《xpon组网与测试》PPT课件.ppt

1、河南联通培训中心 2011.5,中国联通接入网末梢维护,课程大纲,PON典型组网与应用 PON测试项目 PON测试仪表 PON测试内容与注意事项,四 PON组网及测试,EPON运营商组网应用,L2 Switch,NMS,BRAS,Voice Gateway,Splitter,Splitter,IP TV,PC,IP-Phone,Router,PC,IP TV,L2 Switch,Video-Phone,ONT,ONT,ROUTER,OLT,OLT,HOUSE,ENTERPRISE,BUILDING,31系列ONU,Router,Router,IP TV,IP-Phone,PC,Server,E

2、PON行业组网应用,分光器,10GE,OLT,GE,GE,GE,ONU,10GE,10GE,OLT,OLT,FTTH解决方案,IP 城域网,社区中心机房,OLT,EPON构建的宽带接入社区,分光器,分光器,每个用户一个ONU,交接箱,网管,认证计费,ONU直接到户，按需分配带宽； 无源分光器替代楼道交换机,对用户家庭ONU集中管理； 利用原有光缆,小区接入FTTB解决方案,社区中心机房,分光器,ONU通过二层交换机连接最终用户，保护已有LAN投资,EPON构建的宽带接入社区,就近接入,分光器,对于LAN已经入户的小区可以采用FTTB的方式，EPON+LAN是目前比较成熟的EPON接入模式,IP

3、 城域网,OLT,交接箱,网管,认证计费,使用ONU接入多个用户，适合新建网络,商务楼FTTB解决方案,IP 城域网,分光器(1:n,适用于写字楼中有多家小公司的情况 每个公司一个ONU，按需分配带宽 ONU通过交换机或路由器与公司内部网络相连接,商务写字楼,OLT,ONU,网管,认证计费,ONU,ONU,IP 城域骨干网,IPTV(组播)解决方案,Router,OLT,IP TV流媒体服务器,分光器(1:32,IPTV用户,OLT在处理组播报文时利用PON下行的天然广播特性传播报文，相当于按分光比（最大1:32）提高了设备的组播复制能力,IPTV用户,组播复制点,家庭网关,楼道交换机,ONU

4、,ONU,EPON广电解决方案,同时支持IPTV与传统CATV，利用EPON网络光缆传输CATV信号，避免重复铺设光缆,WDM,合波器,1550nm CATV信号,CATV信号,分离器,传统电视,局端,用户端,分光器,. .,IP电话,PC机,IPTV,流媒体服务器,OLT,ONT,WDM,Internet,CATV,PSTN,IP 城域网,1020KM,网吧一条街解决方案,对于在狭长地带分布的网吧用户，采用EPON接入可大量节约光缆； 只需要沿街铺设一条光纤，就可以解决多个网吧的接入,局端,OLT,分光器,分光器,分光器,网吧,网吧,网吧,网吧,采用EPON接入可提供充足的带宽,IP 城域网

5、,边远地区解决方案,OLT,分光器,ONU,距离较远：1020KM,对于边远地区用户，采用EPON接入技术，只需要一根光纤就可以解决多个远距离用户的接入； 适用于相对比较集中的一组远距离用户的接入,边远地区,局端,ONU,ONU,ONU,边远地区解决方案二,充分发挥OLT混合组网能力，在偏远地区放置 OLT，即使远大于20KM的情况下也能使用EPON,OLT,分光器,距离较远：20KM,边远地区,局端,OLT,ONU,10KM,边远地区,视频监控解决方案,在摄像机前端放置视频编解码器和ONU，通过无源光网络传输至派出所的OLT，通过IP网络及相关视频监控软件进行软调度，将监控网络全面IP化,O

