GPON网络中ONU弱光问题的分析与解决

GPON网络中ONU弱光问题的分析与解决
作者:王丽莉,乔焰,潘丽,王彬,杨彬
来源:《中国新通信》 2018年第11期
    引言
    中国移动有线宽带用户数已超1.16 亿,宽带业务主要承载在GPON(Gigabit-Capable Passive Optical Network,吉比特无源光纤网络)网络上。同时GPON 网络还融合承载了互联网专线、小微、语音等业务。
    ONU(Optical Network Unit,光网络单元)弱光一般指ONU 侧接收光功率小于指定门限,GPON 设备根据幅度检测光信号,当ONU 的接收光功率小于特定值时,会由于接收灵敏度的原因造成部分的光信号检测错误,导致链路误码率过高引起丢帧,严重情况下会引起ONU 的频繁上下线,影响承载的业务质量。在日常维护工作中,经常会遇到因ONU弱光问题导致业务质量下降,影响客户感知,进而引起投诉的情况。
    本文基于GPON 技术特点和原理及现网实践工作,对ONU 弱光问题形成的主要原因进行了分析归纳。结合工程应用,总结了弱光问题的预防和处理的方法。
粉煤灰烧失量    一、ONU 弱光成因分析
    1.1 光路损耗分析
    GPON 是一种点到多点拓扑结构的无源光接入技术,由OLT(optical line terminal,光线路终端)、ONU 以及ODN(opticaldistribution network,光分配网络)组成。GPON 网络中对OLT/ONU 不同类型的光模块的发光功率和接收灵敏度作了规定,如表1 所示。
    GPON 网络的光功率衰耗主要包括光纤衰耗和光器件引入的插入损耗。
    1、光纤衰耗。
    GPON 网络采用波分复用技术,实现单纤双向传输。下行波长使用1490nm,光纤衰减系数为 0.36 dB/km;上行波长使用1310nm,光纤衰减系数为 0.42 dB/km。
    根据衰减公式:
    光纤衰减 = 光纤长度(km) * 衰减系数(dB/km)GPON 网络传输距离越长,则光功率衰减越大。
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    GPON 网络中的插入损耗主要来源于ODN 中的分光器,分光器的插入损耗 = 3*log2N + 2
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    光纤接续、活接头、法兰等光连接件同样会引入损耗,一个活接头的损耗约为0.5dB,熔接点引入的损耗约为0.1dB。
    1.2 影响ONU 弱光的主要因素
    从网络结构来看,ODN 由馈线光纤、光分路器和支线组成,它们分别又由不同的无源光器件组成,主要包括:光缆、分光器、光纤连接器、法兰、光纤配线设备等,其中,光纤配线设备包括光纤配线架(ODF)、接头盒、分纤盒、分光分纤盒等。
修鞋技术    根据PON 网络结构,总结ONU 弱光主要原因如下:
    1、规划类原因:
    早期OLT 及机房布放数量少,规划的覆盖距离过长,管道光缆资源分布不均匀,光缆纤芯未统一规划,导致ODN网络规划不合理,造成主干光缆路由长或跳接点过多,光损耗过大。
    2、建设类原因:
    施工不规范造成纤芯受损或过度弯曲;市政施工、自然灾害( 鼠害等) 等外力因素造成纤芯受损。
    3、装维类原因:
    由于早期装机工艺管理不规范,冷接子施工工艺不符合标准或后期环境、人为等因素导致冷接子裂化,光纤匹配液流失,造成光损耗过大;装机布线不规范,造成皮缆过度弯曲。
    4、连接件类原因:
    连接件所处环境恶劣,现场巡检力度不足,分光器或成端连接件松动/ 染灰,未及时清洁整理,导致接口处染污;室外高温等外因导致分光器或法兰等元器件老化;法兰头、尾纤等连接器件由于质量问题导致光衰耗过大。渣油四组分
    5、设备类原因:
    机房环境不理想导致OLT 设备散热不好,PON 口光模块温度过高,影响性能;因电容性能等因素导致PON 模块质量出现瑕疵,OLT- PON 口模块发光功率过低;ONU 设备软硬件缺陷/ 故障等ONU 个体故障。
    二、ONU 弱光问题的预防与解决
    通过强化对规划、建设、装机、维护各个环节的管控有效预防和解决ONU 弱光问题。
    在规划环节,合理规划ODN 网络,控制接入距离和跳接点个数,使整个PON 网络光路衰耗预算符合指标要求;在建设环节,严控入网验收关,确保宽带小区建设质量;在装机环节,规范装机标准,改进熔接工艺;在维护环节,及时排查网络故障。
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    2.1 规划环节加强源头把控
    做好小区主干光缆路由的合理规划,控制接入距离:一级分光器模式下,接入距离不超过10KM,二级分光器模式下,接入距离不超过8KM,减小因线路过长引起的光功率损耗。严禁经过多级光交跳纤接入,减少跳接点,针对特殊小区,如农村偏远小区,机房OLT 设备侧接入采用class C+ 光模块,提高PON 口的发光功率。
    2.2 建设环节严格验收
    严格规范验收小区宽带建设工程,实施新建小区100%挂测,采用全芯数挂测,实时获取挂测ONU 的光功率情况。做到精准建设、确保工程质量。对验收不达标的分光器/ 箱体,不得将覆盖地址推送至前台开户。
    2.3 装机环节确保装机质量
    1、改用热熔的方式熔接入户的皮线光缆,避免因冷接工艺造成的连接电光功率衰耗过大。
    2、规范入户皮线光缆的布放及设备安装,避免因入户皮线光缆弯折角度过大,皮线光缆飞线等不规范情况, 并对新装ONU 设备接收光功率进行测试,保证新入网设备的光功率达标。
    3、加强规范化使用宣传工作,装维人员在现场装维或者维护结束后就ONU 及尾纤使用规范告知用户,避免用户使用时尾纤弯折过大,光纤头被污染、尾纤未插紧等原因造成的ONU 弱光。
    2.4 维护环节做好故障排查
    1、排查ODN 故障。
    优先排查线路侧隐患,对主干光缆纤芯衰耗大的段落及时进行修复,整理光交/ 配线箱内不规范的缠绕线缆,修复、更换受损的纤芯。
    加强对外部环境较差区域的现场巡检,整治不规范尾纤、清洁分光器或法兰端口。
    2、排查设备故障。
    针对PON 口发光功率不达标造成的大量ONU 弱光问题,插拔更换PON 口光模块,批量提升ONU 收光功率;针对ONU 个体故障,通过升级ONU 软件版本、现场重启或更换设备等方法解决ONU 弱光问题。
    三、结束语
    随着GPON 网络承载业务大规模发展,ONU 弱光问题出现的概率大大增加,尤其是对大带宽、高清视频的业务质量存在较大影响。
    通过强化对规划、建设、装维各个环节管控可以有效预防和解决ONU 弱光问题。对于特定的业务应用场景,可在保持GPON 网络组网结构不变的情况下,通过针对性的举措及时从根源上解决ONU 弱光问题,保证承载业务的质量,进一步提升用户感知。

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标签:弱光   光纤   问题   功率
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