TEHNIČKO VELEUČILIŠTE U ZAGREBU POLITEHNIČKI SPECIJALISTIČKI DIPLOMSKI STRUČNI STUDIJ Specijalizacija Elektrotehnika David Juzbašić MJERENJA U PON MREŽAMA DIPLOMSKI RAD br. broj E53 Zagreb, rujan 2010.
TEHNIČKO VELEUČILIŠTE U ZAGREBU POLITEHNIČKI SPECIJALISTIČKI DIPLOMSKI STRUČNI STUDIJ Specijalizacija Elektrotehnika David Juzbašić JMBAG: 2401021143 MJERENJA U PON MREŽAMA DIPLOMSKI RAD br. broj E53 Povjerenstvo: Prof.dr.sc., Sonja, Zentner Pilinsky, funkcija u povjerenstvu Titula, Ime, Prezime, funkcija u povjerenstvu Titula, Ime, Prezime, funkcija u povjerenstvu POTPIS POTPIS Zagreb, rujan 2010. I
II
SAŽETAK U posljednjih desetak godina svjedoci smo velikog povećanja brzine prijenosa podataka u telekomunikacijskim pristupnim mrežama (eng. Access Networks). Među nekoliko tehnologija koje su iznjedrile kao tržišni pobjednici u tom segmentu, danas se kao najperspektivnija spominje pasivna optička mreža (eng. Passive Optical Network PON). U ovom dokumentu neće se ulaziti u detalje same tehnologije i protokole prijenosa podataka već će težište biti postavljeno na mjerenjima i mjernim metodama koje su potrebne za izgradnju i održavanje takvih mreža. Detaljnije će biti riječi i o samim mjernim instrumentima potrebnim za spomenuta mjerenja kao i fazama izgradnje sustava. Ključne riječi: pasivna optička mreža (PON), tehnike mjerenja, mjerni instrumenti III
Sadržaj 1. UVOD... 1 2. PRISTUPNE MREŽNE TEHNOLOGIJE... 3 3. PASIVNA OPTIČKA MREŽA (PON - Passive Optical Networks)... 5 3.1 Arhitektura i tehnologija PON-a... 5 3.2 Povijest PON mreža i trenutno standardizirane tehnologije... 8 4. PARAMETRI I VELIČINE KLJUČNE ZA PON MJERENJA... 10 4.1 Optička snaga (Optical Power)... 10 4.2 Optičko gušenje (Optical Loss)... 10 4.3 Reflektanca (Reflectance)... 11 4.4 Povratno gušenje (Optical Return Loss ORL)... 12 4.5 Makrosavijanje (Macrobending)... 13 4.6 Optički budžet snage... 14 5. MJERNA OPREMA ZA MJERENJE NA PON MREŽAMA... 15 5.1 Instrumenti za mjerenje gušenja (OLTS Meter)... 15 5.2 Instrumenti za mjerenje povratnog gušenja (ili reflektance)... 17 5.3 Multifunkcionalni tester optičkog gušenja i povratnog gušenja... 19 5.4 Mjerači snage za PON mreže... 20 5.5 OTDR mjerni uređaj... 22 5.6 Video inspekcijska sonda (Video Inspection Probe)... 27 5.7 Izvor vidljive svjetlosti (Visual Fault Locator VFL)... 29 5.8 Identifikator prometa u niti (Live Fiber Detector ili Fiber Identifier)... 31 5.9 Ethernet tester... 32 6. IZGRADNJA PON MREŽE... 35 6.1 Faze u izgradnji mreže i financijski aspekti... 35 6.2 Izgradnja (pasivne) infrastrukture... 37 6.3 Puštanje u rad aktivacija usluge... 43 6.4 Održavanje mreže... 45 7. MJERENJA U PON MREŽI... 47 7.1 Kratak pregled mjerenja... 47 7.2 Mjerenja za vrijeme Izgradnje mreže... 48 7.2.1 Korak 1 - Korištenje izvora vidljive svjetlosti (ili Identifikatora prometa u niti i laserskog izvora)... 50 7.2.2 Korak 2 - Provjera stanja optičkih konektora video inspekcijskom sondom... 53 7.2.3 Korak 3 - Mjerenje gušenja i povratnog gušenja kompletne trase... 55 7.2.3.1 Najčešće greške na trasi detektirane multifunkcionalnim testerima... 59 7.2.4 Korak 4 - Karakterizacija trase OTDR mjernim uređajem... 64 7.2.4.1 Mjerenje optičkim reflektometrom u slučaju obiteljskih kuća (Varijanta 1)... 65 7.2.4.2 Mjerenje optičkim reflektometrom kod višekatnih objekata (Varijanta 2)... 67 7.2.4.3 Najčešći tipovi grešaka mjereni optičkim reflektometrom... 69 IV
7.2.5 Tabelarni prikaz mjerenja u fazi izgradnje... 71 7.3 Mjerenja prilikom aktivacije usluge... 72 7.3.1 Korak 1 mjerenje razine signala PON mjeračem snage... 73 7.3.1.1 Potencijalne greške i postupanje nakon njihove detekcije... 75 7.3.2 Korak 2 mjerenje kvalitete usluge Ethernet testerima... 76 7.4 Mjerenja tijekom održavanja mreže... 79 7.4.1 Nadzorni sustav PON mreže... 80 8. ZAKLJUČAK... 84 V
Popis kratica ADSL Asymmetric Digital Subscriber Line nesimetrična digitalna pretplatnička linija APC Angle Polished Connector optički konektor koji je poliran pod kutem ATM Asynchronus Transfer Mode vremenski neusklađeni prijenos BERT Bit Error Rate Taster ispitivač učestalosti pogrešnih bitova BPON Broadband PON širokopojasna pasivna optička mreža CAPEX Capital Expenditure kapitalna ulaganja DFB Distributed Feedback Laser laser s raspodjeljenom povratnom vezom DSL Digital Subscriber Line digitalna pretplatnička linija EPON Ethernet PON Ethernet pasivna optička mreža FTTx Fiber To The X optika do x (kuće, zgrade, naselja...) GOR Glavni Optički razdjelnik GPON Gigabit capable PON gigabitna pasivna optička mreža GRO IEEE Glavni Razvodni Ormar Institute of Electrical and Electronics Engineers IFC Interfacility Fiber Cable kabel za unutarnju primjenu ITU International Telecommunications Union ITU-T International Telecommunications Union - Telecom sector LTE Long Term Evolution dugotrajna evolucija MPLS Multiprotocol Label Switching Višeprotokolna komutacija labela NG-PON Next Generation PON pasivna optička mreža nove generacije OCWR Optical Continuous Wave Reflectometer OLT Optical Line Terminal centralna terminalna oprema OLTS Optical Loss Test Set set za mjerenje gušenja ONT Optical Network Terminal korisnička terminalna oprema OPEX Operating expense operativni troškovi ORL Optical Return Loss povratno gušenje OTDR Optical Time Domain Reflectometer optički reflektometar PC Polished Connector optički konektor - standardni PON Passive Optical Network pasivna optička mreža PtP Point to Point mreža točka - točka SFP Small Form-factor Pluggable VDSL Very high bitrate Digital Subscriber Line digitalna pretplatnička linija velikih brzina VFL Visual Fault Locator izvor vidljive svjetlosti VLAN Virtual LAN virtualna lokalna mreža VoIP Voice over Internet Protocol prijenos glasa preko Interneta WiMAX Worldwide Interoperability for Microwave Access svjetska interoperabilnost za mikrovalni pristup VI
Popis tablica Tablica 1 Brzine prijenosa podataka za pojedine pristupne mrežne tehnologije... 3 Tablica 2 PON tehnologije pregled karakteristika... 9 Tablica 3 Granične vrijednosti gušenja i povratnog gušenja ovisno o vrsti PON-a... 57 Tablica 4 Sažeti tabelarni prikaz mjerenja u fazi izgradnje PON mreže... 71 VII
Popis slika Slika 1 Arhitektura pasivne optičke mreže... 5 Slika 2 Aktivni i pasivni elementi PON mreže / Princip rada... 7 Slika 3 Uzroci gušenja na svjetlovodnom vlaknu... 11 Slika 4 Grafički prikaz refleksije na konektoriziranom spoju... 12 Slika 5 Povratno gušenje u niti (ORL)... 13 Slika 6a Makrosavijanje niti Slika 6b Gušenje niti u ovisnosti o radijusu savijanja i v. duljinama... 13 Slika 7 Mjerenje gušenja pomoću laserskog izvora i mjerača snage... 17 Slika 8 Mjerenje povratnog gušenja pomoću ORL metra... 18 Slika 9 Rezultat gušenja i povratnog gušenja (EXFO FOT-932)... 20 Slika 10 Princip rada PON mjerača snage... 21 Slika 11 OTDR mjerenje različita širina impulsa... 23 Slika 12 OTDR mjerenje različito vrijeme mjerenja... 24 Slika 13 OTDR mjerenje različita duljina prikaza... 25 Slika 14 OTDR mjerenje kroz djelitelj PON optimizirani / standardni OTDR... 25 Slika 15 Shematski prikaz OTDR-a s filtriranom valnom duljinom 1650 nm... 26 Slika 16 Primjeri video inspekcijskih sondi i optičkog mikroskopa... 28 Slika 16 Konektori snimljeni video inspekcijskom sondom... 29 Slika 18 Primjeri nekoliko tipova izvora vidljive svijetlosti... 29 Slika 19 Upotreba izvora vidljive svjetlosti... 30 Slika 20 Primjeri Identifikatora niti... 31 Slika 21 Financijski aspekti u fazama izgradnje mreže... 35 Slika 22 Varijante u izgradnji pasivne infrastrukture u zavisnosti od vrste objekta u kojemu se nalazi korisnička terminalna oprema... 38 Slika 23 Primjeri spojnica... 39 Slika 24 Kućna instalacija obiteljske kuće (VARIJANTA 1)... 41 Slika 25 Kućna instalacija manje zgrade (VARIJANTA 2)... 41 Slika 26 Kućna instalacija veće zgrade-neboderi (VARIJANTA 2)... 42 Slika 27 Faza puštanja u rad aktivacija usluge... 43 Slika 28 Ericsson ONT i OLT uređaji... 45 Slika 29 Pregled mjerenja u PON mreži ovisno o fazama njezine izgradnje... 47 Slika 30 Mjerne točke prilikom izgradnje PON mreže (HT model mreže)... 48 Slika 31 Upotreba izvora vidljive svjetlosti kod provjere spajanja korisničkog kraja sa pripadajućim izlazom na djelitelju... 51 Slika 32 Upotreba laserskog izvora i identifikatora prometa u niti kod provjere spajanja korisničkog kraja sa pripadajućim izlazom na djelitelju... 52 Slika 33 Moguće točke spajanja video inspekcijske sonde... 53 Slika 34 Primjer izvješća o stanju konektora (Softver EXFO ConnectorMax)... 54 Slika 35 Točke spajanja multifunkcionalnih testera gušenja i povratnog gušenja... 57 VIII
Slika 40 Primjer izvješća gušenja i povratnog gušenja (Softver EXFO FastReporter)... 63 Slika 41 Točka spajanja optičkog reflektometra... 65 Slika 42 Mjerenje PON mreže OTDR-om VARIJANTA 1... 66 Slika 43 Mjerenje PON mreže OTDR-om sa širokim impulsom VARIJANTA 2... 68 Slika 44 Mjerenje PON mreže OTDR-om s uskim impulsom VARIJANTA 2... 68 Slika 45 Mjerenje PON mreže OTDR-om; Greška puknuće niti... 69 Slika 46 Mjerenje PON mreže OTDR-om; Greška makrosavijanje... 70 Slika 47 Mjerenje PON mreže OTDR-om; Greška loš vareni spoj... 71 Slika 48 Mjerenje razine signala PON mjeračem snage... 73 Slika 49 Prikaz rezultata mjerenja PON mjeračem snage (uređaj EXFO PPM-352C)... 74 Slika 50 Mjerenje PON mreže Ethernet testerima... 76 Slika 51 Prikaz rezultata mjerenja Ethernet testerima (uređaj EXFO AXS-200/855)... 78 Slika 52 Mjerenje OTDR instrumentom od strane centrale... 81 Slika 53 Princip rada nadzornog sustava PON mreže 1. dio... 82 Slika 54 Princip rada nadzornog sustava PON mreže 2. dio... 83 IX
1. UVOD U današnje vrijeme uistinu je teško zamisliti životnu svakodnevicu bez širokopojasnog pristupa Internetu. Njegova dostupnost građanstvu jedan je od kriterija koji se uzima u obzir prilikom ocjene razvijenosti pojedine zemlje. On jednostavno nema alternative. Ne samo da je postao sveprisutan i nužan u svakodnevnom životu već ga je potpuno promijenio i učinio lakšim, ugodnijim i jednostavnijim, jednom riječju boljim. Gledanje omiljenog filma u visokoj rezoluciji, video razgovor s prijateljem na drugom kraju svijeta, kirurške operacije na daljinu, web predavanja, rezervacije karata za razna društvena događanja, inteligentna navigacija automobila - samo su dio usluga koje su donedavno bile gotove nezamislive, a njihova intenzivnija primjena omogućena je upravo povećanjem brzine i kvalitete prijenosa podataka. Od nekoliko tehničkih rješenja za sustave pristupnih mreža kao najperspektivniji su se pokazali sustavi bazirani na svjetlovodnim vlaknima. U tom segmentu postoje dva koncepta predstavljena dvjema tehnologijama. Jedan je pasivna optička mreža (eng. Passive Optical Network - PON), a drugi tehnologija aktivnog Ethernet-a (eng. Point to Point PtP). Koji od njih će prevladati teško je predvidjeti, no činjenica je kako je proteklih nekoliko godina došlo do velike ekspanzije u implementaciji mreža baziranih na PON tehnologiji. Trenutno se može reći da su one hit na svjetskom telekomunikacijskom tržištu, a samim time i vrlo zanimljiv materijal za detaljnije analize i radove. Tehničke parametre svake mreže, pa tako i one koja se bazira na optičkom fizičkom sloju, potrebno je mjeriti. Za razliku od nekih drugih, mjerenja na PON-u, zbog specifične arhitekture same mreže, spadaju među najzahtjevnija mjerenja na svjetlovodnim vlaknima. Upravo ta činjenica pokazala se točna na primjeru izgradnje pasivne optičke mreže u Republici Hrvatskoj, koja se provodi od strane našeg najvećeg operatera, Hrvatskog telekoma. Neprocjenjiva znanja stečena praktičnom suradnjom s njegovim djelatnicima, kao i velika pomoć od strane vodećeg svjetskog proizvođača FTTx mjerne opreme, uvelike su pomogli pri izradi ovoga rada. Radi spomenutog, metodika i principi mjerenja koji će se ovdje obrađivati bazirani su na hrvatskom modelu PON-a i specifičnostima vezanima za našu telekomunikacijsku sredinu. ZAŠTO mjeriti, KADA mjeriti, KAKO mjeriti, ČIME mjeriti, KOLIKO 1
PRECIZNO mjeriti (kojom točnošću), pitanja su koja se pritom postavljaju. Upravo to su ciljevi na koje će ovaj rad biti usmjeren. Također, ali u osnovnim crtama, bit će riječi i o vrstama PON mreža, arhitekturi i kronologiji njihove izgradnje te pasivnim komponentama i aktivnoj opremi od kojih se sastoji. 2
2. PRISTUPNE MREŽNE TEHNOLOGIJE Kako bi zadovoljila zahtjeve korisnika za velikim povećanjem brzine prijenosa podataka, telekomunikacijska industrija je razvila nekoliko različitih pristupnih mrežnih tehnologija koje se bore za prevlast u domeni širokopojasnog pristupa Internetu. Ako stvari gledamo s aspekta medija za prijenos podataka onda se tu govori o bakrenoj parici, koaksijalnom kabelu, energetskom kabelu, svjetlovodnom vlaknu te samom zraku kao mediju. Svaki od tih medija posjeduje određene prednosti i nedostatke koji su uglavnom karakterizirani fizikalnim svojstvima samog medija, ali i ekonomskim te legislativnim razlozima vezanim za pojedinu zemlju. Uzmemo li za primjer bakrenu paricu, njezina limitacija se ogleda u preslušavanju koje nastaje na visokim frekvencijama te onemogućava veće brzine prijenosa. S druge pak strane, one ekonomske, danas svako kućanstvo posjeduje priključak bakrene parice te su na taj način znatno smanjena ulaganja potrebna za implementaciju širokopojasnih usluga. Potpuno suprotan slučaj je s optičkim vlaknom koje ima idealne fizikalne predispozicije, ali je njegova trenutna penetracija u kućanstvima vrlo malena. Promatramo li pristupne mreže sa strane dostupnih tehnologija uočit ćemo dva smjera njihova razvoja. Prvi je uobičajeni konkurentski u kojem se sustavi razvijaju paralelno te postaju takmaci u tržišnoj utakmici. Primjeri takvog razvoja su već spomenuti PON i PtP, kojima je medij svjetlovodno vlakno ili WiMAX i LTE koji koriste zrak kao medij. Drugi smjer razvoja temelji se na modernizaciji prijašnjih verzija sustava. Tako je na primjer VDSL nasljednik ADSL tehnologije ili kod kabelskih sustava DOCSIS 3, nastavak DOCSIS-a 1 i 2. Ono što je zajedničko svim pristupnim tehnologijama je kontinuirani napredak u pogledu brzine prijenosa podataka. To je primarni cilj kojemu se teži i glavni pokretač daljnjeg razvoja. Tablica 1 prikazuje brzine pristupnih mrežnih sustava u zavisnosti od korištenog medija te same tehnologije. Te podatke treba uzeti s rezervom jer oni predstavljaju idealizirani sustav i teoretsku maksimalnu brzinu u određenim uvjetima. fizički medij bakrena parica energetski kabel koaksialni kabel svjetlovodno vlakno z r a k pristupna tehnologija ADSL2+ VDSL2 B P L DOCSIS 2 DOCSIS 3 PON PtP WiMAX LTE maksimalna brzina po korisniku 24 Mbps 55 Mbps 3-5 MBps 38 MBps >100 Mbps 60 MBps >100 MBps 35 MBps >100 MBps Tablica 1 Brzine prijenosa podataka za pojedine pristupne mrežne tehnologije 3
Što se tiče situacije u svijetu, sredinom 2010. godine ukupan broj širokopojasnih fiksnih priključaka procijenjen je na oko 450 milijuna ( 1 ). Od toga daleko najveći postotak se odnosi na xdsl pristupne tehnologije, a zatim slijede kabelski sustavi te oni bazirani na optičkom spojnom putu. Kada promatramo stanje po svjetskim regijama, gotovo se 50% svih širokopojasnih priključaka nalazi u zapadnoj Europi i jugoistočnoj Aziji. Taj podatak se podudara s činjenicom da se upravo u tim regijama nalaze najrazvijenija ili najpropulzivnija gospodarstva svijeta. S druge pak strane Istočna Europa, koja je mnogo manje razvijena, a u koju spada i Hrvatska, sudjeluje s manje od 6% udjela u tom segmentu. Prema posljednjim dostupnim podacima iz mjeseca ožujka 2010. godine, u Hrvatskoj je zabilježeno gotovo 712 tisuća širokopojasnih fiksnih priključaka (2). (1) Izvor: ABI Research (www.abiresearch.com) (2) Izvor: HAKOM Hrvatska Agencija za poštu i elektroničke KOMunikacije (www.hakom.hr) 4
3. PASIVNA OPTIČKA MREŽA (PON - Passive Optical Networks) 3.1 Arhitektura i tehnologija PON-a Standardne mreže koje za prijenosni medij koriste svjetlovodno vlakno sastoje se od aktivnih i pasivnih komponenti, raspoređenih po cijeloj mreži. Za razliku od takve konvencionalne konfiguracije, koncept pasivne optičke mreže bazira se na upotrebi pasivnih elemenata unutar same mreže dok su jedine aktivne komponente smještene na njezinim krajnjim točkama. Na taj način izbjegnuta su optička pojačala i preklopnici unutar same mreže, a koji za svoj rad koriste neku vrstu izvora napajanja. Prednosti ovakve topologije su brojne, od toga da se ne moraju osiguravati posebne dozvole za lokaciju i priključak napajanja za opremu na trasi, pa sve do činjenice da su troškovi održavanje pasivnih elemenata i vjerojatnost njihova kvara gotovo zanemarivi. S druge strane, upravo je kompliciranija izvedba same mreže te otežani način detekcije prekida nastalog u njoj, glavni nedostatak ove tehnologije. Na Slici 1 nalazi se blok prikaz tipične mrežne arhitekture pasivne optičke mreže. ONT GLAS SPOJNICA ONT SPOJNICA PODACI VIDEO O L T (podatkovni) Analogni video OLT ONT ONT ONT CENTRALA PRISTUPNA MREŽA KORISNIK Slika 1 Arhitektura pasivne optičke mreže Na strani centrale, nalazi se centralna terminalna oprema (eng. Optical Line Terminal - OLT) koja je završna točka PON-a te svojevrsno sučelje između uslužnog dijela i pristupne mreže. Na drugom kraju, kod korisnika, smještena je korisnička terminalna oprema (eng. Optical Network Terminal - ONT), aktivni uređaj koji predstavlja zaključenje i završnu točku na toj strani. Između te dvije lokacije nalazi se pristupna 5
pasivna mreža. Kao što i samo ime govori, ona se sastoji samo od pasivnih svjetlovodnih komponenti, od kojih je najzanimljiviji optički djelitelj/sprežnik (eng. splitter). Njegova uloga, ako gledamo sa strane centrale je dijeljenje signala na do 64 neovisne grane, odnosno jednim izlazom iz OLT-a može se opsluživati toliki broj korisnika. U suprotnom smjeru, njegova uloga se mijenja te sada on služi kao sprežnik s reverznom funkcijom spajanja razdijeljenih grana u jednu. Smiještaj djelitelja i njegova integracija sa ostatkom mreže obavlja se na spojnom mjestu koje se naziva spojnica (Slika 23). U njoj se također izvodi i termičko spajanje svih ostalih veza kako bi mreža poprimila željenu strukturu. Ona je mehanički potpuno zaštićena od atmosferskih utjecaja i prilagođena je spomenutim funkcijama. Princip rada sustava može se objasniti promatranjem jedne veze između aktivnih elemenata mreže (Slika 2). Naime, fizička konekcija je izvedena pomoću samo jedne svjetlovodne niti. Prijenos podataka u silaznoj i uzlaznoj vezi obavlja se na različitim valnim duljinama. Po valnoj duljini 1310 nm prenose se svi podaci od korisnika prema centrali, dok se po valnoj duljini 1490 nm prenose podaci za sve korisnike koji se nalaze na tom djelitelju. Dodatno, ova tehnologija omogućava da se na zasebnoj valnoj duljini od 1550 nm prema korisnicima prenosi samo signal analognog video signala. Takva koncepcija u današnje se vrijeme sve rjeđe koristi iz razloga što je puno jednostavnije i smislenije za video signal koristiti neku od IPTV tehnologija, a valnu duljinu 1550 nm sačuvati za budućnost kada se planira povećanje silazne brzine prijenosa podataka. 6
