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1、光纖熱潮下之DWDM監控系統發展現況與應用趨勢分析隆磐科技吳定豐副總 / Caleb WuAgenda1.為何需要光纖監測系統(RFTS) ?2.光纖監測系統(RFTS)的工作原理3.光纖監測系統(RFTS)的應用趨勢4.第一代基本型的監測系統5.第二代具備即時告警能力的監測系統6.第三代具備斷線自動備援的監測系統7.第四代DWDM監測系統8.完整的監測系統組合FiberOptic Route Asia PacificSource : KMIFiberOptic Route North AmericanSource : KMIFiberOptic Route Central EuropeanS
2、ource : KMIWorldwide Cabling Growth複雜的光纖收容箱雜亂的光纖跳接線為何需要光纖監測系統(RFTS) ?光纖網路越長,越多,越亂,越複雜.就越需要光纖監測系統來輔助管理與維護原因一傳輸的資料量越來越大光纖資料傳輸量:2.5G約等於4萬門電話傳統雙絞線資料傳輸量:64K等於一門電話原有維護流程太耗時間在光通信的領域裡再一次的證明時間就是金錢為何需要光纖監測系統(RFTS) ?需要更快更短的維護流程原因二太多的因素會影響光纖傳輸的品質Strength degradationLoss increaseTEMPERATUREStrength degradationLo
3、ss increaseSNOW & ICEStrength degradationLoss increaseWATER & MOISTUREStrength degradationFiber breakageLIGHTNINGStrength degradationFiber breakageLoss increaseWINDStrength degradationFiber breakageWATER FLOWStrength degradationFiber breakageLoss increaseMANUFACTURINGsource: ITU-T Construction, inst
4、allation, jointing and protection of optical fibers cables太多的因素會影響光纖傳輸的品質(cont.)Corrosion of metalsChemical attack on sheathFACTORY SMOKE& AIR POLLUTION- Damage to cable sheath and joints due to creep- Transient optical loss due to vibration of fibersTRAFFIC(Cars, Trucks)Chemical attack on cable she
5、athPETROLEUM GASLEAKAGE- Increase in optical loss due to hydrogen- Cutting or breaking of the cablesHYDROGENDanger of fireFIREStrain due to pulling-infor installationINSTALLATIONPRACTICEsource: ITU-T Construction, installation, jointing and protection of optical fibres cables為何需要光纖監測系統(RFTS) ?需要有更好的
6、預防機制原因三Agenda1.為何需要光纖監測系統(RFTS) ?2.光纖監測系統(RFTS)的工作原理3.光纖監測系統(RFTS)的應用趨勢4.第一代基本型的監測系統5.第二代具備即時告警能力的監測系統6.第三代具備斷線自動備援的監測系統7.第四代DWDM監測系統8.完整的監測系統組合OTDR 測試原理圖說Pulse駆動回路 Pulse発生器 光検出器 増幅器半導体LD方向性結合器OTDR的出入端SpliceConnectFiberFiberAD転換器同歩加算対数転換表示Timing 発生器FiberFiber內部後方散亂光Pb距離(Km)接続損失接続損失遠端近端盲区Fiber的損失後方散乱
7、光 Pb（）OTDR 軌跡說明圖利用原始軌跡找出新軌跡產生的問題, 並將告警位置訊息Map至GIS系統Agenda1.為何需要光纖監測系統(RFTS) ?2.光纖監測系統(RFTS)的工作原理3.光纖監測系統(RFTS)的應用趨勢4.第一代基本型的監測系統5.第二代具備即時告警能力的監測系統6.第三代具備斷線自動備援的監測系統7.第四代DWDM監測系統8.完整的監測系統組合光纖監測趨勢告警訊息的通知方式也由定點通知簡單的訊息通知演進到可透過無線的通信將具圖文訊息傳送到一個可方便移動平台(PDA)移動監控平台結合PDA與行動通信模組即可提供一個易於攜帶的監控平台提供可遠端測試光纖的平台提供可遠端
8、即時地接收詳細告警訊息,並且可立刻進行維護的平台光纖監測趨勢光纖的監測已經由被動的週期掃描測試走向主動的即時告警測試更即時性的斷線告警目前在運用上光纖監測系統大部分還都是使用週期測試的方式來監測光纖的品質,但難道沒有在斷線的同時馬上自動測試分析斷點的需求嗎?不是的只是架設的成本太高了但隨著對光纖搶修的時效的要求越來越高的狀況下,安裝即時告警監測的需求也越來越多實現光纖即時斷線告警的方式主要有兩種光終端機告警引入光功率告警引入光終端機告警引入的成本較低,但光終端機發告警的原因常常不是線路問題所以反而會影響光纖監測系統原有的週期測試的功能光功率告警一般為直接擷取線上傳輸中的光功率,但成本相當高,所
