嵌入式PON光鏈路層監測 確保FTTH網(wǎng)絡(luò )高效運維

近年來(lái)全球都在興起大規模部署FTTH網(wǎng)絡(luò )的浪潮, 對于運營(yíng)商而言，不僅需要考慮前期采用的方案是否能滿(mǎn)足用戶(hù)日益增長(cháng)的帶寬需求，更要考慮所部署網(wǎng)絡(luò )在未來(lái)運維中是否方便、經(jīng)濟，服務(wù)品質(zhì)是否能夠得到保證。

作為全球FTTH接入解決方案領(lǐng)導者，阿爾卡特朗訊提出了新型的低成本網(wǎng)絡(luò )運維解決方案。這個(gè)方案基于阿爾卡特朗訊最新的嵌入式PON光鏈路層監測技術(shù)。將OTM和OTDR嵌入到光收發(fā)模塊上，從而實(shí)現對光纖的糾正、預防、監測等能力。網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)商可利用這一解決方案在不中斷業(yè)務(wù)的情況下連續監控光纖物理層的實(shí)時(shí)狀態(tài)，同時(shí)無(wú)需增加額外的測試設備以及技術(shù)人員。

該運維方案能不僅實(shí)現OLT和ONT兩端的OTDR監測，還提供相應的監控分析軟件套件，有助于運維人員快速分析海量數據信息，并獲取對網(wǎng)絡(luò )狀態(tài)的有效認識和預先報警信息。

綜合管理方案保障實(shí)時(shí)監控

無(wú)源光接入網(wǎng)絡(luò )是面向未來(lái)的網(wǎng)絡(luò )，其可在無(wú)需增加戶(hù)外光網(wǎng)絡(luò )投資的情況下，提供高速的帶寬，以滿(mǎn)足用戶(hù)現在和將來(lái)的需要。另外，無(wú)源光網(wǎng)絡(luò )相比傳統的銅線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )在節省運營(yíng)成本方面還有著(zhù)明顯的優(yōu)勢。運營(yíng)費用的節省對運營(yíng)商來(lái)講是至關(guān)重要的，Verizon在財報中就提出將節省大型網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)成本作為其發(fā)展FTTH網(wǎng)絡(luò )的主要動(dòng)力之一。

無(wú)源光接入網(wǎng)對全球運營(yíng)商來(lái)說(shuō)都是一個(gè)嶄新的系統。為迎接新型網(wǎng)絡(luò )帶來(lái)的挑戰，運營(yíng)商要求設備商提供更高效的解決方案以保持其高水平的客戶(hù)滿(mǎn)意度，并節省運營(yíng)費用。

在較高的協(xié)議層進(jìn)行端到端的監測是目前常用的監測長(cháng)距離光網(wǎng)絡(luò )的方案，這種方法在城域和傳輸網(wǎng)中經(jīng)常用到。如果LOS、BER等門(mén)限值超標，報警信號將通知維護人員來(lái)解決問(wèn)題并修正網(wǎng)絡(luò )的性能。然而這些參數無(wú)法說(shuō)明物理層發(fā)生故障的根本原因，而且在發(fā)出報警信息前，網(wǎng)絡(luò )的傳輸品質(zhì)已經(jīng)受到了影響。在此情勢下，阿爾卡特朗訊提出了綜合管理解決方案，具有如下優(yōu)勢。

保證網(wǎng)絡(luò )的連續運行，監測網(wǎng)絡(luò )但不影響在線(xiàn)業(yè)務(wù)，預先發(fā)現每條鏈路的衰減情景。

定位鏈路衰減發(fā)生的位置，以便運營(yíng)商適時(shí)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )維護。

SFP光模塊提供的物理層參數

圖1 嵌入式OTDR—監控疊加在下行數據流上的反射調制信號

該方案可以監測包括物理層及其以上的多個(gè)網(wǎng)絡(luò )層的狀態(tài)，助力運營(yíng)商降低運營(yíng)費用，提高客戶(hù)滿(mǎn)意度。

目前阿爾卡特朗訊所有的OLT和ONT設備都能通過(guò)特定的光模塊支持OTM功能，表1是通過(guò)在線(xiàn)方式和人工方式提取的主要OTM技術(shù)參數。

