基于GPON技术的FTTH故障分析及处理[WU1]

基于GPON技术的FTTH故障分析及处理[WU1]

邵晓丽，黄,倩[WU2]

中国石油天然气股份有线公司长庆油田分公司数字化与信息中心，西安 710021

[摘 要]随着通信技术的飞速发展，GPON（Gigabit-Capable PON）网络凭借灵活的接入方式、强大的带宽和多种QOS保障等优势推动着PON传输网络的全面改革。本文从GPON基本原理和FTTP构架入手，整理归纳长庆石油小区基于GPON技术FTTH（Fiber to the Home ）应用中存在的问题，分析日常维护中常见问题的处理方法与方向，提出了流程规范化，以实现故障处理的标准化，缩短维护时间。

[关键词]GPON；FTTH；长庆油田

1、GPON和FTTH概念与原理

GPON（Gigabit-Capable Passive Optical Netwrok,千兆无源光网络）是一种采用点到多点拓扑结构的高带宽无源光网络接入技术，系统由局端的OLT设备（Optical Line Terminal，光线路端）、用户端的ONU设备（Optical Network Unit，光网络单元）以及传输测ODN设备（Optical Distribution Network，光分配网络）组成。GPON在下行传输方向（OLT到ONU）采用TDM广播方式、上行传输方向（ONU到OLT）采用TDMA（时分多址接入）方式，上下行传输一般采用WDM（Wave pision Multiplexing，波分复用）技术实现单纤、双向的上下行传输，上行传输使用1260nm~1360nm范围波长，速率为1.244Gbit/s,下行传输使用1480nm~1500nm波长范围，速率2.488Gbit/s。[1]此外，GPON系统可采用第三波长方式（1540nm~1560nm范围的波长）实现CATV电视业务的叠加承载，实现三网合一。

利用光纤实现网络数据、语音、电视三种业务的接入目的，主要由OLT、ODN、ONU三个硬件部分组成。

FTTH（Fiber to the Home）是光纤到户。通俗来讲，FTTH是指将光猫（ONU）安装在住户家庭或者企业办公桌面。FTTH组网方式的技术特点不仅提供更大的带宽传输速率，而且增强了通信网络对所传数据的格式、传输速率、使用波长和标准协议的透明性，放宽了相对传统通信网络环境条件和单独供电等各方面的要求，简化了网络维护和安装人力与经济成本[2]。

上图为长庆小区GPON+FTTH组网拓扑图，三网数据业务经过OLT、ODN、到ONU实现用户上网、电话、电视业务。

1.1 ONU概念

ONU作为用户终端设备俗称光猫，用于连接各种终端设备，实现与OLT之间的数据通信，并为每位用户根据需求提供不同的应用接口（计算机、电视、电话等），本文主要分析FTTH模式。

1.2 OLT概念

OLT是整个光网系统中的核心和主导部分，主要用来完成ONU设备的注册、管理、维护、现网的时钟同步以及协议转换、实现上级互联网络的通信功能；OLT集成了交换机和路由器功能，是一个多业务集成平台，提供面向无源光纤网络的PON接口。

1.3 ODN概念

ODN在光传输系统中定义为OLT—ONU的线路部分，包括光缆、光配托盘、及光分路器（Splitter）全部属于无源器件（不需要单独提供电源），是整个网络信号传输系统的载体。OLT到ONU之间的传输距离一般为10-20KM。

ODN网络的规划与设计必须根据用户实际分布情况的不同采取不同的的建设方案，其中分光方式有一级分光和多级分光两种方式（1：2，1:8,1:16,1:32）。就建设层次来看分为整小区全光覆盖模式与多点零散光电混合覆盖模式两种。随着FTTH不同接入方式和不同要求的大面积推广，ODN组网方式在城区集中小区建设中采用全覆盖模式，分散用户及农村住户采用光电混合覆盖模式[3]。

