嵌入式PON光鏈路層監(jiān)測(cè) 確保FTTH網(wǎng)絡(luò)高效運(yùn)維

近年來全球都在興起大規(guī)模部署FTTH網(wǎng)絡(luò)的浪潮, 對(duì)于運(yùn)營商而言，不僅需要考慮前期采用的方案是否能滿足用戶日益增長的帶寬需求，更要考慮所部署網(wǎng)絡(luò)在未來運(yùn)維中是否方便、經(jīng)濟(jì)，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(dǎo)者，阿爾卡特朗訊提出了新型的低成本網(wǎng)絡(luò)運(yùn)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(jiān)測(cè)技術(shù)。將OTM和OTDR嵌入到光收發(fā)模塊上，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)光纖的糾正、預(yù)防、監(jiān)測(cè)等能力。網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商可利用這一解決方案在不中斷業(yè)務(wù)的情況下連續(xù)監(jiān)控光纖物理層的實(shí)時(shí)狀態(tài)，同時(shí)無需增加額外的測(cè)試設(shè)備以及技術(shù)人員。

該運(yùn)維方案能不僅實(shí)現(xiàn)OLT和ONT兩端的OTDR監(jiān)測(cè)，還提供相應(yīng)的監(jiān)控分析軟件套件，有助于運(yùn)維人員快速分析海量數(shù)據(jù)信息，并獲取對(duì)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的有效認(rèn)識(shí)和預(yù)先報(bào)警信息。

綜合管理方案保障實(shí)時(shí)監(jiān)控

無源光接入網(wǎng)絡(luò)是面向未來的網(wǎng)絡(luò)，其可在無需增加戶外光網(wǎng)絡(luò)投資的情況下，提供高速的帶寬，以滿足用戶現(xiàn)在和將來的需要。另外，無源光網(wǎng)絡(luò)相比傳統(tǒng)的銅線網(wǎng)絡(luò)在節(jié)省運(yùn)營成本方面還有著明顯的優(yōu)勢(shì)。運(yùn)營費(fèi)用的節(jié)省對(duì)運(yùn)營商來講是至關(guān)重要的，Verizon在財(cái)報(bào)中就提出將節(jié)省大型網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營成本作為其發(fā)展FTTH網(wǎng)絡(luò)的主要?jiǎng)恿χ弧?/P>

無源光接入網(wǎng)對(duì)全球運(yùn)營商來說都是一個(gè)嶄新的系統(tǒng)。為迎接新型網(wǎng)絡(luò)帶來的挑戰(zhàn)，運(yùn)營商要求設(shè)備商提供更高效的解決方案以保持其高水平的客戶滿意度，并節(jié)省運(yùn)營費(fèi)用。

在較高的協(xié)議層進(jìn)行端到端的監(jiān)測(cè)是目前常用的監(jiān)測(cè)長距離光網(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等門限值超標(biāo)，報(bào)警信號(hào)將通知維護(hù)人員來解決問題并修正網(wǎng)絡(luò)的性能。然而這些參數(shù)無法說明物理層發(fā)生故障的根本原因，而且在發(fā)出報(bào)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(shì)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(shì)。

保證網(wǎng)絡(luò)的連續(xù)運(yùn)行，監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)但不影響在線業(yè)務(wù)，預(yù)先發(fā)現(xiàn)每條鏈路的衰減情景。

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

SFP光模塊提供的物理層參數(shù)

圖1 嵌入式OTDR—監(jiān)控疊加在下行數(shù)據(jù)流上的反射調(diào)制信號(hào)

該方案可以監(jiān)測(cè)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(yùn)營商降低運(yùn)營費(fèi)用，提高客戶滿意度。

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

嵌入式OTDR技術(shù)的突出優(yōu)勢(shì)

