Rede Estratégica Nacional de Reserva de Fibra Ótica da França: 96 unidades de monitorização com comutadores óticos de 8 canais distribuídas por 8 locais, entregues em 3 meses

Visão geral

• Cliente: Operador/gestor de um cabo de fibra ótica de reserva estratégico a nível nacional em França (nome não divulgado a pedido do cliente)
• Dimensão do projeto: 8 locais de monitorização; 96 fibras por cabo; 12 unidades de monitorização por local; 96 unidades no total
• Desafio principal: Visibilidade em tempo real da disponibilidade de cada fibra para prevenir danos; um módulo OTDR concebido para cada fibra seria demasiado dispendioso e colocaria uma carga excessiva nos lasers; as redes de uplink em alguns locais eram instáveis, pelo que os dados dos testes não podiam ser enviados para a sala de controlo
• Solução entregue: OTDR + comutador ótico de 8 canais para ciclagem fibra a fibra; um comutador ótico de 8 canais conclui a ciclagem dos seus 8 canais no prazo de 1 hora; 12 unidades por local funcionam em paralelo para cobrir 96 fibras; ligação por cabo e backup 4G; armazenamento em cache local e retransmissão
• Principais resultados: 96 unidades de monitorização instaladas e colocadas em funcionamento no prazo de 3 meses; o número de módulos OTDR foi reduzido para cerca de um oitavo do previsto no projeto de um OTDR por fibra; os dados são armazenados em cache localmente durante as interrupções da ligação ascendente e retransmitidos após a recuperação
• Tecnologias envolvidas: Seleção do OTDR / comutador ótico de 8 canais / estratégia de ciclagem / backup 4G / software de monitorização / colocação em serviço no local

Quem é o cliente

O cliente é o operador/gestor de um cabo de fibra ótica de reserva estratégico a nível nacional em França, responsável por garantir que o cabo de reserva permaneça disponível sempre que necessário. O projeto abrange 8 locais de monitorização, com 96 fibras por cabo. Uma vez que se trata de uma infraestrutura estratégica nacional, o cliente tem requisitos elevados em termos de disponibilidade, segurança e transporte fiável de dados.

Ponto de partida e restrições

A ideia inicial do cliente era equipar cada fibra com um módulo OTDR e testar todas as fibras em tempo real, para que fosse possível detetar imediatamente eventuais danos no cabo ou degradação do desempenho. A orientação estava correta, mas, numa escala de 8 locais de monitorização e 96 fibras por cabo, os problemas eram evidentes:

• Se cada fibra estivesse equipada com um módulo OTDR, o número de módulos OTDR e o custo total seriam muito elevados;
• O cliente insistiu repetidamente na expressão “em tempo real”, mas se o laser do OTDR emitisse impulsos de forma contínua, a carga do laser e a sua vida útil seriam afetadas;
• Os sinais de rede em alguns pontos de monitorização estavam instáveis: o equipamento conseguia obter dados de teste, mas não conseguia enviá-los de forma fiável para a sala de controlo;
• O projeto exigiu minimizar a interrupção do serviço e adaptar-se às condições de alimentação elétrica no local e às condições da sala de equipamentos.

Os requisitos explícitos do cliente eram: monitorizar a disponibilidade de cada fibra; localizar anomalias numa secção do cabo; garantir um backhaul de dados estável para a sala de controlo; controlar os custos; e garantir que o equipamento se adapta ao ambiente do local.

Discussão da solução: Definir claramente os conceitos de “tempo real” e “ciclo”

Não apresentámos um orçamento diretamente com base no princípio de “um módulo OTDR por fibra”. Em vez disso, realizámos primeiro uma reunião de confirmação tripartida com o cliente, o operador e o utilizador final, centrando-nos em três pontos:

Em primeiro lugar, substitua os módulos OTDR por fibra individual por OTDR + comutadores óticos de 8 canais.
Cada unidade de monitorização está equipada com um comutador ótico de 8 canais, que liga 8 fibras, uma a uma, ao canal de teste do OTDR numa sequência pré-definida. Cada local de monitorização utiliza 12 unidades, que funcionam em paralelo para cobrir 96 fibras. Ao longo de 8 locais, o projeto utiliza 96 unidades no total. Em comparação com um projeto de módulos OTDR por fibra, o número de módulos OTDR é de cerca de um oitavo, reduzindo significativamente o custo global.

Em segundo lugar, “em tempo real” não significa que o laser emita impulsos de forma contínua.
O que o setor costuma designar por «monitorização em tempo real» não consiste num laser OTDR a emitir continuamente 24 horas por dia, 7 dias por semana, mas sim na conclusão de um ciclo completo dentro de um período acordado. A definição acordada com o cliente para este projeto foi a seguinte: um comutador ótico de 8 canais completa o ciclo dos seus 8 canais no prazo de 1 hora; 12 unidades por local trabalham em paralelo para cobrir as 96 fibras do local. Isto permite detetar alterações na disponibilidade de forma atempada, reduzindo simultaneamente a carga térmica do laser e prolongando a vida útil do equipamento. Após confirmação com o operador e o utilizador final, o cliente concordou em adotar esta abordagem.

