Testowanie światłowodów KT 10G PON na żywo: Jak niestandardowy OTDR o długości fali 1650 nm zapewnił czysty wykres (trasę) po niepowodzeniu testu przy 1625 nm

Migawka

• Klient: KT Corporation, największy operator telekomunikacyjny w Korei Południowej; faza testów komercyjnych na dużą skalę w zakresie technologii 10G PON
• Sytuacja: Sieć 10G PON współistnieje ze starszą siecią GPON; to samo włókno przenosi sygnał w kierunku downstream o długości fali 1490 nm
• Główne wyzwanie: Standardowe testy OTDR w trybie rzeczywistym przy długości fali 1625 nm powodowały pojawianie się fałszywych zdarzeń na wykresie z powodu szumu Ramana i przesłuchu między filtrami, co uniemożliwiało wiarygodną lokalizację złączy, spawów i splitterów
• Produkt końcowy: Niestandardowy OTDR o długości fali 1650 nm (platforma 980EXP-B26), zintegrowany z zautomatyzowanym systemem monitorowania światłowodów firmy KT
• Wyniki: Brak przerw w działaniu podczas testów w warunkach rzeczywistych; zakres dynamiczny >37 dB; strefa martwa <1 m; pierwsza partia przeszła testy akceptacyjne KT za pierwszym podejściem

Kim jest klient

KT jest największym operatorem telekomunikacyjnym w Korei Południowej i przoduje w dziedzinie globalnych innowacji w zakresie sieci szerokopasmowych. KT prowadzi obecnie testy na dużą skalę technologii 10G PON nowej generacji, a jednocześnie jego działająca sieć światłowodowa obsługuje istniejące usługi GPON – sygnał w kierunku do użytkownika o długości fali 1490 nm jest już przesyłany tym światłowodem. Oznacza to, że wszelkie metody testowania w warunkach rzeczywistych muszą działać bez zakłócania świadczenia usług.

Punkt wyjścia i ograniczenia

Firma KT początkowo wykorzystywała standardowy w branży miernik OTDR o długości fali 1625 nm do oceny w czasie rzeczywistym, ale wyniki okazały się bezużyteczne: gdy światło sondy o długości fali 1625 nm i sygnał o długości fali 1490 nm przemieszczają się tym samym światłowodem, dochodzi do nakładania się rozpraszania wstecznego Rayleigha i resztkowego światła o długości fali 1490 nm. Ponadto szum ramanowski spowodowany niewielką odległością między pasmami spektralnymi wypełnia wykres fałszywymi zdarzeniami i wysokim poziomem szumu tła, uniemożliwiając niezawodną lokalizację złączy, spawów i portów rozgałęźników.

W związku z tym ograniczenia stały się bardzo jasne: długość fali testowej musi całkowicie omijać wszystkie pasma sygnałów generujących przychody; musi przenikać przez rozgałęźniki o współczynniku podziału do 1:64; oraz musi integrować się z istniejącym ekosystemem zautomatyzowanego monitorowania światłowodów firmy KT, a nie funkcjonować jako odizolowane urządzenie. Rozwiązaniem wybranym przez firmę KT była długość fali 1650 nm — przy tej długości fali można całkowicie odizolować sygnały o długościach 1490 nm, 1577 nm i 1270 nm. Jednak w tamtym czasie żaden gotowy do użycia miernik OTDR o długości fali 1650 nm nie spełniał zarówno wymaganego zakresu dynamicznego, jak i wytrzymałości w warunkach terenowych.

Specyfikacje i zakres

Wymagania klienta Rzeczywista realizacja

• Długość fali: całkowita izolacja od sygnałów o długościach 1490/1577/1270 nm; niestandardowy OTDR o długości fali 1650 nm z laserem o wąskiej szerokości linii
• Zakres dynamiczny: wynik porównawczy z najlepszymi urządzeniami o długości fali 1625 nm >37 dB
• Rozdzielczość zdarzeń: nadaje się do gęsto rozmieszczonych szaf ulicznych i okablowania budynków wielorodzinnych. Strefa martwa zdarzeń <1 m
• Testy w warunkach rzeczywistych: brak przerw w świadczeniu usług. Sprawdzono na działającym stanowisku testowym KT dla sieci 10G PON.
• Integracja: połączenie z automatycznym systemem monitorowania sieci światłowodowej firmy KT. Płynna integracja z platformą monitorującą firmy KT
• Bezpieczeństwo w terenie: Ochrona oczu klasy 1. Spełnia wymagania dotyczące użytkowania w terenie

Proces

Faza 1: Przełom inżynieryjny — sprawienie, by długość fali 1650 nm stała się “użyteczna“

W przypadku dłuższych długości fal rozpraszanie wsteczne Rayleigha jest nieco mniejsze, podczas gdy tłumienie światłowodu jest nieco większe, co bezpośrednio ogranicza zakres dynamiczny. Firma FirstFiber podjęła działania w trzech obszarach: opracowała źródło laserowe o wąskiej szerokości linii 1650 nm i wyjątkowej stabilności mocy wyjściowej, maksymalizując moc wyjściową przy zachowaniu bezpieczeństwa dla oczu klasy 1; dostosowała optyczny moduł wejściowy, łącząc fotodiodę lawinową o niskim poziomie szumów z wielostopniowymi wzmacniaczami w celu poprawy wykrywania słabych sygnałów po przejściu przez łącza rozgałęźników o wysokich stratach; oraz zastosowała autorskie algorytmy do tłumienia szumu koherentnego i artefaktów strefy martwej, zapewniając powtarzalność przebiegów i wyraźną rozdzielczość zdarzeń w scenariuszach gęstego okablowania.

