[圖]FTTx網(wǎng)絡(luò)測(cè)試及其面臨的挑戰(zhàn)

     過去幾年，我國(guó)光纖骨干網(wǎng)和城域網(wǎng)建設(shè)獲得了飛速發(fā)展，目前也已初具規(guī)模。與此同時(shí)，近兩年以IPTV、三重播放（Triple Play）等為代表的新一代寬帶業(yè)務(wù)逐漸成為市場(chǎng)的熱點(diǎn)，增長(zhǎng)乏力的固網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商紛紛把他們當(dāng)作未來收入增長(zhǎng)的新引擎，而寄予了很大的希望。這一切使得光纖網(wǎng)絡(luò)的“最后一公里”——光纖到戶（FTTH）網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)逐漸擺上了運(yùn)營(yíng)商的議事日程。  

    考慮到用戶端網(wǎng)絡(luò)的龐大規(guī)模，一旦運(yùn)營(yíng)商正式鋪開FTTx網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，光纖安裝的速度和數(shù)量將更甚于以往任何時(shí)候，這不僅對(duì)大量習(xí)慣于處理銅線POTS網(wǎng)的運(yùn)營(yíng)商基層安裝和維護(hù)人員是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)，對(duì)市場(chǎng)上現(xiàn)有的光纖測(cè)試產(chǎn)品及其提供商也提出了新的要求。因?yàn)閷?duì)于所有類型的光纖網(wǎng)絡(luò)而言，正確的測(cè)試都將是建構(gòu)和維護(hù)“新一代”網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分。那么，現(xiàn)有的測(cè)試產(chǎn)品和測(cè)試手段是否能滿足FTTx網(wǎng)絡(luò)大規(guī)模部署的需求呢？ 

    了解FTTx架構(gòu)及其測(cè)試  

    FTTx（光纖到戶或FTTH；光纖到住地或FTTP 等）架構(gòu)為新興寬帶應(yīng)用開創(chuàng)了一條很吸引人的道路。通過無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（PON），F(xiàn)TTx 可令多個(gè)用戶共享單個(gè)光纖連接，而無(wú)需使用任何有源元件，即通過光電光（OEO） 轉(zhuǎn)換來生成和轉(zhuǎn)換光的元件。這種單點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)架構(gòu)大大降低了網(wǎng)絡(luò)安裝、管理和維護(hù)成本。下圖展示了FTTx網(wǎng)絡(luò)的普通架構(gòu)。在交換中心（即CO，也稱為數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)器）處，公共交換電話網(wǎng)絡(luò)（PSTN）和Internet服務(wù)通過光線路終端（OLT）同光配線網(wǎng)（ODN）相連。使用下行1490nm和上行1310nm的波長(zhǎng)來傳送數(shù)據(jù)和語(yǔ)音。通過光視頻轉(zhuǎn)換器可將視頻服務(wù)轉(zhuǎn)變成波長(zhǎng)為1550nm的光路形式。WDM耦合器可將1550nm和1490nm的波長(zhǎng)組合起來，然后一起進(jìn)行下行傳送（到目前為止，還沒有進(jìn)行上行視頻傳送的計(jì)劃）。這種組合使得三種波長(zhǎng)（1310、1490和1550nm）可通過相同的光纖在多個(gè)方向上同時(shí)傳送不同的信息。  

    光纖主干在交換中心和分路器之間傳送光信號(hào)，分路器可使多個(gè)ONT與同一條光纖相連。每個(gè)用戶都需要一個(gè)ONT，它可為不同服務(wù)（POTS、以太網(wǎng)和視頻）提供連接。一個(gè)FTTx網(wǎng)絡(luò)一般可向32個(gè)用戶提供服務(wù)，而64個(gè)用戶的服務(wù)也已出現(xiàn)。  

    美國(guó)勝利通訊設(shè)備有限公司中國(guó)區(qū)市場(chǎng)部產(chǎn)品經(jīng)理史先軍認(rèn)為，從FTTx網(wǎng)絡(luò)整體架構(gòu)來看，F(xiàn)TTH并未采用太多新的技術(shù)，其采用的物理介質(zhì)仍然是光纖，傳送的也仍然是光信號(hào)，因此從測(cè)試角度而言，對(duì)光纖的測(cè)試仍然是FTTH測(cè)試的主要內(nèi)容。如光纖鏈路的傳輸特性是光網(wǎng)絡(luò)最為關(guān)鍵的評(píng)估參數(shù)，這包括了光纖的損耗特性、熔接點(diǎn)的損耗特性、接頭的損耗特性、光分配器的插入損耗、光纖和接頭的回?fù)p特性等。所有上述特性可以通過現(xiàn)有的OTDR和LTS測(cè)試設(shè)備順利完成。其他如對(duì)光源、光功率以及WDM的測(cè)試，現(xiàn)有的測(cè)試儀器也都能夠處理，因此，F(xiàn)TTH的大規(guī)模部署在測(cè)試方面是完全可以保證的。  

