Optikai szálfelügyeleti rendszerek
2
Tartalomjegyzék 1. KÖSZÖNET NYILVÁNÍTÁS ......................................................................................... 5 2. BEVEZETÉS .............................................................................................................. 6 3. OPTIKAI ALAPOK ..................................................................................................... 7 3.1. A KEZDETEK ................................................................................................................... 7 3.2. OPTIKAI ÖSSZEKÖTŐ ELEMEK ............................................................................................. 7 3.2.1. Optikai szálak ...................................................................................................... 7 3.2.2. Optikai kábelek ................................................................................................... 8 3.2.3. Polírozás és optikai csatlakozók ........................................................................ 12 3.2.4. Veszteségek, jelenségek a szálakban ................................................................ 14 3.3. ADÓK, VEVŐK, ERŐSÍTŐK ................................................................................................ 19 3.3.1. Adók .................................................................................................................. 19 3.3.2. Vevők................................................................................................................. 22 3.3.3. Erősítők ............................................................................................................. 23 4. OPTIKAI MÉRÉSEK ALAPJAI .................................................................................... 25 4.1. TELJESÍTMÉNYMÉRŐ (POWER METER) ............................................................................... 25 4.2. OPTIKAI SPEKTRUM ELEMZŐ (OPTICAL SPECTRUM ANALYZER) .............................................. 26 4.2.1. Fényelhajlási rácson alapuló OSA ..................................................................... 27 4.2.2. Interferencia mérőn alapuló OSA...................................................................... 27 4.3. OCWR (OPTICAL CONTINUOUS WAVE REFLECTOMETER) .................................................... 28 4.4. OLTS (OPTICAL LOSS TEST SET) ...................................................................................... 29 4.5. OTDR (OPTICAL TIME DOMAIN REFLECTOMETER) .............................................................. 29 5. MÉRETEZÉSI IRÁNYELVEK ....................................................................................... 31 6. RFTS ALAPJAI ......................................................................................................... 35 6.1. SZÁLFELÜGYELET ALAPELVEI ............................................................................................ 35 6.1.1. Sötét szálfelügyelet ........................................................................................... 35 6.1.2. Aktív szálfelügyelet ........................................................................................... 35 6.1.3. Régebbi szálfelügyeleti módszer ....................................................................... 36 6.1.4. Újabb szálfelügyeleti módszer .......................................................................... 37 6.2. RFTS RENDSZEREK ........................................................................................................ 37 6.2.1. Rendszer felépítés ............................................................................................. 37 6.2.2. RFTS funkciói, előnyei........................................................................................ 39 6.2.3. A LAM ................................................................................................................ 42 6.3. HÁLÓZAT ÉS EGYÉB FELÜGYELET ....................................................................................... 42 6.3.1. WDM (Wavelength Division Multiplexing) ....................................................... 42 6.3.2. PON (Passive Optical Network) ......................................................................... 44 7. RFTS RENDSZER FUNKCIÓI, ELÉRÉSE ....................................................................... 47 7.1. SZERVER ELÉRÉSE .......................................................................................................... 47
3
7.2. BEÁLLÍTÁSOK................................................................................................................ 47 7.2.1. Domainek .......................................................................................................... 47 7.2.2. Útvonalak .......................................................................................................... 48 7.2.3. Áramkörök ........................................................................................................ 48 7.2.4. Listák ................................................................................................................. 48 7.3. RENDSZER ALAPÉRTELMEZÉSE .......................................................................................... 49 7.4. BIZTONSÁG .................................................................................................................. 49 7.5. OTDR, SZÁLFELÜGYELET ................................................................................................ 50 7.6. RÉGEBBI ADATOK ELŐHÍVÁSA ........................................................................................... 50 7.7. RIASZTÁSOK ................................................................................................................. 51 7.8. TÉRKÉP FUNKCIÓ........................................................................................................... 51 7.8.1. Réteg konfiguráció ............................................................................................ 52 7.9. RIPORTOK ................................................................................................................... 52 7.9.1. Műszakok .......................................................................................................... 52 7.10. TRENDEK ................................................................................................................. 53 7.11. AUTO RUTINOK ......................................................................................................... 53 7.12. OSS (OPERATIONS SUPPORT SYSTEM) .......................................................................... 53 8. PÉLDA HÁLÓZAT .................................................................................................... 54 8.1. KONFIGURÁCIÓ ............................................................................................................ 56 8.1.1. RTU a hálózatban .............................................................................................. 56 8.1.2. Domainek, útvonalak kialakítása...................................................................... 58 8.1.3. Áramkör létrehozása......................................................................................... 59 8.1.4. Útszakaszok ...................................................................................................... 61 8.1.5. Ellenőrzés .......................................................................................................... 63 8.2. OTDR GÖRBÉK ............................................................................................................ 63 8.2.1. OTDR nyomvonal készítése ............................................................................... 63 8.2.2. OTDR görbék fizikai megfeleltetése .................................................................. 65 8.2.3. Görbék kiértékelése........................................................................................... 66 8.3. SZÁLFELÜGYELET ........................................................................................................... 70 8.4. RIASZTÁSI RENDSZER...................................................................................................... 71 8.5. RIPORTOK ................................................................................................................... 73 8.6. HIBÁK AZ OTDR GÖRBÉN ............................................................................................... 74 9. MEGTÉRÜLÉSI SZÁMÍTÁS ....................................................................................... 78 10.
ÖSSZEGZÉS ......................................................................................................... 81
11.
SUMMARY .......................................................................................................... 82
12.
MELLÉKLETEK...................................................................................................... 83
12.1. SZABVÁNY GYŰJTEMÉNY ............................................................................................. 83 12.1.1. Tesztek .............................................................................................................. 83 Kábelek .................................................................................................................... 85 Multimódusú szál..................................................................................................... 87
4
Monomódusú szál.................................................................................................... 87 12.2. RIPORTOK ................................................................................................................ 89 12.2.1. Gödöllői áramkör részletes riportja .................................................................. 89 12.2.2. Saját felhasználói tevékenységem 6 napra visszamenőleg .............................. 96 12.2.3. Egy hónapra visszamenőleg az összes felhasználói tevékenység ..................... 97 12.2.4. Teljes elnevezésű domain állapota ................................................................... 99 12.2.5. A teljes hálózat állapota .................................................................................100 12.2.6. Dorogi részletes riasztás .................................................................................101 12.2.7. Ráckevei riasztás ............................................................................................. 104 12.2.8. Teljes domain kéthavi riasztása ......................................................................105 13.
IRODALOM ÉS FORRÁSJEGYZÉK......................................................................... 108
5
1. KÖSZÖNET NYILVÁNÍTÁS
Elsősorban szeretnék köszönetet mondani Antók Gergelynek, a külső konzulensemnek, illetve Kármán József tanár úrnak, a belső konzulensemnek, azért a rengeteg segítségért, ötletért, amit tőlük kaptam. Köszönet munkájukért, a dolgozatomba fektetett energiájukért. Köszönettel tartozom Gudra Tibor tanár úrnak, amiért megteremtette a lehetőséget a szakdolgozat elkészüléséhez, azzal, hogy a távközlési hálózatok laboratóriumában megengedte, hogy dolgozzam és elhelyezzem a szálfelügyeleti eszközt. Köszönöm még Styeták Péternek és Tereczki Zsoltnak a Sinus Networks munkatársainak a kábeleket és a segítséget.
6
2. Bevezetés A mai világban egyre elterjedtebbek az optikai megoldások, e miatt pedig egyre nagyobb szükség lesz a hibák korai detektálására és megelőzésére, amiben a legfőbb szerepet a szálfelügyeleti rendszerek játsszák. A rendszerek maghálózatainál egy-egy óra kiesés komoly anyagi hátrányokat vonhat maga után, így a felügyeleti rendszerek kiépítése hosszú távon költséghatékony megoldást jelent. A felügyelet leginkább a maghálózatok esetén fontos, hiszen ott számíthat a szolgáltató nagy költségekre szolgáltatás kiesés esetén. Közvetlenül az előfizetők monitorozása egyenlőre nem hatékony, hiszen egy ilyen rendszer megvásárlása igen sok pénzbe kerül, ezért szolgáltatók a szerződéseket úgy kötik meg az előfizetővel, hogy javítási kiesési időt is meghatároznak benne. Újabban az előfizetőkig tartó monitorozásra is léteznek megoldások, ahogy azt később látni fogjuk. A téma azért tetszett meg, mert ezzel egy új, korszerű technológiát tudtam bemutatni és megismerni és hasonló jellegű szakdolgozattal nem találkoztam. A szakdolgozat fő témája a szálfelügyelet megismertetése, az alap módszerek bemutatása, és egy példahálózaton keresztül a felügyelet megvalósítása NTest Fiberwatch típusú eszközzel, illetve a hozzá tartozó program kezelésének bemutatása. Ehhez elméleti anyagokból összegyűjtöttem azokat az alapismereteket, amikre szükség van, de vannak olyan, részek, amelyekbe nem mélyedtem el, a dolgozat véges hossza miatt, vagy mert a szálfelügyelet szempontjából nem tartottam lényegesnek.
3. OPTIKAI ALAPOK1 3.1. A kezdetek Az optikai kutatások kezdetei a 19. századra nyúlnak vissza. Lényeges fejlődésen az optikai megoldások a 20. század közepétől mentek keresztül. Az optikai szálak létrejöttének fontos lépéseként a belső magot körülvették a burkolattal, így biztosítva a visszaverődéseket, amelyek segítségével az adat átvihető. A kezdeti száloptikákat orvosi alkalmazásokra használták. Alapjában a diódáknak volt meg az a képessége, hogy elegendő intenzitással bírtak ahhoz, hogy forrásként szolgáljanak. A ’60-as években azonban megjelentek a lézerek, amelyek a következő mérföldkövet jelentették az optikai adatátvitelben. A lézerek már nagyobb teljesítménnyel bírtak, így megfelelőbbek voltak az adatátvitelhez. A kezdetben 1000 dB/km-es csillapítás az üvegszálban alkalmazott lézerek esetében mindössze 20 dB/km-esre csökkent! Ez azonban még midig túl nagy veszteség volt. A problémát az üveg tisztításával oldották meg, mivel kevesebb szennyező anyagon, kevesebb veszteség keletkezik. Ezzel már az optikai kábelek nagy távolságú átvitelre is használhatóvá váltak, regenerálás nélkül akár 100 km-re is eljuttathatóvá vált a jel. 3.2. Optikai összekötő elemek 3.2.1.
Optikai szálak
Egymódusú vagy monomódusú optikai szál (Single Mode): Ennek a típusnak a belső magja, amelyben a fény terjed, olyan kicsi, hogy csak egyetlen módus fér el benne. A mag átmérője 10 μm körüli. Előnye, hogy nagy távolságok hidalhatók át vele, mint a többmódusú szálakkal. A mag és a burkolat együttes átmérője 125 μm, burkolattal pedig 250 μm-es átmérőt kapunk.
3.1. ábra Egymódusú optikai szál 1
A fejezethez tartozó irodalom és források: [4,8,9,10,11,12,13,14,33,34,35,36,37,38,39,40,41,42,43,44,45,46]
8
Többmódusú vagy multimódusú optikai szál (Multi Mode): Ezt a típust két altípusra lehet osztani. Közös jellemzőjük, hogy több módus terjed bennük, mint ahogy az a nevükben is benne van. Rövid távolságoknál használják. A szál maga drágább, mint az egymódusú, azonban kisebb teljesítményű, és így olcsóbb adók alkalmazhatóak hozzá. A két altípus a mag törésmutatójában különbözik. A lépcsős indexűnél a törésmutató egyenletes a magban, míg a gradiens indexűre az a jellemző, hogy a törésmutató a mag belsejétől a szélek felé haladva egyre alacsonyabb. A gradiens indexű szálaknál, mivel a széleken alacsonyabb a törésmutató, a sugarak gyorsabban haladnak, és így egyszerre érkeznek meg a bejövő módusok a szál végére, ezzel kiküszöbölve a lépcsős indexű szálak hibáját.
3.1. ábra Több módusú szál Előfordulnak olyan kábelek, amelyekben egyaránt megtalálhatók egy- és többmódusú szálak is. 3.2.2.
Optikai kábelek
Alkalmazási mód szerinti csoportosítás Beltéri kábelek: A legfontosabb szempont ezeknél a kábeleknél a tűzállóság és az alacsony füstkibocsátás. A beltéri kábeleket a NEC (National Electric Code) alapján azonosíthatjuk be. Mivel nincsenek kitéve szélsőséges körülményeknek, erős szélnek, magas hőmérsékletnek stb., ezért nincs szükségük olyan fokú mechanikai védelemre, mint kültéri társaiknak.
9
Kültéri kábelek: Lehetnek földbe, vízbe fektetettek, és föld felettiek is. Minden kültéri kábelnek más mechanikai védelmet kell biztosítania, speciálisan annak megfelelően, hogy milyen területre szánták. Föld alatti kábeleknél (talajvíz) és a víz alattiaknál, például fontos a víz betörése elleni védelem , de sok esetben védeni kell a kábeleket a rágcsálóktól is. Kialakításuk szerinti csoportosítás Szimplex, duplex és Zip Cord kábelek: Szimplex esetben egyetlen szál található a kábelben. A szálhoz szorosan kapcsolódik egy borító réteg, amit egy kelvár nevű aramid szálas rész követ. Ez a réteg a kábel erősítésére szolgál. Legkívül pedig egy külső „kabát” található, ami általában 3mm átmérőjű. Duplex esetben pedig a két szimpla kábel még egy összefüggő külső borítással van körül véve. A Zip Cord kábel két szimpla típusú kábelből áll, egy vékony részen összekapcsolva a külső kabátjukon keresztül. 3.2. ábra Optikai szálak alap felépítése Szorosan pufferelt (Tight buffered) kábelek: Beltéren ez az egyik leggyakrabban használt kábel típus, de van kültéri változata is. Ennél a kábelnél az optikai szál egy plusz réteggel van bevonva, a 250 μm-es alap lágyabb műanyag borításán kívül kap egy 900 μm-es második műanyag mechanikai
réteget.
Ez
védelmet
további jelent.
A
szorosan pufferelt kábelekben ilyen, erősített szálak találhatók.
3.3. ábra Szorosan pufferelt kábel
10
Elosztó (Distribution) kábelek: Ezekben a kábelekben több, egyesével pufferelt szál található. A szálak aramid szálas kevlárban vannak itt is. Vannak olyan kábelek is, amelyekben erősítésként még egy üvegszálas rudat is találhatunk. Ez a rúd arra is szolgál, hogy megakadályozza a kábel csavarodását. Rövid távolságokra használják, száraz körülmények között, beltéri kábelként. A kábel például elosztó dobozban végződhet, ennek oka pedig, hogy a szálak nincsenek egyénileg megerősítve. Breakout kábelek: Ennél a típusnál is több egyénileg pufferelt szál van összecsomagolva egyetlen kábellé, ugyanolyan 3mm-es borítású szálak, amelyek a szimplex kábelek belsejében találhatók. A szálak színkódok alapján találhatók meg a kábelben. A szálak kevlárba ágyazottak. A kábelben elhelyezhetnek egy úgynevezett ripcordot is, egy olyan erős szálat, amelynek segítségével könnyen eltávolítható a külső köpeny, anélkül, hogy a kábel belső része megsérülne. A különbség az elosztó kábellel szemben az, hogy a szálak egyénileg is meg vannak erősítve, így nincs szükség se patch panelekre se dobozokra, amelyben végződniük kellene. Erősebb felépítésű, mint az elosztó kábel, ám drágább és nagyobb is. Szintén beltéri alkalmazásokra használják. Ennél a kábelnél és az elosztó típusúnál is a szálakat egyénileg használják fel. Laza cső (Loose tube) kábelek: Itt is több szorosan pufferelt kábel található, amelyek egy központi erősítő szál köré vannak tekerve. A központi szál lehet például acél. A szálak, a központi erősítővel együtt ezután egy csőbe vannak helyezve, ami általában géllel van kitöltve. Ez az anyag védi meg a szálakat a víz ártalmas hatásaitól, illetve mivel a szálak nincsenek szorosan burkolva, a külső hatások a gélt érik és nem az optikai szálakat veszik igénybe. A kábelben megvan a szokásos aramid szálas erősítés, és van benne ripcord szál is a külső köpeny alatt. Legtöbbször kültéren használatos, de létezik belső téri alkalmazása is, habár beltéren korlátozott a telepítési hossz. Kültéren eltemetve, csatornában és levegőben is használatos. A géllel töltött kábelek hátránya, hogy csak dobozokban végződhetnek, míg a száraz víztaszító por töltésűek közvetlen megszüntethetők, így olcsóbbak. 3.4. ábra Laza csöves kábelek
11
Ribbon kábelek: Egyetlen kabát alatt több szál van sorokba rendezve, általában 12 egymás mellett. Egymásra fektetve akár 144 kábel (12 sorban és oszlopban) is el lehet helyezve. Aramid szálak biztosítják az erősítést, és van egy külső közös burkolat a kábelek számára. Páncélozott kábelek: Kültéren használatos kábel típus, légtérben, közvetlen eltemetve vagy csatornába téve is alkalmazhatók. A szálak aramid fonállal vannak körbevéve, ripcorddal együtt, és így vannak beburkolva műanyaggal. Ezt követi aztán a fém páncél, aminél ugyanúgy található egy ripcord, hogy a páncél könnyen eltávolítható legyen. A páncél felett legkívül egy külső műanyag borítás van. A mechanikus védelem mellett a kábel megfelelő védelmet nyújt a rágcsálók által okozott problémák ellen is.
3.5. ábra Páncélozott kábel
Antenna kábel: Kültéri kábelek. A szálakat itt is kevlárba ágyazzák vagy lehet benne belső fém erősítőszál. A kábelt közvetlen a nullavezető alatt helyezik el, így az tartja meg a kábelt. Önhordóvá is tehetőek, úgy, hogy az egyes szálakat kevlár erősítéssel látják el.
3.6. ábra Önhordó kábel
Tenger alatti kábelek: Speciális kialakításúak és nagyon összetett felépítésűek, annak érdekében, hogy meg tudják őket védeni a különböző megpróbáltatásoktól, mint például a halászat. Több páncélréteget is tartalmaznak. LSZH kábelek: Low Smoke Zero Halogen. Alacsony füstkibocsátású kábelek, halogén mentesek, így nem mérgezőek. Kevésbé gyúlékonyak, viszont igen drága kábel típus. Beltéri kábelként használatosak.
12
Szál anyaga szerinti csoportosítás POF vagy üvegszálas kábeleket különböztetünk meg. A POF műanyagból készült optikai szálat jelent: Plastic Optical Fiber. Előnye, hogy nem törik, és emiatt könnyebben telepíthető, mint üvegszálas társa. Nagy hátránya viszont, hogy nagyon nagy a szál csillapítása, így csak kis távolságokon használható. 3.7. ábra Műanyag szál 3.2.3.
Polírozás és optikai csatlakozók
A csatlakozók típusait nem csak külsejük alapján, hanem a bennük lévő szál végének kialakítása, azaz polírozása alapján is megkülönböztethetjük. Flat típus - az, ahol a szálvég teljesen egyenesen csiszolt PC - Physical Contact típus, ahol a szálvég a két oldalon lekerekített, ennek altípusai SPC – Super Physical Contact, UPC – Ultra Physical Contact APC - Angled Physical Contact típus, ahol a szál vége 8 fokos szögben ferdén csiszolt. Ennek oka, hogy így a visszaverődő fény nem a szálba jut vissza hanem a burkolatba verődik, ezzel pedig kevesebb zavart okoz a hasznos jelben, mivel nem abba verődik vissza.
3.8. ábra Polírozás típusai
13
A kábel csatlakozók főbb típusai:
3.9. ábra Csatlakozók típusai
Az egyes csatlakozók közé átalakító tehető, így pl.: SC csatlakozó végű kábel összeilleszthető LC véggel. APC végű szálat viszont más típussal nem lehet összeilleszteni. Minden típus lehet például APC vagy UPC, ezt egy perjellel a kábel típusa mögé szokták írni, illetve színjelzés szerint lehet megkülönböztetni őket: zöld jelzi az APC típust, UPC típust a kék, a multimódusú szálakat pedig bézs színnel különböztetik meg.
14
3.2.4.
