EPON的光鏈路測量和診斷技術(shù)分析

近年來(lái)，各大運營(yíng)商接入網(wǎng)FTTx建設的推進(jìn)取得了顯著(zhù)的成效。然而，隨著(zhù)PON網(wǎng)絡(luò )規模的持續擴大，接入節點(diǎn)的數量也隨之劇增，龐大的接入節點(diǎn)帶來(lái)的電源保障、鏈路中斷、設備故障等問(wèn)題，給FTTx的日常維護和故障處理帶來(lái)了不小的壓力。如何提高FTTx的維護效率、降低OPEX將是未來(lái)FTTx建設的關(guān)鍵問(wèn)題之一。尤其是隨著(zhù)接入點(diǎn)下移，使得接入設備走出機房，安裝在各種自然場(chǎng)景中，溫濕度、電源、網(wǎng)點(diǎn)封閉性等相比原有設備環(huán)境急劇下降，EPON光鏈路的維護問(wèn)題尤其突出。

EPON的光鏈路診斷問(wèn)題

在鏈路維護方面，GPON的可維護性協(xié)議定義原本比EPON要嚴格和完善。然而，近年來(lái)，得益于EPON的規模商用進(jìn)展，在設備層面，EPON的OAM和保護倒換能力已經(jīng)優(yōu)于GPON設備。

本文重點(diǎn)討論EPON的光鏈路保護和遠程診斷管理等相關(guān)功能及UT斯達康相應管理系統的實(shí)現。

PON系統中，檢測由ONU引入的EPON光路異常是很重要的OAM功能。這是因為，PON系統中，上行數據傳送是通過(guò)TDMA時(shí)分復用方式實(shí)現的，每一個(gè)ONU獲取可用時(shí)槽后向OLT發(fā)送數據。正常工作時(shí)的PON上行業(yè)務(wù)流分配過(guò)程如圖1所示。



ONU3配線(xiàn)光纖可能故障導致OLT側接收光功率異常，如圖2所示。

若某ONU上行數據傳輸異常，例如占用過(guò)多時(shí)槽或連續發(fā)送數據，則此故障ONU會(huì )影響同一PON口下的其他所有ONU，如圖3所示。

實(shí)際運行中，PON鏈路光纖傳輸質(zhì)量可能因老化而逐步下降。此時(shí)系統應能提前檢測出有問(wèn)題的光纖，以避免對用戶(hù)業(yè)務(wù)造成影響。因此，EPON系統中，檢測到由ONU引入的光路異常是非常重要的功能。EPON維護系統需要能夠發(fā)現并隔離故障ONU或鏈路，保證系統的正常運行。在此基礎上，UT斯達康提供強大的故障分析和預警能力，為系統維護提供進(jìn)一步的便利。

EPON光鏈路的維護

作為支持大范圍光路覆蓋的下一代FTTx接入技術(shù)，PON系統ODN的可維護能力是降低整體OPEX的關(guān)鍵。EPON系統支持完善的EPON光鏈路和ONU光性能診斷功能，包括：

從OLT策略PON光鏈路上的每一個(gè)ONU的光功率；

ONU掉電時(shí)上報“Dying Gasp” 斷電事件；

診斷PON線(xiàn)路異常，識別并從PON鏈路隔離故障ONU。

以下以UT斯達康EPON系統的相關(guān)設計實(shí)現為例，對EPON系統光鏈路測量和診斷功能的相關(guān)重點(diǎn)技術(shù)進(jìn)行討論和分析。

OLT的接收光功率檢測

UT斯達康EPON OLT支持對其接收到的來(lái)自每個(gè)ONU的上行平均光功率的測量功能，在-30dBm到－10dBm范圍內的測量精度不劣于±1dB，最小測量取樣時(shí)間小于600ns（即不大于一個(gè)標準的64字節最小長(cháng)度報文的信號持續時(shí)間某些情況下，ONU僅向OLT發(fā)送最小長(cháng)度的OAM和MPCP報文，這時(shí)OLT仍能夠準確檢測來(lái)自該ONU的接收光功率）。