    雖然如此，與傳統(tǒng)的光纖通信系統(tǒng)相比，F(xiàn)TTx的測(cè)試仍然面臨一些新的挑戰(zhàn)。 

    PON測(cè)試面臨的挑戰(zhàn)  

    EXFO公司北京代表處技術(shù)支持經(jīng)理孫學(xué)瑞指出，從技術(shù)角度來看，與傳統(tǒng)的光纖通信系統(tǒng)相比，PON網(wǎng)絡(luò)測(cè)試也面臨一些新的挑戰(zhàn)：  

    挑戰(zhàn)1：新的傳輸波長(zhǎng)  

    由于ITU的建議G.983.3提出了寬帶光接入系統(tǒng)可以通過對(duì)波長(zhǎng)的分配來提高系統(tǒng)服務(wù)能力，并為下行語(yǔ)音和數(shù)據(jù)信號(hào)、下行視頻信號(hào)、上行語(yǔ)音和數(shù)據(jù)信號(hào)指定了3種不同波長(zhǎng)。這就要求光接入系統(tǒng)所使用的光纖測(cè)試設(shè)備必須能夠以全部三種波長(zhǎng)進(jìn)行測(cè)試。光纖網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商和測(cè)試設(shè)備制造商對(duì)1310和1550nm傳輸波長(zhǎng)都非常熟悉，但新的1490nm傳輸波長(zhǎng)卻對(duì)測(cè)試設(shè)備如回?fù)p儀、OTDR構(gòu)成了挑戰(zhàn)。  

    許多業(yè)內(nèi)人士都認(rèn)為1550nm測(cè)試足以涵蓋1490nm區(qū)域。對(duì)于20世紀(jì)90年代后期或更晚時(shí)期所安裝的新光纖（尤其是G.652C零水峰光纖）來說，通常確實(shí)如此。但對(duì)于90年代初期部署的早期光纖來說，這種說法很值得懷疑（那時(shí)G.652C尚未出現(xiàn)，而水峰（E帶）還未引起人們足夠的興趣）?；谶@一原因，許多光纖測(cè)試設(shè)備制造商在其開發(fā)的產(chǎn)品中提供了1490nm測(cè)試功能以進(jìn)行PON測(cè)試。  

    挑戰(zhàn)2：WDM的系統(tǒng)，同時(shí)又是單纖雙向的系統(tǒng)  

    在下行方向要求1490nm波長(zhǎng)與1550nm波長(zhǎng)復(fù)用在一起，上行方向采用1310nm，在PON網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和維護(hù)中，采用傳統(tǒng)的波分系統(tǒng)測(cè)試手段如光譜儀顯然是不太現(xiàn)實(shí)的。所以要求便攜式測(cè)試設(shè)備應(yīng)能夠同時(shí)支持上述波長(zhǎng)的測(cè)試。同時(shí)由于是單纖雙向的系統(tǒng)，一些鏈路特性如回?fù)p（ORL）、損耗雙向測(cè)試也是必須的，同時(shí)對(duì)回?fù)p的要求也顯得尤為重要。  

    挑戰(zhàn)3：ONT需要OLT的激活才開始工作，同時(shí)信號(hào)不是連續(xù)信號(hào)，而是稀疏（SPARSE）信號(hào)  

    出于安全等因素的考慮，ONT必須接收到OLT方向光后，才可以正常工作，1310nm光才被發(fā)出；同時(shí)OLT給每一個(gè)ONT分配了不同的時(shí)隙，所以在大部分時(shí)間里，ONT是不發(fā)光的，例如對(duì)EPON系統(tǒng)，在大約100毫秒時(shí)間內(nèi)，ONT只有約2微秒時(shí)間是發(fā)光的，如果使用常規(guī)的功率計(jì)，則無(wú)法完成光通信最基本的測(cè)試項(xiàng)目——光功率測(cè)試。  

    挑戰(zhàn)4：點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的系統(tǒng)  

   PON網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上來講是一個(gè)點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的系統(tǒng)，這給一些正常的維護(hù)和故障處理帶來一些問題。例如如何處理某一用戶的故障，但同時(shí)不能影響其它用戶的正常使用。因此使用常規(guī)的1310nm/1550nm波長(zhǎng)的OTDR可能會(huì)對(duì)其它用戶或OLT造成干擾（或OTDR本身無(wú)法正常工作），所以用于安裝和驗(yàn)收的OTDR與用于PON維護(hù)目的的OTDR是不同的。  

