“暗光纤”监控和故障测量技术在农村光纤网络中的应用

2012-08-15文丨郑

中国传媒科技 2012年20期

文丨郑苏

（闽侯县广播电视台，福州 350100）

近年来，随着有线电视网络不断地“光进铜退”， FTTx在不断地升级，农村网络从光纤∕同轴电缆混合网络（即HFC网络），到光纤到交换中心（FTTCO），现在光纤已延伸到路边（FTTC），有的光纤已到楼栋(FTTB)；这为PON（无源光网络）技术的发展奠定了基础。有线电视网络光纤的传输距离不断地增加，也使得光纤网络维护的数量相应地增多，能有效地对网络进行检测与准确的故障判断，是尽快地恢复网络信号，保证信号畅通，用户满意的先决条件。传统网络的点对点传输中光纤网络故障的排除的测量仪表方式对于现在农村需要光中继放大及未来PON中点对多点的光网络结构，已不能完全适用，为高效管理农村光纤网络的今天与明天，及时反馈客户需求和提高用户感知，有效的监控和故障诊断成为目前农村光纤网络维护的重点。也因此，“暗光纤”监控和故障测量技术在农村光纤网络维护中的应用需得以重视。

1 “暗光纤”监控和故障测量技术的特点

所谓“暗光纤”是指在实际网络中没有承载光源信号、通常用于备份或测试使用的光纤。即在出局的光缆中预留一根“暗光纤”(具体纤数应根据出局缆线纤芯总数而定，一般低于总纤芯数的12%)，在光缆延伸至各乡镇或分路器处，“暗光纤”不连接各乡镇机房接收机或分路器群路口或支路口，而直接进入机房的ODF(光纤配线架)中专用法兰盘以备用或绕过光转换器、放大器、分路器进入乡镇光缆段落或配线光缆段落。此时，我们可根据需要将“暗光纤”与乡镇网络分路器下游路径较长或环境较为复杂的一路用户光纤同缆(通常选择距离最长，安全系数较小的一路用户同缆)，经过乡镇光缆段落或配线光缆后，“暗光纤”并不连接终端设备，而是作为测试光纤，预留测试口，放置在用户终端处附近。这样，可通过局端机房OTDR(光时域反射仪)的测试端口对暗光纤进行日常测试。当“暗光纤”出现断纤或性能劣化时，可以认为与之同路由的用户光纤也在相同的位置发生中断或劣化。当各乡镇不同路由的光纤发生故障时，把该路光纤的尾纤接至设在该镇机房的专用法兰盘，这样，就能通过局端机房OTDR的测试端口对发生故障的光纤链路进行点对点的测试，使得对乡镇光纤链路的维护变得方便。

2 基于“暗光纤”监控和故障测量技术的可行性

“暗光纤”作为光纤网络故障集中测量的一种工具和手段，利用空余纤芯或临时空闲纤芯通过专业OTDR进行故障诊断，有较强的灵活性、易操作性，而且盲区小、精度高、速度快。农村有线电视网络的建设，从县局到各乡镇，光线干线网络设计时，一般安排四芯光缆，一根光纤传输下行信号，一根光纤传输上行信号，一根光纤传输数字信号，加上预留一根芯线；在各乡镇光纤网络的建设时，光纤芯数用量的设计，一般情况下，在一个光节点处也安排四芯光缆，但是，光节点后一般都有3－5级放大器的电缆网络，为提高系统的网络指标及维护的方便，在农村的网络改造中，也就把原有的光节点中的四芯光缆中的两芯延伸而另增加光节点，以减少电缆网络的级连，以实现网络的最经济的升级改造。尽管如此，在实现数字电视整体转换之前农村的网络中，每一个光节点也都有一芯备份余缆，以保证“暗光纤”监控和故障测量技术的实现；在实现数字电视整体转换中，农村的网络改造，在考虑保证电视信号传输的光纤芯数外，还会留有数据传输的光纤芯数，也会留有备份的光纤芯数，且随着网络技术的进步，EPON+EOC的技术方案在网络改造中也逐步被大家接受，并取代了早些时期数字电视整体转换使用的CMTS+CM的技术改造方案，上行信号由专门的光纤来传输也改为由WAM波分复用技术来实现，节省出来的光纤芯数更增加了“暗光纤”监控和故障测量技术的可行性。

