Краткий обзор
- Клиент: Оператор и управляющая компания резервной оптоволоконной линии национального стратегического значения во Франции (название компании не разглашается по просьбе заказчика)
- Масштаб проекта: 8 точек мониторинга; 96 волокон в каждом кабеле; 12 блоков мониторинга на каждую точку; всего 96 блоков
- Основная задача: Мониторинг состояния каждого волокна в режиме реального времени для предотвращения повреждений; конструкция модуля OTDR с отдельным каналом для каждого волокна была бы слишком дорогостоящей и создала бы чрезмерную нагрузку на лазеры; сети восходящего канала связи на некоторых объектах работали нестабильно, поэтому данные тестирования не удавалось передать в диспетчерскую
- Реализованное решение: OTDR + 8-канальный оптический коммутатор для циклического сканирования каждого волокна по отдельности; один 8-канальный оптический коммутатор завершает циклическое сканирование всех 8 каналов за 1 час; 12 устройств на каждом объекте работают параллельно, обеспечивая охваты 96 волокон; резервное подключение по кабелю и через сеть 4G; локальное кэширование и ретрансляция
- Основные результаты: В течение 3 месяцев было установлено и введено в эксплуатацию 96 блоков мониторинга; количество модулей OTDR сокращено примерно до одной восьмой от количества, предусмотренного в проекте с использованием одного OTDR на каждое волокно; данные кэшируются локально во время сбоев в канале восходящей связи и повторно передаются после восстановления связи
- Применяемые технологии: Выбор OTDR / 8-канальный оптический коммутатор / стратегия циклического переключения / резервное подключение 4G / программное обеспечение для мониторинга / ввод в эксплуатацию на месте
Кто такой клиент
Заказчик является оператором/управляющим национального стратегического резервного оптоволоконного кабеля во Франции и несет ответственность за обеспечение доступности резервного кабеля в случае необходимости. Проект охватывает 8 пунктов мониторинга, при этом каждый кабель содержит 96 волокон. Поскольку речь идет о национальной стратегической инфраструктуре, заказчик предъявляет высокие требования к доступности, безопасности и надежности канала передачи данных.
Исходные условия и ограничения
Изначальная идея заказчика заключалась в том, чтобы оснастить каждое волокно модулем OTDR и проводить тестирование каждого волокна в режиме реального времени, что позволило бы мгновенно выявлять повреждения кабеля или ухудшение его характеристик. Направление было правильным, но при масштабах проекта — 8 точек мониторинга и 96 волокон на каждый кабель — проблемы оказались очевидными:
- Если бы каждое оптоволокно было оснащено модулем OTDR, количество таких модулей и общая стоимость были бы очень высокими;
- Заказчик неоднократно подчеркивал важность “реального времени”, однако если лазер OTDR будет излучать импульсы непрерывно, это негативно скажется на нагрузке на лазер и сроке его службы;
- Сетевые сигналы на некоторых пунктах мониторинга были нестабильными: оборудование могло получать данные тестирования, но не могло надежно передавать их в диспетчерскую;
- В рамках проекта необходимо было свести к минимуму перерывы в обслуживании и адаптироваться к условиям электроснабжения на объекте и в аппаратном помещении.
Клиент выдвинул следующие четкие требования: отслеживать работоспособность каждого оптоволоконного кабеля; определять местоположение аномалий на отдельном участке кабеля; обеспечить стабильную передачу данных в диспетчерскую; контролировать затраты; а также обеспечить адаптацию оборудования к условиям эксплуатации на объекте.
Обсуждение решения: Четкое определение понятий “реальное время” и “цикличность”
Мы не давали прямой расчет по принципу “один модуль OTDR на одно волокно”. Вместо этого мы сначала провели трехстороннее согласование с участием заказчика, оператора и конечного пользователя, уделив особое внимание следующим трем моментам:
Во-первых, заменить модули OTDR, рассчитанные на одно волокно, на OTDR в сочетании с 8-канальными оптическими коммутаторами.