6、LT,ONU,ONU,ONU,ONU,ONU,ONU,ONU,ONU,课程大纲,PON典型组网与应用 PON测试概述 PON测试仪表 PON测试内容与注意事项,四 PON组网及测试,PON测试概述,安装与建设测试 双方向损耗 光回损 光钎长度测试 激活和维护测试 利用PON功率计确认系统是否处于合理的功率水平 业务层的测试，如以太网性能测试，或IPTV性能测试。 故障诊断测试。 在线OTDR的使用 光纤的管理,局端部分,终端部分,ODN ( Optical Distribution Network) ：光配线网络，用于在OLT和ONT间提供光通道，其中入户光缆段是ODN实施中最困难的部分。 F

7、MP(Fiber management point) : 用于ODN故障诊断时的测试接入点,FTTH ODN 基本结构,馈线光缆,配线光缆,入户光缆,局端OLT,光分配点,光接入点,ONT终端,PON架构,PON链路衰减预算要求,GPON光模块满足ClassB标准，满足20km、1：64分光比 EPON光模块满足PX10/PX20标准，满足10km、1：32分光比 或20km、1：16分光比,建议ODN网络规划时，链路具有一定的衰减冗余,光功率预算,主干光路每公里光衰减约为0.25 0.4 dB 每经过1:2分光，光功率衰减10log(0.5)=3 dB,对于20km传输距离，按1:32分光，

8、光功率衰减约为,PLoss=20*0.3+10log(1/32)21dB 发光模块发送光功率和收光模块接收灵敏度 OLT PON口,发送光功率： PX10：-3+2dBm 接收灵敏度： -24dBm ONU PON口： 发送光功率： -1+4dBm 接收灵敏度： -27dBm,PX20：+2+7dBm,光接口测试-功率指标,设备光接口测试-其他光指标,发射机中心波长 -20dB谱宽 最小边模抑制比 发送眼图 消光比 接收机过载光功率 ONU PON口： SLM激光器 发射机中心波长,1480nm1500nm 1nm 30dB X1,X2,Y1,Y2,Y3 满足0.22,0.375,0.20,0

9、.20,0.30 6dB -3dBm MLM激光器 12601360nm,20dB谱宽,2.8 nm,均方根谱宽,3.5nm,最小边模抑制比 发送眼图 消光比,30dB X1,X2,Y1,Y2,Y3 满足0.22,0.375,0.20,0.20,0.30 9dB,接收机过载光功率 -3dBm,OLT PON口,课程大纲,PON典型组网与应用 PON测试概述 PON测试仪表 PON测试内容与注意事项,四 PON组网及测试,PON线路维护仪表,PON维护中使用的各类专用仪表,光损测测试仪（OLTS,可同时测量ORL和光损） 光回损仪（ORL表） 可视化故障定位仪（VFL） 多波长PON功率计 PO

10、N光时域反射仪（OTDR,EXFO: FOT-930,光损耗测试； 高光功率计； 单模多模光源； 光纤长度测试仪,端到端链路损耗测试仪OLTS,主要功能,安立：CMA-50,JDSU：OLT-55,双向RL/ORL测试,端到端链路损耗测试仪OLTS,可视故障定位仪（VFL,可视化光纤故障定位仪,通过在被测光纤中发射光强度可视的红色激光光束（波长为650nm），可以快速的发现光纤中断裂处和弯曲点的位置,PON网络光功率计（一,LCD 同时显示所有3个波长功率,PON网络功率计与传统功率计的差别在于： 一、实现不同波长光功率（1310nm、1490nm、1550nm）的同时测试 二、对1310nm

11、上行信号突发光功率进行正确检测,PON功率计采用两头结构，用双向耦合器对测试线路进行10%分光，对上行信号（1310nm）分光后直接接入探测器进行功率探测。对下行信号（1490和1 550 nm）分光后先用高隔离度的WDM将波长分开后再分别接入探测器进行功率探测。这样就能同时探测3个波长的光功率，并且在测量过程中线路可保持正常通信,突发光功率检测原理,PON网络光功率计（二,突发光信号功率检测的基本思想是利用信号变换、信号整形、时序同步、延时触发控制和信号采样保持技术，将高频率突发式的光信号变为低频率的可维持的电信号脉冲电平，即前置放大器和整形电路部分，将PIN管产生的电流信号转换成具有一定线

