4xpon组网与测试.ppt

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1、河南联通培训中心 2011.5,中国联通接入网末梢维护,课程大纲,PON典型组网与应用PON测试项目PON测试仪表PON测试内容与注意事项,四 PON组网及测试,EPON运营商组网应用,L2 Switch,NMS,BRAS,Voice Gateway,Splitter,Splitter,IP TV,PC,IP-Phone,Router,PC,IP TV,L2 Switch,Video-Phone,ONT,ONT,ROUTER,OLT,OLT,HOUSE,ENTERPRISE,BUILDING,31系列ONU,Router,Router,IP TV,IP-Phone,PC,Server,EPON

2、行业组网应用,分光器,10GE,OLT,GE,GE,GE,ONU,10GE,10GE,OLT,OLT,FTTH解决方案,IP 城域网,社区中心机房,OLT,EPON构建的宽带接入社区,分光器,分光器,每个用户一个ONU,交接箱,网管,认证计费,ONU直接到户，按需分配带宽；无源分光器替代楼道交换机；,对用户家庭ONU集中管理；利用原有光缆；,小区接入FTTB解决方案,社区中心机房,分光器,ONU通过二层交换机连接最终用户，保护已有LAN投资,EPON构建的宽带接入社区,就近接入,分光器,对于LAN已经入户的小区可以采用FTTB的方式，EPON+LAN是目前比较成熟的EPON接入模式,IP 城域

3、网,OLT,交接箱,网管,认证计费,使用ONU接入多个用户，适合新建网络,商务楼FTTB解决方案,IP 城域网,分光器(1:n),适用于写字楼中有多家小公司的情况每个公司一个ONU，按需分配带宽ONU通过交换机或路由器与公司内部网络相连接,商务写字楼,OLT,ONU,网管,认证计费,ONU,ONU,IP 城域骨干网,IPTV(组播)解决方案,Router,OLT,IP TV流媒体服务器,分光器(1:32),IPTV用户,OLT在处理组播报文时利用PON下行的天然广播特性传播报文，相当于按分光比（最大1:32）提高了设备的组播复制能力；,IPTV用户,组播复制点,家庭网关,楼道交换机,ONU,O

4、NU,EPON广电解决方案,同时支持IPTV与传统CATV，利用EPON网络光缆传输CATV信号，避免重复铺设光缆；,WDM,合波器,1550nm CATV信号,CATV信号,分离器,传统电视,局端,用户端,分光器,.,IP电话,PC机,IPTV,流媒体服务器,OLT,ONT,WDM,Internet,CATV,PSTN,IP 城域网,1020KM,网吧一条街解决方案,对于在狭长地带分布的网吧用户，采用EPON接入可大量节约光缆；只需要沿街铺设一条光纤，就可以解决多个网吧的接入；,局端,OLT,分光器,分光器,分光器,网吧,网吧,网吧,网吧,采用EPON接入可提供充足的带宽,IP 城域网,边远

5、地区解决方案,OLT,分光器,ONU,距离较远：1020KM,对于边远地区用户，采用EPON接入技术，只需要一根光纤就可以解决多个远距离用户的接入；适用于相对比较集中的一组远距离用户的接入；,边远地区,局端,ONU,ONU,ONU,边远地区解决方案二,充分发挥OLT混合组网能力，在偏远地区放置 OLT，即使远大于20KM的情况下也能使用EPON。,OLT,分光器,距离较远：20KM,边远地区,局端,OLT,ONU,10KM,边远地区,视频监控解决方案,在摄像机前端放置视频编解码器和ONU，通过无源光网络传输至派出所的OLT，通过IP网络及相关视频监控软件进行软调度，将监控网络全面IP化；,OL

6、T,ONU,ONU,ONU,ONU,ONU,ONU,ONU,ONU,课程大纲,PON典型组网与应用PON测试概述PON测试仪表PON测试内容与注意事项,四 PON组网及测试,PON测试概述,安装与建设测试双方向损耗光回损光钎长度测试激活和维护测试利用PON功率计确认系统是否处于合理的功率水平 业务层的测试，如以太网性能测试，或IPTV性能测试。故障诊断测试。在线OTDR的使用 光纤的管理：,局端部分,终端部分,ODN(Optical Distribution Network)：光配线网络，用于在OLT和ONT间提供光通道，其中入户光缆段是ODN实施中最困难的部分。FMP(Fiber manag

