[圖]FTTx網(wǎng)絡(luò)測試及其面臨的挑戰(zhàn)

     過去幾年，我國光纖骨干網(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，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)逐漸成為市場的熱點，增長乏力的固網(wǎng)運營商紛紛把他們當作未來收入增長的新引擎，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)逐漸擺上了運營商的議事日程。  

    考慮到用戶端網(wǎng)絡(luò)的龐大規(guī)模，一旦運營商正式鋪開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候，這不僅對大量習(xí)慣于處理銅線POTS網(wǎng)的運營商基層安裝和維護人員是一項艱巨的任務(wù)，對市場上現(xiàn)有的光纖測試產(chǎn)品及其提供商也提出了新的要求。因為對于所有類型的光纖網(wǎng)絡(luò)而言，正確的測試都將是建構(gòu)和維護“新一代”網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分。那么，現(xiàn)有的測試產(chǎn)品和測試手段是否能滿足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。通過無源光網(wǎng)絡(luò)（PON），F(xiàn)TTx 可令多個用戶共享單個光纖連接，而無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。這種單點對多點架構(gòu)大大降低了網(wǎng)絡(luò)安裝、管理和維護成本。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的波長來傳送數(shù)據(jù)和語音。通過光視頻轉(zhuǎn)換器可將視頻服務(wù)轉(zhuǎn)變成波長為1550nm的光路形式。WDM耦合器可將1550nm和1490nm的波長組合起來，然后一起進行下行傳送（到目前為止，還沒有進行上行視頻傳送的計劃）。這種組合使得三種波長（1310、1490和1550nm）可通過相同的光纖在多個方向上同時傳送不同的信息。  

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

    美國勝利通訊設(shè)備有限公司中國區(qū)市場部產(chǎn)品經(jīng)理史先軍認為，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，因此從測試角度而言，對光纖的測試仍然是FTTH測試的主要內(nèi)容。如光纖鏈路的傳輸特性是光網(wǎng)絡(luò)最為關(guān)鍵的評估參數(shù)，這包括了光纖的損耗特性、熔接點的損耗特性、接頭的損耗特性、光分配器的插入損耗、光纖和接頭的回損特性等。所有上述特性可以通過現(xiàn)有的OTDR和LTS測試設(shè)備順利完成。其他如對光源、光功率以及WDM的測試，現(xiàn)有的測試儀器也都能夠處理，因此，F(xiàn)TTH的大規(guī)模部署在測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的測試仍然面臨一些新的挑戰(zhàn)。 

    PON測試面臨的挑戰(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)測試也面臨一些新的挑戰(zhàn)：  

    挑戰(zhàn)1：新的傳輸波長  

    由于ITU的建議G.983.3提出了寬帶光接入系統(tǒng)可以通過對波長的分配來提高系統(tǒng)服務(wù)能力，并為下行語音和數(shù)據(jù)信號、下行視頻信號、上行語音和數(shù)據(jù)信號指定了3種不同波長。這就要求光接入系統(tǒng)所使用的光纖測試設(shè)備必須能夠以全部三種波長進行測試。光纖網(wǎng)絡(luò)運營商和測試設(shè)備制造商對1310和1550nm傳輸波長都非常熟悉，但新的1490nm傳輸波長卻對測試設(shè)備如回損儀、OTDR構(gòu)成了挑戰(zhàn)。  

    許多業(yè)內(nèi)人士都認為1550nm測試足以涵蓋1490nm區(qū)域。對于20世紀90年代后期或更晚時期所安裝的新光纖（尤其是G.652C零水峰光纖）來說，通常確實如此。但對于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，許多光纖測試設(shè)備制造商在其開發(fā)的產(chǎn)品中提供了1490nm測試功能以進行PON測試。  

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

    在下行方向要求1490nm波長與1550nm波長復(fù)用在一起，上行方向采用1310nm，在PON網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和維護中，采用傳統(tǒng)的波分系統(tǒng)測試手段如光譜儀顯然是不太現(xiàn)實的。所以要求便攜式測試設(shè)備應(yīng)能夠同時支持上述波長的測試。同時由于是單纖雙向的系統(tǒng)，一些鏈路特性如回損（ORL）、損耗雙向測試也是必須的，同時對回損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，同時信號不是連續(xù)信號，而是稀疏（SPARSE）信號  

    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OLT給每一個ONT分配了不同的時隙，所以在大部分時間里，ONT是不發(fā)光的，例如對EPON系統(tǒng)，在大約100毫秒時間內(nèi)，ONT只有約2微秒時間是發(fā)光的，如果使用常規(guī)的功率計，則無法完成光通信最基本的測試項目——光功率測試。  

    挑戰(zhàn)4：點對多點的系統(tǒng)  