Slika 2 Aktivni i pasivni elementi PON mreže / Princip rada Kao što je vidljivo na Slici 2, od pasivne opreme osim djelitelja, u mreži se koristi WDM sprežnik (eng. coupler), optički razdjelnik (eng. fiber management system) te svjetlovodni kabeli i konektori. Općenito, funkcija sprežnika je spajanje više ulaznih grana u jednu izlaznu. U našem slučaju na svakoj lokaciji imamo dva sprežnika, svaki sa po dvije grane. Njegova specifičnost i razlika u odnosu na reverznu funkciju djelitelja je u tome što po svakoj grani putuje svjetlost različite valne duljine. Nakon multipleksiranja, na izlazu iz sprežnika dobijemo svijetlost koja onda sadrži obje ulazne valne duljine. Prema objašnjenom, na svakoj lokaciji (OLT i ONT) po jedan sprežnik spaja valne duljine 1310 nm i 1490 nm dok drugi radi dodavanje treće valne duljine, analognog video signala (ukoliko on postoji u mreži). U suprotnom smjeru radi se reverzna operacija, demultipleksiranje. Optički razdjelnik, koji je također čisto pasivan element, služi kao prospojna točka odnosno mjesto na kojemu se vrši upravljanje kompletnom distribucijom svjetlovodnih kabela. Zbog što manje refleksije, poželjno je da su sve priključne točke na njemu izvedene uz pomoć APC konektora (eng. Angled Polished Connector) odnosno konektora čije se spajanje vrši pod kutem od 8 o. Također, ova preporuka vrijedi i općenito za svaki konektorizirani spoj duž cijele mreže. 7
Što se tiče aktivne opreme, ona se nalazi samo na krajnjim točkama mreže, u centrali i na lokaciji korisnika. U centrali imamo smješten OLT koji se sastoji od optičkog predajnika valne duljine 1490 nm koji kao izvor koristi direktno moduliranu DFB (eng. Distributed-Feedback laser) lasersku diodu te specijalno konstruiranog optičkog prijemnika za valnu duljinu 1310 nm. Razlog zbog kojega se ne može koristiti standardna prijemna dioda leži u činjenici da je signal koji dolazi od strane korisnika isprekidan (burst signal), a razlika u snazi signala pojedinog korisnika može dosezati i do 15 db. Stoga su karakteristike prijemne diode korištene za ovu svrhu vrlo velika osjetljivost, veliki dinamički opseg te brzo vrijeme odziva. Aktivni elementi koji se u zavisnosti od arhitekture mreže još mogu nalaziti u centrali su predajnik (DFB laser) valne duljine 1550 nm te EDFA pojačalo koje povećava snagu RF analognog signala koji izlazi iz predajnika. Na strani korisnika, zaključenje koje predstavlja ONT uređaj sastoji se od dva prijemnika, jedan za valnu duljinu 1490 nm te po potrebi drugi za analogni video signal valne duljine 1550 nm. Optički predajnik u ONT-u izveden je pomoću FP (eng. Fabry Perot) laserske diode koja emitira svjetlost na 1310 nm. 3.2 Povijest PON mreža i trenutno standardizirane tehnologije 1995. godine skupina svjetskih telekomunikacijskih operatera (British Telecom, Bell South, Bell Canada, NTT) te nekoliko proizvođača telekomunikacijske opreme osnovali su grupu nazvanu FSAN (eng. Full Service Access Network), čiji je zadatak bio osmisliti pristupnu tehnologiju koja će podržavati što veći broj širokopojasnih usluga. Njihovo prvo rješenje bila je pasivna optička mreža koja je kao protokol prijenosa podataka koristila ATM (eng. Asynchronous Transfer Mode), a zvala se širokopojasna pasivna optička mreža (eng. Broadband PON - BPON). Godine 1998., vodeća svjetska telekomunikacijska organizacija ITU, prema preporuci G.983.1 standardizirala je BPON tehnologiju. Kako su zahtjevi za brzinom rasli, a prijenos podataka preko ATM protokola gubio primat, pojavila se potreba za rješenjem koje će biti nadogradnja postojećem. Godine 2003., novom grupom preporuka ITU-T G.984, standardizirana je gigabitna pasivna optička mreža (Gigabit-capable PON - GPON), koja osim ATM podržava i Ethernet protokol te povećava maksimalni broj grana po jednom djelitelju. Svi važniji podaci i razlike između tehnologija prikazani su Tablicom 2. Danas, FSAN grupa radi na NG-PON preporukama koje se planiraju 8
standardizirati do 2012. godine, a kojima je cilj produžiti životni vijek PON-a i prilagoditi ga budućim zahtjevima. Paralelno sa razvojem PON tehnologije FSAN grupe, američka organizacija IEEE (eng. Institute of Electrical and Electronics Engineers) osnovala je radnu grupu (eng. Ethernet in the First Mile Study Group) čiji je zadatak bio osmisliti tehnologiju, baziranu na PON konceptu, koja će koristiti samo Ethernet protokol za prijenos podataka. Godine 2004. prema njihovim preporukama, usvojen je standard IEEE 802.3ah-2004, kojega danas znamo kao EPON tehnologiju (Tablica 2). TIP BPON (Broadband PON) GPON (Gigabit-capable PON) EPON (Ethernet PON) STANDARD ITU-T G.983 serija ITU-T G.984 serija IEEE 802.3ah PROTOKOL ATM ATM, TDM, Ethernet, GEM1 Ethernet + FEC2 USLUGE glas / podaci / video glas / podaci Triple Play Triple Play MAKS. UDALJENOST IZMEĐU OLT-a I ONT-a km 20 20 1000BASE-PX10: 10 1000BASE-PX20: 20 MAKS. BROJ GRANA DJELITELJA silazna veza do 32 uzlazna veza NOMINALNA BRZINA Mbit/s 155,52 / 622,08 1244,16 155,52 622,08 silazna veza uzlazna veza silazna veza uzlazna veza 1244,16 / 2488,32 do 64 155,52 / 622,08 / 1244,16 do 16 do 32 (s FEC ili DFB/APD) 1000 1000 OPSEG KORIŠTENIH VALNIH DULJINA nm 1480 do 1580 1480 do 1500 1260 do 1360 1260 do 1360 1280 do 1350 1288 do 1338 1480 do 1500 1550 do 1560 1260 do 1360 1000BASE-PX10 silazna v. 1490 nm + PIN Rx uzlazna v. 1300 nm FP optika + PIN Rx 1000BASE-PX20 silazna v. 1490 nm + APD Rx uzlazna v. 1300 nm DFB optika + PIN Rx MAKS. VRIJEDNOST POVRATNOG GUŠENJA db >32 >32 15 Tablica 2 PON tehnologije pregled karakteristika 9
4. PARAMETRI I VELIČINE VAŽNE ZA PON MJERENJA Mjerni uređaj i samo mjerenje nekada nisu u mogućnosti dati jednoznačnu informaciju o kvaliteti i funkcionalnosti mjerenih parametara i segmenata mreže. Čovjek je taj koji na temelju svojeg znanja, praktičnog iskustva te uvjeta koje zadaje sam sustav određuje da li je izmjerena veličina prihvatljiva ili nije. On je taj koji će na kraju donijeti konačnu odluku oko rezultata mjerenja. To je činjenica koju uvijek treba imati na umu. Stoga, da bi se povećalo razumijevanje mjerenja te olakšala interpretacija rezultata, potrebno je poznavanje osnovnih mjernih veličina, njihovog fizikalnog značenja te pripadajućih mjernih jedinica. U nastavku slijedi kratak opis parametara i veličina bitnih za PON mjerenja. 4.1 Optička snaga Jedna od temeljnih veličina u svjetlovodnim sustavima je optička snaga (eng. Optical Power). Svaki laserski izvor emitira svjetlost određene jakosti ili intenziteta. Tu jakost nazivamo snaga laserskog izvora. Njezin iznos se u ovisnosti o udaljenosti koju pređe svjetlovodnim spojnim putem i valnoj duljini izvora smanjuje. Poopćeno, optička snaga je jakost laserskog (svjetlosnog) signala u točki mjerenja. Ona se izražava u watt-ima [W] odnosno zbog malih iznosa u optičkim sustavima upotrebljava se tisuću puta manja jedinica mili-watt [mw]. U praksi se ipak najčešće koristi logaritamska vrijednost, decibel po mili-wattu [dbm]. Kod tako prikazanog rezultata valja napomenuti da vrijednost u tom slučaju može biti i negativnog predznaka. 4.2 Optičko gušenje Daleko najčešće korištena veličina u optičkim sustavima je optičko gušenje (eng. Optical Loss) ili kraće, samo gušenje. Kako svjetlo putuje kroz vlakno njegov intenzitet u ovisnosti o boji (valnoj duljini) opada zbog otpora koji pružaju čestice stakla. To je idealizirani slučaj u kojem između dva kraja nema nikakvih drugih smetnji koje mogu utjecati na jakost. U praksi, stvar je nešto složenija te i razni drugi utjecaji doprinose smanjenju intenziteta svjetlosti. Općenito, optičko gušenje se može podijeliti u dvije kategorije u zavisnosti od njegova uzroka. Pod prvu spadaju prirodni (fizikalni) utjecaji koji se ni na koji način ne mogu izbjeći. To se odnosi na raspršenje i apsorpciju svjetlosti unutar same jezgre te atmosferske utjecaje. 10
Gušenje uzrokovano spomenutim elementima je uvijek prisutno i ne može se eliminirati. U drugu skupinu spadaju svi ostali faktori koji uzrokuju mehaničke promjene u kontinuitetu niti. Pod njih spadaju konektorizirani spojevi, mehanički i termički spojevi (splice) te makrosavijanja niti. Slikom 3 simbolički su predstavljeni uzroci gušenja u niti. Slika 3 Uzroci gušenja na svjetlovodnom vlaknu Matematički, optičko gušenje je razlika između jakosti svjetla na ulazu u vlakno i svjetla koje iz njega izlazi odnosno poopćeno ono je apsolutni iznos između razlike snage signala u bilo koje dvije točke mjerenja. Jedinica kojom se izražava iznos gušenja je decibel [db]. 4.3 Reflektanca U svjetlovodnim sustavima postoji nekoliko vrsta spojeva kojima se mogu povezati dvije niti kako bi činile jednu cjelinu. Kada se to izvede pomoću konektora nastaje konektorizirani spoj koji ima karakteristiku da uz neminovno gušenje koje dolazi zbog nepoklapanja jezgri dobivamo i reflektancu (eng. reflectance) koja nastaje zbog diskontinuiteta koji se javlja na samom spoju dvije niti. Naime, koliko god se te niti približile jedna drugoj, između njih uvijek postoji zračni rascjep koji predstavlja prijelaz iz medija s jednim indeksom loma u drugi, nakon čega se javlja refleksija tj. jedan mali dio snage se uvijek vraća prema natrag (Slika 4). Taj mali reflektirani signal naziva se reflektanca spoja. Matematički on je omjer snage reflektiranog signala od promatranog događaja i optičke snage signala na njegovom ulazu. Reflektanca je uvijek negativan broj koji se izražava u decibelima [db] i što je iznos manji, reflektanca je bolja. Na primjer, reflektanca od -30dB je lošija od -50dB. 11
Slika 4 Grafički prikaz refleksije na konektoriziranom spoju Treba spomenuti da, osim na konektorskom spoju, reflektanca nastaje i kod mehaničkih varova (eng. mechanical splice), te mjestu prekida niti, bilo da se radi o kraju niti ili slučajnom puknuću. Neke tipične vrijednosti reflektance su: prijelaz staklo - zrak oko -14 db, spoj dva PC konektora od -35 db do -50 db, dok spoj dva APC konektora može imati reflektancu i do -65 db. 4.4 Povratno gušenje Kada svjetlost putuje kroz vlakno, zbog sitnih nečistoća u staklenoj jezgri u koje udaraju fotoni dolazi do raspršenja svjetlosti u svim smjerovima. Ta pojava naziva se Rayleigh-ovo raspršenje (eng. Rayleigh Scattering). Sva raspršena svjetlost koja je usmjerena suprotno od smjera glavne zrake (prema natrag), naziva se povratno raspršenje (eng. Backscatter). Prirodno, što je veća duljina niti, veći je i iznos raspršenog signala koji se vraća prema natrag. Ako se tom raspršenom povratnom signalu pridoda suma svih reflektanci koje se pojavljuju na toj trasi, dobiva se iznos povratnog gušenja (eng. Optical Return Loss ORL). (Slika 5) Matematički, povratno gušenje je logaritamski omjer optičke snage koja ulazi u svjetlovodnu nit i kumulirane snage koja se vraća na početak niti. Ona se izražava u decibelima (db) i uvijek je pozitivna vrijednost. Što je vrijednost veća povratno gušenje je bolje, na primjer 55 db je bolje od 30 db. 12
Slika 5 Povratno gušenje u niti (ORL) 4.5 Makrosavijanje (Macrobending) Standardno svjetlovodno vlakno je po svojoj mehaničkoj strukturi prilično osjetljivo. Jedno od tih negativnih svojstava dolazi do izražaja ukoliko se vlakno kružno savije više od dopuštenog radijusa, pri čemu dolazi do makrosavijanja. U praksi taj radijus za standardno jednomodno vlakno iznosi oko 3 cm. Makrosavijanje kao posljedicu ima povećano gušenje na tom mjestu, a vrijednost gušenja proporcionalna je radijusu savijanja. Što je on manji, gušenje je veće i obratno. Ono što je također specifično za tu situaciju je nejednoliko gušenje u zavisnosti od valnih duljina. Niže valne duljine imaju manje gušenje tj. više su otporne na savijanje niti, dok se kod viših gušenje drastično povećava. U praksi, valna duljina 1310 nm gotovo je neosjetljiva na makrosavijanje, dok za 1650 nm makrosavijanje gotovo da predstavlja prekid (svjetlo ne prolazi). Slika 6a vizualizira nit koja je pod utjecajem makrosavijanja, dok je na Slici 6b opisana ovisnost gušenja o valnoj duljini i radijusu savijanja. Nit pod utjecajem makrosavijanja Gušenje [ db ] Normalna nit (bez savijanja) Valna duljina [ µm ] Slika 6a Makrosavijanje niti Slika 6b Gušenje niti u ovisnosti o radijusu savijanja i v. duljinama 13
4.6 Optički budžet snage Parametar optički budžet snage (eng. Optical Power Budget) često se koristi u opisivanju svjetlovodnih sutava i mreža. On je od iznimne važnosti za pravilan rad aktivnih komponenti sustava. Svaki sustav ima zadan minimalni budžet snage koji je potreban da bi on uopće radio bez ometanja i prekida. Kod PON mreža taj budžet je određen njegovom klasom. Na primjer, kod A klase PON-a standardom je definiran budžet snage od minimalno 20 db, dok recimo kod C klase on iznosi 30 db. Što je u stvari optički budžet snage? Svaki laserski izvor emitira svjetlost određene snage. Zbog tolerancije samog lasera (ili diode) ta snaga fluktuira u vremenu. Za kalkulaciju budžeta snage važan podatak je minimalna garantirana snaga izvora, a koju deklarira proizvođač. Kao što smo već spomenuli, jedinica koja se u praksi koristi za označavanje snage signala je dbm. S druge strane, svaki optički prijemnik ima svoju osjetljivost. Interesantan je podatak o maksimalnoj osjetljivosti odnosno minimalnom intenzitetu svjetlosti koji je dovoljan da prijemnik (dioda) radi bez greške. Kada znamo ta dva podatka, jednostavnim oduzimanjem minimalne snage izvora i minimalne prijemne snage dobivamo iznos budžeta snage. Ovako dobiven podatak predstavlja početnu točku za planiranje nekog sustava. Naime, za pravilno konfiguriran sustav, ukupno gušenje kompletne trase uvijek mora biti manje od izračunatog budžeta snage. 14
5. MJERNA OPREMA ZA MJERENJE NA PON MREŽAMA 5.1 Instrumenti za mjerenje gušenja (OLTS Meter) Gušenje je osnovna veličina koja se mjeri na svim vrstama svjetlovodnih sustava pa tako i u PON mreži. Princip njegova mjerenja na svjetlovodnom spojnom putu bazira se na upotrebi laserskog ili LED izvora koji emitira svjetlo određene jakosti na određenoj valnoj duljini te mjerača snage koji mjeri intenzitet svjetlosti na pripadajućoj valnoj duljini. Prema spomenutome može se zaključiti da je za ovo mjerenje potrebno imati dva zasebna uređaja koji se zajednički nazivaju Set za mjerenje optičkog gušenja. U praksi se, doduše u manjem postotku, koriste i integrirane verzije koje u jednom kućištu objedinjuju i izvor i mjerač snage. Na tržištu se danas može pronaći veliki broj instrumenata koji pogoduju toj namjeni. Proizvode ih mnoge kompanije, a tipične cijene za osnovne modele kreću se od 1.000 do 3.000 kuna za mjerače snage te od 4.000 do 12.000 kuna za laserske (LED) izvore. Neki od modela su: EXFO FLS-600, FPM-600, FOT-600, JDSU OLS-6, OLP-6, OLP-55, Kingfisher KI 3600B, KI 7300, Noyes OPM 5 itd. Laserski ili LED izvor emitira svjetlost na određenoj valnoj duljini. One standardne, koje se najčešće koriste su: 850nm i 1300nm za višemodne sustave te 1310 nm i 1550 nm za jednomodne. Drugi parametar koji karakterizira izvore je izlazna snaga lasera. Tipične vrijednosti kreću se oko 0 dbm, a kod nekih instrumenata ona se može i mijenjati u određenim granicama. Pojedini tipovi uređaja posjeduju i dvije dodatne funkcije. Jedna je moduliranje izlazne svjetlosti tipičnim frekvencijama od 270Hz, 1kHz i 2kHz, a druga je automatsko prebacivanje valnih duljina. Koja je uloga modulirane svijetlosti? Uzmimo za primjer da prilikom mjerenja nismo sigurni da li mjerač snage uistinu pokazuje snagu našeg izvora ili je došlo do zamjene niti pa on mjeri snagu izvora nekog sasvim drugog sustava. Tada na našem izvoru uključimo modulirani signal čiju frekvenciju moramo detektirati i na suprotnoj strani. Automatsko prebacivanje valnih duljina ima istu funkciju ali s dodatnom pogodnošću potpuno automatiziranog mjerenja. Naime, izvor i mjerač snage komuniciraju sa svrhom naizmjeničnog mjerenja svih valnih duljina koje su podržane od strane izvora. Mjerač snage služi za mjerenje apsolutnog iznosa intenziteta svjetlosti koji se prikazuje u Watima [W] ili decibelima po miliwatu [dbm]. Sekundarna funkcija koja dolazi do izražaja kada se on koristi u kompletu s laserskim izvorom je mjerenje 15
gušenja tj. relativnog iznosa snage u odnosu na zadanu referentnu vrijednost. To gušenje se prikazuje u decibelima [db]. Osnovne karakteristike mjerača snage su: broj valnih duljina za koje je kalibriran (tipično od 10 do 40), opseg u kojem može mjeriti (tipično od -50 dbm do +10 dbm), da li detektira modulirane signale te ima li mogućnost komunikacije s laserskim izvorom. Kako mjeriti gušenje OLTS setom? Postupak za dobivanje vrijednosti gušenja trase je sljedeći. Prije početka mjerenja mjerni set treba pravilno pripremiti. Prvo je poželjno na mjeraču snage izvršiti nuliranje (eng. nulling offset). Ono je potrebno radi temperaturnog prilagođavanja same foto diode, a posljedica je točniji rezultat. Navedeni postupak nije potreban ukoliko je temperatura okoline oko 20 o C. Nakon toga, a kako bi se poništio utjecaj mjernih vrpci koje se koriste za mjerenje te postavila referentna vrijednost snage lasera, izvodi se referenciranje. Slika 7 KORAK 1 prikazuje princip spajanja uređaja za taj postupak. Na izvoru se odabere željena valna duljina i uključi kontinuirano zračenje (bez modulacije). Na mjeraču snage odabere se ista valna duljina kao i na izvoru te se, nakon što se vrijednost na ekranu stabilizira, izvrši referenciranje. Vrijednost snage koju je prikazao instrument pohranjuje se u memoriju kao referentna tj. nulta. Isti postupak mora se ponoviti za sve valne duljine na kojima će se vršiti mjerenje. Kada je to učinjeno sve je spremno za početak mjerenje gušenja optičkog spojnog puta. Sada se krajevi mjernih vrpci spajaju na krajnje mjerne točke kako je prikazano Slikom 7 KORAK 2. Valja napomenuti kako je za što točnije mjerenje bitno da se mjerne vrpce ne odvajaju iz instrumenata nakon referenciranja; u protivnom je taj postupak poželjno ponoviti. Mjerač snage će nakon spajanja pokazati gušenje spojnog puta koje je mjereno od krajnje točke A prema krajnjoj točci B. No to je samo pola puta do dobivanja točnog rezultata. Vrijednost gušenja mjerimo li od točke B prema A, zbog fizikalnih svojstava vlakna, bit će nešto drugačija. Zbog toga se točan iznos gušenja dobiva kao srednja vrijednost zbroja rezultata u oba smjera. Pošto je razlika u rezultatu između ova dva mjerenja vrlo mala, u praksi se, ukoliko se izričito ne traži velika točnost, izvodi mjerenje samo u jednom smjeru ili se pak koristi automatski mjerač gušenja koji će biti opisan u Poglavlju 5.3. 16