當OLT接受到的來(lái)自某個(gè)ONU的上行光功率過(guò)低（低于標準規定的OLT靈敏度上限）或者過(guò)高（高于標準規定的OLT過(guò)載光功率下限），EPON OLT產(chǎn)生相應的光功率越限告警。OLT還支持基于對PON接口下ONU的上行光功率的測量實(shí)現光鏈路的故障診斷和性能預測功能。

故障診斷：根據PON接口上接受到的各ONU的光功率分析光鏈路的衰減等指標是否正常。

性能預測：通過(guò)對接受到的來(lái)自每個(gè)ONU的上行光功率進(jìn)行定期的測量和分析，提供對光鏈路衰減或光模塊性能的預測。

OLT同時(shí)提供對自身光模塊工作溫度、供電電壓、偏置電流、發(fā)送光功率等參數的監控。

ONU的光收發(fā)機診斷參數測量

UT斯達康EPON ONU支持基于SFF-8472的光模塊數字診斷監測接口功能，提供對光模塊工作溫、供電電壓、偏置電流、發(fā)送光功率和接收光功率等參數的監控。

UT斯達康EPON系統的EMS和OLT支持實(shí)時(shí)測量特定ONU的上述參數，同時(shí)支持針對特定或者所有ONU的基于策略的光鏈路測量和數字診斷功能，例如在特定時(shí)間對特定區域的特定ONU或者特定ONU組進(jìn)行光模塊參數測量，以實(shí)現對光模塊的定期監測分析。

ONU的光收發(fā)機參數越限告警

當ONU的光收發(fā)機的某個(gè)或者多個(gè)參數過(guò)低（低于所設置的閾值）或者過(guò)高（高于所設置的閾值），ONU可以通過(guò)事件通告（Event Notification）機制向OLT發(fā)送相應的越限告警（Alarm）或越限警示（Warning）。

功能強大的UT斯達康集成網(wǎng)絡(luò )診斷系統

綜合上述光鏈路測量和診斷技術(shù)，UT斯達康集成網(wǎng)絡(luò )診斷系統CNDS(Centralized Network Diagnostics System )能夠在實(shí)現智能診斷的同時(shí)，逐步部署故障預警、業(yè)務(wù)統計、用戶(hù)能力評估等功能，從而不斷提升EPON網(wǎng)絡(luò )的運維效率，降低OPEX，提升用戶(hù)滿(mǎn)意度。

UT斯達康CNDS是一個(gè)功能強大的UT NGN和接入網(wǎng)綜合端到端診斷系統，支持包括網(wǎng)絡(luò )掃描、線(xiàn)路質(zhì)量監控、用戶(hù)業(yè)務(wù)信息、節點(diǎn)/模塊/端口診斷、網(wǎng)絡(luò )連接健康性診斷、任務(wù)管理、光鏈路診斷等功能。CNDS能夠檢測用戶(hù)線(xiàn)路服務(wù)質(zhì)量并上報可能導致用戶(hù)數據或語(yǔ)音業(yè)務(wù)質(zhì)量問(wèn)題的用戶(hù)線(xiàn)路故障。CNDS同時(shí)提供故障的專(zhuān)家診斷分析功能，以幫助運營(yíng)商發(fā)現故障的根本起因，并根據分析結果給出最終的故障處理建議。CNDS具有友好的基于Web頁(yè)面的操作界面供運營(yíng)商處理不同的故障類(lèi)型。作為CNDS的一個(gè)子系統，UT斯達康PON光鏈路診斷功能能夠提供強大的故障定位功能，提供遠程排障支持，代表了FTTx網(wǎng)絡(luò )維護技術(shù)的一個(gè)重要發(fā)展方向。