Zrób wiosenne porządki w swojej szafie RACK – AIMA HD

Od czego operator MSO (ang.: Multiple Service Operator) powinien rozpocząć porządkowanie szafy RACK na wiosnę? Od sprawdzenia parametrów pracy sieci magistralnej i dystrybucyjnej opartych na sygnałach optycznych, konserwacji sieci światłowodowej, m.in. czyszcząc wymagające tego połączenia rozłączne i analizując wskaźniki pracy optyki stacyjnej.

Do czego służy optyka stacyjna?

Optyka stacyjna wykorzystywana jest do przetwarzania sygnału optycznego oraz jego  konwersji na sygnał elektromagnetyczny. Jakość elementów platformy optycznej (ang.: Optical Transport Platform): nadajników optycznych, odbiorników optycznych, wzmacniaczy optycznych, przełączników optycznych, wzmacniaczy RF i przełączników RF ma szczególne znaczenie w sieciach światłowodowo-koncentrycznych HFC (ang.: Hybrid fiber-coaxial), PON (ang.: Passive Optical Network), RFoG (ang.: Radio Frequency over Glass) i RF Overlay. W przypadku sieci CATV (ang.: Community Antenna Television), oferujących dostęp do szerokopasmowego Internetu opartych o standard DOCSIS (ang.: Data Over Cable Service Interface Specification), należy zwrócić uwagę na zgodność elementów platformy optycznej z wersją standardu DOCSIS, w której pracuje sieć, np. szerokość pasma pracy RF (ang.: RF Bandwidth).

Operatorzy skupiają się na modernizacji segmentów torów transmisyjnych do najnowszych wersji standardu DOCSIS: DOCSIS 3.1 i DOCSIS 4.0, skracając odcinki linii koncentrycznych z konwencji sieci FTTC (ang.: Fiber to the Curb) do struktur FTTB (ang.: Fiber to the Building) lub FTTH (ang.: Fiber to the Home). Szersze zastosowanie kabli światłowodowych i dążenie do doprowadzenia łączy optycznych jak najbliżej klienta (ang.: Fiber Deep) wynika z obniżania cen urządzeń potrzebnych do budowy tych sieci, dużej pojemności transmisyjnej, odporności na zakłócenia oraz łatwiejszej segmentacji sieci.

Dla operatorów czynnikiem decydującym o wyborze odpowiedniej optyki stacyjnej jest możliwość monitorowania parametrów pracy platformy optycznej oraz sygnałów nadawanych, odbieranych czy przetwarzanych przez tę platformę. Wynika to z nacisku, który kładzie się na jakość usług QoS (ang.:  Quality of Service), skrócenie czasu poświęconego na wyszukanie problematycznego miejsca, zmiejszenia wskaźnika średniego czasu naprawy MTTR (ang.: Mean Time To Repair), możliwość wykorzystania tych parametrów do PNM (ang.: Proactive Network Maintenance), czyli proaktywnym utrzymaniu sieci celem predykcji wystąpienia przyszłych awarii i zwiększenia niezawodności oraz czasu dostępności usług poprzez możliwość prostego planowania prac konserwacyjnych. [2]

Na jakie parametry należy zwrócić uwagę wybierając platformę optyczną?

Wybierając platformę optyczną należy zwrócić uwagę na następujące parametry:

Dla nadajników:

  • moc źródła światła,
  • stabilność poziomu mocy optycznej (ang.: stab): krótkoterminową i długoterminową w funkcji czasu i w funkcji temperatury,
  • szczytową długość fali nadajnika,
  • długości fal wynoszące połowę mocy szczytowej źródła światła (dolna i górna),
  • środkową długość fali wynoszącą średnią długość fali pomiędzy górną i dolną falą, odpowiadającą połowie mocy szczytowej nadajnika,
  • zjawisko migotania źródła światła (ang.: chirp),
  • współczynnik zmodulowanego sygnału do szumu CNR (ang.: Carrier to Noise Ratio),
  • wartość drugiej harmonicznej CSO (ang.: Composite Second Order),
  • wartość trzeciej harmonicznej CTB (ang.: Composite Triple Beat),
  • współczynnik błędów modulacji MER (ang.: Modulation Error Ratio),
  • elementowa bitowa stopa błędów BER (ang.: Bit Error Rate),
  • dla laserów typu DFB-LD (ang.: Distributed Feedback Laser Diode) pomiar współczynnika tłumienia prążków bocznych SMSR (ang.: Side Mode Suppression Ratio),
  • Dla odbiorników optycznych:
    • szerokość optycznego pasma pracy,
    • zakres optycznej mocy wejściowej,
    • współczynnik odbicia ORL (ang.: Optical Return Loss),
    • szerokość pasma RF,
    • poziom wyjściowy RF,
    • płaskość charakterystyki sygnału wyjściowego RF,
    • zakres zmiany poziomu wyjściowego,
    • współczynnik odbicia sygnału RF,
    • czy jest wbudowany multiplekser z podziałem długości fali WDM lub filtr optyczny WDM (ang.: Wavelength Division Multiplexing),
  • czy producent bada złącza w każdym wyprodukowanym module pod względem czystości i uszkodzeń mechanicznych: zarysowań, pęknięć itd.,
  • czy jest możliwość monitorowania jakości sygnału oraz parametrów pracy platformy optycznej[5][6]