Slika 7 Mjerenje gušenja pomoću laserskog izvora i mjerača snage 5.2 Instrumenti za mjerenje povratnog gušenja (ili reflektance) U prethodnim poglavljima teorijski su obrađeni pojmovi povratnog gušenja i reflektance. Za njihova mjerenja koriste se instrumenti koje zovemo ORL metri (ORL Meter). Tehnika mjerenja ovim uređajima temelji se na OCWR (eng. Optical Continuous Wave Reflectometer) metodi koja za mjerenje koristi laserski izvor, mjerač snage i sprežnika, u čiji detaljni opis rada sada nećemo ulaziti. Mjerenje ORLa ovakvim tipom uređaja spada u kategoriju zahtjevnijih, unatoč činjenici da se ono vrši jednostrano. Razlog tome leži u samom postupku koji iziskuje da se i na udaljenom kraju mjerene trase također mora obaviti određena radnja. Upravo se zbog toga u praksi ovi uređaji manje upotrebljavaju kod terenskih mjerenja, a više kod laboratorijskih kada se i početak i kraj trase nalaze na istoj lokaciji. Još jedan razlog malog broja ovakvih specijaliziranih uređaja na tržištu leži u činjenici da se danas ORL metar uglavnom integrira u mjerače gušenja, dok se samostalne izvedbe prestaju proizvoditi. Najpoznatiji predstavnik uređaja ručnog tipa, koji se još može pronaći na tržištu je JDSU ORL-55, a čija se cijena kreće oko 20.000 kuna. Prije početka mjerenja treba imati na umu da se ovdje mjere vrlo mali iznosi signala te je od izuzetne važnosti da konektori mjernih vrpci koje se koriste prilikom spajanja na trasu budu očišćeni i bez oštećenja kako bi se osigurala minimalna refleksija na prespojima. Nakon paljenja uređaj će ili sam izvršiti nuliranje (kalibraciju) ili će to trebati uraditi pritiskom na tipku, a sve kako bi se podesila osjetljivost prijemne foto diode. Zatim se na uređaj priključi mjerna vrpca koja se koristi za spajanje na trasu i očita vrijednost koju pokazuje instrument. Ukoliko se koristi PC tip konektora za spajanje na trasu, na ekranu bi se trebala prikazati vrijednost od oko -15 db. Kako bi 17
poništili utjecaj povratne refleksije koja se javlja na prijelazu staklo zrak konektora, pred sam kraj mjerne vrpce, a prije samog konektora namotamo vrpcu na olovku (ili mandrel) približno 10 puta tako da načinimo spiralu oko nje. Zatim pritisnemo tipku koja će ORL vrijednost poništiti na nulu (često se naziva i ORL Zero ili ORL Value). Sada možemo odmotati mjernu vrpcu s olovke te je priključiti na trasu koju želimo mjeriti. No vrijednost koju sada prikazuje uređaj i dalje nije prava vrijednost povratnog gušenja. Da bi je dobili, ponovno trebamo eliminirati refleksiju koja se javlja nakon trase ili dijela trase koji želimo mjeriti. Ukoliko se na kraju trase nalazi konektor postupak je da se na njega spoji produžetak niti koji se odmah nakon spoja terminira identičnim namatanjem vrpce na olovku. Kompletan postupak grafički je predočen na Slici 8. Iz njega se može primijetiti kako zbog nespretnosti i kompliciranosti, ovaj postupak nije pogodan za terenska mjerenja, niti za mjerenja većeg broja niti. Slika 8 Mjerenje povratnog gušenja pomoću ORL metra 18
5.3 Multifunkcionalni tester optičkog gušenja i povratnog gušenja Prethodna dva instrumenta potpuno zadovoljavaju zahtjeve koji se postavljaju za mjerenje PON mreža. Unatoč tome, oni se u praksi gotovo da i ne koriste za tu namjenu. Razlog tome leži u njihovoj neekonomičnosti u pogledu vremena koje je potrebno za obavljanje posla. Za brzo i efikasno mjerenje gušenja i povratnog gušenja poželjno je koristiti multifunkcionalni instrument koji automatski mjeri na svim PON valnim duljinama, u oba smjera (A B i B A) i sve to u samo desetak sekundi. S obzirom na veliki broj niti koje treba verificirati u što kraćem vremenu, ovo je idealan alat za tu namjenu. Negativna strana ovog instrumenta je njegova relativno visoka cijena te činjenica kako je za mjerenje potrebno imati dva uređaja, koji za punu funkcionalnost moraju raditi u paru - što ukupni financijski izdatak još više povećava. Trenutno na tržištu postoji samo nekoliko takvih proizvoda. Najpoznatiji su EXFO FOT-930, zatim Anritsu CMA-50 te Kingfisher KI 7340. Postupak mjerenja multifunkcionalniim testerom mnogo je jednostavniji od onoga koji se koristi kod standardnog mjerača gušenja i povratnog gušenja, no postoje i određene sličnosti. Za početak, ukoliko je temperatura okoline znatno različita od 20 o C, a kako bi mjerenje bilo što točnije, poželjno je izvršiti nuliranje uređaja (eng. nulling offset). Nakon toga, da bi se poništio utjecaj mjernih vrpci na rezultat načini se referenciranje. Ovdje treba napomenuti kako nije potrebno da oba uređaja budu na istom mjestu kada se ono izvodi, već postoji mogućnost referenciranja svakog instrumenta zasebno. To se dobiva metodom samoreferenciranja (eng. loopback reference). Ovo je velika prednost jer se sada referenciranje može obaviti na lokaciji gdje se mjerenje izvodi, neposredno prije samog mjerenja. Osnovni princip je da se jedan kraj mjerne vrpce spaja na priključak laserskog izvora instrumenta, a drugi na priključak mjerača snage. Na taj način uređaj u stvari izmjeri gušenje i povratno gušenje mjerne vrpce te taj rezultat memorira kao referencu koju kasnije oduzima od rezultata mjerenja. Nakon izvršenih predradnji, uređaj se spoji na trasu koju želimo izmjeriti te nakon samo desetak sekundi mjerenja dobivamo rezultate. Slika 9 prikazuje kako to izgleda na uređaju FOT-930. Ukratko, instrumenti su izmjerili točno gušenje trase koje se dobiva usrednjavanjem vrijednosti gušenja od strane A prema B i obratno, zatim povratno gušenje u oba smjera te duljinu trase. Ovdje treba napomenuti da metoda kojom je dobivena duljina trase ima toleranciju rezultata od 19
oko ± 2%. Za uistinu precizno mjerenje duljine trase koristi se OTDR uređaj, o kojem će detaljnije biti riječi malo kasnije. Slika 9 Rezultat gušenja i povratnog gušenja (EXFO FOT-932) 5.4 Mjerači snage za PON mreže PON mjerač snage je neizostavan dio opreme svakoga tko se bavi mjerenjima u PON mreži. Osnovna razlika koja ga diferencira od standardnih mjerača je ta da mjeri u tzv. prolaznom modu te isključivo na valnim duljinama koje se koriste u PONu (1310/1490/1550nm). Naime, unutar instrumenta se nalazi zatvorena petlja tako da u točki na kojoj se mjeri nema diskontinuiteta tj. nema prekida niti. Zašto je to bitno? Terminalni uređaj kod korisnika (ONT) ukoliko ne primi signal od centralnog uređaja (OLT) gasi svoj laserski izvor i odlazi u mod pripravnosti. Zbog toga kada bi trasa bila prekinuta, mjerač snage ne bi mogao izmjeriti snagu signala od korisničkog terminalnog uređaja. Postoji tu još jedna specifičnost. Naime, spomenuto je da signal koji dolazi od korisnika nije kontinuiran već je zbog vremenskog multipleksiranja isprekidan (burst signal). Mjerenje takvog signala standardnim mjeračem snage ne bi dalo točan rezultat. Zbog toga je za valnu duljinu 1310 nm potrebna posebna optimizacija kako bi vrijednost snage signala uistinu odgovarala stvarnom iznosu. Slika 10 vizualizira princip rada PON mjerača snage. Na jedan ulaz instrumenta priključi se kraj niti koji dolazi od strane centrale, a na drugi ulaz nit koja dolazi od strane korisnika. Na ekranu instrumenta istovremeno će se prikazati vrijednosti snage signala za sve valne duljine. Mjerna jedinica je decibel po miliwatu [dbm]. 20
Slika 10 Princip rada PON mjerača snage Na tržištu postoji nekoliko proizvođača koji nude ovakve specijalne, PON mjerače snage. Neki od modela koji su trenutno aktualni su: EXFO PPM-350C, JDSU OLP-57, Noyes OPM4. Cijene su nešto više u odnosu na standardne mjerače snage i kreću se od 6.000 do 10.000 kuna. Kod ovih uređaja bitno je obratiti pozornost na nekoliko parametara. Pošto se u nekim PON mrežama ne koristi valna duljina 1550nm namijenjena prijenosu analognog videa, postoji izvedba uređaja za mjerenje samo na 1310nm i 1490nm. Druga karakteristika odnosi se na iznos gušenja koje unosi sam uređaj kada se priključi u mrežu. Ta vrijednost ne bi smjela biti veća od 2 db. Posljednja je mogućnost konfiguriranja korisničkih graničnih vrijednosti (PASS/FAIL). 21
5.5 OTDR mjerni uređaj Kod svih do sada opisanih instrumenata za izvođenje mjerenja i interpretaciju rezultata korisniku nisu bila potrebna velika znanja i vještine. Razlog tome leži u samim mjernim uređajima koji su, ukoliko su se propisno odradile sve predradnje, prikazali točan i nedvosmislen rezultat. U slučaju instrumenta koji će biti opisan u ovom poglavlju situacija je nešto drugačija. Riječ je o optičkom reflektometru (OTDR Optical Time Domain Reflectometer) čija je upotreba mnogo zahtjevnija te on s pravom nosi naziv najkompliciranijeg instrumenta za mjerenje na fizičkom optičkom sloju. Unatoč tome OTDR je definitivno najpopularniji instrument za tu namjenu. Takva popularnost zasigurno leži i u njegovoj svrhovitosti odnosno brojnim mogućnostima koje pruža. Osnovna mu je namjena detaljna karakterizacija optičkog spojnog puta, a podaci koji se mogu dobiti samo jednim mjerenjem su: ukupna duljina trase, ukupno gušenje i povratno gušenje trase, udaljenost i gušenje između dvije točke, prekid niti, makrosavijanje, gušenje termičkog spoja (splice), gušenje djelitelja i reflektanca na bilo kojem mehaničkom spoju. Mjerenje OTDR-a bazira se na principu radarskog efekta. Na jednom kraju niti generira se svjetlosni signal točno određene snage. Uslijed povratnog raspršenja same niti te Fresnel-ove refleksije konektoriziranih spojeva, jedan mali dio energije vrati se natrag na početak. Sakupljanjem i obradom tog reflektiranog signala OTDR vizualizira izgled kompletne trase krivuljom, koja se iscrtava u koordinatnom sustavu na ekranu uređaja. Dodatnom softverskom analizom dobiva se pregledniji, tabelarni prikaz svih karakterističnih događaja s pripadajućim numeričkim vrijednostima. Treba napomenuti da su u ovom procesiranju moguće pogreške. Krivulja koja se dobiva može imati bezbroj oblika i unatoč vrlo naprednim algoritmima obrade, u malom broju slučajeva rezultat koji će softver predstaviti bit će krivi. Upravo iz tog razloga bitna je educiranost korisnika koji na temelju svojeg znanja, iskustva i približnog poznavanja trase koju mjeri, može prepoznati eventualnu pogrešku softverske obrade. Prije početka mjerenja OTDR bi trebalo pravilno podesiti te odraditi određene pripreme kako bi rezultat bio što je moguće točniji. Krenimo prvo od priključivanja niti na sam uređaj. Pravilno bi bilo da se svako mjerenje OTDR-om vrši preko uvodne niti tj. predvlakna (eng. Launch Fiber). To je najobičniji svitak na koji je namotano vlakno određene duljine, konektorizirano na svojim krajevima. Jedan kraj se spaja na mjerni 22
uređaj dok se drugi kraj priključuje na trasu koju želimo testirati. Svrha je tog predvlakna izmjeriti odnosno prikazati gušenje i reflektancu početnog konektora na trasi. Bez njega to ne bi bilo moguće. U praksi, ako se mjere trase koje imaju srednje velike udaljenosti (10 30 km), predvlakno nije neophodno i u većini slučajeva se i ne koristi. No u slučaju PON mreža gdje pojedine udaljenosti znaju biti vrlo kratke, poželjna je upotreba predvlakna duljine od 100 do 300 metara. Sada kad smo pojasnili situaciju oko spajanja, možemo prijeći na podešavanje instrumenta. Osnovna podešavanja prije početka rada uključuju odabir širine impulsa, vremena mjerenja i duljine prikaza trase. Širina impulsa predstavlja snagu kojom OTDR šalje svjetlosni signal u nit. Što je ona manja, manji je domet mjerenja, ali je veća razlučivost između dva uzastopna događaja na trasi. S obzirom na to, njezin pravilni odabir od velikog je značenja, a cilj nam je postaviti minimalnu širinu koja će biti dovoljna za što jasniji prikaz kraja niti krivulje. Na Slici 11 grafički je prikazano kako širina impulsa utječe na domet i razlučivost. Mjereno s uređajem: EXFO FTB-200/7300E Širina impulsa: 5 ns Vrijeme mjerenja: 15 s Širina impulsa: 100 ns Vrijeme mjerenja: 15 s ŠUMOVITA KRIVULJA (posljedica male širine impulsa ili prekratkog vremena mjerenja) JASNO SE RAZABIRU DVA DOGAĐAJA KUMULIRANA DVA DOGAĐAJA Slika 11 OTDR mjerenje različita širina impulsa Vrijeme trajanja mjerenja (akvizicije) direktno određuje broj impulsa svjetlosti koji će biti odaslani u nit. Što je vrijeme kraće, uređaj će poslati manje impulsa i obratno. To će za posljedicu imati manji ili veći broj prikupljenih podataka o niti, što će utjecati na kvalitetu prikaza krivulje. Dodatno, vrijeme je u svojevrsnoj korelaciji sa širinom impulsa. Naime, što je širina veća, potrebno vrijeme mjerenja je kraće i obratno. Posljedica prekratkog trajanja mjerenja manifestira se kao šum krivulje koji se s 23
udaljenošću sve više povećava. Ako sada u ovu analizu kao parametar uključimo i razlučivost, tada zaključujemo: Za određenu duljinu trase koju želimo izmjeriti, potrebno je odabrati najmanju širinu impulsa koja je dovoljna da u što kraćem vremenu mjerenja dobijemo optimalnu kvalitetu krivulje (točniji rezultat). Uzročno posljedična veza vremena trajanja mjerenja prikazana je Slikom 12. Mjereno s uređajem: EXFO FTB-200/7300E Širina impulsa: 5 ns Vrijeme mjerenja: 5 s Širina impulsa: 5 ns Vrijeme mjerenja: 45 s ŠUMOVITA KRIVULJA (poželjno produžiti vrijeme mjerenja) DULJE VRIJEME MJERENJA (uređaj šalje više impulsa u nit te samim time dobiva više informacija o niti posljedica manje šumovita krivulja) Slika 12 OTDR mjerenje različito vrijeme mjerenja Posljednji parametar iz skupa osnovnih postavki koje je nužno podesiti prije svakog mjerenja OTDR-om je duljina prikaza trase. Taj podatak mijenja iznos duljine x-osi koordinatnog sustava na kojemu će biti iscrtana krivulja. Za primjer, postavimo li ga na vrijednost 1 km, maksimalan iznos skale na x-osi bit će 1 km. Sve dok je ta duljina veća od stvarne duljine trase koju mjerimo, možemo reći da je taj podatak propisno podešen. Odnosno, ukoliko je odabrana duljina manja od duljine mjerene trase, tada OTDR neće biti u mogućnosti prikazati kraj niti tj. kompletnu trasu. Na Slici 13 je jedan takav primjer. Iz svega spomenutog proizlazi da duljina prikaza ne predstavlja domet OTDR-a, kao što bi se možda na prvi pogled pomislilo. 24
Slika 13 OTDR mjerenje različita duljina prikaza Nakon što smo obradili glavne značajke i osnove rukovanja OTDR-om, preostalo nam je ukazati na kriterije odabira optimalnog uređaja za potrebe mjerenja PON mreža. Danas na tržištu postoje deseci raznih OTDR uređaja, no samo malen broj njih uistinu može mjeriti PON mreže. Razlog tome je optički djelitelj (spliter) koji se nalazi u PON mreži, a čije gušenje u najekstremnijoj varijanti iznosi oko 20 db. Standardni OTDR-i nakon djelitelja nisu u mogućnosti prikazati nastavak trase tj. on za njih predstavlja kraj. Zbog toga se prilikom nabavke poželjno informirati i uvjeriti da je uređaj namijenjen i za mjerenje PON mreža tj. OTDR bi trebao biti PON optimiziran. Na Slici 14 prikazano je mjerenje kroz spliter 1/16 kod klasičnog i PON optimiziranog OTDR-a. Na njoj je odmah vidljivo da je trasa nakon djelitelja mjerena sa standardnim OTDR-om potpuno šumovita, odnosno za njega on predstavlja kraj. U slučaju PON optimiziranog uređaja i nakon djelitelja je vidljiva trasa koja završava propisnom refleksijom, a koja označava kraj niti. Slika 14 OTDR mjerenje kroz djelitelj PON optimizirani / standardni OTDR 25
Postoji još jedan poseban zahtjev koji se postavlja pred OTDR kada je u pitanju mjerenje u PON-u, a koji standardni OTDR ne mora zadovoljavati. Taj zahtjev je mjerenje aktivnih niti. Naime, u praksi će učestala pojava biti kvar samo jednog korisnika odnosno mogući prekid samo jedne grane izlaza djelitelja. Tada će glavno mjerenje radi otklanjanja kvara biti OTDR uređajem na valnoj duljini 1650 nm (ili 1625 nm) s integriranim širokopojasnim filtrom. Termin koji se često koristi za to mjerenje je filtrirani 1650, a niti koje njime mjerimo nazivaju se žive niti. Da pojasnimo! Kako laserski signal s mjernog uređaja ne bi radio smetnje izvoru i prijemniku aktivne opreme (OLT ili ONT), poželjno je da valna duljina na kojoj se mjeri bude što više udaljena od radnih valnih duljina PON-a. Prema ITU-T L.41 specifikacijama preporučena duljina je 1650 nm, a u praksi se za tu namjenu još koristi i valna duljina 1625 nm. Što znači integrirani filtar? Kada bi mjerili nit na kojoj postoji neki signal OTDR uređajem bez filtra, zbog relativno velike snage svjetlosti postojala bi mogućnost oštećenja osjetljive prijemne foto-diode koja se nalazi u OTDR-u. No korištenjem filtra koji propušta samo valne duljine veće od 1600 nm riješili smo tu opasnost. Signal koji putuje po niti bit će zaustavljen (prigušen), dok će signal s OTDR-a (valne duljine 1625/1650 nm) nesmetano prolaziti kroz njega. Na Slici 15 shematski je prikazana građa OTDR-a koji uz valne duljine 1310/1550 nm posjeduje i filtriranu od 1650 nm. Slika 15 Shematski prikaz OTDR-a s filtriranom valnom duljinom 1650 nm Do sada smo naveli i detaljno opisali karakteristike koje nužno mora imati OTDR namijenjen mjerenjima u PON mreži. Bez spomenutih, nije ga moguće koristiti za tu namjenu. No postoji i nekoliko sekundarnih elemenata na koje bi bilo dobro obratiti pažnju prilikom odabira OTDR-a. Karakteristike o kojima će sada biti riječi vrijede općenito za sve vrste OTDR uređaja, neovisno o aplikacijama za koje će se on koristiti. Čest pojam koji se može čuti kada se govori o OTDR-u je njegova mrtva zona. U pravilu postoje dvije vrste mrtvih zona, no pošto se ovdje neće ulaziti u 26
detalje, općenito možemo reći da je to udaljenost koja se mjeri od svakog reflektiranog događaja, unutar koje OTDR ne može prepoznati niti jedan drugi događaj. Ona je prilično važna za PON mjerenja jer su udaljenosti koje se ovdje mjere relativno male pa je poželjno da mrtva zona bude što manja. Tipična vrijednost kod današnjih OTDR-a dobrih performansi je oko 1 m ( Event dead zone za najužu širinu impulsa). Dinamika OTDR-a je još jedan od onih parametara na koji treba pripaziti kod odabira OTDR-a. Ona je definirana maksimalnom snagom koju instrument odašilje kada je odabran najširi impuls odnosno dinamika određuje kolika je najveća izlazna snaga OTDR-a. S obzirom na spomenuto, zaključujemo da njezin iznos direktno utječe na domet tj. najveću udaljenost koja se njime može mjeriti. Kako bi bili sigurni da će OTDR moći mjeriti sve tipove PON-a bez obzira na broj grana u njemu, poželjno je da dinamika na svim podržanim valnim duljinama ne bude manja od 35 db. Neke od softverskih funkcija koje još može imati OTDR, a mogu biti korisne, su: automatska detekcija makrosavijanja, automatska provjera kvalitete početnog konektoriziranog spoja te zaštita od aktivnih niti. Modeli OTDR uređaja koji se mogu pronaći na tržištu, a zadovoljavaju sve gore navedene zahtjeve su: EXFO FTB-200/7300E, EXFO AXS-110, Anritsu MT9083C, JDSU MTS-4000 OTDR, a njihove cijene se kreću od 60.000 pa sve do 100.000 kuna. 5.6 Video inspekcijska sonda (eng. Video Inspection Probe) Jedan od najvećih problema i uzroka grešaka u svjetlovodnim sustavima su nečisti ili oštećeni konektori. U prošlosti se taj problem detektirao uz pomoć alata koji se zvao optički mikroskop (eng. Fiber Microscope) te je on donedavno bio nezamjenjiv dio opreme svakoga tko se bavio optikom. Radeći na principu mikroskopa povećavao je sliku površine konektora, koja se mogla vidjeti kroz okno na njegovom kraju. Osnovni nedostatak takvog načina rada bila je opasnost od oštećenja vida ukoliko bi se kroz nit čiji konektor gledamo propustila laserska svjetlost. Unatoč tome što su današnji mikroskopi na razne načine uspjeli eliminirati taj nedostatak, kao njihova zamjena sve više se upotrebljava video inspekcijska sonda. Princip rada takve sonde bazira se na korištenju LED osvjetljenja i mini CCD kamere koja kroz seriju leća snima naličje konektora. Takva se uvećana slika konektora, čije povećanje iznosi 400 ili 200 puta, zatim prikazuje na LCD zaslonu. Ovdje je velika prednost što je 27
