Методы мониторинга в системах DWDM (Часть 2)

    image

    Вариантов организации мониторинга состояния пассивных элементов, систем уплотнения WDM не так уж и много, в связи с естественными ограничениями связанными с особенностями оборудования.

    Одним из самых простых вариантов создания мониторинга пассивных мультиплексоров WDM, это установка на линейные порты пассивных неравномерных делителях (на рис. 1 обозначено «4» и «5»). Неравномерны делитель зачастую это пассивный оптический сплиттер сварного типа или биконический сплиттер, более подробно об устройстве по ссылке. Включение в схему разветвителей необходимо для организации отвода тестовой оптической мощности. После разветвителя тестовый сигнал можно вывести через оптический порт (на рис. 1 обозначено «6» и «7») в измерительное оборудование или завести на широкополосный фотоприемник.

    image
    Рис. 1

    Зачастую организуется только оптический порт для подключения измерительного оборудования, так как установка фотодиодов влечет за собой не только прорабатывание вопроса электропитания, но и разработку хоть и простейшей, но платы управления. А с учетом того что широкополосный фотоприемник сможет детектировать только групповой уровень сигнала, проку от данной информации не много, а значит и затраты бессмысленны. В роли подключаемого оборудования долгое время были или простейшие измерители оптической мощности (примеры оборудования и подробная информация о них по ссылке), и в этом случае измерение носило оценочный характер, наличие или отсутствие «света» (как и в случае встроенных фотодиодов), или дорогие спектроанализаторы (примеры оборудования и подробная информация о них по ссылке), с помощью которых проводились прецизионные измерения не только мощностей оптических сигналов, но в принципе качество спектров передаваемых или фильтруемых сигналов системы, в зависимости от места тестирования.

    В начале двухтысячных годов, когда размеры устройств оптического уплотнения стали миниатюризироваться, на рынке измерительного оборудования начали появляться WDM тестеры оптической мощности (примеры оборудования и подробная информация о них по ссылке и ссылке). Данные устройства значительно проще в эксплуатации, в отличии спектроанализаторы и обладают размерами и принципом измерения обычных измерителей оптической мощности, но позволяют измерять каждую несущую в выбранном WDM диапазоне. Все результаты измерений выводятся на ЖК-дисплей устройства и могут быть сохранены. Таким образом, измерения отводимых тестовых сигналов стали значительно проще.

    Основным неудобством пассивного мониторинга является то, что в тестовые отводы выделяется весьма малый оптический сигнал, что влечет за собой две основные проблемы:
    • Конечное значение необходимо вычислять с учетом процентного деления ответвителя;
    • Большая измерительная погрешность связанная все с той же малой выделяемой мощностью.
    Так же следует отметить, что для проведения измерений необходимо иметь в арсенале хорошее измерительное оборудование, а так же большой штат обслуживающего персонала, который не только умеет пользоваться измерительным оборудованием, но и весьма мобилен (так как за частую у одного провайдера далеко не одна линия передачи построенная по технологии WDM). Главным же плюсом подобного мониторинга является простота и экономичность реализации (измерительное оборудование и квалифицированный штат обслуживающего персонала не учитывается).

    На данный момент есть два решения активного мониторинга пассивных WDM компонентов:
    • Мультиплексор со встроенной активной системой мониторинга;
    • Перестраиваемые мультиплексоры — ROADM (данный тип устройств достаточно сложен и имеет множество реализаций «в железе», ему будет посвящена отдельная статья).
    Мультиплексор со встроенной активной системой мониторинга позволяет производить одновременный контроль уровней оптического мощности всех сигналов поступающих (с клиентской стороны и с линейной) в мультиплексор.

    image
    Рис. 2

    Схема построения мультиплексора с активным блоком мониторинга во много повторяет схему реализации простейшего пассивного мониторинга с использованием WDM тестера оптических сигналов. Для отвода тестового сигнала используются ответвители с неравномерным делением (на рис. 2 обозначено «3»). Далее тестовый сигнал попадает на оптический переключатель типа 2х1 (на рис. 2 обозначено «5»), с помощью которого выбирается какой из двух тестовых сигналов уйдет на измеритель оптической мощности.

