Комплексное решение для оптических сетей связи от компании «Т8»

Объем данных, передаваемый по сетям связи, растет ежегодно на 20-30 процентов. Это следствие бурного технического прогресса и результат цифровой трансформации. Наилучшим образом эту задачу решает технология спектрального уплотнения (DWDM), она позволяет увеличить пропускную способность волоконно-оптических сетей в соответствии с ростом объемов трафика. Сегодня DWDM-оборудование применяется при проектировании городских и магистральных сетей, межсоединений ЦОД и сетей нового поколения 5G.
В создавшихся условиях стабильная работа сети в режиме 24/7 и быстрое устранение неполадок стали приоритетными, так как длительный простой инфраструктуры может привести к негативным последствиям для всех участников процесса. Это можно сравнить с простоем воздушных судов международных авиакомпаний, где важна каждая минута эксплуатации с соблюдением регламентных работ.

Компания Т8 занимается разработкой и производством телекоммуникационного DWDM-оборудования, а также инновационными решениями для оптических сетей связи. В статье приведена новая разработка Т8, которая позволяет контролировать состояние оптической инфраструктуры, предотвращать аварии на сети и сократить время простоя.
При эксплуатации магистральных сетей кабель может быть поврежден в любой момент: перерублен, разорван, пережат. Часто быстрая деградация волокна происходит из-за климатических условий. Некоторые повреждения можно определить невооруженным глазом. Например, когда волокно проложено по линиям электропередач. Но что делать, если разрыв произошел под водой или под землей? Прокладывать новое волокно или полностью вынимать старое, чтобы найти неисправность, — очень дорого. В этом случае оптимальным решением будет локализовать проблему и сварить разорванное волокно.
Если длина сети составляет десятки и сотни километров, то физически просмотреть каждый метр кабеля на предмет обрыва и определения места невозможно. Для этого используется портативный оптический рефлектометр (OTDR, Optical Time Domain Reflectometer) - прибор, который обнаруживает место повреждения, определяет качество сварки и соединительных разъёмов. На практике специальная бригада выезжает на узел связи, извлекает волокно из оборудования, подключает к нему портативный рефлектометр и запускает измерение. Таким образом, определяется факт и место обрыва волокна. С момента обнаружения повреждения волокна до устранения всех неполадок проходит от нескольких часов до нескольких дней. В этой ситуации дополнительное время тратится на то, чтобы бригада добралась до узла связи. А это, в свою очередь, ведет к увеличению времени простоя линии связи.
Недостатки портативного рефлектометра:
- не позволяет в режиме реального времени отследить все изменения, отсутствие быстродействия;
- отсутствует возможность сравнить текущую рефлектограмму с эталонной в автоматическом режиме;
- для проведения измерений требуется прервать весь трафик на определенной усилительной секции линии связи.
Рефлектометр компании Т8 - это средство мониторинга и инвентаризации линии связи. За счет того, что устройство ведет постоянное и непрерывное наблюдение за состоянием линии, есть возможность предотвратить аварию на сети. Например, на линии появился сильный изгиб волокна, что приводит к дополнительным оптическим потерям. Потери могут быть компенсированы оптическими усилителями, и линия продолжит функционирование. Однако, если это не исправить, со временем кабель в данном месте быстро деградирует, что приведет к неработоспособности линии. В случае аварии рефлектометр позволяет сократить время простоя на сети за счет синхронной работы оборудования передачи данных и мониторинга состояния инфраструктуры. Блок мониторинга оптической инфраструктуры (OTDR) устанавливается в шасси одновременно с DWDM-оборудованием и занимает один слот в шасси DWDM-платформы «Волга». Блок OTDR практически в режиме реального времени информирует оператора об изменениях оптических показателей сети и отображает локализацию всех событий, что позволяет вовремя провести необходимые технические регламентные работы.

ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ БЛОКА OTDR
Световой импульс на определенной длине волны «засвечивает» волокно. Для линий разной длины используются импульсы разной длительности — от 5 нс до 20 мкс. На коротких линиях измерения производятся при помощи коротких импульсов, на длинных, соответственно, длинными. Чем длиннее импульс, тем выше его мощность и тем длиннее трассу можно «засветить». Блок OTDR с определенным периодом отправляет зондирующие импульсы, затем измеряет интенсивность обратно рассеянного излучения как функцию времени. На основании полученных данных строится рефлектограмма, которая наглядно отображает состояние волокна. Возможны два режима сканирования:
- автоматический (назначается период опроса волокон, например, 1 раз каждые 15 минут);
- ручной (ручное управление рефлектометром и переключателем).
Один блок имеет возможность контролировать до 12 оптических волокон одновременно. Для удобства работы каждой линии можно дать свое название. Рефлектометр отслеживает во времени изменения погонного затухания и полных потерь. Это своеобразный анализ долговременных трендов, который потенциально может помочь предотвратить аварии.
Ключевые компоненты блок OTDR:
- процессор;
- модуль рефлектометра;
- оптический переключатель;
- мультиплексоры ввода/вывода сигнала.
При проектировании, строительстве линии связи и регламентных работах по вводу сети в эксплуатацию подбираются индивидуальные настройки блока (длина импульса, период опроса и др.). Специалисты снимают показания и сохраняют рефлектограмму, которая становится опорной (эталонной) для каждого из направлений. Блок OTDR ее запоминает и все последующие рефлектограммы алгоритмически сравнивает с опорной. Рефлектограмма и данные о полных потерях за длительный промежуток времени наглядны для оператора или инженера. По ним удобнее отслеживать состояние линии, чем по показателям оптических усилителей или транспондеров.

ФУНКЦИОНАЛ И ВОЗМОЖНОСТИ
Рефлектометр может распознавать 2 типа событий - неотражающий (плохая сварка или большой изгиб волокна) или отражающий (разъем, трещины, конец волокна). Конструкция блока предусматривает подключение к IP сети заказчика через Ethernet разъем на лицевой панели или через блок управления шасси «Волга». На одном устройстве можно сохранить более 100 000 рефлектограмм, также оператор может снять накопленные данные удаленно через сеть. Все показатели сети выводятся оператору в собственном веб-интерфейсе. Несомненным плюсом является одновременная визуализация рефлектограмм на интерфейсе компьютера - текущей и опорной.
Практические испытания по «темному» волокну, проведенные инженерами компании Т8 в условиях, приближенных к реальным, показали следующие результаты:
• Один блок «просвечивает» пролет сети в 130 км;
• Вывод предупреждений об обрыве — от 25 секунд до 3 минут (зависит от длины линии).

ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА
Компания Т8 запустила первую тестовую версию серверного компонента ПО системы мониторинга волокон, реализованную на отдельном внешнем сервере с веб-интерфейсом и возможностью доступа к нескольким блокам OTDR.
Состав системы мониторинга:
• Блоки рефлектометра;
• Блоки мультиплексора для вывода сигнала рефлектометра в конце линии;
• Серверного компонента ПО системы мониторинга.
Функционал серверного компонента ПО системы мониторинга:
• Управление всеми блоками системами мониторинга;
• Сбор данных со всех подключенных к ПО блоков OTDR;
• Возможность подключения через единый веб-интерфейс к любому блоку OTDR сети, изменения настроек и запуска измерения;
• Хранение журналов и рефлектограмм со всех устройств системы мониторинга;
Вышеуказанные возможности - это промежуточные результаты. Компания Т8 ведет работы над улучшением функционала программного обеспечения блока OTDR и расширением его возможностей.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Вопросы совершенствования оборудования и технологий мониторинга оптической сети в Т8 находятся в центре внимания. Оценка состояния оптических линий и своевременное диагностирование проблемы успешно решают главную задачу - обеспечение стабильной работы DWDM-сетей. Комплексные решения закрывают вопросы надежности, которые зависят не только от оборудования, но и от самой оптической инфраструктуры.
Разработанный компанией Т8 блок OTDR снижает время простоя трафика на сети, позволяет прогнозировать наступление событий, что является важнейшей задачей для стабильного функционирования единой телекоммуникационной сети России.

Елена БОГОЛЮБОВА