Faza 2: Pierwsza dostawa — Zaliczenie testów akceptacyjnych przy pierwszej próbie

Po wielu miesiącach udoskonalania prototypów i testów laboratoryjnych pierwsza partia mierników OTDR o długości fali 1650 nm przeszła testy odbiorcze firmy KT za pierwszym podejściem.

Faza 3: Wdrożenie w terenie i dwie iteracje oparte na potrzebach klientów

Po wprowadzeniu urządzeń do działających środowisk testowych KT w warunkach miejskich, podmiejskich oraz w budynkach wielorodzinnych (MDU) w sieci 10G PON zweryfikowano kluczowe wskaźniki: brak przerw w świadczeniu usług podczas testów w warunkach rzeczywistych, strefa martwa zdarzeń 37 dB oraz integracja z zautomatyzowaną platformą monitorującą KT. Wykorzystanie w terenie ujawniło również dwie kwestie, które nie były widoczne w specyfikacji technicznej:

• Czytelność ekranu w świetle słonecznym: Gdy technicy pracowali przy szafkach ulicznych na zewnątrz w bezpośrednim świetle słonecznym, standardowe ekrany LCD były trudne do odczytania. Firma FirstFiber natychmiast zatwierdziła moduł wyświetlacza o wysokim kontraście i z powłoką przeciwodblaskową oraz doposażyła w niego wszystkie dostarczone urządzenia.
• Ograniczenie przepustowości testów spowodowane oprogramowaniem: zespoły operacyjne KT musiały testować setki włókien na jednej zmianie i chciały, aby kursor oprogramowania automatycznie przeskakiwał do pierwszego i ostatniego zdarzenia po zakończeniu pomiaru, co pozwoliłoby na natychmiastowy odczyt długości i strat bez konieczności ręcznego wyszukiwania. Zespół ds. algorytmów dostosował logikę wykrywania zdarzeń i wdrożył aktualizację oprogramowania sprzętowego. Funkcja automatycznego kursora skróciła czas trwania każdego pomiaru i znacznie poprawiła dzienną wydajność testów.

Wyniki

• Pierwsza partia niestandardowych testerów OTDR o długości fali 1650 nm przeszła testy odbiorcze firmy KT za pierwszym podejściem.
• W środowisku 10G PON działającym na żywo rozwiązanie umożliwiło przeprowadzenie testów na żywo bez żadnych przerw w świadczeniu usług, zapewniając czyste, wolne od zakłóceń przebiegi; technicy odnotowali znaczne skrócenie średniego czasu naprawy.
• Zakres dynamiczny >37 dB oraz strefa martwa <1 m spełniły wymagania dotyczące lokalizacji usterek w szafkach ulicznych o dużej gęstości oraz w okablowaniu budynków wielorodzinnych.
• Zarówno ekran z powłoką przeciwodblaskową, jak i aktualizacja oprogramowania sprzętowego odpowiedzialnego za automatyczne sterowanie kursorem powstały bezpośrednio w oparciu o opinie użytkowników przekazane firmie KT; zespół operacyjny KT był zadowolony z szybkości reakcji.
• W ramach projektu firma KT przeszła od nieudanej oceny technologii 1625 nm do sprawdzonej w praktyce, dostosowanej do potrzeb klienta platformy testowej działającej w paśmie 1650 nm. Te same podstawy techniczne można w przyszłości rozszerzyć na technologie NG-PON2, 25G PON oraz inne przyszłe scenariusze dostępu wykorzystujące wiele długości fal.

Granice i kolejne kroki

To studium przypadku jest skierowane do operatorów (lub klientów), w których sieciach współistnieją różne generacje technologii PON, którzy potrzebują lokalizacji uszkodzeń światłowodów bez przerywania świadczenia usług oraz którzy posiadają lub planują wdrożyć zautomatyzowany system monitorowania. Jeśli Twoim scenariuszem jest odbiór światłowodów nieużywanych, samodzielne testy laboratoryjne lub sytuacja, w której nie jest wymagana ścisła izolacja długości fali, standardowy przyrząd o długości fali 1625 nm może już wystarczyć i nie musisz ponosić dodatkowych kosztów związanych z niestandardową długością fali.

Aby dokładniej ocenić rozwiązanie dostosowane do indywidualnych potrzeb, nabywcy mogą przygotować następujące informacje: aktualny plan długości fal w sieci (wskazujący, jakie sygnały współistnieją w tym samym włóknie światłowodowym), docelowy współczynnik podziału, istniejące interfejsy platformy monitorującej oraz planowany harmonogram rozwoju sieci (NG-PON2 / 25G PON itp.).

Zobacz urządzenia OTDR firmy FirstFiber Technologies.