Veszteségek, jelenségek a szálakban
Abszorpció: Összefoglaló név. Az abszorpció, a fény elnyelődését, teljesítményveszteséget jelent. A fény energiájának egy része hővé alakul. Oka a hidrogén és hidroxid ionok, illetve más szennyeződések miatt előforduló molekuláris szintű rezonancia. A hullámhossz tartományt, amit felhasználnak adatátvitelre, felosztották több, úgynevezett ablakra, sávra. Ezek az ablakok olyan tartományokon helyezkednek el, ahol a csillapításnak valamilyen minimuma van.
3.10. ábra Szálcsillapítás karakterisztika, hagyományos és alacsony vízcsúcsú SM szál esetén Találhatunk ezen a görbén több „víz csúcsot”, ami azokat a hullámhosszakat jelöli, ahol a hidrogén és hidroxid ionok miatt megnövekszik a csillapítás, mivel ezeken a hullámhosszakon rezegnek ezek az ionok. Az érintett hullámhosszak: 950 nm, 1244 nm és 1383 nm. Vannak azonban olyan kábelek, amelyeknél arra törekedtek, hogy az 1383 nm-en elhelyezkedő vízcsúcsot leküzdjék, ezeket hívják alacsony vízcsúccsal rendelkező kábeleknek.
15
Rayleight szóródás: A fény veszteségek egyik formája. A fény minden irányban szétszóródik a kisméretű hibákon a magban, energiája minden irányba szétterjed. A szóródás által okozott csillapítás függ a hullámhossztól.
3.11. ábra Rayleight szórás Sugárzási veszteség: Definíció szerint a bejövő és a kimenő teljesítmény viszonyát jelenti dB-ben kifejezve. Tervezéskor gondolnunk kell a sugárzási veszteségre, és számolnunk kell vele a szálcsillapításánál. A sugárzási veszteség jelenti egyaránt a szálban keletkező visszaverődéseket, a csatlakozási pontoknál bekövetkező veszteséget és a kábel végződéseken létrejövő, a csatlakozóknál fellépő teljesítményveszteséget. ORL-nek vagyis Optical Return Loss-nak is nevezik. Mivel definíció szerint, amint azt már láttuk, a beadott teljesítmény viszonyát fejezi ki a kimenőhöz képest, ezért minél nagyobb érték a megfelelő, hiszen az jelenti azt, hogy a visszavert fény mennyisége alacsony. Rövidebb kábelek esetén a sugárzási veszteség értékét a szál végi visszaverődés okozza, míg hosszabb, nagyobb távolságokra használt kábelek esetén a meghatározó inkább a szálban létrejövő elnyelődések, szóródások. ORL = 10 * log (P e / P r) Ahol: P e: beadott teljesítmény P r: visszavert teljesítmény Mikroszkopikus görbület: A jel teljesítményében okoz veszteséget. Akkor következik be amikor a mag közepe eltér az egyenes tengelyhez képest, „megszakad az egyenessége”. Okozhatja gyártási hiba, kábel letelepítése során előforduló valamilyen hiba, illetve külső környezeti hatások is, mint például hőmérséklet vagy nyomás. A mikroszkopikus veszteségek a kábel kialakításával csökkenthetők, a kábel köpenye, az erősítő tag a szálban megakadályozhatja az ilyen típusú veszteségek kialakulását, például a külső mechanikai erők által okozott mikro veszteségeket.
16
Makroszkopikus görbület: Kanyar, valamilyen látható kábel hajlítás a szálban. A fény a hajlatnál ki tud lépni a szálból, ezzel teljesítmény veszteséget okoz. Multimódusú szálak érzékenyebbek a makroszkopikus görbületre, pontosan azért, mert ott több módus halad a szálban. Az okozott veszteség mértéke függ a hullámhossztól, a hajlítási sugártól. Kábel telepítésekor tehát figyelni kell arra, hogy a kábel meghajlása ne haladja meg a megengedhető hajlítási sugarat. Monomódusú szálaknál például a levágási hullámhossztól minél messzebb van a felhasznált hullámhossz, annál kevésbé vehető jól, megfelelően a módus, ami a szálban halad. Ennek következménye, hogy ugyanakkora szálhajlítás mellett egy távolabbi hullámhossz nagyobb veszteséget okoz. Kromatikus diszperzió: Kiszélesedik hatására a spektrum. A gyártási folyamat határozza meg mértékét, a szál anyagának törésmutatójától függ. Oka, hogy a fényimpulzus, ami az adóból indul több hullámhosszból áll és azok más és más sebességgel haladnak a szálban. Így „kenődik szét” a spektrum, romlik le a bit hiba arány, és mivel a szétkenődés miatt a jel szintje csökken, ezzel megnő a jel/zaj viszony ugyanolyan zajszint mellett. Hullámhossz függő, vannak azonban úgynevezett nulla-diszperziós hullámhosszak, ahol a kromatikus diszperzió értéke nulla. Van egy úgynevezett csoportkésés (az összes hullámhosszra vonatkozó késés), ami az egységnyi szálhossz megtételéhez szükséges időt jelenti. Ez azért fontos, mert a kromatikus diszperziós együttható a csoport késés egy impulzusra vett változását jelenti, egységnyi hosszon, egységnyi hullámhossz változás mellett.
3.12. ábra Kromatikus diszperzió hatása
17
Polarizációs módus diszperzió: Monomódusú szálakra jellemző. A fényhullámok két, egymásra merőleges polarizációs tengelyre bonthatóak. Ideális esetben a mag a szálban kör alakú, szimmetrikus. Az ilyen szálban pedig a két polarizációs módus ugyanolyan sebességgel terjed. Ez azonban a valóságban nem igaz, a szálak tökéletlensége a gyártási hibának, makró, mikro görbületeknek, hőmérsékletnek, nyomásnak köszönhető. A polarizációs módus diszperzió tehát annyit jelent, hogy a két módus eltérő sebességű a két tengely irányban, ami bithibát, spektrum kiszélesedést okoz. Jellemző érték a DGD (Differential Group Delay) ami időkülönbséget jelent a különféle polarizációs módusok között. Egy másik fontos érték pedig a PMD együttható, ami a polarizációs módus diszperzió értékét mutatja a szál hosszára normalizálva.
3.13. ábra Polarizációs módus diszperzió Önfázis moduláció: A jel saját fázisán okoz változást, azáltal, hogy befolyásolja a szál törésmutatóját. Kerr effektus: egy csatornán időben változó fázist, törésmutatót jelent; a változó törésmutató modulálja az átvitt jel fázisát, ezzel pedig kiszélesedik a spektrum. Az átvitt impulzus spektrumában megjelenik két oldalt egy-egy rész, amelyet a hullámhosszak eltolódása okoz. A rövidebb hullámhosszak eltolódása okozza az úgynevezett kék elmozdulást, az impulzus bal oldali felemelkedő
részén,
a
hosszabb
hullámhosszak eltolódása pedig a jobb oldali,
leszálló
részen
a
piros
elmozdulást. 3.14. ábra Önfázis moduláció
18
Keresztfázis moduláció: Egy valamilyen jel, egy valamilyen másik csatorna jelének fázisára van hatással. Multiplexált jeleknél jelentkezik, azaz ha több csatorna jelét fogják össze és viszik át a szálon keresztül. Az önfázis modulációnál leírtak szerint itt is megjelenik a spektrum két oldalán a két eltolódás, amelyet a hosszabb, illetve rövidebb hullámhosszak okoznak, amelyek a spektrum kiszélesedéséért felelősek. Négyhullám keverés: Interferencia jelenség, melynek a hatása, hogy például három csatorna keveredéséből előáll egy negyedik csatorna:
4= 1- 2+ 3.
Nem csak három
csatorna hozhat létre egy negyediket, hanem két csatorna keveredéséből is születhet egy harmadik. Ezeket a létrejövő új csatornákat szellemcsatornának is nevezik. DWDM rendszereknél
komoly problémát
okoznak,
hiszen
a
létrejövő
szellemcsatornák
átlapolhatják a jeleink csatornáit, ezzel zavart okozva az átvitelben. A kromatikus diszperzió eredménye, hogy a különböző hullámhosszaknak különböző sebessége van, a keveredést pedig növeli ha azonos sebességűek a hullámhosszak. Így a kromatikus diszperzió
hatásával
csökkenteni
lehet
a
keveredést.
A
szellemcsatornák
megakadályozhatóak még például szabálytalan csatorna elhelyezéssel is. Stimulált Raman szórás: Magas teljesítményű fényhullám esetén jelentkezik. Hatása, hogy az alacsonyabb hullámhosszúságú fény energiájából átszökik
egy
rész
egy
magasabb
hullámhosszúságúéra.
Maximális az értéke olyan hullámhosszak közt, amelyek távolsága 100 nm, így például 1550 nm es C sávba eső és egy 1650 nm es U sávba eső hullám közt. 3.15. ábra Raman szóródás Stimulált Brillouin szórás: Magas teljesítményű jeleknél jelentkezik, kevés csatorna esetén jelentős. A nagy teljesítményű fényhullámok periodikus változásokat okoznak a szál anyagának törésmutatójában, ezzel létrehoznak egy virtuális rácsot, amelyről azonban visszaverődnek. Visszirányú szóródási jelenség.
19
3.3. Adók, vevők, erősítők 3.3.1.
Adók
Az adók legfontosabb eleme a fényforrás. Attól függően, hogy milyen szálhoz és milyen fényforrást alkalmazunk, változhat a fény szálba juttatásának hatékonysága, azaz, hogy mennyi fény jut be a szálba az adóból. Kétféleképp csatlakoztatható a forrás és a szál. Direkt módnál a szál a forrás közvetlen közelében van rögzítve, lencsés módszernél pedig egy lencse segítségével gyűjtik össze a fényt, és így kerül a szálba. A lézerek igen érzékenyek a visszajutó fényre, könnyen elvesztik tőle a stabilitásukat, ezért a visszaverődő fény ellen leválasztó réteget kell alkalmazni. Az adókban a meghajtó áramkör adja az áramot a forrás számára, és modulálja a kimeneti fényt a biteknek megfelelően, ha közvetlen modulációnk van. Magasabb adatsebességeknél optikai modulátor végzi a fény biteknek való megfeleltetését.
LED-ek Különbség közte és a lézer között, hogy a LED esetében a fény kibocsátása spontán módon történik. Széles spektrumban bocsátják ki a fényt, így csak kis távolságokra és alacsony adatátviteli sebességek mellett alkalmazhatóak. Alapelve, hogy amikor az elektronok és a lyukak összeállnak akaratlanul fotont bocsátanak ki. Több irányba sugározza a fényt, amit aztán össze kell gyűjteni, hogy forrásként használhassuk, és mivel nehéz az összes irányban kibocsátott fényt begyűjteni, ezért kisebb a teljesítménye, mint a lézereknek. Alacsony áruk van, és nincs szükség hűtésre, mert nem hőmérséklet függőek. Felületsugárzó: A LED felszínét kimarják egy akkora részen, amekkora a szál. Ezen a kimart részen keresztül bocsátja ki a fényt. Marásra azért van szükség, mert így a szál közelebb kerül a fénykibocsátó réteghez. Hogy mekkora teljesítmény kerül a szálba, az függ a szál tulajdonságától és attól is, hogy milyen messzire van a fénykibocsátó rétegtől. A fényt összegyűjtéssel segítik a szálba például azzal, hogy gömbölyű lencsét raknak a kimart részhez.
20
Élsugárzó LED: Tulajdonképpen egy félvezető lézer átalakítva, egy nem reflektáló réteggel a felszínén, hogy lefojtsa a stimulált fénykibocsátást. Szélesebb sávszélességgel rendelkezik, mint a felület kibocsátású párja. Viszonylag alacsony teljesítményűek. Alacsony sebességű, és kis távolságú rendszereknél alkalmazhatóak. Lézerek Legnagyobb különbség a LED-ekhez képest, hogy a lézereknél a fény kibocsátás stimulált. Nagy teljesítményűek és viszonylag szűk spektrumban sugározzák a fényt, emiatt alkalmasak magas sebességű adatátvitel megvalósítására. A legtöbb rendszerben félvezető lézereket alkalmaznak jobb teljesítményük miatt. Fabry-Perot lézer: Két visszaverő felület között egy optikai erősítő rés, üreg található ebben a típusban. A rés mérete fogja meghatározni azt, hogy melyik hullámhosszon üzemel a lézer. Az üreg nem csak egy, hanem több hullámhosszon is erősít, a kibocsátott fénynek több hullámhosszon is van csúcsértéke. Ezért ez a típus MLM lézer, mert több hullámhosszat hosszanti oldalirányban bocsát ki. Van hűtött és hűtetlen változata is, a hűtetlen verzió olcsóbb, ám változnak a fénykibocsátási jellemzői a hőmérséklettel és így kevésbé megbízható. Elosztott visszacsatolású lézer (DFB): Ugyanúgy, mint a Fabry-Perot változat ez is a középső rétegben erősíti a fényt. Ebben a változatban egy beépített Bragg rács található a középső részen, ami visszaverő felületként viselkedik. A visszacsatolás az üregben levő ráccsal történik, két hullám keveredik, az előre haladó és a visszacsatolt. SLM lézerek típusába tartozik, egy hullámhosszat hosszanti oldalirányban bocsát ki. Hőmérsékletfüggő. Elosztott Bragg reflektoros lézer (DBR): Az osztott Bragg reflektáló lézernél a visszacsatolás ugyanúgy Bragg ráccsal történik, mint a DFB-nél, ám ennek a típusnak a végein van egy-egy reflektáló felület, nem pedig az aktív réteg felett. Hőmérsékletfüggő, SLM lézer.
21
Összekapcsolt üregű félvezető lézer: A fény egy külső visszaverő felülettel határolt üregbe érkezik. A visszaverődő fény egy része visszajut a lézerben levő belső üregbe. A külső visszaverő felület miatt fázistolás jön létre, így a lézer csak bizonyos hullámhosszon fog erősíteni, ezzel adva az SLM tulajdonságot. Egy egyszerű megvalósításában a lézerből kijövő fényt egy bordázott rács segítségével gyűjtik össze. Egyik előnye a hangolhatósága, azaz kiválasztható melyik is legyen az az egy hullámhossz, amelyet a külső üreg erősíteni fog, egyszerűen a visszaverő felület elfordításával. Hasított összekapcsolt üregű félvezető lézer: Egy hagyományos lézer ketté hasítva. A két középső felület elég fényt ver vissza, ahhoz, hogy összegyűjthessük azt, feltéve hogy elég közel van a két szétválasztott rész, vagyis elég kicsi az elválasztó légtér. A beadott áram határozza meg a működési hullámhosszat. Hangolható félvezető lézer: Egy aktív, egy fázisvezérlő és egy Bragg részre osztható. A visszacsatolással és a fázissal hangolható be, hogy a lézer melyik hullámhosszon működjön. Van olyan típusa is, amelyikben nem egyetlen Bragg visszaverő felület van, hanem egy egész sor rács, egymástól állandó távolságra biztosítják a visszaverődéseket, amit aztán visszacsatolnak erősítés végett. A több rácsos változat több hullámhosszat erősít a rácsok miatt. Amilyen távol a rácsok vannak, olyan távol lesznek azok a hullámhosszak, amiket erősíteni fog. Függőleges üregű felületsugárzó lézer (VCSL): A fényt egy nagyon kicsi függőleges üregen keresztül erősíti, így a fény függőleges irányban távozik. Több rétegű a felépítése, az aktív, emittáló réteg körül visszaverő Bragg felületek vannak, alulról is és felülről is. A kis üreg szűrőként működik, így csak egyetlen hullámhossz erősített. Mivel viszonylag alacsony árammal működnek, ezért túl nagy teljesítményt nem tudnak kifejteni. SLM lézer, habár nagyobb üreget alkalmazva a több hullámhossz miatt szélesebb spektruma lesz, mint a Fabry-Perot lézereknek. Mivel előállításuk olcsóbb, mint a vízszintes irányba sugárzó változatnak, ezért alacsonyabb áron beszerezhetőek. Vékony erősítő rétegük miatt tükrökkel teszik hatékonyabbá.
22
3.3.2.
Vevők
A vevőknél a jel egy fotódiódába érkezik, amit azután előerősíteni kell. A fotódióda alakítja át a fényt elektromos értékké, amit aztán a további felhasználás végett kel erősíteni. Az előerősítőt egy nagy teljesítményű erősítő követi és egy aluláteresztő szűrő. Az aluláteresztő az impulzus alakját formálja. Az utolsó részen egy döntő áramkör összehasonlítja a szűrőből jövő jelet egy küszöb értékkel, azokban a mintavételi időkben, amit az órajel határoz meg, és megadja, hogy a bejövő bit milyen értékű. p-n fotódióda: Középen a p és az n réteg közt található egy terület, a kiürítési terület, egy nagy belső elektromos mező, ami megakadályozza az elektronok és a lyukak egyik mezőből a másikba vándorlását. Ha fény éri a közbülső réteget, a fotonok miatt elektronlyuk párok alakulnak ki (ugye ha elektron és lyuk találkozik foton kibocsátás történik, amit a LED-ek használnak ki, itt pont a folyamat fordítottja zajlik). Az elektromos mezőben létrejövő elektronok és lyukak a p és n oldalhoz csoportosulnak a mezőben. Azt, hogy mekkora sávszélességet képes fogadni, korlátozza egy szóródási jelenség, ami abból adódik, hogy elnyelődés van a középső rétegen kívüli rétegekben. p-i-n fotódióda: A középső réteget növelve és a két szélsőt csökkentve, a p-n fotódiódánál említett szóródási hatás csökkenthető. A középső réteget egy félvezető réteggel bővítik ki. A középső résznek nagy az ellenállása, így kapunk egy nagy elektromos mezőt. A kioltási réteg tovább ér, mint maga az elektromos mező, belelóg a két szélső rétegbe is. Ezzel a kialakítással leküzdhető a szóródási jelenség, mert a teljesítmény nagy része az közép rétegben nyelődik el. Lavina fotódióda: Minden vevőnek kell valamennyi áram a működéshez. Ez a típus egy belső áramerősítéssel rendelkezik. Az erősítés az ionizációs hatás miatt jön létre: egy gyorsuló elektron akkora energiát szerez, amivel létrehoz egy új elektron-lyuk párat. A p-in fotódiódához képest itt van még egy plusz réteg, ami az erősítést szolgálja, azaz ahol az ionizáció miatt létrejövő elektronok és lyukak lesznek.
23
MSM (Metal-Semiconductor-Metal): Ebben a kialakításban két fém közé teszik az elnyelő félvezető réteget. A két réteg találkozásánál akadály lép fel, ami meggátolja az elektronok fémrétegbe vándorlását. Az elnyelő réteg határa ennél a típusnál is átlóg a fém részekre. Magas adatsebességű rendszerekhez alkalmazzák. 3.3.3.
Erősítők
Raman: Ez az erősítő a Raman szórást használja ki úgy, hogy egy alacsony hullámhosszúságú fényt magas teljesítménnyel adnak be, és a Raman szóródás miatt a molekulák hatására az alacsony hullámhosszról a fény energiájának egy része a magasabbikra kerül. A beadott másik magasabb, átvitelhez használt jel hullámhosszát az alacsonyabb hullámhosszal így erősítik. Mivel a szálakban nem túl nagy ez a hatás, nagy energiájú alacsony hullámhosszú jel kell. Az erősítés a pumpáló hullámhosszhoz képest 100 nanométerre lesz a legnagyobb, a szóródás tulajdonságaiból adódóan, így lehet szabályozni, hogy melyik hullámhosszat erősítse. Az erősítés így magában a szálban történik meg. Ha több hullámhosszal pumpáljuk a szálat, akkor egy egész sávot tudunk erősíteni, ami a WDM rendszereknél lesz hasznos a számunkra. Különbség az EDFA (ld. alább) és a Raman erősítő közt, hogy ennél a típusnál több hullámhossz erősítésével képzik egy sáv erősítését, míg az EDFA esetén közvetlenül egy egész sáv erősített. EDFA (Erbium Doped Fiber Amplifier): Az ilyen erősítők alapeleme az erbiummal adalékolt szál. Az erbiumnak azt a tulajdonságát használják ki, hogy ha megfelelő hullámhosszal gerjesztett állapotba hozzuk az erbiumot, az vissza fog térni alapállapotba, kibocsátva fényt az 1525-1565 nanométeres sávban. Ha az átviteli jel ugyanebbe a sávba esik, akkor a jel a fénykibocsátási folyamatot segíteni fogja, így létrehozva magát az erősítést. Az erbiumos szálon kívül tehát található benne egy lézer, ami az erbiumot gerjesztett állapotba hozza, és egy olyan szakasz, ahol a jelhez adják a pumpáló hullámhosszat, mielőtt a kettő együtt bekerül az erbiumos szálba. Attól függően, hogy a középső erbiumos szálat az elejénél, a végénél, vagy mindkét oldalon gerjesztjük, beszélünk egyirányú, kétirányú, ellentétes irányú pumpálásos erősítőről. Régebben a WDM csatornákat egyedileg kellett szétválasztani majd erősíteni és végül újra összerakni őket, EDFA erősítő viszont az egész sávot erősíti, így nem szükséges szétszedni és egyesével
24
erősíteni a csatornákat. Ezt a típusú erősítőt szokták a Raman típusúval együtt alkalmazni, mert Raman erősítővel kompenzálják ennek a típusnak a rossz jel-zaj viszonyát. SOA (Semiconductor Optical Amplifier): Hasonlatosak a félvezető lézerekhez, csak itt nincs visszacsatolás, de ugyanúgy félvezetőt használunk és a stimulált fénykibocsátást használják fel az erősítés megvalósításához. A szálból a fényt bele kell gyűjteni az erősítőbe, mert annak felülete kisebb, mint a szálé. A működésükhöz, és így az erősítéshez áramot kell kapniuk. Olcsóak és kicsik, viszont az alacsony kimenő teljesítmény és a zaj szempontjából is előnytelenek, ezért nem alkalmazhatóak WDM rendszerekhez.