    Измеритель оптической мощности состоит из Athermal AWG демультиплексора (более подробно о устройстве мультиплексоров в первой части статьи) и ПЗС матрице вклеенной в выходную фокусирующую пластину. Ниже приведена фотография аналогичного блока для CWDM сигналов, в случае CWDM используются тонкопленочные фильтры и фотодиоды. Принцип работы подобного блока измерения оптической мощности довольно прост: Измеряемый групповой сигнал подается на входной оптический порт, далее сигнал попадает на фокусирующую грин-линзу (более подробно о тонкопленочных фильтрах и о грин-линзе в частности, по ссылке), которая фокусирует сигнал на первый оптический фильтр, далее системой зеркал с применением дополнительных скип-фильтров групповой сигнал разбивается на отдельные длины волн и принимается фотодетекторами. Информация с фотодетекторов передается на решающее устройство, а далее к клиенту в той или иной форме.

    image
    Рис.3

    Соответственно в измерителе происходит оптоэлектронной преобразование и на плату мониторинга поступает информация об уровне мощности каждого из поступающих сигналов в данное время. Далее эта информация передается программе-клиенту.
    В принципе оптический переключатель можно исключить из схемы и вместо него установить еще один измеритель, но данный шаг увеличивает себестоимость устройства в 1,5 раза.

    В связи с описанными выше особенностями архитектуры построения (на блок измерения отводится достаточно малая величина сигнала ≤5%) система контроля имеет измерительную погрешность ≤±0.8dB. Данная величина погрешности измерения рассчитана для демультиплексора (на рис. 2 обозначено «2») и является максимальной, так как входящие сигналы весьма маломощные, средняя величина -18…-8дБм (отводимая оптическая мощности на блок измерения -31…-21дБ). В то время как для мультиплексора (на рис. 2 обозначено «1») погрешность измерения будет составлять ≤±0.2dB, так как отводимая оптическая мощность равна -15…-12дБ, что является нормальной величиной для измерительного оборудования ВОЛС.

    Основным отличием и плюсом активной системы мониторинга является использование программы-клиента, которая позволяет удаленно получать оперативную информацию оператору, что упрощает работу с системой уплотнения и не требует присутствия обслуживающего персонала в непосредственной близости от оборудования.Так же следует отметить, что наличие функции мониторинга мультиплексора упрощает проведение инсталляции и не требует дополнительного измерительного оборудования в процессе установки и коммутации системы в целом.

    На данный момент о старте продаж мультиплексоров с активной системой мониторинга было заявлено несколькими некрупными производителями телекоммуникационного оборудования в Европе (в том числе и в России!) и Южной Корее. До российского рынка данные устройства «докатились» только в виде кратких пресс-релизов, но можно не сомневаться, что в наступившем году объем предложения такого рода оборудования в нишевом сегменте рынка будет расти с геометрической прогрессией.

    Only registered users can participate in poll. Log in, please.

    Полезна ли Вам статья?

    Share post

    Comments 19

      0
      Касательно классификации:
      На данный момент есть два решения активного мониторинга пассивных WDM компонентов:
      • Мультиплексор со встроенной активной системой мониторинга;
      • Перестраиваемые мультиплексоры — ROADM


      Есть ещё один вариант — независимый непрерывный анализатор.

      На рынке есть одноюнитовые коробочки, подключаемые к работающей DWDM-линии, снабженные человеческим и программным интерфейсом для слежения за линией. Такие коробочки умеют мерять уровни сигнала в каналах, OSNR, генерировать аварии по заданным критериям — в общем, мониторить.
        0
        Если не затруднит, поделитесь ссылочной на чудо-коробку.
          0
          Например, такое: proximion.com/Products/WISTOM
            0
            О спасибо! Интересная фишка, они с помощью генератора звуковых импульсов заставляют FBG пропускать определенную длину волны. Так сказать создают узкий «коридор».
              0
              Спасибо за ссылку! Хотя как то странно, штука интересная, но живых фото нет, кроме пресс релизов более подробной информации нет, да и в принципе никто (из моих коллег и добрых знакомых) о таком чудо-звере ничего никогда не слышал… Возникает ощущение что это сродни мифической скатерти-самобранки, функционал крутой, но в реальной жизни никто такого не видывал.
                0
                Есть многое на свете, друг Горацио,
                Что и не снилось нашим мудрецам :)

