Forscher haben erfolgreich einen kohärenten Transceiver-Prototyp eingesetzt, um Polarisationsänderungen zu erkennen, die einem Kabelbruch in einem aktiven Netzwerk vorausgingen. Die Arbeit, die eine der ersten Demonstrationen feldbasierter Messungen für einen aktiven Kabelbruch ist, zeigt das Potenzial der Transceiver-basierten Sensorik für die aktive Überwachung und Verbesserung der Stabilität von Glasfasernetzen.
Die Verwendung des globalen Glasfasernetzwerks als Sensor könnte dazu beitragen, die Robustheit und Zuverlässigkeit des Netzwerks zu verbessern, indem Netzwerkmanagement- und Steuerungssysteme mit Echtzeitinformationen über die Umgebung jedes Glasfaserpfads oder jeder Glasfaserverbindung versorgt werden. Wenn eine wesentliche Änderung festgestellt wird, könnten vorbeugende Maßnahmen eingesetzt werden, um Daten umzuleiten oder Frühwarnungen zu senden, die Schäden am Netzwerk verhindern.
„Wir alle sind Konnektivitätsstörungen ausgesetzt und können leicht frustriert werden. Daher ist der Schutz des Glasfasernetzes von größter Bedeutung“, sagte Mikael Mazur, Mitglied des technischen Personals in der Abteilung Advanced Photonic Research bei Nokia Bell Labs. „Heutzutage ist unsere Fähigkeit, die Auswirkungen von Glasfaserbrüchen zu mildern, begrenzt, da es an Sensoren mangelt, die in der Lage sind, die physische Umgebung in Echtzeit zu überwachen. Ohne diese beschränkt sich das Management auf Netzwerkebene auf die Schadensbegrenzung nach dem Ausfall und nicht darauf, vorbeugende Maßnahmen zu ergreifen.“
„Dies gilt für alle Ausfälle, die entweder durch menschliche Faktoren wie fehlerhafte Bauarbeiten oder unkontrollierbare Ereignisse wie schlechtes Wetter verursacht werden. Unsere Ergebnisse zeigen, dass kohärente Transceiver mit zusätzlichen Sensorfunktionen diese Lücke schließen können und einen skalierbaren Weg zur Implementierung der intelligenten Glasfasernetze von bieten.“ die Zukunft.“
Mazur wird diese Forschung, die eine Zusammenarbeit zwischen Nokia Bell Labs US und der Chalmers University of Technology sowie Sunet in Schweden war, unter vorstellen OFCdie als Hybridveranstaltung vom 24. bis 28. März 2024 im San Diego Convention Center stattfinden wird.
Die Forscher nutzten kohärente Empfängerüberwachung, um eine Post-Factum-Analyse der Ergebnisse durchzuführen, die in einem Live-Netzwerk während eines Glasfaserbruchs erfasst wurden, der auftrat, als ein Bagger während des Baus versehentlich das Glasfaserkabel freilegte. Die 524 km lange Verbindung umfasste fünf rekonfigurierbare optische Add-Drop-Multiplexer (ROADMs) und bestand hauptsächlich aus Luftfaser. Der Bruch ereignete sich auf einem kürzeren vergrabenen Abschnitt, der die ROADM-Knoten mit Stromleitungsstandorten verband.
Die Glasfaser wurde überwacht, indem ein mitausbreitendes Signal von einem auf einem Field Programmable Gate Array (FPGA) basierenden kohärenten Transceiver-Prototyp entlang der kohärenten Live-Datenkanäle im Netzwerk übertragen wurde. Basismessungen zeigten, dass die meisten Polarisationsänderungen bei Frequenzen um 1 Hz auftreten, was gut mit Umweltveränderungen übereinstimmt.
Etwa 5–7 Minuten vor der Pause wurden höherfrequente Inhalte beobachtet, die 50 Hz erreichten. Obwohl die genaue Ursache dieser Veränderung unbekannt ist, hängt sie wahrscheinlich mit den Baumaßnahmen zusammen, die zum Faserbruch geführt haben. Die Forscher stellen fest, dass die vor dem Bruch beobachteten Polarisationsschwankungen stärker waren als alle anderen Schwankungen, die während des einwöchigen Fensters vor dem eigentlichen Bruch beobachtet wurden.
„Studien wie diese bestehen von Natur aus aus der Überwachung einer unkontrollierten realen Umgebung, und die damit verbundene volle Komplexität kann nicht in Laboren oder Simulationsumgebungen reproduziert werden“, sagte Mazur. „Daher ist es von entscheidender Bedeutung, diese Funktionen in unsere kohärenten Transceiver zu integrieren, um eine schnelle Skalierung zu ermöglichen und präventive Sensorik im gesamten optischen Netzwerk zu ermöglichen. Aus Forschungsperspektive sind wir sehr gespannt, dass diese Funktionen in naher Zukunft ihren Weg in Produkte finden.“