книги / Техническая эксплуатация систем телекоммуникаций

9

ронней компании, оператору остается лишь общий перечень эксплуатационных измерений:

•поверка заданных характеристик волокна методом измерения за-

тухания;

•поверка запаса по затуханию в заданной системе ВОСП;

•идентификация активности волокон.

Для проверки заданных характеристик по затуханию целесообразно использовать комплект по измерению затухания, состоящий из измерителя мощности и двухпортового лазерного источника сигнала.

Проверка запаса по затуханию в заданной системе ВОСП методом стрессового тестирования требует наличия аттенюатора.

Для идентификации активности волокон целесообразно использовать идентификатор.

Таким образом, в случае неполной эксплуатации ВОЛС набор оборудования контроля состояния волоконно-оптической линии передачи оказывается довольно простым и дешевым.

3.6. Эксплуатация многомодовых кабелей LAN

Общей особенностью эксплуатации всех LAN является их локальный характер. LAN строится на замкнутой территории одного предприятия, чаще – в пределах одного здания или его части. По этой причине, например, при прокладке многомодового кабеля LAN нет необходимости в организации разговорной связи по оптическому кабелю, поскольку такая связь находится в непосредственной близости от монтажника и т.д.

С точки зрения эксплуатации учет специфики требует не выделять для задач эксплуатации LAN на волоконно-оптическом кабеле отдельно группы полной или неполной эксплуатации, поскольку само понятие полной эксплуатации в приведенном выше значении этого слова представляется избыточным для LAN. Можно лишь выделить более дорогое решение и менее дорогое решение, которые будут эффективны в зависимости от размера самой LAN. Вероятнее всего для эксплуатации более дешевый вариант будет более предпочтительным, поскольку в противном случае затраты на эксплуатацию будут слишком высоки.

Решения в целом могут отличаться желанием оператора использовать или не использовать оптический рефлектометр для обнаружения неоднородностей в кабеле. В случае построения LAN разветвленной топологии с большими длинами кабелей использование рефлектометра может оказаться целесообразным. В случае малых длин (например, LAN в пределах одного этажа) функции рефлектометрии можно с успехом заменить визуальной дефектоскопией.

10

Таким образом, можно выделить два типовых решения по эксплуатации ВОЛС LAN: для LAN большой протяженности и для LAN местного значения.

LAN большой протяженности. В этом случае, как было показано выше, становится целесообразным включить в решение рефлектометр для обнаружения повреждений в кабеле. Фактически это приводит к дублированию решения для прокладки LAN. Действительно, использование рефлектометра в этом случае обосновано, также как и сварочного аппарата.

Соответственно с описанной спецификой измерения ВОЛС для LAN будут включать в себя:

1)рефлектометрию для обнаружения неоднородностей, контроля тракта или участков тракта ВОЛС;

2)сварку волокон;

3)измерение затухания;

4)анализ коннекторов и оптических интерфейсов;

5)группу монтажных операций с кабелем.

LAN местного значения. В случае эксплуатации LAN местного значения необходимость рефлектометра отпадает. Сама спецификация измерений становится довольно простой. Для эксплуатации кабеля малой LAN при появлении какой-либо проблемы в сети целесообразно иметь средства контроля наличия оптической мощности в кабеле и прозрачности участка кабеля LAN. Решить эту задачу можно с использованием дешевого комплекта из источника сигнала и измерителя мощности для многомодового кабеля. Второй задачей диагностики кабелей местного значения является диагностика коннекторов и оптических интерфейсов. Для этого целесообразно использовать простой визуальный дефектоскоп. В случае если обнаруживается неисправность на участке кабеля, а визуальный дефектоскоп не показывает дефекта в коннекторе, участок LAN местного значения просто заменяется. Таким образом, нет необходимости ни в рефлектометре для обнаружения точки повреждения кабеля, ни в сварочном аппарате для решения проблемы.

3.7. Эксплуатация кабелей CATV

Как было показано выше, прокладка, а, следовательно, и эксплуатация сетей кабельного телевидения на волоконно-оптических кабелях представляет собой модифицированное решение для эксплуатации кабелей средней протяженности с учетом специфики измерений затухания в сетях CATV. По этой причине все, что было описано как технология эксплуатации кабелей средней протяженности, применимо для сетей CATV. Аналогично для формирования типовых решений для эксплуатации кабелей

11

CATV существенны два типа технических решений: решения по полной

инеполной эксплуатации ВОЛС.