25
4. OPTIKAI MÉRÉSEK ALAPJAI2 4.1. Teljesítménymérő (Power meter) A szálba beadott és a vett teljesítményt optikai teljesítménymérővel mérhetjük, feladata, hogy kiírja a műszerben található fotódióda által mért értéket. Amikor a beadott teljesítményt akarjuk megmérni, akkor a mérőkészüléket az adó kimenetére közvetlenül tesszük, nincs semmilyen összekötő kábel, ha pedig vételi teljesítményre vagyunk kíváncsiak a készüléket a szál rendszerre kötjük, a vevő helyére. Anyagától függően három fajta fotódióda használatos szilícium, germánium, indium-gallium-arzén ötvözet. A szilícium az egyetlen, amit nem használnak egymódusú szál mérésére. Az indium-galliumarzén ötvözet jobban használható az 1625-ös nanométeren, mint a germánium, mert ebben az 1600-as ablakban kisebb teljesítményt mutat. Jobb eszközök már arra is képesek, hogy valamilyen referencia bemeneti értékhez képest kijelezzenek egy relatív értéket, és több hullámhosszra is kalibrálhatók. Attól függően, hogy milyen helyzetben használjuk a teljesítménymérővel szemben más és más
követelményeket
támasztanak,
de
mindenféleképpen
elegendően
nagy
teljesítményűnek kell lennie ahhoz, hogy az adó közvetlen kiadott teljesítményét mérni tudja, de elég érzékenynek is kell lennie ahhoz, hogy a szálrendszer által csillapított, lecsökkent jelet venni tudja. Ennek fényében tehát, a műszer dinamika tartománya a különbséget jelenti a maximálisan mérhető bemeneti teljesítmény és a minimálisan detektálható vétel oldali teljesítmény között. Szálak csillapításának mérésére használható a következő módszer: Referencia mérési módszer: Azokban az estekben használható módszer, ahol a mérőeszközt nem lehet közvetlenül a mérendő szálhoz kapcsolni, például eltérő csatlakozók miatt. Első lépésben kell egy referencia mérési eredmény. Ez annyiból áll, hogy a fényforráshoz tartozó összekötőkábelt, és a teljesítménymérőhöz tartozó kábelt közvetlen kell összekötni. Majd ha így már mértünk teljesítmény szintet, akkor kell mérni úgy is hogy a két kábel közé betesszük azt a kábelrészt, amit majd a rendszerben fogunk használni. Így is mérünk teljesítmény szintet, és az első mérési eredményből kivonva a 2
A fejezethez tartozó irodalom és források: [4,5,15,16]
26
második mérés eredményét, megkapjuk a felhasznált szál csillapítását. Ezzel szűrik ki a különféle patch kábelek által a mérésbe bevitt csillapításokat. Kaphatók olyan teljesítménymérők, amelyek képesek mérni akár 16 CWDM lézeradót, és kijelezni a hullámhosszak teljesítményét. Ez a módszer persze nem csak teljesítménymérésnél használatos, hanem bármelyik olyan mérésnél, aminél összekötő kábeleket használunk.
4.1. ábra Referencia mérési módszer 4.2. Optikai Spektrum Elemző (Optical Spectrum Analyzer) A fény tulajdonságainak mérésére használt műszer, amely az optikai teljesítmény eloszlását ábrázolja a hullámhossz függvényében. A források nem egyetlen hullámhosszt adnak, egy szűk spektrumban sugároznak. Spektrumelemző segítségével például megnézhetjük, hogy a forrásunk mennyire tiszta, mennyi plusz zavaró hullámhosszon, milyen teljesítmény értékek vannak, illetve, hogy mennyire pontosan biztosítja a forrás valójában azt a hullámhosszat, amivel az átvitelt megvalósítani akarjuk. Hogy mért is fontos a pontosság? A kromatikus diszperzió hatása miatt, hiszen impulzus kiszélesedést okoz. Minél szűkebb az analizátorral mért spektrum, azaz minél pontosabban adja a forrás a kívánt hullámhosszat, annál kevésbé hat rá a kromatikus diszperzió, vagyis annál kevésbé szélesedik ki a küldött impulzus. Ezért is van, hogy a szűk spektrumú források jobbak a nagyobb adatátviteli sebességekhez. Gondoljunk csak bele, ha kisebb a spektrum kevésbé
27
szélesedik ki és így kisebb hely is elegendő az egymás után küldött impulzusok között, azaz gyorsabban küldhetők az impulzusok. Egy spektrum analizátor alapműködése: a bejövő fény áthalad egy hangolható hullámhossz szűrőn, ami szűri az egyes összetevőket, majd a fotodetektor átalakítja a fényimpulzust, arányosan az impulzus teljesítményéhez elektromos árammá. Kivételt képez ez alól a később ismertetett Michelson interferenciamérő. 4.2.1.
Fényelhajlási rácson alapuló OSA
Olyan típus, amelyben a hullámhosszak elkülönítése egy fényvisszaverő, bordázott ráccsal történik. A fény a visszaverő felületen elhelyezett bordákon megtörik, elkülönülnek benne a hullámhosszak. A szétválasztás után már csak meg kell szűrni azt a hullámhosszat, amelyet mérni akarunk.
Ennek eszköze, egy a visszaverő rács közelében elhelyezett akadály,
amelyen csupán egyetlen kis rés van. Csak az a fényhullám fog átjutni, és fogja elérni az érzékelőt, ami átmegy a résen. A rács dőlési szöge határozza meg melyik hullámhossz lesz az, ami eljut az érzékelőig, illetve a rés nagysága adja a hullámhossz felbontását. Prizmát is lehetne használni a hullámhosszak elkülönítésére, de a rács jobban elkülöníti a hullámhosszakat, és kisebb a csillapítása is. Több alfaja is van. 4.2.2.
Interferencia mérőn alapuló OSA
Fabry-Perot: Ebben a típusban két egymással szemben elhelyezett tükör biztosítja a hullámhosszak szűrését. A két tükör közti rész tulajdonképp egy rezonátor üreg. Az elemző készülék felbontása a tükrök visszaverődési képességeitől függ, és a hullámhossz a tükrök távolságával változik. Nagyon szűk felbontású. Michelson: A hullámhosszak elválasztása úgy történik, hogy interferenciát hozunk létre a bejövő jel, és annak késleltetett változata között. Az eredményezett hullámforma a bejövő jel autokorrelációs függvénye lesz, hiszen ugye önmagához viszonyítjuk a jelünket. Nagyon pontos mérést tesz lehetővé. Azért, hogy megkaphassuk a bejövő fény teljesítmény spektrumát, az autokorrelációs függvény Fourier transzformálását kell elvégezni. Nincs igazi szűrés a folyamatban, mint a többinél, ezért tér el a fent említett alapműködéstől. Kisebb dinamika tartománnyal rendelkezik, mint a rácsos verzió.
28
4.3. OCWR (Optical Continuous Wave Reflectometer) Alkotórész visszaverődések mérésére használható. Sugárzási veszteséget mér. Egy lézerforrás és egy teljesítménymérő ugyanazon a porton, adott teljesítménnyel beadja a jelét. A fényforrásból azon a hullámhosszon érkezik ismert teljesítménnyel a jel a szálba, ami majd a rendszerünkben az információs impulzusokat fogja szolgáltatni. Egy irányított csatoló visszairányítja az érzékelőbe a visszavert fényt, aminek szintjét a műszer megméri. Ha azonban a kábelt dugóval akarjuk lezárni, vagy például ha a kábel nem közvetlen csatlakozik a műszerhez, akkor el kell végezni egy referencia mérést. A beadott jel nem megy keresztül semmilyen szálon, hanem a műszer végét egy nem visszaverő dugóval zárják le vagy csak a későbbiekben használatos összekötő kábel található a műszer végén. A referencia mérés után csatlakoztatják a készülékhez a mérendő kábelt. Végül pedig a visszavert teljesítményekből kiszámolható az optikai veszteség. A referencia mérésnél megkapjuk a kiegészítő elemek veszteségeit (dugó, összekötő kábel) és ezek értékeit ki kell vonni a másodszor mért visszaverődési teljesítményből, hogy csak a szálunk visszaverődési veszteségét kapjuk meg, ne pedig a szál és az összekötő kábel, vagy a szál és a dugó együttes veszteségét. Ugyanúgy, mint a fent említett módszernél.
4.2. ábra Sugárzási veszteség mérés OCWR-rel
29
4.4. OLTS (Optical Loss Test Set) Ez is olyan műszer, ami teljesítménymérőt és fényforrást tartalmaz, így méri a szálban a veszteséget. A beadott fényimpulzus teljesítményét megmérjük a másik oldalon. Mérhetünk teljes szálon optikai veszteséget, csillapítás arányt hosszegységre, csatlakozók, összekötések, csatolóelemek csillapításhoz való hozzájárulását, szál hosszat vagy távolságot valamilyen eseményig és még sok mást. Általában mindkét irányban lemérik a veszteséget, mivel annak értéke változó lehet a két különböző irányból pl. anyaghibák miatt, amik nem állandóak, hanem véletlenszerűen változnak, jelennek meg a szálban. A két mért értéket aztán átlagolják, ezzel biztosítva egy pontosabb veszteségi adatot a szálra nézve. Egyirányú mérések különösen terepen érdekesek, mert ott sokáig tart a kábel rendszer egyik pontjától eljutni a másikig. A lenti képen egy kétirányú mérési mód látható.
4.3. ábra OLTS mérés
4.5. OTDR (Optical Time Domain Reflectometer) A visszaverődő fényt használja az optikai összeköttetés jellemzésére. Lehetővé teszi a szál csillapításának, a csatlakozók veszteségének becslését a szál hosszának függvényében. Csak ezzel a mérőműszerrel tudunk illesztési (mechanikus és forrasztási), és csatlakozási veszteségek nagyságát megmérni egy adott szakaszon, illetve meghatározni azoknak a távolságát.
30
Sugárzási veszteséget a beadott fényimpulzus sávszélességének arányában a visszavert fény teljesítményéből kapjuk meg az alábbi egyenlőség alapján: ORL = 10 * log (Po*Δt / ∫Pr(z)*dz) Ahol: Po : az OTDR által beadott fény teljesítménye Δt : a beadott impulzus sávszélessége ∫Pr(z)*dz : a teljes visszaverődés értéke a szálban Egy lézerforrás impulzust küld a mért szálba, valamelyik hullámhosszon, amelyet az átviteli rendszerek használnak, majd az OTDR-be a szálhibákról visszaverődő, visszaszóródó fényt méri. Használhatunk 1625 nanométeres hullámhosszat is, ez ugyanis nem zavarja az átvitelt, ha például aktív, forgalommal ellátott szálat figyelünk. A visszaverődött jelet el kell választani a beadottól egy kapcsoló segítségével, és a kinyert, visszavert fényt átalakítani elektromos értékké.
31
5. MÉRETEZÉSI IRÁNYELVEK3 Ahhoz, hogy lássuk, hogy a hálózat tud -e működni, el kell végezni egy veszteségi számolást, ki kell kalkulálni a teljesítményt, amely szükséges lesz az átvitel megvalósításához, és meg kell bizonyosodni arról, hogy az átvitel tényleg megvalósulhat. Minden eszközhöz, kábelhez megadják a csillapítási értékeket, amivel pontosabban lehet számolni. A veszteség és a teljesítmény számításához az alábbi információra lesz szükségünk a hálózattal kapcsolatban: ● A szál csillapítása: Az egy- és többmódusú szálaknak más és más a csillapítása, illetve különböző hullámhosszakon is eltérő értékeket mutatnak. A szálakra jellemzően megadható egy dB/km csillapítási érték, ezt megszorozva a szakasz kábelhosszával kapjuk a szál csillapítását. A „TIA/EIA 568 B” szabvány szerinti maximális értékek: Többmódusú szál 50 és 62.5 μm –es magátmérővel: 850 nanométeren
3.5 dB/km
1310 nanométeren
1.5 dB/km
Egymódusú szál 9 μm –es magátmérővel: Kültéri alkalmazásnál
1310 és 1550 nanométeren
0.5 dB/km
Beltéri alkalmazásnál
1310 és 1550 nanométeren
1 dB/km
● Csatlakozók, illesztések: A hálózat csillapításához sokban hozzájárulnak ezek az elemek. Ezek maximális csillapítása a „TIA/EIA 568 B” szabvány szerint: Illesztés
0.3 dB/db
Csatlakozó
0.75 dB/db
● Osztók: Ezeknek van a legnagyobb értékű csillapítása. Az osztó leírásában a csillapítása megtalálható. 3
A fejezethez tartozó források: [49,50,51,52,53,54,55,56,57,58,59,60,61,62,63,64]
32
Egy példa az osztókra: 1x2
3.5 dB/db
1x4
7.4 dB/db
1x8
10.3 dB/db
1x16
13.5 dB/db
1x32
16.7 dB/db
1x64
20.4 dB/db
● Öregedés: Hálózatokat nem csak egy-két évre tervezik, gondolni kell a kábelek öregedésére is.
Tipikusan:
3dB
● Plusz csillapítás: Fontos, hogy a későbbi öregedésre vagy esetleges szálszakadásokra, további bevitt csillapításokra is gondoljunk, ezért a számításhoz kell még egy plusz csillapítás érték.
Tipikusan:
3 dB
● Szálfelügyelet: Aktív szálfelügyelet esetén a felügyeleti jel, és az átvitelhez használt jel közösen kerülnek a szálba, mint azt már tudjuk. Ehhez szükség van egy WDM berendezésre, a vételi oldalon szükség lesz az OTDR jel vagy az átviteli hullámhossz elkülönítésére egy WDM szűrővel, illetve használható WDM elkerülő, amivel kiszűrhető a hasznos jel. Az általam használat NTest típusú eszközre megadott értékek például:
RTU:
1 dB/csatlakozó + 0.2 dB/UPC és 0.3 dB/APC
WDM:
1 dB/csatlakozó + 0.2 dB/UPC és 0.3 dB/APC
WDM szűrő:
0.8 dB/csatlakozó + 0.2 dB/UPC és 0.3 dB/APC
WDM elkerülő:
1 dB/csatlakozó + 0.2 dB/UPC és 0.3 dB/APC
33
● Adó: szükség lesz arra is, hogy mekkora az adó által kiadott legkisebb teljesítmény, tehát, mekkora energiájú fényt képes kibocsátani legrosszabb esetben. ● Vevő: ismerni kell, hogy mekkora a vevő által legkisebb vehető érték, mekkora az érzékenysége. PÉLDA: Először is számoljuk ki a teljesítményt, ami a rendelkezésünkre áll. Legyen az adó minimum kimenő teljesítménye 3 dBm és a vevő érzékenysége -26 dBm. Ebből adódóan a teljesítmény, amivel gazdálkodhatunk: Teljesítmény = Adómin – Vevőmin = (3 dBm) – (-26 dBm) = 29 dB Tegyük fel, hogy az adót és a vevőt egy egymódusú, 1310 nanométeren használt kábellel kötjük össze, úgy, hogy a kábelszakaszon két illesztés és egy 1x4 –es osztó található, illetve aktív szálfelügyeletet alkalmazunk, amihez szükség van egy WDM berendezésre, és egy szűrőre a vételi oldalon, ezekhez az eszközökhöz pedig egyenes csiszolású kábeleket alkalmazunk:
5.1. ábra Példa
34
Számoljuk ki a fellépő veszteségeket: Veszteségek = Kábel veszteség + Illesztési veszteség + Csatlakozó veszteség + Osztó veszteség + RTU csatlakozás + WDM csatlakozás + WDM szűrő csatlakozás + Öregedés + Biztonsági csillapítás = = (11.5 * 0.5) dB + (2 * 0.3) dB + (2 * 0.75) dB + 7.4 dB + (1 + 0.2) dB + [3 * (1 + +0.2)] dB + [2 * (0.8 + 0.2)] + 3 dB + 3 dB = = 5.75 dB + 0.6 dB + 1.5 dB + 7.4 dB + 1.2 dB + 3.6 dB + 2 dB + + 3 dB + 3 dB = 28.05 dB Amit ezek után még ki kell számolni, az a hálózati teljesítmény. Ha az eredmény pozitív lesz, akkor a hálózat működőképes, ha viszont negatív, akkor nincs elegendő teljesítmény az átvitel megvalósításához. Hálózati teljesítmény = Teljesítmény – Veszteségek = 29 dB – 28.05 dB = 0.95 dB Kiszámolható a maximális távolság, amit ezekkel a paraméterekkel lehet biztosítani: Távolság = Teljesítmény – Veszteségek (KIVÉVE A KÁBEL VESZTESÉGET!) / /Szálcsillapítás = 29 dB – 22.3 dB / 0,5 dB/km = 13.4 km
35
6. RFTS ALAPJAI4 6.1. Szálfelügyelet alapelvei 6.1.1.
Sötét szálfelügyelet
Gyakran a kitelepített kábelekben vannak olyan szálak, amelyekben nincsen forgalom, amelyek későbbi használatra vannak a szálban, vagy tartaléknak használnak valamilyen sérülés esetén, hogy ne kelljen újabb kábelt telepíteni csak áttenni az átvitelt a sérülésmentes szálra. Ennél a módszernél a szálfelügyelet úgy történik, hogy egy vagy akár több olyan szálban figyelik a szálak minőségét, amelyikben nincs forgalom, ugyanazon kábelen belül. Ezzel a módszerrel leginkább a nagy hibákat tudják mérni, mint például kábel szakadást vagy kábel törést, de nem ad információt arról, hogy milyen veszteségek lépnek fel abban a szálban, amiben az átvitel halad. Több szál felügyeletekor kapcsoló elemre is szükség van. A sötét szálfelügyelet olcsóbb, hiszen itt például nincsen szükség szűrőkre, mert nem a hasznos jellel együtt kerül a szálba a felügyeleti jel. 6.1.2.
Aktív szálfelügyelet
Aktív szálfelügyeletnél a legfontosabb dolog, hogy olyan hullámhosszra van szükség, amelyik különbözik az átvitelhez használt hullámhossztól, így elkülönítve a felügyeleti jelet az
adatjelektől.
Ezért
használják
például
az
1625
nanométeres
hullámhosszat
monitorozásra, ha 1550 nanométeres hullámhosszúságú az adatátvitel. Ez a hullámhossz érzékenyebb is olyan veszteségekre, amiket hajlítások okoznak. A szálak mindkét oldala egy-egy kapcsolóhoz csatlakoztatott, ha több szálat akarnak megfigyelni, majd egy összegző végzi az figyelő és az adatjel közös szálra ültetését. Vételi oldalon pedig ki kell szűrni a beadott vizsgáló jelet. A sötét szálfelügyelet, lehet, hogy olcsóbb, ám az aktív monitorozás nagyobb védelmet, biztonságot nyújt. Lehetnek akár olyan esetek is, hogy a kábelben már nincs szál, amin ne haladna át valamilyen forgalom, ekkor is nyilvánvalóan csak ez a módszer használható. Fontos különbség még a sötét felügyelettel szemben, hogy ha ilyen esetben valamilyen behatolást érzékel a rendszer, akkor annak az adatnak az útja, amiről érkezett a riasztás, megszüntethető. 4
A fejezethez tartozó irodalom és források: [1,2,3,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27,28,29,30,31,32,33]
36
6.1. ábra Sötét szálfelügyelet
6.2. ábra Aktív szálfelügyelet 6.1.3.