rasprostranjenost takvih ekrana iznimno velika te u praksi gotovo svaki mjerni uređaj za svjetlovodne sustave ima mogućnost spajanja video sonde te prikaza slike konektora na svojem zaslonu. Ovakva kompatibilnost uz činjenicu potpune sigurnosti od oštećenja vida, znatno je povećala njenu rasprostranjenost i upotrebu. Danas ona uistinu spada u osnovni alat kada je u pitanju rad sa svjetlovodnim sustavima. Dvije vodeće tvrtke koju su otišle najdalje u njihovu razvoju su JDSU-Westover i EXFO, a financijski izdaci za tipičnu sondu iznose od 5.000 do 8.000 kuna. Na Slici 16 prikazani su primjeri dviju sondi i mikroskopa. Slika 16 Primjeri video inspekcijskih sondi i optičkog mikroskopa Rukovanje video sondom je u principu vrlo jednostavno. Jedino na što treba obratiti pozornost je tip konektora koji se pregledava. Naime, na vrhu sonde postoje metalni nastavci (adapteri) koji su različiti u ovisnosti o parametrima kao što su: (U)PC ili APC tip ferule, vrsta konektora, izvedba konektora itd. Samo za predodžbu, postoji više od 50 vrsta spomenutih vrhova te treba biti upućen koji se upotrebljava u koje svrhe. Nakon što smo ga pravilno odabrali i spojili, sondu priključimo na mjerni uređaj, zasebni ekran ili PC računalo, a slika koju on snima prikazuje se na zaslonu. Istu tada možemo spremiti kako bismo ju mogli koristiti za dokumentacijske svrhe. Danas najnoviji uređaji posjeduju softverske programe koji uz pomoć matrica i algoritama analiziraju sliku te u ovisnosti od rezultata prikazuju podatke o stanju konektora (dobro/loše). Na Slici 16 dani su prikazi tri stanja konektora snimljeni video sondom: potpuno čisti, nečisti i oštećeni. 28
Slika 16 Konektori snimljeni video inspekcijskom sondom 5.7 Izvor vidljive svjetlosti (eng. Visual Fault Locator VFL) Još jedan predstavnik standardne opreme kada je u pitanju rad na svjetlovodnim sustavima je i izvor vidljive svjetlosti. Ovaj alat sačinjava LED dioda koja je integrirana u neku vrstu kućišta, a kao izvor koristi baterijsko napajanje. Vidljiva svjetlost je intenzivno crvene boje, valne duljine od 635 do 650 nm. Izlazna snaga LED-a kreće se oko 1 mw što je dovoljno da svjetlost u jednomodnim nitima dosegne udaljenost do maksimalno 5 km. Najrasprostranjenija izvedba je u obliku olovke koja na svom vrhu gdje se nalazi dioda ima univerzalan nastavak (ili adapter) koji prihvaća sve tipove konektora. Česta je pojava da se VFL integrira i u same optičke mjerne instrumente te na taj način uklanja potrebu za bilo kakvim vanjskim oblikom ovog alata. Slika 18 prikazuje nekoliko tipova VFL-a koji se mogu naći na tržištu, a čije cijene se kreću oko 1.500 kuna. Slika 18 Primjeri nekoliko tipova izvora vidljive svijetlosti 29
Koja je svrha ovog alata odnosno vidljive svjetlosti? Ukratko, služi za brzo pronalaženje grešaka na svjetlovodnim nitima. Njegova uloga je kvantitativna detekcija potencijalno problematičnih lokacija na niti. Naime, kad crvenu svjetlost propustimo kroz niti, u normalnim okolnostima ona na plaštu neće uzrokovati nikakve vidljive promjene, već će na izlazu iz niti sva svjetlost koja nije prigušena izaći van, manifestirajući se kao crvena točka. To svojstvo koristimo kako bi provjerili da li početak i kraj niti uistinu korespondiraju sa željenom trasom tj. da nije došlo do zamjene niti. Ukoliko je na niti došlo do fizičkih anomalija, crvena svjetlost će kroz plašt na toj točci izlaziti van. Ovo svojstvo koristi se kod traženja makrosavijanja na trasi, zatim za brzu provjeru termičkog spajanja dviju niti (provjera splicea ) te oštećenja konektora. I na kraju napomena koja se odnosi na domet VFL-a: na jednomodnim nitima vidljiva svjetlost doseže udaljenosti od 4 km do 7 km, dok u multimodnim ta udaljenost iznosi od 2 km do 5 km. Slika 19 prikazuju upotrebu VFL-a. Slika 19 Upotreba izvora vidljive svjetlosti 30
5.8 Identifikator prometa u niti (eng. Live Fiber Detector ili Fiber Identifier) Zamislimo slučaj u kojem je nit na krajevima trase konektorizirana, a nama je zadatak odrediti prisutnost signala u njoj bez odspajanja krajeva. Takav slučaj dešava se kada želimo na niti obaviti, na primjer karakterizaciju OTDR uređajem, a nismo sigurni u postojanje prometa na njoj. Korištenjem bilo kojeg od prethodno opisanih mjernih uređaja ili alata takvu dijagnozu nije moguće dati. Za tu namjenu potreban nam je uređaj koji se zove Identifikator prometa. On koristi negativno svojstvo vlakna - osjetljivost na makrosavijanje. Naime, uslijed savijanja niti, ukoliko se u njoj nalazi signal, jedan mali dio zrake izlazi kroz omotač u okolinu. Uz pomoć detektorske foto-diode na temelju sakupljenog signala uređaj određuje da li je nit aktivna ili ne. Dodatno, većina uređaja ima mogućnost određivanja snage signala, ukoliko on postoji, zatim modulacije koja se koristi te smjera iz kojeg promet dolazi - mjesto izvora signala. U praksi je stvar nešto složenija te iz tog razloga greške koje se mogu javiti, odnosno tolerancija u rezultatu zna biti prilično velika. Razlog tome leži u činjenici što postoje razne debljine kabela (3 mm, 1.6 mm, 900 µm), a i sam omotač može imati razne boje. Sve to utječe na rezultat mjerenja pa to treba imati na umu prilikom očitavanja vrijednosti. Inače, postupak rada sa samim uređajem je iznimno jednostavan, nit se umetne u posebne škare ili utor koji je namijenjen za njen prihvat te se povuče poluga koja savine nit (ili to radi step motor ugrađen u uređaj). Nakon desetak sekundi uređaj pokaže rezultate mjerenja. Slika 20 Primjeri Identifikatora niti 31
Na Slici 20 nalaze se neki od predstavnika Identifikatora niti koji se danas mogu naći na tržištu (EXFO LFD-250B, JDSU FI-10, Noyes OFI 400). Cijene se kreću u rasponu od 5.000 kn do 20.000 kn u ovisnosti od opcija koje posjeduju. Parametri na koje bi bilo dobro obratiti pažnju prilikom kompariranja uređaja su svakako debljina niti koje uređaj može prihvatiti, raspon snage mjerenja (tipično -30dBm do + 20dBm) te vrlo bitan podatak, koliko gušenje dodaje sam uređaj na pojedinim valnim duljinama. Ovaj podatak se kreće u rasponu od 0.5 db do 1.5 db, za valnu duljinu 1550 nm. Naravno, nama je u interesu da u našu trasu unesemo što manje gušenje tako da potencijalni sustav u slučaju rada ima što manje smetnje i minimalnu mogućnost prekida. 5.9 Ethernet tester Svi do sada opisani uređaji i alati imaju jednu zajedničku karakteristiku: mjerenja izvode na fizičkom sloju svjetlovodnoj niti. Rezultat takvih mjerenja uglavnom je bio vezan za fizikalna svojstva same niti i kvalitetu spojnog puta. Ukoliko barem jedan od ova dva parametra nije zadovoljio, dolazilo je do degradacije rezultata mjerenja. Drugu skupinu uređaja čine mjerni instrumenti koji analiziraju promet koji prolazi fizičkim medijem, u ovom slučaju svjetlovodnom niti. Ti se instrumenti zovu protokol analizatori i mjere na višim slojevima ISO OSI modela. Upravo zbog te činjenice rezultati mjerenja mogu i ne moraju biti podložni utjecaju raznih vrsta degradacija na fizičkom sloju. U tu skupinu instrumenata spada i uređaj za testiranje Ethernet prometa kojega još zovemo Ethernet tester. Konkurencija na tržištu što se tiče takvih instrumenata je iznimno velika i slobodno možemo reći da postoje deseci različitih uređaja koji u manjoj ili većoj mjeri obavljaju isti posao. Zavisno od same izvedbe (kućište, ekran, dimenzije) i naravno funkcionalnosti, cijene im se kreću od 20.000 kn do 50.000 kn, pa i više. Neki od popularnijih modela su: JDSU HST-3000 Ethernet, JDSU SmartClass Ethernet, EXFO AXS-850, EXFO FTB-8510B, VeEX MX1x0, Sunrise SunLite GigE itd. Za detaljnu analizu funkcionalnosti, performansi i principa rada moglo bi se napisati desetke stranica o ovome tipu instrumenta, no ovdje će se samo ukratko dotaknuti one najbitnije crte koje su primarne za njegovu upotrebu u PON mrežama. Ako krenemo od sučelja, uređaj mora imati barem jedno optičko sučelje za brzine od 1 Gbit/s (GigE Interface) te barem jedno električko sučelje za brzine do 1 Gbit/s 32
(10/100/1000 Base-T). Kod optičkog sučelja koriste se izmjenjivi SFP moduli (SX, LX i ZX) dok se kod električkog koristi RJ-45 priključak. Osnovne funkcije odnosno mjerenja koja mora podržavati su: PING ili IP povezivanje, BERT testiranje i RFC- 2544. PING je najstarija i najjednostavnija metoda kojom se može utvrditi postojanje veze između odredišne i početne lokacije (adrese). U današnje vrijeme taj način provjere je nedostatan i ne može nam puno reći o stanju same mreže. BERT testiranje također potječe iz davnih dana i preuzeto je iz SDH svijeta, a njegova je namjena provjera integriteta i kvalitete (performansi) uspostavljene veze. Princip je da se u ovom slučaju u Ethernet mrežu šalju paketi s unaprijed definiranim rasporedom bitova, koji se zatim iz mreže primaju natrag. Ono što se mjeri je broj bitova koji su se izgubili putujući kroz mrežu. Tipična vrijednost koja zadovoljava današnje kriterije je BER od 10-9, što znači da će mreža 99.999% vremena raditi s gubitkom od 10-9 bita. Taj podatak je jedan od onih koji određuje kvalitetu usluge (QoS) te bi ga operater trebao predočiti kupcu. Princip mjerenja je da se na jednom kraju mreže postavi tester s definiranim BERT postavkama, a na drugom kraju se postavi uređaj (Loop Back Device) koji primljene pakete vraća natrag prema testeru. Vrijeme trajanja testa određuje sam operater proizvoljno, a preporučeno je minimalno 24 satno testiranje. RFC-2544 je metodologija mjerenja standardizirana od strane IETF tijela koja je namijenjena za mjerenje i uspoređivanje karakteristika mrežne opreme. U nedostatku prikladnijeg načina validacije same mreže, ova je metoda postala standard i pojam kada se govori o testiranju neke Ethernet mreže. Testovi obuhvaćeni RFC-2544 standardom su: propusnost (eng. throughput), back-to-back, gubitak paketa (eng. frame loss) i latencija (eng. latency). Ukratko, propusnost se definira kao maksimalni broj okvira u sekundi koji testirani uređaj (mreža) može prihvatiti bez njihova odbacivanja (jedinica Mbit/s ili % od maksimalne brzine). Back-to-back test mjeri broj okvira koje testirani uređaj (mreža) može prihvatiti bez odbacivanja, ako koristimo maksimalnu brzinu prijenosa (jedinica je broj okvira ili % od ukupno poslanog broja). Gubitak paketa je vrlo bitan podatak za aplikacije koje se odvijaju u realnom vremenu, a može se predočiti kao obratna propusnost. Mjeri se na način da instrument šalje promet s najvećom brzinom prijenosa, a prati se broj okvira koje testirani uređaj (mreža) odbacuje. Rezultat se izražava kao postotak odbačenih okvira. Posljednje od četiri mjerenja u RFC-2544 testu je kašnjenje (latencija) koja govori koliko je vremena 33
potrebno okviru da prođe put od početne do odredišne lokacije kroz mrežu. To vrijeme je izraženo u ms ili µs. Parametar koji je bitno odrediti prije samoga početka RFC-2544 mjerenja je širina okvira koja može biti ili definirana standardom (64, 128, 256 bytea...) ili korisnički definirana. O njihovom odabiru direktno će ovisiti vrijeme trajanja testa koje će biti u granicama od 20 min do 4 sata. Neke od opcija i dodatnih funkcionalnosti koje je poželjno imati podržano od strane Ethernet testera su: Dvosmjerno / asimetrično RFC-2544 mjerenje, Fibre Channel FCx testiranje, podržani MPLS, VLAN i Q-in-Q, podržano IPv6 adresiranje, generiranje više paralelnih tokova podataka (Multiple Streams Generation). U detalje gore spomenutih opcija neće se ulaziti već su one nabrojane kako bi se stekao uvid u široki spektar funkcionalnosti koje ovakvi testeri mogu imati. Na samom početku govora o RFC-2544 testiranju rečeno je kako u stvari ne postoji standard koji bi definirao testove koji su prilagođeni današnjim uslugama prijenosa podataka, govora i video sadržaja. Odnedavno se i to promijenilo. ITU-T Y.156sam standard koji je doživio svoju početnu, neslužbenu verziju, kompletno mijenja metodologiju i način mjerenja modernih mreža baziranih na Ethernet standardu. EtherSAM metodologiju, kako je komercijalno zovu, počeli su već implementirati u svoje mjerne instrumente neki od vodećih svjetskih proizvođača. Stoga budućnost Ethernet mjerenja najvjerojatnije leži u instrumentima koji će podržavati ovaj standard. 34
6. IZGRADNJA PON MREŽE 6.1 Faze u izgradnji mreže i financijski aspekti Realizacija svakog velikog projekta zavisi od bezbroj parametara koji su direktno ili indirektno povezani s vremenom potrebnim za njegov završetak te količinom rada odnosno novca utrošenog u njega. U našem slučaju projekt kojim se bavimo je izgradnja optičke pasivne mreže, a parametar koji nas zanima je mjerenje mreže tijekom njenog cijelo-životnoga vijeka. Kako bi lakše detaljizirali zadani si cilj, životni vijek PON mreže podijelit ćemo u tri logičke cjeline. Te cjeline ili, kako ćemo ih dalje zvati, faze su određene gledajući s aspekta mjerenja u mreži i kronološki su slijedive. To bi značilo da se jedna nastavlja na drugu i nije moguć početak sljedeće ako prethodna nije finalizirana. Prva od njih tri je izgradnja pasivne infrastrukture, zatim slijedi puštanje u rad (aktivacija usluge), a posljednja je održavanje kompletne mreže. Na Slici 21 nalazi se grafički prikaz spomenutih faza, koji će u nastavku biti detaljnije objašnjen. KOLIČINA POSLA NOVAC Slika 21 Financijski aspekti u fazama izgradnje mreže Ordinatna os predstavlja vrijeme, dok apscisa predstavlja količinu posla odnosno novca potrebnog za realizaciju. Kao što se vidi, izgradnja infrastrukture zahtijeva najveći angažman u vidu uloženoga rada i vremena, a samim time i financijski je najzahtjevnija. Druga faza - puštanje u rad, u idealnom slučaju trebalo bi biti vremenski što kraće ili uz uvijek moguće probleme, malo se odužiti. To produženje direktno je vezano uz kvalitetu obavljenog posla prethodne faze. Sredstva potrošena za ovu fazu su manje više konstantna i čine manji dio ukupnog troška. Održavanje mreže čini treću fazu koja traje cijelo vrijeme njene eksploatacije tj. do kraja životnog 35
vijeka mreže. Ono obuhvaća redovno održavanje, preventivno održavanje i otklanjanje nastalih grešaka. Zbog strukture same PON mreže za redovno i preventivno održavanje ne treba ulagati značajnija financijska sredstva. Potencijalno najveći problem može se javiti kod otklanjanja grešaka. Idealan slučaj bi bio kada grešaka u samoj eksploataciji uopće ne bi bilo. U stvarnosti to naravno da nije moguće, no zato težimo da se one svedu na što je moguće manju mjeru. Ako gledamo samo sa financijskog aspekta, tada sve do sada rečeno možemo svesti u tri rečenice. Prilikom izgradnje PON mreže želje su da uz minimalnu kapitalnu investiciju (CAPEX) imamo minimalne operativne troškove (OPEX). Rezultat s kojim bismo bili zadovoljni bio bi da uz optimalan CAPEX, dobijemo i optimalan OPEX. Najgora varijanta koja nam se može desiti je da uz minimalni CAPEX, imamo ogroman OPEX. Na prvi pogled se možda ova posljednja varijanta ne čini tako loša, no dokazano je da je ona definitivno financijski najneisplativija. Ako sada stvari sagledamo s tehničkog aspekta, veliki OPEX znači da je mreža koju smo sagradili loša, bilo pogreškama u projektnom smislu, bilo pogreškama u izvođenju i realizaciji same gradnje te puštanju u rad. Najbolji način na koji ćemo smanjiti te pogreške je pojačana kontrola. Ona će osigurati visoku kvalitetu izvedenih radova, što ima za posljedicu mali broj grešaka, što opet povlači smanjenje operativnih troškova. Kontrola pak u ovom projektu znači definirati što je više kontrolnih točaka na kojima će se adekvatnom mjernom opremom vršiti provjera trenutnog stanje mreže. Dokazano je da što je više mjerenja u fazi izgradnje i puštanja u rad, to će potreba za operativnim održavanjem biti manja. Suprotno tome, praksa pokazuje kako se mjerenja u većini slučajeva doživljavaju kao nepotrebni trošak koji se pokušava svesti na minimum. Takav način razmišljanja nije dobar i može dovesti do nesagledivih posljedica za samu mrežu. Upravo zbog toga treba povećati svijest o mjerenju, kao o jedinom pravom načinu kontrole koji će u konačnici značiti bolju kvalitetu mreže, smanjiti trošak održavanja, a samim time i trošak ukupne investicije. 36
6.2 Izgradnja (pasivne) infrastrukture U prethodnom poglavlju projekt pasivne optičke mreže razdijeljen je na logičke cjeline te je načinjen financijski presjek njegove realizacije. Ovdje će biti riječi o prvom i najopsežnijem dijelu koji pokriva kompletnu izgradnju pasivnog dijela mreže. Jasno je da se neće ulaziti u detalje već je cilj u osnovnim crtama obuhvatiti glavnu opremu i radnje koje su potrebne za izvođenje. Još jednom se napominje da je arhitektura mreže, principi gradnje i oprema svojstvena hrvatskom modelu izgradnje PON infrastrukture, a koju provodi Hrvatski telekom. Prema tom modelu, kompletnu mrežu možemo podijeliti na tri cjeline: centrala, mrežni dio i kućna instalacija. Centrala obuhvaća područje objekta u kojemu se nalazi OLT aktivna i prespojna pasivna oprema. Kućna instalacija razlikuje se u ovisnosti o broju ONT korisničkih uređaja na toj lokaciji. Tako razlikujemo kućnu instalaciju u višekatnim objektima (zgradama) i obiteljskim kućama. Mreža sadrži svu pasivnu opremu obuhvaćenu područjem od izlaza iz centrale do ulaza kućne instalacije. Detaljniju analizu sa svim pripadajućim elementima pojedine cjeline bazirati ćemo na dvije varijante koje su prikazane Slikom 22. 37
DJELITELJ SPREŽNIK Slika 22 Varijante u izgradnji pasivne infrastrukture u zavisnosti od vrste objekta u kojemu se nalazi korisnička terminalna oprema 38
Osnovnu razliku između VARIJANTE 1 i VARIJANTE 2 čini smještanje optičkog djelitelja/sprežnika u arhitekturi same mreže. No krenimo redom! U centrali započinjemo s OLT-om koji je s jedne strane Ethernet vezom spojen na sučelja za usluge (govor, podaci, video). S druge strane može, i ne mora (zavisno od projekta) biti spojen na optički djelitelj/sprežnik 1:2. Njegova uloga je sljedeća: Svaki izlazni port s OLT kartice može opsluživati do 32 korisnika, no softverskom nadogradnjom vrlo lako se taj broj može povećati na 64. Ubacivanjem djelitelja pred sam ulaz u OLT te trenutnim zauzimanjem samo jednog njegovog izlaza, načinjena je rezerva za budućnost s kojom će biti moguće dvostruko povećati kapacitet jedne kartice OLT uređaja. Takovo proširenje planirano je samo za područja koja potencijalno gravitiraju većem broju korisnika. Izlaz iz djelitelja (ili direktno s OLT kartice) prespojnom vrpcom povezuje se na glavni optički razdjelnik (GOR) te eventualno na međurazdjelnik. Međurazdjelnik se koristi u situaciji kada se svjetlovodni kabel koji dolazi iz mreže u objekt centrale ne nalazi u istoj prostoriji gdje je smještena aktivna oprema i GOR. Tada on predstavlja svojevrsno sučelje koje je sa GOR-om povezano svjetlovodnim kabelom za unutarnju primjenu (eng. Interfacility Fiber Cable - IFC). Svi konektorizirani spojevi u centrali izvedeni su pomoću LC/APC konektora izuzev izlaza iz OLT-a koji ima LC/PC konektor. Mreža započinje s izlazom iz centrale i obuhvaća područje sve do ulaza kućne instalacije. Iz centrale izlazi svjetlovodni kabel za vanjsku primjenu s do 288 niti koje se na pojedinim mjestima termički spajaju. Ta spojna mjesta nalaze se u spojnicama (eng. Fiber Splice Enclosure). Veličina spojnice ovisi o količini niti koje prolaze kroz nju. Slikom 23 prikazani su primjeri spojnica. Slika 23 Primjeri spojnica 39