    除了上述技術(shù)上的挑戰(zhàn)之外，還有一些與FTTx的大規(guī)模部署有關(guān)的問題也必須引起重視。史先軍認(rèn)為，F(xiàn)TTx網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模部署，要求運(yùn)營(yíng)商有大量熟悉光纖的鋪設(shè)安裝、測(cè)試維護(hù)的專業(yè)人員，他們必須能夠熟練地使用各種光測(cè)試儀表和測(cè)試方法，而運(yùn)營(yíng)商現(xiàn)有的基層安裝維護(hù)人員并不具備這樣的素質(zhì)，如何提高基層安裝維護(hù)人員的素質(zhì)是運(yùn)營(yíng)商必須考慮的問題。從另一個(gè)角度來看，由于FTTx網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模部署，運(yùn)營(yíng)商需要大批量的經(jīng)濟(jì)化、多功能、便于攜帶、操作方便的光測(cè)試設(shè)備，這同時(shí)對(duì)測(cè)試產(chǎn)品廠商也提出了新的要求。為此，測(cè)試廠商們紛紛推出了各自的解決方案。  

    勝利電訊：FTTH測(cè)試解決方案  

    美國(guó)勝利通訊設(shè)備有限公司推出的SunSet MTT手持式、多功能、多業(yè)務(wù)測(cè)試主機(jī)平臺(tái)為目前的城域網(wǎng)、傳送網(wǎng)、接入網(wǎng)提供一整套的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試解決方案。SunSet MTT的主要特點(diǎn)是：采用模塊化主機(jī)平臺(tái)設(shè)計(jì)，通過插入不同功能的插入測(cè)試模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)100M/1000M以太網(wǎng)、DWDM/CWDM波分復(fù)用、SDH網(wǎng)絡(luò)、xDSL接入網(wǎng)、DDN數(shù)據(jù)網(wǎng)、光存儲(chǔ)網(wǎng)等測(cè)試。目前已經(jīng)具有多至40種的測(cè)試模塊提供給用戶選用。同時(shí)，只需更換隨新技術(shù)新業(yè)務(wù)發(fā)展所推出的測(cè)試模塊就能滿足未來通信發(fā)展的測(cè)試需求，為用戶提供最為經(jīng)濟(jì)的測(cè)試手段和更高的投資回報(bào)。  

    其中，Micro OTDR測(cè)試模塊是下一代的光纖測(cè)試解決方案，它在一個(gè)手持式的測(cè)試平臺(tái)中集成了真正的OTDR測(cè)試性能。一鍵自動(dòng)測(cè)試模式使得非專家級(jí)用戶也可以輕易地檢測(cè)光纖質(zhì)量，標(biāo)識(shí)出問題事件的位置，并對(duì)被測(cè)光纖的其它故障進(jìn)行探測(cè)。在一個(gè)小巧的測(cè)試模塊平臺(tái)之中，包含了例如雙波長(zhǎng)檢測(cè)，以及四測(cè)試標(biāo)記等如此多的高級(jí)測(cè)試功能，可以保證使用者快速、高效率地完成光纖的測(cè)試維護(hù)工作。IPTV的專業(yè)測(cè)試模塊也將在近期推出。  

    光損耗測(cè)試模塊SSMTT－33集成了對(duì)光纖網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行資格認(rèn)證和故障標(biāo)識(shí)所需要的各種測(cè)試能力。模塊的測(cè)試功能包括動(dòng)態(tài)光功率計(jì)、可見光源、可視故障定位器、以及完全自動(dòng)化的雙向損耗測(cè)試（OLTS）和光返回?fù)p耗測(cè)試（ORL）。  
* 光功率計(jì)，寬動(dòng)態(tài)范圍以及用于識(shí)別光纖的調(diào)制探測(cè)器；  
* 多種光源用于滿足不同的網(wǎng)絡(luò)需求：850nm（LED）、1310nm、850（LED）/1310nm、1310/1550nm、1550/1625nm（需硬件支持）；  
* 可視故障定位器；  
* 用于自動(dòng)雙向損耗測(cè)試的損耗測(cè)試裝置；  
* 可結(jié)合PC程序?qū)y(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行更深一步的處理分析。 

     EXFO：PON網(wǎng)絡(luò)測(cè)試解決方案  

    針對(duì)PON網(wǎng)絡(luò)測(cè)試的特點(diǎn)，EXFO公司為PON網(wǎng)絡(luò)開發(fā)了專用的測(cè)試儀表，并對(duì)FTTx的安裝、開通和維護(hù)提供了一站式解決方案。  

