Как устранить неисправность PON с помощью OTDR

Неисправности, возникающие в сети FTTx типа «точка-точка», легко диагностировать с помощью оптического рефлектометра (OTDR) . Однако поиск неисправностей в сети типа «точка-многоточка» (т.е. в сети PON) существенно отличается и сложнее, чем в сети типа «точка-точка». В этой статье будут рассмотрены потенциальные неисправности, которые могут возникнуть в PON, и объяснено, как их устранить с помощью OTDR.

Краткое введение в PON

Пассивная оптическая сеть (PON) — это телекоммуникационная сеть, использующая оптоволокно типа «точка-многоточка» для подключения к помещениям, в которой используются непитаемые оптические разветвители, позволяющие одному оптоволокну обслуживать несколько помещений. Базовая PON (см. Рисунок 1) состоит из оптического линейного терминала (OLT) в центральном офисе поставщика услуг и нескольких оптических сетевых терминалов (ONT) или оптических сетевых устройств (ONU) рядом с конечными пользователями. Иногда к первому разветвителю может быть подключен второй разветвитель каскадно для распределения услуг по зданиям или жилым районам (см. Рисунок 2). Международный союз электросвязи (ITU-T) и Институт инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (IEEE) разработали несколько стандартов для оптических систем доступа, основанных на архитектуре PON (G.982, G.983 или G.984 для ITU и 802.3ah или 802.3av для IEEE).

Рисунок 1. Простая топология PON

Рисунок 2. Каскадная топология PON

Благодаря своей архитектуре операторы могут легко определить, какие абоненты затронуты, а также могут идентифицировать возможные элементы неисправности, например, сколько затронутых клиентов и является ли PON каскадной, с помощью системы мониторинга сети в Центре управления сетью (NOC).

Возможные сценарии и потенциальные неисправности PON.
В целом, мы разделяем случай неисправности PON на три сценария. В одном случае затрагивается только один клиент. Во втором случае проблема возникает в каскадной PON, и все затронутые клиенты подключены к одному и тому же сплиттеру. В третьем случае затрагиваются все клиенты, зависящие от одного OLT , независимо от того, каскадирована PON или нет. В первом случае существует три вероятных потенциальных неисправности. Неисправность может возникнуть в распределительном волокне между кабелем-распределителем и ближайшим сплиттером, или в оборудовании ONT , или даже в домашней проводке клиента. См. рисунки 3 (a) и (b).

Рисунок 3 (а). Случай 1 PON — Возможные неисправности, когда затронут только один абонент

Рисунок 3 (б). Случай 1 PON — Возможные неисправности, когда затронут только один абонент

Когда все клиенты, подключенные к одному и тому же сплиттеру, не получают услугу, а другие, подключенные к тому же OLT, получают, то есть во втором случае, причиной может быть неисправность последнего сплиттера или оптоволоконного соединения между каскадно подключенными сплиттерами. См. рисунок 4.

Рисунок 4. Случай PON 2 — каскадная PON с затронутыми абонентами, подключенными к последнему разветвителю

Что касается третьего случая, описанного выше, если затронуты все клиенты, неисправность может возникнуть в сплиттере, ближайшем к OLT, или в фидерном волокне/кабеле сети, или непосредственно в оборудовании OLT, как показано на рисунке 5.

Рисунок 5. Случай PON 3 — затронуты все абоненты (все подключены к первому разветвителю)

Кроме того, следует знать, что наличие разъёмов на разветвителях, терминалах или ответвлениях упрощает выявление неисправной части сети. Осмотр разъёмов и рефлектометрические измерения на длинах волн 1310/1550 нм часто проводятся на неисправных участках сети.

Зачем использовать специальный портативный рефлектометр OTDR?

Для диагностики неисправностей в сетях PON, находящихся в эксплуатации, доступны два специализированных инструмента: измеритель мощности PON и рефлектометр In-service 1625 или 1650 нм. Как известно, измеритель мощности PON обычно используется для проверки корректной передачи сигнала к ONT и от него. Измеритель PON измеряет уровни мощности всех сигналов и позволяет определить, исходит ли проблема от ONT клиента или от сети. Однако вас может смутить вопрос, зачем использовать рефлектометр In-service. Использование классического рефлектометра с тестовыми длинами волн 1310 или 1550 нм будет создавать помехи для сигналов дорожного движения и нарушать движение. В то же время, сигналы дорожного движения также могут создавать помехи для приёмника рефлектометра, что затрудняет интерпретацию рефлектограмм. Из-за взаимных помех классические рефлектометры не могут быть использованы, и требуются специальные рефлектометры In-service.

