Migawka
- Klient: Operator/kierownik krajowego strategicznego zapasowego kabla światłowodowego we Francji (nazwa nie została ujawniona na prośbę klienta)
- Skala projektu: 8 punktów pomiarowych; 96 włókien w każdym kablu; 12 urządzeń pomiarowych w każdym punkcie; łącznie 96 urządzeń
- Główne wyzwanie: Wgląd w czasie rzeczywistym w stan każdego włókna w celu zapobiegania uszkodzeniom; konstrukcja modułu OTDR dla każdego włókna byłaby zbyt kosztowna i powodowałaby nadmierne obciążenie laserów; sieci uplink w niektórych lokalizacjach były niestabilne, więc dane testowe nie mogły zostać przesłane do centrum kontroli
- Wdrożone rozwiązanie: OTDR + 8-kanałowy przełącznik optyczny do cyklicznego testowania poszczególnych włókien; jeden 8-kanałowy przełącznik optyczny wykonuje cykl testowania wszystkich 8 kanałów w ciągu 1 godziny; 12 urządzeń w każdej lokalizacji pracuje równolegle, obsługując łącznie 96 włókien; połączenie przewodowe oraz rezerwa 4G; lokalne buforowanie i retransmisja
- Najważniejsze wyniki: W ciągu 3 miesięcy zainstalowano i uruchomiono 96 urządzeń monitorujących; liczbę modułów OTDR zmniejszono do około jednej ósmej liczby przewidzianej w projekcie zakładającym jeden moduł OTDR na jedno włókno; dane są buforowane lokalnie podczas przerw w łączu w górę i ponownie przesyłane po przywróceniu łączności
- Związane z tym możliwości: Wybór urządzenia OTDR / 8-kanałowy przełącznik optyczny / strategia cykliczności / rezerwa 4G / oprogramowanie monitorujące / uruchomienie na miejscu
Kim jest klient
Klient jest operatorem/zarządcą strategicznego krajowego rezerwowego kabla światłowodowego we Francji i odpowiada za zapewnienie dostępności tego kabla w razie potrzeby. Projekt obejmuje 8 lokalizacji monitorujących, przy czym każdy kabel zawiera 96 włókien. Ponieważ dotyczy to strategicznej infrastruktury krajowej, klient stawia wysokie wymagania w zakresie dostępności, bezpieczeństwa oraz niezawodnego przesyłu danych.
Punkt wyjścia i ograniczenia
Pierwotnym zamysłem klienta było wyposażenie każdego włókna w moduł OTDR i testowanie każdego z nich w czasie rzeczywistym, tak aby natychmiast wykrywać uszkodzenia kabla lub degradację włókna. Kierunek był właściwy, ale przy skali obejmującej 8 punktów monitorowania i 96 włókien na kabel problemy były oczywiste:
- Gdyby każde włókno było wyposażone w moduł OTDR, liczba takich modułów oraz całkowity koszt byłyby bardzo wysokie;
- Klient wielokrotnie podkreślał znaczenie “czasu rzeczywistego”, jednak gdyby laser OTDR emitował impulsy w trybie ciągłym, miałoby to negatywny wpływ na obciążenie lasera i jego żywotność;
- Sygnały sieciowe w niektórych punktach monitorowania były niestabilne: sprzęt mógł pobierać dane testowe, ale nie był w stanie niezawodnie przesłać ich do centrum kontroli;
- Projekt wymagał zminimalizowania przerw w świadczeniu usług oraz dostosowania się do warunków zasilania na miejscu oraz warunków panujących w pomieszczeniu sprzętowym.
Wyraźne wymagania klienta były następujące: monitorowanie dostępności każdego włókna światłowodowego; lokalizowanie anomalii w poszczególnych odcinkach kabla; zapewnienie stabilnego przesyłu danych do centrum kontroli; kontrola kosztów; oraz zapewnienie, że sprzęt będzie dostosowany do warunków panujących w terenie.
Omówienie rozwiązania: Jasne zdefiniowanie pojęć “czas rzeczywisty” i “cykl”
Nie przedstawiliśmy oferty opartej bezpośrednio na zasadzie “jeden moduł OTDR na jedno włókno”. Zamiast tego najpierw przeprowadziliśmy trójstronne spotkanie z udziałem klienta, operatora i użytkownika końcowego, skupiając się na trzech kwestiach:
Po pierwsze, należy zastąpić moduły OTDR przeznaczone dla poszczególnych włókien kombinacją OTDR i 8-kanałowych przełączników optycznych.
