Температура в ящике

От центральной аппаратной до районного узла, на который приходит кабель из частного сектора, в кабельной сети у нас заложены три волокна - одно для телевидения, второе для интернет и одно резервное. А в проектируемой сети GPON в этом частном секторе нам необходимы три луча по 64 абонента в каждом. Это значит, что единственный возможный вариант размещения оборудования - установить OLT на районном узле. Хочу сказать, что сейчас возможностей одного волокна для передачи трафика на небольшой микрорайон из 15-20 домов вполне достаточно. В часы максимальной загрузки используется не более 50 процентов полосы пропускания. Если передавать мультикастом IPTV, то загрузка возрастает до 70-80%.
Для оборудования GPON - оптического кросса, коммутатора и самого головного терминала был установлен стандартный антивандальный ящик "Е-29". Представляет собой конструкцию 625х500х500мм (ШхВхГ) с утопленной дверцей и стойками внутри для закрепления 19" оборудования. Для вентиляции на боковых сторонах выполнен ряд отверстий. Судя по всему и отверстия для ввода кабелей также выполняют роль вентиляционных. Такие же ящики мы используем для узлов и в них обычно также размещены кроссы, магистральный коммутатор (обычно Zyxel XGS-4728F), источник бесперебойного питания с дополнительным аккумулятором и иногда дополнительный коммутатор. Проводя мониторинг температуры на узлах, с перегревом оборудования мы не сталкивались. Температура находится в пределах рабочего диапазона.
Используемое OLT - DASAN V5812G для лучшего охлаждения оснащено внутренними вентиляторами и рабочий диапазон температур составляет от 0 до 50 градусов по Цельсию. После монтажа GPON в ящике также был проведен мониторинг температур и получились такие данные: температура оборудования без нагрузки 48-50 градусов, что находится на самой границе допустимых температур. Справедливости ради стоит заметить что в этом же ящике временно нашли приют телевизионный оптический приемник и медиаконвертер, а на постоянную работу установлен коммутатор Zyxel GS-2200 на 8 портов и ИБП, а также что погода стоит сейчас довольно жаркая.
Для стабильной и долговременной работы OLT необходимо принять меры для уменьшения температуры внутри ящика. В качестве испытания решили разместить внутри ящика вентилятор для стоек на 220 В, работающего постоянно. Функция данного вентилятора будет заключаться в перемещении воздуха внутри ящика для уменьшения застойных зон, большего перемешивания воздуха и более интенсивного теплообмена через стенки ящика. От стандартного решения с установкой вентилятора на вдув и/или выдув пока решили отказаться, так как здесь возникает вопрос с фильтрацией поступающего воздуха. В условиях пыльного чердака и присутствия "птиц мира", точнее перьев и пуха, прогоняя воздух через ящик мы превращаем его в аналог пылесоса, который как известно надо периодически чистить и следить за состоянием фильтрующих элементов. Что в нашем случае ведет к необходимости составления какого то графика осмотров и очистки - кому то нужно будет следить за графиком, и выполнением осмотров и очистки, а кому то выполнять. Во как я подвел к необходимости практически еще одного человека в штате компании :)
Резюмируя, скажу что будем продолжать наблюдения за температурой и в зависимости от результатов принимать соответствующие решения. О чем конечно буду здесь сообщать.