Работающий рефлектометр (OTDR) был разработан специально для тестирования работающих волоконно-оптических сетей. Это специализированное устройство использует внеполосную длину волны (тестовая длина волны, далекая от длины волны трафика), что позволяет проводить рефлектометрическое тестирование без помех как передатчикам, так и приёмникам сети. В случае сети PON WDM больше не требуется, за исключением случаев мониторинга (с использованием удалённой системы тестирования волокон). Сеть PON имеет конфигурацию «точка-многоточка», и тестирование для диагностики неисправностей выполняется непосредственно с доступного элемента (ONT или разветвителя). Оператор может отключить элемент, поскольку обслуживание уже отключено в направлении абонента. Во-первых, работающий рефлектометр не должен мешать другим абонентам, излучая тестовую длину волны рефлектометра в направлении восходящего потока к OLT, что, скорее всего, и происходит, поскольку OLT подавляют сигналы выше 1625 нм в соответствии с рекомендациями МСЭ-Т. Во-вторых, сигналы трафика, принимаемые рефлектометром, будут подавляться для получения точных рефлектограмм. Специальный фильтр с длинной полосой пропускания, используемый для защиты диода OTDR, может быть добавлен либо с помощью перемычки между OTDR и сетью, либо встроен в OTDR.

Большинство поставщиков оборудования допускают использование длины волны 1625 нм для безопасного тестирования. Тем не менее, некоторые страны, например, Япония, продвигают длину волны 1650 нм, что отражено в рекомендации ITU-T L.41, которая определяет длины волн для обслуживания сигналов, передаваемых по оптоволокну. Длина волны 1650 нм является предпочтительной из-за конструкции фильтров, а также из-за её большей удалённости от светофоров (современные и будущие технологии PON).

Случай устранения неполадок PON с помощью OTDR

Для обеспечения бесперебойной работы всего процесса диагностики или тестирования крайне важно выбрать правильный рефлектометр, правильную ширину импульса и наилучшее место для начала диагностики. Конфигурация рефлектометра должна быть выбрана в соответствии с типом оборудования и исследуемым расстоянием.

В ответ на возможные сценарии и потенциальные неисправности PON, описанные выше, ниже представлены некоторые решения с использованием рефлектометра (OTDR). Во избежание усложнения в данном документе анализируются только случаи, когда разъёмы доступны только на ONT/OLT.

Решение 1: Устранение неисправностей распределительного оптоволокна
Simple PON — проблема затронула только одного абонента. Обратите внимание, что на разветвителе нет доступных разъемов (см. рис. 6).

Рисунок 6. Рефлектометр снимает сигнал выше по течению, и трассировка имеет значение только до разветвителя.

Решение 2: Устранение неисправностей распределительного волокна и волокна между двумя разветвителями в случае каскадной сети

Все клиенты, подключенные ко второму разветвителю, отключены. Рассмотрим случай, когда на разветвителе нет доступных разъёмов (см. рис. 7).

В этом случае необходимо наблюдать сигнал после разветвителя. Используемый рефлектометр должен быть оптимизирован для данного применения и иметь минимально возможную мёртвую зону, поскольку разветвитель обычно обеспечивает потери 7–10 дБ.

Рисунок 7. Рефлектометр направлен вверх по течению, и трассировка должна отображать трафик через последний разветвитель до первого.

Решение 3: Устранение неисправностей питателя

Информация, полученная в NOC, показывает, что все абоненты не работают. Поскольку проблема, вероятно, связана со стороной фидера, наиболее распространённый способ проверки неисправной сети — это подключение рефлектометра к OLT (см. рис. 8).

Рисунок 8. Рефлектометр снимается вниз по течению, и трассировка должна отображать трафик вплоть до первого разветвителя.

Примечание: Тестирование OTDR непосредственно с OLT, безусловно, является предпочтительным выбором, если есть подозрение на неисправность фидера (Решение 3), но этот метод не рекомендуется в других случаях.

Другие инструменты для тестирования PON

Помимо рефлектометра (OTDR), для диагностики неисправностей PON на разных этапах используются различные измерительные приборы, такие как измеритель мощности PON, набор для измерения потерь, IP-тестеры (голос, данные, видео), тестеры коаксиального кабеля и т.д. Fiber-Mart предлагает эти приборы высокого качества и по конкурентоспособной цене. Мы также предлагаем различные типы ODTR различных брендов, например, JDSU и YOKOGAWA. Кроме того, в Fiber-Mart вы найдете другие товары для PON. Для получения дополнительной информации посетите наш веб-сайт или свяжитесь с нами по адресу [email protected] .