7、ement point):用于ODN故障诊断时的测试接入点。,FTTH ODN 基本结构,馈线光缆,配线光缆,入户光缆,局端OLT,光分配点,光接入点,ONT终端,PON架构,PON链路衰减预算要求,GPON光模块满足ClassB标准，满足20km、1：64分光比EPON光模块满足PX10/PX20标准，满足10km、1：32分光比 或20km、1：16分光比,建议ODN网络规划时，链路具有一定的衰减冗余。,光功率预算,主干光路每公里光衰减约为0.25 0.4 dB每经过1:2分光，光功率衰减10log(0.5)=3 dB,对于20km传输距离，按1:32分光，光功率衰减约为,PLoss=20

8、*0.3+10log(1/32)21dB发光模块发送光功率和收光模块接收灵敏度 OLT PON口：,发送光功率：PX10：-3+2dBm接收灵敏度：-24dBmONU PON口：发送光功率：-1+4dBm接收灵敏度：-27dBm,PX20：+2+7dBm,光接口测试-功率指标,设备光接口测试-其他光指标,发射机中心波长-20dB谱宽 最小边模抑制比 发送眼图 消光比 接收机过载光功率ONU PON口：SLM激光器 发射机中心波长,1480nm1500nm1nm30dBX1,X2,Y1,Y2,Y3 满足0.22,0.375,0.20,0.20,0.306dB-3dBmMLM激光器12601360

9、nm,-20dB谱宽,2.8 nm,均方根谱宽,3.5nm,最小边模抑制比 发送眼图 消光比,30dBX1,X2,Y1,Y2,Y3 满足0.22,0.375,0.20,0.20,0.309dB,接收机过载光功率-3dBm,OLT PON口：,课程大纲,PON典型组网与应用PON测试概述PON测试仪表PON测试内容与注意事项,四 PON组网及测试,PON线路维护仪表,PON维护中使用的各类专用仪表：,光损测测试仪（OLTS,可同时测量ORL和光损）光回损仪（ORL表）可视化故障定位仪（VFL）多波长PON功率计PON光时域反射仪（OTDR）,EXFO:FOT-930,光损耗测试；高光功率计；单模

10、多模光源；光纤长度测试仪,端到端链路损耗测试仪OLTS,主要功能,安立：CMA-50,JDSU：OLT-55,双向RL/ORL测试,端到端链路损耗测试仪OLTS,可视故障定位仪（VFL）,可视化光纤故障定位仪,通过在被测光纤中发射光强度可视的红色激光光束（波长为650nm），可以快速的发现光纤中断裂处和弯曲点的位置。,PON网络光功率计（一）,LCD 同时显示所有3个波长功率,PON网络功率计与传统功率计的差别在于：一、实现不同波长光功率（1310nm、1490nm、1550nm）的同时测试二、对1310nm上行信号突发光功率进行正确检测。,PON功率计采用两头结构，用双向耦合器对测试线路进行

11、10%分光，对上行信号（1310nm）分光后直接接入探测器进行功率探测。对下行信号（1490和1 550 nm）分光后先用高隔离度的WDM将波长分开后再分别接入探测器进行功率探测。这样就能同时探测3个波长的光功率，并且在测量过程中线路可保持正常通信。,突发光功率检测原理,PON网络光功率计（二）,突发光信号功率检测的基本思想是利用信号变换、信号整形、时序同步、延时触发控制和信号采样保持技术，将高频率突发式的光信号变为低频率的可维持的电信号脉冲电平，即前置放大器和整形电路部分，将PIN管产生的电流信号转换成具有一定线性对应关系的电压信号，结合检测处理，从而实现PON系统中上行突发光信号功率的检测

12、（电压信号的质量将直接影响到后续电路检测的准确性和稳定性）。,PON网络光功率计（三）,可自定义的多站点阈值设置PPM-20光功率计可进行自定义站点阈值设置。在测试过程中，用户可根据测试位置和所使用设备的类型，设置不同的阈值，而每个阈值设置中包含三种波长（1310、1490 和 1550 nm），每种波长都有其自己的通过、警告和未通过阈值，使用户方便地进行通过/失败分析。可通过基于PC的PPM Manager软件对这些阈值进行命名和配置,LEDs 显示三个波长的 通过/未通过信息绿色=通过黄色=告警红色=未通过,PON网络专用OTDR（一）,高动态范围:OTDR的动态范围应超过PON功率预算并

