Autorem odborného článku je Ing. Pavel Kosour,PROFiber Networking CZ, s.r.o.

Optická vlákna se stala každodenní součástí našeho života, ať si to uvědomujeme nebo ne. Stále se zvyšující požadavky na přenosovou rychlost a kapacitu způsobily, že se optické vlákno postupně přibližuje každé domácnosti přesně podle magické zkratky FTTH (Fiber To The Home – vlákno až do domácnosti). Nicméně každá část optické sítě má jinou důležitost a také případné poruchy mají diametrálně odlišné následky právě podle části sítě, ve které se vyskytnou.

Je zřejmé, že z pohledu uživatele je jedno, jestli porucha nastane na domovní přípojce, nebo hned za ústřednou poskytovatele. Naproti tomu poskytovatel jinak reaguje na výpadek jedné domácnosti, celého sídliště, popřípadě business zákazníka.

Cílem nasazení monitorovacího systému je sběr přesných informací o stavu celé optické trasy v reálném čase. Tím získáme možnost průběžně sledovat degradaci a předvídat případné poruchy dříve, než k nim dojde a tak předcházet jejich vzniku. V případě jednorázové poruchy (stavební práce, vandalismus…) získáme okamžitou informaci o poruše a radikálně tak můžeme zkrátit dobu mezi jejím vznikem a finálním odstraněním. Tato diagnostika významně zvyšuje spolehlivost sítě a usnadňuje případné nasazení SLA (Service Level Agreement – garance dostupnosti sítě)
Monitoring fyzické vrstvy optické sítě znamená kontrolu přenosového média na úrovni fyzické vrstvy. Nemá nic společného s nasazeným komunikačním protokolem, nebo poskytovanou službou a je tedy nezávislý na použitých aktivních prvcích přenosového systému. Monitorovací systémy fyzické vrstvy využívají dvě základní metody: „reflektometrická“ a „transmisní“.

Reflektometrická metoda:

Principielně se jedná o měření klasickým optickým reflektometrem (OTDR – Optical Time Domain Reflectometer), který využívá Rayleigh rozptyl a Fresnelův odraz. Po nasazení systému, nebo v případných změnách v optické síti, provede monitorovací jednotka RTU (Remote Test Unit – Vzdálená měřící jednotka) několik iniciačních měření pro stanovení referenčního náměru. S referenčním náměrem jsou pak porovnávány všechny další monitorovací měření a na základě definovaných tolerancí systém vyhodnocuje, zda došlo k odchylce od stanovené reference či nikoli. Systém NQMSfiber navíc umožňuje definovat několik referenčních náměrů pro různé roční období, nebo využit funkci Learning Cycle Reference (adaptivní referenční cyklus) pro automatickou optimalizaci referenčního náměru.

V případě že dojde k překročení uvedených limitních hodnot, monitorovací systém vytvoří alarmové hlášení a dle konfigurace systému (hierarchie uživatelů, oblast zodpovědnosti, časový harmonogram, ovlivněný zákazník, atd.) rozešle specifikovanou formou (E-mail, SMS, SMTP, GIS-XML) na cílové adresy. Z důvodu maximálního pokrytí sítě, se do jednotky RTU k reflektometru připojuje také optický přepínač, který umožní dohlížet až 32 optických tras. K jednotce RTU lze navíc připojit i vzdálené optické přepínače, čímž se dosáhne kapacity až 96 tras monitorovaných jediným RTU. Příklad 16 portové jednotky RTU je na obrázku č. 1.

 
Obr. č. 1: Jednotka RTU (Remote Test Unit – vzdálená měřící jednotka) se 16 optickými porty   (Zdroj: EXFO)

Propojením jednotek RTU a centrálního serveru EMS (Element Management System) získáme kompletní monitorovací systém, který umožňuje rozšířenou zprávu uživatelů, separaci oblastí sítě pod místí zprávu, možnost připojení geografického systému pro přesnou lokalizaci poruchy přímo na podkladové mapě včetně GPS souřadnic. Takový systém může zahrnovat stovky jednotek RTU a neomezený počet pracovních stanic AW (Administrative Workstation – stanice pro správu). Schéma takovéhoto komplexního systému NQMSfiber je znázorněno na obrázku č. 2.

 
Obr. č. 2: Schéma reflektometrického monitorovacího systému NQMSfiber (Zdroj: EXFO)

Mezi největší výhody reflektometrického monitorovacího systému patří přesná lokalizace poruchy včetně GPS souřadnic a pokrytí více optických tras jediným reflektometrem.

Transmisní metoda:

Monitoring transmisní metodou využívá přesného zdroje záření na začátku monitorované trasy a měřidla výkonu na jejím konci. Podobně jako u reflektometrické metody, je na počátku odečtena referenční hodnota výkonu na konci dohlížené trasy, se kterou je porovnáván každý další náměr. Transmisní monitoring MLS (Monitoring Line System) rovněž umožňuje generování alarmových hlášení v okamžiku změny měřené hodnoty výkonu mimo rámec definovaných tolerancí a jejich zaslání dle nastaveného notifikačního kanálu příslušnému uživateli. Jak již bylo zmíněno, principielně se jedná o měření přímou metodou, což vylučuje možnost přesné lokalizace poruchy. Alarmové hlášení tedy neobsahuje údaj o místě poruchy, ale pouze identifikaci trasy a odchylku od referenční hodnoty. Na obrázku č. 3 a 4 je ukázka vysílacího a přijímacího zařízení MLS-30.

Závěr

Monitorovací systémy jsou nasazovány na významných optických spojích, kde je nutné minimalizovat riziko výpadku a co možná nejvíce zkrátit dobu případné opravy porušené optické trasy. Systém lze doplňovat o další dodatečné zdroje informací, jako jsou například čidla teploty, tlaku, vlhkosti atd. nebo dokonce kombinovat princip reflektometrický s transmisním do jednotného dohledu sítě. Takový systém pak označujeme jako ARFTS (Advanced Remote Fiber Test System). Cílem rozšiřování monitorovacího systému je úplný on-line přehled o stavu kteréhokoli bodu optické sítě, a být informován o nenadálých poruchách v co nejkratším čase.