Każda jednostka monitorująca jest wyposażona w 8-kanałowy przełącznik optyczny, który łączy po kolei 8 włókien z kanałem testowym OTDR zgodnie z ustaloną sekwencją. Każda stacja monitorująca wykorzystuje 12 jednostek, działających równolegle w celu objęcia zasięgiem 96 włókien. W ramach 8 stacji w projekcie wykorzystano łącznie 96 jednostek. W porównaniu z konstrukcją modułów OTDR dla pojedynczych włókien liczba modułów OTDR jest około osiem razy mniejsza, co znacznie obniża całkowity koszt.
Po drugie, termin “w czasie rzeczywistym” nie oznacza, że laser emituje impulsy w sposób ciągły.
To, co w branży zwykle określa się mianem monitorowania w czasie rzeczywistym, nie oznacza, że laser OTDR emituje impulsy nieprzerwanie przez całą dobę, 7 dni w tygodniu, lecz że wykonuje pełny cykl pomiarowy w uzgodnionym czasie. Definicja uzgodniona z klientem w ramach tego projektu brzmiała następująco: jeden 8-kanałowy przełącznik optyczny wykonuje cykl pracy wszystkich 8 kanałów w ciągu 1 godziny; 12 urządzeń w każdej lokalizacji pracuje równolegle, obsługując 96 włókien w danej lokalizacji. Pozwala to na terminowe wykrywanie zmian w dostępności, jednocześnie zmniejszając obciążenie termiczne lasera i wydłużając jego żywotność. Po uzgodnieniu z operatorem i użytkownikiem końcowym klient zgodził się przyjąć to podejście.
Po trzecie, należy zapewnić rezerwę 4G na wypadek niestabilności sieci w łączu w górę (uplink).
W niektórych punktach monitorowania sieć przewodowa działała niestabilnie: dane testowe można było uzyskać, ale nie dało się ich przesłać z powrotem do centrum kontroli. W ramach rozwiązania dodano moduły transmisji 4G, dzięki czemu łącza przewodowe i 4G wzajemnie się uzupełniają. W przypadku awarii sieci dane są buforowane lokalnie i automatycznie ponownie przesyłane po przywróceniu działania, co pozwala uniknąć luk w monitorowaniu w centrum kontroli.
Specyfikacje i zakres
| Wymagania klienta | Rzeczywista dostawa |
|---|---|
| Monitoruj dostępność każdego światłowodu | OTDR + 8-kanałowy przełącznik optyczny do cyklicznego testowania poszczególnych włókien; 12 urządzeń na lokalizację, obsługujących łącznie 96 włókien |
| “Monitorowanie ”w czasie rzeczywistym” | Jeden 8-kanałowy przełącznik optyczny wykonuje cykl pracy wszystkich 8 kanałów w ciągu 1 godziny; 12 urządzeń połączonych równolegle obsługuje 96 włókien w każdej lokalizacji |
| Obniżenie kosztów modułu OTDR | Każde 8 włókien korzysta z jednej jednostki monitorującej składającej się z OTDR i przełącznika optycznego; liczba modułów OTDR stanowi około jednej ósmej liczby przewidzianej w projekcie dla pojedynczego włókna |
| Stabilna transmisja danych do centrum kontroli | Rezerwa przewodowa i 4G; buforowanie lokalne i ponowne przesyłanie retransmisja po wznowieniu połączenia |
| Dostosowanie do warunków sieciowych panujących na miejscu | Automatyczne przełączanie na sieć 4G; stan połączenia widoczny w centrum kontroli |
| Termin dostawy | W ciągu 3 miesięcy zainstalowano i uruchomiono 96 urządzeń monitorujących |
| Zakres | Oferujemy urządzenia monitorujące, oprogramowanie, uruchomienie oraz szkolenia; nie zajmujemy się pracami budowlanymi, remontami pomieszczeń sprzętowych ani awaryjnymi naprawami kabli światłowodowych |
Proces
- Tygodnie 1–2: Określenie wymagań i obliczenie skali. Klient zaproponował “jeden moduł OTDR na światłowód do testowania w czasie rzeczywistym”. Przeprowadziliśmy obliczenia w oparciu o 8 lokalizacji × 96 włókien: projekt zakładający zastosowanie modułów OTDR dla każdego włókna wymagałby 768 modułów OTDR; dzięki zastosowaniu 8-kanałowych przełączników optycznych w projekcie wykorzystuje się 12 urządzeń na lokalizację i łącznie 96 urządzeń, co zmniejsza liczbę modułów OTDR do około jednej ósmej.
