FTTx网络测试及其面临的挑战!

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过去几年，我国光纤骨干网和城域网建设获得了飞速发展，目前也已初具规模。与此同时，近两年以IPTV、三重播放（Triple Play）等为代表的新一代宽带业务逐渐成为市场的热点，增长乏力的固网运营商纷纷把他们当作未来收入增长的新引擎，而寄予了很大的希翼。这一切使得光纤网络的“最后一公里”——光纤到户（FTTH）网络的建设逐渐摆上了运营商的议事日程。   

    考虑到用户端网络的庞大规模，一旦运营商正式铺开FTTx网络的建设，光纤安装的速度和数量将更甚于以往任何时候，这不仅对大量习惯于处理铜线POTS网的运营商基层安装和维护人员是一项艰巨的任务，对市场上现有的光纤测试产品及其提供商也提出了新的要求。因为对于所有类型的光纤网络而言，正确的测试都将是建构和维护“新一代”网络的重要组成部分。那么，现有的测试产品和测试手段是否能满足FTTx网络大规模部署的需求呢？  








    了解FTTx架构及其测试   

    FTTx（光纤到户或FTTH；光纤到住地或FTTP 等）架构为新兴宽带应用开创了一条很吸引人的道路。通过无源光网络（PON），FTTx 可令多个用户共享单个光纤连接，而无需使用任何有源元件，即通过光电光（OEO） 转换来生成和转换光的元件。这种单点对多点架构降低了网络安装、管理和维护成本。下图展示了FTTx网络的普通架构。在交换中心（即CO，也称为数据转发器）处，公共交换电话网络（PSTN）和Internet服务通过光线路终端（OLT）同光配线网（ODN）相连。使用下行1490nm和上行1310nm的波长来传送数据和语音。通过光视频转换器可将视频服务转变成波长为1550nm的光路形式。WDM耦合器可将1550nm和1490nm的波长组合起来，然后一起进行下行传送（到目前为止，还没有进行上行视频传送的计划）。这种组合使得三种波长（1310、1490和1550nm）可通过相同的光纤在多个方向上同时传送不同的信息。   

    光纤主干在交换中心和分路器之间传送光信号，分路器可使多个ONT与同一条光纤相连。每个用户都需要一个ONT，它可为不同服务（POTS、以太网和视频）提供连接。一个FTTx网络一般可向32个用户提供服务，而64个用户的服务也已出现。   

    美国胜利通讯设备有限企业中国区市场部产品经理史先军认为，从FTTx网络整体架构来看，FTTH并未采用太多新的技术，其采用的物理介质仍然是光纤，传送的也仍然是光信号，因此从测试角度而言，对光纤的测试仍然是FTTH测试的主要内容。如光纤链路的传输特性是光网络最为关键的评估参数，这包括了光纤的损耗特性、熔接点的损耗特性、接头的损耗特性、光分配器的插入损耗、光纤和接头的回损特性等。所有上述特性可以通过现有的OTDR和LTS测试设备顺利完成。其他如对光源、光功率以及WDM的测试，现有的测试仪器也都能够处理，因此，FTTH的大规模部署在测试方面是完全可以保证的。   

    虽然如此，与传统的光纤通信系统相比，FTTx的测试仍然面临一些新的挑战。  

    PON测试面临的挑战   

    EXFO企业北京代表处技术支撑经理孙学瑞指出，从技术角度来看，与传统的光纤通信系统相比，PON网络测试也面临一些新的挑战：   

    挑战1：新的传输波长   

    由于ITU的建议G.983.3提出了宽带光接入系统可以通过对波长的分配来提高系统服务能力，并为下行语音和数据信号、下行视频信号、上行语音和数据信号指定了3种不同波长。这就要求光接入系统所使用的光纤测试设备必须能够以全部三种波长进行测试。光纤网络运营商和测试设备制造商对1310和1550nm传输波长都非常熟悉，但新的1490nm传输波长却对测试设备如回损仪、OTDR构成了挑战。   