Platforma optyczna AIMA

                Platforma optyczna AIMA cechuje się modularną budową, niskim zużyciem energii, dużą elastycznością, łatwością zrządzania, znaczną gęstością upakowania urządzeń względem 1RU, wysoką niezawodnością i inteligencją. Posiada 17 slotów na moduły, gdzie slotv0 jest przeznaczony dla modułu zarządzającego komunikacją z szafką, a pozostałe 16 mogą zostać wykorzystane przez moduły nadajników optycznych, odbiorników optycznych, wzmacniaczy optycznych, przełączników optycznych, wzmacniaczy RF i przełączników RF. Pozwala to na zastosowanie aż do 64 nadajników optycznych i 128 odbiorników optycznych w obudowie 19” 4 RU. Poza tym platforma optyczna AIMA posiada redundancje zasilania typu hot-swap oraz wymienny zespół wentylatorów.

Moduł zarządzania komunikuje się z modułami znajdującymi się wewnątrz platformy optycznej i pozwala na automatyczne wczytanie konfiguracji w przypadku wymiany modułu. Możemy się komunikować z modułem zarządzania ASMM za pomocą wbudowanego serwera WWW poprzez komputer, tablet, smartphone oraz za pomocą protokołu SNMP.

Najważniejsze cechy platformy AIMA:

 

 

 

Dostępne moduły dla platformy AIMA:

AIMA 3000 vs AIMA HD

Podstawową różnicą pomiędzy AIMĄ 3000 a AIMĄ HD jest płyta montażowa ze złączami RF (ang.: Backplane), który w przypadku AIMA 3000 składa się z portów F, a w AIMA’ie HD składa się z portów MCX. Pozwala to na zastosowanie najnowszych nadajników optycznych i odbiorników optycznych o dużo większej gęstości upakowania (aż 8 odbiorników kanału zwrotnego w jednym module i aż 4 nadajniki z 1 wejściem BC (ang.: Broadcast) i 2 wejściami NC (ang.: Narrowcast) przypadającymi na każdy nadajnik w ramach modułu). Dodatkowo, aby jeszcze bardziej zwiększyć gęstość upakowania, moduły te mogą być zintegrowane z multiplekserami D/CWDM (ang.: Dense Wavelength Division Multiplexing / Coarse Wavelength Division Multiplexing), co pozwala zaoszczędzić aż o 50% miejsce potrzebne w szafie RACK i zmniejsza koszty zakupu oddzielnych urządzeń.

Czy to oznacza, że operatorzy, którzy wcześniej zdecydowali się na zakup platformy optycznej AIMA 3000, którzy teraz chcą skorzystać z nowych modułów będą musieli zakupić kolejną szafkę – AIMĘ HD?

Nie! Możemy do szafki AIMA 3000 włożyć nowe moduły, korzystając z elementu A-EMTA-A i A-EMTA-B, pozwalające przystosować płytę montażową ze złączami RF do nowych modułów:

FBC (ang.: Full Band Capture) – monitorowanie jakości pracy sieci

Monitorowanie ma na celu wykrywanie wszystkich anomalii występujących w warstwie fizycznej, które mogą wpływać na jakość usług telekomunikacyjnych. System monitorowania powinien umożliwiać wykrywanie zmian zachodzących w długim okresie spowodowanych starzeniem, jak i zachodzących w krótkim czasie, np. uszkodzenia włókna światłowodowego. Metody bezpośrednie analizy sygnału dzielimy na analizujące jakość sygnału optycznego w dziedzinie częstotliwości i w dziedzinie czasu. Metoda polegająca na badaniu sygnału w dziedzinie częstotliwości opiera się na badaniu właściwości widmowych sygnału optycznego. Druga metoda – polegająca na analizie jakości sygnału w dziedzinie czasu, polega na badaniu sygnału elektrycznego i ocenie stopnia zniekształcenia transmitowanego sygnału, np. poprzez badanie parametru Q, współczynnika błędów modulacji MER czy elementowej stopie błędów BER.[3]

Jakie zjawiska fizyczne mogą pogorszyć jakość systemów światłowodowych i jaka jest częstotliwość ich występowania? [4][7]:

