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光开关在实例中实现全光网络的高效运维和成本控制(上)

2016-6-16 17:26:43      点击:
  伴随着人们对于网络需求的增长,光纤带宽越来越宽,光纤链接的数量也以惊人的速度增长,这一发展对于技术人员的要求也越来越高,需要技术人员对于日益增长的光纤连接器的处理技术日益娴熟。减少对嵌入式光纤的安装、配置和维护相关的费用,在现今竞争激烈的运营环境中变得越来越重要。近几年,许多光交换的应用正在兴起,根本原因是光交换可以帮助实现远程自动光纤连接,降低光网络运营成本。这种光纤交叉连接系统(FOCS)可以有效避免人工误操作,缩短业务提供时间,通过快速连接测试器件阵列以提高测试效率。本文中,我们介绍了一个Verizon长途网络中测试现场,该长途网靠近佛罗里达的奥兰多,测试中使用了两种常见的光交换技术,在实际网络中来验证我们的测试想法。结果表明,在网络中使用光开关可以有效减少停机时间和降低运营费用。


  在过去的几年中,光开关技术持续稳定的发展已经使光损耗大大降低,开关速度大幅提高,成本显著降低。在这次现场测试中,我们测试了两种成熟的光开关技术:MEMS和DBS(直接光束偏转)。两种技术具有切换速度快(小于20ms),损耗低(1-2dB),开关矩阵数大,并且在未来有潜力可以扩展到更大端口数,而其中低损耗特性对于减少传输链路的损伤预算非常重要。MEMS光开关采用微小可移动的镜子、在固定输入和输出准直器之间转动光束实现光的交换连接。DBS(直接光束偏转)采用小的压电元件改变输入输出准直器角度、使它们准确定位并互相对准从而实现光的交换连接。测试中,我们用了两个PolatisDirectlight OST矩阵开关和一个CALIENT DiamondWave?Fiberconnect FOCS。


  现场测试重点



  在网络上可以测试多种光开关的潜在应用,在这项测试中,我们专注在与光开关如何帮助现场运营团队解决日常任务方面的应用。通常每个团队管理一些站点,只要在网络中有事件或故障报告发生,技术人员就需要到各个站点的现场去,与多个部门协调以发现并解决问题。甚至在业务提供之前的常规测试和备用光纤测量也都需要赶到现场。这个现场测试的一个重要目标是表明,利用网路中的光开关可以减少赶到现场出车的次数以及减少技术人员执行日常任务的时间,最终能够降低运营费用。


  光开关可以用于自动化的远程站点测量,可以从一个中心位置进行控制,这可以减少现场出车的数量和执行每个测试的时间。测试设备可以直接嵌入到远程站点,或者测试信号可以通过备用光纤切换到远程站点。无论何种方式,许多线路可以共享测试设备,分摊前端的投入成本。


  在安装和配置过程中的光学性能验证有时需要断开光连接,这既耗时又存在多种的问题。此外,故障定位和其他维护运营通常需要技术人员赶到远程位置,查找光纤、断开连接和手动连接测试设备。所有这些额外的工作往往转化成更高的运营费用。光开关可以减少这些成本,通过减少中断连接的需要,自动保持嵌入式光纤站点的准确数据库。一旦光纤、终端设备或测试设备到光开关之间的连接在安装过程中得以实施验证,几乎所有的业务活动有需要断开某些光纤连接,都可以通过光开关来完成,简单高效。


  以下是我们在这次现场测试中进行的测试内容,目的是寻找对例行现场运营有帮助的工作方式:


  1.远程光纤测试


  2.通过备用光纤把测试信号传到远程站点


  3.利用光的回环进行设备故障识别


  4.远程光纤端点定位


  5.在工作和备份光纤之间切换业务和测试设备


  现场测试细节



  Verizon公司在佛罗里达州奥兰多的四个业务站点被选为测试点。站点名称分别:TES,BCB0,AWM和AWR。图1显示的是站点的物理连接和光纤长度。站点之间的距离是分别是2公里(AWR–AWM),12公里(AWM–TES),和1公里(TES–BCB0)。

Verizon 商务站点实验情况 - 桂林光隆光电
  图1. Verizon 商务站点实验情况


  TES作为现场测试工作的基地。站点之间都有工作链路和备用链路。测试中工作和备用光纤都被连接到光开关上。下面是本次测试用到的光学测试设备:EXFO的OTDR(光时域反射计),ModelFTC-400;SONET测试装置,ModelTTC T-BERD 310;光源(EXFO 53A)和功率计(EXFO 66A);FiberMatch(无线探测)。北电Optera3500和富士通FLM2400用于测试线路侧响应。图2显示了测试中采用的两个SONET 终端。站点BCB0、AWM和AWR之间的备用光纤用来传输测试信号和SONET信号。


  远程光纤测试



  通常远程站点备用光纤测试需要出车到现场。在现场,需要人工识别光纤并逐一手动连接到测试设备。测试完成后,数据必须手动记录在纸上或存储到电子数据库中,所有的工作都非常耗时耗力。

(a) 北电Optera 3500和(b)富士通 FLM 2400 SONET 系统 - 桂林光隆光电
  图2. (a) 北电Optera 3500和(b)富士通 FLM 2400 SONET 系统


  本次测试表明,可以从远程位置控制光开关和OTDR测试装置来实时测试备用光纤。测试装置如图3所示。先把CALIENT的FOCS光开关安装在TES位置。把一个EXFO OTDR连接的光开关的一个输入端口,开关的输出端口连接到备用光纤上。在AWM站点,技术人员使用数据通道网络(DCN)开启远程控制开关和OTDR。在我们的测试中,一个技术人员能够测试远程站点的备用光纤,并在本地几秒内查看结果。使用Polatis的Directlight光开关在AWM站点进行相同测试,技术人员在TES站点获得了相同的结果。这两项测试表明,用光开关显著节省时间和现场出车的次数。

远程开关控制和测量节省时间和出车次数 - 桂林光隆光电
  图3.所示为远程开关控制和测量节省时间和出车次数


  通过备用光纤传输测试信号到远程站点



  本次测试目的是为了证明一个光开关可以通过在两个站点之间的备用光纤,实现将光测试信号从一个站点传输到远程的其他站点。在这个测试中,一个SOENT测试仪(TTC T-BERD310)位于TES。一个OC12测试信号被送入到CALIENT光开关,CALIENT开关的输出端口连接到位于TES和BCB0之间的一对备用光纤上。图4显示了这个测试装置。在BCB0,这对备用光纤连接到Polatis开关上。Polatis光开关的输出端口连接到一个OC48传输系统(富士通FLM2400)的一个支路端口OC12上,在BCB0和TES之间建立起一个OC48链路。在TES,OC12信号通过一个衰减器环回。结果表明,通过自动的连接光纤到测试设备,光开关可以用来远程测试光纤信号,避免了携带所有的测试设备到远程站点,显着地减少了测试时间。


给远程站点传送光测试信号的实验 - 桂林光隆光电

  图4.用于给远程站点传送光测试信号的实验