    许多业内人士都认为1550nm测试足以涵盖1490nm区域。对于20世纪90年代后期或更晚时期所安装的新光纤（尤其是G.652C零水峰光纤）来说，通常确实如此。但对于90年代初期部署的早期光纤来说，这种说法很值得怀疑（那时G.652C尚未出现，而水峰（E带）还未引起人们足够的兴趣）。基于这一原因，许多光纤测试设备制造商在其开发的产品中提供了1490nm测试功能以进行PON测试。   

    挑战2：WDM的系统，同时又是单纤双向的系统   

    在下行方向要求1490nm波长与1550nm波长复用在一起，上行方向采用1310nm，在PON网络的建设和维护中，采用传统的波分系统测试手段如光谱仪显然是不太现实的。所以要求便携式测试设备应能够同时支撑上述波长的测试。同时由于是单纤双向的系统，一些链路特性如回损（ORL）、损耗双向测试也是必须的，同时对回损的要求也显得尤为重要。   

    挑战3：ONT需要OLT的激活才开始工作，同时信号不是连续信号，而是稀疏（SPARSE）信号   

    出于安全等因素的考虑，ONT必须接收到OLT方向光后，才可以正常工作，1310nm光才被发出；同时OLT给每一个ONT分配了不同的时隙，所以在大部分时间里，ONT是不发光的，例如对EPON系统，在大约100毫秒时间内，ONT只有约2微秒时间是发光的，如果使用常规的功率计，则无法完成光通信最基本的测试项目——光功率测试。   

    挑战4：点对多点的系统   

   PON网络拓扑结构上来讲是一个点对多点的系统，这给一些正常的维护和故障处理带来一些问题。例如如何处理某一用户的故障，但同时不能影响其它用户的正常使用。因此使用常规的1310nm/1550nm波长的OTDR可能会对其它用户或OLT造成干扰（或OTDR本身无法正常工作），所以用于安装和验收的OTDR与用于PON维护目的的OTDR是不同的。   

    除了上述技术上的挑战之外，还有一些与FTTx的大规模部署有关的问题也必须引起重视。史先军认为，FTTx网络的大规模部署，要求运营商有大量熟悉光纤的铺设安装、测试维护的专业人员，他们必须能够熟练地使用各种光测试仪表和测试方法，而运营商现有的基层安装维护人员并不具备这样的素质，如何提高基层安装维护人员的素质是运营商必须考虑的问题。从另一个角度来看，由于FTTx网络的大规模部署，运营商需要大批量的经济化、多功能、便于携带、操作方便的光测试设备，这同时对测试产品厂商也提出了新的要求。为此，测试厂商们纷纷推出了各自的解决方案。   








    胜利电讯：FTTH测试解决方案   

    美国胜利通讯设备有限企业推出的SunSet MTT手持式、多功能、多业务测试主机平台为目前的城域网、传送网、接入网提供一整套的现场测试解决方案。SunSet MTT的主要特点是：采用模块化主机平台设计，通过插入不同功能的插入测试模块实现对100M/1000M以太网、DWDM/CWDM波分复用、SDH网络、xDSL接入网、DDN数据网、光存储网等测试。目前已经具有多至40种的测试模块提供给用户选用。同时，只需更换随新技术新业务发展所推出的测试模块就能满足未来通信发展的测试需求，为用户提供最为经济的测试手段和更高的投资回报。   

    其中，Micro OTDR测试模块是下一代的光纤测试解决方案，它在一个手持式的测试平台中集成了真正的OTDR测试性能。一键自动测试模式使得非专家级用户也可以轻易地检测光纤质量，标识出问题事件的位置，并对被测光纤的其它故障进行探测。在一个小巧的测试模块平台之中，包含了例如双波长检测，以及四测试标记等如此多的高级测试功能，可以保证使用者快速、高效率地完成光纤的测试维护工作。IPTV的专业测试模块也将在近期推出。   