Régebbi szálfelügyeleti módszer
Mint azt már tudjuk, ha több szál van a kábelben, akkor a szálak egy kapcsolóba mennek, aminek a segítségével kapcsolódunk arra a szálra, amelyiket figyelni akarjuk. A vizsgáló jelet egy OTDR adja be. Azt, hogy milyen gyorsan követik egymást a szálak tesztelései az határozza meg, hogy hány szálat kell mérni, és milyen a kapcsoló kapcsolási sebessége. Hátránya, hogy minden szálat csak bizonyos ideig figyel a rendszer, nincsenek állandó felügyelet alatt, azaz nincs valós idejű felügyelet. Ha egy olyan szálban lép fel valamilyen átmeneti hibajelenség, amit éppen nem mér a berendezés, akkor az a hiba detektálatlan marad. Az ilyen hibák akár egy későbbi, nagyobb probléma jelei is lehetnek.
37
6.1.4.
Újabb szálfelügyeleti módszer
Újabb szálfelügyeleti módszernél minden szálat egyesével figyelnek, de csak teljesítmény veszteségi szempontból. Ha csak a veszteséget mérnék az nem lenne elegendő ahhoz, hogy megtudják milyen eseményre bukkantak. Ha valamelyik szálban veszteséget észlel a felügyelő berendezés, akkor azt a szálat egy OTDR méréssel leellenőrzi, és meghatározza a hiba keletkezésének helyét, mértékét. Például ha valamilyen küszöb átlépés miatt történik egy riasztás, és a keletkezett hiba csak pillanatnyilag okoz valamilyen túllépést, egy OTDR-es vizsgálatot végez a rendszer azon a szálon. A régebbi módszernél pillanatnyi események felett akár el is siklott a felügyelet, mert éppen nem azt a szálat figyelte az eszköz, amiben az eset megtörtént. Ha ilyen felügyelő rendszerben az általános felügyeletet teljesítményméréssel végezik, akkor mellette az OTDR használható sötét szálfelügyeletre. 6.2. RFTS rendszerek 6.2.1.
Rendszer felépítés
A felügyeleti hálózat egyik alkotó eleme a rendszer szervere, amelyben megtalálható az az adatbázis, amely a hálózatról tárol információkat, illetve a szerver tárolja a hálózathoz tartozó dokumentációkat. A riasztásokról való értesítéseket is ő kezeli és próbaüzemet is biztosít. A kliens szoftverek távoli hozzáférést biztosítanak a monitorozó rendszerhez, azaz távolról beállítható a konfiguráció, megtekinthetőek a hálózati dokumentációk, a tesztelési adatok, és a riasztások. A felügyeleti hálózatban egy vagy több RTU (Remote Test Unit) végzi a teljes hálózat vizsgálati és mérési feladatait. A felügyeleti jel szétosztását az OTAU (Optical Test Access Unit) -ok végzik. Az optikai kapcsoló irányítja a OTDR kimenetét arra a szálra, amelyet tesztelni vagy felügyelni kell. A kapcsoló bemeneti csatlakozóját patch kábellel kell csatlakoztatni az OTDR modulhoz. A kimeneti optikai csatlakozókhoz kapcsolhatók a szálak, amelyeket felügyelni szeretnénk. Egy számkijelző mutatja, hogy melyik kimeneti port csatlakoztatott a patch kábelen keresztül az OTDR bemeneti portjára.
38
6.3. ábra RFTS rendszer felépítése A szálrendszer ellenőrzését az RTU végzi. Ha hálózati hiba van, a tesztelő egység tájékoztatja a rendszer szervert a hibáról, a későbbi elemzés céljára. Például a hiba elhelyezkedésének koordinátáiról. Események összehasonlítását, és más elemzéseket is végez a mért értékek alapján. Miután a szerver a hibát értékelte, az eredményekből hibajelentést generál. Ez a riasztási információval együtt megjelenik a központi riasztórendszerben. A teljes hibajelentés, amiben benne van például a lehetséges ok, és a földrajzi elhelyezkedés, a hiba megjelenése után pár perccel létrejön. A redundancia egy lehetőség, ha a rendszer megbízhatóságát növelni szeretnénk. Valamilyen funkció biztosabb megvalósulását teszi lehetővé, ha többféle úton, kiegészítő módon valósul meg a felügyelet. A redundancia lényege, hogy a megbízhatóság javulásával
39
költségcsökkenést idézzen elő hosszú távon, hiszen csökken a rendszer leállási ideje, ezzel megspórolva azt a pénzt, amit egy kiesés okozna. Ám nem feltétlenül igaz, hogy egy egyszerű
redundancia
az
alacsony
megbízhatóságú
rendszerben
ténylegesen
költségcsökkenést idéz elő. A redundancia létrehozásához szükséges eszközök drágák lehetnek, illetve redundáns elemek beiktatásával a hálózat egyre bonyolultabbá, összetettebbé válik. Felügyeleti rendszereknél ezért nem igen alkalmazzák ezt a megoldást. Egy jó kompromisszum lehet, ha csak a hálózat egy részét biztosítják kiegészítő elemekkel. Ha egy általánosan vett rendszer redundáns megoldása nem költséghatékony, de a megbízhatóságot növelni kell, akkor a redundáns elemek beépítése helyett alkalmazható a felügyeleti rendszer a hatékonyság növelésére. Másik előnye a szálfelügyeletnek, hogy ha egy rendszer mégis tartalmaz kiegészítő elemeket, és valamilyen meghibásodás miatt az átvitel a háttérrendszerre tér át, a változást nem fogjuk észlelni, hiszen a redundáns elemek miatt a kommunikáció nem szakad meg. Így viszont arról sem érkezik információ, hogy az eredeti hálózaton valamilyen hiba keletkezett. Ha azonban a rendszert monitorozzák akkor ez a hiba kiküszöbölhető. 6.2.2.
RFTS funkciói, előnyei
Egy tipikus RFTS alkalmazásnak, több jellemzője biztosítja a nagyobb hálózati megbízhatóságot. Az alapfeladata az ilyen rendszereknek a hiba felismerése és fizikai állapotok romlásának korai detektálása. Korai hibaérzékelés: A megelőzés jó módja annak, hogy a szolgáltatást állandóan biztosítani lehessen. Az RFTS rendszer az OTDR nyomvonalak segítségével végzi a csillapítás, a reflexió és a szakadások mérését a szálrendszer teljes hosszában a monitorozás alatt. A rendszer összehasonlítja az aktuálisan felügyelet közben mért adatokat a kiindulási (referencia) nyomvonalon található értékekkel, amit a rendszer telepítésekor kell készíteni. A referencia görbén azonnal láthatóak a kritikus pontok, amelyeket figyelemmel kell kísérni a későbbiek során, a megelőzés céljából. A korai felismerés révén csökkenhetnek a működési költségek, a megelőző intézkedéseknek köszönhetően.
40
6.4. ábra Korai hibaérzékelés meghatározás:
Hiba
A
szálfelügyeleti rendszer képes felismerni a hibát az értékek összehasonlítása megmondani
révén, a
probléma
típusát, és ezt az információt a Földrajzi Rendszerrel
Információs elhelyezni
a
térképen, kevesebb, mint egy perc
alatt.
információkat
Ezeket
az
azután
kisugározhatja, értesítheti a kezelőszemélyzet e-mail-ben, SMS-ben, keresztül.
személyhívón 6.1. ábra Hiba meghatározása
Biztonság: az RFTS rendszer a behatolások ellen is védelmet nyújt. Optikai szálakból az adatok lopása csakis fénykiléptetéssel oldható meg. Egy lehetséges behatolás formája lehet törés, vagy szálhajlítás, amivel kiléptetik a fényt, majd valamilyen érzékelővel veszik ki az adatokat, amellyel viszont veszteséget generálnak. Ezt a megnövekedett csillapítást, veszteséget érzékeli a szálfelügyeleti rendszer. A felügyeleti eszköz először is létrehozza a hálózat optikai „aláírását” egy adott időpontban, és rögzíti ezt egy referenciaként, hogy felismerjen bármilyen jövőbeli változást. A rendszer a hálózati változásokat nyomon
41
követi, automatikusan és folyamatosan érzékeli azokat OTDR-es ellenőrzéssel és optikai teljesítményszint ellenőrzéssel. Behatolás esetében, azaz ha valamilyen csillapítás változást észlel az eszköz a referenciához képest, az RFTS rendszer automatikusan riasztást generál, rávilágít a behatolás földrajzi helyére, és azonosítja az érintett hálózati részt, néhány másodperccel az esemény után. A behatolások újabb megoldásaként megjelentek azok a megoldások, ahol nem csak kiléptetik a fényt, hanem be is adnak, így kompenzálva azt a csillapítást, amelyet a kiléptetés és az eszközök okoznak. Földrajzi Információs Rendszer (Geographical Information System): a felügyeleti eszközökbe beépíthető a Földrajzi Információs Rendszer, ami a rendszert kiegészíti egy térképpel, amelynek segítségével az eszköz pontosan meg tudja mutatni az események helyét, kirajzolja a jellegpontokat (hogy mi is az a jellegpont az a későbbiekben kiderül), feltünteti a hálózatban lévő felügyelő eszközöket, és a riasztások helyeit is meghatározza.
6.6. ábra Hiba helyének meghatározása
42
Egy RFTS rendszerrel magasabb szintű szolgáltatást lehet nyújtani, hiszen egy nagyobb szinten megbízható rendszerről van szó. A magasabb színvonalú szolgáltatás pedig az ügyfeleket is vonzza. A hálózat teljes képe megjelenik a térkép funkció segítségével, illetve földrajzilag megjelenik a teljes hálózat. Az egyes kábelszakaszok mérési adatai tárolhatók központi adatbázisban, így visszamenőleg is megtekinthetőek a keletkezett hibák. 6.2.3.
A LAM
A későbbi, méréshez felhasznált eszköznél lehetőség van helyi hozzáférési modul LAM (Local Access Module) beszerzésére. Ez egy monitor, billentyűzet, touch-pad összeállítás, amelyet rack szekrényekbe is el lehet helyezni. A LAM tulajdonképp olyan, mint a PC megfelelője egy kijelzőnek, billentyűzetnek és egérnek. A LAM képes automatikusan kiértékelni a szálfelügyelet alatt lévő szálon mért OTDR görbét, de van lehetőség például a görbén található esemény reflexiójának mérésére is. Ezekről az eszközökről is indítható egy-egy kiválasztott portra OTDR mérés, és a méréshez tartozó beállítások itt is megtehetők, mint pl. a mérő hullámhossz, amivel az OTDR dolgozik. Tartalék OTAU portokat is tartalmazhat, aminek segítségével mérhetőek lesznek olyan szálak , rendszerek is, amelyek nem részei a felügyelet alatt tartott hálózatnak. Így nincs szükség hordozható OTDR-re.
6.3. Hálózat és egyéb felügyelet 6.3.1.
WDM (Wavelength Division Multiplexing)
Egy keveset arról mi is az a WDM... Két típusa a CWDM, és a DWDM. Közös tulajdonságuk, hogy a fény különböző hullámhosszait használják fel átvitelre, ugyanazon a szálon.
43
Coarse WDM: Nevében a coarse (=durva) jelző is utal arra, hogy a csatornának használt hullámhosszak egymástól távolabb esnek, mint testvére esetében, mintegy 2500 GHz, vagyis 100 nanométer a távolság közöttük. A felhasznált csatornák az 1271-1451 valamint az 1471-1611 nanométeres területeken, az O, E, S, C, L sávokban helyezkednek el, összesen 18 darab. Ha nem alacsony víz csúcsú jellemzővel bíró szálat használunk, hanem például egy normál egymódusút, akkor a víz ionok rezgése miatt bekövetkező hirtelen magas csillapítás miatt két csatorna (1391, 1411) nem használható. Több gigabites sebességű átvitelre képes, és a csatornák távolabbi elhelyezkedése miatt rövidebb távolságra használható, viszont olcsóbb is. Dense WDM: Logikájában ugyanaz, mint a CWDM csak a csatornák egymáshoz sokkal közelebb helyezkednek el, és csak a C és az L sávban találhatóak meg. A csatornák távolsága 200 Ghz-től, 1.6 nanométertől feleződve egészen 12,5 Ghz-ig, 0,1 nanométerig lehet. Így több tíz gigabites átvitelt biztosít, és mindezt hosszabb úton, mint az előző típus. Attól függően, hogy milyen sűrűn helyezkednek el a csatornák egymás mellett több tíz, illetve százon felüli csatorna áll rendelkezésre. Léteznek kétirányú, illetve hibrid (CWDM+DWDM) megoldások is, ezekről itt most nem lesz szó. WDM szálfelügyelet WDM rendszerek felügyeletéhez létezik olyan speciális OTDR, amely hangolható különböző hullámhosszakra. Minden csatornát keresztül tudunk mérni vele és megállapíthatjuk milyenek az állapotok. Sávon kívüli tesztelésnél az OTDR jel hullámhossza kívül esik az átviteli sávszélességen. CWDM rendszereknél nem az 1625 nanométeres hullámhosszat használják monitorozásra, mint amikor egy 1550 vagy 1310 nanométeres átvitel van, hanem az 1650-es hullámhosszat. Ennek az az oka, hogy az utolsó csatorna, amit CWDM esetében használhatnak 1611 nanométeren van, és ez túl közel lenne az 1625 nanométeres vizsgáló
44
jel hullámhosszához. A vizsgáló jel beadásához olyan összegzőre van szükség, amelynek van egy ehhez megfelelő plusz bemenete. A vevő oldalon a beadott felügyeleti jel hullámhosszát a CWDM szűrő nem veszi, hiszen az kívül esik azokon a hullámhosszakon, amit a szűrő képes kiszűrni. Mivel ez a magasabb hullámhossz a mag külső részén terjed, ezért ilyen hullámhosszal hamarabb észrevehetők a problémát okozó hajlítások. Sávon belüli tesztelés esetén egy vagy több átviteli csatornának használt hullámhosszat alkalmaznak a vizsgáló jel számára. Ugyanolyan hullámhosszon, amelyen már van forgalom természetesen nem mérhetünk. Több csatornát akkor használnak, ha több irányba szerteágazik a rendszer és egyszerre kell felügyelni a szálakat, így hullámhosszban elkülöníthetőek a különböző irányok. A hullámhosszban való megkülönböztethetőség miatt nagyon egyszerűen létrehozható az útvonal, amit mérnek. Szélessávú csatolókkal való tesztelés: Vannak olyan eszközök, amiken monitorozásra külön porton keresztül van lehetőség, ilyen esetben a forgalom egy része a szélessávú csatoló által kikerül. Ehhez mérten tehát, szükség van egy szűrőre, ami szétválasztja a vizsgáló jelet a forgalomtól, így lehetővé téve az OTDR mérést. A szűrő lehet sáv- vagy felüláteresztő, annak függvényében, hogy valamilyen sávon belüli, vagy az 1650 nanométeres hullámhosszon küldi a jelet az eszköz. A legtöbbször a hasznos adatjelekkel szemben küldik a felügyeleti jelet, ami így kevésbé zavarja a kommunikációt, viszont a forgalmi csatornák zavarni fogják a mérő jelet. 6.3.2.
PON (Passive Optical Network)
Erről a megoldásról is egy keveset.... PON: Egy központi rész különböző irányú szerteágazásairól van szó, passzív elemek felhasználásával. A központban találhatók az OLT egységek, amelyek a kapcsolatot hozzák létre a központ, és a passzív hálózat felhasználói között. Ezután következik az elosztó hálózat, passzív osztókkal és legvégül a felhasználói oldalon az ONT vagy ONU végződések. Különbség az ONT és az ONU közt, hogy az ONU végződések például épületig tartó hálózat esetén réz alapú átviteli technikával továbbítódnak. A központtól a
45
felhasználóhoz a jelek időosztásos multiplexálással (TDM) jutnak el, és a felhasználónál egy szűrő kiválasztja a neki szóló adatot. Felhasználótól a központba pedig időosztásos hozzáférési technológia van (TDMA), csak bizonyos időrésekben adhat adatot a felhasználó. Több változata létezik pl. a szerint, hogy milyen sebességű a kapcsolat GPON – Gigabites adatátviteli sebességet biztosító hálózat, illetve aszerint, hogy a forgalom meddig halad optikai szálban FTTx hálózatokról lehet beszélni. Az „x” mindig azt a véget jelenti, ameddig az optikai rész tart, például FTTB – B = building, azaz az épületig optikai szál viszi az adatot, onnan a szétosztás pedig rezes megoldással történik. PON szálfelügyelet Passzív hálózatok mérésénél igen sok probléma merül fel. Példának okáért, meg kell tudni különböztetni az egyes útelágazásokat egymástól, de probléma az is, hogy a különböző ágakból visszaverődő jelek, amivel a szálat vizsgáljuk, átfedhetik egymást, így nehezítve az OTDR görbe értelmezését. Felmerül még az is, hogy az ilyen hálózatokban levő elosztók igen nagy csillapítással rendelkeznek, és ha nincs megfelelően nagy felbontása a méréshez használt OTDR-nek, akkor nem lehet elkülöníteni a zajtól a görbét. Egy nagy csillapítás a műszer számára jelentheti a szál végét. Az osztó miatt erősen lecsökkent jelet egy sima OTDR szálvégnek fog értelmezni, illetve nem tudja kirajzolni a mért értékeket a zaj miatt, mivel az alacsony szintű jel elveszik a zajban. Kritérium az is, hogy keskeny holtzónák legyenek, mivel ezek segítségével különíthetők el az egyes felhasználói végződések. Ha több egyforma hosszúságú végződés van, és szélesek a holtzónák, akkor a végződések holtzónái átérnének egymásba, és így nem lehetne megkülönböztetni az egyes felhasználókat. Ezek miatt van szükség egy olyan OTDR-re, amelyik elég nagy felbontású az osztó vagy osztók mérésére, illetve tudja az 1650 nanométeres hullámhosszat is, hogy ne csak sötét (1310, 1550), hanem aktív szálfelügyelet is megvalósítható legyen, és elég keskeny holtzónával rendelkezik az egyes felhasználók elkülönítéséért. Érdekes kérdés, hogy PON hálózatok esetében van -e egyáltalán szükség bármilyen felügyeletre, hiszen a szolgáltatók a felhasználókkal olyan szerződéseket kötnek, amiben nem garantálják a folyamatos működést, és pár óra vagy akár nap leállás a szolgáltatásban valamilyen hiba miatt előfordulhat, amíg azt helyre nem állítják.
46
Az 1650 nanométeres hullámhossz az átvitel zavarásának elkerüléséért itt is használható. Minden ONT végződés elé egy szűrő szükségeltetik, ami nem engedi a felhasználóhoz a vizsgáló jelet. Az egyes ágak a hosszúságuk alapján megkülönböztethetők az OTDR görbén. Vegyünk egy egyszerű esetet, legyen két végződésünk, két águnk. A görbén az osztó nagy csillapítása, és a következő nagy csillapítás esés közötti szakasz a rövidebb szál hossza, a második eséstől a szálvégéig a hosszabbik szál még tart, azaz a görbe vége és az osztó okozta csillapítás közötti rész lesz a második szál hossza. Persze az egyes szakaszok nem feltétlenül eltérőek, sőt közel azonos hosszúságúak általában. Valamilyen visszaverő egységre van szükségünk a hálózati végződéseknél, mert az ezektől visszaverődő jellel tudja az OTDR kirajzolni az egyes végződéseket, így a visszaverő egységek fogják reprezentálni igazából az egyes felhasználókat. Ha a központi oldalon több OLT egységünk van, egy kapcsoló segítségével választ a vezérlő, hogy melyiket is mérje. Így azután nincs egy folyamatos szálmérés a passzív hálózaton keresztül. A jel az OTDR-ből egy WDM összegzőbe kerül, hogy a kimenő szálon a forgalmi jel mellett a felügyeleti jel is rajta legyen. Ha valamelyik visszaverő eszköz mért értéke lecsökken, azaz nő a mért csillapítás, ott lesz valamilyen hiba.