3.8.Инсталляция и эксплуатация систем передачи WDM/DWDM

Перспективы развития технологии WDM. Одной из перспектив-

ных технологий систем передачи с использованием ВОЛС является технология WDM. Эта технология становится актуальной, когда оператор заинтересован в расширении скорости передачи своих сетей SONET/SDH. Если

всети не хватает оптических волокон, то для увеличения полосы пропускания целесообразно использовать несколько длин волн в одном волокне. Переходя к технологии WDM, владельцы сетей сразу получают систему на 32 оптических канала с планируемым увеличением ее емкости до 128 каналов в будущем. Частотный интервал между каналами первоначально составляет 100 ГГц (0,8 нм), но при модернизации системы уменьшится до 50 ГГц (0,4 нм). Более того, система может быть двунаправленной, например 16 каналов передают сигнал в одном направлении и еще 16 каналов –

впротивоположном направлении.

Внастоящее время используют скорости передачи 2,5 Гбит/с. Реализовав переход к системам WDM, компании получат сети со скоростями до 10 Гбит/с и, вполне очевидно, что с удешевлением подобного оборудования, станет возможным дальнейший рост скорости передачи до 40 Гбит/с. Такая сеть имеет топологию по схеме «точка-точка» – отдельная линия связи протяженностью 180 км с оптическим усилителем, расположенным примерно через 90 км. Отметим, что волокно, которое будет использоваться для этих целей, было проложено в начале 90-х годов и никогда тщательно не тестировалось на пригодность к современным потребностям.

Таким образом, без предварительного обследования сети не возможно осуществить эффективный ввод в эксплуатацию и саму эксплуатацию системы WDM. Заказчик заранее должен знать, обладает ли оптический канал связи необходимыми характеристиками для осуществления передачи на новых длинах волн.

По перечисленным причинам на современном этапе измерения

всистемах WDM представляют собой группу квалификационных испытаний ВОЛС. Эта группа измерений соответствует инсталляционным измерениям и ориентирована на операторов, которые в настоящее время собираются разворачивать опытные зоны WDM.

Собственно эксплуатационные измерения пока не могут рассматриваться в достаточной степени детально, поскольку сам опыт эксплуатации

вполевых условиях технологии WDM не позволяет создавать эффективные типовые решения, для этого технология WDM еще слишком молода.

12

Ниже в настоящем разделе рассматриваются основные измерения для групп инсталляции WDM и приводятся соответствующие типовые решения для таких групп.

Спецификация измерений для опытного внедрения технологии

WDM. В большинстве случаев квалификационные испытания линии связи будут проводиться на центральном узле или в других помещениях. Площади для размещения тестового оборудования могут варьироваться от достаточной до весьма ограниченной. В рассматриваемом конкретном случае компания располагает небольшим участком в подсобном помещении, расположенном недалеко от центрального офиса. Это одна из причин, по которым переносные приборы необходимы уже на начальных этапах проведения.

Для квалификационных измерений оптической линии связи предлагается проведение следующих измерений:

•измерение потерь;

•анализ оптических потерь на отражение ORL;

•измерение поляризационно-модовой дисперсии PMD;

•измерение хроматической дисперсии;

•измерение нелинейных эффектов.

Так как линия связи в существующей сети уже работает, то тестировать ее целостность необязательно. Однако обследовать линию связи необходимо. Если есть возможность провести измерения при отключении системы связи, то следует ею воспользоваться для проведения контрольных измерений в полном объеме.

Рассмотрим все перечисленные измерения.

1. Анализ профиля линии. Общую характеристику линии связи определяют с помощью рефлектометра. Целесообразно провести измерения на трех длинах волн – 1310 нм, 1550 нм и 1625 нм. Рефлектометр присоединяют к выходному кабелю. Устанавливают параметры рефлектометра в режиме «Эксперт» или используют автоматический режим измерений рефлектометра. После того как измерение проведено в одном направлении, оператор на другом конце линии может приступить к такому же измерению в обратном направлении. Затем с помощью программы выполняют двунаправленный анализ линии связи. Двунаправленный анализ с помощью рефлектометра полезен для определения характера потерь в некоторых случаях, когда потери зависят от направления распространения оптического сигнала.

2. Измерение потерь. Измерение потерь выполняется по схеме, представленной выше. Для измерений используют модуль тестирования рефлектометра или многофункциональный анализатор потерь (целесообразно провести измерения на длинах волн 1550 нм и 1625 нм).

13

3.Измерение оптических потерь на отражение ORL. С помощью измерителя ORL производят мониторинг уровня оптических потерь на отражение. Определение этой величины является важным по той причине, что высокий уровень оптических потерь на отражение может приводить

кнестабильности источника излучения или к большому относительному уровню ошибок BER приемника. Прибор подсоединяют к выходному оптическому кабелю и проводят измерения на рабочих длинах волн системы. Для диапазона длин волн канального плана ITU при измерении используют длину волны 1550 нм.

4.Измерение поляризационно-модовой дисперсии PMD. Хотя по-

ляризационно-модовая дисперсия считается сложным явлением, ее измерение легко провести с помощью анализатора PMD. От значения величины PMD существенно зависит максимально допустимая скорость передачи в линии связи. Источник поляризованного излучения (1550 нм) присоединяют к дальнему концу линии, а анализатор PMD устанавливают на ближнем ее конце. Между ними не требуется никакой дополнительной связи, но перед проведением измерений источник излучения должен быть включен. При этом необходимо убедиться в том, что мощность излучения на входе измерителя PMD достаточна. Для определения коэффициента PMD необходимо ввести значение оптической длины линии, которое было измерено с помощью рефлектометра. Оператор может выбрать конфигурацию измеряемой линии вручную или использовать автоматический режим измерения; более надежные значения получают, задавая точный диапазон измерений.

5.Анализ нелинейных эффектов. Эти явления становятся суще-

ственными при использовании большого числа длин волн в линии связи. Для измерения эффекта четырехволнового смешения (наиболее важное нелинейное явление) используют два источника – перестраиваемый лазер и лазер с фиксированной длиной волны совместно со спектральным анализатором OSA. Источники излучения подключают на дальнем конце линии связи с помощью оптического разветвителя с контролером поляризации; анализатор спектра OSA подключают к ближнему концу линии связи. В ходе тестовых измерений два идентичных источника поляризованного света равной мощности настраивают так, чтобы их длины волн были как можно ближе друг к другу. При некотором расстоянии по длине волны обоих источников в спектре на ближнем конце линии появятся два дополнительных пика, обусловленные проявлением нелинейного эффекта. Мощность дополнительных пиков и расстояние между ними указывают на качество линии связи. В том случае, если мощность пиков или интервал между ними велики, могут быть проблемы при установке системы WDM с 128 длинами волн при частотном интервале между каналами 50 ГГц.

14

3.9. Сертификация и калибровка оборудования для ВОСП

Все приборы должны через определенное время проходить процесс поверки и калибровки. Калибровка и поверка приборов и подтверждение их соответствия заявленным техническим спецификациям очень важны для определения соответствия приборов требуемым сегодня стандартам качества, таким как IS0-9000 и ISO/IEC 17025.

Система калибровки помогает пользователям держать их приборы в соответствующей рабочей кондиции. Система поверки и калибровки позволяет производить все необходимые операции по поверке и калибровке измерительных приборов для ВОЛС. Эта мощная система позволяет калибровать и поверять оптические тестеры, источники излучения, аттенюаторы и оптические рефлектометры так часто, как это необходимо, сокращает время вынужденного простоя оборудования, таким образом снижая расходы.

Система относится к классу «контролепригодных» в соответствии со стандартами NIST. Система может быть сконфигурирована под задачи заказчика и может наращиваться в соответствии с его требованиями, начиная с базового варианта до наиболее сложного, позволяющего контролировать все необходимые параметры.

Система калибровки учитывает множество систематических и случайных источников возникновения ошибок для точного определения калибровочного коэффициента и вычисления общей погрешности.

Система управляется приложением программного обеспечения (ПО) для поверки и калибровки, которое эффективно, рационально и удобно для пользователя. ПО представляет пользователю пошаговые инструкции в текстовом и графическом формате. ПО позволяет контролировать всю процедуру измерений с начала и до конца в соответствии с параметрами измерений, выбранными пользователем. Системный подход снижает риск введения неверной информации и ошибок в отчетах, в то же время позволяет избежать дорогостоящих ошибок, обусловленных методом измерений.

В добавление к этому, ПО имеет времясберегающие возможности, значительно увеличивающие производительность системы, такие как тест «Проход/Сбой» и автоматическая система подсказок и рекомендаций для следующего прибора, проходящего тестирование.

Гибкость этого программного обеспечения в сочетании с модульным дизайном системы дает возможность пользователю быстро переконфигурировать систему в зависимости от выбранных им процедур тестирования и приборов.

ПО базируется на ОС Microsoft Windows. Все данные о тестируемых приборах сохраняются в базе данных. Вся полученная информация может

16

FiberVisor представляет собой стационарную систему наблюдения, обеспечивающую удаленную диагностику параметров ВОЛС. В основе системы лежит использование элементарных приборов на основе модулей типа системы 10-200. Тестовое оборудование подключается к сети через оптические переключатели. ТРИК FiberVisor обладает специальным программным обеспечением, возможностями дистанционного контроля, содержит возможности интеграции в геоинформационные системы, что позволяет гибко адаптировать систему к требованиям заказчика, сохраняя ее функциональности, а также быстро интегрировать FiberVisor в различные платформы TMN.

Система FiberVisor обеспечивает мониторинг параметров рабочей сети без нарушения ее связности и функционирования сети. Она обнаруживает неисправности и сообщает ремонтной бригаде, что именно и где произошло. Непрерывный контроль FiberVisor за сетью помогает обнаружить и предотвратить несанкционированный доступ к сети. Система позволяет максимально эффективно работать персоналу службы эксплуатации.

Принципы работы системы FiberVisor. Основные приборы систе-

мы FiberVisor – оптические рефлектометры. Основной принцип – постоянное сравнение текущих и эталонных рефлектограмм. Таким образом обнаруживаются различные проблемы и деградация оптического волокна, а также различные аномалии в передаче данных.

БДТ (блоки дистанционного тестирования) системы установлены в стратегических точках волоконно-оптической сети так, чтобы покрывать как можно большую ее часть (с тем, чтобы подобрать оптимальное количество необходимых блоков и снизить затраты на первоначальные вложения). Каждый БДТ состоит из мощного оптического рефлектометра и оптических переключателей, подключающих к нему отдельные волокна.

Мониторинг 24/7. Сбор данных с каждого волокна, подключенного к оптическому переключателю, происходит 24 часа в сутки 7 дней в неделю (предусмотрено, что может быть установлен любой график тестирования). Каждая снятая рефлектограмма сравнивается с эталонной, отражающей нормальное рабочее состояние данного волокна.

Верхний и нижний пороги потерь. При установке системы

FiberVisor для каждого волокна задаются верхний и нижний пороги потерь. При превышении этих порогов в рабочем режиме система автоматически посылает сигнал тревоги дежурному ремонтной бригады. Этот сигнал может также содержать дополнительную информацию – дату и время возникновения неисправности, оптическое расстояние до события, величину потерь, номер неисправного кабеля и волокна и т.д.

Центральный блок управления (ЦБУ). Сообщения о состоянии сети БДТ отсылают на центральный сервер – центральный блок управления (ЦБУ). ЦБУ сохраняет эту информацию в базе данных для дальнейшей

17

обработки. ЦБУ также обеспечивает пользователям, находящимся в любом месте, доступ к БДТ и к станциям контроля сети (СКС).

Преимущества FiberVisor.

1.Надежность сети становится сегодня решающим аргументом при выборе провайдера связи. Суммарные потери при простое канала могут достигать значительных сумм. Убытки в случае отключения на несколько часов 80-канальной линии сложно даже подсчитать. Но если используется система мониторинга, эти убытки можно по крайней мере минимизировать. В большинстве случаев инвестиции провайдера связи в СДТВ окупаются при первой же поломке кабеля.

