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广电双向网改造FTTH施工运维应用与实践

2018-08-18 23:44:33| 发布者: admin| 查看: 2296

【摘 要】
当前广电网络FTTH快速发展、大规模应用。本文针对如何与广电现有网络相结合,以高效率低成本建设高质量的双向网络,保证所设计的双向网络平滑升级的问题,对双向网改造FTTH施工运维应用与实践技术进行了研究,结合网络技术特点,对广电网络FTTH快速施工安装案例、运维中仪表、无源电子标签、光纤智能管理系统四方面进行阐述,使网络安全可靠、技术先进、平滑升级、开放兼容、可管、可控、可维。
【关键词】
光纤到户,智能管理,提升运维效率,节约成本


0 引言

随着广电网络FTTH快速发展,FTTH网络已大规模应用。传统的有线电视网络FTTH,运维方式已不适应现在需求,所以要有新的思路、新的概念、新的设想、新的设备来满足现在FTTH网络的需要。

本文进行了广电双向网改造FTTH施工运维应用与实践技术的研究,结合网络技术特点,对广电网络FTTH快速施工安装案例、运维中仪表、无源电子标签、光纤智能管理系统四方面进行阐述,其目的是解决存在的双向网络问题,提升广电网络运维能力,实现网络演进的持续性和网络存量资源的充分利用,实现广电网络的智能化建设。

1 广电网络的FTTH快速施工安装案例

以新建网络高层楼房为例,分中心机房到基本覆盖单元至少敷设10芯主干光缆,到每个光分节点至少敷设6芯光缆,光分节点到每个相应的入户分纤节点至少敷设4芯配线光缆。如考虑其他应用,如:智慧社区、安防监控、专网等业务,可适当增加光缆的敷设芯数。

新建网络楼道以外全部采用室外光缆敷设,多根光缆根据路由走向进行有效合并。高层楼房包括住宅小区、写字楼、酒店等类型,每个入户分纤节点最大覆盖32 户。该方案适用于7层以上楼房,单元户数少于21户的高层楼房可参照多层楼房的设计方案。

设计施工可以分为三阶段,为了保证PON最大利用率,三阶段进行两头(机房和入户分纤箱)改动,中间无需改动,即两头动,中间不动,三个阶段具体为:

第一阶段:覆盖22dB光放大器带512户设计方案100%(数据25% 覆盖),如图1所示。

第二阶段:高层楼房 覆盖22dB光放大器带512户设计方案100%(数据50% 覆盖),如图2所示。

第三阶段:高层楼房 覆盖22dB 光放大器带512户设计方案100% 覆盖(数据100%),如图3所示。


今后在接入网施工中,只有二级分光是盘光纤的,三级分光不再盘纤。光纤到户施工维护难点是盘纤。现在提供一种熔端机,如图4所示,该熔端机的功能用于对光纤端面进行熔融抛光处理和检测,从而解决ODF 架以及入户端光纤跳接时光纤光缆长度不足或冗余过多的问题,并解决冷接可靠性不足、熔接施工不便、施工设备成本过高的问题。

熔端机熔接技术消除切伤并熔融端面成球面的问题,使纤芯直接物理接触,无需匹配液就能保证光学性能,可靠性高。光缆光纤的熔接及皮线光缆熔接要使用光纤熔接机。熔端机是一种低成本、高效率的现场快速制作光纤跳线的方法,解决了接入网中盘纤,施工成本过高的问题。光纤接续性能的好坏,基本上取决于光纤端面质量的好坏。熔端型技术是光纤直通型,没有接点,建议用熔端型快速连接器,配标准的切割刀,使整体接入网系统性能稳定,可靠性高,减少重复施工,节约成本,提升用户感知。

光纤熔端机只能熔UPC的、广播通道APC的不能用,可把光接收机改为UPC。己用60个频点对比指标一样,大的分光比可放心使用,小于1:128分光要注意,三级模块式光分路器入纤采用APC,输出采用UPC。

如图6所示,为现网中配合使用熔端机的三级光分节点箱,进行FTTH双向网改造采用一端带头,熔接技术并带无源电子标签。

2 FTTH运营维护中的仪表

随着业务的开展, 装维人员进行装维工作时所需的仪器仪表众多,具有不易携带和操作的缺点。本文所述是一款专用于有线FTTH的多功能仪表, 支持三波长(1310nm/1490nm/1550nm)测试,且融合了线缆时域脉冲测试仪、光功率计、红光源、寻线仪、网络测试、线路测试等功能。如图7所示。

1. 网络测试功能

将以太网接口芯片集成于仪表中,用于测试各种网络特性,可以对网络进行Ping ICMP连通性测试,PPPoE拨号、DHCP侦测、ARP侦测、WEB测试等,检测判断各种网络障碍。

2. 网线和同轴电缆测试功能

LTDR功能重点针对网线(五类线)进行了双线对比测量功能,开发并兼顾了传统双绞线的测量需求。

3. 网线测量功能

线路测试可以同时测量五类线的4对双绞线的环阻和不平衡电阻,测量不平衡电阻对端需插入设备(比如路由器、交换机等),由设备网络接口的内部关联形成不平衡电阻的测试回路,或把网线的对端全部短路绞在一起,以形成不平衡电阻的测试回路。