13、预留一个富裕度动态范围大于 30dB 短的盲区:用于区分距离很近的事件通常事件盲区1m；衰减盲区4m多波长测试:PON在1310nm,1490nm、1550nm波长下光纤链路测试穿通分光器 可以穿通分光器 可以区分分光器和光纤尾端,PON网络专用OTDR的主要特点：,PON网络专用OTDR（二）,从 ONT 进行测试使 OTDR 曲线更容易解释从 OLT 测试将显示 OTDR 曲线，分线器之后可组合多达 32 条支路,PON网络专用OTDR（二）,PON网络专用OTDR（二）,PON网络专用OTDR分类：,PON网络OTDR的盲区精度、光源脉冲宽度、测试时间周期各不相同，与使用的激光器及器件有

14、关，但按照工作波长的不同，主要可分为以下几种：,1310nm、1550nm OTDR1625nm OTDR1650nm OTDR 780nm OTDR,注：主流厂家包括：EXFO、JDSU、ANRISTU、住友,PON网络专用OTDR（三）,各类型OTDR对比：,1310nm、1550nm OTDR 使用传统OTDR工作波长，技术成熟。能够测试分路比为1：32以下的PON网络光纤链路状态，由于使用的波长与EPON网络使用的上下行波长相同，因此测试结果能够真实、准确的反映出实际链路质量状态及衰耗变化情况。但由于其工作波长的缘故，使得这种OTDR无法进行在线测试，适用于工程调测及业务中断的情况下使

15、用。,PON网络专用OTDR（四）,各类型OTDR对比：,780nm OTDR 此类OTDR的工作波长为780nm，由于与EPON工作波长间隔较大，可直接用于工程测试和在线测试，设备不需要加装滤波器，使用便捷。但由于该波长超出了850nm1650nm低损耗窗口范围，因此其可用测量距离较短，衰耗较大。仅能对距离为50-2000米范围内的用户接入段光链路进行测试。并且能量无法传统分路器。适合于从用户测试口向上行方向测试使用。,PON网络专用OTDR（五）,各类型OTDR对比：,1625nm、1650nm OTDR 测试波长采用EPON网络上下行工作波长之外的1625nm或1650nm，可直接用于工

16、程测试或在网络中增加滤波器后用于在线障碍测试，适用范围较广。但由于该波长相较1310nm、1490nm长，因而测量结果有时会比实际线路质量差。同时，由于长波的事件盲区相对大些，因此排障时需要使用不同的脉宽进行测试比较来判断障碍位置。,1625nmOTDR与1650nmOTDR测试仪比较,通常激光器的发光频率是一个范围，1625nmOTDR激光器使用的是“FP-LD”发射光源的频率波动范围1625nm3040nm（即15851665nm），而1650nm使用的是“DFB-LD”发射光源的脉冲展宽较小频率精度高：1650nm5nm（即16451655mn），在开通CATV业务（波长1550nm）的

17、EPON网络进行在线检测时，1625nmOTDR的光源可能对有线电视业务带来影响。因为根据ITU-T建议，考虑到EPON网络中滤波器的使用，维护波长应距离通信波长100nm以上。并且，正在制定相关标准的10G EPON使用的下行波长大致为：15701580nm，因此，1625nm OTDR在10G EPON网络中可能无法满足在线测试的要求。,PON网络专用OTDR（六）,PK,课程大纲,PON典型组网与应用PON测试概述PON测试仪表PON测试内容与注意事项,四 PON组网及测试,衰减(dB),衰减是光在光沿光缆传输过程中光功率的减少。,插入损耗(IL):是指光纤中的光信号通过活动连接器之后，