Zjawisko Częstotliwość
występowania zmian
Rozpraszanie Ramana mała
Rozpraszanie Brillouina mała
Samomodulacja fazy mała
Modulacja skośna fazy mała
Przesłuch międzykanałowy średnia
Szumy związane z pracą lasera średnia
Reflektancja i tłumienie fali odbitej średnia
Nachylenie charakterystyki dyspersji chromatycznej średnia
Dyspersja chromatyczna średnia
Szum ASE średnia
Mieszanie czterofalowe średnia
Dyspersja polaryzacyjna średnia
Położenie (częstotliwość) kanału optycznego duża
Wzmocnienie sygnału optycznego duża
Tłumienie duża

 

Platforma optyczna AIMA zaimplementowała w niektóre moduły, które posiada w ofercie funkcję FBC (ang.: Full Band Capture). Funkcja ta analizuje, monitoruje i rejestruje kluczowe charakterystyki parametrów RF. Funkcja ta może być wykorzystana jako samodzielne narzędzie lub możemy ją zintegrować z innymi systemami monitorującymi naszą sieć.

Parametry, które możemy zmierzyć i analizować za pomocą funkcji FBC  (ang.: Full Band Capture) bezpośrednio poprzez moduł zarządzania ASMM:

Parametry, które możemy zmierzyć i przeanalizować za pomocą funkcji FBC  (ang.: Full Band Capture) poprzez aplikację NMSE (ang.: Network Management System Enterprise Manager):

Mierzone charakterystyki i parametry, które jesteśmy w stanie ustawić za pomocą modułu zarządzania ASMM:

  1. Analiza widma

2. Analiza kanału cyfrowego pozwalająca na pomiar: poziomu sygnału, SNR, MER, BER-Pre, BER-Post

po

3. Diagram konstelacji

4. Ustawienie zakresów wartości, dla których ma zostać wysłany alarm.

5. Progi alarmowe konfigurowalne ze względu na zakresy częstotliwości.

 

W przypadku modułu zarządzania ASMM mamy możliwość pomiaru i analizy parametrów na żywo. Taką samą możliwość otrzymujemy przy korzystaniu z NMSE (ang.: Network Management System Enterprise Manager):

6. Analiza parametrów sygnałów cyfrowych za pomocą NMSE

7. Analiza widma RF w oprogramowaniu NMSE

Funkcjonalnością, którą posiada oprogramowanie NMSE (ang.: Network Management System Enterprise Manager), a której nie posiada analiza za pomocą modułu zarządzania ASMM , jest zapis i odtwarzanie zapisanych parametrów w dziedzinie czasu:

8. Analiza zapisanego widma RF za pomocą NMSE.

9. Analiza zmian poziomu sygnału kilku kanałów w dziedzinie czasu z wykorzystaniem NMSE

Przedstawione przeze mnie parametry, które monitoruje i analizuje FBC (ang. Full Band Capture) pozwala na proaktywne utrzymanie sieci PNM (ang.: Proactive Network Maintenance), czyli szybkie określenia miejsca awarii i predykcję jej wystąpienia, a tym samym obniżenia kosztów funkcjonowania sieci i skrócenia czasu przerwy w dostarczaniu usług. Dzięki zastosowaniu FBC (ang.: Full Band Capture) podnosimy jakość świadczonych usług QoS (ang.: Quality of Service), co sprzyja budowaniu pozytywnej relacji z klientem celem jego utrzymania oraz podniesienia poziomu jego satysfakcji z usługi QoE (ang.: Quality of Experience).[1]

Biblioteka:

[1] PBN Portfolio Update – April 2021 – Opt. Bob Cox. Prezentacja Pacific Broadband Networks, kwiecień 2021.

[2] Polska w gigabitach. A.K. Dodatek – Liderzy rynku kablowego w Polsce. TOP 100 – 2019. TeleKabel & Digital TV, luty 2019.

[3] Asynchronous optical performance monitoring technique for DWDM optical network. A. L. J. Teixeira i inni. Proceeding of ICTON 2002. 4 International Conference on Transparent Optical Networks. Warszawa 2002.

[4] Telekomunikacja światłowodowa. Andrzej Łoziński, Ryszard Hypszer. Akademia Morska w Gdyni. Gdynia 2002.

[5] Pomiary w optycznych systemach telekomunikacyjnych. Krzysztof Perlicki. Wydawnictwa Komunikacji i Łączności. Warszawa 2002.

[6] Systemy transmisji optycznej WDM. Krzysztof Perlicki. Wydawnictwa Komunikacji i Łączności. Warszawa 2007.

[7] OSNR monitoring technique based on orthogonal delayed-homedyne method. C. J. Youn i inni. IEEE Photonics Technology Letters, vol. 30, nr 1. 2001.

 

Zostaw komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *