نگهداری کابل های فیبر نوری

پارسیان فیبر ارتباط تولید کننده انواع کابل شبکه، کابل فیبر نوری و تجهیزات پسیو شبکه، این مطلب را برای شما انتخاب کرده است.

  1. محدوده

این مقاله ویژگی ها و تعاریف کلی را برای نگهداری و بهره برداری از شبکه های کابل فیبر نوری جهت استفاده در خدمات مخابراتی شرح می دهد. هدف این توصیه، شناسایی عملکردهای عمومی نگهداری شبکه کابل فیبر نوری و ارائه اطلاعات در مورد نگهداری و بهره برداری از شبکه های کابل فیبر نوری است. این نوشتار تنها به شبکه های کابلی تحت فشار غیر گازی[1] خواهد پرداخت. در این توصیه به نگهداری و بهره برداری از تجهیزات انتقال و مدیریت تأسیسات پرداخته نخواهد شد. کابل فیبر نوری غوطه ور[2] مانند آنچه در سیستم های زیردریایی استفاده می شود نیز در این توصیه، مورد بررسی قرار نمی گیرد.

  1. مراجع

آنچه در ادامه در ارتباط با پیشنهادات ITU بدان اشاره خواهد شد، حاوی مقرراتی است که توصیه های خود را ارائه می دهد. تمامی پیشنهادات و توصیه های ارائه شد در این نوشتار قابل تجدید نظر هستند بنابراین به کاربران توصیه می شود از سایر منابع و مراجعی که لیست آنها در زیر وجود دارد استفاده نمایند. لیستی از توصیه های معتبر ITU-T در حال حاضر به طور منظم منتشر می شود. مراجعه به یک سند در این توصیه به عنوان یک سند مستقل، وضعیت یک توصیه را نمی دهد. مراجعه به یک سند به تنهایی کفایت نمی کند.

  1. ویژگی های عمومی نگهداری شبکه کابل فیبر نوری
    • طبقه بندی نگه داری

وظایفی که اپراتورهای مخابراتی در ارتباط با نگهداری شبکه های فیبر نوری انجام می دهند، به دو دسته تقسیم می شوند: نگهداری پیشگیرانه و نگهداری پس از خطا.

  • نگه داری پیشگیرانه

فعالیت های نگهداری پیشگیرانه شامل نظارت، آزمایش و کنترل است. این فعالیت ها باید برنامه ریزی شده و قبل از وقوع خرابی های بزرگ انجام شوند. وقتی تعمیر و نگهداری پیشگیرانه تحت شرایط ضمن کار انجام می شود، باید مراقب بود تا از تداخل در خدمات مخابراتی جلوگیری به عمل آید.

  • نگه داری پس از خطا

فعالیت های نگهداری پس از خطا شامل نظارت، آزمایش و کنترل است. بسته به جدی بودن عیب، ترمیم باید بلافاصله پس از وقوع یا تعویق خطا مطابق با قوانین تعمیر و نگهداری انجام شود. نگهداری پس از خطا بعد از شناسایی خطا از طریق سیستم های انتقال، سیستم عملیات مشتری و یا مواردی از این دست، آغاز می شود. در این ارتباط interface های مناسبی وجود دارد، که به نگرش های سیستماتیک نیز فقط خلاصه نمی شوند.

  • اقدامات عمومی جهت نگهداری شبکه فیبر نوری

اقدامات عمومی جهت نگهداری شبکه فیبر نوری در جدول 1 خلاصه شده است. اقدامات مربوط به تعمیر و نگهداری پیشگیرانه به صورت اختیاری مطابق با قوانین نگهداری تعیین شده توسط اپراتورهای مخابراتی انتخاب می شوند. اقدامات مربوط به تعمیر و نگهداری پس از خطا معمولاً مورد نیاز است.

  • نظارت[3]

خطاها در شبکه کابل فیبر نوری منشأ تعدادی دارند. افزایش از دست دادن فیبر، افزایش فشار فیبر و تغییر در بازتابش به عنوان منشا  معمول خطاها در نظر گرفته می باشد. علاوه بر این، نفوذ آب به داخل محفظه ها، که می تواند باعث ایجاد مشکلاتی از جمله تخریب مکانیکی، افزایش هیدروژن از دست رفته و افزایش اتصال دهنده از دست رفته می شود، از جمله منشاء مربوط به خطا می باشد. نظارت با کنترل فیبر نوری/ اجزای نوری، به صورت دوره ای یا مداوم، برای شناسایی خطاها و ریشه های آن ها به عنوان بخشی از یک برنامه نگهداری پیشگیرانه انجام می شود. نظارت بر وضعیت تجهیزات انتقال یا گزارشات سیستم های عملیاتی خدمات مشتریان می تواند به عنوان ابزاری جهت نظارت در تعمیر و نگهداری پس از خطا مورد استفاده قرار می گیرد.

  • آزمایش

آزمایش برای شناسایی محل خطاها و منشا آن ها یا وضعیت شبکه‌های فیبر نوری انجام می شود. در صورتیکه بروز خطایی روی وضعیت خدمت دهی تأثیر بگذارد، باید اقدامی انجام شود تا مشخص شود آیا خطا در تجهیزات انتقال است یا شبکه فیبر نوری. همچنین آزمایش برای این انجام می شود که دریابیم آیا شرایط پس از نصب و ترمیم برقرار است یا خیر؟

  • کنترل

کنترل شامل ترتیباتی خاص برای نگهداری از شبکه فیبر نوری می باشد. فیبر نوری بین تجهیزات انتقال و مشتری گاهی اوقات به عنوان نتیجه ساخت و یا ترمیم برنامه ریزی شده است. برای کنترل می بایست اول شناسایی کنیم که در کجاها فیبر نوری در اختیار داریم. شناسایی فیبر با استفاده از پایگاه های داده امکان پذیر است. یک interface مناسب یا سیستم پشتیبانی برای چنین کاری مورد نیاز است.

پیوست 1

تجربه ژاپن

چندین سال است که بسیاری از دولت ها و شرکت های عامل در حال نصب شبکه های فیبر نوری هستند و اساساً همه سیستم های انتقال بر روی این شبکه ها بر اساس توصیه های ITU-T میزان بیت انتقال را کنترل می کنند. هنگامی که میزان خطای بیت بسیار بالا می رود، سیستم ها خاموش می شوند و تعمیرات لازم انجام می شود. اطلاع از میزان خطای بیت، در حال حاضر برای تعیین اینکه آیا مشکل در تجهیزات انتقال است یا در شبکه فیبر نوری کافی نیست. برای تعیین علت ممکن است نیاز به تحقیق در مورد تجهیزات انتقال و شبکه فیبر نوری باشد که بسیار وقت گیر است. اخیراً، تعدادی از دولت ها و شرکت های عامل سیستم های تعمیر و نگهداری را مستقر نمودند که قصد دارند کیفیت شبکه فیبر نوری را مستقل از تجهیزات انتقال کنترل کنند. برخی از این سیستم ها بدون تداخل در موضوع انتقال قادر به کنترل کیفیت شبکه فیبر نوری در هنگام استفاده هستند. هر سیستم نظارت ( مانیتورینگ) می تواند از فیبرهای یدکی[4] استفاده نماید. سیستم همچنین می تواند با سیگنال های فیبر( فعال) در حال کار تسهیم شود. این ضمیمه توصیه هایی درباره مفهوم و اقدامات مورد نیاز برای نگهداری کابل فیبر نوری ارائه می دهد.

محدوده

این پیوست:

  • به تعمیر و نگهداری کابل های فیبر نوری مسافت طولانی و محلی که برای شبکه های ارتباط از راه دور استفاده می شود اشاره دارد.
  • با کابل های فیبر نوری ساخته شده با فیبرهای سینگل – مد [5] سر و کار دارد.
  • به مفهوم نگهداری کابل فیبر نوری اشاره دارد.
  • اشاره به ضرورت نگهداری پیشگیرانه دارد.
  • اقدامات لازم مرتبط با نگهداری در خصوص کارهایی مانند نظارت ، آزمایش و کنترل را تأیید می کند.
  • با یک روش تحت فشار غیر گاز سروکار دارد.

در این بررسی توپولوژی پسیو دو ستاره[6]  که در آن تقسیم کننده ها شامل شبکه کابل فیبر نوری نقطه – به- چند نقطه[7] می شوند، مورد توجه قرار می گیرند.