2.Качество обслуживания. Повсеместное прекращение государственного регулирования услуг связи привело к возникновению высокой конкуренции и одновременно открыло новые возможности. Провайдеры телекоммуникационных услуг постепенно понимают, что высокое качество обслуживания помогает заключать и продлевать важнейшие контракты. И непрерывный мониторинг сети при этом является ключевым стратегическим преимуществом. Система FiberVisor позволяет проводить профилактическое обслуживание сети, что снижает количество неполадок и уменьшает среднее время простоя.

3.Безопасность сети. Постоянный мониторинг системы FiberVisor помогает пресечь деятельность хакеров. Каждый, кто пытается нелегально подключиться к наблюдаемому волокну, индуцирует потери в канале, ко-

торые тут же фиксируются рефлектометрами системы, сравниваются с эталонной рефлектограммой и заданными порогами потерь, после чего система немедленно подает сигнал тревоги, и хакера оперативно отключают от сети.

4.Профилактическое обслуживание. Для уменьшения времени про-

стоев исключительно важно профилактическое обслуживание. FiberVisor отслеживает даже небольшие изменения характеристик волокна. Информация от FiberVisor позволяет персоналу устранять небольшие неполадки сразу, не допуская их превращения в большие проблемы.

5.Эффективность работы персонала. FiberVisor позволяет квали-

фицированному персоналу быстро локализовать и устранять неисправности, не тратя время на долгий поиск по многим километрам кабеля. В случае неожиданного перебоя в работе сети, профиль коэффициента затухания магистрали может быть получен прямо в центре технического обслуживания.

Ключевые особенности FiberVisor.

Система FiberVisor обладает продуманной открытой архитектурой, дающей простой доступ к информации о волокнах и кабелях, картографическим данным.

18

1.Точное обнаружение и локализация неисправности. Система FiberVisor не только определяет поврежденное волокно. Профессиональные средства картографии в FiberVisor точно показывают местоположение неисправности на географической карте, переводя оптическое расстояние (измеренное рефлектометром) в физическое. Это значительно уменьшает время поиска неисправности, позволяя ближайшей ремонтной бригаде направляться прямо к месту аварии.

2.Встроенный графический пользовательский интерфейс. FiberVisor имеет собственный графический пользовательский интерфейс, экран

икнопки управления. Чтобы конфигурировать БДТ на месте, не требуется никакого дополнительного оборудования. Чтобы управлять БДТ (иметь доступ к его клавиатуре, мыши и экрану) как на месте, так и с СКС, необходимо просто указать имя пользователя и пароль. Это значительное преимущество при тестировании отдельных волокон по требованию клиента (on demand), конфигурировании одного или нескольких БДТ и т.д.

3.Управление сигналами тревоги. Сигнал тревоги от БДТ автомати-

чески посылается на ЦБУ, который заносит его в базу данных и направляет вызов технической бригаде. В сообщение вызова также включена информация о положении неисправности, определенном с помощью встроенной геоинформационной системы (ГИС). Сигнал тревоги передается на пэйджер, e-mail или мобильный телефон (PCS/GSM) в соответствии со списком рассылки.

4.ГИС-ориентированный пользовательский интерфейс. Профессио-

нальная ГИС обеспечивает FiberVisor точной картографической информацией о волоконно-оптической сети. Она позволяет пользоваться GPS и содержит полную картографию инфраструктуры. Картографическая информация может включать общее состояние сети, идентификацию кабелей

иволокон, текст оповещения о тревоге, статистику, местоположения БДТ, точки доступа (люки, смотровые отверстия), центральные офисы, СКСы, серверы и т.д.

5.Профилактическое обслуживание. Для целей профилактического

обслуживания FiberVisor выдает полную статистическую информацию о линиях связи. Обслуживающий персонал получает возможность обнаруживать небольшие неисправности, потери на стыках, проблематичные коннекторы до того, как появится сигнал о превышении уровня битовых ошибок, и даже до того, как потери сигнала достигнут критического порога.

6.Работа с кабелями и данными. Связь с базой данных SOL позво-

ляет системе FiberVisor вести обширную документацию по кабелям и хранить большое количество рефлектограмм. Вся дополнительная информация доступна с помощью поиска в SQL или приложений базы данных.

7.Масштабируемость. Система FiberVisor имеет модульную архитектуру и может наращиваться вместе с сетью. FiberVisor готова к совер-