Сварка волокон G.652 и G.657

Закупленные нами планарные делители, как оказалось, выполнены с использованием волокна с уменьшенными потерями на малых радиусах изгиба - стандарта G.657. Причем волокно на входе делителя судя по изображению на сварочном аппарате стандарта G.657.B, а на выходах - G.657.A. Это конечно неточно, так как нигде в документации к делителям не написаны типы используемых волокон, а только результаты измерения вносимых потерь и отражений. Волокно типа "B" отличается по картинке на экране тем, что явно выражен градиент от сердцевины к оболочке - переходы резкие и хорошо видны. Такой рисунок волокна обусловлен меньшим диаметром модового пятна и специальными легирующими добавками. А у стандартного волокна практически вся сердцевина одного цвета и едва заметные полосы вдоль нее.  Волокно стандарта "A" больше похоже на волокно G.652 - лишь немного сильнее заметны полосы по краям сердцевины, а диаметр модового пятна совпадает с диаметром обычного волокна. Таким образом при сварке стандартного одномодового волокна со "сверхгибким" типа G.657.A не должно возникать никаких трудностей. Что в общем то и подтвердилось на практике в процессе работы. Единственно, что из-за разницы в материалах волокон на стыке спаянных волокон слегка заметна тонкая вертикальная полоса. Потери сварочный аппарат оценивает аналогично сварке одинаковых волокон и в большинстве случаев потери на сварном соединении получаются в районе 0,01-0,03 дБ. При сварке стандартного волокна и "сверхгибкого типа B" мы столкнулись с проблемами. Волокно G.657.B определяется аппаратом как волокно со смещенной ненулевой дисперсией - NZDSF (NZ). Но хотел бы сказать, что сам процесс сварки выглядит достаточно качественно - дуга ровная, а если и получаются "пузыри", так скорее от плохого скола волокна, так же бывает и при сварки обычных волокон. Единственно, что меня смущало, что в любом случае, как бы не прошла сварка, аппарат выдавал в конце, при её оценке, различные ошибки. И конечно сварной стык можно без труда различить на экране. Вечер провел в интернете на форумах - выяснял как коллеги по специальности выполняют аналогичную задачу. В результате остановился на том, что на аппарате необходимо выставить режим сварки стандартных одномодовых волокон с автоматической калибровкой "SM Auto", а качество сварки оценивать визуально - ровная равномерная дуга без пятен и вспышек, на потери по оценке аппаратом внимания не обращать. По большому счету возможно было бы оценить потери рефлектометром, но как я писал - сваривается входное волокно в делитель длиной меньше метра и на рефлектограмме всё равно места сварки не будет видно - её заглушат обратные отражения и мертвые зоны рефлектометра. Остается единственный способ - измерение уровня оптического сигнала до и после места сварки. Но к сожалению по ряду причин иногда эти измерения не выполняются. Так же в процессе поиска информации наткнулся на статью, где приводились потери при сварке таких типов волокон. В среднем они составляют 0,6 дБ, что довольно много по сравнению с максимально допустимыми потерями на сварном соединении в 0,1 дБ. На днях хочу провести эксперимент с замерами уровней сигнала и обязательно отпишусь по результатам.

Немного про сеть и делители

Хочу принести свои извинения за затянувшееся молчание в блоге. Как известно лето - жаркая пора для монтажников волоконных линий. Работа каждый день в полевых условиях, на крышах, в частном секторе. Надо оперативно раскидать кабели по трассам, сварить муфты - в общем работы много, а времени мало.
Вот и мы приступили к монтажу пассивной волоконно-оптической сети. Каждый день с лестницей разматываем запасы кабеля с опор, свариваем их в муфты и опять сматываем на место :) Погода позволяет, правда несколько часов под солнцем тяжело переносятся. Вода выпивается ведрами. Но это не главное, о чем хотел написать.
Полной неожиданностью в процессе работы стала сварка стандартного одномодового волокна, стандарта ITU-T G.652.D, которое заявлено производителем кабеля и волокна в делителях. Для монтажа линий мы используем кабель ОКПМ-02-6х4Е3-(9.0) от компании "Москабель-Фуджикура". Данный кабель содержит в конструкции 24 стандартных оптических волокна с дополнительным окном прозрачности, то есть между окнами прозрачности на 1310 и 1550 нм практически нет избыточных потерь и возможно использовать спектральное уплотнение для увеличения пропускной способности волокна. Для обычных сетей это самый распространенный тип волокна в кабеле. Я указал марку кабеля с 24 волокнами как пример, при строительстве сетей используем кабели, содержащие от 8 до 144 волокон.
Для распределения оптического сигнала были приобретены планарные делители оптической мощности на 2, 4 и 8 отводов. Напомню, что планарные делители производятся по технологии изготовления микропроцессоров - нанесение на подложку слоев с определенными свойствами через трафарет. В отличии от такого способа "сплавные" делители делаются методом сварки в центре Х-образного пересечения двух волокон. У делителей планарного типа более стабильные характеристики, то есть меньше разброс вносимых затуханий на отводах, к тому же с большинстве случаев они выполнены в компактном корпусе, который проще разместить в муфтах. Кроме того, окно пропускания этих делителей полностью перекрывает используемые в PON диапазоны длин волн - приблизительно от 1260 до 1650 нм.
Как я уже писал ранее, первый делитель(на 8 отводов) смонтирован в линии на разъемах, а следующий за ним абонентский делитель(так же на 8 отводов) - впаян в сеть по входу. Также в процессе проектирования и строительства сети было решено сделать абонентские "выносы". То есть в абонентской муфте размещается делитель на 8, но в данном конкретном месте его установки используется например 4 отвода, а оставшиеся свариваются с оптическим кабелем и подаются к удаленной группе домов, где заканчиваются боксом на 4 абонента. В боксе эти четыре волокна через пигтейлы выводятся на адаптеры для подключения клиентов. Такое решение было принято для того чтобы упростить процедуру подключения и уменьшить количество абонентских кабелей по опорам воздушных ЛЭП. Согласитесь, что четыре кабеля сходящиеся на одну опору в центре группы домов не будут смотреться хуже четырех (или больше) параллельных кабелей на  последнем пролете до муфты.