6.7. ábra PON szálfelügyelet
47
7. RFTS rendszer funkciói, elérése5 7.1. Szerver elérése Alapbeállításnál a kezelő a szerverrel egy visszahívásos módszerrel kommunikál, ahol a visszahíváshoz felhasznált portok meghatározása automatikusan történik. Azokban a hálózatokban, ahol a biztonsági megoldás nem teszi lehetővé a véletlenszerű port kijelölését, a visszahívásos helyett használható a lekérdezéses mód. A szerver számára meghatározott egy táblázat, amelyben adottak azok a portok, amelyeket a szervernek szabadon kell tartania. Az üzemeltetők ugyanazokkal az ablakokkal találkoznak a weben keresztüli megoldásnál, mint ahogy az a szerver esetében megjelenik. A beadott információk ugyanazt az adatbázist töltik fel. A felügyeleti rendszer minden funkciója elérhető, kivéve a térkép megjelenítését. Az alkalmazások nézetének letöltéséhez szükséges idő függ a hálózat és az információ típusától. 7.2. Beállítások 7.2.1.
Domainek
A hálózat konfigurációjának kezelése sokkal egyszerűbbé tehető, ha a hálózatot felosztják területekre. A csoportok kialakításával elválaszthatók a különböző földrajzi területek, az ügyfelek, a bérelt áramkörök vagy szolgáltatási területek. Domain lehet egy-egy város, ország, cég, ügyfél, vagy fogyasztói csoport is akár. A hálózat területekkel való irányítása révén, elkülöníthető a hálózat egyes részeinek ellenőrzése, a tervezett vizsgálatok, riasztások, a szolgáltatás minősége, trend elemzés és a felhasználói hozzáférés. A rendszer domain alapú kezelésével a rendszergazda a felhasználókhoz domain alapon rendelhet hozzáférést a rendszerhez. Ez a képesség leegyszerűsíti, amit a felhasználó lát és irányít. Például a kezelő és karbantartó hozzáférhet az összes területhez, míg az értékesítési képviselők számára csak az a domain elérhető ami hozzájuk tartozik.
5
A fejezethez tartozó irodalom: [1]
48
7.2.2.
Útvonalak
Az útvonalak az egyes áramkörökhöz rendeltek, így kapcsolható össze a földrajzilag kialakított útvonal a fizikai megfelelőjéhez, azaz az RTU adott portjához. A felügyeleti eszköz korábbi változatainál az útvonalat felépítő törés- és jellegpontokat nem lehetett megosztani a különböző útvonalak között, de az új típusokban az útvonalak között már ez megtehető. Az útvonalakat szakaszok segítségével lehet kialakítani, ami jelleg- és töréspontok sorozatából áll. Az egyes szakaszok is megoszthatók a különböző útvonalak között. Ez sokkal rugalmasabb módon teszi lehetővé az útvonalak építését, ahol a csatornákat például nem kell sokszorosítani csak egyszer kell megépíteni a rendszerben és utána az megosztható az útvonalak közt. 7.2.3.
Áramkörök
Több egymással összefüggő szálat szál áramkörnek neveznek. A rendszerben lehetőség van arra, hogy meghatározzák ezeket az áramköröket a hálózatban, csatoljanak szálrendszereket a vizsgáló berendezésekhez, változtassák az információt a meglévő szálrendszerekben és eltávolíthassák a szál áramköröket. Az áramkörök a rendszerben lévő útvonalak fizikai megvalósulásai. 7.2.4.
Listák
Az útvonalak fa struktúrában vannak elrendezve, és a „gyökér” kiválasztásával láthatja a felhasználó az összes útvonalat. Az útvonal leltár képernyője egy listát ad az összes útvonalról a kiválasztott domainben. Az utak kiválasztásával az úttáblázatból az útszakaszok, kábelek és jellegpontok táblázatai az útnak megfelelően megjelennek. A hálózat méretétől függően a szerver számára egy kis időbe telhet az adatbázisból felállítani az út és útszakaszok listáját. A rendszer teszt berendezései RTU-kból és a hozzájuk rendelt külső OTAU-kból állnak. Hogy megtekinthessük és felkonfigurálhassuk az RTU moduljait, az RTU-n belül kell kiválasztani a beállítandó modult.
49
7.3. Rendszer alapértelmezése Alapértelmezéskor meghatározza a rendszer például a szál elemző szoftver beállításait, a maximálisan megengedett OTDR görbe eltéréseket. Ezek az alapértelmezett küszöbértékek lesznek azok, amik meghatározzák az optikai eseményeket a teljes optikai szálrendszerre. Az alapértékek a rendszert telepítetésekor adottak, de meg lehet megváltoztatni őket. 7.4. Biztonság A felügyeleti eszköznél különböző felhasználói szintek vannak. Azaz, a felhasználónak olyan hatása van a rendszerre, hogy csak azok a funkciók jelennek meg, amelyek a felhasználóhoz vannak rendelve. A rendszergazdák határozzák meg a kiváltságokat, amiket a felhasználók kaphatnak. A felhasználói szinteknek hat alaptípusa van, ez alól kivétel a rendszergazda és az adminisztrátor. A felhasználói szint hozzárendelése egy felhasználóhoz határozza meg a jogosultságokat. Akiknek nincs felhasználói szintje azok kaphatnak riasztási információt, de nem tudnak hozzáférni a rendszerhez. Minden felhasználó az adott területen csak a meghatározott feladatokat végezheti el. Az üzemeltetők pl. megtekinthetik az RTU-kat vagy az optikai áramköröket, de csak abban a tartományban amelyikhez hozzáférésük van. Korlátozott megtekintés csak időnként terjed ki az egész rendszerre. Kezdetben a rendszergazda létrehoz egy jelszót minden felhasználó számára. Minden felhasználó
megváltoztathatja a jelszavát.
A felhasználó
elfelejtett
jelszavát
a
rendszergazdának kell újra meghatározni. A webes felületen keresztül sem csatlakozhat senki, aki nem rendelkezik a megfelelő felhasználói névvel és jelszóval. Felhasználó váltáshoz újra kell indítani a programot. A szálfelügyeleti rendszer igényelheti a böngésző biztonsági beállításainak enyhítését, hogy kezelni tudja a felhasználói interfészek funkcióit. A felhasználókhoz különböző kiváltságokat lehet rendelni az egyes tartományok szerint. Egy felhasználó például üzemeltetői kiváltságokat kaphat az egyik domainben és technikusi kiváltságokat egy másikban. A rendszergazdák és az üzemeltetők is kaphatnak jogosultságokat feladatok elvégzésére, amelyek nem függenek a domainektől, például a soros port beállítása, vagy az útvonalak beállítása. A felügyeleti rendszer elérhető webes funkción keresztül. Jelszavakkal és korlátozásokkal védik a rendszert, hogy csak az arra jogosult személyek számára legyen megengedett, hogy beléphessenek. A webportál szabványos konfigurációja kizárólag
vállalaton belüli
50
használatra van, de a webes felület kiterjeszthető hogy a belső hálózaton kívüli számítógépekkel is elérhető legye az eszköz. Ehhez a hozzáféréshez speciális konfigurációra van szükség. 7.5. OTDR, Szálfelügyelet Annak érdekében, hogy egy áramkörről OTDR görbe készülhessen legalább egy OTDR-t tartalmazó RTU kell, ami az áramkörhöz csatlakozik. Az RTU-t el kell helyezni az áramkör domainjében, úgy hogy szolgáltatási üzemmódban és szinkron állapotban legyen. Az áramkört csatolni kell egy olyan porthoz, amelyik direkt vagy közvetve csatlakozik az OTDR-hez. Mielőtt egy OTDR-es szálfelügyelet elkezdődne, kell legyen egy korábban begyűjtött görbe, amit referenciaként fog használni az eszköz. A felügyeleti vizsgálat esetén minden RTU a hálózat áramkörein egyesével futtat teszteket. Amikor az egyik szálrendszert teszteli az eszköz, az RTU rááll a megfelelő szál áramkörre és kezdeményezi a tesztet. Az RTU-val legalább 20 darab, 150 km-nyi szálrendszert lehet tesztelni nagyjából 12,5 perc alatt. A műveletet az RTU irányítja, így nem terheli a kommunikációs hálózatot. Az RTU-k számát a rendszerben meghatározza az egyidejűleg lehetséges
vizsgálatok száma. Felügyelet
kétféle lehet, egyik végtől a másikig összehasonlítás, vagy vég detektálás. A felügyelet esetén az RTU görbéket gyűjt a referenciához való összehasonlításhoz. Amennyiben az eltérés a nagyobb, mint a megadott küszöbérték, a rendszer riasztást generál. Ha riasztás keletkezik, a felügyelt szálrendszernél, és a riasztási küszöb a magasabb fokú riasztás szintjét átlépi, a felügyeletet felfüggeszti az RTU. A felügyelet folytatódik, ha a riasztás csak az alacsonyabb küszöbértéket lépi át. Amíg a rendszer kezeli a riasztást, a felügyeleti vizsgálat folytatódik azokon a szálakon amelyek nem érintettek. A felügyelet a kezelő által újra indítható a fontos riasztás törlése után. 7.6. Régebbi adatok előhívása A felhasználóknak lehetősége van összehasonlítani azokat a görbéket, amiket egy adott idő alatt gyűjtött össze a rendszer. A megjelenített görbék lehetnek ma, 2, 3, 4, 5, 6 napja készítettek, vagy akár a dátumot is ki lehet választani, amikortól szeretnénk a görbéket megjeleníteni. Egy naptár ablakban lehet az adott dátumot beállítani. A görbék különféle
51
színekkel vannak felsorolva. Minden szín egy másik dátumú és idejű nyomvonalnak felel meg. 7.7. Riasztások Az eszköztáron megjelenő riasztásokból kiválasztva egyet, egy egyszerű riasztási ablak jön elő. Ha több riasztást választott ki a kezelő, akkor azokat egyszerre lehet kitörölni. Riasztás elismeréséhez vagy törléséhez meg kell adni a kezelő felhasználónevét és a jelszavát. Ezzel lehetővé válik annak a felhasználónak a nyilvántartása, aki törölte vagy elismerte a riasztást. Ezt az információt aztán riport készítésnél felhasználja a rendszer. Az ablakban megadott információk a táblázatban kiválasztott összes riasztásra érvényesek lesznek. A riasztás lehetséges okát az eszköz meghatározza. Jelentéktelen (Minor) riasztás okaként a rendszer meghatározhatja azt, hogy nem megfelelő a kommunikáció az RTU és a szerver közt, vagy a beadott optikai szint eltér attól, amilyen értékűnek kellene lennie, vagy érvénytelen az egyik felügyeleti beállítás, esetleg RTU szoftver- vagy rendszerhiba van. Jelentős (Major) riasztási esemény lehet a sikertelen eszközszinkronizáció, rossz beállítással megadott felügyelet, makró hajlítás, a referencia görbétől való eltérés, RTU hardverhiba vagy a rendszer adatbázisában bekövetkezett hiba. Kritikus riasztás oka lehet szálvégnél érzékelt eltérés, egyik végtől a másikig mért veszteség eltérésének hibája, lehetséges száltörés vagy esetlegesen jelezheti egy szerver szükségszerű újraindítását. 7.8. Térkép funkció Az eszköz teljes körű GIS térképezést és útvonal kezelést biztosít. A térképezési funkció nem szükséges, de segítségével vizuálisan láthatók lesznek a száltörések helyei és a hálózat áramkörei. Hosszúsági és szélességi adatok pontokhoz hozzárendelésével a szerver kiszámítja és pontosítja a szálon előforduló eseményeket. A térkép funkcióra nincs szükség, az útvonalak, a szakaszok, a jelleg- és töréspontok konfigurálhatók e nélkül is, de a szemléletesség kedvéért jó használni. A rendszer tehát telepíthető anélkül, hogy a térkép funkció telepítve vagy konfigurálva lenne benne.
52
7.8.1.
Réteg konfiguráció
A webes térkép szolgáltatásnak egyéni eszköztára van, amely lehetővé teszi a felhasználók számára, hogy dinamikusan létrehozzanak térképezési rétegeket. Amellett, hogy támogatja a különböző cím alapú helymeghatározó szervereket, a szokásos WMS térképezési szolgáltatás is beállítható, hogy a hozzá lehessen férni a közszolgálati térképekhez. Akár 10 különböző feltérképezési réteget is meg lehet adni. A térkép réteg beállításánál megtekinthetők a jelenleg használt rétegek. Alapesetben mindig legalább egy nyílt utcai térkép réteg van. Egy réteget kiválasztva annak tulajdonságai természetesen szerkeszthetők. 7.9. Riportok A felügyeleti eszközben lehetőség van jelentések készítésére. Jelentést lehet készíteni például egy elmentett vagy egy adott riasztási eseményről, a rendszer vagy a hálózat állapotáról. A jelentésekkel nyomon követhető lesz a hálózat teljesítménye. A riportok külön csak az egyes domainekre is vonatkozhatnak, így nem muszáj az egész rendszerről jelentést készíteni, ha nincs rá szükség. Ha egy felhasználó hozzáférése korlátozott például egy domainre, a készíthető jelentés is hasonló módon korlátozódik. Jelentéseknél meg van az a lehetőség, hogy a rendszer automatikusan készítse el őket, rendszeres időközönként és utána e-mailben kiküldje a riportokat a megfelelő kezelőknek. Teljesen szabadon megadható kik legyenek azok, akik megkapják a jelentéseket, például egy domain csoport minden tagja fogadhatja a jelentéseket. A riportok segítségével a hálózati teljesítmény rövid és hosszú távú elemzését is el lehet végezni. 7.9.1.
Műszakok
A rendszerben, a felhasználók és a beállított műszakok közötti kapcsolat is kialakítható, hogy azonosítani lehessen a felhasználó munkaidőszakát, vagyis hogy ki, mikor felelős a riasztásokért. Ha a felhasználó épp nincs műszakban, nem kapja meg feleslegesen a riasztásokról szóló értesítéseket. A rendszer a naptárban határozza meg, mikor kell a felhasználót értesíteni a riasztásokról, akár e-mailben, vagy személyhívón, illetve a rendszergazda beállíthatja az egyes munkaórák időtartamát. Időzóna adható a műszakokhoz, amivel lehetővé válik a világ különféle részein vett időadatok összehasonlítása.
53
7.10. Trendek A trendek elemzése segít megelőzni a hibákat azzal, hogy előre jelzi őket, mielőtt bármilyen szolgáltatás leállást eredményeznének. A domainekről összegyűjtött információk alapján a felhasználók felismerhetik a trendeket egy adott földrajzi vagy felhasználási területen. Az előrejelzésnek megfelelően kiküldhető egy karbantartó csapat hogy megvizsgálják azt a területet, ahol valami megakadályozhatja majdan a szolgáltatás kiesést. A jelentések segítségével felismerhetők a trendek. 7.11. Auto rutinok Ezek a műveletek naplózhatók. Ezek leggyakrabban a hosszú távú trendekhez használhatók, hogy a hosszú távon felvett görbék összehasonlíthatók legyenek és így felismerjék a változásokat. Az Auto rutin a következő részekből áll: név és leírás, az idő és / vagy időtartam, azok a beállítások, amiket görbék készítéséhez futtatni kell 1 vagy több szál rendszeren. 7.12. OSS (Operations Support System) A felügyeleti rendszer különböző olyan interfészeket támogat, amelyekkel megoldható a különböző, már meglévő hálózati rendszerek integrálása. Ezek az interfészek lehetővé teszik a hálózat állapotának jelentését, amelyben az események is megtalálhatók. Automatikus értesítéshez a felügyeleti rendszer hálózati riasztást támogató interfészeket biztosít. Minden interfész ipari szabvány előírásain és protokolljain alapul. Mind a felügyeleti rendszer , mind az átviteli rendszer integrálja az műveleteket támogató rendszert, hogy biztosíthasson egy teljes képet a hálózatról.
54
8. PÉLDA HÁLÓZAT6 A szálfelügyeletet egy fiktív, Kandó Systems nevű cég hálózatán keresztül fogom ebben a részben bemutatni. A felügyelet a cég központjából indul a Kandó Kálmán kar Tavaszmező utcai épületéből. Az egyes elágazások mérésére és felügyeletére egy NTest Fiber Watch típusú RTU állt rendelkezésre. A fiktív hálózat összetétele az alábbi ábrán látható:
8.1. ábra Hálózat terve
6
A fejezethez tartozó irodalmak és forrás: [1,2,48]
55
Fizikai megvalósítása:
8.2. ábra Hálózat megvalósítása Mielőtt csatlakoztatnák bármilyen kábelt a rendszerhez, előtte le kell ellenőrizni a szál csatlakozási felületének állapotát, azt, hogy mennyire koszos, hiszen a szennyeződések gondot jelentenek az átvitelnél, a nem tisztított szálakon található kosz csillapítást visz be a rendszerbe.
8.3. ábra Szálak tisztítása
56
8.1. Konfiguráció Bármilyen hozzáférést a programon belül a hálózathoz csak az adminisztrátor adhat bárkinek, ő határozza meg ki, milyen feladatokat végezhet. Az egyes felhasználókhoz hozzárendelhető a műszak is, amelyben dolgoznak, és a rendszerben lehetőség nyílik SMS küldésére az éppen ügyeletben lévő dolgozó számára, valamilyen riasztás esetén. A példa hálózat szempontjából ezek a funkciók nem lényegesek, így ezekkel ebben a fejezetben nem foglalkoztam csak az előző hetedik fejezetben. A programban jobb oldalon felül a nézeti módokat lehet beállítani : Alap, riasztási, összevont, jelentési, út beállítási, görbe történeti nézet. 8.1.1.
RTU a hálózatban
A programban mindenekelőtt definiálni kell magát a tesztelő egységet, ami majd a szakaszainkat fogja figyelni és mérni. Első sorban ki kell jelölni a Domain Elements ablakban a Remote Test Units mappát, ebbe fog belekerülni az újonnan definiált felügyeleti eszköz. Ezek után az új egység hozzáadása jobb gombbal vagy a File menünél található New RTU-val lehetséges. A első felugró ablakban a eszköz nevét, típusát és a kommunikáció típusát adhatjuk meg. Név megadásánál fontos, és ez minden névre igaz a későbbiekben is, hogy nem magyar programról van szó így az „ő” és „ű” betűk miatt problémáink lehetnek, például amikor a riportot nem készíti el a program, ilyen betűk használata lehet a hiba oka. E miatt kerülni kell ezeket a betűket. Az eszköz típusánál három különböző szálfelügyelő eszköz közül választhatunk, a Starprobe és a Questprobe típusok a régebbi változatai a felhasznált szálfelügyeleti eszköznek. A kommunikációnak három különböző típusa lehet: hálózat, soros porton keresztüli kommunikáció illetve hálózat soros porton keresztüli biztonsági mentésekkel. Ezekből csak akkor választhatunk, ha Starprobe típusú az eszköz, mivel ez a régebbi eszköz még soros porton keresztül kommunikált a szerverrel. Egyéb esetben csak a hálózati lehetőség jelenik meg. A következő ablakban az eszközünk IP címét kell beírni. Az általam felhasznált eszközé:
8.4. ábra IP cím
57
Az eszköz általános beállításai után meg kell adni, és be kell állítani a benne lévő modulokat. A New Modulra kattintva állíthatjuk be a felügyeleti eszközben lévő modulokat. Az OTDR modul beállításai között a neven kívül be kell állítani a modul típusát a legördülő menüből, az eszköz azonosítása végett megadhatjuk annak sorozatszámát, és valamilyen leírást is adhatunk róla, illetve alul ha olyan OTDR modullal rendelkezünk, amely több hullámhosszat is ki tud bocsátani, akkor az is beállítható. Ha aktív szálfelügyelet van, akkor kommunikáción kívüli 1625 nanométert kell beállítani, ha sötét szálfelügyelet van és a kommunikáció majd 1550 nanométeren fog zajlani, akkor azt a hullámhosszat kell beállítani. A mi esetünkben az OTDR az 1550 nanométeres hullámhosszat adja csak. A program kiírja nekünk az OTDR modulra vonatkozó tulajdonságokat is, mint például a modul által mért, és kirajzolt távolság pontosságát. Az utolsó ablakban az eszköz koordinátáit lehet megadni a térképen, a modul sorozatszámát megint, egy leírást róla, és hogy milyen időközönként ellenőrizze a kommunikáció meglétét a szerver az eszközzel. Az OTAU modul beállításánál ugyanúgy a modul nevét, leírását, sorozatszámát adhatjuk meg. Típusánál választhatunk a legördülő menüből, a bemutató hálózatnál az alapértelmezett USB típus került kiválasztásra. Bemenő port egy van, és a bemenő modulunk az OTDR modul lesz, mivel a felügyelet úgy fog felépülni, hogy a hozzáférési egység biztosítja a csatlakozást a hálózathoz, az OTDR biztosítja a szálak vizsgálatát, így a kettőt logikusan össze kell kapcsolni, hogy létre jöjjön a felügyelet. Négy portot használunk, mivel négy irányunk van, és elegendő egy cím is a modulunk számára, mivel csak egy OTAU modulunk van, de vannak olyan eszközök, amelyek több egymáshoz kapcsolt kapcsoló modullal rendelkeznek. Kommunikációs portot is beállíthatunk, aminek megadható az IP címe, ha például a modul egy másik, külső OTAU-val is kapcsolatban van, ezen keresztül bonyolíthatják le a kettejük közti kommunikációt. Az utolsó sorban a modul távoli elérésére van lehetőség.
