“暗光纖”監控和故障測量技術在農村光纖網絡中的應用

文丨鄭 蘇

（閩侯縣廣播電視臺，福州 350100）

近年來，隨著有線電視網絡不斷地“光進銅退”， FTTx在不斷地升級，農村網絡從光纖∕同軸電纜混合網絡（即HFC網絡），到光纖到交換中心（FTTCO），現在光纖已延伸到路邊（FTTC），有的光纖已到樓棟(FTTB)；這為PON（無源光網絡）技術的發展奠定了基礎。有線電視網絡光纖的傳輸距離不斷地增加，也使得光纖網絡維護的數量相應地增多，能有效地對網絡進行檢測與準確的故障判斷，是盡快地恢復網絡信號，保證信號暢通，用戶滿意的先決條件。傳統網絡的點對點傳輸中光纖網絡故障的排除的測量儀表方式對于現在農村需要光中繼放大及未來PON中點對多點的光網絡結構，已不能完全適用，為高效管理農村光纖網絡的今天與明天，及時反饋客戶需求和提高用戶感知，有效的監控和故障診斷成為目前農村光纖網絡維護的重點。也因此，“暗光纖”監控和故障測量技術在農村光纖網絡維護中的應用需得以重視。

1 “暗光纖”監控和故障測量技術的特點

所謂“暗光纖”是指在實際網絡中沒有承載光源信號、通常用于備份或測試使用的光纖。即在出局的光纜中預留一根“暗光纖”(具體纖數應根據出局纜線纖芯總數而定，一般低于總纖芯數的12%)，在光纜延伸至各鄉鎮或分路器處，“暗光纖”不連接各鄉鎮機房接收機或分路器群路口或支路口，而直接進入機房的ODF(光纖配線架)中專用法蘭盤以備用或繞過光轉換器、放大器、分路器進入鄉鎮光纜段落或配線光纜段落。此時，我們可根據需要將“暗光纖”與鄉鎮網絡分路器下游路徑較長或環境較為復雜的一路用戶光纖同纜(通常選擇距離最長，安全系數較小的一路用戶同纜)，經過鄉鎮光纜段落或配線光纜后，“暗光纖”并不連接終端設備，而是作為測試光纖，預留測試口，放置在用戶終端處附近。這樣，可通過局端機房OTDR(光時域反射儀)的測試端口對暗光纖進行日常測試。當“暗光纖”出現斷纖或性能劣化時，可以認為與之同路由的用戶光纖也在相同的位置發生中斷或劣化。當各鄉鎮不同路由的光纖發生故障時，把該路光纖的尾纖接至設在該鎮機房的專用法蘭盤，這樣，就能通過局端機房OTDR的測試端口對發生故障的光纖鏈路進行點對點的測試，使得對鄉鎮光纖鏈路的維護變得方便。

2 基于“暗光纖”監控和故障測量技術的可行性

“暗光纖”作為光纖網絡故障集中測量的一種工具和手段，利用空余纖芯或臨時空閑纖芯通過專業OTDR進行故障診斷，有較強的靈活性、易操作性，而且盲區小、精度高、速度快。農村有線電視網絡的建設，從縣局到各鄉鎮，光線干線網絡設計時，一般安排四芯光纜，一根光纖傳輸下行信號，一根光纖傳輸上行信號，一根光纖傳輸數字信號，加上預留一根芯線；在各鄉鎮光纖網絡的建設時，光纖芯數用量的設計，一般情況下，在一個光節點處也安排四芯光纜，但是，光節點后一般都有3－5級放大器的電纜網絡，為提高系統的網絡指標及維護的方便，在農村的網絡改造中，也就把原有的光節點中的四芯光纜中的兩芯延伸而另增加光節點，以減少電纜網絡的級連，以實現網絡的最經濟的升級改造。盡管如此，在實現數字電視整體轉換之前農村的網絡中，每一個光節點也都有一芯備份余纜，以保證“暗光纖”監控和故障測量技術的實現；在實現數字電視整體轉換中，農村的網絡改造，在考慮保證電視信號傳輸的光纖芯數外，還會留有數據傳輸的光纖芯數，也會留有備份的光纖芯數，且隨著網絡技術的進步，EPON+EOC的技術方案在網絡改造中也逐步被大家接受，并取代了早些時期數字電視整體轉換使用的CMTS+CM的技術改造方案，上行信號由專門的光纖來傳輸也改為由WAM波分復用技術來實現，節省出來的光纖芯數更增加了“暗光纖”監控和故障測量技術的可行性。

3 基于“暗光纖”監控和故障測量技術的可操作性

“暗光纖”監控和故障測量技術雖然可行，但在測量范圍、自動化程度等方面也存在一定的局限性。只能端到端監控單路終端用戶，無法自然穿透鄉鎮駐地的廣播電視站分前端對各個光接收點進行監控或故障測量。

農村有線電視網絡一般在鎮駐地的廣播電視站建立分前端, 分前端通過光纜向上與縣市廣電中心前端機房相連，向下與各村光接收點相連，然后，再通過同軸電纜以及放大器將有線電視信號傳輸到各家各戶。此時，1310nm系統的縣市廣電中心前端機房的信號，在鄉鎮駐地的廣播電視站機房通過光—電—光轉換，然后再把放大的光信號經過光分路器傳送至各個光接收點。1550nm系統的，在鄉鎮駐地的廣播電視站機房通過直接光放大器放大光信號，然后再把放大的光信號經過光分路器傳送至各個光接收點，不論哪種傳遞光信號，都無法使縣局機房信號直通至每一個光接收點，也意味著“暗光纖”端到端監控或故障測量都無法直接對鄉鎮下面光纖網絡進行監控或測量，當鄉鎮下面光纖出現問題時，技術人員只能到鄉鎮機房進行測試，這就給維護帶來諸多不便。但是，通過在每個鄉鎮機房的ODF設置的專用法蘭盤，然后配合以站內維護人員的參與把需監控和故障測量的光纖接入至該法蘭盤，使得縣市廣電中心前端機房與鄉村每一個光接收點都能有目的地形成端到端監控或故障測量，也使得“暗光纖”監控和故障測量技術的可操作性得以實現。這樣，大大地減少了技術人員下鄉次數，也減少單位了車輛使用次數，既節約了網絡維護經費，又提高了網絡維護效率，何樂而不為。

4 基于“暗光纖”監控和故障測量技術的可延續性

三網融合在即，農村有線電視網絡實現數字電視整體轉換已迫在眉睫，網絡實現數字電視整體轉換后，我們在對傳輸電視信號的光纖網絡維護外，還需對數據等業務傳輸部分網絡進行維護。以單纖（或同纜不同芯）波分復用(WDM)技術，上下行波長為1310nm與1490nm進行傳輸的數據等雙向業務的實現,得以PON的長足發展。所以，PON的管理與維護顯得必要與重要，PON的ODN（光分配網）由無源光器件組成，光纜、光連接器、光分路器長期置于室外，容易受到外界環境的影響而發生意外故障，如連接器損壞、光纖彎曲、衰耗過大、光纖折斷、光分路器端口接觸不良、分纖盒故障等，如不能及時檢測并診斷故障，不僅會造成用戶通信中斷，而且還會增加維護難度。今后，隨著未來網絡大量的FTTx建設及改造工程的開展和業務的大規模投入使用，網絡維護工作量大幅增加，因此亟需采用故障檢測和故障診斷技術對ODN進行有效的監控，以降低網絡維護人員的故障處理難度，提高網絡維護效率。

由于PON的ODN是OLT (光線路終端)和ONU (光網絡單元)之間的光傳輸物理通道，但是，從OLT到ONU經過ODN，形成點對多點的光網絡結構。未來網絡的建設雖然少不了備份光纖，以實現“暗光纖”監控和故障測量技術的物理需求，但是“暗光纖”監控和故障測量技術只能端到端監控ODN單路終端用戶，無法對其他分支光纖狀態進行監控。同樣，通過適當的人工參與，能把需要故障測量的用戶接入段光纜人為地接到原監控處，使得“暗光纖”監控和故障測量技術在未來數據傳輸光纖網絡維護中的應用得以延續。

5 結束語

在多年來對于農村有線電視光纖網絡的維護中，深感“暗光纖”監控和故障測量技術的實用，它雖在測量范圍，自動化程度方面有一定的局限性，但在維護農村有線電視光纖網絡的今天與明天，仍然有它的技術價值所在。

[1]堯昱，張靜，張樂，等.光分配網故障診斷技術研究與應用[J].光通訊研究，2012（1）：16-18.