Интенсивное развитие современных телекоммуникационных сетей и необходимость обеспечения их безотказной работы требует обеспечения централизованного документирования и контроля сетевого кабельного хозяйства с возможностью прогнозирования и минимизации времени устранения неисправностей, возникающих в волоконно-оптических линиях связи. Выполнение данных условий возможно с помощью автоматизированныхсистем администрирования волоконно-оптических кабелей, включающих систему удалённого контроля оптических волокон (RemoteFiberTestSystem–RFTS), программу привязки топологии сети к географической карте местности, а также базы данных оптических компонентов, критериев и результатов контроля. При этом аппаратные средства сосредоточены в RTFS, являющейся ядром всей системы. Остальные составные компоненты системы являются программными средствами ввода, хранения, обработки и отображения. Система RFTS позволяет проводить непрерывный мониторинг оптических волокон и в случае неполадок выдавать управляющему работой ВОЛП оператору необходимую информацию. Также возможно прогнозирование состояния оптических волокон и оптического кабеля в целом. Главной целью использования RFTS является повышение коэффициента готовности телекоммуникационных систем за счёт минимизации времени устранения неисправности ВОЛП и прогнозирования её состояния . Независимо от метода контроля оптических волокон, система должна обеспечивать:
- дистанционный автоматический контроль пассивных и активных оптических волокон кабелей;
- документирование волоконно-оптического кабельного хозяйства;
- автоматическое обнаружение неисправности ВОЛП с указанием её точного местоположения на основе сравнения текущих и эталонных результатов измерения параметров ВОЛП;
- проведение измерений параметров оптических волокон в ручном режиме по запросу оператора системы;
- различные способы оповещения персонала о повреждении оптических кабелей (визуальная и звуковая сигнализация, автоматическая рассылка сообщений на пейджер, по заданным адресам электронной почты, по факсу);
- автоматический анализ изменения параметров оптических волокон во времени на основе накапливаемых в процессе мониторинга данных;
- удалённый доступ к системе по различным каналам связи с использованием портативного компьютера или рефлектометра со специальной функцией удалённого доступа, для обеспечения функции управления процессом инсталляции ВОК;
- совместимость с форматом хранения рефлектограмм, для обеспечения возможности загрузки в систему данных измерений, произведённых на сети с помощью рефлектометров различных фирм производителей;
- возможность интеграции в общую сеть управления телекоммуникациями (TMN) сети связи оператора.
Дистанционный контроль оптических волокон выполняется оптическим импульсным рефлектометром, диагностирующим состояние волокна по обратному рассеянию световой волны при введении в волокно зондирующих импульсов. При этом системы позволяют производить мониторинг как свободных, так и занятых волокон.В первом случае выполняется мониторинг свободных резервных оптических волокон, по состоянию которых судят об исправности всего волоконно-оптического кабеля. Во втором случае проводится мониторинг оптических волокон, по которым передаётся трафик систем передачи. Для реализации данного метода тестирования используется рабочая длина волны рефлектометра, отличная от рабочей длины волны систем передачи, а в схему сети мониторинга вводится ряд пассивных оптических компонентов для мультиплексирования и разделения информационных сигналов и сигналов рефлектометра.
Системы мониторинга служат для решения задач проектирования, строительства, инсталяции, эксплуатации и восстановления ВОЛП, обеспечивая:
- установление соответствия параметров системы регламентируемым нормам при строительстве, инсталяции, восстановлении;
- повышение достоверности и скорости контроля данных параметров при эксплуатации;
- сокращение времени локализации и идентификации отклонений контролируемых параметров по сравнению с традиционными способами контроля, что позволяет своевременно обнаружить факты отказа, вандализма, несанкционированного доступа и т.д.;
- прогнозирование возможных неисправностей сети, за счёт систематического накопления и анализа результатов контроля во времени;
- возможность проведения испытаний системы одним пользователем, что повышает эффективность обслуживания большой сетевой зоны при меньшем количестве персонала;
- сокращение парка и унификацию КИС, необходимых для обслуживания областей (доменов) сети, что устраняет проблемы, свойственные использованию разнотипного оборудования.