9、以自被提出以來都沒被市場大量採用,所以我們由離線測試的觀念上提出以監測系統主動提供穩定的光源打到光纖中,在將光纖串接起來甚至串成一個迴路回到RTU,如此即可省掉中間的許多設備降低建置成本,將整個系統的實用性提高光纖監測趨勢從被動的斷線定位通知到主動的自動備援切換自動化光迴路備援光光纖纖的的通通訊訊量量越越來來越越大大：近年來，隨著光纖網路的不斷建設以及通訊量的倍增成長，每一條光纖所承載的通信量及實質帶來的營收都不斷地增長，如此也代表著連接到用戶端的光纖的維護也越趨重要。維維護護時時效效的的要要求求：如上所述，每一次的光纖故障均帶來越來越大的影響，因此各光纖維護單位均加強要求對於線路維護的績效。
10、例如，對於一級幹線斷訊超過10分鐘、二級幹線斷訊超過20分鐘便列爲重大通訊事故等。但是，若是屬於纖線真正故障斷裂，從查找障礙點到搶修到恢復通訊所花費的時間，勢必大於這些要求。缺缺乏乏備備用用回回路路：許多的基地台或電信機房之間都尚未建成保護環路，因此發生故障時無法立即切換備用路由以恢復通訊，必須要等到線路搶修完畢後，系統才能恢復。這樣的過程少則數小時，多則數十小時，將造成巨大的損失。時時間間就就是是金金錢錢：對於已經鋪設備用路由並規定好故障時緊急處置程式的單位，則可以規定機房職守人員在限時內將系統跳通至備用線路。那麼，另外一個重點在於，就算能在限時之內搶通，那也是花費了1020分鐘了，而對於長
11、途幹線或市話中繼光纖而言，那已經損失了大筆的營收；如果維修時間長達數小時到數十小時的重大事件，那更是損失天文數字了。實實現現物物理理路路由由的的切切換換：光回路自動切換的功能也可應用在已經建設成環狀的SDH網中，雖然已經具備自動將資料改換其他路由傳送的功能，但那是屬於邏輯路由的切換，將通訊量轉移到另一個方向，而非物理路由的實際切換。所以通訊量會累加到另一個方向。光纖監測趨勢從一般的單波道傳輸線路的監測走向DWDM光纖監測DWDM光纖監測由於頻寬需求使得採用DWDM系統也越來越多,所以為DWDM系統設計一個適合的監測系統的需求也越來越高DWDM系統的監測需要針對它的特性,所以如光通道波長 ,光功
12、率 ,光信噪比 ,光通道間隔,波長漂移 ,光功率平整度等等都需列入監測項目整體趨勢Agenda1.為何需要光纖監測系統(RFTS) ?2.光纖監測系統(RFTS)的工作原理3.光纖監測系統(RFTS)的應用趨勢4.第一代基本型的監測系統5.第二代具備即時告警能力的監測系統6.第三代具備斷線自動備援的監測系統7.第四代DWDM監測系統8.完整的監測系統組合第一代基本型的監測系統RTUOSWFCMOTDR+RFTS光纖監視系統光纖監視系統 +OTAU基本型的監測系統國家級監控中心區域監控中心遠端光纖測試器光纖耦合模組(FCM)遠端光路切換器機房監控台可攜式監控台(Local Access)可攜式監
13、控台(RemoteAccess)線上測試( (On-Line Testing)On-Line Testing)直接連結並測試使用中的光纖(Active Fiber)RTU測試波長必需異於傳輸波長斷線偵測不會遺漏, 成本較高1: 傳輸波長2被濾除(不影響接收機)1通過2: 測試波長 (1310/1550/1625 nm)Active Fiber離線測試 (Off-Line Testing)1: 傳輸波長1通過Active FiberSpare Fiber2: 測試波長 (1310/1550/1625 nm)利用備用光纖(Dark Fiber)作測試RTU測試波長可與傳輸波長相同系統容易架構, 成
14、本較低Agenda1.為何需要光纖監測系統(RFTS) ?2.光纖監測系統(RFTS)的工作原理3.光纖監測系統(RFTS)的應用趨勢4.第一代基本型的監測系統5.第二代具備即時告警能力的監測系統6.第三代具備斷線自動備援的監測系統7.第四代DWDM監測系統8.完整的監測系統組合第二代具備即時告警能力的監測系統RTUOPM / ACM即時告警監測即時告警監測系统系统第二代具備即時告警能力的監測系統由OPM設備一直監測著線上的光功率,當光功率低到一定的門檻,就會觸發OTDR去測試相關芯線,即可達成光功率即時告警的功能裝上此一系統會使得光纖監測系統具備在30秒60秒內發出斷點定位的告警通知SDHD
15、WDMOTDROpticalSwitchODFODFSDHDWDMOPMSource : PLLBAgenda1.為何需要光纖監測系統(RFTS) ?2.光纖監測系統(RFTS)的工作原理3.光纖監測系統(RFTS)的應用趨勢4.第一代基本型的監測系統5.第二代具備即時告警能力的監測系統6.第三代具備斷線自動備援的監測系統7.第四代DWDM監測系統8.最完整的監測系統組合第三代具備斷線自動備援的監測系統RTUOCIS自動光回路斷線備援切換系統自動光回路斷線備援切換系統 第三代具備斷線自動備援的監測系統在此一架構下除了原有的光纖監測的基本功能外,尚擁有即時斷線告警與芯線斷線自動備援如此不只是提供