                У нас ещё не такая высокая культура мониторинга сетей, чтобы подобные устройства были широко распространены.
                На Западе, где слово SLA употребляется гораздо чаще и серьезнее, чем у нас, они используются.
                  0
                  C данным утверждением даже спорить не буду.
                  Хотя на чистоту, многие наши инженеры от телекома в курсе мировых новинок, и были бы не против использовать их, НО бюджет в нашей стране существо слепое и беспощадное.
            0
            Если не затруднит укажите хотя бы фирму производителя, интересно побольше прочитать про чудо прибор.
            0
            Правильно я понимаю, что идея заключается в получении значений оптической мощности по каждому отдельному каналу входящему в MUX?
            На сколько увеличится затухание такого мультиплексора с установленной системой мониторинга от обычного?
            Каким образом планируется измерять мощность каждого отдельного канала?
            Соответственно в измерителе происходит оптоэлектронной преобразование и на плату мониторинга поступает информация об уровне мощности каждого из поступающих сигналов в данное время
            Этот момент не ясен…
              0
              Затухание такого мукса по отношению к обычному отличается на 0,5-0,7дБ (величина вносимых затуханий неравномерным делитетем).
              Блок измерения состоит из: оптического переключателя, для выбора измеряемого плеча;
              платы управления, обеспечивающей электропитание активных компонентов и выдачу информации о состоянии мультиплексора, которую она в свою очередь получает от измерителя оптической мощности;
              измерителя оптической мощности, он то и измеряет сигналы, внутри него стоит демультиплексор и фотодетекторы, то есть каждый вывод демультиплексора заканчивается фотодетектором, который регестрирует величину оптического сигнала на конкретной длине волны.
                0
                И я все же не могу уловить каким образом происходит измерение ответвленного сигнала. Вы говорите про плечи, в статье упоминается TFF. Получается ответвленный сигнал фокусируется с помощью линзы на обычный TFF? Если это так, то мониторинг будет возможен по крайне ограниченному длин волн, т.к. технология TFF не эффективна для выделения большого кол-ва оптических каналов, именно поэтому и используют AWG. Далее, упоминается измеритель оптической мощности. Но сама его суть — измерение широкополосного сигнала, не важно какой тип фотодиода там стоит, демультиплексоров в нём нет. Поэтому для анализа груповых сигналов и используют OSA или рассчитывают математические модели для каждого оптического канала отдельно.
                В общем пока разобраться не получилось, может есть более подробное описание?
                  0
                  С удовольствием поясню, но позже, ибо я сейчас в командировке.
                    0
                    Похоже, уважаемый автор забыл про этот вопрос.
                    Позволю себе раскрыть тему вместо него :)

                    Судя по всему, TFF в тексте упомянут постольку, поскольку у автора оказалась фотография кишок CWDM анализатора, а не версии для DWDM.
                    Из текста статьи следует, что для DWDM используется AWG и ПЗС-матрица вместо TFF и фотодиодов.

                    Также полагаю, что в статье описан простой DWDM-тестер, который не умеет измерять уровень шумов, OSNR и прочее; но — в силу простоты конструкции и соответствующей цены — может быть полезен для простых оценок «есть сигнал/нет сигнала и какой у него уровень».
                      0
                      Как то AWG и ПЗР не вяжутся с «недорого». То, про что Вы горорите, скорее всего например это: www.jdsu.com/ProductLiterature/trueflexocm-pb-oc-ae.pdf И ПЗР кстати честно говоря я ни разу не слышал чтобы применяли. Зачем?
                      У меня сложилось впечатление, что конечные измерения вообще проводятся отдельно, например прибором, не зря же там FC выведен.
                        0
                        Ну, по сравнению с полноценным спектроанализатором, AWG — это действительно недорого.
                        Вопрос о применении ПЗС-матрицы оставим на совести автора — я описываемый прибор не разбирал и не видел, что там внутри — одна матрица или сорок фотодиодов.
                        А FC на картинке это всё-таки вход, а не выход :)
                          0
                          Да, точно. Не углядел.
                            0
                            А сколько стоит AWG, например на 40 каналов по 100ГГц сетке?
                              0
                              Примерно $ 1450.
                  0
                  И все же хотелось бы услышать коментарии автора, это же хабр.

                  Only users with full accounts can post comments. Log in, please.