嵌入式OTDR技術(shù)的突出優(yōu)勢

阿爾卡特朗訊開(kāi)發(fā)了一套OTM管理套件，能避免客戶(hù)面對復雜的數據，利用這套工具可以快速地對ODN網(wǎng)絡(luò )現狀有個(gè)整體的認識，并對重要報警立即采取行動(dòng)。阿爾卡特朗訊的光纖網(wǎng)絡(luò )分析平臺能通過(guò)從高一層收集額外的信息（如LOS, BER等）、優(yōu)化測量參數的讀取、系統產(chǎn)生的報警等研究相關(guān)參數的相關(guān)性，幫助運營(yíng)商進(jìn)行高效的故障診斷。

主要的OLS OTM功能已經(jīng)通過(guò)光纖網(wǎng)絡(luò )分析平臺在FTTH網(wǎng)絡(luò )中呈現給運營(yíng)商。然而，ODN網(wǎng)絡(luò )一些新的參數對于網(wǎng)絡(luò )監控也是非常重要的。有源器件之間端到端的鏈路損耗，不同區間的衰減，鏈路的發(fā)射等都具有相關(guān)性，都可用于評估ODN的網(wǎng)絡(luò )質(zhì)量。鏈路損耗可以通過(guò)從有源器件讀取的光功率參數計算出來(lái)，但是這仍然不足以解決ODN網(wǎng)絡(luò )的問(wèn)題。如果鏈路損耗增加，發(fā)生故障的具體位置將無(wú)法得知。OTDR(光時(shí)域反射)是一種業(yè)內公認的有效設備，可用于測量整個(gè)光纖鏈路沿線(xiàn)的光衰減情況，并對光纖故障位置點(diǎn)提供完整的定位和多種相關(guān)信息。

阿爾卡特朗訊通過(guò)貝爾實(shí)驗室實(shí)現了將OTDR功能集成于光收發(fā)器模塊上，結合光纖網(wǎng)絡(luò )分析系統，運營(yíng)商將被賦予在不中斷正常業(yè)務(wù)情況下，對光纖網(wǎng)絡(luò )實(shí)施連續監控物理層狀態(tài)的能力，同時(shí)無(wú)需額外的測試設備和技術(shù)人員。

在下行方向數據業(yè)務(wù)流可正常工作，業(yè)務(wù)不會(huì )中斷。和傳統的OTDR相比，該方案不僅僅能夠從光纖的一端“聽(tīng)”信號的反射，而且可以對疊加在正常PON下行數據流上的正弦波模塊的反射信息進(jìn)行圖形化監聽(tīng)。正弦波的頻率可以跨越一定的頻率范圍，對應的反射數據可以進(jìn)行傅立葉變換以產(chǎn)生相同反射信息，就如同常規的基于脈沖的OTDR反射信息一樣。OTDR信號的調制指數會(huì )適當調高，這樣可以保證數據流不會(huì )受到OTDR信號調制的影響。嵌入式OTDR方式是由貝爾實(shí)驗室倡導的，它實(shí)現了對ODN網(wǎng)絡(luò )的連續監控，可以在不增加設備的情況下，對網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行預防性維護管理。

這一理念是重復利用PON的數據收發(fā)器裝置，可以在數據波長(cháng)上實(shí)現對光纖的監控，無(wú)需依靠代理波長(cháng)，這種技術(shù)對于未來(lái)向WDM PON演進(jìn)同樣非常有價(jià)值。貝爾實(shí)驗室已經(jīng)在2009年成功演示了嵌入式OTDR技術(shù)。作為基于OLT側單端OTDR技術(shù)的改進(jìn)方案，阿爾卡特朗訊提議在網(wǎng)絡(luò )架構中增加一個(gè)新的元素DPM—監控分界點(diǎn)。插入DPM將僅占用GPON光預算的很小部分（約1dB）, DPM作為反射元素被設計到光纖鏈路上特定的位置。當網(wǎng)絡(luò )即將發(fā)生故障時(shí)，監控分界點(diǎn)可以幫助運營(yíng)商辨別故障是發(fā)生在運營(yíng)商網(wǎng)絡(luò )，或是客戶(hù)的家庭網(wǎng)絡(luò )。