58
A következő és egyben végső ablakban ugyanúgy mint az OTDR modulnál a koordinátákat, a sorozatszámot, az ellenőrzési időt és egy leírást lehet megadni. Ha az RTU, és annak minden moduljának beállításával végeztünk az eszköz megjelenik a jobb oldali Domain Elements / Remote Test Units mappában. A beállításokat visszanézhetjük a Domain Elements ablakban az egyes modulokra kattintva. Én ezekkel a paraméterekkel dolgoztam:
8.5. ábra OTDR és OTAU modul beállításai 8.1.2.
Domainek, útvonalak kialakítása
A hálózatok a könnyebb átláthatóság érdekében domianekre, tartományokra oszthatók, mint azt már láttuk. A csoportok több szempont alapján alakíthatók ki, a domain létrehozásakor a következőkből lehet választani: földrajzi elhelyezkedés, különféle szolgáltatások alapján, felhasználók szerint, üzemeltetési csoportok szerint (hogy ha különböző helyszíneken más és más csapat felel a hálózat karbantartásáért), és valamilyen általános elrendezés. Nagyobb hálózatok esetén lehetőség van csoporton belüli altartományok kialakítására is. A példahálózatot a legcélszerűbben földrajzi elhelyezkedés szerint lehet csoportosítani.
8.6. ábra A kialakított domainek
59
A domain megadásakor beírható valamilyen részlet, kiegészítés a típussal kapcsolatban. Ha a domainek kialakításánál a különböző szolgáltatások alapján csoportosítottunk a hálózatot, a Service mezőben megadható milyen szolgáltatás is kapcsolható az adott domainhez, illetve a szolgáltatási szint megállapodási szerződés számát, amivel meghatározzuk a karbantartási és javítási elvárásokat. Ezekbe a csoportokba rendezhetők el a különböző útvonalak, amik a hálózatot alkotják. Az útszakaszok létre hozása az út beállítási nézet Route Configuration ablakában végezhető el. A megjelenő térképen lesz látható és nyomon követhető az útvonal. Új útvonal a hálózathoz a Routes-ra kattintva a jobb oldali ablakban adható. A megjelenő ablakba csak az útvonal nevét kell beírni. Az általam definiáltak:
8.7. ábra Útvonalak a hálózatban A létrehozott útvonal, azonban még nem felhasználható, mert mellette jelzi a program, hogy „Unset”, azaz beállítatlan. Ennek oka, hogy az úthoz még hozzá kell rendelni azt az áramkört is, amelyet a szakasz a valóságban reprezentál. 8.1.3.
Áramkör létrehozása
Áramkör létrehozása a programban a például a File menüpont alatt érhető el: New Fiber Circuit néven. A megjelenő ablakban az áramkör neve, valamilyen leírás adható meg, illetve az, hogy milyen módon menjen a felügyelet az áramkörnél. Normál üzemelési módot (In Service) vagy olyan módot lehet kiválasztani, ahol a riasztási értesítések letiltottak, és a kezelő sincs értesítve. Ez azért jó, mert ha valamilyen karbantartási munkálat van az adott áramköri részen, akkor a csatlakozók kihúzása például felesleges riasztást küldene, hiszen tudnak róla (Maintenance = karbantartás).
60
Alatta az áramkör jellemzőinek beállítására van lehetőség. Megadható valamilyen alnév, leírás az áramkörhöz, illetve beírható a helix faktor, egy százalékos érték, ami a kábelben található szálak hossza és a burkolat hossza közti különbség ellensúlyozására szolgál, a kábelgyártó ezt az értéket meghatározza. A következő ablakban rendelhető hozzá az áramkörhöz az az eszköz, ami a mérést fogja végezni. Az aktuális áramkör felügyeletéhez felhasználandó RTU kiválasztása után meg kell adni, hogy azon belül melyik modul kapcsolódik az áramkörhöz. Az én esetemben egyetlen eszköz van, és az OTAU hozzáférési eszközhöz csatlakozik az áramkör. Közvetlen az OTDR modulhoz is lehetne csatlakoztatni, így kapcsoló modul nélkül is működhet az eszköz! Az ez utáni ablakban rendelhető hozzá a megfigyelt áramkörhöz az a port, amelyiken keresztül mérni lehet. Az én hálózatomban a Déli iránynál például a kettes port. Az utolsó megjelenő ablak ellenőrzés céljából van. Az általam létrehozott áramkörök:
8.8. ábra Áramkörök a hálózatban Ezek után már csak hozzá kell rendelni az áramkört az útvonalhoz, amit létrejött. A Route Configuration ablakban rá kell állni az útvonalra, amit meg kell feleltetni a beállított áramkörnek, majd jobb kattintással az Attach to Circuit-ben kiválasztható a listából
melyik
áramkört
kell
az
útvonalhoz adni. Végül pedig a domainbe kell belerakni az útvonalat, és az áramkört. Mivel a létrehozott áramkör már tartalmazza az útvonalat, ezért az áramkört kimásolva elég azt beilleszteni a Domainbe. 8.9. ábra Áramkörök és az útvonalak
61
8.1.4.
Útszakaszok
Az útvonalat szakaszokból lehet felépíteni. Ahhoz, hogy a térképen látni lehessen, hogy mi hol, és hogyan helyezkedik el, a Domain Elements ablakban arra a tartományra kell állni, amelyikben az útvonal lesz. Rákattintva az útvonalra a Spans ablak első ikonjával vagy File menüből érhető el az új szakasz hozzáadása. A megjelenő ablakba a szakasz neve kerül, és az hogy melyik útvonalhoz tartozik. A példa hálózatban az útszakaszok az egyes városokat összekötő részek. A szakaszokat nem elég megnevezni, létre is kell őket hozni. Mivel még csak a neveik vannak meg, ezért nem látni semmit a térképen, hiszen a szakaszokat meghatározó pontokat még meg kell adni. A Route Configurations ablakban az útvonalon belül a szakaszra állva jobb oldalon megjelennek a szakasz tulajdonságai. A neve, a kialakításának típusa : légkábel, meghatározatlan, föld alatti, tenger alatti, védőcsőbe vagy csatornába fektetett. Én a saját megoldásomhoz légkábelt választottam. Az útszakaszoknál fontos, hogy a beállítások az Apply gombbal, ami a jobb sarokban van, érvényesítve legyenek, mert különben nem menti el a program a beállításokat. A szakaszokat vagy útvonalakat nem a Delete gombbal lehet törölni, mert az a bal oldali domainekre lesz hatással, és így kitörlődhet minden, hanem például jobb kattintásnál van erre lehetőség. Az egyes szakaszok jellegpontokból, és töréspontokból állnak. Jellegpont egy-egy meghatározó pont lehet, mint például az általam kialakított hálózatban a városok, de akár a szakasz egyik osztója is lehet az. Töréspontok arra szolgálnak, hogy a két jellegpont között az útvonalat ki lehessen alakítani. Ha töréspontok használatával az útvonal megvan, és nem csak légvonalban haladnak az összeköttetések, akkor lesz utcára, útra pontosan meghatározható a hiba helye. Jellegpontot és töréspontot is meg lehet osztani két szakasz között, azaz nem kell minden egyes útvonalba beírni például a Kandó helyét, egyszerűen a negyedik ikonra kattintva a szakaszból, amiben a megosztani kívánt pont van, kiválasztható. Itt is Apply gombbal kell érvényesíteni a beírt pontot. Pontokat a koordinátájuk alapján lehet megadni, amit a térkép jobb sarkában kijelez a program.
62
A Points and Landmarks ablakban lévő első gomb megnyomásával láthatók csak a beírt töréspontok, illetve a hatodik gombbal adható a szakaszhoz új pont. Ha a beírt koordinátákhoz nincs név, akkor a pont csak töréspont marad, de ha a pont nevet is kap, akkor jellegpont lesz belőle. Az egyes jellegpontok pontosabban megadhatók. Beállíthatók osztónak, adónak, vevőnek, összegzőnek, erősítőnek, és még sok egyébnek.
A saját
kialakításomban a Kandó lett egy központi iroda, illetve első lépésben én csak a jellegpontokat írtam be, és utána alakítottam ki az útszakaszokat közöttük.
8.1. ábra Útvonal kialakítása
63
8.1.5.
Ellenőrzés
Az egyes szakaszok hosszát a programmal le tudjuk ellenőrizni: View / Frames / Route Estimator kiírja mekkorák a szakaszok az egyes jellegpontok között. Érvényesítéssel is meg kell vizsgálni az útvonalat, ami az útvonalra jobb gombbal kattintva a Validate Route alatt érhető el. Azt jelzi ki, hogy bármelyik útvonal esetén, annak legalább egy szakasza kell, hogy legyen és egy szakasznak legalább két jellegpontot kell tartalmaznia, egy végződést és egy kezdetet. Ha ezek az alapvető beállítások nincsenek meg, akkor valamilyen hibát fog jelenteni.
8.2. ábra Helyes és helytelen útvonal kialakítások 8.2. OTDR görbék 8.2.1.
OTDR nyomvonal készítése
A nyolcadik ikonnal végezhető az OTDR szálanalízis a menü alatti sorban. Az első ablakban be kell állítani a mérő hullámhosszat. Az általam használt eszközben lévő OTDR
64
modul az 1550 nanométeres hullámhosszat tudja. Mérési hatótávolságnak maximálisan 262,144 kilométert lehet beállítani. Meg kell adni a felbontást is, minél nagyobbat választunk, annál közelebb lesznek az egymás után ábrázolt pontok, így annál pontosabb lesz az ábrázolt görbe. Túl kis felbontással esetlegesen elkerülhet egy eseményt az OTDR. Impulzus szélességnél, minél nagyobb a felhasznált impulzus, annál könnyebben detektálható a visszaverődés, viszont a túl nagy impulzus miatt két esemény összemosódhat, és egynek fog tűnni, ráadásul a detektált holtzónák is növekedni fognak. IOR-t, azaz törésmutatót is be kell állítani, ez a vákuumban haladó fény, és az átvitelhez használt közegben haladó fény sebességének aránya. A visszaverődési együttható a beadott teljesítmény, és a visszavert fény arányát határozza meg, hullámhossz függő, 1550 nanométeren -81.7 értéket lehet használni. Teszt átlagolásnál több mintát begyűjt az OTDR, és ezekből határoz meg egy átlagértéket. Ennek lényege, hogy csökkenjen zaj, amit a pontokkal mér a modul, és pontosabb értéket jelezzen ki az eszköz. Így megnő egy kevéssel a dinamika tartomány, hiszen jobb lesz a jel/zaj viszony, viszont minél nagyobb az értéke, annál több ideig tart a görbe kirajzolása. Ennél a modulnál a maximális 256 mintavételi átlagolásos eljáráshoz több mint harminc perc kellett! Szűrési típus is választható, aminek segítségével az OTDR kisimítja, átlagolja a görbét. A második ablakban be lehet állítani, hogy milyen dB értéknél jelezzen eseményt, azt, hogy mekkora dB szint után legyen egy esemény reflektálónak nyilvánítva, illetve azt a szintet, amit már végeseménynek veszünk. Az utolsóként megjelenő ablakban egy összefoglalást látunk a beállított értékekről.
8.3. ábra Különféle beállítással mért OTDR görbék
65
8.2.2.
OTDR görbék fizikai megfeleltetése
A beállítások után megkezdődhet az útvonalak mérése és felügyelete. Az OTDR-es méréshez a nyolcadik ikonra lesz szükség a menüsor alatt. A Domain Elements ablakban persze azon az áramkörön kell állni, amelyiket mérni kell. Az Kandó Systems ráckevei szakaszának görbéje például:
8.4. ábra Ráckevei szakasz OTDR görbéje A görbe alatt a program kiírja nekünk a detektált eseményeket, az út kezdetét, végét, a reflektáló és nem reflektáló eseményeket. A legalsó ablakban megnevezhetők a fizikai kialakításban szereplő kritikus pontok, illetve detektált események is, azaz a görbe megfeleltethető a hálózatnak. Az egyes pontokat kiválasztva a marker a görbén arra a távolságra ugrik, így könnyen ellenőrizhetők a kritikus pontok. A New gombbal megjelenik a beállítási ablak, ahol elsőként azt kell megadni, hogy valamelyik jellegpontról van -e szó vagy másról, például detektált eseményről vagy tartalék kábelről. Be kell állítani a típusát, például kezdet, vég, csatlakozás, illesztés, illetve a pont nevét, ez jellegpont esetén automatikusan beíródik pont névnek. Be kell írni a távolságot, ahol a pont található, kábel és optikai távolságot is, ha jellegpontról van szó, ha nem akkor csak az utóbbit. A kettő különbözhet, mert ha például több szál van a kábelben, a szálakat valamilyen sodrással teszik a kábelbe, és így hosszabb lesz a szál, mint maga a borítás. Amit még be kell írni az a ráhagyás az egyes pontoknál, a visszaverődési együttható, a szál
66
törésmutatója, de ezt is csak akkor lehet megadni, ha jellegpontról van szó, illetve adható egy leírás a ponthoz. Én pontokat a városokhoz tettem, hiszen, ahol a kábelek csatlakozásai vannak, ott a nem megfelelő illesztés miatt könnyen előfordulhat hiba, illetve a detektált események elejét is megjelöltem. Egy példa:
8.5. ábra OTDR görbe fizikai megfeleltetése 8.2.3.
Görbék kiértékelése
A mért görbék a Trace Data fül segítségével nézhetők meg közelebbről, illetve a harmadik fül a menü alatt elérhetővé tesz több opciót is. A görbe alatt megjelennek a referencia görbe eseményeinek értékei, ha a Reference Trace pont lett kiválasztva. Ez ugyanaz az ablak, mint amit a Configure fül alatt találunk pár kiegészítő információval, mint a dátum, az elejétől a végéig a veszteség, vagy hogy melyik porton keresztül jött létre a mérés. Ugyanígy előhozható az éppen mért, a riasztási, vagy a második referenciának beállított görbe. Ezzel lehetőség nyílik például a riasztási görbe, és az aktuálisan mért értékek összehasonlítására. A Trace History-ban az elmentett görbék hozhatók elő, és hasonlíthatók össze az értékei más görbékkel. A mentés a Trace Selection-ben valósítható meg, egyszerűen a mért göbét át kell helyezni a nyíllal a jobb oldali ablakba. Napokkal, hetekkel azelőtt elmentett görbéket lehet előhozni, így két riasztás is összehasonlítható lesz.
67
A legutolsó választható ikon Trace Data fülön belül lesz az, ahol veszteségek mérhetőek. Azt, hogy melyik görbét mérje a program, közvetlenül a görbe felett található Selected Trace-ben lehet megadni, három görbe közül lehet választani, a két különböző viszonyítási görbe, és a legutóbbi mért értékek közt. Három kurzor áll a rendelkezésre, ebből egy a más ablakokban levő kiírást segíti, ez a piros Map kurzor ugrik az előzőleg beállított fizikai pontokra a Configure fül alatt. Ott csak ezt lehet használni. A másik két, „A” és „B” kurzor szolgál a mérésekre. A Trace Loss felső részén kiírja a két kurzor pozícióját, a hozzájuk tartozó teljesítmény szintet, és a két kurzor távolságát. Alatta a kurzorok segítségével lemérhető bármelyik reflektáló esemény reflexiója. A két kurzort az esemény elejére és végére kell tenni, ha nincs kipipálva az A-ból B-be mérés, akkor csak az A kurzorra vonatkozó reflexiót adja ki, azaz az esemény kezdeti reflexióját. A reflexió ismerete arra lesz jó, hogy ha értéke az előző mérésekhez képest nő, az romlást jelent a csatlakozónál. Ne felejtsük el, hogy negatív értékekről beszélünk, azaz ha -56,81 dB-t mérünk először, és egy rákövetkező alkalommal pedig -40 dB-t, akkor az 16,81 dBnyi romlást jelent!
8.6. ábra Két kurzoros reflexió mérés
68
8.7. ábra Egy kurzoros reflexió mérés A legalsó legördülő menüben kiválasztható, hogy milyen veszteségi mérést végezzen a program. A lehetőségek: illesztési veszteség mérése, két pont közötti veszteség, két pont közti veszteség dB/km-re számolva, sugárzási veszteség, két pont korrigált csillapítása. Vannak olyan mérések, amiknek van LSA változata, ami annyit jelent, hogy a legkisebb négyzetes közelítési módszert használja az értékek méréséhez. Illesztési veszteség mérésénél, megjelenik a kurzor előtti szakaszon és utána is egy-egy vastagon kijelölt rész, ezeken a területeken az OTDR meghatározza a vastag segédszakasz meredekségét a legkisebb négyzetes függvényközelítési módszerrel, két zölddel jelzett, meghatározott pont alapján. Ezután meghatározza a kettő, függvény folytatásaként felrajzolt vonal közötti teljesítményt. Fontos viszont, hogy a két sávnak, ahol az LSA módszert használja a mérés, nem szabad tartalmaznia csatlakozó vagy illesztés okozta bármilyen hirtelen teljesítményváltozást. Ez a mérés nagyon jó például illesztési veszteségek, vagy más nem reflektáló események mérésére.
69
8.8. ábra Illesztési veszteség A két pont közötti veszteség az A és B pontra helyezett kurzorok által mért értékekre vonatkozik. LSA esetben a két kurzor mellett megjelenik ismét egy-egy vastag kijelölés, ugyanazt a módszert alkalmazva a két pont közti veszteség meghatározására, mint amit az illesztéses esetben. A dB / kilométer opció is ugyanígy működik, sima és LSA módszernél, csak a kiírt érték szálcsillapításra vonatkozik, dB/km-ben értendő. ORL beállítás esetén a két pont közti sugárzási veszteséget írja ki. Két pont közötti korrigált csillapítás mérés az utolsó választási lehetőség. A korrekció a pontokhoz tartozó esetleges hibák miatt kell, mert a pontok hibahatárral adottak.
8.9. ábra Két pont közötti veszteségmérés
70
8.3. Szálfelügyelet A felügyelet elkezdéséhez a kilencedik ikon kell, az OTDR görbéhez szükséges ikon mellett. A felügyelni kívánt áramkörre rá kell állni, és akkor indítható a felügyelet. Két lehetőség van, a műszer a teljes referencia és szálfelügyelet alatt mért göbét hasonlítja össze, vagy csak a szál végén található reflexiót figyeli. A második előkerülő ablakban az OTDR-es mérés paraméterei láthatók, azok amikkel előzőleg a referencia görbe készült. Az átlagoláson kívül nem lehet mást megváltoztatni, mert ha a paramétereket átírnánk, nem lehetne összehasonlítani a görbéket, a referencia görbét és a felügyelet alatt mért görbét. A harmadik ablakban az adható meg, hogy meddig tartson a felügyelet, az optikai végződésig vagy a kezdeti csillapítás utántól a műszer által mért végződésig tartson a felügyelet. Alatta pedig azt, hogy használjon vagy sem második referenciát is a berendezés, amihez a mért értékeket fogja hasonlítani. Az utolsó előtti ablakban azokat az értékeket lehet beállítani, ami után riasztást generáljon a program, a fontosabb és kevésbé fontosabb értékekre is. Alul a szálvizsgálati algoritmust lehet kiválasztani, négy típusa, a konzervatív, a mérsékelt, az agresszív, és van egy egyéni beállítási lehetőség. Egyéni beállításnál megadható például azoknak a pontoknak a száma, amelyeket a szál vége előtt figyelmen kívül hagyjon a felügyelet során az eszköz, ez általában nulla. Be állítható azoknak az adatpontoknak a mennyisége is, amelyek meghaladták a beállított küszöböt, és ez után a mennyiség után fog riasztani a rendszer. A legutolsó ablakban a beállításokat lehet megnézni újra. Ha a felügyelet egy szálon aktív, az áramkör zöld lesz, a felügyelő eszközön villogni fog a lézer bekapcsolva LED, és a térképen is kizöldül a nyomvonal. A felügyelet megállítható, újra küldhető a szálra, de akár törölhető is.
