EPON的光链路测量和诊断技术分析

近年来，各大运营商接入网FTTx建设的推进取得了显著的成效。然而，随着PON网络规模的持续扩大，接入节点的数量也随之剧增，庞大的接入节点带来的电源保障、链路中断、设备故障等问题，给FTTx的日常维护和故障处理带来了不小的压力。如何提高FTTx的维护效率、降低OPEX将是未来FTTx建设的关键问题之一。尤其是随着接入点下移，使得接入设备走出机房，安装在各种自然场景中，温湿度、电源、网点封闭性等相比原有设备环境急剧下降，EPON光链路的维护问题尤其突出。

EPON的光链路诊断问题

在链路维护方面，GPON的可维护性协议定义原本比EPON要严格和完善。然而，近年来，得益于EPON的规模商用进展，在设备层面，EPON的OAM和保护倒换能力已经优于GPON设备。

本文重点讨论EPON的光链路保护和远程诊断管理等相关功能及UT斯达康相应管理系统的实现。

PON系统中，检测由ONU引入的EPON光路异常是很重要的OAM功能。这是因为，PON系统中，上行数据传送是通过TDMA时分复用方式实现的，每一个ONU获取可用时槽后向OLT发送数据。正常工作时的PON上行业务流分配过程如图1所示。



ONU3配线光纤可能故障导致OLT侧接收光功率异常，如图2所示。

若某ONU上行数据传输异常，例如占用过多时槽或连续发送数据，则此故障ONU会影响同一PON口下的其他所有ONU，如图3所示。

实际运行中，PON链路光纤传输质量可能因老化而逐步下降。此时系统应能提前检测出有问题的光纤，以避免对用户业务造成影响。因此，EPON系统中，检测到由ONU引入的光路异常是非常重要的功能。EPON维护系统需要能够发现并隔离故障ONU或链路，保证系统的正常运行。在此基础上，UT斯达康提供强大的故障分析和预警能力，为系统维护提供进一步的便利。

EPON光链路的维护

作为支持大范围光路覆盖的下一代FTTx接入技术，PON系统ODN的可维护能力是降低整体OPEX的关键。EPON系统支持完善的EPON光链路和ONU光性能诊断功能，包括：

从OLT策略PON光链路上的每一个ONU的光功率；

ONU掉电时上报“Dying Gasp” 断电事件；

诊断PON线路异常，识别并从PON链路隔离故障ONU。

以下以UT斯达康EPON系统的相关设计实现为例，对EPON系统光链路测量和诊断功能的相关重点技术进行讨论和分析。

OLT的接收光功率检测

UT斯达康EPON OLT支持对其接收到的来自每个ONU的上行平均光功率的测量功能，在-30dBm到－10dBm范围内的测量精度不劣于±1dB，最小测量取样时间小于600ns（即不大于一个标准的64字节最小长度报文的信号持续时间某些情况下，ONU仅向OLT发送最小长度的OAM和MPCP报文，这时OLT仍能够准确检测来自该ONU的接收光功率）。

当OLT接受到的来自某个ONU的上行光功率过低（低于标准规定的OLT灵敏度上限）或者过高（高于标准规定的OLT过载光功率下限），EPON OLT产生相应的光功率越限告警。OLT还支持基于对PON接口下ONU的上行光功率的测量实现光链路的故障诊断和性能预测功能。

故障诊断：根据PON接口上接受到的各ONU的光功率分析光链路的衰减等指标是否正常。

性能预测：通过对接受到的来自每个ONU的上行光功率进行定期的测量和分析，提供对光链路衰减或光模块性能的预测。

OLT同时提供对自身光模块工作温度、供电电压、偏置电流、发送光功率等参数的监控。

ONU的光收发机诊断参数测量

UT斯达康EPON ONU支持基于SFF-8472的光模块数字诊断监测接口功能，提供对光模块工作温、供电电压、偏置电流、发送光功率和接收光功率等参数的监控。

UT斯达康EPON系统的EMS和OLT支持实时测量特定ONU的上述参数，同时支持针对特定或者所有ONU的基于策略的光链路测量和数字诊断功能，例如在特定时间对特定区域的特定ONU或者特定ONU组进行光模块参数测量，以实现对光模块的定期监测分析。

ONU的光收发机参数越限告警

当ONU的光收发机的某个或者多个参数过低（低于所设置的阈值）或者过高（高于所设置的阈值），ONU可以通过事件通告（Event Notification）机制向OLT发送相应的越限告警（Alarm）或越限警示（Warning）。

功能强大的UT斯达康集成网络诊断系统

综合上述光链路测量和诊断技术，UT斯达康集成网络诊断系统CNDS(Centralized Network Diagnostics System )能够在实现智能诊断的同时，逐步部署故障预警、业务统计、用户能力评估等功能，从而不断提升EPON网络的运维效率，降低OPEX，提升用户满意度。

UT斯达康CNDS是一个功能强大的UT NGN和接入网综合端到端诊断系统，支持包括网络扫描、线路质量监控、用户业务信息、节点/模块/端口诊断、网络连接健康性诊断、任务管理、光链路诊断等功能。CNDS能够检测用户线路服务质量并上报可能导致用户数据或语音业务质量问题的用户线路故障。CNDS同时提供故障的专家诊断分析功能，以帮助运营商发现故障的根本起因，并根据分析结果给出最终的故障处理建议。CNDS具有友好的基于Web页面的操作界面供运营商处理不同的故障类型。作为CNDS的一个子系统，UT斯达康PON光链路诊断功能能够提供强大的故障定位功能，提供远程排障支持，代表了FTTx网络维护技术的一个重要发展方向。