Поиск неисправностей в линии. Часть 3.

Этот раздел я бы пока отнес больше к теоретическому, так как хотел бы здесь немного порассуждать об использовании рефлектометра в поиске больших затуханий в волоконно-оптических линиях. Рефлектометр на предприятии есть и даже пользоваться получалось, но в обычных линиях, то есть проверять прямое волокно от узла  до дома или между узлами. В схеме PON же используется разделение сигнала оптическими делителями. Так как наша организация помимо услуг доступа к Интернету еще является оператором кабельного телевидения, то с ожидаемая картина на экране рефлектометра будет немного знакома. В сети кабельного телевидения в оптической сети также применяются делители сигнала, в принципе технология PON и предусматривает подачу оптического сигнала телевидения по тому же самому волокну к абонентам. Для этих целей зарезервирована полоса пропускания для длины волны 1550 нм. Это классическая длина волны для кабельного телевидения, так же как и 1310 нм. Но последнюю в PON применять нельзя, на этой длине идет поток данных от абонентов к OLT. Отсюда же сразу возникает проблема получения рефлектограммы со стороны головного оборудования на длине волны 1310 нм - это невозможно сделать, даже когда в сети подключен всего один абонент. А если не один? К тому же любая попытка выполнить измерение приведет к отключению доступа в сеть у всех абонентов луча PON.
Наверно стоит немного рассказать о работе рефлектомотра. Очень полезная в жизни кабельщика вещь. Вкратце принцип работы рефлектометра такой: он излучает в оптическую линию импульс излучения, продолжительность, мощность и время излучения которого он точно знает и запоминает, после чего начинает измерять отраженный сигнал. Сигнал в волокне отражается от самого материала волокна ("обратное рассеивание"), а также от различных неоднородностей. Анализируя время через которое приходит излучение обратно к фотоприемнику и мощность этого излучения, рефлектометр составляет визуальное отображение волокна в линии. Избыточные потери можно наблюдать как ступеньки на линии рефлектограммы. Потери обычно появляются в местах плохой сварки волокна, либо на перегибах волокна меньше допустимого радиуса. Отражения от различных неоднородностей, наоборот, как всплески. Это как правило разъемные соединения, где мы имеем разделение сред передачи оптического сигнала, либо трещины в волокне. Так как время передачи и получения сигнала известны, а также скорость распространения излучения в волокне тоже известна, то становится известно и расстояние для каждого полученного уровня сигнала. То есть мы имеем полную карту затухания излучения в волокне по уровню и расстоянию от точки проведения измерения. Зная маршрут и длинны пролетов кабеля можно в большой вероятностью вычислить  конкретное место возникновения потерь.

