PON的光路故障與改進分析

摘要：當前通信技術飛速發展，業務類型越來越多，PON技術的出現既滿足了人們對于電信業務的高帶寬需求，更有效降低了電信運營商建網與運維成本，PON技術現已成為電信運營商實際經營過程中接入網最常用的技術。文章對PON常見的光路故障問題進行研究與分析，并給出相應的解決措施。

關鍵詞：PON；光路故障問題；測試工作；光功率

doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2023.05.031

中圖分類號：TN 929.1" " " " " " " "文獻標示碼：B" " " " " " " "文章編碼：1672-7274（2023）05-00-03

Abstract： With the rapid development of communication technology and the increasing number of business types， the emergence of PON technology not only meets the high bandwidth demand for telecommunications services， but also effectively reduces the cost of network construction and operation and maintenance for telecommunications operators. PON technology has become the most commonly used technology for access networks in the actual business process of telecommunications operators. This article studies and analyzes common optical path failures in PON networks， and provides corresponding solutions based on specific situations.

Key words： PON network; optical path failure; test work; optical power

1" PON網絡介紹

PON（無源光網絡），包含OLT、ODN、ONU三個部分：OLT是局側的光線路終端；ODN是光分配網，包含無源分光器（POS）和光纖線路；ONU是用戶側的光網絡單元。PON技術由EPON、GPON、NG-PON等多種技術共同組成并不斷演進，典型的拓撲結構如圖1所示。

PON的拓撲結構為P2MP，這種結構可大幅減少主干光纜纖芯使用量，節約資源。通過分光器的應用，可不再采用傳統的交換設備，減少網絡節點數量，進一步降低建網、維護成本。ONU在網絡中可放置的位置相對靈活，根據其位置，PON有豐富的應用類型，如圖2所示。

光分配網的拓撲結構為樹形，主要包括光纜、分光器、光分纖箱、ODF架等[1]。光分配網的作用是對光路進行合理分配，分光器是其中最為主要的設備。

2" 光路故障測試與故障處理

2.1 光路測試工作

光路故障是PON中的常見問題，會降低用戶的業務體驗與滿意度，導致用戶投訴率增高。因此，必須及時完成故障點定位，在定位過程中，采用分段測試的方法對每一段光纖線路損耗情況全面檢測。測試的主要內容為光口收、發光功率、光纖線路衰減、損耗情況。在測試過程中，通常會用到光功率計等儀表設備。

2.1.1 PON口光功率測試

在測試工作中，需要先測試PON口的發光功率。正常情況下，PON口的發光功率應介于+2 dBm與+7 dBm。測試過程中，需采用PON專用光功率計，對OLT一側PON口的發光功率進行測量，連接情況如圖3所示。打開PON口發光，將光功率計測試波長調整到1 490 nm，使用跳纖連接PON口，即可測出PON口發光功率。

ONU一側的PON口的發光功率進行測試同樣采用PON專用光功率計，測試流程是：打開PON口發光，如圖4所示，調整測試波長為1 490 nm，即可測得ONU一側PON口的光功率。

在測試前，需要對光纖接頭進行全面清潔，減少測試誤差。測試結束后，將OLT一側PON口的發光功率減去ONU一側的PON口的發光功率，得到從該節點至PON口之間線路的衰耗情況，測試結果與PON口的出光功率、光纖的長度、分光器的分光比等因素都有關聯。采取這種方法，可對一級分光、二級分光等進行測試。

下面對PON網絡工程項目中多個節點的損耗情況進行測試。PON中光鏈路的實際長度大約為6 km，測試結果如表1所示。對光衰耗情況的理論測算結果與測試值基本一致，能夠達到建設標準。

2.1.2 上行光路損耗測試

在對上行光路損耗測試的過程中，由于ONU無法長發光，需使用光功率計和光源儀表相結合進行測試。在測試時，需對光源進行合理調整，安排兩名維護人員相互配合完成OLT側、ONU側光功率的測試。測試結果分析方法與PON口光功率測試分析方法一致。

2.1.3 鏈路插入損耗、反射損耗測試

在對光路插入損耗、反射損耗的測試中，可以借助OTDR。在測試時，需要將OLT、ONU與光路完全斷開，避免光模塊受到OTDR激光的影響而損壞。

2.2 光路故障處理的方法

2.2.1 PON口故障及處理方法

局端OLT設備PON口時常會出現故障，其中主要故障問題為PON口光功率異常等。

分析故障問題主要原因：一是PON板卡損壞或板卡離線未被激活，導致PON口無光；二是PON口光模塊損壞，導致PON口無光；三是PON口出光功率低于正常值，或是無法有效的接收光功率。

在處理PON口出無光類故障時，可采取以下方法：一是采用光功率計測試PON口光功率；二是檢查PON板指示燈狀態，判斷其是否正常運行，若PON板出現這些問題，需將板卡重啟、插拔或者更換；三是檢查PON光模塊運行狀態，判斷是否出現損壞，出現損壞時，需及時更換。

