[圖]FTTx網絡測試及其面臨的挑戰

     過去幾年，我國光纖骨干網和城域網建設獲得了飛速發展，目前也已初具規模。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務逐漸成為市場的熱點，增長乏力的固網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。這一切使得光纖網絡的“最后一公里”——光纖到戶（FTTH）網絡的建設逐漸擺上了運營商的議事日程。  

    考慮到用戶端網絡的龐大規模，一旦運營商正式鋪開FTTx網絡的建設，光纖安裝的速度和數量將更甚于以往任何時候，這不僅對大量習慣于處理銅線POTS網的運營商基層安裝和維護人員是一項艱巨的任務，對市場上現有的光纖測試產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絡而言，正確的測試都將是建構和維護“新一代”網絡的重要組成部分。那么，現有的測試產品和測試手段是否能滿足FTTx網絡大規模部署的需求呢？ 

    了解FTTx架構及其測試  

    FTTx（光纖到戶或FTTH；光纖到住地或FTTP 等）架構為新興寬帶應用開創了一條很吸引人的道路。通過無源光網絡（PON），FTTx 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） 轉換來生成和轉換光的元件。這種單點對多點架構大大降低了網絡安裝、管理和維護成本。下圖展示了FTTx網絡的普通架構。在交換中心（即CO，也稱為數據轉發器）處，公共交換電話網絡（PSTN）和Internet服務通過光線路終端（OLT）同光配線網（ODN）相連。使用下行1490nm和上行1310nm的波長來傳送數據和語音。通過光視頻轉換器可將視頻服務轉變成波長為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（POTS、以太網和視頻）提供連接。一個FTTx網絡一般可向32個用戶提供服務，而64個用戶的服務也已出現。  

    美國勝利通訊設備有限公司中國區市場部產品經理史先軍認為，從FTTx網絡整體架構來看，FTTH并未采用太多新的技術，其采用的物理介質仍然是光纖，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測試的主要內容。如光纖鏈路的傳輸特性是光網絡最為關鍵的評估參數，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有的OTDR和LTS測試設備順利完成。其他如對光源、光功率以及WDM的測試，現有的測試儀器也都能夠處理，因此，FTTH的大規模部署在測試方面是完全可以保證的。  

    雖然如此，與傳統的光纖通信系統相比，FTTx的測試仍然面臨一些新的挑戰。 

    PON測試面臨的挑戰  

    EXFO公司北京代表處技術支持經理孫學瑞指出，從技術角度來看，與傳統的光纖通信系統相比，PON網絡測試也面臨一些新的挑戰：  

    挑戰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可以通過對波長的分配來提高系統服務能力，并為下行語音和數據信號、下行視頻信號、上行語音和數據信號指定了3種不同波長。這就要求光接入系統所使用的光纖測試設備必須能夠以全部三種波長進行測試。光纖網絡運營商和測試設備制造商對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備如回損儀、OTDR構成了挑戰。  

    許多業內人士都認為1550nm測試足以涵蓋1490nm區域。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，而水峰（E帶）還未引起人們足夠的興趣）?；谶@一原因，許多光纖測試設備制造商在其開發的產品中提供了1490nm測試功能以進行PON測試。  

    挑戰2：WDM的系統，同時又是單纖雙向的系統  

    在下行方向要求1490nm波長與1550nm波長復用在一起，上行方向采用1310nm，在PON網絡的建設和維護中，采用傳統的波分系統測試手段如光譜儀顯然是不太現實的。所以要求便攜式測試設備應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，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3：ONT需要OLT的激活才開始工作，同時信號不是連續信號，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是不發光的，例如對EPON系統，在大約100毫秒時間內，ONT只有約2微秒時間是發光的，如果使用常規的功率計，則無法完成光通信最基本的測試項目——光功率測試。  

    挑戰4：點對多點的系統  

   PON網絡拓撲結構上來講是一個點對多點的系統，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。  

    除了上述技術上的挑戰之外，還有一些與FTTx的大規模部署有關的問題也必須引起重視。史先軍認為，FTTx網絡的大規模部署，要求運營商有大量熟悉光纖的鋪設安裝、測試維護的專業人員，他們必須能夠熟練地使用各種光測試儀表和測試方法，而運營商現有的基層安裝維護人員并不具備這樣的素質，如何提高基層安裝維護人員的素質是運營商必須考慮的問題。從另一個角度來看，由于FTTx網絡的大規模部署，運營商需要大批量的經濟化、多功能、便于攜帶、操作方便的光測試設備，這同時對測試產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  

    美國勝利通訊設備有限公司推出的SunSet MTT手持式、多功能、多業務測試主機平臺為目前的城域網、傳送網、接入網提供一整套的現場測試解決方案。SunSet MTT的主要特點是：采用模塊化主機平臺設計，通過插入不同功能的插入測試模塊實現對100M/1000M以太網、DWDM/CWDM波分復用、SDH網絡、xDSL接入網、DDN數據網、光存儲網等測試。目前已經具有多至40種的測試模塊提供給用戶選用。同時，只需更換隨新技術新業務發展所推出的測試模塊就能滿足未來通信發展的測試需求，為用戶提供最為經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集成了對光纖網絡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，寬動態范圍以及用于識別光纖的調制探測器；  
* 多種光源用于滿足不同的網絡需求：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；  
* 可結合PC程序對測試數據進行更深一步的處理分析。 

     EXFO：PON網絡測試解決方案  

    針對PON網絡測試的特點，EXFO公司為PON網絡開發了專用的測試儀表，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，為用戶提供了PON網絡3個波長下、雙方向的ORL和損耗結果，并根據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、數據和視頻）同時進行上行/下行測量。它為整個網絡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。在構建階段，如果網絡中沒有光或PON處在服務中，則需要進行故障診斷。如果PON處在服務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備供應商為不同網絡環境下和不同應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具有超短的盲區范圍（1米）和極高的采樣點（128000）。多種動態范圍（25dB到44dB）的選擇和雙模塊槽位的設計充分考慮不同用戶的需求。其防水、防震的外觀設計完全適應光纜工程中惡劣的野外環境。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的應用。其OLP-57光功率計提供了獨特的“通過模式”測試應用，滿足了FTTH的特殊測試需求：由于ONT產生的1310nm的光信號只有在收到來自于OLT的1490nm的信號時才會發光。因此，OLP－57的這種特殊模式既可以保持業務的正常運行，也完成了系統中多個波長信號的功率測試。  

    另外，1310nm的信號是以突發脈沖的方式輸出的，而不是持續發光。因此，具有突發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用。OLP-57不僅可以測試平均功率，它同時具備突發模式，可以準確測試突發光脈沖的峰值功率，完全滿足FTTH的測試需求。  

    在FTTH系統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的動態范圍遠遠超出FTTH的應用。