吳向成，徐艷芬

(1.光纖通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)國家重點(diǎn)實驗室，湖北 武漢 430074;2.烽火通信科技股份有限公司，湖北 武漢 430074)

責(zé)任編輯:時 雯

近年來光節(jié)點(diǎn)走向用戶的步伐日漸趨近，F(xiàn)TTx網(wǎng)絡(luò)中光纖占有比例越來越大，光鏈路故障也逐漸增多。因此，網(wǎng)絡(luò)維護(hù)人員需要一套快捷準(zhǔn)確的方案定位處理光網(wǎng)絡(luò)故障。隨著光時域反射儀(OTDR)設(shè)備的小型化和成本降低，無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)系統(tǒng)的局端設(shè)備(OLT)集成OTDR板卡/模塊成為可能。把OTDR與光功率檢測兩種檢測方式結(jié)合起來，并依托OLT設(shè)備和網(wǎng)管的數(shù)據(jù)和運(yùn)算能力，對光鏈路的監(jiān)控質(zhì)量將得到明顯提高［1－3］。為了使用戶方便快捷地檢測光鏈路故障，本文提出一種用網(wǎng)管系統(tǒng)管理集成OTDR板卡的OLT設(shè)備，實時監(jiān)測鏈路狀況的方案，圖像化的界面顯示測試與診斷結(jié)果，使檢測過程更簡單，采集手段更完善，測試結(jié)論更準(zhǔn)確。

1 光鏈路檢測的發(fā)展現(xiàn)狀

早在FTTx發(fā)展初期，業(yè)界就提出了光鏈路監(jiān)控和診斷的課題。當(dāng)時的研究方向是采用OTDR這類純光學(xué)檢測手段。該方案存在兩個嚴(yán)重缺陷:1)難以區(qū)分接入網(wǎng)絡(luò)中存在缺陷的光鏈路分支;2)不具有實時監(jiān)控光鏈路的功能;3)方案采用的器件成本過高，難于商用。因此未取得實質(zhì)性進(jìn)展。

近兩年開始，通信運(yùn)營商嘗試采用光功率檢測方案來監(jiān)控光鏈路狀況。這種方案通過PON芯片采集到光模塊的收發(fā)光功率、溫度、電流、電壓，從光模塊的視角來監(jiān)控接入網(wǎng)絡(luò)的狀況。這種方案的優(yōu)點(diǎn)是少量投入便能達(dá)到一定程度的光鏈路監(jiān)控效果。不足在于無法區(qū)分是光鏈路故障還是光模塊故障，更無法定位鏈路故障的準(zhǔn)確位置。

隨著OTDR設(shè)備的小型化和成本降低，OLT設(shè)備集成OTDR板卡/模塊成為可能。把上述兩種檢測方式結(jié)合起來，并依托OLT設(shè)備和網(wǎng)管的數(shù)據(jù)和運(yùn)算能力，對光鏈路的監(jiān)控質(zhì)量將得到明顯提高。

2 網(wǎng)管設(shè)計光鏈路檢測的架構(gòu)

網(wǎng)管管理的光鏈路檢測系統(tǒng)框架分為三大部分，即網(wǎng)管客戶端模塊(GUI)、后臺服務(wù)模塊(Server)、管理站模塊(Manager)，如圖1所示。

圖1 網(wǎng)管設(shè)計光鏈路檢測的架構(gòu)

2.1 網(wǎng)管客戶端模塊(GUI)

提供可視化的圖形界面供網(wǎng)管人員設(shè)置即時消息軟件的用戶管理客戶信息和權(quán)限，以及鏈路檢測命令的配置和查詢操作，可以顯示光鏈路檢測結(jié)果、實時性能、實時鏈路檢測事件和實時鏈路檢測告警。

2.2 后臺服務(wù)模塊(Server)

包含數(shù)據(jù)庫接口模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和通信接口模塊3個子模塊。數(shù)據(jù)庫接口模塊提供網(wǎng)管界面和數(shù)據(jù)庫的交互接口，支持?jǐn)?shù)據(jù)的存儲和讀取操作。數(shù)據(jù)處理模塊主要處理3類數(shù)據(jù)，即上報鏈路檢測數(shù)據(jù)、網(wǎng)管下發(fā)檢測命令數(shù)據(jù)和輪詢數(shù)據(jù)。通信接口模塊是連接管理站模塊的通道，底層模塊都是采用Socket通信。

2.3 管理站模塊(Manager)

SNMP管理站模塊就是位于該模塊的底層，主要是與服務(wù)器代理采用SNMP協(xié)議通信，為界面收集設(shè)備檢測到的光鏈路的告警、性能、事件信息。

3 光鏈路檢測系統(tǒng)在網(wǎng)管中設(shè)計實現(xiàn)

網(wǎng)管中實現(xiàn)光鏈路檢測一般分為:測試前期配置、光鏈路配置、鏈路測試結(jié)果。

3.1 測試前期配置

網(wǎng)管中添加NGPON系統(tǒng)，手動添加或者自動檢測物理配置到OTDR線卡，在網(wǎng)管系統(tǒng)中授權(quán)添加需要測試的ONU，在網(wǎng)管中設(shè)置待測試鏈路的名稱并且配置OTDR的測試模板，用戶可以將一組測試參數(shù)如測試波長、測試量程、群折射率等保存為模板，測試模板綁定是將測試模板同線卡PON綁定，然后進(jìn)行端口映射綁定，用戶可將需要測試的線卡PON口同OTDR板卡中的TEST端口(OTDR測試端口)進(jìn)行映射，再通過TEST端口命令來進(jìn)行測試和測試結(jié)果查看。完成以上操作，通過查看網(wǎng)管上的拓?fù)鋱D觀察鏈路配置的正確性。