   PON網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)上來講是一個點對多點的系統(tǒng)，這給一些正常的維護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波長的OTDR可能會對其它用戶或OLT造成干擾（或OTDR本身無法正常工作），所以用于安裝和驗收的OTDR與用于PON維護目的的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。史先軍認為，F(xiàn)TTx網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模部署，要求運營商有大量熟悉光纖的鋪設(shè)安裝、測試維護的專業(yè)人員，他們必須能夠熟練地使用各種光測試儀表和測試方法，而運營商現(xiàn)有的基層安裝維護人員并不具備這樣的素質(zhì)，如何提高基層安裝維護人員的素質(zhì)是運營商必須考慮的問題。從另一個角度來看，由于FTTx網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模部署，運營商需要大批量的經(jīng)濟化、多功能、便于攜帶、操作方便的光測試設(shè)備，這同時對測試產(chǎn)品廠商也提出了新的要求。為此，測試廠商們紛紛推出了各自的解決方案。  

    勝利電訊：FTTH測試解決方案  

    美國勝利通訊設(shè)備有限公司推出的SunSet MTT手持式、多功能、多業(yè)務(wù)測試主機平臺為目前的城域網(wǎng)、傳送網(wǎng)、接入網(wǎng)提供一整套的現(xiàn)場測試解決方案。SunSet MTT的主要特點是：采用模塊化主機平臺設(shè)計，通過插入不同功能的插入測試模塊實現(xiàn)對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)、光存儲網(wǎng)等測試。目前已經(jīng)具有多至40種的測試模塊提供給用戶選用。同時，只需更換隨新技術(shù)新業(yè)務(wù)發(fā)展所推出的測試模塊就能滿足未來通信發(fā)展的測試需求，為用戶提供最為經(jīng)濟的測試手段和更高的投資回報。  

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

    光損耗測試模塊SSMTT－33集成了對光纖網(wǎng)絡(luò)進行資格認證和故障標識所需要的各種測試能力。模塊的測試功能包括動態(tài)光功率計、可見光源、可視故障定位器、以及完全自動化的雙向損耗測試（OLTS）和光返回損耗測試（ORL）。  
* 光功率計，寬動態(tài)范圍以及用于識別光纖的調(diào)制探測器；  
* 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；  
* 用于自動雙向損耗測試的損耗測試裝置；  
* 可結(jié)合PC程序?qū)y試數(shù)據(jù)進行更深一步的處理分析。 

     EXFO：PON網(wǎng)絡(luò)測試解決方案  

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

    * 安裝/構(gòu)建階段  

    將8種測試功能集成在一起，手持FOT-930 MaxTester多功能測試儀或與其基于平臺的同等設(shè)備FTB-3930 MultiTest模塊配合，組成最終的PON安裝測試解決方案。在10秒時間內(nèi)，為用戶提供了PON網(wǎng)絡(luò)3個波長下、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。同時可以給出光纖長度，支持點對多點操作。  

    * 激活和維護階段  

    手持PPM-350B PON功率表可以對所有信號類型（包括語音、數(shù)據(jù)和視頻）同時進行上行/下行測量。它為整個網(wǎng)絡(luò)的快速準確測試提供了通過/警告/未通過指示器。  

    * 故障診斷階段  

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

    JDSU：FTTH測試解決方案  

    JDSU（The home of ACTERNA）作為全球主要的通信測試設(shè)備供應(yīng)商為不同網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下和不同應(yīng)用場合下的用戶提供了全面的測試解決方案。在FTTH的測試方面，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（128000）。多種動態(tài)范圍（25dB到44dB）的選擇和雙模塊槽位的設(shè)計充分考慮不同用戶的需求。其防水、防震的外觀設(shè)計完全適應(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的電池工作時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測試儀表充分考慮了FTTH的應(yīng)用。其OLP-57光功率計提供了獨特的“通過模式”測試應(yīng)用，滿足了FTTH的特殊測試需求：由于ONT產(chǎn)生的1310nm的光信號只有在收到來自于OLT的1490nm的信號時才會發(fā)光。因此，OLP－57的這種特殊模式既可以保持業(yè)務(wù)的正常運行，也完成了系統(tǒng)中多個波長信號的功率測試。  

    另外，1310nm的信號是以突發(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)測試功能的儀表成為必須的要求。但一般市場上的光功率計提供的都是平均功率的測試，滿足不了該方面的應(yīng)用。OLP-57不僅可以測試平均功率，它同時具備突發(fā)模式，可以準確測試突發(fā)光脈沖的峰值功率，完全滿足FTTH的測試需求。  

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

    針對回損的測試，JDSU推出ORL-55回損測試儀，其60dB的動態(tài)范圍遠遠超出FTTH的應(yīng)用。