光網(wǎng)絡(luò)集中式測量系統(tǒng)的功能特點及應(yīng)用實現(xiàn)

1．前言

下一代網(wǎng)絡(luò)（Next Generation Network-NGN）是光網(wǎng)絡(luò)的時代，家庭里的電話/電視/因特網(wǎng)都將通過一根光纖來實現(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，如果某個城市的 FTTx用戶達(dá)到100萬戶時，每個月將發(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，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板卡部件依次對光纜內(nèi)的芯線（現(xiàn)用/閑置）進(jìn)行測定，并可進(jìn)行經(jīng)常性監(jiān)控與維護(hù)。其優(yōu)點如下：

●大幅度提高光線路維護(hù)運用管理效率。主要能夠進(jìn)行實時在線物理鏈路監(jiān)控，做到預(yù)警預(yù)報。自動上報故障點具體信息，且能有效定位。定期進(jìn)行質(zhì)量統(tǒng)計分析，重點保障維護(hù)薄弱點。

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

●會在將故障發(fā)生位置顯示在電子地圖上的同時，還會向維護(hù)負(fù)責(zé)人員用電子郵件或電話等進(jìn)行通知?？梢匝杆俅_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，可以從中心通過遠(yuǎn)程手動試驗對施工情況進(jìn)行試驗?？梢詫⒍鄺l芯線集中起來進(jìn)行自動測試?？梢源蟠蠼档途S護(hù)成本，減少運維人員的現(xiàn)場工作量及到場次數(shù)，減少各運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，提高運行質(zhì)量。

●可以通過定期自動測試對光線路進(jìn)行預(yù)警預(yù)報、大大加強光纜維護(hù)管理的效率。

2．集中光測量系統(tǒng)RFTS概要

RFTS系統(tǒng)的構(gòu)成如下圖所示。

光網(wǎng)絡(luò)集中式測量系統(tǒng)的功能特點及應(yīng)用實現(xiàn)

RFTS監(jiān)測儀器，服務(wù)器，警報燈，客戶端計算機通過網(wǎng)線實現(xiàn)相互連接，從而可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。在一個中心機房，通過一般網(wǎng)絡(luò)的連接，可控制遠(yuǎn)處局端內(nèi)的監(jiān)測儀器，進(jìn)行光纖網(wǎng)絡(luò)的測試。

RFTS系統(tǒng)，可實現(xiàn)備用光纖的監(jiān)控，也可實現(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）”，可將從通信信號光（OLT信號）和測試信號光（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，需要加一個終端過濾器（Termination Filter-TF），過濾掉測試信號光，以免其對ONU的影響。

3.集中光測量系統(tǒng)RFTS的功能

3．1 光纖網(wǎng)絡(luò)建設(shè)時期

在以往的光纖網(wǎng)絡(luò)建設(shè)時期，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)場進(jìn)行檢測。有了RFTS系統(tǒng)之后，可在中心機房對外部光纖網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量進(jìn)行檢測，而不必出動到現(xiàn)場去。同時，RFTS系統(tǒng)可以對光纖網(wǎng)絡(luò)的整個鏈路進(jìn)行質(zhì)量檢測。RFTS使得竣工驗收更加簡單方便。

3．2 光纖網(wǎng)絡(luò)運維時期

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等各種儀器出動到現(xiàn)場去排查故障種類及原因。這種方式的維護(hù)，既費時間，又費人力物力。

RFTS系統(tǒng)可對外部的光纖線路進(jìn)行定期的檢測，也可進(jìn)行連續(xù)不斷的檢測。它可以及時地察覺故障的發(fā)生，同時可對故障的種類進(jìn)行分析。故障發(fā)生時，RFTS系統(tǒng)可發(fā)出警報，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地進(jìn)行維修，而且可以具有針對性地帶上必要的工具趕去現(xiàn)場。光纖線路維修所需要的時間大幅度減少。

光纜主干線路發(fā)生故障時，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。這使得維修人員可以及時趕到故障地點，提高光纜線路恢復(fù)速度。

RFTS系統(tǒng)還具有手動試驗功能。當(dāng)有用戶投訴時，我們可以進(jìn)行手動試驗，對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。

3．3 對FTTx用戶的管理

目前的光纖網(wǎng)絡(luò)中，還未對FTTx的每一個用戶進(jìn)行有效的管理。RFTS系統(tǒng)通過設(shè)置在ONU前端的過濾器，可對每一個FTTH用戶分配一個高反射波峰，如下圖。當(dāng)一個正常的波峰出現(xiàn)時，證明此用戶線路是正常的。當(dāng)一個波峰消失或者變得很低時，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，也可以顯示兩點間的光損耗。

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

RFTS系統(tǒng)可以將檢測的結(jié)果進(jìn)行打印，也可以形成報表后輸出或者打印。檢測到的原始數(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EPON光纖線路的檢測結(jié)果如下圖所示。

主干部分光纖可以定位到點，確保障礙維修及時準(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個波峰代表8個ONU終端。

圖5為PON下部波形圖，圖中的8個波峰代表8個ONU用戶終端。例如第一個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光纖損耗情況的測量。

從圖6所示系統(tǒng)的通報情況來看，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)置為定期測試（每6小時檢測一次），故障在8月21日中午12：03分左右檢測出了，并通過派障，系統(tǒng)得以恢復(fù)。整個系統(tǒng)測試準(zhǔn)確而有效。