16、即時斷點定位,更能排除人為的因素,在斷線的同時立即自動切換到備援的線路,更快速地回復通信通道,而不必等到受損的的光纖修復SDHDWDMRTU+OCISSDHDWDMTxRxPrimarySecondaryTxRxRTU+OCISPrimarySecondaryAgenda1.為何需要光纖監測系統(RFTS) ?2.光纖監測系統(RFTS)的工作原理3.光纖監測系統(RFTS)的應用趨勢4.第一代基本型的監測系統5.第二代具備即時告警能力的監測系統6.第三代具備斷線自動備援的監測系統7.第四代DWDM監測系統8.完整的監測系統組合第四代DWDM監測系統RTUOSM for DWDMDWDM DW
17、DM 監視系統監視系統 第四代DWDM監測系統 DWDM可監測項目光通道波長 (Signal wave length)光功率 (Power level)光信噪比 (OSNR)光通道間隔 (Channel spacing)波長漂移 (Wave length shift)光功率平整度 (Power uniformity)光通道波長 (Signal wave length)1535.1nm1541.5nm1547.9nm1554.3nm光功率 (Power level)-11.90dBm-11.89dBm-11.71dBm-11.93dBm光信噪比( (Optical Signal Noise Ra
18、tio)Optical Signal Noise Ratio) OSNR= Psignal Pnoise (dB)OSNR= -49.8dB光通道間隔 (Channel spacing) Channel spacing= n+1 - n (nm)1.6nm波長漂移 (Wave length shift)1556.2nm1557.5nm=1.3nm光功率平整度 (Power uniformity)Uniformity=2.8dB Uniformity= Pmax Pmin (dB)Pmax=-10dBmPmin=-12.8dBmOSM(Optical Spectrum Meter) 相關的工作原
19、理第四代DWDM監測系統什麼是Optical Spectrum MeterTrack and Filter the DWDM waveform.High accuracy read-out. Operation in Auto and Manual mode.Easy use by LCD and Push bottom.Plug-in module for RFTS system.Optical Spectrum Analyzer工作原理OSM1530153915521560Before OSM:OSA shows 4 peak in DWDM system.Optical Spectrum
20、 Analyzer1530153915521560After OSM:OSM filter out 1 wavelength, OSA shows only 1 peak.DWDM Waveform (ex. 4 Channels)(ex. 4 Channels)OSM Waveform (Ch.1)OSM 自動搜索到Ch.1 wavelength at 1530nmOSM Waveform (Ch.2)OSM 自動搜索到Ch.2 wavelength at 1539nmOSM Waveform (Ch.3)OSM 自動搜索到Ch.3 wavelength at 1552nmOSM Wavef
21、orm (Ch.4)OSM 自動搜索到Ch.4 wavelength at 1560nmOSM與RFTS結合成DWDM監測系統使用以下三步驟讓OSM與RFTS結合成DWDM監測系統Step 1 Tap微量的光給OSM作監測用Modify OSM as a DWDM monitor.5% TapTracking the DWDM signalSignal in95%Send data to RTUs CPU moduleData process and compareBUSSignal outSignal to RTUStep 2 OSM發現問題 RTU 分析每一個DWDM Channel 的光
22、功率當偵測到有某一channel光功率消失 與線路無關之AlarmFiber broken in the path somewhere.Connector broken or disconnect.Some transmitter is out of order.Some transmitter needs to maintain.當偵測到光功率降低 可能與線路有關之AlarmBig loss in the fiber path.Connector needs to clean and maintain. 起動OTDR來找出問題 Step 3 啟動OTDR找出故障的原因 RTU使用1625nm
23、 或1650nm波長的OTDR來監測DWDM系統光纖Agenda1.為何需要光纖監測系統(RFTS) ?2.光纖監測系統(RFTS)的工作原理3.光纖監測系統(RFTS)的應用趨勢4.第一代基本型的監測系統5.第二代具備即時告警能力的監測系統6.第三代具備斷線自動備援的監測系統7.第四代DWDM監測系統8.完整的監測系統組合完整的監測系統組合RTUOSWFCMOTDROPM / ACMOCISDWDM Monitor System+RFTS光纖監視系統光纖監視系統 即時告警監測即時告警監測系统系统自動光回路斷線備援切換系統自動光回路斷線備援切換系統 DWDM DWDM 監視系統監視系統 各系統可單獨運作各系統可單獨運作亦可任意組合亦可任意組合 +OTAUQ&Awtfttc-.tw光纖熱潮下之DWDM監控系統發展現況與應用趨勢分析
