光链路检测系统在网管中的设计与实现

吴向成，徐艳芬

(1.光纤通信技术和网络国家重点实验室，湖北 武汉 430074;2.烽火通信科技股份有限公司，湖北 武汉 430074)

责任编辑:时 雯

近年来光节点走向用户的步伐日渐趋近，FTTx网络中光纤占有比例越来越大，光链路故障也逐渐增多。因此，网络维护人员需要一套快捷准确的方案定位处理光网络故障。随着光时域反射仪(OTDR)设备的小型化和成本降低，无源光网络(PON)系统的局端设备(OLT)集成OTDR板卡/模块成为可能。把OTDR与光功率检测两种检测方式结合起来，并依托OLT设备和网管的数据和运算能力，对光链路的监控质量将得到明显提高［1－3］。为了使用户方便快捷地检测光链路故障，本文提出一种用网管系统管理集成OTDR板卡的OLT设备，实时监测链路状况的方案，图像化的界面显示测试与诊断结果，使检测过程更简单，采集手段更完善，测试结论更准确。

1 光链路检测的发展现状

早在FTTx发展初期，业界就提出了光链路监控和诊断的课题。当时的研究方向是采用OTDR这类纯光学检测手段。该方案存在两个严重缺陷:1)难以区分接入网络中存在缺陷的光链路分支;2)不具有实时监控光链路的功能;3)方案采用的器件成本过高，难于商用。因此未取得实质性进展。

近两年开始，通信运营商尝试采用光功率检测方案来监控光链路状况。这种方案通过PON芯片采集到光模块的收发光功率、温度、电流、电压，从光模块的视角来监控接入网络的状况。这种方案的优点是少量投入便能达到一定程度的光链路监控效果。不足在于无法区分是光链路故障还是光模块故障，更无法定位链路故障的准确位置。

随着OTDR设备的小型化和成本降低，OLT设备集成OTDR板卡/模块成为可能。把上述两种检测方式结合起来，并依托OLT设备和网管的数据和运算能力，对光链路的监控质量将得到明显提高。

2 网管设计光链路检测的架构

网管管理的光链路检测系统框架分为三大部分，即网管客户端模块(GUI)、后台服务模块(Server)、管理站模块(Manager)，如图1所示。

图1 网管设计光链路检测的架构

2.1 网管客户端模块(GUI)

提供可视化的图形界面供网管人员设置即时消息软件的用户管理客户信息和权限，以及链路检测命令的配置和查询操作，可以显示光链路检测结果、实时性能、实时链路检测事件和实时链路检测告警。

2.2 后台服务模块(Server)

包含数据库接口模块、数据处理模块和通信接口模块3个子模块。数据库接口模块提供网管界面和数据库的交互接口，支持数据的存储和读取操作。数据处理模块主要处理3类数据，即上报链路检测数据、网管下发检测命令数据和轮询数据。通信接口模块是连接管理站模块的通道，底层模块都是采用Socket通信。

2.3 管理站模块(Manager)

SNMP管理站模块就是位于该模块的底层，主要是与服务器代理采用SNMP协议通信，为界面收集设备检测到的光链路的告警、性能、事件信息。

3 光链路检测系统在网管中设计实现

网管中实现光链路检测一般分为:测试前期配置、光链路配置、链路测试结果。

3.1 测试前期配置

网管中添加NGPON系统，手动添加或者自动检测物理配置到OTDR线卡，在网管系统中授权添加需要测试的ONU，在网管中设置待测试链路的名称并且配置OTDR的测试模板，用户可以将一组测试参数如测试波长、测试量程、群折射率等保存为模板，测试模板绑定是将测试模板同线卡PON绑定，然后进行端口映射绑定，用户可将需要测试的线卡PON口同OTDR板卡中的TEST端口(OTDR测试端口)进行映射，再通过TEST端口命令来进行测试和测试结果查看。完成以上操作，通过查看网管上的拓扑图观察链路配置的正确性。

3.2 光链路配置

光链路配置的实现过程如图2所示，分为初始测试模式的手工测试;获取设备上报曲线，事件;查看结果曲线，是否有事件丢失;手工添加事件;根据事件设置链路的长度;最后下发链路数据到设备。

图2 链路配置实现过程

初始测试模式的手工测试:这个过程会从设备获取链路的事件和曲线，获取到需要用户确认的链路长度列表。

查看结果曲线，是否有事件丢失:网管拓扑图上某些链路没有对应的事件，但OTDR曲线上有对应的反射峰时，对应位置由施工图纸和OTDR曲线反射峰的横坐标进行配对，如果有丢失则进行手工添加事件，否则直接进行根据事件设置链路的长度。

在下发配置数据前，先设置标准测试曲线，配置标准参考点和告警阈值。然后就可以向设备下发指定PON口的测试命令，设备向网管回应测试开始。

网管系统可对OTDR卡配置自动测试，下发给设备后，设备根据参数自行完成测试，每次测试结束，设备上报【OTDR测试结束】事件。整个自动测试周期结束，设备上报另一个事件。

3.3 链路测试结果及分析

链路OTDR测试一般耗时3 min左右。测试结束后，设备会向网管上报结束事件;网管收到该事件后，下发查询测试结果命令，设备回答测试结果;网管需对测试结果进行解析，并以画曲线方式和对应事件解析的方式显示。

测试结果网管需保存，设备只在OTDR卡内保存最近一次的测试结果。

网管可设置某次测试数据标准曲线数据，并提供将测试结果曲线与标准测试结果曲线进行叠加显示的功能。测试结果曲线可参考图3。

图3 光链路检测的测试结果曲线(截图)

根据测试结果曲线可以很直观地分析链路状况，观察光纤上的事件，每一个事件都有对应的事件分析，事件类型以及事件发生地点可以直观得到。同时可以对事件进行改变，插入以及删除。

4 网管设计光链路检测系统的优势

相比单纯的手持OTDR设备测试方式或利用光功率检测方式，本文提出的利用网管管理集成了ODTR板卡OLT设备的光链路检测系统有如下优点:

1)检测过程更简单

OTDR集成到OLT设备，光链路检测能灵活进行，减少人工参与，光链路检测过程更加简单。

2)采集手段更完善

依托OLT设备功能，整合OTDR检测、光功率检测、测距等多种光链路采集手段，获取更全面的原始信息。

3)测试结论更准确

从多方面考察接入网络的情况，运用分析算法对各类测试数据深加工，并相互验证、统一，得到更精确、更直观的测试结论。

4)用户体验更友好

依托OLT设备和网管，提供各类主动检测和门限告警等监控手段，以及丰富的视图界面、报表、历史数据比对等管理和显示方法。

5)监测链路状况实时性

依托网管的管理，拥有即时上报链路故障、链路告警的功能，使用户能够不用手动测试，就可以获取实时的链路状态信息。

5 结束语

本论文研究的OTDR链路检测和光功率检测两种检测方式结合起来，并依托网管管理运算能力，对光链路的监控质量可以得到明显提高。用网管管理集成OTDR模块OLT设备，图像化的界面使用户不用出门就可以实时地、准确地监测到光网络故障。

［1］郭军.网络管理［M］.2版.北京:北京邮电大学出版社，2003.

［2］王秀锋，陈英杰，赵方涛.OTDR测试光纤故障点及应注意的几个问题［J］.山东通信技术，2003(2):45－47.

［3］李强.采用OTDR准确判断光缆线路故障点［J］.华北电力技术，2005(S1):61－64.