18、其输出光功率相对输入光功率的比率的分贝数。插入损耗的测量方法同衰减的测量方法相同。,回波损耗（ORL）,回波损耗又称为反射损耗，它是指在光纤连接处，后向反射光相对输入光的比率的分贝数 ORL(dB)=10 log(入射功率/反射功率）回波损耗愈大愈好，以减少反射光对光源和系统的影响建议线路最小ORL 45 db精度为PC的回波损耗为45db APC55db。对于CATV业务，要求ODN所有节点必须使用APC类型接头。,回波损耗（ORL）,影响：使激光器输出功率剧烈波动；在接收机端产生干扰降低模拟系统的载干比（CNR）导致电视信号失真使数字系统的BER升高可能会导致激光器永久性损伤。,PON测试

19、内容,测试项目:,项目1:,项目2:,项目3:,项目4:,项目5:,馈线段链路测试,链路总损耗预算,配线段和入户段测试,分光器链路测试,业务发放,测试项目一：总损耗预算,根据部署的 PON 类型，测试前应认真检查ODN网络的每个元件，PON链路总损耗包括以下几个方面:1)分光器损耗 2)熔接和冷接损耗 3)连接器、适配器(法兰盘)损耗 4)光纤传输损耗 5)线路额外损耗，一般取3dB左右对于集成CATV业务，需要另外增加考虑：6)WDM 的损耗，每个 WDM 耦合器的损耗通常约为 0.7 到 1.0 dB。7)1550nm波长应用于CATV传输时，链路功率预算需另外计算，1550 nm 的衰减

20、约为 0.2 dB/km，CATV接收机光功率最小为8 dBm.,测试项目一：总损耗预算,GPON光模块满足ClassB标准，满足20km、1：64分光比 EPON光模块满足PX10/PX20标准，满足10km、1：32分光比或20km、1：16分光比,注意：ODN网络规划时，链路具有一定的衰减冗余。,ODN链路衰减预算要求,测试项目一：总损耗预算,总损耗预算举例,测试项目一：总损耗预算,OLT接收机的动态范围概念,OLT,ONT,1：2 分光器,1：16 分光器,ONT,预算此链路ONT处接受到的光强度为7db,预算此链路ONT处接受到的光强度为23db,1：根据协议规定，OLT的接收机范围

21、是在15db以内，即最大光衰和最小光衰的差值应该在15db以内，否则一旦超出OLT接收机的动态范围，会导致误码率上升，甚至某些ONU掉线2：如果按照标准规划ODN网络，链路总损耗符合协议规定，一般不会出现这个问题。,测试项目二：PON口发光功率测试(可选),目的：测试OLT PON口发光功率，保证PON口发光功率在正常范围之内,1：32 分光器,OLT,ONT,光功率,已经验收完成的PON口就不需要再测试了！,测试项目二：PON口发光功率测试,使用工具：光功率计注意事项：1：PON口接头类型为SC/PC,而光功率计的接头类型通常为FC/PC(圆头)，需要准备合适的跳纤类型2：所有PON网络的跳

22、纤都必须是单模的,禁止在PON网络中使用多模跳纤。(单模跳纤是黄色的，多模跳纤是橘黄色的，颜色较单模光纤颜色深)3：测试完成请使用无水酒精或专业清洁工具清洁尾纤接头。,测试项目三：馈线段链路测试(1),目的：测试主干光缆(馈线段)链路情况，从PON口至接分光器IN口,1：32 分光器,OLT,ONT,使用OTDR,测试项目：1：光衰值2：回波损耗值3：距离4：异常损耗点,测试项目三：馈线段链路测试(1),使用工具：OTDR注意事项：1：由于大多数OTDR都是无法穿透分光器，从OLT侧向下测试的时候OTDR上显示的距离是OLT到分光器的距离。2：OTDR测试时光纤必须为黑光纤状态，（即光纤链路中

23、不能有光源，否则 将干扰OTDR测试结果。）特别注意从分光器向OLT做上行测试时，务必将光纤与PON口断开，并注意对测试结果进行记录。从OLT向下行方向测试时注意ONT侧不能有长发光设备或流氓ONT。3：最好能双向测试4：测试完成请使用无水酒精或专业清洁工具清洁尾纤。(必须),测试项目三：馈线段链路测试(2),目的：测试主干光缆(馈线段)链路情况，从PON口至接分光器IN口(无OTDR）,1：32 分光器,OLT,ONU,1：光衰值2：异常损耗点,使用光功率计,光源,光功率计,光功率计,测试项目三：馈线段链路测试(2),使用工具：光功率计注意事项：1：如果没有OTDR，只有光功率计，只有对每个

