迎接 CWDM 新挑战
Marc Rondeau，光业务部门产品专家
Mario Simard，光业务部门高级产品经理
网络运营商需不断面对优化其网络现有基础设施以满足客户需求的挑战。带宽需求的激增迫使运营商采用创新且低成本的方式为客户提供更多服务，以便增加收益。事实证明，粗波分复用 (CWDM) 是一种经济有效的解决方案，该方案可充分利用现有基础设施。
CWDM 的重要性
寻找低成本的方法对现有基础设施增加带宽并非易事，遗憾的是，即使是 CATV 也和多业务运营商 (MSO) 一样无法避开这个现实。在多数情况下，光纤必须尽可能延伸到距客户较近的地方，以便分流节点能够满足住宅用户需求。在其他情况下（如企业需求），则无法通过扩展网络节点满足带宽需求，最简单的解决方案是使用专用波长满足带宽需求。为实现这一目标，成本最低的方法是使用 CWDM 通道，该技术可使用现有基础设施为客户接入提供更高带宽。
CWDM 网络部署有多种方式。最基本配置是基于一对光纤：其中一根光纤用于发送，而另一根用于接收。该配置可称为八通道系统，其中八个波长 (λ) 用于分插信息流—从 1470 nm 到 1610 nm，每个通道相隔 20 nm。
图 1 使用两根光纤的典型 FTTB CWDM 网络架构
可以使用以下几种方法。一种是在 O 波段应用 CWDM。另一种解决方案是使用上行和下行信息流的专用波长，所有这些信号均使用一根光纤，因此能够优化可用光纤数量。还有多种其他配置可用，例如，将无源光网络 (PON) 和 CWDM 结构相结合，也就是混合网络。
图 2 混合网络架构
采用 CWDM 作为提高最终客户带宽的方法同样会带来网络特性方面的挑战，在网络部署和维护测试过程的不同阶段都可能遇到此类挑战。
CWDM 测试
在构建或安装阶段，必须在前端到最终客户的光纤上执行测试，反之亦然。单端测试优势明显，原因是该方法可优化人力资源。此种情况的目标是全面表现链路特性，包括分插复用器 (OADM)，并验证直至客户最终连接的连续性。测试标准波长并无用处，因为 1310 nm 或 1550 nm 无法用于所有链路，复用器 (MUX) 会将其过滤或由于未在客户处分流而无法到达目标客户。
图 3：帧丢失测试
剩下的问题是如何全面验证从前端到最终客户的链路特性？答案是使用专门为 CWDM 应用设计的光时域反射仪 (OTDR)。CWDM OTDR 使用完整测试所需的波长，验证是否能够达到用户最终连接点且满足总损耗预算。它还能够确保所有的反射和熔接/连接器损耗均在指定的阈值内，并确定进行正确的分插处理。通过分析 OTDR 轨迹，技术人员可确保不存在由宏弯或其他任何故障导致的额外损耗。
图 4 典型 CWDM OTDR 曲线
在图 4 中，CWDM OTDR 曲线（黑色）表明在主光纤的 1470 nm、1490 nm、1550 nm 和 1570 nm 处共存在四处分插。灰色轨迹代表在各波长处执行的测试，在这里可以观察到从光分插复用器 (OADM) 到客户所在建筑物的光纤。
图 5 显示用户所在建筑物光纤末端的 1550 nm CWDM OTDR 曲线
在图 5 中，1550 nm CWDM OTDR 曲线对用户所在建筑物的光纤末端进行说明。 可在 1570 nm 处观察到分插（事件 2）。
OTDR 不仅能够提供链路的总损耗和光回损 (ORL)，还可指明和定位熔接和连接器，此外亦可确定宏弯或其他故障。请注意，用于执行此类测试的 OTDR 要求盲区很短，以区分接近的事件。同时必须有足够的动态范围(与精确的中心波长结合），以便穿越分插准确到达最终用户所在建筑物。标准 OTDR 在中心波长的最大容限为 20 nm，超出此容限会令此类单位对 CWDM 应用不可靠。
当网络运行时，添加新客户或现有客户遇到困难（维护和故障诊断）都会造成新的困难。在这种情况下，可使用两种方法：CWDM OTDR 或带外测试，都需要使用 CWDM 功率计。
CWDM 方法与带外方法的比较
CWDM OTDR 方法相对简单：服务开通前，在前端和用户所在建筑物使用 CWDM OTDR 测试链路（熔接、连接器、分插、额外损耗和总损耗）。然后在客户所在建筑物使用 CWDM 功率计（服务激活时）测试功率级别是否低于预算。但是，若功率级别超出预算，则进行 CWDM OTDR 测试可显示链路是否出现异常（在某些情况下，需要关闭前端传输系统）。
带外方法使用 1650 nm 带外 OTDR 与 CWDM 功率计。技术人员可在客户建筑物验证功率是否满足规范。若不符合规范，应执行 1650 nm 带外测试检测链路异常点。执行 1650 nm 带外测试的好处是，无需端口前端即可进行测试，而 1650 nm 可在 OADM 被过滤，因此不会影响网络的其他部分，从而防止发送和接收设备损坏。
图 6 使用 1650 nm 带外 OTDR 在客户所在建筑物进行测试
若在测试时检测到问题，首先要检测电气特性是否正常。因为如果用户所在建筑物丢失一个波长，技术人员便可以识别出该波长，然后在 CWDM 功率计中选择正确的波长。如果功率级别未达到规范，仅需要 OTDR 这一故障诊断工具。
此外，1650 nm 处带外测试可在不影响网络其他部分的情况下执行，这可令技术人员验证和排除链路最后一部分的故障（从 OADM 到最终客户）。
结论
使用 CWDM OTDR 可以解决构建和安装期间出现的 CWDM 测试困难。使用该工具可增强总物理链路（前端到用户所在建筑物）一致性的置信水平，大大降低物理基础设施在激活阶段发生故障的可能性，同时，由于可提前发现问题，因此无需求助其他工作组修复问题。
根据墨菲定律，问题总有一天会出现，预先准备总是好的。CWDM OTDR 或带外 OTDR 可与 CWDM 功率计组合成为一道坚固的防线。采用这些工具进行故障诊断可减少停机时间，从而帮助您达成最终目标（例如，保持并提升用户体验和服务质量）。 |