Sada dolazimo do dijela kada nastupa razlika između VARIJANTE 1 i 2 tipa mreže. Naime, u zavisnosti o tome radi li se o već prije spomenutim obiteljskim objektima ili višekatnicama, u mreži unutar spojnice mogu biti postavljeni djelitelji/sprežnici. Kada želimo pokriti ruralna područja naseljena obiteljskim kućama, tada se postavljanjem djelitelja unutar spojnice omogućuje širenje mreže na veće geografsko područje pri čemu svaka od kuća dobiva po jednu nit. Djelitelji koji se najčešće upotrebljavaju za tu svrhu su 1:4, 1:8 i 1:16, a njihova integracija ostvaruje se termičkim spajanjem sa nitima u kabelu. Veličina i gustoća naseljenosti gradova i općina u RH uzrokovali su da udaljenost mrežnog djela (u bilo kojoj varijanti mreže) ne prelazi više od 5 km. Kritične točke mrežnog dijela su definitivno varena spojna mjesta odnosno spojnice, koje se u hrvatskoj smiještaju podzemno u šahtovima te su kao takve podložne vanjskim atmosferskim utjecajima. Kućna instalacija predstavlja završnu točku spajanja. Ona započinje ulaskom u prostor kuće/zgrade/objekta koji nije više pod ingerencijom telekomunikacijskog operatera već je u vlasništvu jedne ili više stanara/osoba koji su zaduženi za planiranje, projektiranje, izgradnju i održavanje istih. Pojednostavljeno rečeno, nadležnost Telekom operatera prestaje spajanjem kabela na izvodni/priključni telekomunikacijski ormar u objektu. Upravo ta činjenica stvara dosta problema i ograničava djelovanje u tom prostoru. Radi toga je uveden niz pravila i smjernica koje reguliraju izgradnju i adaptaciju kućnih instalacija. Mi ćemo se u ovom radu usredotočiti tj. opisati slučajeve koji će biti u primjeni kod najvećeg broja objekata. Najjednostavnija izvedba je kod obiteljskih kuća (Varijanta 1). Tada se djelitelj nalazi izvan objekta, negdje u mreži, a svjetlovodni kabel ili samo nit ulaze u objekt i spajaju se na GRO. Od ove točke prema priključnoj kutiji na zidu spaja se ili predkonektorizirani kabel (eng. pigtail) ili prespojni kabel. Spoj s terminalnom opremom (OLT-om) izvodi se pomoću prespojnog kabela (G.657A). Slika 24 prikazuje takvu situaciju. 40
OBJEKT (KUĆNA INSTALACIJA) STAN SK 4/8 niti G R O PRESPOJNI ILI PREDKONEKT. KABEL 10 70 m PRIKLJUČNA KUTIJA Prespojni k G.657A do 10 m O N T Slika 24 Kućna instalacija obiteljske kuće (VARIJANTA 1) Kod Varijante 2 situacija je nešto složenija. Kao što smo već prije rekli, ona se koristi kod višekatnih objekata i to na sljedeći način. Ako se radi o manjim objektima s desetak korisnika, tada u kućnoj instalaciji ne postoji etažni ormarić (EO), a djelitelj/sprežnik se postavlja u GRO. Izlazi iz djelitelja (tipično 1:32) termički se spajaju predkonektoriziranim kabelima koji na svojim krajevima imaju LC/PC konektore. Ti kabeli se po katovima provlače nadžbukno po kanalicama ili podžbukno u slučaju da ima dovoljno mjesta u cijevima. Bitno za naglasiti je da se sa kabelom (niti) dolazi do pred vrata korisnika gdje se smješta konektor, a tek u sljedećoj fazi (aktivacije korisnika) izvodi se spajanje prespojnim kabelom od te točke do priključne kutije na zidu korisnika ili direktno do ONT uređaja. (Slika 25) OBJEKT (KUĆNA INSTALACIJA) STAN G R O SK 12/24 niti DJELITELJ SPREŽNIK 1 : 32 Predkonekto. kabel 10-50 m Prespojni k do 10 m PRIKLJUČNA KUTIJA Prespojni k G.657A O N T Slika 25 Kućna instalacija manje zgrade (VARIJANTA 2) 41
U slučaju zgrada s većim brojem korisnika (> 20) za pretpostaviti je da neće biti dovoljan samo jedan djelitelj/sprežnik unutar objekta. U tom slučaju topologija se nešto mijenja te se na svakih nekoliko katova dodaje po jedan etažni ormar (EO) u kojeg se tada smješta djelitelj. Njegovi izlazi termički su spojeni s pretkonektoriziranim kabelom koji se postavlja sve do pred vrata korisnika. Analogno prethodnom slučaju, pred stanom korisnika ostavlja se LC konektor koji čeka postupak aktivacije. Vertikalno spajanje GRO-a s etažnim ormarima izvodi se pomoću mikroinstalacijskih kabela koji su na krajevima također termički spajani, jedan na ulaz djelitelja, a drugi direktno na kabel koji dolazi iz vanjske mreže. Ova varijanta prikazana je Slikom 26. Slika 26 Kućna instalacija veće zgrade-neboderi (VARIJANTA 2) 42
6.3 Puštanje u rad aktivacija usluge U prvoj fazi, izgradnji pasivne infrastrukture, stvoreni su preduvjeti kako bi korisnik koji želi uvesti usluge bazirane na PON tehnologiji, u najkraćem roku to i ostvario. Svjetlovodna nit je kod rezidencijalnih korisnika (višekatnica) dovedena do pred vrata stana, dok je u ruralnim područjima - obiteljskim kućama, dovedena do glavnog telekomunikacijskog razdjelnika na objektu. Faza puštanja u rad i u jednom i u drugom slučaju prvo podrazumijeva dovođenje niti do priključne kutije u stanu korisnika, a zatim spajanje terminalnog uređaja (ONT-a). Povezivanje se u oba slučaja vrši konektoriziranim prespojnim kabelom (G.657A) koji je otporan na mehanička opterećenja. Izlazi iz ONT-a, u slučaju odabira cijelog paketa usluga (Triple Play), spajaju se na računalo, televizor (ili Set Top Box) te telefon. Ove veze ostvarene su UTP kabelom s RJ-45 konektorima ili u slučaju telefona, paricom i RJ11 konektorima. Završna radnja je sama aktivacija usluge koja se obavlja na terminalu u centrali. Iz prethodno opisanoga zaključujemo da ova faza, kao što je već bilo rečeno u Poglavlju 6.1, ne zahtijeva velika materijalna sredstva, resurse i vrijeme. Slika 27 prikazuje opisani postupak puštanja usluge u rad na lokaciji krajnjeg korisnika. Slika 27 Faza puštanja u rad aktivacija usluge Veliku ulogu u ovoj fazi ima i aktivna oprema čija pravilna podešenost garantira minimalne problema tijekom aktivacije. Hrvatski telekom je za GPON dobavljače aktivne opreme odabrao tvrtke Ericsson i Huawei. I jedan i drugi proizvođač spadaju u sam svjetski vrh kada govorimo o pasivnim optičkim mrežama. Kako bi barem malo dotakli pojmove i karakteristike aktivnih elemenata, u nastavku slijedi nekoliko rečenica o Ericsson OLT i ONT opremi korištenoj u Hrvatskoj. 43
Ericsson EDA 1500, naziv je OLT platforme smještene u centrali. Ovaj sustav uz standardne Triple Play usluge podržava i najnovije poput višestrukog istovremenog slanja HDTV signala ili igranja igrica u realnom vremenu. Karakteristike sustava su: 10 Gbit/s sučelje prema mreži 2.5/1.2 Gbit/s sučelje na svakom portu kartice prema korisnicima mogućnost spajanja do 3584 korisnika na jednu platformu ugrađeni preklopnik (switch) brzine 320 Gbit/s za opsluživanje punog kapaciteta sustava DBA (Dynamic Bandwidth Allocation) i QoS napredna 128-bitna enkripcija. Kao korisnička terminalna oprema upotrebljava se ONT uređaj oznake T063G. To je uređaj za unutarnju primjenu koji je u skladu s ITU-T G.984 standardom, a podržava kompletan spektar usluga: prijenos govora (VoIP), videa (IPTV) i podataka (Data) brzinama od 2488/1244 Mbit/s (silazna/ulazna). Neke od osnovnih karakteristika su: mrežno sučelje prema OLT-u optičko klase B+, SC/APC konektor odašiljač DFB laserska dioda, valne duljine 1310 ±50 nm, snage +5 dbm prijemnik APD tip, valne duljine 1490 ±10 nm, osjetljivosti -28 dbm IPTV podrška 128 istovremenih multicast tokova, unicast VoD VoIP podrška SIP ili H.248 signalizacija, standardno kodiranje G.711 izlazna Ethernet sučelja 4x 10/100/1000Base-T s RJ-45 konektorima izlazna POTS sučelja 2x POTS sučelje s RJ-11 konektorima. Na Slici 28 prikazana je Ericsson OLT i ONT aktivna oprema. 44
ONT uređaj ERICSSON T063G OLT uređaj ERICSSON EDA 1500 Slika 28 Ericsson ONT i OLT uređaji 6.4 Održavanje mreže Svako održavanje, pa tako i PON mreže, obuhvaća procedure i radnje koje se odrađuju za vrijeme eksploatacije mreže, pa sve do kraja životnog vijeka. Po tome se već može zaključiti kako ova faza što se tiče vremenskog perioda može trajati i nekoliko desetaka godina. Ono što je njome obuhvaćano su redovna tj. preventivna održavanja te intervencije usmjerene na reparacije grešaka koje nastanu za vrijeme rada. Dodatno, kao posebnu kategoriju treba spomenuti i buduću nadogradnju sustava/mreže. Naravno da takve intervencije u mrežu ne mogu biti planirane na samom početku životnog vijeka, ali obzirom na brzo starenje tehnologija u telekomunikacijama svakako s time treba računati. Kako se kompletna infrastruktura mreže gradila od samog početka, a vijek trajanja pasivnog dijela koji dominira mrežom je dulji od 20 godina, redovnog održavanja mreže gotovo da i nema. Najslabija karika po pitanju izdržljivosti je upravo aktivna oprema, odnosno točnije rečeno laseri u OLT-u i ONT-u. Što se pak tiče interventnog održavanja, situacija je nešto drugačija. Arhitektura PON mreže te loše mehaničke karakteristike svjetlovodnih niti glavni su uzroci velikog broja potencijalnih problema koji se mogu javiti na pasivnom dijelu PON mreže. Za primjer možemo uzeti presijecanje svjetlovodnog kabela od 256 niti, koje se zna dogoditi prilikom infrastrukturnih građevinskih radova. U PON arhitekturi, ako svaka nit ulazi u djelitelj 45
1:32 teoretski se tim činom prekida veza s više od osam tisuća korisnika! Otklanjanje odnosno popravak ovakvog kvara zahtijeva intervenciju koja će trajati najmanje 15 sati. Upravo su ove brojke najbolji pokazatelj važnosti pravovremene detekcije kvara, razrađenih i uhodanih procedura djelovanja u takvim situacijama i uvježbanih timova koji će u najkraćem roku kvar otkloniti. Dio koji će nas u ovome radu zanimati odnosi se na samu detekciju i lokalizaciju kvara. Metode i načini bit će opisani u Poglavlju 7.4. 46
7. MJERENJA U PON MREŽI 7.1 Kratak pregled mjerenja U prethodnom poglavlju predstavljene su logičke cjeline životnog ciklusa PON mreže. Ta podjela je samo jedna od mogućih, a koja je odabrana ako gledamo sa stajališta mjernih metoda i mjerenja koja se izvode prije, za vrijeme i poslije izgradnje PON mreže. Stoga se sva mjerenja mogu grupirati u tri cjeline, prikazane piramidom na Slici 29. Slika 29 Pregled mjerenja u PON mreži ovisno o fazama njezine izgradnje Podnožje piramide predstavlja mjerenja u fazi izgradnje mreže, kojih brojčano ima najviše te samim time zahtijevaju najviše mjerne opreme, vremena i radnog angažmana. Zatim slijede mjerenja prilikom puštanja u rad odnosno nakon aktivacije same usluge, dok je vrh piramide rezerviran za održavanje mreže. U njega je uključen sustav za nadzor mreže, te mjerenja koja su potrebna za detekciju i otklanjanje kvarova. Već prije je spomenuto kako postoji svojevrsna korelacija između njih: što se više i kvalitetnije mjeri u fazi izgradnje, to će dovesti do manje kvarova i potrebe za mjerenjima u fazi održavanja. Svi mjerni instrumenti koji će se koristiti za testiranje, detaljno su opisani u Poglavlju 5. 47
7.2 Mjerenja za vrijeme Izgradnje mreže Topologija PON mreže Hrvatskog telekoma osmišljena je kako bi što više sačuvala optički budžet i smanjila troškove konektoriziranih spojeva u pasivnom djelu mreže. Naime, većina spojeva u mreži, uključujući i one na djelitelju/sprežniku, izvedena je termičkim spajanjem što u konačnici dovodi do manjeg gušenja ukupne trase. No s druge strane, upravo je to uzrok postojanju samo dvije / tri mjerne točke u cijeloj mreži te su na taj način prilično smanjene mogućnosti i metode mjerenja. Općenito, sa stajališta mjerenja poželjno je imati što više mjesta na kojima se može spojiti mjerna oprema. Slika 30 topološki prikazuje mrežu i njezine mjerne točke u fazi izgradnje. Slika 30 Mjerne točke prilikom izgradnje PON mreže (HT model mreže) Ciljevi koje želimo postići mjerenjima prilikom izgradnje mreže su sljedeći: određivanje gušenja kompletne trase, određivanje povratnog gušenja kompletne trase, određivanje gušenja i udaljenosti do djelitelja/sprežnika, određivanje ukupne duljine trase, karakterizacija kompletne trase, dokaz o spajanju izlaza iz djelitelja s njemu pripadajućim korisnikom, eventualna provjera stanja konektora u centrali i kod korisnika. Mjerni instrumenti i oprema koja je potrebna da bi se ostvarili zadani ciljevi: multifunkcionalni tester gušenja i povratnog gušenja, optički reflektometar, video inspekcijska sonda, izvor vidljive svjetlosti, identifikator prometa u niti. 48
U nastavku slijedi nekoliko napomena koje će dodatno pojasniti eventualne nedoumice prije početka samih mjerenja. Sva mjerenja koja se obavljaju u fazi izgradnje mreže izvode se na neaktivnim nitima tj. mreža koja se mjeri je tzv. mrtva mreža. Glavni preduvjet koji mora biti ispunjen za ova mjerenja je kompletna izgrađenost mjerene trase. To znači da imamo kontinuitet niti od centrale, gdje se nalazi jedan konektorizirani kraj (LC/APC konektor), kroz djelitelj (ili više njih) pa sve do objekta korisnika gdje se nalazi drugi konektorizirani kraj (LC/PC konektor). Unatoč tome, praksa i situacija na terenu zna biti i nešto drugačija. Ukratko, pošto je izgradnja kućne instalacije u višekatnim objektima, što zbog pravne regulative, što zbog same izvedbe najzahtjevniji dio posla, Hrvatski telekom je omogućio neovisnu, sekcijsku gradnju mreže. To znači da se kućna instalacija može graditi vremenski neovisno od ostatka mreže. U konačnici, svakako će doći do njezinog spajanja na preostali dio mreže pa što se tiče samih mjerenja nema nekih promjena. Koraci prilikom izvođenja mjerenja: 1. Izvorom vidljive svjetlosti provjeravamo da li je svaki izlaz na djelitelju spojen s točno pripadajućim korisnikom (za ovu provjeru moguće je korištenje Identifikatora prometa u nitima s jedne i laserskog izvora s druge strane) 2. Video inspekcijskom sondom provjerava se stanje optičkih konektora (kod korisnika i u centrali) 3. Multifunkcionalnim testerima gušenja i povratnog gušenja izmjeri se gušenje i povratno gušenje kompletne trase (centrala korisnik) 4. Optičkim reflektometrom načini se karakterizacija kompletne trase čime dobivamo udaljenost trase, udaljenost do djelitelja/sprežnika i njegovo gušenje 49
7.2.1 Korak 1 - Korištenje izvora vidljive svjetlosti (ili Identifikatora prometa u niti i laserskog izvora) Kako bismo što lakše objasnili potrebu za provjerom niti izvorom vidljive svjetlosti, poslužit ćemo se primjerom. Zamislimo da prema projektnoj dokumentaciji mreže stoji da izlaz iz djelitelja broj 3 pripada korisniku oznake L. No prilikom spajanja niti na djelitelju je došlo do zamjene te je umjesto korisnika L na taj izlaz spojen korisnik D. Nikakvo mjerenje niti provjera nakon izgradnje nije obavljeno pa se ta greška nije niti detektirala. Nakon eksploatacije dogodi se problem i korisnik L prijavi grešku. Metodama koje će biti opisane u narednim koracima utvrdimo da je došlo do puknuća niti između korisnika i djelitelja. Sljedeći korak je popravak odnosno zamjena te niti što znači da je moramo prekinuti na varenom spoju kod djelitelja, točnije prerezati izlaz broj 3. Tim činom, zbog početne zamjene niti ne samo da nije sanirana greška kod korisnika L već je sada i korisnik D u prekidu. Dodatni problem je taj što mi u stvari ne znamo na koji je izlaz uistinu spojen korisnik, a u slučaju kvara koji smo ovdje naveli, njegovo otkrivanje u ovoj fazi je izuzetno teško i komplicirano. Da zaključimo! Kako bismo izbjegli ovakve i slične probleme bilo bi iznimno korisno provjeriti odnosno dokazati da je svaki izlaz na djelitelju spojen s točno odgovarajućim korisnikom iz projektne dokumentacije. Taj postupak bit će od neprocjenjive vrijednosti u kasnijoj fazi održavanja mreže. Najjednostavniji način ove provjere je upotreba izvora vidljive svjetlosti. Priključna točka na koju spajamo VFL je konektor koji se nalazi najbliže korisniku dok je točka provjere izlaz iz djelitelja. Princip je sljedeći: Uključimo izvor koji emitira crvenu svjetlost. Na izlazu iz djelitelja blago savijemo sve niti čime smo na tom mjestu načinili makrosavijanje. Ovoj radnji treba pristupiti s posebnim oprezom kako ne bi došlo do loma vlaka! Nit koja na pregibu ispušta crvenu svjetlost upravo je ona koju tražimo, odnosno njezin pripadajući izlaz iz djelitelja povezujemo s korisnikom kod kojeg je priključen VFL. Samo tako sa sigurnošću možemo tvrditi da je odgovarajuća nit spojena na odgovarajući izlaz iz djelitelja. Slika 31 vizualizira opisani postupak. 50
Slika 31 Upotreba izvora vidljive svjetlosti kod provjere spajanja korisničkog kraja sa pripadajućim izlazom na djelitelju Alternativni postupak kojim možemo dobiti isti rezultat je upotrebom laserskog izvora i identifikatora prometa u niti. Poželjno je da valna duljina izvora bude 1550 nm no može se koristiti i 1310 nm. Kod ove metode laserski izvor priključujemo na isto mjesto na koje smo prethodno spajali VFL, a to je konektor koji se nalazi najbliže korisniku. Identifikator prometa spajamo na izlaznu nit iz djelitelja (mjesto gdje smo u prethodnoj metodi ručno savili nit). Pošto možemo mjeriti samo na jednoj niti, odaberemo onaj izlaz koji bi prema dokumentaciji trebao biti spojen s korisničkom lokacijom na kojoj se nalazi izvor. Ukoliko Identifikator detektira prisutnost signala, znači da smo dokazali kontinuitet promatrane niti te smo na taj način dobili isti rezultat kao i prethodnom metodom (Slika 32). Za detalje oko rukovanja s Identifikatorom prometa u niti, pogledajte Poglavlje 5.8. 51
OBJEKT (KUĆNA INSTALACIJA) STAN 1 : x G R O PRIKLJUČNA KUTIJA O N T SMJER LASERSKE SVJETLOSTI Slika 32 Upotreba laserskog izvora i identifikatora prometa u niti kod provjere spajanja korisničkog kraja sa pripadajućim izlazom na djelitelju Za koju se metodu naposljetku odlučiti? Ono što je karakteristično za obje metode je da je potrebno angažirati dvoje ljudi (operatera) kako bi se ovaj posao učinkovito obavio. Teoretski je moguće da sve obavi jedan čovjek, ali bi to sa stajališta vremenske učinkovitosti bilo neprihvatljivo. Također, ni jedna metoda nema mogućnost da operater na neki način spremi mjerenje te ga u nekoj vrsti pisanoga izvješća kasnije priloži kao dokaz obavljenog posla. U današnje vrijeme su ovakvi i slični zahtjevi sve učestaliji pa općenito treba gledati načine koji bi to mogli zadovoljiti. Pogledamo li sada negativnu stranu VFL metode onda je to zasigurno opasnost da prilikom savijanja vlakna na njemu nastane trajno oštećenje, dok je upotreba Identifikatora niti znatno sigurnija. S druge pak strane, one financijske, VFL je dvadesetak puta jeftiniji od identifikatora niti i izvora. Dodatno, metoda s Identifikatorom niti nije ekonomična ukoliko se od prvog pokušaja ne detektira signal u niti odnosno ako imamo veliki broj grešaka (zamjena niti). Pošto njome mjerimo nit po nit, u slučaju greške može proći dosta vremena kako bi pronašli onu pravu. Zbog svega nabrojanog, VFL metoda se u praksi pokazala kao dominantna metoda za provjeru spajanja izlaza iz djelitelja s pripadajućom lokacijom korisnika. 52