- Tygodnie 3–4: Uściślenie definicji pojęcia “czas rzeczywisty”.” W wyniku trójstronnej komunikacji między klientem, operatorem i użytkownikiem końcowym ustalono, że monitorowanie w czasie rzeczywistym będzie oparte na cyklicznym przełączaniu: jeden 8-kanałowy przełącznik optyczny realizuje cykl przełączania wszystkich 8 kanałów w ciągu 1 godziny; 12 urządzeń w każdej lokalizacji pracuje równolegle, obsługując łącznie 96 włókien; laser nie emituje wiązki w trybie ciągłym. Rozwiązanie zostało zatwierdzone po potwierdzeniu przez wszystkie trzy strony.
- Tygodnie 5–6: Rozwiązanie problemu przesyłu danych. W odpowiedzi na niestabilność sieci w niektórych lokalizacjach dodano moduły transmisji 4G jako zabezpieczenie sieci przewodowej; po stronie urządzeń wprowadzono mechanizmy lokalnego buforowania i retransmisji.
- Tygodnie 7–10: Dostawa i montaż. Zakończono konfigurację 96 urządzeń monitorujących, kalibrację 8-kanałowego przełącznika optycznego, ustawienia parametrów OTDR oraz testy łącza 4G.
- Tygodnie 11–12: Uruchomienie i odbiór na miejscu. W każdym z 8 obiektów sprawdzono wyniki testów pracy równoległej 12 urządzeń, przesyłanie sygnałów alarmowych, przełączanie na sieć 4G oraz funkcje retransmisji; przeprowadzono szkolenie dla personelu dyżurnego.
- Po przyjęciu: Centrum sterowania monitoruje stan łączy światłowodowych na podstawie wyników cyklicznych testów; w przypadku przerw w transmisji w kierunku do sieci dane nie są tracone i są ponownie przesyłane po przywróceniu łączności.
Wyniki
- W ciągu trzech miesięcy zainstalowano i uruchomiono 96 urządzeń monitorujących, obejmujących 8 punktów monitorowania po 12 urządzeń w każdym z nich.
- Jeden 8-kanałowy przełącznik optyczny realizuje cykl pracy wszystkich 8 kanałów w ciągu 1 godziny; 12 urządzeń w każdej lokalizacji pracuje równolegle, obsługując 96 włókien optycznych w danej lokalizacji.
- Dzięki wspólnemu wykorzystaniu możliwości testowania za pomocą OTDR poprzez 8-kanałowe przełączniki optyczne liczba modułów OTDR wynosi około jednej ósmej w porównaniu z konstrukcją opartą na jednym module OTDR na każde włókno, co znacznie obniża całkowity koszt w porównaniu z konstrukcją opartą na module na każde włókno.
- Unikanie ciągłego emitowania wiązki laserowej przez OTDR zmniejsza obciążenie lasera i sprzyja długotrwałej, stabilnej pracy.
- Dzięki połączeniu przewodowemu i rezerwowemu łączu 4G rozwiązano problem niemożności przesłania danych testowych do centrum kontroli w niektórych lokalizacjach; dane są buforowane lokalnie podczas przerw w działaniu sieci, a po przywróceniu łączności są ponownie przesyłane.
- Klient, operator i użytkownik końcowy potwierdzili przyjęcie zatwierdzonego rozwiązania oraz postępy w realizacji dostawy.
Granice i kolejne kroki
Projekt ten nie gwarantuje zapobiegania celowym uszkodzeniom ani uszkodzeniom spowodowanym pracami wykopowymi związanymi z budową; dotyczy on wyłącznie monitorowania dostępności światłowodów, testów cyklicznych oraz przesyłu danych. Nie zajmujemy się pracami budowlanymi, modernizacją pomieszczeń sprzętowych ani awaryjnymi naprawami kabli światłowodowych. Rozwiązanie to jest odpowiednie dla infrastruktury strategicznej, operatorów oraz użytkowników sieci prywatnych, którzy dysponują zapasowymi światłowodami lub monitorują zasoby światłowodowe, potrzebują okresowych pełnych testów kabli wieloświatłowodowych oraz borykają się z niestabilnością lokalnych sieci uplink.
W ramach kolejnych kroków klient powinien przygotować: tabele przydziału światłowodów, listę lokalizacji monitorowanych, informacje o zasilaniu i warunkach sieciowych w pomieszczeniach sprzętowych, procedury alarmowe w centrum kontroli oraz potwierdzenie, czy do celów monitorowania można wykorzystać światłowody rezerwowe. W przypadku projektów dotyczących obiektów o znaczeniu strategicznym dla kraju przed opublikowaniem studium przypadku należy ponownie potwierdzić zakres anonimizacji.
Zobacz urządzenia OTDR firmy FirstFiber Technologies.