Undersøgelse viser løfte om transceiver-baseret sensing til aktiv overvågning af fibernetværk

Forskere har med succes brugt en sammenhængende transceiver-prototype til at detektere polarisationsændringer, der gik forud for et kabelbrud i et levende netværk. Værket, som er en af ​​de første demonstrationer af feltbaserede målinger for et aktivt kabelbrud, viser potentialet ved transceiver-baseret sensing til aktiv overvågning og forbedring af stabiliteten af ​​fibernetværk.

Brug af det globale fibernetværk som sensor kan hjælpe med at forbedre netværkets robusthed og pålidelighed ved at give netværksstyrings- og kontrolsystemer med realtidsinformation om miljøet omkring hver fibersti eller forbindelse. Når en væsentlig ændring opdages, kan forebyggende foranstaltninger bruges til at omdirigere data eller sende tidlige advarsler, der forhindrer skade på netværket.

"Vi er alle afsløret og let frustrerede over forbindelsesforstyrrelser, og beskyttelse af fibernetværket er derfor af største vigtighed," sagde Mikael Mazur, medlem af Technical Staff i Advanced Photonic Research-afdelingen hos Nokia Bell Labs. "I dag er vores evne til at afbøde virkningerne af fiberbrud begrænset på grund af manglen på sensorer, der er i stand til at overvåge det fysiske miljø i realtid. Uden disse er styring på netværksniveau begrænset til afhjælpning af postafbrydelser i stedet for at tage forebyggende handlinger.

"Dette gælder for ethvert udfald, enten forårsaget af menneskelige faktorer såsom fejlbehæftet konstruktionsarbejde og ukontrollerbare hændelser som dårligt vejr. Vores resultater viser, at sammenhængende transceivere med tilføjede sanseevner kan udfylde dette hul, hvilket giver en skalerbar vej til at implementere de smarte fibernetværk. fremtiden."

Mazur vil præsentere denne forskning, som var et samarbejde mellem Nokia Bell Labs US og Chalmers University of Technology og Sunet i Sverige, på OFC, som vil finde sted som en hybrid begivenhed 24.-28. marts 2024 i San Diego Convention Center.

Forskerne brugte kohærent modtagermonitorering til at udføre post-faktum-analyse af resultater, der er fanget i et live-netværk under et fiberbrud, der opstod, da en gravemaskine ved et uheld blottede fiberkablet under byggeriet. Den 524 km lange forbindelse omfattede fem rekonfigurerbare optiske add-drop multiplexere (ROADM'er) og bestod primært af luftfiber. Bruddet opstod på et kortere nedgravet segment, der forbandt ROADM-knudepunkterne til strømledningsplaceringer.

Fiberen blev overvåget ved at transmittere et co-propagerende signal fra en feltprogrammerbar gate array (FPGA) baseret kohærent transceiver prototype langs de levende kohærente datakanaler på netværket. Baseline-målinger viste, at de fleste polarisationsændringer forekommer ved frekvenser omkring 1 Hz, hvilket passer godt til miljøændringer.

Cirka 5-7 minutter før pausen indtraf, blev der observeret indhold med højere frekvenser, som nåede 50 Hz. Selvom den nøjagtige årsag til denne ændring er ukendt, er den sandsynligvis relateret til de byggeaktiviteter, der førte til fiberbrud. Forskerne bemærker, at polarisationsudsvingene, der blev observeret før pausen, var stærkere end nogen andre udsving, der blev observeret i løbet af det ugelange vindue før den faktiske pause.

"Undersøgelser som disse består i sagens natur af overvågning af et ukontrolleret miljø i den virkelige verden, og den fulde kompleksitet, der er forbundet med det, kan ikke replikeres i laboratorier eller simuleringsmiljøer," sagde Mazur. "At skubbe disse funktioner ind i vores sammenhængende transceivere er derfor afgørende for hurtigt at opskalere og muliggøre forebyggende sansning over hele det optiske netværk. Fra et forskningsperspektiv er vi meget glade for at se disse funktioner finde vej til produkter inden for den nærmeste fremtid."

Leveret af Optica