12、性对应关系的电压信号，结合检测处理，从而实现PON系统中上行突发光信号功率的检测（电压信号的质量将直接影响到后续电路检测的准确性和稳定性,PON网络光功率计（三,可自定义的多站点阈值设置PPM-20光功率计可进行自定义站点阈值设置。在测试过程中，用户可根据测试位置和所使用设备的类型，设置不同的阈值，而每个阈值设置中包含三种波长（1310、1490 和 1550 nm），每种波长都有其自己的通过、警告和未通过阈值，使用户方便地进行通过/失败分析。可通过基于PC的PPM Manager软件对这些阈值进行命名和配置,LEDs 显示三个波长的 通过/未通过信息 绿色 = 通过黄色 = 告警红色 = 未

13、通过,PON网络专用OTDR（一,高动态范围: OTDR的动态范围应超过PON功率预算并预留一个富裕度 动态范围大于 30dB 短的盲区: 用于区分距离很近的事件 通常事件盲区1m；衰减盲区4m 多波长测试: PON在1310nm,1490nm、1550nm波长下光纤链路测试 穿通分光器 可以穿通分光器 可以区分分光器和光纤尾端,PON网络专用OTDR的主要特点,PON网络专用OTDR（二,从 ONT 进行测试使 OTDR 曲线更容易解释 从 OLT 测试将显示 OTDR 曲线，分线器之后可组合多达 32 条支路,PON网络专用OTDR（二,PON网络专用OTDR（二,PON网络专用OTDR分

14、类,PON网络OTDR的盲区精度、光源脉冲宽度、测试时间周期各不相同，与使用的激光器及器件有关，但按照工作波长的不同，主要可分为以下几种,1310nm、1550nm OTDR 1625nm OTDR 1650nm OTDR 780nm OTDR,注：主流厂家包括：EXFO、JDSU、 ANRISTU、 住友,PON网络专用OTDR（三,各类型OTDR对比,1310nm、1550nm OTDR 使用传统OTDR工作波长，技术成熟。能够测试分路比为1：32以下的PON网络光纤链路状态，由于使用的波长与EPON网络使用的上下行波长相同，因此测试结果能够真实、准确的反映出实际链路质量状态及衰耗变化情况

15、。 但由于其工作波长的缘故，使得这种OTDR无法进行在线测试，适用于工程调测及业务中断的情况下使用,PON网络专用OTDR（四,各类型OTDR对比,780nm OTDR 此类OTDR的工作波长为780nm，由于与EPON工作波长间隔较大，可直接用于工程测试和在线测试，设备不需要加装滤波器，使用便捷。 但由于该波长超出了850nm1650nm低损耗窗口范围，因此其可用测量距离较短，衰耗较大。仅能对距离为50-2000米范围内的用户接入段光链路进行测试。并且能量无法传统分路器。适合于从用户测试口向上行方向测试使用,PON网络专用OTDR（五,各类型OTDR对比,1625nm 、1650nm OTD

16、R 测试波长采用EPON网络上下行工作波长之外的1625nm或1650nm，可直接用于工程测试或在网络中增加滤波器后用于在线障碍测试，适用范围较广。 但由于该波长相较1310nm、1490nm长，因而测量结果有时会比实际线路质量差。同时，由于长波的事件盲区相对大些，因此排障时需要使用不同的脉宽进行测试比较来判断障碍位置,1625nmOTDR与1650nmOTDR测试仪比较,通常激光器的发光频率是一个范围，1625nmOTDR激光器使用的是“FP-LD”发射光源的频率波动范围1625nm3040nm （即15851665nm） ，而1650nm使用的是 “ DFB-LD ” 发射光源的脉冲展宽较