Поиск неисправностей в линии. Часть 2.

Не знаю уж правда или нет, но в сети постоянно всплывает информация о том, что в PON сети существует опасность зависания абонентского устройства. В случае если лазер на ONU останется включен, то становится невозможна работа все ветки, в которой находится это ONU.   Вот почему это получается. Как я уже писал ранее от головного устройства постоянно поступают команды к абонентским устройствам с информацией когда им разрешено передавать данные в сторону OLT. Также с определенной периодичностью поступают специальные команды для определения наличия в сети новых ONU. В любом случае у абонентского устройства появляется необходимость периодически отправлять информацию в сторону головного терминала. И выделение времени, когда будет произведена отправка этой информации есть основа основ сетей PON. Теперь представим себе ситуацию немного подробнее. OLT передает на конкретное ONU на длине волны 1490 нм данные и информацию, что к примеру в определенное время ждет от него исходящие данные и служебную информацию. Абонентский терминал ждет этого момента времени и начинает передачу данных на длине волны 1310 нм. В это время на зависшем ONU работает лазер с такой же длиной волны и на головной терминал приходят одновременно сигнал от рабочего ONU и шум от зависшего. В итоге OLT не может правильно распознать данные с работающего терминала, и попытается получить их снова повторив все операции. И такие действия будут выполняться для каждого абонентского устройства, а в итоге ни от одного терминала данные приняты не будут.
Но вышеописанные случаи довольно редкие, я лично только читал о такой опасности, но ни разу не видел что бы на форумах об этом кто то конкретно написал о произошедшем факте. К тому же производители также аппаратно борются с вероятностью такой неисправности различными блокировками лазера.
Еще более неприятный случай, это когда к абонентскому кабелю подключить любое устройство с длиной волны 1310 нм на передачу - медиаконвертер, коммутатор с оптическим портом или SFP-модулем. Это может сделать любой абонент немного разбирающийся в технологиях оптических сетей. Какие цели он будет преследовать - навредить, или просто посмотреть что будет, не так важно. Главное что у остальных абонентов перестанет работать доступ к Интернету, а все недовольство и претензии получит оператор.
Правда сказать, в тестовых условиях я провёл эксперимент по подключению медиаконвертера на 20 км к PON, собранной на столе из делителей для кабельного телевидения. Суммарно деление сигнала было на 108 отводов - последовательно соединенные делители на 6, 6 и 3 отвода и общим затуханием в 21 дБ и всё оборудование PON продолжало работать. Возможно что уровни сигнала от медиаконвертеров могут отличаться и просто попался со слабым лазером, но веди и реальные потери в пассивных оптических сетях будут больше. Ориентировочно расчет идет на деление ветки на 64 абонента двумя планарными делителями на 8, что дает нам 20-21 дБ потерь на делителях и добавим 3-4 дБ потерь на разъемах.
В общих чертах, можно сказать что вероятность ослепления приемника OLT посторонними излучениями довольно мала, но все таки возможна. Поэтому при проектировании сети закладывают возможность отключения отдельных ветвей луча, вплоть до уровня абонента. Проще всего отключения проводить на делителях, потому что как правило они выполнены на разъемах и дополнительно необходимо лишь приварить к уходящему волокну пигтейл и соединить с отводом делителя через оптическую розетку.
В случае, когда вы получаете постороннее излучение, а все соединения выполнены методом сварки, то исправить ситуацию можно лишь обойдя всех абонентов и отключая их ONU пока не будет найден проблемный, либо обзванивая их и прося выполнить отключение самостоятельно. В любом случае возможна ситуация, что самого абонента может не быть дома и отключить терминал не удастся. Тогда остается лишь брать в руки сварочный аппарат и выполнять поиск последовательно разрывая и сваривая волокна. А это довольно непростая процедура - как правило муфты располагаются на столбах на высоте. В случае когда соединения выполнены на разъемах гораздо быстрее локализовать источник излучения просто разъединяя соединение. В главной муфте мы определяем проблемный участок, а далее уже выходим на абонентские отводы, и находим шумящее в линию подключение.