EPON的光鏈路診斷問題分析

近年來，各大運營商接入網(wǎng)FTTx建設(shè)的推進取得了顯著的成效。然而，隨著PON網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的持續(xù)擴大，接入節(jié)點的數(shù)量也隨之劇增，龐大的接入節(jié)點帶來的電源保障、鏈路中斷、設(shè)備故障等問題，給FTTx的日常維護和故障處理帶來了不小的壓力。如何提高FTTx的維護效率、降低OPEX將是未來FTTx建設(shè)的關(guān)鍵問題之一。尤其是隨著接入點下移，使得接入設(shè)備走出機房，安裝在各種自然場景中，溫濕度、電源、網(wǎng)點封閉性等相比原有設(shè)備環(huán)境急劇下降，EPON光鏈路的維護問題尤其突出。

EPON的光鏈路診斷問題

在鏈路維護方面，GPON的可維護性協(xié)議定義原本比EPON要嚴格和完善。然而，近年來，得益于EPON的規(guī)模商用進展，在設(shè)備層面，EPON的OAM和保護倒換能力已經(jīng)優(yōu)于GPON設(shè)備。

本文重點討論EPON的光鏈路保護和遠程診斷管理等相關(guān)功能及UT斯達康相應(yīng)管理系統(tǒng)的實現(xiàn)。

PON系統(tǒng)中，檢測由ONU引入的EPON光路異常是很重要的OAM功能。這是因為，PON系統(tǒng)中，上行數(shù)據(jù)傳送是通過TDMA時分復(fù)用方式實現(xiàn)的，每一個ONU獲取可用時槽后向OLT發(fā)送數(shù)據(jù)。正常工作時的PON上行業(yè)務(wù)流分配過程如圖1所示。

ONU3配線光纖可能故障導(dǎo)致OLT側(cè)接收光功率異常，如圖2所示。

若某ONU上行數(shù)據(jù)傳輸異常，例如占用過多時槽或連續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)，則此故障ONU會影響同一PON口下的其他所有ONU，如圖3所示。

實際運行中，PON鏈路光纖傳輸質(zhì)量可能因老化而逐步下降。此時系統(tǒng)應(yīng)能提前檢測出有問題的光纖，以避免對用戶業(yè)務(wù)造成影響。因此，EPON系統(tǒng)中，檢測到由ONU引入的光路異常是非常重要的功能。EPON維護系統(tǒng)需要能夠發(fā)現(xiàn)并隔離故障ONU或鏈路，保證系統(tǒng)的正常運行。在此基礎(chǔ)上，UT斯達康提供強大的故障分析和預(yù)警能力，為系統(tǒng)維護提供進一步的便利。

EPON光鏈路的維護

作為支持大范圍光路覆蓋的下一代FTTx接入技術(shù)，PON系統(tǒng)ODN的可維護能力是降低整體OPEX的關(guān)鍵。EPON系統(tǒng)支持完善的EPON光鏈路和ONU光性能診斷功能，包括：

從OLT策略PON光鏈路上的每一個ONU的光功率；

ONU掉電時上報“Dying Gasp” 斷電事件；

診斷PON線路異常，識別并從PON鏈路隔離故障ONU。

以下以UT斯達康EPON系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)計實現(xiàn)為例，對EPON系統(tǒng)光鏈路測量和診斷功能的相關(guān)重點技術(shù)進行討論和分析。

OLT的接收光功率檢測

UT斯達康EPON OLT支持對其接收到的來自每個ONU的上行平均光功率的測量功能，在-30dBm到－10dBm范圍內(nèi)的測量精度不劣于±1dB，最小測量取樣時間小于600ns（即不大于一個標準的64字節(jié)最小長度報文的信號持續(xù)時間某些情況下，ONU僅向OLT發(fā)送最小長度的OAM和MPCP報文，這時OLT仍能夠準確檢測來自該ONU的接收光功率）。

當(dāng)OLT接受到的來自某個ONU的上行光功率過低（低于標準規(guī)定的OLT靈敏度上限）或者過高（高于標準規(guī)定的OLT過載光功率下限），EPON OLT產(chǎn)生相應(yīng)的光功率越限告警。OLT還支持基于對PON接口下ONU的上行光功率的測量實現(xiàn)光鏈路的故障診斷和性能預(yù)測功能。

故障診斷：根據(jù)PON接口上接受到的各ONU的光功率分析光鏈路的衰減等指標是否正常。

性能預(yù)測：通過對接受到的來自每個ONU的上行光功率進行定期的測量和分析，提供對光鏈路衰減或光模塊性能的預(yù)測。

OLT同時提供對自身光模塊工作溫度、供電電壓、偏置電流、發(fā)送光功率等參數(shù)的監(jiān)控。

ONU的光收發(fā)機診斷參數(shù)測量

UT斯達康EPON ONU支持基于SFF-8472的光模塊數(shù)字診斷監(jiān)測接口功能，提供對光模塊工作溫、供電電壓、偏置電流、發(fā)送光功率和接收光功率等參數(shù)的監(jiān)控。

UT斯達康EPON系統(tǒng)的EMS和OLT支持實時測量特定ONU的上述參數(shù)，同時支持針對特定或者所有ONU的基于策略的光鏈路測量和數(shù)字診斷功能，例如在特定時間對特定區(qū)域的特定ONU或者特定ONU組進行光模塊參數(shù)測量，以實現(xiàn)對光模塊的定期監(jiān)測分析。

ONU的光收發(fā)機參數(shù)越限告警

當(dāng)ONU的光收發(fā)機的某個或者多個參數(shù)過低（低于所設(shè)置的閾值）或者過高（高于所設(shè)置的閾值），ONU可以通過事件通告（Event Notification）機制向OLT發(fā)送相應(yīng)的越限告警（Alarm）或越限警示（Warning）。

功能強大的UT斯達康集成網(wǎng)絡(luò)診斷系統(tǒng)

綜合上述光鏈路測量和診斷技術(shù)，UT斯達康集成網(wǎng)絡(luò)診斷系統(tǒng)CNDS(Centralized Network Diagnostics System )能夠在實現(xiàn)智能診斷的同時，逐步部署故障預(yù)警、業(yè)務(wù)統(tǒng)計、用戶能力評估等功能，從而不斷提升EPON網(wǎng)絡(luò)的運維效率，降低OPEX，提升用戶滿意度。

UT斯達康CNDS是一個功能強大的UT NGN和接入網(wǎng)綜合端到端診斷系統(tǒng)，支持包括網(wǎng)絡(luò)掃描、線路質(zhì)量監(jiān)控、用戶業(yè)務(wù)信息、節(jié)點/模塊/端口診斷、網(wǎng)絡(luò)連接健康性診斷、任務(wù)管理、光鏈路診斷等功能。CNDS能夠檢測用戶線路服務(wù)質(zhì)量并上報可能導(dǎo)致用戶數(shù)據(jù)或語音業(yè)務(wù)質(zhì)量問題的用戶線路故障。CNDS同時提供故障的專家診斷分析功能，以幫助運營商發(fā)現(xiàn)故障的根本起因，并根據(jù)分析結(jié)果給出最終的故障處理建議。CNDS具有友好的基于Web頁面的操作界面供運營商處理不同的故障類型。作為CNDS的一個子系統(tǒng)，UT斯達康PON光鏈路診斷功能能夠提供強大的故障定位功能，提供遠程排障支持，代表了FTTx網(wǎng)絡(luò)維護技術(shù)的一個重要發(fā)展方向。