光鏈路檢測系統在網管中的設計與實現

吳向成，徐艷芬

(1.光纖通信技術和網絡國家重點實驗室，湖北 武漢 430074;2.烽火通信科技股份有限公司，湖北 武漢 430074)

責任編輯:時 雯

近年來光節點走向用戶的步伐日漸趨近，FTTx網絡中光纖占有比例越來越大，光鏈路故障也逐漸增多。因此，網絡維護人員需要一套快捷準確的方案定位處理光網絡故障。隨著光時域反射儀(OTDR)設備的小型化和成本降低，無源光網絡(PON)系統的局端設備(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合起來，并依托OLT設備和網管的數據和運算能力，對光鏈路的監控質量將得到明顯提高［1－3］。為了使用戶方便快捷地檢測光鏈路故障，本文提出一種用網管系統管理集成OTDR板卡的OLT設備，實時監測鏈路狀況的方案，圖像化的界面顯示測試與診斷結果，使檢測過程更簡單，采集手段更完善，測試結論更準確。

1 光鏈路檢測的發展現狀

早在FTTx發展初期，業界就提出了光鏈路監控和診斷的課題。當時的研究方向是采用OTDR這類純光學檢測手段。該方案存在兩個嚴重缺陷:1)難以區分接入網絡中存在缺陷的光鏈路分支;2)不具有實時監控光鏈路的功能;3)方案采用的器件成本過高，難于商用。因此未取得實質性進展。

近兩年開始，通信運營商嘗試采用光功率檢測方案來監控光鏈路狀況。這種方案通過PON芯片采集到光模塊的收發光功率、溫度、電流、電壓，從光模塊的視角來監控接入網絡的狀況。這種方案的優點是少量投入便能達到一定程度的光鏈路監控效果。不足在于無法區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確位置。

隨著OTDR設備的小型化和成本降低，OLT設備集成OTDR板卡/模塊成為可能。把上述兩種檢測方式結合起來，并依托OLT設備和網管的數據和運算能力，對光鏈路的監控質量將得到明顯提高。

2 網管設計光鏈路檢測的架構

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

圖1 網管設計光鏈路檢測的架構

2.1 網管客戶端模塊(GUI)

提供可視化的圖形界面供網管人員設置即時消息軟件的用戶管理客戶信息和權限，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 后臺服務模塊(Server)

包含數據庫接口模塊、數據處理模塊和通信接口模塊3個子模塊。數據庫接口模塊提供網管界面和數據庫的交互接口，支持數據的存儲和讀取操作。數據處理模塊主要處理3類數據，即上報鏈路檢測數據、網管下發檢測命令數據和輪詢數據。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，主要是與服務器代理采用SNMP協議通信，為界面收集設備檢測到的光鏈路的告警、性能、事件信息。

3 光鏈路檢測系統在網管中設計實現

網管中實現光鏈路檢測一般分為:測試前期配置、光鏈路配置、鏈路測試結果。

3.1 測試前期配置

網管中添加NGPON系統，手動添加或者自動檢測物理配置到OTDR線卡，在網管系統中授權添加需要測試的ONU，在網管中設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)進行映射，再通過TEST端口命令來進行測試和測試結果查看。完成以上操作，通過查看網管上的拓撲圖觀察鏈路配置的正確性。

3.2 光鏈路配置

光鏈路配置的實現過程如圖2所示，分為初始測試模式的手工測試;獲取設備上報曲線，事件;查看結果曲線，是否有事件丟失;手工添加事件;根據事件設置鏈路的長度;最后下發鏈路數據到設備。

圖2 鏈路配置實現過程

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

查看結果曲線，是否有事件丟失:網管拓撲圖上某些鏈路沒有對應的事件，但OTDR曲線上有對應的反射峰時，對應位置由施工圖紙和OTDR曲線反射峰的橫坐標進行配對，如果有丟失則進行手工添加事件，否則直接進行根據事件設置鏈路的長度。

在下發配置數據前，先設置標準測試曲線，配置標準參考點和告警閾值。然后就可以向設備下發指定PON口的測試命令，設備向網管回應測試開始。

網管系統可對OTDR卡配置自動測試，下發給設備后，設備根據參數自行完成測試，每次測試結束，設備上報【OTDR測試結束】事件。整個自動測試周期結束，設備上報另一個事件。

3.3 鏈路測試結果及分析

鏈路OTDR測試一般耗時3 min左右。測試結束后，設備會向網管上報結束事件;網管收到該事件后，下發查詢測試結果命令，設備回答測試結果;網管需對測試結果進行解析，并以畫曲線方式和對應事件解析的方式顯示。

測試結果網管需保存，設備只在OTDR卡內保存最近一次的測試結果。

網管可設置某次測試數據標準曲線數據，并提供將測試結果曲線與標準測試結果曲線進行疊加顯示的功能。測試結果曲線可參考圖3。

圖3 光鏈路檢測的測試結果曲線(截圖)

根據測試結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的事件分析，事件類型以及事件發生地點可以直觀得到。同時可以對事件進行改變，插入以及刪除。

4 網管設計光鏈路檢測系統的優勢

相比單純的手持OTDR設備測試方式或利用光功率檢測方式，本文提出的利用網管管理集成了ODTR板卡OLT設備的光鏈路檢測系統有如下優點:

1)檢測過程更簡單

OTDR集成到OLT設備，光鏈路檢測能靈活進行，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)測試結論更準確

從多方面考察接入網絡的情況，運用分析算法對各類測試數據深加工，并相互驗證、統一，得到更精確、更直觀的測試結論。

4)用戶體驗更友好

依托OLT設備和網管，提供各類主動檢測和門限告警等監控手段，以及豐富的視圖界面、報表、歷史數據比對等管理和顯示方法。

5)監測鏈路狀況實時性

依托網管的管理，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信息。

5 結束語

本論文研究的OTDR鏈路檢測和光功率檢測兩種檢測方式結合起來，并依托網管管理運算能力，對光鏈路的監控質量可以得到明顯提高。用網管管理集成OTDR模塊OLT設備，圖像化的界面使用戶不用出門就可以實時地、準確地監測到光網絡故障。

［1］郭軍.網絡管理［M］.2版.北京:北京郵電大學出版社，2003.

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

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