Em terceiro lugar, adicionar um sistema de reserva 4G para redes de uplink instáveis.
Em alguns pontos de monitorização, a rede com fios era instável: era possível obter dados de teste, mas não os transmitir de volta para a sala de controlo. A solução consistiu na instalação de módulos de transmissão 4G, de modo a que as ligações com fios e 4G servissem de apoio mútuo. Durante uma falha de rede, os dados são armazenados em cache localmente e retransmitidos automaticamente após a recuperação, evitando assim pontos cegos na sala de controlo.

Especificações e Âmbito

Processo

• Semanas 1–2: Esclarecimento dos requisitos e cálculo da escala. O cliente propôs “um módulo OTDR por fibra para testes em tempo real”. Fizemos os cálculos com base em 8 locais × 96 fibras: uma configuração com um OTDR por fibra exigiria 768 módulos OTDR; com comutadores óticos de 8 canais, o projeto utiliza 12 unidades por local e 96 unidades no total, reduzindo o número de módulos OTDR para cerca de um oitavo.
• Semanas 3–4: Confirmação da definição de “tempo real”.” Através de uma comunicação tripartida entre o cliente, o operador e o utilizador final, ficou esclarecido que a monitorização em tempo real utilizaria ciclos periódicos: um comutador ótico de 8 canais completa o ciclo dos seus 8 canais no espaço de 1 hora; 12 unidades por local funcionam em paralelo para cobrir 96 fibras; o laser não emite de forma contínua. A solução foi definida após confirmação tripartida.
• Semanas 5–6: Resolução do problema do backhaul de dados. Em resposta à instabilidade das redes em alguns locais, foram adicionados módulos de transmissão 4G para servir de apoio à rede com fios; foram ainda implementados mecanismos de armazenamento em cache local e de retransmissão ao nível dos dispositivos.
• Semanas 7 a 10: Entrega e instalação. Concluímos a configuração de 96 unidades de monitorização, a calibração dos canais do comutador ótico de 8 canais, as definições dos parâmetros do OTDR e os testes de ligação 4G.
• Semanas 11–12: Colocação em funcionamento e aceitação no local. Em cada um dos 8 locais, verificaram-se os resultados dos ciclos paralelos de 12 unidades, o envio de alarmes, a comutação para 4G e as funções de retransmissão; concluiu-se a formação do pessoal de serviço.
• Após a aceitação: A sala de controlo visualiza o estado da fibra com base nos resultados dos ciclos; durante as redes de uplink, os dados não se perdem e são retransmitidos após a recuperação.

Resultados

• Foram instaladas e colocadas em funcionamento 96 unidades de monitorização no prazo de 3 meses, abrangendo 8 locais de monitorização, com 12 unidades por local.
• Um comutador ótico de 8 canais completa o ciclo dos seus 8 canais no prazo de 1 hora; 12 unidades por local funcionam em paralelo para cobrir as 96 fibras do local.
• Ao partilhar a capacidade de teste do OTDR através de comutadores óticos de 8 canais, o número de módulos OTDR é cerca de um oitavo do de um projeto com um OTDR por fibra, reduzindo significativamente o custo global.
• Evitar a emissão contínua do laser do OTDR reduz a carga do laser e contribui para um funcionamento estável a longo prazo.
• Com a ligação por cabo e o sistema de backup 4G, foi resolvido o problema de os dados de teste não poderem ser enviados para a sala de controlo em algumas instalações; os dados são armazenados em cache localmente durante as falhas de rede e retransmitidos após a recuperação.
• O cliente, o operador e o utilizador final aprovaram a solução confirmada e o andamento da entrega.

Limites e próximos passos

Este projeto não promete prevenir danos intencionais ou danos causados por escavações relacionadas com obras; aborda apenas a monitorização da disponibilidade da fibra, testes de ciclagem e o backhaul de dados. Não realizamos obras de engenharia civil, remodelação de salas de equipamentos nem reparações de emergência em cabos de fibra. A solução é adequada para infraestruturas estratégicas, operadores e utilizadores de redes privadas que disponham de fibras de reserva ou monitorizem os recursos de fibra, necessitem de testes completos periódicos de cabos multifibra e enfrentem redes de uplink instáveis no local.

Como próximos passos, o cliente deve preparar: tabelas de atribuição de fibras, uma lista de locais de monitorização, as condições de alimentação e de rede da sala de equipamentos, os procedimentos de alarme da sala de controlo e a confirmação de se as fibras de reserva podem ser utilizadas para monitorização. No caso de projetos que envolvam instalações estratégicas nacionais, o âmbito da anonimização deve ser reconfirmado antes da publicação do estudo de caso.

Consulte os OTDRs da FirstFiber Technologies.