EPON系统关键技术和相关测试方法分析

如果测试仪表不具备"通过（或透传）"模式和脉冲触发记录功能，需考虑采用分光测试和时域分析法计算出ONU的突发光功率，测试配置如图3。从光功率计读出平均发射功率P1，断开光功率计连接上示波器，测量ONU总的发送周期T1和实际发送信号的时长T2，则P=P1+10log2N+P2，其中N=T1/T2，P2为加入的1:2光分路器的插入损耗（dB）。

　　值得我们注意的是：在测试ONU的其它光接口参数（如过载光功率、接收灵敏度、光信号眼图和光谱特性等指标）时，也应考虑到其信号突发的工作特性，采用相应的测试方法，在这里就不赘述了。

　　2.测距技术

　　(1)测距原理

　　由于ONU与OLT之间光链路长度各不相同，使得信号时延也各不相同，可能会造成ONU的上行数据帧发生碰撞，因此必须采用测距技术加以补偿，保证各ONU到OLT的逻辑距离是相同的。这个逻辑距离时间就是均衡环路时延，它是一个常数。

　　测距的程序相应分为两步：第一步，静态粗测--在ONU的注册阶段，进行静态粗测补偿由物理距离差异造成的时延；第二步，动态精测--在有业务运行的情况下实时进行动态精测，以校正由于环境温度变化和器件老化等因素引起的时延漂移。

　　EPON系统测距方式采用GATE/REPORT机制，即ONU到OLT的同步是通过GATE/REPORT控制帧中的时间标记（timestamp）来实现的。在OLT中有一个计时器，OLT根据这个计时器来设置各个ONU的计时器。首先要测出往返时间（RTT），然后由OLT在绝对时间T0发送一个GATE，其中包括一个时间标记T0；当ONU在T1时间收到GATE帧，将本地的计时器重新设置为T0；然后在T2时刻发送REPORT帧；最后在T3时刻OLT收到该REPORT帧；这样，RTT=T3-T2，如图4所示。

　　(2)测试方法

　　基于以上原因，EPON系统的测距性能测试变得尤为重要，在制定测试方案时应考虑测试项目、测试参数的充要性，仅仅做功能性验证是远远不够的，这里给出YD/T1531-2006标准中描述的测试方法。

　　a.测距范围

　　定义：EPON系统应保证OLT对ONU进行测距能覆盖标称的最小距离和最大距离，最小距离0km，最大10km/20km。

　　测试方法：配置系统在最大分路比下工作，ONU1～ONUn-1与OLT距离为0km（通过分路器直连），ONUn与OLT距离为10km/20km；确保所有ONU正常工作后，在OLT侧对各ONU分别测距；如果所有ONU都能正常测距，用误码测试仪或网络分析仪监视所有ONU是否能正常工作（对于TDM业务，要求无误码；对于IP业务，要求在吞吐量的90%时，无丢包），测试配置见图5。

　　b.测距精度

　　定义：测距所能达到的最小时间范围，测距精度为±16ns。

　　测试方法：例如对图5中ONU3进行测距，记录测距值为b1；在ONU3加入3m的光跳线（根据EPON测距精度为16ns，可以推算出光跳线的长应为1.6～3.2m之间，测试时可取3m的光跳线）；重新对ONU3进行测距，记录测距值为b2；去掉光跳线，再对ONU3进行测距，记录测距值为b3；计算测距值的变化|b2-b1|和|b2-b3|应小于等于16ns。值得注意的是在测试过程中应考虑EPON测距机制的特点，可能产生64ns左右的偏差，应采取适当措施加以控制。

　　c.动态测距

　　定义：在业务正常运行的情况下实时地进行动态精测，以校正由于环境温度变化和器件老化等因素引起的时延漂移。

　　测试方法：在标准中没有给出明确的测试方法。可考虑将被测试EPON系统置于环境箱内，配置系统在最大分路比下工作，且在OLT与各ONU间分别接入不同长度光跳线（覆盖0～10km/20km范围）；如果系统在完成静态测距后进入正常工作状态，启动环境测试（温度变化范围应覆盖系统标称的工作温湿度范围）；观察测距数据变化，同时用误码测试仪或网络分析仪监视所有ONU是否能正常工作（对于TDM业务，要求无误码；对于IP业务，要求在吞吐量的90%时，无丢包），建议测试时间不小于24h。

　　四、结束语

　　用户对网络带宽需求量的增长，促使光接入网技术飞速发展，EPON以其自身的技术优势在接入网已经逐步走向商用。产品的质量是推动产业发展的关键因素之一,科学、严谨的测试方法，完善、精准的测试体系可以实现对产品质量的客观分析和评估。以上阐述的仅仅是EPON系统中部分关键技术的测试方法，完整的测试还应包括接口电气特性测试、协议测试、性能测试、网络与信息安全测试、电气安全测试、环境适应性测试等诸多方面。