17、小频率精度高：1650nm5nm（即16451655mn），在开通CATV业务（波长1550nm）的EPON网络进行在线检测时，1625nmOTDR的光源可能对有线电视业务带来影响。因为根据ITU-T建议，考虑到EPON网络中滤波器的使用，维护波长应距离通信波长100nm以上。并且，正在制定相关标准的10G EPON使用的下行波长大致为：15701580nm，因此，1625nm OTDR在10G EPON网络中可能无法满足在线测试的要求,PON网络专用OTDR（六,PK,课程大纲,PON典型组网与应用 PON测试概述 PON测试仪表 PON测试内容与注意事项,四 PON组网及测试,衰减(dB,

18、衰减是光在光沿光缆传输过程中光功率的减少,插入损耗(IL): 是指光纤中的光信号通过活动连接器之后，其输出光功率相对输入光功率的比率的分贝数。 插入损耗的测量方法同衰减的测量方法相同,回波损耗（ORL,回波损耗又称为反射损耗，它是指在光纤连接处，后向反射光相对输入光的比率的分贝数 ORL(dB)=10 log (入射功率/反射功率） 回波损耗愈大愈好，以减少反射光对光源和系统的影响 建议线路最小ORL 45 db 精度为PC的回波损耗为45db APC55db。 对于CATV业务，要求ODN所有节点必须使用APC类型接头,回波损耗（ORL,影响： 使激光器输出功率剧烈波动； 在接收机端产生干扰

19、 降低模拟系统的载干比（CNR）导致电视信号失真 使数字系统的BER升高 可能会导致激光器永久性损伤,PON测试内容,测试项目,项目1,项目2,项目3,项目4,项目5,馈线段链路测试,链路总损耗预算,配线段和入户段测试,分光器链路测试,业务发放,测试项目一：总损耗预算,根据部署的 PON 类型，测试前应认真检查ODN网络的每个元件，PON链 路总损耗包括以下几个方面: 1)分光器损耗 2) 熔接和冷接损耗 3)连接器、适配器(法兰盘)损耗 4)光纤传输损耗 5)线路额外损耗，一般取3dB左右 对于集成CATV业务，需要另外增加考虑： 6)WDM 的损耗，每个 WDM 耦合器的损耗通常约为 0.

20、7 到 1.0 dB。 7)1550nm波长应用于CATV传输时，链路功率预算需另外计算， 1550 nm 的衰减约为 0.2 dB/km，CATV接收机光功率最小为8 dBm,测试项目一：总损耗预算,GPON光模块满足ClassB标准，满足20km、1：64分光比 EPON光模块满足PX10/PX20标准，满足10km、1：32分光比或20km、 1：16分光比,注意： ODN网络规划时，链路具有一定的衰减冗余,ODN链路衰减预算要求,测试项目一：总损耗预算,总损耗预算举例,测试项目一：总损耗预算,OLT接收机的动态范围概念,OLT,ONT,1：2 分光器,1：16 分光器,ONT,预算此链

21、路ONT处接受到的光强度为7db,预算此链路ONT处接受到的光强度为23db,1：根据协议规定，OLT的接收机范围是在15db以内，即最大光衰和最小光衰的差值应该在15db以内，否则一旦超出OLT接收机的动态范围，会导致误码率上升，甚至某些ONU掉线 2：如果按照标准规划ODN网络，链路总损耗符合协议规定，一般不会出现这个问题,测试项目二：PON口发光功率测试(可选,目的：测试OLT PON口发光功率，保证PON口发光功率在正常范围之内,1：32 分光器,OLT,ONT,光功率,已经验收完成的PON口就不需要再测试了,测试项目二： PON口发光功率测试,使用工具：光功率计 注意事项： 1：PO

