OTDR在PON网络中的应用.doc

摘要OTDR在PON网络中的应用[程淑荣]国 内 宽 带 需 求 越 来 越 大 ，随 着 光 进 铜 退 的 加 速 ，PON网 络 的 建 设 也 在 迅速 扩 展 在 网 络 的 建 设 和 验 收 以 及 维 护 阶 段 ，OTDR扮 演 着 重 要 角 色 而 应 用于PON 网 络的OTDR 与应用于一般光纤线路的OTDR有很大区别关键词： OTDR 光时域反射仪 PON测试 程淑荣现 就 职 于 中 国 电 信 股 份 有 限 公 司 广 东 研 究 院 ，从 事 通 信 仪 表 、设 备 的 研 究 测 试等工作1 引言 2 PON网络基本概念PON，Passive Optical Network，无 源 光 网 络 是 实现 FTTH光 纤 到 户 的 主 要 技 术 ，提 供 点 到 多 点 的 光 纤 接 入 ，它 由 局 侧 的 OLT(光 线 路 终 端 )、用 户 侧 的 ONU(光 网 络 单 元 )以 及 ODN(光 分 配 网 络 )组 成 ，采 用 树 形 拓 扑 结 构 ， 如 图 1所 示 OLT 放 置 在 中 心 局 端 ，分 配 和 控 制 信 道 的 连 接 ，并有 实 时 监 控 、管 理 及 维 护 功 能 。

ONU 放 置 在 用 户 侧，OL T 与ONU 之间通过无源光合/分路器连接目 前 国 内 宽 带 占 主 流 的 仍 然 是 ADSL技 术 ，但 随 着IPTV，视 频 游 戏 等 对 带 宽 需 求 巨 大 的 业 务 的 出 现 ，以 及 铜 价 不 断 攀 升 、光 缆 价 格 不 断 下 降 而 使 得 光 接 入 成 本 不 断 下 降 ，由 光 缆 取 代 铜 缆 及 有 线 同 轴 电 缆 ，电 话 、有 线 电 视 、宽 带 数 据 三 网 融 合 成 为 未 来 的 趋 势 ，光 网 络 接 入 技 术 已 成 为 众 多 设 备 厂 商 和 运 营 商 关 注 的 热 点 ，FTTX也 已 成 为所有主流运营商的选择PON技 术 是 发 展 FTTx的 主 要 实 现 技 术 伴 随 着 光 进 铜 退 的 加 速 ，FTTx的 建 设 也 在 快 速 进 行 在 工 程 上 ，需 要对新建的PON网络进行安装、验收测试网络投入运营 之后，日常还需要进行运行维护测试 在 对PON网络几个阶 段 的 测 试 中 ，OTDR（光 时 域 反 射 仪 ）是 一 个 不 可 或 缺摘要PON是 无 源 光 网 络 ，无 源 是 指 ODN中 不 含 有 任 何 有源 电 子 器 件 及 电 子 电 源 ，全 部 由 光 分 路 器 （Splitter）等 无 源器件组成，管理维护 运营成本较低。

目前主流的PON技 术是EPON和GPONPON网 络 的 光 纤 线 路 和 一 般 线 路 最 重 要 的 区 别 是 引 入 了 光 分 路 器 的 概 念 ，光 分 路 器 的 引 入 ，极 大 的 改 变 了 PON网 络 的 运 行 和 维 护 模 式 PON 使 用 波 分 复 用 技 术 ， 同 时 处 理 双 向 信 号 传 输 ，上 、下 行 信 号 分 别 用 不 同 的 波 长，但在同一根光纤中传送 OLT 到ONU/ONT 的方向为 下行方向，反之为上行方向 1 310nm波长的光用于ONU 上行发送，1 490 nm波长用来传送下行的数据, 1 550 nm 波 长 的 光 用 来 传 送 下 行 广 播 方 式 的 模 拟 或 数 字 电 视 等 视频见 的 故 障 、光 缆 绞 接 不 良 、光 纤 断 裂 或 大 的 弯 曲 ，以 便 对故障点进 行准确定位PON网 络 的 验 收 测 试 是 指 光 纤 铺 设 完 毕 、光 分 路 器 安 装 完 成 之 后 的 测 试 线 路 验 收 测 试 的 目 的 是 测 试 光 纤 线 路 的 可 用 性 。