71
A Kandó Systems felügyelete:
8.10. ábra Szálfelügyelet a hálózaton
8.4. Riasztási rendszer Ha egy szakaszon a rendszer valamilyen hibát talál, a kezelőt azonnal értesíti egy felugró ablakkal. Az érintett áramkör azonnal piros lesz fontosabb riasztási esetben, kevésbé fontos esetén narancssárga. A térképen a program azonnal bejelöli a keletkezett hiba helyét a nyomvonalon. Alul piros sáv jelenik meg, amire kattintva a riasztásról lehet információt kapni. Látható a hiba észlelésének időpontja, a domain, és azon belül az érintett áramkör, a hiba keletkezési helyének optikai távolsága, és lehetséges oka. A felügyelet egy súlyosan sérült szakaszon a hiba detektálása után azonnal törlődik, hogy a sérült szálba ne kerüljön lézerfény, ezzel megelőzve a sérüléseket. Nem súlyos riasztás esetén nem áll meg a felügyelet. A riasztási üzenetet nem lehet csak úgy megszüntetni, az üzenet eltűntetéséhez az alsó részen meg kell adni a kezelő felhasználó nevét és jelszavát, ezt pedig az Alarm Detail-ben a program ki fogja jelezni. A riasztás részleteit a felügyeleti ikon mellett lehet megtalálni, vagy az Alarm Detail nézetben a jobb felső sarokban. A felugró ablakban a hiba súlyosságának szintje, a dátum,
72
az áramkörrel kapcsolatos információk, a domain neve található. Alatta azt, hogy melyik RTU, melyik moduljának melyik portján keresztül mérte az OTDR a hibát, hogy mi lehet a hiba oka, hogy mi alapján riasztott, például, hogy a 3 dB-es fontossági riasztási küszöböt átlépte a mért érték. Legalul a behatároláshoz fontos információk vannak, optikai, illetve teljes kábelhossz a hibáig, koordináták, az elején megadott melyik két jellegpont közt, és melyik két, a görbéhez rendelt pont közt található a hiba. A jobb oldali ablakban, ha már láttamozta valamelyik kezelő a hibát, a felhasználó neve, az általa megadott leírás, az észrevétel időpontja van. Ahhoz, hogy a felügyeletet újra el lehessen indítani, ki kell törölni az összes riasztást, amit az áramkörnél található, ez az Alarm Info fülben tehető meg. Törléshez ugyanúgy szükség van a felhasználó névre és a jelszóra.
8.11. ábra Szálfelügyeleti riasztás Az eszköz riasztásait egy magasabb szintű, integrált menedzsment rendszerbe (umbrella menedzsment rendszer) is el tudjuk juttatni. Például, ha a hálózat felügyelete egy épületen belül valósul meg , és a tűzjelzők riasztásaihoz és mondjuk az eszközök hűtésének riasztásaihoz is tartozik felügyelet, a három rendszer az umbrella menedzsment rendszerbe fogható össze. Ha két felügyeleti rendszer felől is hibát észlel a rendszer, akkor a hiba helye pontosabban behatárolható, de egyéb előnyei is vannak. Az ilyen rendszerek részletes ismertetésével a szakdolgozatban nem foglalkozom.
73
8.5. Riportok A programban lehetőség van riportok, jelentések készítésére. Több mindenről készíthető riport, riasztásokról, felhasználói tevékenységekről, az áramkörökről, illetve az egyes domainek vagy a rendszer állapotáról. Riasztásoknál háromféle riport készíthető, az egyik a teljes domainre vonatkozó jelentést tartalmazza, minden a domainben található RTU és áramkör benne van. A domain kiválasztása után az Alarm History fülnél találhatóak a régebbi riasztások. A bal alsó sarokban egy szűrő ablak jelenik meg, ahol beállítható melyik riasztásokra vagyunk kíváncsiak, dátum, ok, súlyosság vagy besorolás alapján. Csak kijelölt domainről készíthető riport. Az utolsó ikonnal a menüsor alatt generálható jelentés. A megjelenő ablakban a riport típusát, nevét kell megadni, előlapot, láb- és fejlécet lehet hozzáadni, illetve eldönthető, hogy kinyomtatni, elmenteni vagy listázni szeretnénk a riportot. A másik két típus csak egy kiválasztott áramkörre vonatkozik. Az áramkör kiválasztása után megválasztható, hogy az áramkörre vonatkozó összes riasztási eseményről kell riport vagy csak az utolsóról kell egy részletes jelentés. Ha van valamilyen riasztás, arról automatikusan készül egy jelentés. A mellette lévő ablakban az áramkörökről készíthető riport. Fontos, hogy a Domain Elements ablakban a megfelelő domain legyen kiválasztva, illetve alul megjelenik egy plusz funkció, hogy szükséges -e megjeleníteni az összes töréspontot az adott szakaszon vagy sem. Ha a program kiírja, hogy nem hozható létre a riport, akkor a baj oka lehet az, hogy már egy ugyanolyan nevű riport létezik. Az létrehozott domainekről és a rendszer egészéről is készíthető jelentés, a Network Properties fül alatt. A rendszer egészéről készített riporthoz a Domain Elements ablakban a Remote Fiber Monitoring System mappát kell kijelölni. A felhasználók tevékenységeiről az adminisztrátor készíthet riportot. Itt is a bal alsó sarokban megjelenik egy adatszűrési lehetőség. Dátum, felhasználó és tevékenység alapján lehet a megjelenő adatokat szűrni. Az utolsó fülnél azokat a riportok vannak, amiket már létrejöttek. A „2...” mellékletben megtalálhatóak az általam végzett felügyelethez tartozó riportok.
74
8.6. Hibák az OTDR görbén Most nézzünk meg pár hibát, milyen OTDR görbéket eredményezhetnek: 1.) Ha valamilyen munkálat miatt az útvonalon szakadás keletkezik, a görbének azt a részét, ahol a szakadás megtörtént, az eszköz szálvégnek fogja kezelni:
8.21. ábra szakadás helye az OTDR görbén 2.) Mint azt már az elején említettem a csatlakozók, szálak megtisztítása nagyon fontos. A szennyeződések miatt az alábbi hiba is keletkezhet: Szennyeződés miatt nem csak a csatlakozásoknál lép fel nagy esemény, hanem az elméleti szálvég után, a legnagyobb eseményt követően tulajdonképp a mért görbe tükörképe látszik.
8.12. ábra Szennyeződés a csatlakozón
75
3.) Helytelen csatlakozó használatnál, ahogy az alábbi példán is látható, az egyenes és ferde csiszolású csatlakozók találkozásánál, a nem megfelelő mag érintkezés miatt nagy veszteség keletkezik. A mért görbén látszik, hogy a csatlakozó által okozott nagy csillapítás után a görbe nem törik le, azaz az átvitel nem megfelelő szinten valósul meg.
8.13. ábra Helytelen csatlakozó használat 4.) Helytelen kábel használat is okozhat komoly csillapítást, például, ha az egymódusú átvitelbe egy multimódusú szál kerül, aminek más a mag átmérője, mint az egymódusú szálnak. Itt is végig tudja mérni az OTDR a teljes szakaszt, csak megint akkora csillapítás keletkezik, hogy nem lesz jó az átvitel.
8.14. ábra Helytelen kábel használat
76
5.) Telepítésnél nagyon kell figyelni a hajlításokra, csavarodásokra, mert azok is gondot okoznak, esetleg, mint az alábbi hajlítási példán is teljesen megszakítják az átvitelt, a sok kijutó fény miatt.
8.16. ábra Makró hajlítás
8.15. ábra Csavarás
77
6.) Nem csak a szakadások és a hajlítások jelentenek problémát, hanem a kábelek megtaposása, valami nehéz súly miatti nyomódás is az átvitel megszakadását okozhatja.
8.18. ábra Összenyomódás 7.) A szálakban a hőmérséklet növekedésével megnő a csillapítás is. Jelentős változás csak nagyon magas hőmérséklet esetén jelentkezik, ami például villámcsapásnál fordulhat elő. Az általam használt eszközökkel nem volt megvalósítható túl magas hőmérséklet előállítása illetve sok szálat nem tudtam együttesen felmelegíteni, hogy azt a pár tizednyi csillapítás változást bemutathassam, ilyen alacsony hőmérsékleten.
8.17. ábra Hőmérséklet hatása a szálra
78
9. MEGTÉRÜLÉSI SZÁMÍTÁS7 Az RFTS eszközök költséghatékonyságát egy összehasonlító táblázattal lehet szemléltetni, a táblázatban szereplő értékek fiktív értékek:
RFTS használat hatása az éves bevételre Berendezések beszerzési költsége Hordozható OTDR műszerrel RFTS rendszerrel OTDR ára 4,60MFt RTU Passzív elemek /RTU Szerver OTDR darabszám 5 RTU darabszám OTDR eszközök ára 23,00MFt RFTS rendszer ára éves SLA 6,30% éves SLA amortizációs idő (év) 3,50 amortizációs idő (év) tulajdonjogi éves tulajdonjogi éves költség 8,02MFt költség Különbség 18,16MFt Millió Ft
8,50MFt 3,00MFt 14,50MFt 5 72,00MFt 7,80% 3,50 26,18MFt
OTDR eszközök ára = OTDR ára * OTDR darabszám RFTS rendszer ára = (RTU * RTU darabszám) + (Passzív elemek/RTU * RTU darabszám) + Szerver Tulajdonjogi éves költség = (OTDR eszköz ára * éves SLA) + (OTDR eszköz ára / amortizációs idő) Tulajdonjogi éves költség = (RFTS rendszer ára * éves SLA) + (RFTS rendszer ára / amortizációs idő)
7
A fejezethez tartozó irodalmak és forrás: [6,7,65]
79
Optikai kábelvágási adatok Évenkénti kábelvágások száma (db.) Hiba behatárolásához Hiba behatárolásához szükséges idő (óra) 2,50óra szükséges idő (óra) Helyszínre Helyszínre érkezéshez érkezéshez szükséges idő (óra) 1,00óra szükséges idő (óra) Kábelhiba átlagos Kábelhiba átlagos elhárítási ideje (óra) 4,80óra elhárítási ideje (óra) Berendezés Berendezés visszakapcsolás ideje visszakapcsolás ideje (óra) 0,20óra (óra) Idő megtakarítás RFTS segítségével évente (óra):
2 0,10óra 1,00óra 4,80óra 0,20óra 4,80óra
Idő megtakarítás = (Σ OTDR idők – Σ RFTS idők) * Évenkénti kábelvágások száma RFTS használat kihatása a bevételre Átlagos bevételkiesés kábelenként egy óra alatt (Millió Ft) 27,00MFt Hordozható OTDR műszerrel RFTS rendszerrel kábelhiba okozta kábelhiba okozta bevétel kiesés Millió bevétel kiesés Millió Ft 459,00MFt Ft 329,40MFt
Kábelhiba okozta bevétel kiesés = Átlagos bevétel kiesés kábelenként egy óra alatt * (Σ OTDR idők * Évenkénti kábelvágások száma) Kábelhiba okozta bevétel kiesés = Átlagos bevétel kiesés kábelenként egy óra alatt * (Σ RFTS idők * Évenkénti kábelvágások száma) Bevétel megtakarítás RFTS segítségével évente (Millió Ft): 129,60MFt
Bevétel megtakarítás RFTS segítségével évente = OTDR kábelhiba okozta bevétel kiesés – RFTS kábelhiba okozta bevétel kiesés
80
RFTS használat kihatása a QoS büntetésre Hatósági büntetések Óránkénti büntetések (óra) 0,00óra (Millió Ft) 0,00MFt QoS kiesési idő Óránkénti büntetés limit(óra) 4,00óra (Millió Ft) 16,70MFt QoS bevétel kiesés QoS bevétel kiesés (Millió Ft) 75,15MFt (Millió Ft) 35,07MFt QoS bevétel kiesés = (Σ OTDR idők – QoS kiesési idő limit) * óránkénti büntetés QoS bevétel kiesés = (Σ RFTS idők – QoS kiesési idő limit) * óránkénti büntetés
QoS bevétel megtakarítás RFTS segítségével évente (Millió Ft): 40,08MFt QoS bevétel megtakarítás RFTS segítségével évente = OTDR QoS bevétel kiesés – RFTS QoS bevétel kiesés
ÖSSZEGZÉS Nettó hálózat éves kiesés csökkenés (óra) Nettó éves RFTS költségek (Millió Ft) Nettó éves bevétel megvédés RFTS segítségével (Millió Ft) Nettó éves QoS bevétel megvédése az RFTS használatával (Millió Ft) Éves bevétel megvédés az RFTS használatával összesen:
4,80óra 18,16MFt 129,60MFt 40,08MFt 151,52MFt
Éves bevétel megvédés az RFTS használatával összesen = Nettó éves QoS bevétel megvédése az RFTS használatával + Nettó éves bevétel megvédés RFTS segítségével - Nettó éves RFTS költségek
81
10.
ÖSSZEGZÉS8
Az optikai megoldások már chip szinten is kezdenek megjelenni, egyre gyorsabb adatátvitelt megvalósítva a chip egyes részei között, illetve hálózati szempontból a fejlődés az egyre több optikát tartalmazó megoldások felé mutat. A hálózatokban pedig egyre kevesebb elektromos optikai átalakítást igénylő megoldások jelennek meg, így haladnak afelé, hogy egészen az előfizetőkig optika szállítsa az információt. Egyre növekvő sebességek jelennek meg az optika terén. Az optikai hálózatok növekvő sebessége és mennyisége, véleményem szerint egyre jobban kívánni fogja az OTDR-es méréseket, illetve a szálfelügyeletet, ezzel segítve a gyors hibaelhárítást, vagy kritikus szakaszokon, gerinchálózatoknál a hiba előrejelzését. Az egyre bővülő optikai hálózati szolgáltatások felügyeletére egyre kisebb, könnyebben elérhető RFTS rendszerek állnak rendelkezésre. Ezek a rendszerek jellemzően több figyelő berendezésből (RTU) és egy központi irányító egységből (szerver) állnak. Az RFTS rendszerre kapcsolt szállak folyamatos üzemben felügyelet alatt tarthatók. Az én szakdolgozatom egy ilyen hálózat alrészével foglalkozott, egyetlen RTU-val, és a hozzá kapcsolt szálakkal foglalkozott. Úgy gondolom, hogy az optika egyre szélesebb körben való elterjedése miatt a monitorozásra is növekvő szükség van.
8
A fejezethez tartozó források: [66,67,68,69,70,71,72]
82
11.
Summary
The optical chip level solutions are starting to appear, implementing faster data transfer between the different parts of the chip, and in the networks, it’s development means more and more optical solutions. Also lower optical electrical conversion solutions are used, thus in the networks making up optical supply delivered to subscribers. Growing rates appear in the optics. The increasing speed and the amount of optical networks, in my opinion, will increasingly need OTDR's measurements and the monitoring of the fiber, thus helping prompt troubleshooting or the fault forecast of the backbone network in critical sections. For the monitoring of the growing fiber optic network services there are more accessible, and smaller RFTS systems available. These systems typically consist of several monitoring equipments (RTUs) and a central control unit (server). The fibers which are connected to the RFTS system, can be kept under continuous surveillance.
My thesis dealt with a subpart of such network, with a single RTU, and with the fibers which were connected to it. I think that due to the wider spread of optical solutions, the fiber monitoring is becoming increasingly necessary.
83
12.