24、具有适配器的节点进行单独检测，但是只能检测出光衰，无法检测出ORL(回波损耗)和距离等2：使用光功率计，必须保证对端有稳定发光的光源设备，需要双方配合好。3：配线段和入户段使用光功率计测试的方法与馈线段类似，按节点测试。3：最好能双向测试4：测试完成请使用无水酒精或专业清洁工具清洁尾纤。(必须),推荐使用OTDR进行测试和验收！,测试项目四：配线段和入户段链路测试,目的：测试配线段和入户段光缆(分支段)链路情况，从分光器OUT口至ONT侧,1：32 分光器,OLT,ONT,1：光衰值2：回波损耗值3：距离4：异常损耗点,测试项目四：配线段和入户段链路测试,使用工具：OTDR注意事项：1：由于大

25、多数OTDR都是无法穿透分光器，做上行测试时距离为ONT至分光器距离2：OTDR测试光纤必须为黑光纤,即链路中不能有光源干扰，注意测试时上行和下行的波长选择(1310nm、1490nm、1550nm)3：最好能双向测试4：测试完成请使用无水酒精或专业清洁工具清洁尾纤。(必须),测试项目五：分光器端口测试,目的：对分光器每个OUT口进行测试，以保证分光器插损值符合规范。,1：32 分光器,OLT,ONT,测试项目五：分光器端口测试,使用工具：光功率计注意事项：1：分光器的接头类型种类丰富，需要提前准备合适的跳纤2：使用光功率计测试时候需要有稳定光源3：测试需要经常插拔分光器接头，注意测试完成后清

26、洁尾纤接头及适配器,如果有条件，最好使用可以穿透分光器的OTDR对每个分光器进行测试,测试项目六：业务开通测试,ONT处接受到的光功率需要满足光模块的要求。举例：EPON PX20中规定，ONT光模块的发光灵敏度为24dbm,过载光功率为3dbm，那么ONT处接受到的光功率必须大于24dbm,小于3dbm（负值越大，光强度越弱）,测试项目六：业务开通测试,2.确认ODN链路实际损耗在预算损耗之内。,ONT处接受到的光功率-21dbm，与预算差了9个dbm,但在光模块的工作范围内，需要排查链路吗？,例：A局点，OLT/PON发光功率3dbm,到某ONT处的链路衰减预算总值为15db，预算到ONT

27、处的光功率为12dbm,但是现场测试发现ONT处接受到的光功率为21dbm。,需要重新排查链路，因为光衰异常，可能引起回波损耗等其他参数异常，导致网络不通。,测试项目六：业务开通测试,3.使用光功率计测试ONT，保证ONT光模块不长发光。正常情况下，在没有与PON网络连接上之前，ONT光模块是不发光的。如果测试发现光模块长发光(即能测试出来有稳定光信号)，请更换ONT或者关闭光模块长发光。,1：32 分光器,OLT,ONT,测试项目六：业务开通测试,4.确认距离在相关PON标准范围之内。GPON光模块ClassB标准，满足20km、1：64分光比 EPON光模块PX10标准，满足10km、1：

28、32分光比 EPON光模块PX20标准，满足20km、1：16分光比,测试项目六：业务开通测试,5.其他例如保证接头类型一致,保证尾纤头清洁 比如我们的ONT的接头类型为SC/APC（绿色大方头),那么适配器两端的类型必须都为SC/APC的，禁止SC/PC对接SC/APC。（SC/PC与SC/APC对接，最大可产生20个dB的衰减，并且测试的时候也许正常，但后续在网随时都可能故障。）,业务开通测试,用户业务激活过程ONT 安装光纤引入线安装ONT 加电使用PPM-350B进行光信号功率测量(必须符合相应指标),PON 功率测试,问题1：下行方向信号为两个波长的信号两个不同波长和功率的信号：比如

29、1550nm CATV信号可以高达21dBM1490nm数据信号功率约4dBm如果使用标准功率计读数为约21.1dBm不能够知道具体1490nm和1550nm信号的功率是多少解决方案：功率计具有滤波作用,PON 功率测试,问题2：如何测试1310nm上行信号，在同一光纤不同的方向G.983要求ONT(1310nm上行信号)只有收到OLT的激活信号后才可以发光如果断开光纤时，ONT将停止发光不能够使用普通功率计进行测试解决方案：功率计能够穿通方式工作,PON 功率测试,问题3：测试数据上行方向的稀疏信号ONT(1310nm上行信号)只有在特定的时隙发光。时隙由OLT管理ONT每隔一个周期向OLT