7.2.2 Korak 2 - Provjera stanja optičkih konektora video inspekcijskom sondom Kako bismo ukazali na važnost pravilne provjere konektora u PON mreži, pomoći će nam statistika koja kaže da je preko 80% svih grešaka koje se javljaju u PON-u direktno uzrokovano problemima vezanim uz konektore, a to su nečistoća i njihova oštećenost. Ovaj podatak dovoljno govori sam za sebe te upozorava na potrebu pravilnog i učestalog tretiranja konektora kako bi njihov utjecaj na sustav bio što manji. Uz obavezno čišćenje konektora prije bilo kakve upotrebe, od iznimne je važnosti i njihova vizualna provjera. Kao što je bilo objašnjeno u Poglavlju 5.6, donedavno se vizualna provjera obavljala optičkim mikroskopom koji je imao nekoliko nedostataka. Glavni od njih je opasnost od oštećenja vida, ako ga se koristi u uvjetima žive mreže tj. kada u niti postoji svjetlosni signal. Upravo je to čest slučaj u PON mreži. Iz tog razloga danas je ulogu te provjere preuzela video inspekcijska sonda. Njezina kompatibilnost povezivanja s velikim brojem mjernih uređaja i samostojećih LCD ekrana učinili su je prihvatljivim i široko rasprostranjenim alatom. CENTRALA OBJEKT (KUĆNA INSTALACIJA) O L T G O R MEĐURAZDJELNIK 1 : x G R O STAN PRIKLJUČNA KUTIJA O N T Slika 33 Moguće točke spajanja video inspekcijske sonde Već prije smo spomenuli da je mreža Hrvatskog telekoma projektirana s minimalnim brojem konektoriziranih prespoja. Ovdje nam ta činjenica odgovara te uvelike smanjuje potreban posao. Na Slici 33 prikazane su moguće točke provjere na HT PON mreži. Uglavnom, one se nalaze na nekoliko mjesta u centrali te po jednom mjestu u kućnoj instalaciji i kod samog korisnika. Ono na što treba obratiti pažnju prije spajanja sonde je tip konektora koji se provjerava. Naime, u centrali su svi konektori LC/APC tipa, u kućnoj instalaciji koristi se LC/PC tip, a kod korisnika je SC/APC tip. Ovo je bitna informacija jer operater mora imati odgovarajuće adaptere 53
za sondu kako bi se ona uopće mogla spojiti na konektor (LC/PC ima svoj adapter, LC/APC ima svoj, itd.). Nakon spajanja sonde, namjestimo fokus kako bi slika bila što oštrija te je spremimo u memoriju uređaja na kojeg smo sondu priključili. Takvu sliku onda koristimo kao i svaki drugi rezultat mjerenja kako bi izradili izvješće sa svim dodatnim informacijama (vrijeme mjerenja, pozicija, operater, stanje DOBRO/LOŠE). Primjer jednog takvog izvještaja prikazan je Slikom 34. Slika 34 Primjer izvješća o stanju konektora (Softver EXFO ConnectorMax) Kakva je procedura ukoliko se prilikom provjere ustanovi neka vrsta deformacije na konektoru? Ako se radi samo o prljavštini (Slika 17) tada se metodom suhog ili mokrog čišćenja ukloni ovaj problem. Najpouzdanija metoda čišćenja je ona koja uključuje izopropilni alkohol jer se njome bez problema uklanjaju sve vrste zaprljanja, uključujući i masnoće. Unatoč tome danas se uglavnom koriste automatski mehanički čistači (jednopotezni) koji u sebi imaju namot svilenog konca koji prolazi površinom 54
ferule te ju na taj način čisti. Ukoliko se provjerom konektora ustanovi njegovo trajno oštećenje to nužno ne znači da će se morati vršiti zamjena konektora. Naime, ovisno o poziciji, veličini i vrsti oštećenja, može se desiti da ono neće u velikoj mjeri utjecati na gušenje i refleksiju. Tada je preporuka pričekati rezultate ostalih mjerenja (Koraci 3 i 4) te tek po njihovoj analizi eventualno pokrenuti akciju zamjene konektora ili cijelog prespojnog kabela. Naposljetku, valja ponoviti da je nakon izgradnje pasivnog dijela mreže obavezno čišćenje i provjera svih konektora koji se u njoj nalaze. Po potrebi, nakon svakog sljedećeg odspajanja konektoriziranih spojeva, poželjno je njihovo ponovno čišćenje, a u nekim slučajevima i provjera video inspekcijskom sondom. Ovo se naročito odnosi na prostor kućne instalacije te objekta u kojemu se nalazi ONT (stan/ured). Razlog tome je što je sam korisnik najmanje educirana osoba po pitanju rukovanja svjetlovodnim kabelima te će svojim postupcima zasigurno prouzročiti dosta problema u kasnijoj fazi eksploatacije. 7.2.3 Korak 3 - Mjerenje gušenja i povratnog gušenja kompletne trase Najvažnije mjerenje nakon izgradnje pasivnog dijela mreže je mjerenje gušenja kompletne trase. Njegov rezultat je direktan pokazatelj može li aktivna oprema uopće raditi. Naime u slučaju da je gušenje veće od optičkog budžeta tada, ni teoretski, rad nije moguć. PON mreža Hrvatskog telekoma s trenutno korištenom aktivnom opremom projektirana je da može izdržati gušenje do 28 db. Granična vrijednost koja se postavila prilikom mjerenja je 24 db. To znači da sve trase na kojima se izmjeri gušenje manje od 24 db zadovoljavaju po tom kriteriju. Ovakvo generalno pravilo je dosta nedorečeno i nespretno odabrano. Naime, za pretpostaviti je da najveći gubitak PON trase uzrokuje 1:32 djelitelj/sprežnik čije gušenje ne bi trebalo prelaziti 17 db. Sljedeća kritična mjesta su konektorizirani spojevi kojih maksimalno ima 5, sa srednjim gušenjem od 0,2 db. Naposljetku slijede vareni spojevi i samo vlakno koji u ovakvoj PON konfiguraciji promatrane mreže ne bi trebali unositi gušenje veće od 2 db. Ovako grubom matematikom dobili smo optički budžet Telekom mreže od maksimalno 20 db. Rezultati u praksi za trasu s djeliteljem 1:32 kreću se oko 18 do 19 db. Problem koji se ovdje očituje je prevelika razlika stvarnih vrijednosti i 55
postavljenog kriterija od strane Telekoma. Dodatni problem unosi i činjenica da su negdje u mreži postavljeni djelitelji 1:16 ili čak 1:8 pa tada ta razlika postaje još i veća. Također, utjecaj makrosavijanja na rezultat mjerenja u tom kriteriju nije uzet u obzir. Tako na valnoj duljini 1310 nm može biti gušenje od primjerice 18 db dok je na 1550 nm ono 23 db. Razlika od 5 db je veliko makrosavijanje koje se nalazi negdje na trasi. Sve do sada izrečeno ukazuje na potrebu uvođenja dodatnih kriterija koji bi načinili finiju gradijaciju i selekciju kako bi se bolje definiralo koje su trase uistinu dobre, a koje ne. Unatoč svemu, jedna činjenica ipak može podržati kriterij koji je odabrao Hrvatski telekom usluga će bez problema neometano raditi bilo da je gušenje trase 18 db, 24 db ili čak 27 db. No ipak, pasivni dio mreže je infrastruktura čiji životni vijek traje dugi niz godina te je poželjno da njegova izrada bude što je moguće kvalitetnija. Drugi podatak koji se mjeri u ovom koraku je povratno gušenje (ORL) kompletne trase. Za razliku od gušenja, ovaj podatak za mrežu Hrvatskog telekoma i nije od krucijalnog značenja. Razlog leži u činjenici da velika povratna refleksija u PON mreži najviše problema može uzrokovati zbog analognog video signala, koji se barem trenutno ne namjerava koristi u Hrvatskoj. Ukratko, taj signal koji se inače u PON-u odašilje na valnoj duljini 1550 nm ima izlaznu snagu od preko 20 dbm. Nakon što tako jak signal naiđe na loš konektorski spoj, veliki dio svjetlosne energije se vraća prema natrag, a posljedica je ometanje rada prijemnika. U ekstremnim primjerima može doći i do njihovog trajnog oštećenja. Unatoč svemu spomenutom, povratnu refleksiju je poželjno mjeriti i dobro je da njezina vrijednost bude u nekim normalnim okvirima. Granična vrijednost definirana ITU-T standardom za GPON sustav je 32 db. To znači da sve vrijednosti veće od 32 db zadovoljavaju po tom kriteriju. Hrvatski telekom se također držao tog standarda i postavio prag na spomenutu vrijednost, unatoč činjenici da njihova mreža ne posjeduje analogni video signal. U tablici na slici 45 dane su vrijednosti gušenja i povratnog gušenja prema standardima za sve vrste PON sustava. 56
min ORL max Klasa A min max Klasa B min max Klasa C min G u š e n j e [db] max ITU-T preporuke IEEE802.3ah 1000BASE-PX 10 km 20 km min max min max GPON >32 5 20 10 25 15 30 G.984.2 BPON 32 5 20 10 25 15 30 G.983.1 G.982.1 G.983.3 EPON D 5 19,5 10 23,5 20 15 U 20 20 24 24 Tablica 3 Granične vrijednosti gušenja i povratnog gušenja ovisno o vrsti PON-a Nakon uvodnog dijela u kojemu su obrazloženi razlozi mjerenja i dozvoljene vrijednosti gušenja i povratnog gušenja u mreži Hrvatskog telekoma, valja spomenuti mjerne uređaje i metode mjerenja. U poglavlju xx detaljno je opisan rad s multifunkcionalnim testerom gušenja i povratnog gušenja koji se nameće kao jedino pravo rješenje za ovu namjenu. Ponovimo, ovim uređajem tj. setom od dva uređaja koja rade u paru možemo automatski, dvosmjerno izmjeriti tražene parametre u svega desetak sekundi. Valne duljine koje se u ovom slučaju mjere su 1310/1490/1550 nm. Samo da spomenemo kako postoji i alternativna mogućnost koja će dati iste rezultate, a podrazumijeva upotrebu laserskog izvora, mjerača snage i zasebnog uređaja za mjerenje povratnog gušenja. Kod ove opcije treba imati na umu da se tada svako mjerenje radi dva puta (dvosmjerno), prvo iz jednog smjera, a zatim iz drugog. Ovo je glavni razlog zbog kojeg se u praksi ova opcija gotovo da i ne koristi. MEĐURAZDJELNIK Slika 35 Točke spajanja multifunkcionalnih testera gušenja i povratnog gušenja 57
Na Slici 35 shematski je prikazana PON mreža i točke spajanja mjerne opreme. Cilj nam je da trasa koju mjerimo bude što je moguće kompletnija tj. da su krajnje točke mjerenja što bliže aktivnoj opremi, OLT-u i ONT-u. Na taj način će izmjereni rezultati imati najmanje odstupanje u odnosu na stvarno stanje trase nakon aktivacije. U našoj mreži to znači da će se jedan uređaj spajati na GRO (ili međurazdjelnik) u centrali, a drugi na konektor koji se nalazi pred vratima korisnika - za VARIJANTU 2 mreže ili na GRO-u objekta - za VARIJANTU 1. Što se tiče angažirane operative, lako se da zaključiti da će ukoliko želimo maksimizirati učinak, za obavljanje mjerenja biti potrebna dva operatera. Jedan koji će se konstantno nalaziti u prostoru centrale kraj GRO-a, dok će drugi biti mobilan i kretati se od korisnika do korisnika. Ako tu metodologiju preslikamo na mrežu Hrvatskog telekoma, koristeći već spomenute multifunkcionalne testere, zadatak operatera koji se nalazi u centrali je vrlo jednostavan. Nakon što odradi referenciranje uređaja, njegova će jedina uloga biti spajanje mjerne vrpce na pozicije u GRO-u. S druge strane, operater koji mjeri na poziciji kućne instalacije je taj koji inicira mjerenje, provjerava dobivene rezultate te u njihovoj zavisnosti djeluje u skladu s napucima. To znači da od dva operatera samo jedan mora biti školovan za rad na instrumentu, biti upućen u PON mrežu, poznavati njezinu problematiku te postupke djelovanja, što za posljedicu ima smanjeni financijski izdatak za tu namjenu. Kao što je već nekoliko puta napomenuto, prije početka mjerenja multifunkcionalnim testerima mora se obaviti referenciranje te po potrebi očistiti konektori mjerne vrpce. Nakon što se izvrši mjerenje, rezultat se sprema u memoriju kako bi poslužio za izradu izvještaja i završne dokumentacije. Na Slici 36 nalazi se prikaz rezultata gušenja i povratnog gušenja PON mreže, mjerenih instrumentom EXFO FTB-3932. 58
Slika 36 Prikaz rezultata mjerenja multifunkcionalnim testerom (EXFO FTB-200/3932) 7.2.3.1 Najčešće greške na trasi detektirane multifunkcionalnim testerima Ako su svi rezultati u granicama koje zadovoljavaju postavljene kriterije od strane Telekoma, tada sa sigurnošću možemo ustvrditi da je mreža po ovim parametrima mjerenja prihvatljiva. U suprotnom, ako rezultat mjerenja nije u tim granicama, znači da u njoj postoji problem čiji uzrok treba detektirati, analizirati te u konačnici otkloniti. U nastavku će biti obrađeno nekoliko tipičnih rezultata mjerenja koja nam ukazuju na neku devijaciju trase, navest će se mogući uzrok problema te daljnje akcije koje je potrebno provoditi. a) instrumenti se međusobno ne pronalaze - prikazuje se greška (error message) Situacija kada instrumenti ne mogu uspostaviti komunikaciju ukazuje da na mjerenoj trasi postoji prekid vlakna. Naravno, pretpostavka je da su oba instrumenta pravilno podešena. Ovim mjerenjem se nažalost ne može otkriti točna lokacija prekida, već za to koristimo OTDR u Koraku 4. Najčešća mjesta gdje mogu nastati prekidi su svi vareni spojevi, a posebno oni na djelitelju/sprežniku. 59
Postoji još jedna situacija koja za posljedicu ima ovakvu vrstu greške, a do sada se nije spominjala. Zamislimo da se prilikom spajanja vlakna na ulazu u djelitelj dogodila pogreška pri kojoj je došlo do zamjene niti. To znači da je djelitelj/sprežnik u centrali sada spojen na krivu poziciju u GRO. Prilikom mjerenja multifunkcionalnim testerima kao rezultat u ovom slučaju dobivamo grešku. Do zbunjujuće situacije dolazi tek kada, u Koraku 4, istu ovu trasu izmjerimo OTDR uređajem. Njegovi rezultati pokazat će da je s trasom sve u redu. S njom je fizikalno gledano sve u redu, no problem je u zamjeni niti na poziciji ulaza u djelitelj/sprežnik. To je prilično veliki problem čije rješenje je korekcija odnosno ponovno spajanje pravih niti. b) gušenje na 1550 nm je veće od gušenja na 1310 nm Ovakav rezultat mjerenja upućuje na to da negdje na trasi postoji makrosavijanje. Što je razlika gušenja između valnih duljina veća, to je radijus savijanja na mjestu nastanka manji. Točna pozicija ili pozicije gdje se makrosavijanje nalazi može se utvrditi jedino OTDR mjerenjem u Koraku 4. Kritična mjesta na koja treba pripaziti su kutevi kanalica, etažni ormari, GRO i spojnice. (Slika 37) GREŠKA USLIJED MAKROSAVIJANJA VEĆE GUŠENJE NA VIŠIM VALNIM DULJINAMA REZULTATI MJERENJA PON MREŽE S MJERNIM INSTRUMENTOM EXFO FTB-200/3932 Slika 37 Prikaz rezultata mjerenja multifunkcionalnim testerom - makrosavijanje (EXFO FTB-200/3932) 60
c) povećano gušenje na svim mjerenim valnim duljinam Ovakav rezultat učestali je kod ovih mjerenja. Potencijalne kritične točke povećanog gušenja su sva spojna mjesta, bilo da su konektorizirana, bilo varena, a lokacije njihova nastanka mogu biti spojnice, glavni razvodni ormari i etažni ormari. Kao i u prethodnim slučajevima, OTDR mjerenjem dobit će se točne pozicije s iznosima povećanog gušenja te će se prema tim rezultatima planirati daljnji koraci. (Slika 38) Slika 38 Prikaz rezultata mjerenja multifunkcionalnim testerom povećano gušenje (EXFO FTB-3932) d) povećano povratno gušenje na svim mjerenim valnim duljinama Uzroci povećanog povratnog gušenja mogu biti konektorizirani spojevi ili napuknuće vlakna koje se događa vrlo rijetko pa će ga se ovdje i zanemariti. Pošto u našem slučaju PON mreže konektoriziranih spojeva ima vrlo malo, kritična točka je uglavnom spoj mjerne vrpce i prespojnog kabela početka trase. Rješenje problema je mokro ili suho čišćenje konektora, a ukoliko ni to ne pomaže tada imamo slučaj trajnog oštećenja konektora, kojeg se mora zamijeniti. (Slika 39) 61
Slika 39 Prikaz rezultata mjerenja multifunkcionalnim testerom povećano povratno gušenje Analiziranjem gornjih primjera nameće nam se zaključak kako se uglavnom ovim mjerenjem ne može točno detektirati uzrok problema. Uglavnom je to točno, a jedino što se sa sigurnošću može tvrditi je da negdje na mjerenoj trasi problem postoji. Pitanje koje se onda postavlja je zašto se mjerenja multifunkcionalnim testerom uopće rade? Zašto ne koristimo samo OTDR? Za to postoji nekoliko razloga. Glavni razlog spomenut je već u slučaju a). Naime, ukoliko dođe do zamjene niti na ulazu u djelitelj/sprežnik, OTDR to neće moći detektirati. Drugi je razlog što mjerenje povratnog gušenja OTDR-om ne daje točan rezultat odnosno metoda kojom on mjeri ima nedostatke i mnogo veća odstupanja rezultata. Slično je, doduše u manjoj mjeri i s gušenjem trase. Naime, samo dvostrano mjerenje OTDR-om daje precizan iznos gušenja, a to u slučaju PON-a nije moguće izvesti. Još jedan razlog koji također ne treba zanemariti je financijske prirode. Ako bismo željeli imati OTDR koji će mjeriti sve tri PON valne duljine, plus dodatnu filtriranu 1625 nm, financijski izdatak za tu konfiguraciju ne bi bio opravdan. Unatoč svemu nabrojanom, u nekim se zemljama mjerenja u ovoj fazi izvode isključivo OTDR-om, gdje onda ipak postoje neki kompromisi, a i zahtjevi koji se pred mrežu postavljaju su drugačiji. 62
Za kraj, na Slici 40 imamo primjer jednog izvješća gdje je mjerenjem multifunkcionalnim testerom gušenja i povratnog gušenja evidentirana greška nastala makrosavijanjem niti. Kao što se može prijetiti, gušenje na valnim duljinama 1490 i 1550 nm znatno je veće nego na valnoj duljini 1310 nm (crvena polja). Slika 40 Primjer izvješća gušenja i povratnog gušenja (Softver EXFO FastReporter) 63
7.2.4 Korak 4 - Karakterizacija trase OTDR mjernim uređajem Posljednji korak u nizu mjerenja i provjera nakon izgradnje pasivnog dijela mreže je snimanje kompletne trase OTDR instrumentom. Njime radimo detaljnu karakterizaciju niti, a informacije koje nas zanimaju kod ovog mjerenja su ukupna duljina trase, pozicija djelitelja/sprežnika te njegovo gušenje. Svi ovi parametri nisu nam nužno neophodni i ne predstavljaju krucijalne informacije bez kojih bi moglo doći do problema u mreži. Naprotiv, one su tu više zbog dokumentacijskih razloga, a čija prava svrha i značenje dolaze do izražaja tek u fazi otklanjanja grešaka, tijekom same eksploatacije. Osim već spomenutih parametara, mjerenje OTDR-om daje nam informacije o ukupnom gušenju i povratnom gušenju trase te kompletnu sliku sa svim pojedinačnim događajima i njihovim numeričkim vrijednostima. Kao što je bilo opisano u prethodnom poglavlju, upravo će nam ta slika biti nezamjenjiva kod otkrivanja problematičnih događaja na trasi, jednom kada se na njoj detektira greška. U Poglavlju 5.5, detaljno se govorilo o samom optičkom reflektometru te koje su karakteristike ovog uređaja poželjne za mjerenja u PON mreži. U ovoj fazi njime će se izvoditi mjerenja na dvije valne duljine, 1310 nm i 1550 nm. Mala napomena kako ne bi došlo do zabune, a tiče se valnih duljina. Naime, filtrirana duljina 1625 nm koja se također do sada spominjala, koristi se isključivo kod mjerenja živih niti u kasnijoj fazi održavanja mreže. Tada, zbog već spomenutih razloga nije moguće koristiti standardne valne duljine, niti je moguće mjeriti bez filtra. Kao što je poznato, OTDR mjerenje je jednostrano mjerenje što znači da ga obavlja samo jedan operater. Ta činjenica ostvaruje nam uštedu od 50 % ljudskih resursa u odnosu na recimo, mjerenja s multifunkcionalnim testerima. Ipak, gledamo li sa strane obučenosti djelatnika za obavljanje posla, rukovanje i interpretacija rezultata kod OTDR-a su znatno zahtjevniji pa njihove vještine potrebne za pravilnu upotrebu moraju biti mnogo veće. Struktura PON mreže odnosno djelitelj/sprežnik koji se nalazi u njoj, zahtijeva da se mjerenje optičkim reflektometrom radi isključivo od strane ONT-a. U slučaju mreže Hrvatskog telekoma to bi značilo da se mjerna priključna točka nalazi u GRO korisničkog objekta za Varijantu 2 odnosno na konektoru koji se nalazi ispred stana korisnika u Varijanti 1 (Slika 41). To su jedine moguće točke spajanja u ovoj fazi izgrađenosti mreže. Kako bismo dobili rezultate koji se traže, a zbog specifične 64