Особенно важен мониторинг для систем DWDM, которые очень чувствительны к дисперсии, перекрёстным помехам, смещению центральной длины волны и т.д. Для оперативного выявления отклонений важнейших характеристик от заданных, необходимо их непрерывно контролировать. Хорошая система мониторинга активных волокон постоянно выдаёт как текущие значения основных характеристик, так и статистическую информацию о состоянии системы. Кроме мониторинга активных волокон, также можно использовать специально выделенный контрольный оптический канал OSC (OpticalSupervisoryChannel), с помощью которого ведётся постоянное наблюдение за работой системы и эффективностью передачи данных, выявляются различные неполадки, потери мощности и другие нарушения целостности сигнала. Канал OSC позволяет производить все необходимые тесты непрерывно и без отключения каналов. Чтобы гарантировать целостность данного канала, по которому могут передаваться сигналы управления, длину волны для него выбирают вне рабочего диапазона усилителей EDFA. Для тестирования с помощью канала OSC не требуется специального тестового оборудования, а используется только оборудование, необходимое для измерения выбранных характеристик. Для мониторинга потерь в соединителях и местах сварки волокон можно использовать измеритель мощности, а лучше оптический рефлектометр OTDR, который позволяет обнаружить некоторые проблемы в оптическом волокне до их проявления. Определённые дефекты натяжения волокна легче определяются на длине волны канала OSC, а не в рабочем диапазоне усилителя EDFA. Мониторинг энергетического потенциала системы связи ведут с помощью перестраиваемого аттенюатора и тестера оптических потерь. Универсальным прибором для контроля параметров DWDM является анализатор оптического спектра (OSA), с помощью которого не только фиксируется отклонение оптических параметров, спектральные изменения каналов, подверженных деградации, но и полное исследование возникших проблем.
Основные методы тестирования оптического волокна:
- метод одновременного тестирования оптических волокон в многоточечных сетях;
- метод разновременного тестирования оптических волокон в многоточечных сетях;
- тестирование по пассивным оптическим волокнам;
- тестирование по активным оптическим волокнам.
Одновременное тестирование оптического волокна в многоточечных сетях проходит в три этапа:
- Первый этап основан на имитации оптической сети с помощью OTDR и может быть использован для моделирования измерений, как на одноканальных, так и многоканальных сетях связи. В результате данного метода происходит сравнение результатов моделированных измерений, проводимых с помощью OTDR, и реальных измерений, а также дистанционная настройка и сохранение данных. Получается схема контролируемых участков сети с указанием точек данных рефлектограмм (RP), а также список отражательных и не отражательных событий (ERT).
- Второй этап проводится в условиях инсталляции, мониторинга или технического обслуживания сети. Также происходит сравнение текущей (CP) и опорной (RP) рефлектограмм.
- Третий этап позволяет получить значения затухания или ослабления отражения Френеля, а также отклонение значения ослабления на участке волокна.
Далее происходит выявление неисправности, оценка ложного ослабления, а также точность и ограничения метода.
Разновременное тестирование оптического волокна в многоточечных сетях:
Данный метод тестирования многоточечной сети, основан на классическом OTDR измерении соединения точка-точка сформированного соответствующей коммутацией оптических переключателей. Анализ, обработка, идентификация отклонений текущейрефлектограммы относительно эталонной производится OTDR в режиме дистанционного управления. Данный метод тестирования позволяет использовать все функции OTDR измерений, включая:
- Измерения потерь, отражений и расстояний;
- измерение ORL, управление маскированием измерений;
- автоматическое измерение с обнаружением порогов, полуавтоматическое измерение с маркерами, ручное измерение с курсорами;
- локализацию случаев нарушений соединений, отражений и обнаружение конца волокна;
- автоматическое обнаружение призрака.
