EPON诊断工具论述

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EPON系统背景
根据IEEE802.3ah标准定义的EPON技术，使用下行1490nm波长和上行1310nm波长，提供1Gb双向链路。1550nm波长保留用于模拟视频的下行广播。图1是一个PON网络拓扑结构，它通过交换局（CO）网络设备上的光纤线路终端器（OLT），将骨干网连接到家庭或商务用户终端设备（CPE）的光纤网络单元（ONU）。
EPON网络通过以下方式大大降低网络运行成本：它通过共享从交换局到用户邻近地区的单根光纤线路，然后按照每个无源光分离器最多可接受32个用户来对此光纤进行划分。由于用户之间共享光纤链路，EPON协议定义了鉴别某个特定用户进、出流量的方法。
下行流量是连续的，并向所有用户终端设备接收方广播。用户终端设备可以是包含路由和网络功能的家庭网关，或简单的ONU。EPON用以太网包协议前导码中的逻辑链路ID（LLID）域来确定具体的下行终点。下行的数据包流是共享的，每个ONU都可以通过LLID来确定哪个用户接受哪个流量。在上行方向，流量取决于正在发送的用户，以及他们发送的数据类型。上行方向采用一种动态带宽分配协议或称为DBA协议，从而动态地为PON网络中的光纤网络终端分配可用上行带宽。
EPON诊断
前瞻性地监控网络以及验证重要参数是否处于正常运行数值范围内的能力很重要。它的优势如下：
* 如果少量工作就能更快地诊断出故障，则能降低运营商的运行费用（OPEX）；
*由于减少了系统当机时间（down-time）而增加客户满意度。
运营商能即时掌握网络状态，有效避免网络性能降低导致系统崩溃。
为了实现不同类型的诊断算法，基本的光纤网络终端参数值必须可供光纤线路终端器作检查。这样网络运营商不必在现场放置任何测量设备，就有能力看到测试点。光纤线路终端器可以提供所有必需的原始数据，让所配置的软件来分析收集到的结果，并报告当前或有可能发生的故障。
以下将描述部署EPON系统中的三种常见问题，以及隔离这些问题的相关诊断工具。
损坏的网段
EPON诊断最常见的应用之一，即用它来方便地确定一个已部署网络中的问题网段。在本例中，一个分离器或光纤在部署期间完全损坏。通过一个简单的功率检查会发现，没有接收到从ONU 1和ONU 2发出的信号，因此运营商就能确定发生故障的网段并作更换，而对未连接到Splitter 1上的用户则不会产生任何不必要的系统当机时间。
误码率（BER）
用OLT诊断工具（功率测量）并结合ONU诊断工具给出的指示，运营商就可以定位损坏的光纤。第一个指示是从ONU 1收到的低功率。它表示下列问题之一：连接到ONU 1的光纤损坏，或ONU 1的收发器有故障。收到ONU 1的高误码率提示后，OLT向ONU 1发送一个查询，要求它检查ONU诊断工具的传输功率。ONU 1发回传输功率值作为响应。如果传输功率处于正常值范围内，则运营商可以确认并非是ONU收发器的故障问题并更换损坏的光纤。
违反ONU传输时序
下例是OLT诊断时序工具的另一个有效实现。由于某个ONU中配置了不正确的光参数，导致此终端传输数据偏差于特定时段之外。OLT诊断工具可以分析每个ONU与其所分配时段（图4）的偏差，为运营商准确地指出有问题的ONU。于是可以专门对这个ONU作校准，而无需再对系统内的其它ONU作纠错。
总结
前瞻性监控网络以及验证重要参数值是否处于正常运行范围内的能力非常关键。部署一个共享媒介架构（如EPON）时的主要挑战是网络诊断和问题隔离。PMC-Sierra的ONU设备中有虚拟示波器功能，它提供了一个便捷的系统集成工具，可以在一个复杂的光纤部署中快速确定有问题的网段。