在處理PON口光功率異常問題時，需檢查光模塊、PON口尾纖。檢查內容包括光模塊/光纖端面是否清潔、尾纖是否過度彎曲、尾纖/接口類型是否匹配、接頭是否松動等。檢查后使用光功率計測試PON口的發光功率，如發現PON口的發光功率仍較低，表明尾纖或者光模塊出現故障，應及時更換。

2.2.2 跳纖故障及處理方法

為定位跳纖故障，可采用光功率計測試收光情況，判斷是否出現斷纖或損耗過大等問題。如果出現斷纖，需及時更換跳纖；如果出現損耗過大，需對跳纖進行更全面的檢查，明確問題出現的原因。

在更換跳纖的過程中，需要注意以下內容：找出故障跳纖，將其拆除；對跳纖的走向、路徑等進行判斷，計算出所需長度；選擇相同纖芯類型、相同接口類型的跳纖，按照規定布放；跳纖更換結束后，粘貼新的標簽，便于后續維護工作順利進行。

2.2.3 光纜線路故障及處理方法

光纜線路故障是PON中最常見的問題，可分為光纜線路斷纖、損耗過大兩類。當發現光纜線路故障時，需要及時處理，以免造成嚴重影響。在處理過程中，可以借助光功率計判斷是斷纖故障還是線路損耗過大，利用OTDR測試對光纜線路插入損耗，找出故障點位置。

2.2.4 法蘭故障及處理方法

法蘭是光網絡中重要的組成部分。在PON中經常會用到FC-FC法蘭。為確保法蘭正常工作，需要保證其損耗在0.5 dB之內。法蘭可能會出現損壞、污損等問題，在處理法蘭故障時，需采用光功率計，判斷法蘭是否出現故障及故障類型，有針對性地采取清污、更換等手段。

2.2.5 分光器故障及處理方法

光分路器的作用主要是將光信號進行再次分配。光分路器的類型主要有托盤式、插片式等。對光分路器的插入損耗性能進行分析，具體情況如表2所示。

分光器的故障類型主要有分光器損壞、插入損耗過大等。對分光器實際的插入損耗情況進行計算，將最終的計算結果與表2的數據對照，判斷分光器的故障類型，如果分光器出現損壞，需將其更換；如果分光器中有部分出光口出現了損壞，將法蘭或分光器更換即可；如果分光器插入損耗過大，則需進一步排查，再采取相應方法處理。

2.2.6 長發光ONU處理方法

在對長發光ONU進行處理時，需要對故障進行準確定位。一是可以采取人工處理，維護人員將OLT側的PON口拔出，對其光功率進行測試，如果可以收光則表明PON口下有長發光ONU；二是利用PON網管軟件，自動對長發光ONU進行定位，再由維護人員進行處理。

3" 提高PON運行質量

3.1 PON的合理設計與規范施工

合理的設計與規范的施工是提高PON運行質量的基礎。

合理的設計應當做到兩點：一是合理選擇OLT放置局點。以用戶地域分布為基礎，結合光纜容量、路由距離、機房可靠性等維度統籌考慮確定OLT放置局點，確保OLT光纜線路接入距離、全程光衰耗值保持在合理的范圍。二是合理規劃接入光纜網絡，統籌考慮采用一張光纜網接入各類型業務。結合當地環境、行政區劃、桿管、路網等實際情況，通過合理劃分區域，科學規劃光交接箱、分纖點、分光器位置，滿足不同類型業務的綜合接入需求。

規范施工則要求施工單位嚴格按設計施工，監理公司落實監理責任。施工單位、監理單位各司其職，確保工程質量。同時需加強維護人員實際操作技能培訓，熟練掌握儀表儀器的使用方法，提高工作效率。

3.2 積極開展巡檢與線路質量管控

在巡檢過程中，首先應對機房內跳纖、出入局光纜、過街光纜、光交箱、桿路管井等重點段落全面檢查。其次，采用無人機、智能終端等設備，提高巡檢工作效率。最后，如果發現故障或潛在隱患，需及時排除故障和隱患，避免或減少損失。

在線路質量管控中，首先，應積極開展光纜纖芯質量測試，利用光功率計、OTDR等儀器測試現網光纜質量，對于老舊光纜、跳接點多、多次熔接的段落應重點檢測；其次，發現施工不規范等問題，需立刻告知維護人員，記錄具體情況，加強對問題的追蹤與管理；最后，在問題處理結束后，對最終處理結果、處理成效進行評價，根據評價結果進行改進。

3.3 智能ODN應用于PON

智能ODN能夠對光配線設施端口資源以相關數據自動進行采集分析和自動化識別，可提升光纜運維的質量與效率。智能ODN網管GIS能準確定位故障產生的地理位置和端口信息；智能ODF架、智能光交箱上的LED燈能自動提示故障端口，自動查找可用端口并用LED燈給出提示；使用電子標簽標識，對現場施工結果進行校驗，自動更新到數據庫。確保數據庫信息和變更后實際光纖物理連接關系的一致性。

4" 結束語

本文主要對PON經常出現的光路故障問題進行探究與分析，給出了故障問題處理的方法，保證PON更加穩定、更加安全運行，提高PON運行的質量與效率，滿足用戶的實際需求。

參考文獻

[1] 胡霞．EPON技術及應用（高職）[M]．西安：西安電子科技大學出版社，2017.