    * 安裝/構(gòu)建階段  

    將8種測(cè)試功能集成在一起，手持FOT-930 MaxTester多功能測(cè)試儀或與其基于平臺(tái)的同等設(shè)備FTB-3930 MultiTest模塊配合，組成最終的PON安裝測(cè)試解決方案。在10秒時(shí)間內(nèi)，為用戶提供了PON網(wǎng)絡(luò)3個(gè)波長(zhǎng)下、雙方向的ORL和損耗結(jié)果，并根據(jù)ITU建議給出通過/未通過信息。同時(shí)可以給出光纖長(zhǎng)度，支持點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)操作。  

    * 激活和維護(hù)階段  

    手持PPM-350B PON功率表可以對(duì)所有信號(hào)類型（包括語(yǔ)音、數(shù)據(jù)和視頻）同時(shí)進(jìn)行上行/下行測(cè)量。它為整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的快速準(zhǔn)確測(cè)試提供了通過/警告/未通過指示器。  

    * 故障診斷階段  

    對(duì)造成主要損耗的、宏彎曲或光纖斷裂的位置進(jìn)行精確定位。在構(gòu)建階段，如果網(wǎng)絡(luò)中沒有光或PON處在服務(wù)中，則需要進(jìn)行故障診斷。如果PON處在服務(wù)中且需要進(jìn)行故障診斷，建議您在1650nm專用端口通過非活動(dòng)PON支路發(fā)射一個(gè)1650nm信號(hào)，這樣不會(huì)干擾使用1490nm和1550nm波長(zhǎng)的OLT激光器，或其它活動(dòng)ONT使用的1310nm激光器。如果PON中沒有光且需要進(jìn)行故障排除，則可以在1650nm測(cè)試，但是也可以使用1310/1490/1550nm傳輸波長(zhǎng)。 

    JDSU：FTTH測(cè)試解決方案  

    JDSU（The home of ACTERNA）作為全球主要的通信測(cè)試設(shè)備供應(yīng)商為不同網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下和不同應(yīng)用場(chǎng)合下的用戶提供了全面的測(cè)試解決方案。在FTTH的測(cè)試方面，JDSU提供的便攜式OTDR MTS5100e具有超短的盲區(qū)范圍（1米）和極高的采樣點(diǎn)（128000）。多種動(dòng)態(tài)范圍（25dB到44dB）的選擇和雙模塊槽位的設(shè)計(jì)充分考慮不同用戶的需求。其防水、防震的外觀設(shè)計(jì)完全適應(yīng)光纜工程中惡劣的野外環(huán)境。中文操作界面、彩色顯示屏以及超長(zhǎng)的電池工作時(shí)間極大地方便用戶的使用。  

    JDSU提供的可見光故障定位儀（VFL，Visual Fault Locator）解決了最后10米到300米的故障探查。  

    JDSU最新推出的SMART系列LTS測(cè)試儀表充分考慮了FTTH的應(yīng)用。其OLP-57光功率計(jì)提供了獨(dú)特的“通過模式”測(cè)試應(yīng)用，滿足了FTTH的特殊測(cè)試需求：由于ONT產(chǎn)生的1310nm的光信號(hào)只有在收到來自于OLT的1490nm的信號(hào)時(shí)才會(huì)發(fā)光。因此，OLP－57的這種特殊模式既可以保持業(yè)務(wù)的正常運(yùn)行，也完成了系統(tǒng)中多個(gè)波長(zhǎng)信號(hào)的功率測(cè)試。  

    另外，1310nm的信號(hào)是以突發(fā)脈沖的方式輸出的，而不是持續(xù)發(fā)光。因此，具有突發(fā)測(cè)試功能的儀表成為必須的要求。但一般市場(chǎng)上的光功率計(jì)提供的都是平均功率的測(cè)試，滿足不了該方面的應(yīng)用。OLP-57不僅可以測(cè)試平均功率，它同時(shí)具備突發(fā)模式，可以準(zhǔn)確測(cè)試突發(fā)光脈沖的峰值功率，完全滿足FTTH的測(cè)試需求。  

    在FTTH系統(tǒng)中的視頻信號(hào)需要被放大以后進(jìn)行傳輸，其輸出功率在＋17dBm到＋23dBm之間。因此，對(duì)大功率的測(cè)試也成為FTTH的一項(xiàng)需求。SMART系列當(dāng)中的OLP-55充分滿足了對(duì)大功率的測(cè)試，其最大測(cè)試能力可達(dá)＋30dBm。  

    針對(duì)回?fù)p的測(cè)試，JDSU推出ORL-55回?fù)p測(cè)試儀，其60dB的動(dòng)態(tài)范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出FTTH的應(yīng)用。