22、N口接头类型为SC/PC,而光功率计的接头类型通常为FC/PC(圆头)，需要准备合适的跳纤类型 2：所有PON网络的跳纤都必须是单模的,禁止在PON网络中使用多模跳纤。(单模跳纤是黄色的，多模跳纤是橘黄色的，颜色较单模光纤颜色深) 3：测试完成请使用无水酒精或专业清洁工具清洁尾纤接头,测试项目三：馈线段链路测试(1,目的：测试主干光缆(馈线段)链路情况，从PON口至接分光器IN口,1：32 分光器,OLT,ONT,使用OTDR,测试项目： 1：光衰值 2：回波损耗值 3：距离 4：异常损耗点,测试项目三：馈线段链路测试(1,使用工具：OTDR 注意事项： 1：由于大多数OTDR都是无法穿透分光

23、器，从OLT侧向下测试的时候OTDR上显示的距离是OLT到分光器的距离。 2：OTDR测试时光纤必须为黑光纤状态，（即光纤链路中不能有光源，否则 将干扰OTDR测试结果。） 特别注意从分光器向OLT做上行测试时，务必将光纤与PON口断开，并注意对测试结果进行记录。 从OLT向下行方向测试时注意ONT侧不能有长发光设备或流氓ONT。 3：最好能双向测试 4：测试完成请使用无水酒精或专业清洁工具清洁尾纤。(必须,测试项目三：馈线段链路测试(2,目的：测试主干光缆(馈线段)链路情况，从PON口至接分光器IN口(无OTDR,1：32 分光器,OLT,ONU,1：光衰值 2：异常损耗点,使用光功率计,光

24、源,光功率计,光功率计,测试项目三：馈线段链路测试(2,使用工具：光功率计 注意事项： 1：如果没有OTDR，只有光功率计，只有对每个具有适配器的节点进行单独检测，但是只能检测出光衰，无法检测出ORL(回波损耗)和距离等 2：使用光功率计，必须保证对端有稳定发光的光源设备，需要双方配合好。 3：配线段和入户段使用光功率计测试的方法与馈线段类似，按节点测试。 3：最好能双向测试 4：测试完成请使用无水酒精或专业清洁工具清洁尾纤。(必须,推荐使用OTDR进行测试和验收,测试项目四：配线段和入户段链路测试,目的：测试配线段和入户段光缆(分支段)链路情况，从分光器OUT口至ONT侧,1：32 分光器,

25、OLT,ONT,1：光衰值 2：回波损耗值 3：距离 4：异常损耗点,测试项目四：配线段和入户段链路测试,使用工具：OTDR 注意事项： 1：由于大多数OTDR都是无法穿透分光器，做上行测试时距离为ONT至分光器距离 2：OTDR测试光纤必须为黑光纤,即链路中不能有光源干扰，注意测试时上行和下行的波长选择(1310nm、1490nm、1550nm) 3：最好能双向测试 4：测试完成请使用无水酒精或专业清洁工具清洁尾纤。(必须,测试项目五：分光器端口测试,目的：对分光器每个OUT口进行测试，以保证分光器插损值符合规范,1：32 分光器,OLT,ONT,测试项目五：分光器端口测试,使用工具：光功率

26、计 注意事项： 1：分光器的接头类型种类丰富，需要提前准备合适的跳纤 2：使用光功率计测试时候需要有稳定光源 3：测试需要经常插拔分光器接头，注意测试完成后清洁尾纤接头及适配器,如果有条件，最好使用可以穿透分光器的OTDR对每个分光器进行测试,测试项目六：业务开通测试,ONT处接受到的光功率需要满足光模块的要求。 举例：EPON PX20中规定，ONT光模块的发光灵敏度为24dbm,过载光功率 为3dbm，那么ONT处接受到的光功率必须大于24dbm,小于3dbm（负值越大，光强度越弱,测试项目六：业务开通测试,2. 确认ODN链路实际损耗在预算损耗之内,ONT处接受到的光功率-21dbm，与