konfiguracije mreže i limitacije samog OTDR-a, morat će se definirati posebna procedura mjerenja za Varijantu 1 i za Varijantu 2. Slika 41 Točka spajanja optičkog reflektometra 7.2.4.1 Mjerenje optičkim reflektometrom u slučaju obiteljskih kuća (Varijanta 1) Varijanta 1 predstavlja standardnu strukturu mreže koja je jednostavnija za mjerenje OTDR-om pa će iz tog razloga biti objašnjena prva. Da se podsjetimo, optički djelitelj/sprežnik se u ovoj konfiguraciji nalazi u samoj mreži, na udaljenostima koje su veće od 50 m od korisničkog objekta tj. GRO-a u njemu. Za mjerenje nam je osim samog OTDR-a, potrebna i uvodna nit od minimalno 100 m. Postupak je sljedeći: OTDR spajamo preko uvodne niti na GRO. Zavisno od konkretne situacije, na njemu podešavamo parametre duljinu trase (od 2 do 5 km) i vrijeme mjerenja (od 15 do 30 s). Sada nam za podešavanje ostaje još samo jedan parametar širina impulsa. Kako je naš zadatak između ostalog i mjerenje gušenja na samom djelitelju/sprežniku, impuls koji odaberemo mora biti dovoljno jak da prođe kroz njega. Tipična vrijednost gušenja za slučaj djelitelja 1:32 je oko 16 db. Zbog toga, a u ovisnosti od modela i kvalitete OTDR-a, vrijednosti širine impulsa koje se odabiru kreću se od 100 ns do maksimalno 500 ns. Naposljetku, kao što se može vidjeti na Slici 42, iz krivulje koja se dobila mjerenjem vrlo lako se može iščitati ukupna duljina trase, duljina do djelitelja i gušenje na djelitelju. Mali podsjetnik kako ovo gušenje predstavlja sumu koja je sačinjena od stvarnog gušenje djelitelja, plus dva varena spoja. 65
Mjerenje izvršeno s uređajem: EXFO FTB-200/7300E Korišteno predvlakno: DA (500 m) POSTAVKE Valne duljine: 1310 nm (1550 nm - siva) Širina impulsa: 275 ns Vrijeme mjerenja: 15 s DJELITELJ 1:32 - udaljenost: 204 m - gušenje: 15,4 db POČETAK TRASE - gušenje: 0,2 db - reflektanca: - 50 db KRAJ TRASE - udaljenost: 502 m - ukupno gušenje trase: 15,9 db - ukupno povratno gušenje trase: 42,8 db Slika 42 Mjerenje PON mreže OTDR-om VARIJANTA 1 Nakon mjerenja, ovisno o rezultatima iz koraka 3, poduzimaju se sljedeće radnje: a) ako mjerenjem multifunkcionalnim testerima (korak 3) nije utvrđena nikakva nepravilnost (rezultati su u granicama), tada se krivulje dobivene OTDR-om spremaju kao dokaz stanja trase nakon izgradnje i služe za dokumentacijske svrhe. b) ukoliko mjerenje u koraku 3 ukaže da na trasi postoji anomalija, OTDR krivulje poslužit će za otkrivanje lokacije i vrstu greške te će se na temelju konkretnog stanja raditi planovi za njezino otklanjanje. Rezultat OTDR mjerenja se sprema za evidenciju greške. Primjeri najčešćih grešaka i djelovanje u svrhu njihove sanacije bit će naknadno. 66
7.2.4.2 Mjerenje optičkim reflektometrom kod višekatnih objekata (Varijanta 2) Osnovna razlika ove konfiguracije (Varijanta 2) u odnosu na prethodnu je lokacija optičkog djelitelja/sprežnika. Kao što je već nekoliko puta bilo rečeno, on se nalazi u GRO-u samog objekta ili u etažnom ormaru na katu. Upravo ta činjenica stvara veliki problem kod mjerenja. Razlog je udaljenost djelitelja/sprežnika od točke mjerenja tj. priključivanja OTDR-a, a koja se nalazi pred ulaznim vratima korisnika. Naime, ta udaljenost ponekad zna biti i manja od 10 m. Ako sada primijenimo istu analogiju mjerenja kao i kod obiteljskih kuća dolazimo do zaključka da će nam u slučaju širine impulsa od 300 ns, djelitelj/sprežnik biti pokriven mrtvom zonom OTDR-a, odnosno mjerenjem nećemo vidjeti duljinu i kvalitetu trase korisnik-djelitelj. Pošto je upravo taj dio kućne instalacije najkritičniji po pitanju makrosavijanja i puknuća vlakana, uz mjerenje kompletne trase, koje je identično kao i za slučaj obiteljskih kuća, uvedeno je još jedno dodatno mjerenje. Njime se želi okarakterizirati dio trase od konektora pred vratima korisnika do djelitelja/sprežnika. Zbog vrlo malih udaljenosti, ovdje će posebno doći do izražaja karakteristika OTDR-a da ima što manju mrtvu zonu. Naime, postavke koje treba podesiti na OTDR-u su otprilike ovakve: duljina prikaza što manja, trajanje mjerenja od 15 do 30 s, širina impulsa od 5 do 10 ns. Sva mjerenja naravno, izvode se uz pomoć predvlakna. Kao što se može pretpostaviti, impuls snage 10 ns neće biti u mogućnosti proći kroz djelitelj/sprežnik, što znači da će on za njega predstavljati kraj mjerene trase. S druge pak strane, na taj način će se dobiti izrazito fina krivulja s vrlo detaljnim prikazom svih potencijalnih događaja. Zaključujemo! U situaciji kada imamo višekatne objekte, OTDR-om se izvode dva mjerenja. Prvo je sa širim impulsom koji prolazi kroz djelitelj/sprežnik i karakterizira cijelu duljinu trase. Podaci koje dobivamo iz rezultata ovog mjerenja su duljina cijele trase i gušenje na djelitelju/sprežniku. Drugo mjerenje je s uskim impulsom koje snima samo kućnu instalaciju, a iz rezultata dobivamo podatak udaljenosti do djelitelja/sprežnika. Analogno prethodnom slučaju, ako su rezultati mjerenja te trase multifunkcionalnim testerima (Korak 3) u redu, tada krivulje spremamo za dokumentaciju, dok u suprotnome, dodatnom analizom tražimo grešku i postupamo sukladno uputama. 67
U nastavku, na Slikama 43 i 44 prikazane su krivulje koje prikazuju kako takva mjerenja izgledaju u stvarnoj situaciji. Iz njih se može iščitati kako snimljena trasa zadovoljava sve kriterije tj. na njoj ne postoji greška. Mjerenje izvršeno s uređajem: EXFO FTB-200/7300E Korišteno predvlakno: DA (500 m) POSTAVKE Valne duljine: 1310 nm (1550 nm - siva) Širina impulsa: 275 ns Vrijeme mjerenja: 15 s POČETAK TRASE / DJELITELJ 1:32 - gušenje: 15,7 db - reflektanca: - 43 db U ovom događaju kumulirane su vrijednosti konektoriziranog početka niti, dva termička spoja (na izlaznoj grani i ulazu djelitelja) te samog djelitelja KRAJ TRASE - udaljenost: 919 m - ukupno gušenje trase: 16,486 db - ukupno povratno gušenje trase: 42,5 db Slika 43 Mjerenje PON mreže OTDR-om sa širokim impulsom VARIJANTA 2 Slika 44 Mjerenje PON mreže OTDR-om s uskim impulsom VARIJANTA 2 68
7.2.4.3 Najčešći tipovi grešaka mjereni optičkim reflektometrom Nastavno na prethodno poglavlje, ovdje će se prikazati greške koje su prvotno detektirane mjerenjem multifunkcionalnim testerima (Korak 3) te su zatim snimljene OTDR-om kako bi se utvrdio uzrok problema i načinio plan za njihovo eventualno otklanjanje. a) puknuće niti trasa je u prekidu Mjerenje izvršeno s uređajem: EXFO FTB-200/7300E Korišteno predvlakno: DA (500 m) POSTAVKE Valne duljine: 1310 nm (1550 nm - siva) Širina impulsa: 5 ns Vrijeme mjerenja: 15 s KRAJ TRASE PUKNUĆE NITI - udaljenost: 8,5 m - ukupno gušenje trase: nepoznato - reflektanca : -49,1 db Puknuće vlakna manifestira se slično kao i kraj niti zbog toga je otežana njegova detekcija POČETAK TRASE - gušenje: nepoznato - reflektanca: - 40 db Slika 45 Mjerenje PON mreže OTDR-om; Greška puknuće niti Ova slika prikazuje kućnu instalaciju te prekid niti koji je nastao na udaljenosti od 8,5 metara. Grafička karakteristika prekida vrlo je slična završetku niti no pošto se ovdje radi o kućnoj instalaciji koja završava na djelitelju/sprežniku, takav zaključak se odmah odbacuje. Daljnja aktivnost je izvid lokacije tj. točke na kojoj je prekid nastao, nakon čega slijedi sanacija koja se izvodi zavisno od stanja na terenu. Opcije koje nam se nude su kompletna zamjena određenog segmenta kabela ili termičko spajanje vlakna na mjestu prekida. Po završetku sanacije, ponavljaju se mjerenja iz koraka 3 i 4. 69
b) makrosavijanje gušenje na valnoj duljini 1550 nm je veće od onoga na 1310 nm Mjerenje izvršeno s uređajem: EXFO FTB-200/7300E Korišteno predvlakno: DA (500 m) POSTAVKE Valne duljine: 1550 nm (1310 nm - siva) Širina impulsa: 5 ns Vrijeme mjerenja: 15 s POČETAK TRASE - gušenje: 0,0 db - reflektanca: - 53,8 db KRAJ TRASE - udaljenost: 38,3 m - ukupno gušenje trase: 0,884 db - ukupno povratno gušenje trase: 52,68 db MAKROSAVIJANJE - udaljenost: 16 m - razlika gušenja 1550/1310 nm: 0,8 db Slika 46 Mjerenje PON mreže OTDR-om; Greška makrosavijanje Prethodno je već bilo spomenuto kako kućna instalacija predstavlja najveću opasnost za nastanak makrosavijanja. Tipičan primjer prikazan je Slikom 46 na kojoj se jasno vidi da je na poziciji označenoj markerom 2 (udaljenost 16 m), postoji disproporcija u gušenju između valne duljine 1310 nm (siva krivulja) i 1550 nm (crna krivulja). Ta razlika brojčano iznosi 0,84 db u korist 1550 nm što znači da je došlo do umjerenog makrosavijanja. Unatoč tome što ovo gušenje ne predstavlja veliku opasnost za rad PON sustava, poželjno je njegovo uklanjanje. Princip je da se pronađe problematično mjesto te jednostavno na njemu načini veći radijus savijanja. Nakon toga, ponovna provjera mjerenjem nije potrebna jer je za pretpostaviti kako se i samo malim povećanjem radijusa gušenje dovelo u normalne okvire. c) povećano gušenje na varenom spoju loš vareni spoj Ovu, uvjetno rečenu, grešku, za razliku od prethodne dvije, ne može se detektirati mjerenjem multifunkcionalnim testerima. U slučaju PON mreže, a imajući na umu detaljno objašnjenu situaciju s budžetom (poglavlje xx), povećano gušenje na varenom spoju nije nužno i greška. Obzirom na nedefiniranu situaciju po tom pitanju, prikazat će se jedan primjer varenog spoja, koji se može okarakterizirati kao neprihvatljiv. 70
Slika 47 Mjerenje PON mreže OTDR-om; Greška loš vareni spoj Na Slici 47, markacijom 2 označeno je mjesto varenog spoja. Gušenje koje ovaj spoj unosi iznosi 0,37 db (na 1310 nm) što je mnogostruko više od nekih tipičnih vrijednosti (0,1 db). Sanacija zahtijeva rezanje niti na tom mjestu te ponovno termičko spajanje. Kako bi se provjerio novi spoj, potrebno je ponoviti mjerenja iz koraka 3 i 4. 7.2.5 Tabelarni prikaz mjerenja u fazi izgradnje Sljedeća tablica u sažetom obliku prikazuje sve mjerne instrumente i alate te mjerenja i provjere koje se obavljaju nakon izgradnje pasivnog dijela mreže. Mjerni instrument / alat Primjer Što se mjeri / verificira u PON mreži Multifunkcionalni tester gušenja i povratnog gušenja Optički reflektometar - OTDR EXFO FOT-930 JDSU OFI 2002 EXFO AXS-110 EXFO FTB-7300E ANRITSU MT 9083 JDSU MTS 6000 gušenje povratno gušenje duljina trase karakterizacija trase duljina trase gušenje na događajima udaljenost do događaja gušenje trase povratno gušenje trase reflektanca na pojedinim događajima Kompleksnost rukovanja Kompleksnost interpretacije rezultata Broj operatera za rukovanje Video inspekcijska sonda EXFO FIP-400 vizualna provjera površine konektora jednostavno osrednje 1 DA Identifikator prometa u niti + laserski izvor Izvor vidljive (crvene) svjetlosti EXFO LFD-250B EXFO FLS-600 ANRITSU FI700 ANRITSU CMA50 JDSU FI-10 JDSU OLS-34 EXO FLS-240 ANRITSU VFL650 JDSU FFL-050 provjera da li svaki izlaz iz djelitelja/sprežnika korespondira s točno određenim korisnikom detektira postojanje signala u vlaknu (kabelu) izvor generira signal određene valne duljine i modulacije provjera da li svaki izlaz iz djelitelja/sprežnika korespondira s točno određenim korisnikom vizualna detekcija makrosavijanja vizualna detekcija oštećenja niti vizualna detekcija oštećenja konektora "sivo" - dodatni parametri koji se mogu mjeriti osrednje osrednje jednostavno jednostavno jednostavno vrlo složeno jednostavno jednostavno Spremanje rezultata 2 DA 1 DA 2 (1) NE 2 (1) NE Tablica 4 Sažeti tabelarni prikaz mjerenja u fazi izgradnje PON mreže 71
7.3 Mjerenja prilikom aktivacije usluge Jednom kad je kompletni pasivni dio mreže izgrađen i izmjeren, a rezultati mjerenja zadovoljavaju postavljene kriterije, sve je spremno za priključivanje korisnika na mrežu i aktivaciju usluge koju je prethodno zatražio. Taj postupak detaljno je opisan u Poglavlju 6.3 te se nećemo vraćati na njega. Ono što nas ovdje zanima je koje provjere odnosno mjerenja treba odraditi nakon same aktivacije, kako bismo korisniku mogli dokazati da je usluga koju dobiva u skladu s onim što je zatražio i onime što plaća. Nažalost, u Hrvatskoj, što se tiče privatnih korisnika, Telekom ne garantira kvalitetu usluge. To znači da korisnik, pravno gledano, nema mogućnosti žalbe ukoliko smatra da njegova usluga ne zadovoljava svojom kvalitetom odnosno Telekom niti nema obavezu osigurati određene parametre kvalitete. No ovdje će se zanemariti pravni aspekt ove problematike te isključivo s tehničko-stručnog stajališta pristupiti verifikaciji mreže/usluge nakon priključenja korisnika. Mala napomena kako, za razliku od prethodne faze gdje su se sva mjerenja izvodila na mreži koja još nije bila aktivna, ovdje će laserski signal biti pušten kroz niti što znači da će biti potrebne povećane mjere opreza u rukovanju sa svjetlovodnim kabelima kao i samom aktivnom opremom. Cijevi koje želimo postići testiranjem u ovoj fazi su: provjera razine (snage) signala OLT-a i ONT-a na strani korisnika utvrđivanje kvalitete usluge koju dobiva korisnik Mjerni instrumenti koji su potrebni za ovu fazu su: mjerač snage za PON mreže Ethernet tester 72
7.3.1 Korak 1 mjerenje razine signala PON mjeračem snage Da se podsjetimo, faza puštanja u rad obuhvaća spajanje zadnjeg segmenta tj. prespojnog kabela do same priključne kutije u stanu korisnika te daljnje povezivanje OLT korisničke opreme. Nakon što se korisniku dodijeli pripadajući identifikacijski broj i pokrene njegov profil na strani OLT-a, završava proces aktivacije. Ono što slijedi nakon toga je verifikacija na fizičkoj razini. Ona obuhvaća provjeru razine signala mjerenu na lokaciji korisnika (Slika 48). STAN KONEKTORIZIRANI SPOJEVI PRIKLJUČNA KUTIJA O N T OBJEKAT (KUĆNA INSTALACIJA) Slika 48 Mjerenje razine signala PON mjeračem snage Za mjerenje se koristi PON mjerač snage koji istovremeno mjeri silazni signal iz centrale (valna duljina 1490 nm) te uzlazni signal koji odašilje korisnička terminalna oprema (valna duljina 1310 nm). U našem primjeru mreže, valna duljina 1550 nm se ne koristi tj. u njoj ne postoji analogni video signal tako da će rezultat mjerenja te valne duljine biti 0. Pošto PON mjerač snage radi u prolaznom modu, na njemu postoje dva ulaza kojima zatvaramo petlju tj. zadržavamo kontinuitet trase. Na jedan ulaz (oznake OLT) priključujemo prespojni kabel iz priključne kutije na zidu, dok na drugi (oznake ONT) spajamo kabel s korisničke terminalne opreme. Na instrumentu se pojavljuju vrijednosti snage signala pojedinih valnih duljina. Na Slici 49 prikazani su rezultati mjerenja za mrežu Hrvatskog telekoma. 73
Slika 49 Prikaz rezultata mjerenja PON mjeračem snage (uređaj EXFO PPM-352C) Ono što se odmah na slici uočava su dva brojčana rezultata i jedna oznaka LO. Oznaka LO (LOw signal) ukazuje na nepostojanje signala na valnoj duljini 1550 nm, što smo prethodno i obrazložili. Prije nego prokomentiramo dobiveni rezultat, pokušajmo pretpostaviti u kojim granicama bi se on trebao kretati, odnosno koje granične vrijednosti na instrumentu postaviti. ONT uređaj na strani korisnika (Ericsson T063g) ima deklariranu izlaznu snagu od +5 dbm, dok je kod OLT-a (Ericsson EDA 1500) ta snaga oko +4 dbm. Ako pretpostavimo da je gušenje cijele trase (djelitelj 1:32) oko 18 db te uzmemo li u obzir fluktuacije izlaznih snaga lasera, dolazimo do računice kako bi vrijednosti u točci mjerenja trebale biti: oko 4 dbm za uzlazni signal te oko -14 dbm za silazni signal. Prema navedenome, granične vrijednosti koje bi bilo poželjno podesiti na instrumentu kretale bi se u sljedećim rasponima: valna duljina 1310 nm od + 2 dbm do + 7 dbm; valna duljina 1490 nm od 23 dbm do 3 dbm. Trenutno u Hrvatskom telekomu ne postoje precizirane granice, no za pretpostaviti je da će nakon što se donese odluka o svim tipovima aktivne opreme koja se misli koristiti u mreži i to biti regulirano. Ako se sada vratimo na naš primjer (sa slike), uočavamo kako dobivene vrijednosti (+ 4,2 dbm / - 15,1 dbm) u potpunosti zadovoljavaju gore postavljene kriterije. Da zaključimo, sama upotreba i mjerenje PON mjeračem snage je vrlo jednostavno i ne predstavlja neki problem za samog operatera. Ukoliko su pravilno podešene granice na instrumentu, interpretacija rezultata svodi se na vizualnu provjeru LED dioda čija svjetlost (crvena / zelena) indicira rezultat mjerenja. Prilikom rada zahtijevaju se pojačane mjere opreza jer se radi sa svjetlovodnim nitima po kojima putuju signali velikih snaga. 74
7.3.1.1 Potencijalne greške i postupanje nakon njihove detekcije Nakon verifikacije, ako su rezultati prolazni, osim što smo dokazali da snaga signala koju dobivamo garantira neometan rad sustava, indirektno smo potvrdili kako je i sama trasa zadovoljavajuće kvalitete. Naime, da postoji neki veći problem na njoj, rezultat koji bismo dobili za valnu duljinu 1490 nm bio bi lošiji, što bi indiciralo na problem u mreži. U nastavku su nabrojane varijante kada rezultati mjerenja izlaze van dopuštenih granica, mogući uzrok problema te postupanje po dobivanju takvih rezultata. a) razina snage valne duljine 1310 nm veća je od granične vrijednosti U ovakvom slučaju problem je isključivo u ONT uređaju, kojeg u tom slučaju treba zamijeniti. b) razina snage valne duljine 1310 nm manja je od granične vrijednosti Ako je razina snage manja od dopuštene granice tada su moguća dva potencijalna problema. Prvi je nečistoća ili oštećenje konektora na ulazu u ONT. Riješenje je čišćenje i vizualna provjera oba konektora spoj u ONT-u. Ukoliko se i nakon ove radnje snaga signala ne poveća, tada je problem u samom ONT uređaju, kojega potom treba zamijeniti. c) razina snage valne duljine 1490 nm veća je od granične vrijednosti Slučaj u kojemu je izlazna snaga iz OLT-a veća od granične u pravilu se ne bi trebao dešavati. Ipak, ukoliko dođe do toga treba postupiti na sljedeći način. OTDR uređajem koji ima mogućnost mjerenja aktivnih niti snimiti kompletnu trasu. Ukoliko je ukupno gušenje trase manje od 7 db, za pretpostaviti je da na trasi ili nema djelitelja ili je on u kvaru. Prema rezultatima koji se dobiju, planirati daljnje akcije. U slučaju kada su prethodno obavljena sva mjerenja u fazi izgradnje mreže, teoretski se ovakav slučaj ne bi mogao desiti. d) razina snage valne duljine 1490 nm manja je od granične vrijednosti Postupak za detekciju problema čija je posljedica smanjena snaga signala je mjerenje trase OTDR instrumentom koji ima mogućnost mjerenja aktivnih niti. Ukoliko rezultat pokaže neke anomalije na trasi, pokreće se postupak njihove sanacije. U suprotnom, ako je s trasom sve u redu tada je jedina opcija greška na OLT-u odnosno kartici na koju je spojena prethodno mjerena nit. Da bi se to uistinu i 75