阿爾卡特朗訊開發(fā)了一套OTM管理套件，能避免客戶面對(duì)復(fù)雜的數(shù)據(jù)，利用這套工具可以快速地對(duì)ODN網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀有個(gè)整體的認(rèn)識(shí)，并對(duì)重要報(bào)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(tái)能通過從高一層收集額外的信息（如LOS, BER等）、優(yōu)化測(cè)量參數(shù)的讀取、系統(tǒng)產(chǎn)生的報(bào)警等研究相關(guān)參數(shù)的相關(guān)性，幫助運(yùn)營商進(jìn)行高效的故障診斷。

主要的OLS OTM功能已經(jīng)通過光纖網(wǎng)絡(luò)分析平臺(tái)在FTTH網(wǎng)絡(luò)中呈現(xiàn)給運(yùn)營商。然而，ODN網(wǎng)絡(luò)一些新的參數(shù)對(duì)于網(wǎng)絡(luò)監(jiān)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(qū)間的衰減，鏈路的發(fā)射等都具有相關(guān)性，都可用于評(píng)估ODN的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。鏈路損耗可以通過從有源器件讀取的光功率參數(shù)計(jì)算出來，但是這仍然不足以解決ODN網(wǎng)絡(luò)的問題。如果鏈路損耗增加，發(fā)生故障的具體位置將無法得知。OTDR(光時(shí)域反射)是一種業(yè)內(nèi)公認(rèn)的有效設(shè)備，可用于測(cè)量整個(gè)光纖鏈路沿線的光衰減情況，并對(duì)光纖故障位置點(diǎn)提供完整的定位和多種相關(guān)信息。

阿爾卡特朗訊通過貝爾實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)了將OTDR功能集成于光收發(fā)器模塊上，結(jié)合光纖網(wǎng)絡(luò)分析系統(tǒng)，運(yùn)營商將被賦予在不中斷正常業(yè)務(wù)情況下，對(duì)光纖網(wǎng)絡(luò)實(shí)施連續(xù)監(jiān)控物理層狀態(tài)的能力，同時(shí)無需額外的測(cè)試設(shè)備和技術(shù)人員。

在下行方向數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流可正常工作，業(yè)務(wù)不會(huì)中斷。和傳統(tǒng)的OTDR相比，該方案不僅僅能夠從光纖的一端“聽”信號(hào)的反射，而且可以對(duì)疊加在正常PON下行數(shù)據(jù)流上的正弦波模塊的反射信息進(jìn)行圖形化監(jiān)聽。正弦波的頻率可以跨越一定的頻率范圍，對(duì)應(yīng)的反射數(shù)據(jù)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(guī)的基于脈沖的OTDR反射信息一樣。OTDR信號(hào)的調(diào)制指數(shù)會(huì)適當(dāng)調(diào)高，這樣可以保證數(shù)據(jù)流不會(huì)受到OTDR信號(hào)調(diào)制的影響。嵌入式OTDR方式是由貝爾實(shí)驗(yàn)室倡導(dǎo)的，它實(shí)現(xiàn)了對(duì)ODN網(wǎng)絡(luò)的連續(xù)監(jiān)控，可以在不增加設(shè)備的情況下，對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行預(yù)防性維護(hù)管理。

這一理念是重復(fù)利用PON的數(shù)據(jù)收發(fā)器裝置，可以在數(shù)據(jù)波長上實(shí)現(xiàn)對(duì)光纖的監(jiān)控，無需依靠代理波長，這種技術(shù)對(duì)于未來向WDM PON演進(jìn)同樣非常有價(jià)值。貝爾實(shí)驗(yàn)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(cè)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(gòu)中增加一個(gè)新的元素DPM—監(jiān)控分界點(diǎn)。插入DPM將僅占用GPON光預(yù)算的很小部分（約1dB）, DPM作為反射元素被設(shè)計(jì)到光纖鏈路上特定的位置。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)即將發(fā)生故障時(shí)，監(jiān)控分界點(diǎn)可以幫助運(yùn)營商辨別故障是發(fā)生在運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)，或是客戶的家庭網(wǎng)絡(luò)。