30、通信一次，周期约100ms，信号时间非常短（与系统有关，如EPON持续时间在ns量级）解决方案：设计新的具有触发功能工作的功率计,业务开通-测试点,已建成网络允许有多个测试点:测试点 1:在分光器位置测试下行视频1550nm信号功率下行数据1490nm输出功率每一个端口都可以独立进行测试,OLT,CO,DT,ONT,FDH,Parking,已建成网络允许有多个测试点:测试点 2:在接头盒处下行视频1550nm信号功率下行数据1490nm输出功率从CO经过分光器的信号每一个端口都可以独立进行测试,业务开通-测试点,业务开通-测试点,测试点3:在 ONT 处(需要穿通测试)下行视频和数据信号功率测

31、试上行数据信号功率测试PON网络中经过各器件后信号功率 EXFO PPM-350B 为用户业务激活而设计的具有穿通功能。,业务测试试-通过/未通过测试,PPM-350B 具有用户可定义的门限值设置功能:对每一个波长都具有一套门限值:1310,1490,1550nm 对不同的测试点都有一套门限值:接入盒,ONT,FDH,等,比如在 ONT 处:,PON网络与传统接入方式的差异,FTTB,FTTC,POTS/VDSL2/LAN,Mini DSLAM/Mini MSAN,FTTH ONT,MDU,GE/10GE,DSL/POTS,OLT,FTTB DSL CPE,FTTC DSL CPE,SBU,G

32、E/10GE,MSAN/DSLAM,CPE,Home,CO,Curb/Building,1,DSL,DSL,CPE,FTTH,HGW,IAD,引入OLT，ONU设备,2,设备从此走出机房,光进铜退，（大量光纤代替铜缆）,3,ONU到家部署，支持多业务接入,传统接入网,FTTx 网络,4,ODN网络的引入给传统接入网带来了巨大的变化,可能的解决方案,合理的网管架构与统一管理,ONU离线部署、即插即用,实现ONU远程的集中式统一管理,成熟开放北向接口与现网集成实现自动业务发放,目前尚无准确高效的手段！,PON网络建设对运维的挑战,如何实现OLT，ONU设备与现网接入设备的统一管理和网管平滑扩容,如

33、何实现大容量ONU管理维护效率，比如即插即用等,a,b,c,d,PON对运维的挑战,如何实现与现网系统的集成实现多种业务的自动业务发放,ONU远程部署，如何满足统一管理，避免到站维护,e,光进铜退，变成以光纤维护为主，如何实现快速故障诊断,对不同故障的处理步骤,在OLT和ONT之间无通信PPM-350B 确定光信号功率水平OTDR 确定故障点位置BER增加当光功率在接收机范围之外（高于或低于），系统误码增加。PPM-350B 是监控每一个信号功率的理想工具。OTDR 可用于判断故障位置宏弯 VFL 可视故障定位仪可以用于确定宏弯的位置OTDR 可以用于确定问题的位置连接器问题光纤端面检测器可以

34、用于检查端面是否干净。,ONT 主要告警类型,当OLT与ONT之间的通信出现问题时，将产生告警。告警信号随系统制造商不同而不同告警将发送到OSS，从而指派现场技术员进行现场维护,OSS(Operation Support System),OLT,故障处理步骤-在OLT与ONT之间无通信,故障处理举例:ONT信号丢失LOS可以使用PPM-350B从ONT方向不同的测试点进行故障定位。,PPM-350B 可以同时对每一个波长进行测试,故障处理步骤-在OLT和ONT之间无通信,故障举例:ONT信号丢失如果光纤线路故障，OTDR可以用于判断故障位置。光纤必须从FDH处或CO处断开，保证被测光纤中无光信号(对于常规OTDR，只可以用于黑光纤测试!)OTDR 置于FDH 或 ONT 处,PON维护用OTDR,故障举例:ONT处信号较低需要带外 OTDR具有1650nm（1625nm）滤波器 符合ITU L.41 允许在线测试,