线序测量:按照测试端网线线序1-8逐个测量回路是否贯通,贯通的显示OK,断路的显示X,对端用LED对线器可以根据测试信号发送的时序LED灯点亮的顺序来判断线序。

4. 寻线器功能

寻线原理(音频寻线):将交替的音频信号发送到待寻线路上,对端用MOS管组成的高阻音频放大器对线路中的音频辐射进行探测和定位,其优点是成本低,制作简单,缺陷是易受干扰,待测线路对端短路或插在设备中音频辐射微弱;(超音频寻线):将交替的音频信号调制到中波载频上,对端用收音机芯片检测和解调成交替音频克服了音频寻线的缺陷。

5. 光功率计

采用500um的InGaAs探测器,低噪声高精度运放、6档量程自动切换,测量波长范围850-1550nm,测量功率范围-70-+25dBm,测量分辨率0.1dB。

6. 红光源

红光源(可视故障探测仪):采用自聚焦圆柱透镜制作的激光组件,光源稳定,激光波长650nm,激光功率5mW,满足10km内光纤的故障探测需求。

7. OTDR

OTDR可以实现带光测试的功能,可自动判断光纤可能发生的故障点和故障性质,可判断连接器、分光器插损障碍、断纤障碍、弯曲或热熔损耗障碍,对光纤长度、衰减、纤芯等进行判断,测试分辨率0.6m,测试精度1%,光纤断纤和弯曲最小判断距离10m,10m内可提示“10m内有断纤或弯曲”,连接器、分光器最小判断距离为2m。

3 FTTH运营维护中智能无源电子标签及光纤智能管理系统

3.1 智能无源电子标签

FTTH运维中所介绍的光纤智能化管理主要借助电子标签来实现,标签电子化主要体现在其具有全球唯一的识别码,可对用户信息、维护信息、端口使用信息、路由数据等信息进行记录,ODN中所有的连接器和适配器都有所标识,通过电子标签,可以获得端口信息,从而为整个ODN的管理打下坚实的基础。

采用超高频的电子标签方案,避免了现有技术中有源标签供电的问题,方便操作,成本较低,符合无源光网络的需求,把海量的哑资源变成可管理的资源。通过读取设备将标签信息存储在芯片内,使得每条光缆都有唯一的标识,基于电子标签完成的海量光纤资源的管理,真正成为可管可控的资源。

如图8所示,通过无源、低成本的电子标签技术,实现从机房到用户家整个光网络的管理,变哑资源为智能监控的、可控可管的资源。

所选用的超高频RFID作为电子标签,直接替代纸质标签,采用无源RFID 作为电子标签的介质,消除了有源电子标签取电难、价格昂贵的问题,符合无源光网络的特性,也便于推广。

为了降低流程,减少失误,采用只读不写的方式,用读卡器读取电子标签的唯一ID码,将读取出来的唯一ID码通过网络传送至后台,绑定对应的用户信息,达到现场查询和定位的作用,如图9所示。


通过图10、11对比,可以看出使用电子标签后,光交接箱里光纤美观、简洁并且用户信息得到保密。从而解决了纸质标签或者电子表格很容易造成损坏或者字迹模糊,易于脱落信息不易修改易受污染、读取不方便的问题,使用电子标签有利于节约成本,提升运维效率。

3.2 光纤智能管理系统

常见的光缆监测包括光功率监测和光开关+OTDR监测。光功率监测方案可以监测光纤的总损耗,但不能反映光纤的损耗性能,也不能发现光缆出故障的位置。而OTDR能很好解决测试光纤的损耗性能,通过分析OTDR 曲线可以准确地找出光纤故障的类型与距离。之所以需要光开关来切换不同的光纤链路,是因为OTDR成本比较高,通过多路光纤链路来平摊OTDR成本,使整个系统的成本降低。光功率监测接入网统一网管系统就可以做到,对于其故障定位困难的问题,可利用光开关+OTDR监测能对光纤故障点进行较精确的定位,但当前其造价成本较高,不宜大规模部署。

在实际应用中可将两种方案结合,大面积光纤监测靠设备网管系统对设备通断情况进行监测,重要点位或线路的监测则采用光开关+OTDR监测。光纤智能管理系统主要由上位机和下位机两大部分组成。上位机由测量控制软件子系统、GIS显示子系统、后台数据库组成,布置在运维部门值班室。下位机(即测量单元)由OTDR测量子系统、多路光纤切换子系统、嵌入式微控制器组成,安装在各个前端机房。通过手机APP开发,目前通过手机APP可远程进行信息的查看,如图12所示。

4 结束语

通过信息化手段,有效提高了线路维护的动态管理和自动化程度,提升了网络安全等级,做到了动态量化管理,保证了科学高效运维效率,从而避免或减少了光缆故障次数,提高了维护管理水平和服务质量,进一步降低了运维成本。


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