3.2 光鏈路配置

光鏈路配置的實現(xiàn)過程如圖2所示，分為初始測試模式的手工測試;獲取設(shè)備上報曲線，事件;查看結(jié)果曲線，是否有事件丟失;手工添加事件;根據(jù)事件設(shè)置鏈路的長度;最后下發(fā)鏈路數(shù)據(jù)到設(shè)備。

圖2 鏈路配置實現(xiàn)過程

初始測試模式的手工測試:這個過程會從設(shè)備獲取鏈路的事件和曲線，獲取到需要用戶確認(rèn)的鏈路長度列表。

查看結(jié)果曲線，是否有事件丟失:網(wǎng)管拓?fù)鋱D上某些鏈路沒有對應(yīng)的事件，但OTDR曲線上有對應(yīng)的反射峰時，對應(yīng)位置由施工圖紙和OTDR曲線反射峰的橫坐標(biāo)進(jìn)行配對，如果有丟失則進(jìn)行手工添加事件，否則直接進(jìn)行根據(jù)事件設(shè)置鏈路的長度。

在下發(fā)配置數(shù)據(jù)前，先設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)測試曲線，配置標(biāo)準(zhǔn)參考點(diǎn)和告警閾值。然后就可以向設(shè)備下發(fā)指定PON口的測試命令，設(shè)備向網(wǎng)管回應(yīng)測試開始。

網(wǎng)管系統(tǒng)可對OTDR卡配置自動測試，下發(fā)給設(shè)備后，設(shè)備根據(jù)參數(shù)自行完成測試，每次測試結(jié)束，設(shè)備上報【OTDR測試結(jié)束】事件。整個自動測試周期結(jié)束，設(shè)備上報另一個事件。

3.3 鏈路測試結(jié)果及分析

鏈路OTDR測試一般耗時3 min左右。測試結(jié)束后，設(shè)備會向網(wǎng)管上報結(jié)束事件;網(wǎng)管收到該事件后，下發(fā)查詢測試結(jié)果命令，設(shè)備回答測試結(jié)果;網(wǎng)管需對測試結(jié)果進(jìn)行解析，并以畫曲線方式和對應(yīng)事件解析的方式顯示。

測試結(jié)果網(wǎng)管需保存，設(shè)備只在OTDR卡內(nèi)保存最近一次的測試結(jié)果。

網(wǎng)管可設(shè)置某次測試數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線數(shù)據(jù)，并提供將測試結(jié)果曲線與標(biāo)準(zhǔn)測試結(jié)果曲線進(jìn)行疊加顯示的功能。測試結(jié)果曲線可參考圖3。

圖3 光鏈路檢測的測試結(jié)果曲線(截圖)

根據(jù)測試結(jié)果曲線可以很直觀地分析鏈路狀況，觀察光纖上的事件，每一個事件都有對應(yīng)的事件分析，事件類型以及事件發(fā)生地點(diǎn)可以直觀得到。同時可以對事件進(jìn)行改變，插入以及刪除。

4 網(wǎng)管設(shè)計光鏈路檢測系統(tǒng)的優(yōu)勢

相比單純的手持OTDR設(shè)備測試方式或利用光功率檢測方式，本文提出的利用網(wǎng)管管理集成了ODTR板卡OLT設(shè)備的光鏈路檢測系統(tǒng)有如下優(yōu)點(diǎn):

1)檢測過程更簡單

OTDR集成到OLT設(shè)備，光鏈路檢測能靈活進(jìn)行，減少人工參與，光鏈路檢測過程更加簡單。

2)采集手段更完善

依托OLT設(shè)備功能，整合OTDR檢測、光功率檢測、測距等多種光鏈路采集手段，獲取更全面的原始信息。

3)測試結(jié)論更準(zhǔn)確

從多方面考察接入網(wǎng)絡(luò)的情況，運(yùn)用分析算法對各類測試數(shù)據(jù)深加工，并相互驗證、統(tǒng)一，得到更精確、更直觀的測試結(jié)論。

4)用戶體驗更友好

依托OLT設(shè)備和網(wǎng)管，提供各類主動檢測和門限告警等監(jiān)控手段，以及豐富的視圖界面、報表、歷史數(shù)據(jù)比對等管理和顯示方法。

5)監(jiān)測鏈路狀況實時性

依托網(wǎng)管的管理，擁有即時上報鏈路故障、鏈路告警的功能，使用戶能夠不用手動測試，就可以獲取實時的鏈路狀態(tài)信息。

5 結(jié)束語

本論文研究的OTDR鏈路檢測和光功率檢測兩種檢測方式結(jié)合起來，并依托網(wǎng)管管理運(yùn)算能力，對光鏈路的監(jiān)控質(zhì)量可以得到明顯提高。用網(wǎng)管管理集成OTDR模塊OLT設(shè)備，圖像化的界面使用戶不用出門就可以實時地、準(zhǔn)確地監(jiān)測到光網(wǎng)絡(luò)故障。

［1］郭軍.網(wǎng)絡(luò)管理［M］.2版.北京:北京郵電大學(xué)出版社，2003.

［2］王秀鋒，陳英杰，趙方濤.OTDR測試光纖故障點(diǎn)及應(yīng)注意的幾個問題［J］.山東通信技術(shù)，2003(2):45－47.

［3］李強(qiáng).采用OTDR準(zhǔn)確判斷光纜線路故障點(diǎn)［J］.華北電力技術(shù)，2005(S1):61－64.