27、预算差了9个dbm,但在光模块的工作范围内，需要排查链路吗,例：A局点，OLT/PON发光功率3dbm,到某ONT处的链路衰减预算总值为15db，预算到ONT处的光功率为12dbm,但是现场测试发现ONT处接受到的光功率为21dbm,需要重新排查链路，因为光衰异常，可能引起回波损耗等其他参数异常，导致网络不通,测试项目六：业务开通测试,3.使用光功率计测试ONT，保证ONT光模块不长发光。 正常情况下，在没有与PON网络连接上之前，ONT光模块是不发光的。如果测试发现光模块长发光(即能测试出来有稳定光信号)，请更换ONT或者关闭光模块长发光,1：32 分光器,OLT,ONT,测试项目六：业务开

28、通测试,4.确认距离在相关PON标准范围之内。 GPON光模块ClassB标准，满足20km、1：64分光比 EPON光模块PX10标准，满足10km、1：32分光比 EPON光模块PX20标准， 满足20km、1：16分光比,测试项目六：业务开通测试,5.其他 例如保证接头类型一致,保证尾纤头清洁 比如我们的ONT的接头类型为SC/APC（绿色大方头),那么适配器两端的类型必须都为SC/APC的，禁止SC/PC对接SC/APC。 （SC/PC与SC/APC对接，最大可产生20个dB的衰减，并且测试的时候也许正常，但后续在网随时都可能故障。,业务开通测试,用户业务激活过程 ONT 安装 光纤引

29、入线安装 ONT 加电 使用PPM-350B进行光信号功率测量 (必须符合相应指标,PON 功率测试,问题1：下行方向信号为两个波长的信号 两个不同波长和功率的信号：比如 1550nm CATV信号可以高达21dBM 1490nm数据信号功率约4dBm 如果使用标准功率计读数为约21.1dBm 不能够知道具体1490nm和1550nm信号的功率是多少 解决方案： 功率计具有滤波作用,PON 功率测试,问题2：如何测试1310nm上行信号，在同一光纤不同的方向 G.983要求ONT(1310nm上行信号)只有收到OLT的激活信号后才可以发光 如果断开光纤时，ONT将停止发光 不能够使用普通功率计

30、进行测试 解决方案： 功率计能够穿通方式工作,PON 功率测试,问题3：测试数据上行方向的稀疏信号 ONT(1310nm上行信号)只有在特定的时隙发光。时隙由OLT管理 ONT每隔一个周期向OLT通信一次，周期约100ms，信号时间非常短（与系统有关，如EPON持续时间在ns量级） 解决方案： 设计新的具有触发功能工作的功率计,业务开通- 测试点,已建成网络允许有多个测试点: 测试点 1: 在分光器位置测试 下行视频1550nm信号功率 下行数据1490nm输出功率 每一个端口都可以独立进行测试,OLT,CO,DT,ONT,FDH,Parking,已建成网络允许有多个测试点: : 测试点 2:

31、 在接头盒处 下行视频1550nm信号功率 下行数据1490nm输出功率 从CO经过分光器的信号 每一个端口都可以独立进行测试,业务开通- 测试点,业务开通- 测试点,测试点3: 在 ONT 处(需要穿通测试) 下行视频和数据信号功率测试 上行数据信号功率测试 PON网络中经过各器件后信号功率 EXFO PPM-350B 为用户业务激活而设计的具有穿通功能,业务测试试- 通过/未通过测试,PPM-350B 具有用户可定义的门限值设置功能: 对每一个波长都具有一套门限值: 1310, 1490, 1550nm 对不同的测试点都有一套门限值: 接入盒, ONT, FDH, 等,比如在 ONT 处,PON网络与传统接入方式的差异,FTTB,FTTC,POTS/VDSL2/LAN,Mini DSLAM/Mini MSAN,FTTH ONT,MDU,GE/ 10GE,DSL/POTS,OLT,FTTB DSL CPE,FTTC DSL CP