    光损耗测试模块SSMTT－33集成了对光纤网络进行资格认证和故障标识所需要的各种测试能力。模块的测试功能包括动态光功率计、可见光源、可视故障定位器、以及完全自动化的双向损耗测试（OLTS）和光返回损耗测试（ORL）。   
* 光功率计，宽动态范围以及用于识别光纤的调制探测器；   
* 多种光源用于满足不同的网络需求：850nm（LED）、1310nm、850（LED）/1310nm、1310/1550nm、1550/1625nm（需硬件支撑）；   
* 可视故障定位器；   
* 用于自动双向损耗测试的损耗测试装置；   
* 可结合PC程序对测试数据进行更深一步的处理分析。  

     EXFO：PON网络测试解决方案   

    针对PON网络测试的特点，EXFO企业为PON网络开发了专用的测试仪表，并对FTTx的安装、开通和维护提供了一站式解决方案。   

    * 安装/构建阶段   

    将8种测试功能集成在一起，手持FOT-930 MaxTester多功能测试仪或与其基于平台的同等设备FTB-3930 MultiTest模块配合，组成最终的PON安装测试解决方案。在10秒时间内，为用户提供了PON网络3个波长下、双方向的ORL和损耗结果，并根据ITU建议给出通过/未通过信息。同时可以给出光纤长度，支撑点对多点操作。   

    * 激活和维护阶段   

    手持PPM-350B PON功率表可以对所有信号类型（包括语音、数据和视频）同时进行上行/下行测量。它为整个网络的快速准确测试提供了通过/警告/未通过指示器。   

    * 故障诊断阶段   

    对造成主要损耗的、宏弯曲或光纤断裂的位置进行精确定位。在构建阶段，如果网络中没有光或PON处在服务中，则需要进行故障诊断。如果PON处在服务中且需要进行故障诊断，建议您在1650nm专用端口通过非活动PON支路发射一个1650nm信号，这样不会干扰使用1490nm和1550nm波长的OLT激光器，或其它活动ONT使用的1310nm激光器。如果PON中没有光且需要进行故障排除，则可以在1650nm测试，但是也可以使用1310/1490/1550nm传输波长。  

    JDSU：FTTH测试解决方案   

    JDSU（The home of ACTERNA）作为全球主要的通信测试设备供应商为不同网络环境下和不同应用场合下的用户提供了全面的测试解决方案。在FTTH的测试方面，JDSU提供的便携式OTDR MTS5100e具有超短的盲区范围（1米）和极高的采样点（128000）。多种动态范围（25dB到44dB）的选择和双模块槽位的设计充分考虑不同用户的需求。其防水、防震的外观设计完全适应光缆工程中恶劣的野外环境。中文操作界面、彩色显示屏以及超长的电池工作时间极大地方便用户的使用。   

    JDSU提供的可见光故障定位仪（VFL，Visual Fault Locator）解决了最后10米到300米的故障探查。   

    JDSU最新推出的SMART系列LTS测试仪表充分考虑了FTTH的应用。其OLP-57光功率计提供了独特的“通过模式”测试应用，满足了FTTH的特殊测试需求：由于ONT产生的1310nm的光信号只有在收到来自于OLT的1490nm的信号时才会发光。因此，OLP－57的这种特殊模式既可以保持业务的正常运行，也完成了系统中多个波长信号的功率测试。   

    另外，1310nm的信号是以突发脉冲的方式输出的，而不是持续发光。因此，具有突发测试功能的仪表成为必须的要求。但一般市场上的光功率计提供的都是平均功率的测试，满足不了该方面的应用。OLP-57不仅可以测试平均功率，它同时具备突发模式，可以准确测试突发光脉冲的峰值功率，完全满足FTTH的测试需求。   

    在FTTH系统中的视频信号需要被放大以后进行传输，其输出功率在＋17dBm到＋23dBm之间。因此，对大功率的测试也成为FTTH的一项需求。SMART系列当中的OLP-55充分满足了对大功率的测试，其最大测试能力可达＋30dBm。   

    针对回损的测试，JDSU推出ORL-55回损测试仪，其60dB的动态范围远远超出FTTH的应用。