PON网 络 的 验 收 测 试 和 一 般 光 纤 网 络 的 测 试 有 一 些 不 同 其 一 ，由 于 PON网 络 使 用 1 310nm、1490nm、1 550nm三 个 波 长 进 行 通 信 ，比 一 般 的 光 纤 网 络 多 了 1 490nm的 波 长 ，因 此 验 收 时 要 考 虑 1 490nm波 长 的 测 试 1490nm波 长 和 1550nm波 长 的 传 输 损 耗 分 别 为0.21dB/km和 0.19dB/km，由 于 两 者 差 别 比 较 小 ，很 多 地 方 并 不 要 求 1 490nm波 长 的 测 试 目 前 国 内 在 验 收 测 试 时 是 否 要 测 试 1 490nm的 波 长 还 没 有 统 一 的 标 准 ，很 多 地 方 都 使 用 1 310/1 550nm双 波 长 的 OTDR进 行 测 试 其 二 ， PON网 络 比 一 般 的 光 纤 网 络 增 加 了 光 分 路 器 因 此 ，在 测 试 时 ，需 要 穿 透 光 分 路 器 进 行 测 试 目 前 从 OLT到 光 分 路 器 的 光 纤 长 度 一 般 在 20公 里 以 内 ，光 分 路 器 到 ONU的 光 纤 的 长 度 一 般 在 2公 里 以 内 。

国 内 目 前 使 用 的 多 为 1:16 和 1: 32的 光 分 路 器 ，其 损 耗 分 别 为 14 dB和 17 dB左 右 ,如 果使用1 550 nm的波长去测试，则 OTDR的动态范围要超 过20 dB通常， OTDR的脉冲宽度设置为100ns-1us 甚至 以 上 时 ，动 态 范 围 才 能 达 到 20 dB以 上 ，而 该 脉 冲 宽 度 对 应 的 盲 区 在 十 几 米 到 上 百 米 以 上 因 此 OTDR在 进 行 穿 透 光 分 路 器 测 试 时 ，不 能 测 试 靠 近 光 分 路 器 的 事 件 和 末 端 光 纤 ，不 能 识 别 距 离 比 较 靠 近 的 事 件 在 FTTH 线 路 中 ，许 多 情 况 下 ，从 光 分 路 器 到 ONU的 距 离 在 数 十 米 甚 至 几 米 长 度 范 围 内 因 而 对 用 户 来 说 ，OTDR拥 有 大 的 动 态 范 围 同 时 又 有 较 小 的 盲 区 是 非 常 重 要 的 ，应 选 用 盲 区 尽 可 能 小 和 距 离 分 辨 率 尽 可 能 高 的 OTDR，以 便 能 精 确 分 辨 间 距 很短的多个事件点。

3 OTDR在PON网络中的应用3.1 在网 络安装、 验收阶段的应 用在 PON网 络 建 设 过 程 中 ，在 线 路 施 工 阶 段 进 行 充 分的 测 试 ，可 以 及 早 发 现 因 铺 设 不 当 造 成 光 缆 过 度 弯 曲 、接 头 故 障 等 ，这 将 能 最 大 限 度 地 减 少 后 期 运 营 阶 段 网 络 维 护 工作量对 于 在 原 有 网 络 基 础 上 改 建 的 FTTH 工 程 ，一 部 分 光 纤 链 路 中 可 能 使 用 了 原 有 光 缆 ，应 在 线 路 勘 查 阶 段 对 原 有 光 缆 线 路 部 分 进 行 测 试 ，获 得 这 些 线 路 的 链 路 损 耗 值 参 数 ，确 认 已 有 线 路 质 量 能 否 满 足 改 建 FTTH 网 络 后 的 传 输 要求对 于 新 建 的 FTTH 工 程 ，如 果 使 用 了 PON 网 络 ，在 馈 线 光 缆 段 铺 设 完 毕 后 ，可 在 OLT 中 心 局 的 ODF 和 光 分 配 点 之 间 以 OTDR 进 行 端 到 端 测 量 ；配 线 光 缆 和 入 户 线 光 缆 铺 设 完 毕 后 ，在 光 分 配 点 和 用 户 线 路 末 端 之 间 以 OTDR 进 行 端 到 端 测 量 。