dokazalo, potrebno je mjeračem snage izmjeriti snagu koja se dobiva direktno na izlazu iz kartice. Ako je ona manja od +2 dbm, karticu treba zamijeniti. 7.3.2 Korak 2 mjerenje kvalitete usluge Ethernet testerima Nakon obavljene provjere razine signala te nakon potvrde da su rezultati u propisanim granicama, ostvareni su svi preduvjeti za neometan rad sustava. Kako bismo uistinu dokazali da mreža i na višim OSI slojevima radi unutar zadanih karakteristika, poželjna je njena verifikacija Ethernet testerima. Mjerenja koja se njima izvode nisu u mogućnosti testirati konkretnu uslugu, primjerice video poziv ili televiziju visoke rezolucije. Njihov rezultat dati će vrijednosti parametara koji predstavljaju indikatore po kojima se s određenom točnošću može pretpostaviti kako će pojedina usluga u stvarnosti funkcionirati. Na primjer, ukoliko preko Interneta želimo neometano gledati televiziju visoke rezolucije (kodiranu u MPEG-4 formatu), minimalna propusnost linije koja se mora osigurati za tu radnju je 9 Mbit/s. Sve manje od toga neće biti dovoljno te će se stvarati problemi tipa zamrzavanje slike, pikselizacija itd. Mjerna oprema koja nam je potrebna za takvu vrstu testiranja su dva Ethernet testera (opisan u poglavlju 5.9). Mjesta na kojima se oni spajaju na mrežu, prikazana su Slikom 50. Na strani korisnika, tester se UTP/FTP kabelom spaja na izlaz iz ONT-a, dok se njegov par nalazi u centrali spojen na preklopnik od OLT-a. Slika 50 Mjerenje PON mreže Ethernet testerima 76
Unatoč tome što se ovdje radi o dva uređaja koja bi po logici stvari za opsluživanje zahtijevala dva operatera, nužno ne mora biti tako. Razlog leži u tome što se instrument u centrali koristi samo kako bi osigurao petlju, koja služi da se primljeni promet preusmjeri natrag od kuda je i došao. Za ovu funkcionalnost nije nužno opsluživanje uređaja jer je on konstantno spojen na preklopnik, a njegovo upravljanje se vrši preko same mreže tj. s testera na strani korisnika. Prilikom objašnjavanja mjerenja koja je moguće izvoditi Ethernet instrumentima govorilo se o BERT testu, RFC-2544 testnoj proceduri, a spomenut je i novi standard EtherSAM. Za naš slučaj verifikacije PON sustava, trenutno najprikladniji odabir predstavlja mjerenje po RFC-2544 standardu. Da se podsjetimo, po tom standardu izvodi se mjerenje propusnosti, gubitka paketa, latencije i back-to-back mjerenje. Pošto se ova mjerenja izvode serijski i neovisno jedno o drugom, ukoliko postoji razlog da se neki od spomenutih testova izbaci iz testne procedure, to se može učiniti bez posljedica na preostale. Naša je želja da se, općenito, mjerenja kod korisnika obave u što kraćem vremenu, a da pritom ostvarimo zadane ciljeve. Upravo iz tog razloga, odabrat će se samo mjerenja propusnosti i gubitka paketa, čiji rezultati nam mogu najviše reći o kvaliteti same veze. Dodatno, vrijeme mjerenja ovisi i o odabranim vrijednostima širine paketa kojima će se koristiti u testiranju mreže. Kako bismo pokrili što širi spektar, a želeći pritom uštedjeti na vremenu, odabrat će se najmanja i najveća širina paketa (64 bytea i 9600 bytea). Uz ovako odabrane postavke, ukupno vrijeme mjerenja ne bi trebalo biti dulje od 4 minute. Što se očekuje od rezultata? Rezultat propusnosti trase trebao bi biti što je moguće bliži onoj vrijednosti koju je ugovorio i koju plaća korisnik. U pravilu, taj rezultat se dobiva pri mjerenju s većom širinom paketa (od 1000 bytea na više), dok je kod manjih širina propusnost otprilike 20% niža, što je normalna pojava i ne predstavlja grešku u prijenosu. Što se tiče gubitka paketa, do njega na ovako kratkoj dionici sa samo jednim skokom (eng. hop) ne bi smjelo doći tj. rezultat mjerenja mora biti 0. Rukovanje današnjim Ethernet testerima je maksimalno olakšano te ne zahtijeva neka napredna znanja na području Ethernet protokola. Na taj način operater mora samo podesiti koja mjerenja iz RFC-2544 testne procedure želi te upisati širine paketa i maksimalnu propusnost koja se očekuje. Po završetku mjerenja instrument će kao sažetu verziju rezultata prikazati simbole DOBRO / LOŠE, što će nam biti 77
dovoljno za kasniju izradu izvještaja i dokazivanje kvalitete veze. Jedan takav primjer, prikazan je Slikom 51. SAŽETI PRIKAZ REZULTATA RFC-2544 TESTA MJERENO S MJERNIM INSTRUMENTOM EXFO AXS-200/850 Slika 51 Prikaz rezultata mjerenja Ethernet testerima (uređaj EXFO AXS-200/855) U slučaju kada rezultat mjerenja ne zadovoljava, pristupa se otkrivanju problema i njegovu rješavanju. U ovoj fazi ta procedura je prilično jednostavna, a razlog leži u činjenici što su moguća samo dva potencijalna uzroka greške. Prvi i najčešći događa se ukoliko su krivo podešene postavke ONT uređaja odnosno ako je on krivo konfiguriran. Obzirom da postoje spremljeni profili koji se učitaju u sam uređaj pa potom aktiviraju, rješavanje ovog problema ne bi trebalo biti jako zahtjevno. Ukoliko se niti nakon učitavanja te ponovnog pokretanja novih postavki stanje ne promjeni, jedini zaključak koji preostaje je da se radi o grešci ONT korisničke opreme. Rješenje je zamjena neispravne opreme i postavljanje nove. Ukoliko se ipak iz bilo kojeg razloga testiranje Ethernet instrumentima ne provede, tada bi poželjan minimum provjere koji valja načiniti nakon aktivacije korisnika i mjerenja razine signala, bio PING test. Ova jednostavna provjera ne zahtijeva skupu mjernu opremu već samo računalo, a sa njom se barem na onaj najjednostavniji način može testirati funkcioniranje mreže na višem OSI sloju. Da se podsjetimo, PING nam služi kako bi se utvrdilo postojanje veze između početne lokacije - mjesto iniciranja PING-a i odredišne lokacije u mreži koja je u našem slučaju drugi Ethernet tester. Ukoliko PING uspije, tada smo sigurni da mreža prepoznaje i zna baratati IP adresama. 78
7.4 Mjerenja tijekom održavanja mreže Posljednja faza u životnom vijeku svakog sustava pa tako i PON mreže je faza održavanja. Prethodno je već bilo rečeno da je tu obuhvaćeno redovno ili preventivno održavanje te otklanjanje grešaka nastalih tijekom same eksploatacije. Dodatno, kroz cijeli period održavanja, neposredno će se utvrditi koliko je uopće kvalitetno sama mreža projektirana i izvedena. Naime, što je manje intervencija i popravaka tijekom tog razdoblja to se može zaključiti da je posao u prethodnim fazama obavljen na zadovoljavajući način. U konkretnom primjeru PON-a, održavanje obuhvaća zaprimanje dojave o nekoj smetnji u mreži, angažiranje operative koja će adekvatnim metodama i opremom detektirati nastalu grešku te naposljetku prikladnoj sanaciji mjesta kvara. U svakom slučaju, neminovno je da će do problema u radu uvijek dolaziti, a glavni alat za njihovo otkrivanje biti će upravo mjerni instrumenti. Pred mjerenja koja se izvode u ovoj fazi postavlja se samo jedan cilj - što brža lokalizacija mjesta kvara odnosno detekcija greške. Naime, vrijeme u kojemu je korisniku uskraćena usluga treba se svesti na minimum te je osnovni zadatak procedure postupanja u takvim slučajevima brza reakcija i otklanjanje problema. Sva mjerenja koja se pritom moraju odraditi izvode od strane korisnika odnosno na priključnoj točci koja je najbliža ONT-u. Za tu namjenu koristit će se sljedeći mjerni instrumenti: PON mjerač snage optički reflektometar namijenjen mjerenju živih niti Ethernet testeri. Nakon što korisnik dojavi grešku, prva radnja u svrhu detekcije i izoliranja problema je mjerenje razine signala PON mjeračem snage te u zavisnosti od dobivenih rezultata, pristupa se sljedećim aktivnostima: a) Ukoliko su razine signala u zadovoljavajućim granicama, tada je otklonjena mogućnost da je greška nastala na fizičkom sloju. Sljedeći korak je rekonfiguracija korisničkog profila ONT uređaja te u slučaju da ni to ne rješava problem izvodi se testiranje Ethernet instrumentima. Kompletna procedura mjerenja i potencijalni problemi analogni su mjerenjima u fazi aktivacije (poglavlje 7.3). b) U slučaju kada je razina signala na valnoj duljini 1310 nm (uzlaznoj) manja od dopuštene, provjerava se prespojni kabel koji ulazi u ONT. Ako je s njim sve u 79
redu, tada je greška nastala na samome ONT-u, a rješenje problema je njegova zamjena. c) Jedina preostala opcija kod rezultata mjerenja PON mjeračem snage je da razina signala na silaznoj valnoj duljini (1490 nm) ne zadovoljava postavljeni kriterij. U tom slučaju, ako odbacimo mogućnost da je došlo do problema na OLT kartici čiju grešku bi odmah detektirao sam sustav, jedini uzrok može biti fizička deformacija odnosno oštećenje vlakna negdje na trasi. Ova situacija ujedno će biti i jedan od najčešćih razloga smetnji koje će se javljati za vrijeme eksploatacije sustava. Kako bi se utvrdilo točno mjesto i razlog nastanka problema koristi se OTDR koji posjeduje filtriranu valnu duljinu od 1650 nm (ili 1625 nm). Mjerenje ovakvim tipom OTDR-a je nužno, kako u slučaju da postoji neka razina signala u mreži ne bi došlo do njegova oštećenja. Nadalje, sam postupak mjerenja, interpretacija rezultata i djelovanje nakon pronalaska greške jednaki su kao i kod mjerenja u fazi izgradnje mreže (Poglavlje 7.2.4). 7.4.1 Nadzorni sustav PON mreže Kao posebna kategorija kod održavanja PON mreže sve češće se spominju nadzorni sustavi, čija je zadaća maksimalno ubrzati proces detekcije i otklanjanja potencijalnih problema. Osnovni princip rada jednog takvog sustava može se razdijeliti u dva segmenta. Prvi je stalan nadzor nad razinama snaga koje dojavljuje korisnička terminalna oprema. Preduvjet za to je da sam ONT ima funkciju mjerenja primljenog signala te da mreža ima mogućnost u svoju signalizaciju inkorporirati tu informaciju. Ona se zatim prenosi i sprema u centraliziranu bazu podataka u kojoj su pohranjene vrijednosti svih aktivnih ONT uređaja u mreži. Pošto se ove informacije mijenjaju u realnom vremenu, jednostavnom komparacijom pohranjene i trenutne vrijednosti, a u ovisnosti od rezultata, dolazi do aktivacije alarma, što je prvi pokazatelj problema. Drugi segment nadzora čini automatizirani OTDR mjerni sustav čiji je zadatak na fizičkoj razini detektirati potencijalni problem. Osnovne elemente jednog ovakvog sustava čine OTDR mjerni instrument, optički preklopnik i centralizirana informacijska jedinica. U svim do sada opisanim mjerenjima kod kojih se koristio optički reflektometar, priključna točka je bila na strani korisnika odnosno djelitelj/sprežnik koji se nalazio na trasi u tom se slučaju ponašao kao sprežnik. U suprotnome, kada bi se mjerilo sa strane centrale, iz dobivene krivulje ne bi bila moguća karakterizacija trase. 80
IZVOR: JDSU White Paper - Automated End to End PON Fiber Test Slika 52 Mjerenje OTDR instrumentom od strane centrale Razmotrimo li na Slici 52 pojednostavljeni primjer upravo takvog mjerenja, za uočiti je sljedeće. Izmjerena trasa do ulaza u djelitelj može se normalno interpretirati, dok je od te točke nadalje krivulja u stvari zbroj svih izlaznih grana djelitelja. Upravo ta činjenica onemogućuje dobivanje bilo kakvog smislenog rezultata. Dodatno, refleksija koja se kod tipičnog OTDR mjerenja javlja kao kraj niti ovdje je multiplicirana s brojem grana tj. teoretski se kod djelitelja s 32 grane na kraju krivulje pojavljuju 32 šiljka (refleksije). Upravo se ta, za normalne okolnosti problematična situacija koristi kao temeljni princip na kojem se bazira rad nadzornog sustava. Konfiguracija sustava je sljedeća: u centrali se nalazi OTDR s velikom dinamikom, što manjom mrtvom zonom te filtriranom valnom duljinom od 1625 nm (ili 1650 nm). Izlaz iz njega spaja se na optički preklopnik čija je funkcija odabir trase koja se želi nadzirati. Preklopnik može raditi u automatskom modu u kojemu on sam po unaprijed definiranom pravilu vrši prespajanje ili se odabir može izvršiti ručno. S druge strane, one korisničke, ispred ONT-a umeće se reflektivna komponenta čiji je zadatak pojačanje refleksije na tom mjestu. Ovo je nužan dodatak koji služi kao garancija kako bi se na OTDR krivulji upravo ta lokacija markirala i povezala s korisnikom koji se na njoj nalazi. Nakon toga se podaci o pozicijama i razinama snage reflektiranih komponenti ( šiljci na slici), pohranjuju u centraliziranu bazu podataka kojom upravlja računalo. Takvo stanje uzima se kao referentno (normalno) te predstavlja početnu točku za rad sustava (Slika 53). 81
IZVOR: JDSU White Paper - Automated End to End PON Fiber Test Slika 53 Princip rada nadzornog sustava PON mreže 1. dio U slučaju da se na trasi desi nekakav problem, sustav će vrlo brzo reagirati i dojaviti grešku u ovisnosti o uzroku i mjestu njezina nastanka. Ako uzmemo za primjer oštećenje kabela koje se dogodilo negdje na trasi, ali do djelitelja/sprežnika, tada će sustav to prepoznati, aktivirati alarm te izbaciti točnu lokaciju mjesta prekida. U slučaju kada problem nastupi na trasi između djelitelja i samog korisnika, tada sustav ne može pokazati točno mjesto kvara, već samo prepoznaje da je do njega došlo. Način dobivanja te informacije je sljedeći. Centralno računalo konstantno radi korelaciju između prethodno snimljene trase i trenutno izmjerene trase. Nakon pojave greške signal više neće dolaziti do reflektora, koji se nalazi ispred korisničke terminalne opreme, što će se na krivulji manifestirati tako da će nestati (ili se znatno smanjiti) šiljak koji je bio dodijeljen pripadajućem korisniku. Tu promjenu sustav odmah prepozna i automatski javi da je na tom segmentu mreže došlo do problema. (Slika 54) 82
IZVOR: JDSU White Paper - Automated End to End PON Fiber Test Slika 54 Princip rada nadzornog sustava PON mreže 2. dio Ovakav nadzorni sustav je iznimno koristan jer je samo jednim OTDR uređajem i preklopnikom moguće nadzirati nekoliko tisuća ONT-ova. Nadalje, znatno se smanjuje vrijeme koje je potrebno za detekciju greške, reakcija na nju te naposljetku uklanjanje kvara. No postoji jedan ALI! Što ako se desi da na jednom djelitelju/sprežniku od npr. 32 grane imamo nekoliko grana koje su otprilike na istim udaljenostima. Tada nastaje problem te sustav takve slučajeve jednostavno ne može nadzirati. Cijeli princip se bazira na pretpostavci da udaljenost između pojedinih izlaza na djelitelju/sprežniku iznosi minimalno 10 m. Ovaj podatak itekako treba uzeti u obzir prije implementacije ovakvog sustava. Općenito, ukoliko se PON mreža gradi u urbanom okruženju, posebno u slučaju većih zgrada i nebodera, ovakav tip nadzora gubi svoj smisao te se ne preporuča. 83
8. ZAKLJUČAK Moderan i dinamičan način života u kojemu se sve više i sve češće koristi prijenos podataka za svakodnevne potrebe, postavlja velike zahtjeve na pristupnu mrežu. Medij, koji u tom segmentu ima najveći potencijal zamijeniti dosad široko rasprostranjenu bakrenu paricu, je svjetlovodno vlakno. Nekoliko tehnologija i sustava baziranih na svjetlovodnim vlaknima pokušavaju se izboriti za globalnu prevlast u tom segmentu. Pasivna optička mreža (PON) jedna je od njih i nameće se kao najperspektivnije rješenje na području širokopojasnog pristupa podacima. Osnovni dio svake PON mreže predstavlja njezina pasivna infrastruktura, po čijoj specifičnoj građi je ova tehnologija i dobila ime. Jedinstvena struktura mreže, između ostaloga, postiže se optičkim djeliteljem/sprežnikom koji je smješten u mreži i njezin je glavni element. Upravo ta netipična struktura za svjetlovodne mreže, potencijalno predstavlja veliki problem te generira najveći broj grešaka koje se u njoj pojavljuju. Općenito, kao najbolji alat za detekciju, lokalizaciju i otkrivanje uzroka kvara koriste se mjerni instrumenti. Nažalost, standardni instrumenti koji su se u dosadašnjim svjetlovodnim mrežama koristili u te svrhe, ili uopće ne mogu odraditi zadani posao, ili je njihova upotreba suviše komplicirana, neoptimizirana za rad u PON okruženju. Stoga, osnovni preduvjet za dobro izvršenje posla u konkretnim uvjetima je nabavka mjerne opreme koja će osigurati jednostavno rukovanje, garantirati točnost i što efikasniju interpretaciju mjernih rezultata. Jedna od podjela kroz koju se može promatrati kompletan životni vijek PON mreže bila bi: izgradnja pasivnog dijela mreže, priključivanje korisnika - aktivacija usluge te održavanje. Svaku od ove tri faze u kontekstu mjerenja možemo gledati kao zasebne cjeline, sa svojim specifičnostima, problemima i metodikom mjerenja. Zbog već spomenute karakteristične građe PON mreže najzahtjevniji posao što se tiče mjerenja predstavlja faza izgradnje pasivne infrastrukture. Upravo je to segment mreže koji bi trebao biti najdugovječniji i temelj bilo kakve buduće nadogradnje. Zbog te činjenice, a kako bi se što više podigla razina kvalitete mreže, nužno je osigurati strogu kontrolu prilikom njenog izvođenja. To znači definiranje i uvođenje većeg broja kontrolnih mjesta na kojima će se adekvatnom mjernom opremom vršiti provjera trenutnog stanja mreže. Nepisano pravilo kaže: Što je veći broj mjerenja u fazi izgradnje mreže, to je manja potreba za intervencijama u fazi održavanja. 84
LITERATURA Knjige: FTTx PON Technology and Testing Andre Girard (EXFO) Testing Procedures for FTTH Deployments V.Racine, M.Simard, R.Lai (EXFO) Reference Guide to Fiber Optic Testing J. Laferriere, G. Lietaert, R. Taws (JDSU) FTTX Concepts and Applications Gerd Keiser (PhotonicsComm Solutions) Reference Guide to Fiber Optic Testing Laurence Choquet (JDSU) Aplikacijske i tehničke skripte: FTTP Measurement JDSU White Paper Optical Installation and Maintenance Anritsu White Paper Access Networks FTTH Optical Testing EXFO Presentation FTTH Network Testing Methods EXFO Presentation Measurement of Optical Cables Trend Communications Application Note Testing Passive Optical Networks EXFO PON Guide PON Build Phase Tseting Consideration Kingfisher Application Note FTTH: The Overview of Existing Technologies D.Novak, J.Murphy Service Activation Made Easy EXFO Application Note 207 Non-Intrusive Testing on High Bend Radius Fiber EXFO Product Note Connector Inspection and Maintenance EXFO Application Note 191 Fiber Inspection Probes vs. Fiber-Optic Microscopes EXFO Application Note 228 EtherSAM EXFO Application Note 230 OTDR PON Testing EXFO Application Note 201 Live Fiber OTDR Testing EXFO Technical Note 022 ORL Measurements in Field Applications EXFO Application Note 140 Active vs. PON Allied Telesyn Technical Brief Ethernet Point-to-Point vs. PON KEYMILE White Paper Optical access network trends Huawei article FTTx Solution ZTE White Paper ITU PON Past, Present, and Future Telecordia Presentation FTTx/PON Seminar Acterna Seminar WDM-PON Technologies CIP technologies White Paper Automated End-to-End PON Fiber Test JDSU White Paper 85
Video materijali: FTTH PON Testing Video The Animated Reference Guide to Fiber Optic Testing - JDSU Internet stranice: www.exfo.com www.jdsu.com www.kingfisher.com.au www.europeftthcouncil.com 86
SUMMARY During the last ten years we have been witnessing a significant increase of data communication speed in telecommunication access networks. Amongst the few technologies that have emerged as market winners in this segment, nowadays the most perspective one is often considered to be Passive Optical Network (PON). This paper will not be dealing with the details of the technology and transmission protocols but rather the emphasis will be put on measurements and measurement methods used in the processes of network implementation and maintenance. Furthermore, the paper will look into more details of necessary measurement instruments used in these processes and analyze various phases in PON network deployment and life cycle management. Keywords: passive optical network (PON), measurement methods, measurement instruments 87