MELLÉKLETEK
12.1. Szabvány gyűjtemény9 12.1.1. Tesztek ISO 9022-5:1994 Optika és optikai eszközök, Környezetvédelmi vizsgálati módszerek 5. rész: Hideg és alacsony légnyomás kombinációja ISO 9022-6:1994 Optika és optikai eszközök, Környezetvédelmi vizsgálati módszerek 6. rész: Por ISO 9022-8:1994 Optika és optikai eszközök, Környezetvédelmi vizsgálati módszerek 8. rész: Magas nyomású, alacsony nyomású bemerítés ISO 9022-12:1994 Optika és optikai eszközök, Környezetvédelmi vizsgálati módszerek - 12. rész: Szennyeződés ISO 9022-14:1994 Optika és optikai eszközök, Környezetvédelmi vizsgálati módszerek - 14. rész: Harmat, dér, jég ISO 9022-9:1994 Optika és optikai eszközök, Környezetvédelmi vizsgálati módszerek 9. rész: Napsugárzás ISO 9022-17:1994 Optika és optikai eszközök, Környezetvédelmi vizsgálati módszerek - 17. rész: Szennyezés, napsugárzás kombinációja ISO 9022-18:1994 Optika és optikai eszközök, Környezetvédelmi vizsgálati módszerek - 18. rész: Párás meleg és az alacsony belső nyomás kombinációja ISO 9022-2:2002 Optika és optikai eszközök, Környezetvédelmi vizsgálati módszerek 2. rész: Hideg- hő- és páratartalom ISO 9022-4:2002 Optika és optikai eszközök, Környezetvédelmi vizsgálati módszerek 4. rész: Só pára ISO 9022-7:2005 Optika és optikai eszközök, Környezetvédelmi vizsgálati módszerek 7. rész: ellenállás vízcseppnek vagy esőnek ISO 9022-22:2012 Optika és optikai eszközök, Környezetvédelmi vizsgálati módszerek - 22. rész: Kombinált hideg, száraz meleg, vagy hőmérséklet-változás összeütközéssel, vagy véletlenszerű vibráció ISO 9022-20:1997 Optika és optikai eszközök, Környezetvédelmi vizsgálati módszerek - 20. rész: Nedves légkör kén-dioxiddal, hidrogén-szulfiddal ISO 9022-3:1998 Optika és optikai eszközök, Környezetvédelmi vizsgálati módszerek 3. rész: Mechanikai Stressz ISO 9022-21:1998 Optika és optikai eszközök, Környezetvédelmi vizsgálati módszerek - 21. rész: Alacsony nyomás és a környezeti hőmérséklet vagy száraz hő kombinációja ISO 13696:2002 Optika és optikai eszközök- optikai alkatrészek által szórt sugárzás vizsgálati módszerei ISO 11551:2003 Optika és optikai eszközök, lézerek és lézerekhez kapcsolódó berendezések – Optikai lézer összetevők abszorbanciájának mérési módszere ISO 14999-4:2007 Optika és fotonika-optikai elemek és optikai rendszerek interferometrikus mérése -4. rész: értelmezése és értékelése az ISO 10110 által meghatározott tűréseknek 9
A szabványokhoz tartozó források: [73,74,75,76]
84
ISO / TR 22588:2005 Optika és fotonika-lézerek és lézerrel kapcsolatos berendezésekabszorpció mérése és értékelése- lézeres optikai alkatrészekben indulkált hatások ISO 24013:2006 Optika és fotonika- lézerek és lézerrel kapcsolatos berendezésekpolarizált lézersugárzó optikai alkatrészeinek fázis késleltetés mérése ISO 13697:2006 Optika és fotonika- lézerek és lézerrel kapcsolatos berendezések – optikai lézerek tükröződő visszaverődések és szokásos átviteli vizsgálati módszere ISO 14999-1:2005 Optika és fotonika- optikai elemek és optikai rendszerek interferometrikus mérése -1. rész: Kifejezések, fogalom meghatározások és az alapvető kapcsolatok ISO13694: 2000 Optika és optikai eszközök- lézerek és lézerrel kapcsolatos berendezések- lézersugár teljesítmény (energia) sűrűség eloszlás vizsgálati módszerei ISO 11421:1997 Optika és optikai eszközök- optikai átviteli függvény (OTF) pontosságának mérése ISO 7944:1998 Optika és optikai eszközök- referencia hullámhossz ISO 15368:2001 Optika és optikai eszközök-sík felületek reflexiójának és párhuzamos sík elemek átviteli képességének mérése ISO / TR 14999-2:2005 Optika és fotonika- optikai elemek és optikai rendszerek interferometrikus mérése -2. rész: Mérési és értékelési technikák ISO / TR 14999-3:2005 Optika és fotonika- optikai elemek és optikai rendszerek interferometrikus mérése -3. rész: interferometrikus teszt eszközök kalibrálása és érvényesítése illetve mérések ISO 14997:2011 Optika és fotonika-optikai elemek felületi egyenetlenségek vizsgálata ITU-T G.650.3 kiépített egymódusú optikai szálas kábelek vizsgálati módszerei ITU-T G.697 (02/2012) DWDM rendszerek optikai ellenőrzése ITU-T G.976 (07/2010) tenger alatti optikai kábelrendszerekhez alkalmazható vizsgálati módszerek ITU-T G.979 (10/2012) tenger alatti optikai kábelrendszerek ellenőrző rendszereinek jellemzése ANSI/TIA-455-244 az átvitel változásának mérése optikai szálakban, buffer csövekben, hőmérséklet változásnak kitéve TIA/EIA-455-11-D optikai alkatrészek és kábelek rezgés vizsgálata TIA-526,14-B Optikai teljesítmény veszteségi mérések telepített multimódusú üvegszálas kábel üzem?? IEC 61280-4-1 2. kiadás, optikai szálas kommunikációs alrendszer vizsgálati eljárás; Rész 4-1: kiépített multimódusú kábel csillapítási mérés TIA-455-243 Polarizációs módus diszperzió mérése telepített egymódusú optikai szálaknak hullámhossz szkennelő OTDR-rel és polarizációs analízis állapotai TIA-455-16- optikai elemek só permet (korrózió) tesztje TIA-455-194 optikai csatlakozókban a szál visszanyomásának mérése TIA-455-2-C optikai eszközök hatásának vizsgálata TIA-455-71-A eljárás a hőmérsékleti sokk hatásának vizsgálatára optikai elemeken TIA-455-157 egymódusú optikai elemek polarizáció függő veszteségének mérése TIA-455-12-B optikai elemek folyadékba merítési próbája TIA-455-212 IEC 61290-6-1 optikai erősítők alap leírása; Rész 6-1: szivattyú szivárgás paraméterek vizsgálati módszerei - optikai demultiplexer TSB-143 Optikai teljesítmény mérők mérése és alkalmazási kérdések
85
TIA-455-239-239 FOTP optikai szál illesztési veszteség mérési módszerek TIA/EIA-455-224 FOTP 224 IEC 61744 optikai szál kromatikus diszperzió mérő készlet kalibrálása TIA/EIA-455-225 FOTP 225 IEC 61745 szálvég képelemző eljárás, optikai szál geometriai vizsgáló készlet kalibrációjához TIA-455-226 FOTP 226 IEC 61746 Ed.. 1: OTDR -ek kalibrálása TIA/EIA-455-25-C FOTP 25 optikai kábelekre gyakorolt hatások Kábelek ISO 9211-3:2008 Optika és fotonika- optikai borítások, 3. rész: Környezeti tartósság ISO 9211-1:2010 Optika és fotonika optikai borítások-1. rész: meghatározások ISO 9211-2:2010 Optika és fotonika optikai borítások – 2. rész: optikai tulajdonságok ISO 9211-4:2012 Optika és fotonika optikai borítások - 4. rész: speciális vizsgálati módszerek ITU-T G.656 nem nulla diszperziójú szálak és kábelek jellemzései szélessávú optikai átvitelhez ITU-T G.971 (07/2010) tengeralatti optikai kábelrendszerek általános jellemzői ITU-T G.972 (09/2011) tengeralatti optikai kábelrendszerek szempontjából lényeges feltételek meghatározása ITU-T G.973 (07/2010) jelismétlő nélküli tengeralatti optikai kábelrendszerek jellemzése ITU-T G.974 (07/2007) regeneratív tengeralatti optikai kábelrendszerek jellemzése ITU-T G.978 (07/2010) tenger alatti optikai kábelek tulajdonságai ITU-T L.10 (12/2002) cső és az alagutakhoz használt optikai kábelek ITU-T L.26 (12/2002) optikai kábelek légi alkalmazáshoz ITU-T L.43 (12/2002) optikai kábelek temetett alkalmazáshoz ITU-T L.56 (05/2003) optikai kábelek kitelepítése vasutak mentén ITU-T L.57 (05/2003) Levegővel segített optikai kábel kitelepítés ITU-T L.58 (03/2004) optikai kábelek: Speciális igények hozzáférési hálózatokhoz ITU-T L.59 (01/2008) optikai kábelek beltéri alkalmazásokhoz ITU-T L.60 (09/2004) optikai / metál hibrid kábelek kialakítása ITU-T L.67 (10/2006) kevés szálas optikai kábelek beltéri alkalmazásokhoz ITU-T L.77 (05/2008) szennyvíz vezetékekbe való optikai kábelek telepítése ITU-T L.78 (05/2008) optikai kábelek kialakítása kábel csatornahálózatba alkalmazásokhoz TIA-472G000 elfogadása ANSI / ICEA S-122-718-2008 szabvány optikai csatorna kábelhez, mint TIA kábel szabvány TIA-455-56-C optikai szálak és kábelek gomba ellenállás vizsgálati módszere TIA-455-3-B eljárás hőmérséklet változás hatásának mérése optikai egységeken, optikai kábelen és egyéb passzív optikai elemeken ANSI/TIA-568-C.3 optikai kábelek alkatrészek szabványa TSB-142 ORL mérő - a mérés és alkalmazási kérdések TIA-455-69-A-69 FOTP értékelése minimális és maximális hőmérsékleteknek az optikai kábelben a teljesítménynek vizsgálati módszernek
86
TIA-455-123 optikai szalag méretek mérése TIA-455-131 optikai szalag fennmaradó csavarásának mérése TIA-455-192 polarizáció fenntartó optikai szál H-paraméter vizsgálati módszere TIA-455-28-C feszültség okozta dinamikus szilárdság és fáradtság paraméterek mérése optikai szálakban TIA-455-31-C feszültség optikai szálakon vizsgálat TIA-455-37-A optikai kábeleken alacsony vagy magas hőmérsékletű hajlítási vizsgálat TIA-455-39-B optikai kábel víz felszívó teszt TIA-455-48-B optikai burkolat átmérőjének mérése lézeres alapú eszközökkel TIA/EIA-455-33-B FOTP-33 optikai szálas kábelek húzási és hajlító vizsgálata TIA-455-56-B- optikai szálak és kábelek gomba ellenállásának vizsgálati módszerének értékelésére TIA-455-57-B optikai végződés elkészítése és vizsgálata tesztelés céljából TIA-455-85-A optikai kábel csavarodási teszt TIA-455-87-B optikai kábel csomózási tesztet TIA-455-100-A gáz szivárgásvizsgálat gáz blokkolt száloptikai kábeleknél TIA-455-104-A optikai kábel ciklikus hajlító vizsgálata TIA-455-20-B FOTF 20 IEC 60793-1-46 Optikai szálak 1-46 rész: optikai átviteli változások figyelésének mérési módszere és vizsgálati eljárása TIA-455-124-A FOTP 124 interferometriás Polarizációs módus diszperzió mérés egymódusú optikai szálaknál TIA-455-235 IEC 61280-2-8 optikai kommunikációs alrendszer vizsgálati eljárások Part 2-8: Digitális rendszerek - alacsony BER meghatározása Q faktor méréssel TIA-455-236 IEC 61280-2-9 optikai kommunikációs alrendszer vizsgálati eljárások Part 2-9: Digitális rendszerek - Optikai jel-zaj viszony mérés DWDM rendszereknél TIA/EIA-455-178-B FOTP 178 IEC 60793-1-32 Optikai szálak 1-32 rész: mérési módszerek és vizsgálati eljárások - borítás eltávolíthatósága TIA-455-111-111 A FOTP IEC 60793-1-34 Optikai szálak rész 1-34: mérést módszerek és vizsgálati eljárások - rost göndörödés TIA-455-191-B FOTP 191 IEC 60793-1-45 Optikai szálak rész 1-45: mérést módszerek és vizsgálati eljárások - módus mező átmérője TIA-455-195-195 A FOTP IEC 60793-1-21 Optikai szálak rész 1-21: mérést módszerek és vizsgálati eljárások bevonat TIA-455-231 FOTP 231 IEC 61315 optikai teljesítmény mérő kalibrálása TIA-455-234 FOTP 234 IEC 60793-1-52 Optikai szálak 1-52 rész: mérési módszerek és vizsgálati eljárások - hőmérséklet-változás TIA-455-67 FOTP 67 IEC 60793-1-51 Optikai szálak 1-51 rész: mérési módszerek és vizsgálati eljárások - száraz meleg TIA-455-74 FOTP 74 IEC 60793-1-53 Optikai szálak 1-53 rész: mérési módszerek és vizsgálati eljárások - vízbe merítés TIA/EIA-573.0000-A helyszíni, hordozható optikai szálas eszközök általánosságban TIA/EIA-455-189 FOTP 189 optikai elemek ózon expozíciós vizsgálata TIA/EIA-455-6-B FOTP 6 optikai összekötő eszközök kábel megőrzési vizsgálati eljárása
87
TIA-455-198 FOTP 198 mátrix kalkulációs polarizációs érzékenység mérés egymódusú optikai elemeknek TIA-455-199 FOTP 199 vonali polarizációs áthallás mérési módszer polarizációhoz optikai szál összetevők és rendszerek fenntartása TIA/EIA-455-78-B FOTP IEC 60793-1-40 Optikai szálak 1-40 rész: mérési módszerek és vizsgálati eljárások - csillapítás TIA-455-64 FOTP 64 sugárkárosodások okozta csillapítása mérése optikai szálakban és kábelekben TIA-455-106 FOTP 106 közeli infravörös abszorbancia mérése optikai borító anyagoknál TIA-455-229 FOTP 229 Optikai teljesítmény jellemzése TIA/EIA-455-5-C optikai szál összetevők páratartalom vizsgálata TIA-455-141 optikai szalagok csavarodási tesztje TIA/EIA-455-218 FOTP 218 optikai csatlakozók szálvég geometriájának mérése TIA/EIA-455-4-C Optikai alkatrészek hőmérsékleti teszt TIA-455-115 FOTP 115 Spektrális csillapítás mérés lépcsős index multimódusú optikai szálaknál TIA-455-188 optikai elemek alacsony hőmérsékletű vizsgálata TIA-455-221 IEC 61290-5-1 Ed. 1,0 Optikai szál erősítő - alap specifikáció-part 5-1: fényvisszaverési paraméterek vizsgálati módszere - Optikai spektrum analizátor TIA-455-222 IEC 61290-3 Ed. 1,0 - Optikai szál erősítő - alap specifikáció - 3. rész: zajtényező paraméterek vizsgálati módszere TIA-455-213 IEC 61290-7-1 optikai erősítők - alap specifikáció Part 7-1: teljesítmény mérővel szűrt sávon kívüli beiktatási veszteségek mérése TIA-455-95-A optikai szálak és kábelek abszolút optikai teljesítmény vizsgálata TIA/EIA-455-50-B FOTP 50 fény beadási feltételeik hosszú távolságú lépcsős indexű optikai szál spektrum csillapítás mérésénél Multimódusú szál ITU-T G.651 50/125 um multimódusú lépcsős indexű optikai kábel jellemzői ITU-T G.651.1 hozzáférési hálózathoz használt 50/125 um multimódusú lépcsős indexű optikai kábel jellemzői ANSI/TIA-492-B Részletes leírás a 62,5 um mag átmérő/125 um burkolat átmérőjű lépcsős indexű multimódusú optikai szálaknak ANSI/TIA-492AAAB-A Részletes leírás a 50 um mag átmérő/125 um burkolat átmérőjű lépcsős indexű multimódusú optikai szálaknak ANSI/TIA-492AAAC-B Részletes leírás a 850 nm -es lézerhez optimalizált, 50 um mag átmérő/125 um burkolat átmérőjű lépcsős indexű multimódusú optikai szálaknak Monomódusú szál ITU / T G.652 egymódusú optikai szálak és kábelek jellemzői ITU-T G.653 diszperzió eltolt, egymódusú optikai szálak és kábelek jellemzői
88
ITU-T G.654 levágás eltolt, egymódusú optikai szálak és kábelek jellemzői ITU-T G655 nem nulla diszperzió eltolt egymódusú optikai szálak és kábelek jellemzői ITU-T G.657 hozzáférési hálózathoz használt hajlítás veszteségre érzéketlen egymódusú optikai szál és kábel jellemzése
89
12.2. Riportok 12.2.1. Gödöllői áramkör részletes riportja
90
91
92
93
94
95
96
12.2.2. Saját felhasználói tevékenységem 6 napra visszamenőleg
97
12.2.3. Egy hónapra visszamenőleg az összes felhasználói tevékenység
98
99
12.2.4. Teljes elnevezésű domain állapota
100
12.2.5. A teljes hálózat állapota
101
12.2.6. Dorogi részletes riasztás
102
103
104
12.2.7. Ráckevei riasztás
105
12.2.8. Teljes domain kéthavi riasztása
106
107
108
13.
Irodalom és forrásjegyzék
[1]
Fiber Watch Users Guide
[2]
Fiber Watch RFTS System-1002
[3]
PON Fiber Monitoring
[4]
JDSU Reference Guide to Fiber Optic Testing_1
[5]
JDSU Reference Guide to Fiber Optic Testing_2
[6]
RFTS pénzügyi hatása tanulmány
[7]
RFTS kihatása az üzletre tanulmány
[8]
http://www.lanshack.com/fiber-optic-tutorial-cable.aspx
[9]
http://www.ehow.com/list_7408494_types-optical-cables.html
[10] http://www.fiber-patchcables.com/ [11] http://www.fiberoptics4sale.com/Merchant2/fiber-optic-cable.php [12] http://www.sommerkabel.hu/optikai-kabelek-leiras.html [13] http://www.kingfisherfiber.com/Application-Notes/05-Optical-Connector-Types.htm [14] http://www.infocellar.com/networks/fiber-optics/files/Fiber-PolishingHandbook1.pdf [15] http://www.meridiantech.com/downloads/Articles/Fiber%20Optic%20Test%20Equipment.pdf [16] http://www.fiberopticlink.com/Tech_Info/pdf/tech_docs/Clean-Test_Fiber-web.pdf [17] http://www.ntestinc.com/activefiber.html [18] http://www.ntestinc.com/darkfiber.html [19] http://www.networkintegritysystems.com/dark-and-active-fiber-monitoring/ [20] www.yme.gr/getfile.php?id=2178 [21] http://www.sqs-fiber.cz/mls/index.php?fiber-optic=14&mls=2&langue=en [22] http://engineer.jpl.nasa.gov/practices/1216.pdf [23] https://datatracker.ietf.org/documents/LIAISON/file1314.pdf [24] http://www.ccontrols.ch/cms/upload/downloads/Telecom/1206EN_FiberGuardianApl icationNoteLiveFiberMonitoringCWDM.pdf [25] www.equicom.hu/dle1.php?f=cwdm_kihivas...pdf [26] http://202.194.20.8/proc/GLOBECOM2009/DATA/PID971619.PDF
109
[27] http://cdn.intechopen.com/pdfs/27369/InTechIn_service_line_monitoring_for_passive_optical_networks.pdf [28] http://ecadigitallibrary.com/pdf/IWCS08/1_6plq.pdf [29] http://www.jdsu.com/ProductLiterature/30137230_001_FCtestrequirements_wp_fop_ tm_ae_012006.pdf [30] http://www.nikhef.nl/~jelle/antareswebdocuments/Sb_otdr/SB-OTDR.pdf [31] http://www.jdsu.com/ProductLiterature/Maintenance-and-Troubleshooting-of-PONwith-OTDR-application-note-30162937ae.pdf [32] http://www.jdsu.com/ProductLiterature/ponfibertest_wp_fop_tm_ae.pdf [33] http://www.transpacket.com/wp-content/uploads/2011/07/Basic_WDM.pdf [34] http://opti500.cianerc.org/opti500/pdf/spring2012/sm/Optical%20Transmitters%20Sackenger.pdf [35] http://www.ittelkom.ac.id/staf/hbl/buku2Opt/Fiber%20Optic%20Communication%20 -%20Agrawal/CHAP3.PDF [36] http://www.ittelkom.ac.id/staf/hbl/buku2Opt/Fiber%20Optic%20Communication%20 -%20Agrawal/CHAP4.PDF [37] http://www.fujitsu.com/downloads/MAG/vol46-1/paper18.pdf [38] http://www.finisar.com/sites/default/files/pdf/121104%20Introduction%20to%20Opti cal%20Amplification_0.pdf [39] http://net.infocom.uniroma1.it/corsi/ro/materiale/22_paper10.pdf [40] http://www.orc.soton.ac.uk/publications/theses/2580_ca/alegriach2.pdf [41] http://www.exfiber.com/uploadfile/pdf/EDFA-Erbium-Doped-Fiber-AmplifierTutorial.pdf [42] http://www.finisar.com/sites/default/files/pdf/121104%20Introduction%20to%20EDF A%20technology_0.pdf [43] http://www.redcinc.com/_Uploads/dbsAttachedFiles/DistributedRamanApplications. pdf [44] http://cdn.intechopen.com/pdfs/13580/InTechDual_wavelength_pumped_dispersion_compensating_fibre_raman_amplifiers.pdf [45] http://www.redcinc.com/_Uploads/dbsAttachedFiles/OpIssuesinDRA.pdf [46] http://dspace.thapar.edu:8080/dspace/bitstream/10266/462/4/T462.pdf
110
[47] http://ftp.utcluj.ro/pub/users/cemil/dwdm/dwdm_Intro/8_5311715.pdf [48] www.equicom.hu/dle1.php?f=20_otdr_megoldasok.pdf [49] http://www.arcelect.com/Calculating_fiber_loss_and_distance.pdf [50] http://www.necanet.org/pdf_notReady/NECA301-09_FOA-Member_P.pdf [51] http://www.vectorinfotech.com/application_pdf/Calculation_of_Budget_Loss.pdf [52] http://www.tripleplay.co.za/uploads/Optical%20Fibre%20Formulas.pdf [53] http://www.ruggedcom.com/pdfs/white_papers/ruggedcom_fiber_guide.pdf [54] http://www.broadbandproperties.com/2007issues/jun07issues/corning_june.pdf [55] http://www.vialite.com/pdf/ViaLite%20-%20Application%20Note%20037%20%20Fibre%20Optic%20Link%20Budget.pdf [56] http://multimedia.3m.com/mws/mediawebserver?66666UuZjcFSLXTtmxfcOXM6E VuQEcuZgVs6EVs6E666666-[57] http://www.samsungfiberoptics.com/Ch/Product/fttx09.pdf [58] http://www.thefoa.org/tech/tia568b3.htm [59] http://www.fiber-optics.info/articles/optical_link_loss_budget1 [60] http://www.rhyshaden.com/optical.htm [61] http://hqwww.panduit.com/panduit/groups/MPMOP/documents/BestPractice/110255.pdf [62] http://www.csd.uoc.gr/~hy435/material/TIA-EIA-568-B.3.pdf [63] http://www.nag.ru/goodies/tia/TIA-EIA-568-B.1.pdf [64] http://global-sei.com/fttx/product_e/ofrp/ofrp06.html [65] http://www.fiberoptic.com/adt_jdsu_otdr.htm [66] http://www.highfrequencyelectronics.com/Archives/Dec06/HFE1206_TechReport.pd f [67] http://www.photonics21.org/download/Internetversion_P21NetWorks_WhitePaperOn NGON_2011-11-07.pdf [68] http://www.decayaitch.co.uk/Comms%20Mag%20Mar01.pdf [69] http://web.mit.edu/newsoffice/2012/manufacturing-optical-chips-0215.html [70] http://www.jdsu.com/News-and-Events/news-releases/Pages/jdsu-introduces-onmsiexpand-network-visibility-from-the-core-to-the-premises.aspx [71] http://researcher.ibm.com/researcher/view_project.php?id=2757
111
[72] http://www.jdsu.com/News-and-Events/news-releases/Pages/jdsu-introduces-onmsiexpand-network-visibility-from-the-core-to-the-premises.aspx [73] http://www.iso.org/iso/home/search.htm?qt=optical&sort=rel&type=simple&publishe d=on [74] http://www.itu.int/ITU-T/recommendations/search.aspx?title=optical [75] http://www.etsi.org/standards [76] http://www.tiaonline.org/standards/buy-tia-standards A forrásként megjelölt linkek megtekintésének ideje 2012 augusztusa és 2013 áprilisa közötti időszak.
