PON网络的测试方法

samhms

随着FTTH技术在我国的广泛应用，如何对FTTH网络进行合理地测试，已越来越成为许多现场工程师非常关注的问题。虽然FTTH有多种实现方式，但在我国EPON和GPON仍是主流的技术。本文主要介绍了在EPON和GPON网络中工程安装、业务开通、运营和维护中所需要的测试内容。

一 . PON网络安装阶段的主要测试内容：

PON网络与传统的光纤通信系统相比主要具有如下的特殊性和测试需要：

• 从拓扑结构上讲PON网络是一个树形的结构，即点对多点的结构，与传统的光纤通信系统相比，引入了无源光分路器，例如1x32或更高的分光比，如1x64光分路器，从而构成了PON网络最主要的损耗部分。下表是不同的分光比下的光分路器的典型损耗值：
  

光分路器数值
分路比	1x4	1x8	1x16	1x32	1x64
插入损耗 (典型值)	7.3 dB	10.5 dB	13.8 dB	17.1 dB	21 dB

表一. 不同光分路比下的损耗典型值

值的一提的是，与我们想象不同的是，实际上两个方向上（即上、下行方向）的损耗值基本相同。

• PON网络是一个单纤双向的系统。即在一根光纤中既有OLT至ONT的信号，又有ONT至OLT方向的信号，特别是在PON网络中可以同时集成模拟的有线电视信号。基于上述原因，对于光回损应有足够的关注，在一些国际标准中如ITU G.983.1和G.984.2的建议中都要求ORL的值应优于32dB。
  
• PON光网络本身下行方向可以是一个WDM的系统，即1490nm用于数据业务，1550nm用于有线电视业务；而上行方向使用1310nm。这本身要求应在这3个波长下进行工程验收性测试。
  

下图是一个典型的PON网络结构图：

图一. 典型的PON网络结构

PON网络工程建设测试仪表：

1）    光纤损耗、回损（ORL）和光纤长度的测量：

EXFO公司针对FTTH网络测试，开发了FOT-930 测试仪表，用户只需单键操作，在10秒之内可以完成3波长（1310nm,1490nm和1550nm）、双方向的损耗、回损（ORL）和光纤长度测试。

典型测试方式如下图所示：

图2. FOT－930测试PON网络的损耗、回损和长度

2）    OTDR测试光纤链路：

EXFO公司为PON网络安装而设计的OTDR FTB-150具备PON网络测试的3个波长，同时可以穿通光分路器。下图是OTDT穿通PON网络两个级联的1x4和1x8光分路器的测试应用及测试结果：

图3. FTB-150从ONT侧穿通两个级联的1x4和1x8光分路器的测试结果

需要指出的是，在工程测试中损耗以及回损的超标的原因，许多情况下与光纤端面的清洁程度有关，在上述FOT-930及FTB-150的仪表中，我们都配有光纤端面检查器选件。

二. 业务开通、运营和维护中主要需要的测试内容

1．业务开通的测试：

在业务开通中，最为常见的操作是利用PON功率计确认系统是否处于合理的功率水平。为什么不采用传统的功率计来进行测试？第一个原因是EPON或GPON系统采用时分多址技术，从ONT发出的光是突发方式的稀疏信号，要求PON功率计具有触发测试光功率能力，使用传统的功率计是无法完成此类信号的测试的；第二个原因是ONT本身是需要OLT的激活才能工作，由于OLT与ONT工作中的握手机制，在测试ONT功率时，需要在穿通方式下进行；最后一个原因是由于PON网络中可能存在3个工作波长的信号，需要仪表具有能够分辩不同波长信号的能力。由于EPON和GPON工作速率不同，PON功率计需要作不同的优化。EXFO公司作为业界第一个PON功率计制造商，其PON功率计同时支持BPON/EPON/GPON等不同的系统。

下图是一个典型的PON功率计工作方式：

图5. 使用PON功率计PPM-350进行业务开通的测试

对于一些重要的用户，还应进行业务层的测试，如以太网性能测试，或IPTV性能测试。EXFO公司的AXS-200测试仪可以完成相关的测试任务，如RFC2544测试，IPTV 的MDI参数测试等。在性能测试中，也可以与EXFO高端的FTB-8510B以太网分析仪或FTB-8510G万兆以太网分析仪配合进行使用，典型的测试方式如下图：

图6. 使用EXFO公司的AXS-200或FTB-200以太网性能分析仪进行性能测试

2．PON维护的测试

在线OTDR的使用：

在PON网络维护中，上述的PON功率计PPM－350仍是最为常见的手段。同时，PON维护用OTDR也是一个很重要的工具。与建设阶段使用的OTDR相比，维护用OTDR应轻巧、简单易用，适合在户外日光下、管井中等狭小的空间里使用，同时由于使用数量大，考虑到运营商的运营成本，价格应较为低廉。

除了上述特点外，在维护用的OTDR需要采用“带外波长”方式进行测试。原因在于工程师在对某一PON用户进行故障排除时，不应对同一OLT下其它正常的用户业务造成干扰，同时在实际工作中也很难避免的一个情形是，工程师可能有意或无意地在有工作信号的条件下进行OTDR检测，这要求OTDR不仅能够在线条件下正常工作，同时OTDR的测试信号亦应不影响PON网络的工作信号。ITU L.41中建议使用1650nm波长作为OTDR的带外测试波长进行在线测试，而在实际工作中，常常采用特殊的具有滤波功能的1625nm OTDR来代替。EXFO公司的AXS-100 手持式OTDR可以满足这一测试需要。

典型的在线测试方式如下图所示：

图7. 使用EXFO公司的AXS－100进行在线OTDR测试的情形

光纤的管理：

随着FTTH的大量部署，光纤的管理也成为非常重要的环节，在AXS－100中我们设计了特殊的光纤端口识别功能，方法是在光纤配线架侧加装相应的附件，在AXS-100中可以自动识别出光纤序号，从而方便了光纤的管理。

另外EXFO公司还在业界首次开发出了能够在线对纤的光纤识别器LFD-300 FiberFinder™ 。

结束语

随着PON技术在我国广泛的采用，作为一家专业的光通信测试厂家，EXFO为中国用户提供了一流的仪表和最为完善测试方案。