3 基于“暗光纤”监控和故障测量技术的可操作性

“暗光纤”监控和故障测量技术虽然可行，但在测量范围、自动化程度等方面也存在一定的局限性。只能端到端监控单路终端用户，无法自然穿透乡镇驻地的广播电视站分前端对各个光接收点进行监控或故障测量。

农村有线电视网络一般在镇驻地的广播电视站建立分前端, 分前端通过光缆向上与县市广电中心前端机房相连，向下与各村光接收点相连，然后，再通过同轴电缆以及放大器将有线电视信号传输到各家各户。此时，1310nm系统的县市广电中心前端机房的信号，在乡镇驻地的广播电视站机房通过光—电—光转换，然后再把放大的光信号经过光分路器传送至各个光接收点。1550nm系统的，在乡镇驻地的广播电视站机房通过直接光放大器放大光信号，然后再把放大的光信号经过光分路器传送至各个光接收点，不论哪种传递光信号，都无法使县局机房信号直通至每一个光接收点，也意味着“暗光纤”端到端监控或故障测量都无法直接对乡镇下面光纤网络进行监控或测量，当乡镇下面光纤出现问题时，技术人员只能到乡镇机房进行测试，这就给维护带来诸多不便。但是，通过在每个乡镇机房的ODF设置的专用法兰盘，然后配合以站内维护人员的参与把需监控和故障测量的光纤接入至该法兰盘，使得县市广电中心前端机房与乡村每一个光接收点都能有目的地形成端到端监控或故障测量，也使得“暗光纤”监控和故障测量技术的可操作性得以实现。这样，大大地减少了技术人员下乡次数，也减少单位了车辆使用次数，既节约了网络维护经费，又提高了网络维护效率，何乐而不为。

4 基于“暗光纤”监控和故障测量技术的可延续性

三网融合在即，农村有线电视网络实现数字电视整体转换已迫在眉睫，网络实现数字电视整体转换后，我们在对传输电视信号的光纤网络维护外，还需对数据等业务传输部分网络进行维护。以单纤（或同缆不同芯）波分复用(WDM)技术，上下行波长为1310nm与1490nm进行传输的数据等双向业务的实现,得以PON的长足发展。所以，PON的管理与维护显得必要与重要，PON的ODN（光分配网）由无源光器件组成，光缆、光连接器、光分路器长期置于室外，容易受到外界环境的影响而发生意外故障，如连接器损坏、光纤弯曲、衰耗过大、光纤折断、光分路器端口接触不良、分纤盒故障等，如不能及时检测并诊断故障，不仅会造成用户通信中断，而且还会增加维护难度。今后，随着未来网络大量的FTTx建设及改造工程的开展和业务的大规模投入使用，网络维护工作量大幅增加，因此亟需采用故障检测和故障诊断技术对ODN进行有效的监控，以降低网络维护人员的故障处理难度，提高网络维护效率。

由于PON的ODN是OLT (光线路终端)和ONU (光网络单元)之间的光传输物理通道，但是，从OLT到ONU经过ODN，形成点对多点的光网络结构。未来网络的建设虽然少不了备份光纤，以实现“暗光纤”监控和故障测量技术的物理需求，但是“暗光纤”监控和故障测量技术只能端到端监控ODN单路终端用户，无法对其他分支光纤状态进行监控。同样，通过适当的人工参与，能把需要故障测量的用户接入段光缆人为地接到原监控处，使得“暗光纤”监控和故障测量技术在未来数据传输光纤网络维护中的应用得以延续。