2、典型故障分析：

2.1平台不能发现ONU设备

（1）查看ONU的收光指标是否在正常值区间内。收光功率大小超过理论范围（-8dB到+28dB）都会导致无法自动发现所接入ONU设备。

（2）查看收光指标在正常范围，需要检查系统所使用的分光器是否正确接入。错误使用分光器也会造成平台无法发现所接入ONU设备。

（3）查看分光器接入正确，检查光路本身的传输质量是否达标（无明显台阶）。

（4）查看以上均正常，检查OLT、PON设备接口光模块物理连接。即使收光指标正常，如果光模块松动或光模块自身故障也会导致无法发现ONU设备。

（5）查看PON设备接口是否使能。

2.2 平台可以发现ONU设备，但是ONU设备上的LINK指示灯一直处于闪亮状态

这种情况通常是软件平台业务配置存在问题。当出现这种故障时，可以采取如下处里方法：

（1）查看ONU配置模板加载是否正确。主要检查在操作过程中对业务模板与线路模板是否做出正确选择。

（2）查看不同区域的VLAN配置ID号是否正确。查看内层VLAN ID号码与外层VLAN ID号码是否按照长庆小区最初总体VLAN ID规划表进行输入。

（3）确认VLAN ID不存在问题，查看VLAN ID是否已经添加至平台，此VLAN的属性和类型是否正确配置。

（4）查看上层设备的VLAN是否正确透传。

3、方法和流程

3.1 故障处里方法步骤及原则

（1）故障的判断原则

采用先用户端后局端；先光路后数据通道；先区分业务后判断原因；先用户数据后网络层。

（2）判断故障步骤

3.2根据故障现象初步定位故障位置及原因

（1）用户终端无法上网

ONU端口或者用户线路故障，OLT数据配置问题

（2）用户端单纯终端故障

ONU语音数据配置问题；OLT数据配置问题；语音网关宕机；软件版本问题

（3）用户端业务全阻

光缆中断；ONU未注册；上联出口业务中断。

（4）用户端单纯CATV终端故障

OLT数据配置问题；组播数据未添加

3.3通过ONU（光猫）设备端指示灯判断

（1）ONU设备POWER灯

常亮：电源供电正常

熄灭：第一步，检查电源连接是否正常；第二步，检查电源适配器是否匹配；第三步，如果电源正常、面板指示灯熄灭，更换ONU

（2）ONU设备LINK指示灯

常亮：PON端口链路状态正常

熄灭：检查光缆是否中断

（3）ONU设备AUTH注册指示灯

常亮：设备认证成功

熄灭：设备认证失败，第一步，检查OLT设备是否添加了该ONU；第二步，检查配置的ONU的SN码与ONU实际是否一致

（4） ONU设备VOIP指示灯

常亮：MG注册成功

熄灭：MG注册失败，第一步检查能否ping通ONU；第二步核实是否正确下发相关业务[4]。

3.4光缆线路的检查

根据GPON协议规定，OLT的光接收机光功率范围差值为15dB以内。如果光衰减超过动态范围，导致误码率上升，造成ONU掉线。

（1）使用光功率计分析检查光路情况：按照用户接入点，分纤盒、分路器等顺序，定位发生故障的光纤是否插好；光纤是否弯曲严重；手否有断线；接受光功率是否正常。

3.5光纤线路故障

（1）ONU频繁掉线故障，主要原因是ONU电压不稳定；光纤线路故障或者连接不规范；光路衰减过大或者过小；ONU故障。

（2）用户端不能上网故障

用户通过PPPoE拨号方式上网拨号失败，拨号时出现“错误678”等失败错误提示，无法获得IP地址信息。属于用户侧链路存在问题，数据配置错误，OLT上层设备配置问题。

用户可以通过PPPoE拨号方式获得正确的IP地址信息、仍然不能访问网页，属于DNS服务器故障。

用户可以正常访问网络，但是网络连接经常中断。判断为ONU到用户PC之间的线路故障

4推广应用成效

GPON+FTTH接入技术利用光纤通信作为媒介，有效提高了用户的网络使用带宽与上网速率，符合工信部提高带宽降低资费的政策要求，能够达成各种不同业务不同用户使用体验效果[5]。

5结束语

GPON+FTTH已经在石油小区大面积进行了推广，在工程施工和故障维修过程中，不断发现问题解决问题，维护人员通过查寻各种相关资料，总结实际维护经验，提炼出有效的维护思路和维护方法，形成了标准化的作业流程并加以推广和改进，在实际应用中较大程度上缩短故障处里时间，提高了装机和维护效率，将用户的满意度和体验感提升到了新的高度。

参考文献：

[1]吴金涛.GPON技术在宽带接入中的常用场景研究[J].中国新通信,2019(05):76.

[2]孙正凯,严林波.FTTH在互联网通信技术中的应用[J].科技创新与应用,2019(09):167-168.

[3]郑发强,吴宏伟.GPON技术在FTTH建设中地应用[J].西部广播电视,2019(04):199.

[4]王霞.互联网宽带接入技术及其工程实践研究[J].电子制作,2020(09):74-75.

[5]刘铁力.10G PON技术的研究及方案的实现[J].无线互联科技.2019(04):22-24.

[WU1]重新做图：文字放大清晰。第二个图组合

[WU2]错字、别字存在；参考文献不少于5条 要有具体页码，并在文中对应位置上标序号