4 其他功能

RFTS系統(tǒng)可以檢測(cè)光纖線路的長度。顯示光纖線路一段區(qū)間內(nèi)的光損耗，也可以顯示兩點(diǎn)間的光損耗。

RFTS系統(tǒng)可以將檢測(cè)數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)庫中。需要的時(shí)候，可以通過各種方式進(jìn)行查找和調(diào)出。

RFTS系統(tǒng)可以將檢測(cè)的結(jié)果進(jìn)行打印，也可以形成報(bào)表后輸出或者打印。檢測(cè)到的原始數(shù)據(jù)也都可以以csv文件的形式進(jìn)行輸出。方便數(shù)據(jù)編輯和資料保存。

RFTS系統(tǒng)可以與PON口管理系統(tǒng)等各種系統(tǒng)進(jìn)行連接，從而實(shí)現(xiàn)更加有效更加完整的光網(wǎng)絡(luò)管理。

4．南京普天RFTS案例應(yīng)用

這是某小區(qū)應(yīng)用RFTS之后，對(duì)EPON光纖線路的檢測(cè)結(jié)果如下圖所示。

主干部分光纖可以定位到點(diǎn)，確保障礙維修及時(shí)準(zhǔn)確；分路器后端也能看到每根線路的反射情況。

圖4顯示光分路器在大約1.7km的位置。光分路器之前的波形平滑完整，說明干線光纖線路的質(zhì)量良好。光分路器之后的8個(gè)波峰代表8個(gè)ONU終端。

圖5為PON下部波形圖，圖中的8個(gè)波峰代表8個(gè)ONU用戶終端。例如第一個(gè)波峰代表的是某小區(qū)33棟第2單元內(nèi)設(shè)置的樓道箱，此處離局端的距離為 2212米。第二個(gè)波峰代表的是30棟第2單元設(shè)置的樓道箱。以此類推，可以定義所有末端ONU樓道箱體的具體位置以及對(duì)光纖損耗情況的測(cè)量。

從圖6所示系統(tǒng)的通報(bào)情況來看，是31棟第3單元樓道箱的光纖發(fā)生了告警。說明此單元的終端過濾器被人動(dòng)了，或者是光分路器之后到此單元ONU之間的光纖線路發(fā)生斷線，分路器之前線路是完好的。系統(tǒng)設(shè)置為定期測(cè)試（每6小時(shí)檢測(cè)一次），故障在8月21日中午12：03分左右檢測(cè)出了，并通過派障，系統(tǒng)得以恢復(fù)。整個(gè)系統(tǒng)測(cè)試準(zhǔn)確而有效。