此 阶 段 测 试 的 目 的 是 尽 早 发 现 因 铺 设 不 当 造 成 的 光 缆 过 度 弯 曲 和 有 问 题 的 接 头 ，损 坏 的 连 接 器 或 其 它 有 故 障 的 器 件 ，及 时 整 改 线 路 和 更 换 故 障 器 件 线 路 整 改 过 程 中 ，可 用 OTDR上 附 带 的 可 视 化 缺 陷 定位 器 (VFL)向 光 纤 内 发 射 明 亮 的 红 色 激 光 ，以 检 查 肉 眼 可3.2 在网络维护阶段的应用PON 设 备 属 于 接 入 层 设 备 ，和 普 通 用 户 联 系 非 常 紧密 ，一 般 出 现 故 障 即 会 导 致 用 户 业 务 中 断 ，因 此 就 要 求 维 护 人 员 必 须 迅 速 判 断 故 障 的 性 质 、位 置 ，以 便 修 复 故 障 故 障 处 理 中 ，首 要 的 一 步 就 是 将 准 确 定 位 故 障 点 ，如 果 是 光 纤 线 路 故 障 ，使 用 OTDR进 行 测 试 可 以 帮 助 快 速 定 位 故技 术 交 流OTDR在PON网络中的应用技 术 交 流障点，PON 维护用OTDR 是一个很重要的工具。

然 而 PON网 络 的 维 护 与 一 般 的 光 纤 网 络 维 护 又 有 不 同 一 般 的 光 纤 线 路 进 行 维 护 时 ，通 常 情 况 下 是 断 业 务 测 试 ，但 在 PON网 络 里 ，一 般 都 是 采 用 在 线 测 试 的 方 式 进 行 ，因 为 PON采 用 的 是 主 干 光 纤 共 享 的 方 式 ，在 对 某 一 PON用 户 进 行 故 障 排 除 时 ，不 能 对 同 一 OLT下 其 它 正 常 的 用 户 业 务 造 成 干 扰 这 要 求 OTDR不 仅 能 够 在 线 条 件 下 正 常 工 作 ，同 时 OTDR的 测 试 信 号 亦 不 能 影 响 PON网 络 的 工 作 信 号 ，因 此 在 线 测 试 不 能 使 用 1310/1490/1550的 波 长 来进行测试目前国际上使用的在 线监视波长有1 625 nm 和1 650 nm两个波 长，ITU-T L.41建议使用1650 nm波长 作为OTDR的带外测试波长进行测试目前1 625 nm 和 1 650 nm两 个 波 长 都 有 主 流 的 OTDR生 产 厂 家 支 持 。

但 考 虑 到 滤 波 器 的 特 性 ，在 线 维 护 测 试 波 长 与 业 务 波 长 要 有 100 nm以 上 的 间 隔 目 前 看 OTDR的 1 625 nm波 长 激 光 器 一 般 采 用 FP激 光 器 ，其 波 长 精 度 通 常 在 ±30nm左 右 ，1 650 nm波 长 一 般 采 用 DFB的 激 光 器 ，其 波 长 精 度 为 ±5nm因 此 ，在 用 1 625 nm波 长 的 OTDR进 行 在 线 测 试 时 ，与 1550nm的 通 信 业 务 波 长 通 道 间 隔 可 能 小 于 45 nm，不 适 合 FTTH系 统 的 滤 波 器 管 理 ；而 1 650 nm波 长 的OTDR进行测试时，与1 550 nm的通信业务波长有95nm的 间 隔 ，比 1625 nm更 有 优 势 另 外 ，根 据 ITU-T规 定 ，10G PON下 行 所 使 用 的 波 长 为 L波 段 1570-1580 nm 区间，因此使用1 625 nm的波长进 行测试容易对通信 信号产生干扰，1 650 nm的波长更适合与 网 络 验 收 测 试 相 同 ，在 进 行 在 线 测 试 时 ，也 需 要考 虑 使 用 的 脉 冲 宽 度 ，在 使 用 1 625 nm/1 650 nm波 长 进行 测 试 时 ，损 耗 在 0.4dB/km以 下 ，因 此 在 进 行 1×3。