Каждый блок мониторинга оснащен 8-канальным оптическим коммутатором, который поочередно подключает 8 волокон к тестовому каналу OTDR в заранее заданной последовательности. На каждом объекте мониторинга используется 12 блоков, работающих параллельно для охвата 96 волокон. На 8 объектах в рамках проекта используется в общей сложности 96 блоков. По сравнению с конструкцией, в которой модули OTDR устанавливаются отдельно для каждого волокна, количество модулей OTDR сокращается примерно в восемь раз, что значительно снижает общую стоимость.
Во-вторых, термин “в реальном времени” не означает, что лазер излучает импульсы непрерывно.
То, что в отрасли обычно называют мониторингом в режиме реального времени, — это не непрерывная работа лазера OTDR 24 часа в сутки, 7 дней в неделю, а выполнение полного цикла в течение оговоренного периода времени. Определение, согласованное с заказчиком для данного проекта, было следующим: один 8-канальный оптический коммутатор завершает цикл работы всех 8 каналов в течение 1 часа; 12 устройств на каждом объекте работают параллельно, чтобы охватить 96 волокон данного объекта. Это позволяет своевременно обнаруживать изменения в работоспособности, одновременно снижая тепловую нагрузку на лазер и продлевая срок его службы. После согласования с оператором и конечным пользователем заказчик согласился принять этот подход.
В-третьих, добавить резервную связь 4G на случай нестабильной работы сетей восходящего канала.
На некоторых пунктах мониторинга работа проводной сети была нестабильной: данные измерений удавалось получить, но их невозможно было передать обратно в диспетчерскую. В рамках решения были добавлены модули передачи данных по сети 4G, благодаря чему проводные и 4G-каналы связи дублируют друг друга. При сбое в работе сети данные кэшируются локально и автоматически повторно передаются после восстановления связи, что позволяет избежать «слепых зон» в диспетчерской.
Технические характеристики и сфера применения
| Требования заказчика | Фактическая доставка |
|---|---|
| Контролировать работоспособность каждого оптоволоконного кабеля | ОТДР + 8-канальный оптический коммутатор для циклического тестирования каждого волокна по отдельности; 12 устройств на каждом объекте, обеспечивающих охват 96 волокон |
| “Мониторинг ”в режиме реального времени» | Один 8-канальный оптический коммутатор завершает цикл работы всех 8 каналов за 1 час; 12 устройств, работающих параллельно, обеспечивают покрытие 96 волокон на каждом объекте |
| Снижение стоимости модуля OTDR | На каждые 8 волокон приходится один блок мониторинга, состоящий из OTDR и оптического коммутатора; количество модулей OTDR составляет примерно одну восьмую от количества, предусмотренного в конфигурации с одним модулем на каждое волокно |
| Надежная передача данных в диспетчерскую | Резервное подключение по кабелю и через 4G; локальное кэширование и повторная передача данных в точках прерывания |
| Адаптация к условиям локальной сети | Автоматическое переключение на 4G; состояние канала отображается в диспетчерской |
| Срок доставки | В течение 3 месяцев было установлено и введено в эксплуатацию 96 блоков мониторинга |
| Границы области применения | Мы предоставляем устройства мониторинга, программное обеспечение, услуги по вводу в эксплуатацию и обучение; мы не занимаемся строительно-монтажными работами, ремонтом аппаратных помещений или аварийным ремонтом оптоволоконных кабелей |
Процесс
- 1–2-я недели: уточнение требований и расчет масштаба. Заказчик предложил “по одному модулю OTDR на каждое волокно для тестирования в режиме реального времени”. Мы провели расчёты, исходя из 8 объектов × 96 волокон: при использовании OTDR на каждое волокно потребовалось бы 768 модулей OTDR; при использовании 8-канальных оптических коммутаторов в проекте задействуется 12 устройств на каждый объект и 96 устройств в общей сложности, что позволяет сократить количество модулей OTDR примерно до одной восьмой.
- 3–4-я недели: Уточнение определения понятия “реальное время”.” В ходе трехстороннего обсуждения с участием заказчика, оператора и конечного пользователя было уточнено, что мониторинг в режиме реального времени будет осуществляться с использованием периодического циклического режима: один 8-канальный оптический коммутатор завершает цикл работы всех 8 каналов за 1 час; 12 устройств на каждом объекте работают параллельно, обеспечивая охват 96 волокон; лазер не излучает непрерывно. Решение было утверждено после согласования всеми тремя сторонами.
- 5–6-я недели: Решение проблемы передачи данных. В связи с нестабильной работой сетей на некоторых объектах были добавлены модули передачи данных 4G в качестве резервного источника для проводной сети; на стороне устройств были внедрены механизмы локального кэширования и повторной передачи данных.
- 7–10-я недели: Доставка и монтаж. Завершена настройка 96 блоков мониторинга, калибровка каналов 8-канального оптического коммутатора, настройка параметров OTDR и тестирование канала 4G.
- 11–12-я недели: Ввод в эксплуатацию и приемка на объекте. На каждом из 8 объектов были проверены результаты параллельной работы 12 агрегатов, передача сигналов тревоги, переключение на сеть 4G и функции повторной передачи данных; также было проведено обучение дежурного персонала.
- После приемки: Диспетчерская отслеживает состояние оптоволоконных линий на основе результатов циклических проверок; при сбоях в восходящем канале данные не теряются и повторно передаются после восстановления связи.
Результаты
- За 3 месяца было установлено и введено в эксплуатацию 96 блоков мониторинга, которые охватывают 8 пунктов мониторинга по 12 устройств на каждый пункт.
- Один 8-канальный оптический коммутатор выполняет полный цикл работы всех 8 каналов за 1 час; 12 таких устройств на каждом объекте работают параллельно, обеспечивая обслуживание 96 волокон данного объекта.
- Благодаря совместному использованию возможностей тестирования с помощью OTDR через 8-канальные оптические коммутаторы количество модулей OTDR составляет примерно одну восьмую от количества модулей в конфигурации с отдельным модулем OTDR на каждое волокно, что позволяет значительно снизить общую стоимость.
- Отказ от непрерывного излучения лазера OTDR снижает нагрузку на лазер и способствует стабильной работе в течение длительного времени.
- Благодаря использованию проводного подключения и резервного соединения 4G удалось решить проблему, из-за которой на некоторых объектах не удавалось загрузить тестовые данные в диспетчерскую; при сбоях в работе сети данные кэшируются локально, а после восстановления связи повторно передаются.
- Заказчик, оператор и конечный пользователь подтвердили приемлемость предложенного решения и ход его внедрения.
Пределы и дальнейшие шаги
Данный проект не гарантирует предотвращения умышленного повреждения или повреждений, связанных со строительными земляными работами; он предназначен исключительно для мониторинга работоспособности оптоволоконных линий, проведения циклических испытаний и обеспечения обратной передачи данных. Мы не выполняем строительно-монтажные работы, ремонт аппаратных помещений или аварийный ремонт оптоволоконных кабелей. Данное решение подходит для объектов стратегической инфраструктуры, операторов связи и пользователей частных сетей, которые располагают резервными оптоволоконными линиями или средствами мониторинга оптоволоконных ресурсов, нуждаются в периодическом полном тестировании многоволоконных кабелей и сталкиваются с нестабильной работой сетей восходящего канала на объекте.
В качестве следующих шагов заказчику следует подготовить: таблицы распределения волокон, перечень точек мониторинга, информацию об условиях электропитания и сетевого подключения в аппаратных, процедуры реагирования на аварийные сигналы в диспетчерской, а также подтверждение возможности использования резервных волокон для целей мониторинга. В случае проектов, касающихся объектов национального стратегического значения, перед публикацией примера из практики следует повторно подтвердить объем анонимизации.
См. OTDR от FirstFiber Technologies.