Технические характеристики RFTS в этом случае определяются параметрами используемого OTDR, в частности, его динамическим диапазоном и разрешающей способностью, а организация собственно тестирования, зависит от того, проводится ли тестирование по пассивным или по активным волокнам.
Тестирование по пассивным оптическим волокнам:
Контроль оптического кабеля по пассивным оптическим волокнам основан на тестировании резервного волокна оптического кабеля при длине волны оптического луча трафика , независимой от длины волны тестирующего оптического излучения .
Тестирование по активным оптическим волокнам:
Метод контроля оптических кабелей по активным оптическим волокнам основано на использовании большого количества длин волн оптического излучения, распространяющегося по волокну, и предусматривающего применение мультиплексоров по длине волны – WDM. То есть одна длина волны может использоваться для тестирования волокна, а остальные – для передачи данных. Например, для увеличения ёмкости каналов передачи данных, часто используют длины волн и , а для контроля используют длину волны , отличающуюся от используемых для передачи данных и эффективно выделяемую на приёмной стороне линии связи. Для этого на передающей стороне ВОЛП вводятся WDM, объединяющие длину волны тестирующего излучения с длиной волны передачи данных сетевым оборудованием, а для исключения взаимного влияния процессов передачи данных и контроля оптического волокна в схему вводятся фильтры.
Использование автоматизированных систем администрирования ВОК позволяет обеспечить автоматическое обнаружение, точную локализацию и индикацию на географической карте возникшей неисправности ВОЛП, позволяя немедленно направить ремонтную бригаду для проведения восстановительных работ и минимизировать время устранения нарушений оптических кабелей. Компоненты системы имеют модульную конструкцию с широким спектром различных конфигураций и наборов интерфейсов, поэтому система мониторинга легко внедряется в любую телекоммуникационную сеть, наращивается и подстраивается под её текущие изменения. А благодаря её централизованности, гибкой наращиваемости и возможности конфигурирования, способствует повышению степени оперативности управления сложными и разветвлёнными ВОЛП, упрощает задачу документирования новых прокладываемых кабелей и изменения статуса уже существующих. Системы администрирования позволяют оптимизировать среднее время восстановления ВОЛП при отказе и способны идентифицировать неисправности ВОК, до того момента, когда они могут повлиять на качество связи, что немало важно во времена растущей конкуренции. Таким образом, система администрирования обеспечивает высокий уровень сервисного обслуживания волоконно-оптической сети связи, сохраняя инвестиции и способствуя повышению качества обслуживания конечных пользователей.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
- А. В. Листвин, В. Н. Листвин. Рефлектометрия оптических волокон — М.: ЛЕСАРарт, 2005. 208с.
- С. Е. Некрасов. Системы дистанционного мониторинга оптических кабелей. — Технологии и средства связи, 2000, №5, с. 28-32.
- Л. Радомиров, Ю. Г. Скопин, А.Б. Иванов. Методы и оборудование удаленного тестирования ВОЛС. Вестниксвязи, 5, 1998, стр. 64 — 72.[schema type=»book» name=»ОСОБЕННОСТИ РАЗВИТИЯ СОВРЕМЕННЫХ ВОЛП И ОСНОВНЫЕМЕТОДЫ МОНИТОРИНГА» description=»Цель: Изучить особенности развития современных ВОЛП основные методы мониторинга. Метод: Удалённого контроля оптических волокон. Результат: Сокращение времени на поиск неисправности и её точное место нахождения. Выводы: Благодаря системам мониторинга проводится тщательный контроль оптической сети на стадии планирования, строительства, инсталяции, эксплуатации и восстановления. Также система мониторинга служит для проведения профилактических работ, что немало важно при дальнейшей эксплуатации сети. » author=»Зуева Ирина Владимировна, Горлов Николай Ильич» publisher=»БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА» pubdate=»2017-02-01″ edition=»ЕВРАЗИЙСКИЙ СОЮЗ УЧЕНЫХ_26.09.15_10(18)» ebook=»yes» ]