مفهوم نگهداری کابل فیبر نوری

وضعیت نگهداری

  • عناصر عملیات: وظیفه

عملیات بین مشتریان و اجزای شبکه روی می دهد. عملیات کابل فیبر نوری به دو دسته طبقه بندی می شود: یک عملیات خدمات مشتری و دو عملیات NE (به شکل I.1 مراجعه کنید). مورد اول شامل وظایفی مانند دریافت سفارش خدمات، استعلام اطلاعات صورت حساب و دریافت گزارش مشکلات است. مورد بعدی نیز شامل وظایفی مانند تهیه، ساخت، نصب، نگهداری و مدیریت می باشد. این وظایف ارتباط تنگاتنگی با هم دارند.

  • عناصر نگهداری: فعالیت ها
  • نظارت – تعمیر و نگهداری شامل سه فعالیت است: نظارت، آزمایش و کنترل NE. در زیر توضیح داده شده است:
  • برای مانیتور کردن وضعیت NE[8] (اجزای شبکه)، نظارت شامل دو اقدام است: برای اطلاع از تنزل NE قبل بروز رویداد و مشکل، برای اطلاع از وضعیت های غیر معمول قبل از بروز رویداد.
  • آزمایش – برای اندازه گیری کارکترهای NE و بررسی اینکه آیا ویژگی ها سطح مورد نیاز را برآورده می کنند یا خیر.
  • کنترل- برای بازگرداندن NE به حالت عادی یا اقدام برای حفظ کیفیت خدمات.

به طور کلی، موضوع مربوط به تعمیر و نگهداری شامل کارهایی مانند نظارت بر تخریب NE، آزمایش و کنترل NE قبل از بروز مشکل، تعمیر و نگهداری پیشگیرانه می باشد. از طرف دیگر، نوع تعمیر و نگهداری شامل کارهایی نظیر دریافت زنگ هشدار یا گزارش مشکل، آزمایش و کنترل NE پس از وقوع خطا به عنوان نگهداری پس از خطا در نظر گرفته می شود.

از نقطه نظر نگهداری پیشگیرانه، نگهداری کابل فیبر نوری از سه عنصر آزمایش دوره ای، آزمایش تنزل فیبر و کنترل عناصر شبکه تشکیل شده است. در تعمیر و نگهداری پیشگیرانه، کلیه آزمایش ها با استفاده از الیاف یدکی (غیرفعال) یا الیاف در حال کار (فعال) انجام می شود که بدون دخالت در سیگنال های انتقال، با سیگنال های انتقال چندگانه صورت می پذیرد.

از طرف دیگر، در خصوص تعمیر و نگهداری پس از خطا، تعمیر و نگهداری کابل فیبر نوری شامل دریافت زنگ هشدار سیستم انتقال یا گزارش مشکل از مشتری، آزمایش خطای فیبر و تعمیر کابل / حذف کابل (یعنی مسیریابی مجدد کابل) می شود.

خطای فیبر و منشا آن

خرابی فیبر را  می توان به سه دسته کلی تقسیم کرد: خرابی فیبر، افزایش اتلاف فیبر و ناهنجاری اتصال فیبر.

خطای فیبر می تواند ناشی از موارد ذیل باشد:

  • میزان تنش کشش و تنش خمشی کابل
  • میزان کرنش خمشی و کرنش پیچشی کابل
  • تنش جانبی در کانال کابل خرد شده

افزایش اتلاف فیبر ممکن است ناشی از موارد زیر باشد:

  • افزیش اتلاف خمش میکرو[9] به دلیل فشار محوری فیبر کابل
  • افزایش اتلاف خمش ماکرو در انتهای کابل
  • افزایش افت جذب هیدروژن در کابل یا بسته شدن کابل.

ناهنجاری اتصال فیبر می تواند به دلیل ذیل باشد:

  • کشش و تغییر در تراز فیبر

فیبرهای نوری در یک کابل نصب شده در معرض کشش، پیچش و خمش هستند. فیبرهای خم شده در یک محفظه، متحمل تنش های بیشتر نسبت فیبرهایی که در درون کابل قرار دارند می شوند از این رو استحکام فیبر کاهش می یابد. بعلاوه، در صورت نفوذ آب به داخل کابل و مقاومت فیبر با سرعت بیشتری تحلیل می رود. اعتقاد بر این است که نفوذ آب احتمال خرابی فیبر و افزایش اتلاف فیبر را تسریع می کند. بنابراین، اقدامات مناسب در نگهداری کابل فیبر نوری قبل از وقوع خطاهای فیبر توسط دو منشا اصلی یاد شده، بسیار مهم است.

 

نگه داری پیشگیرانه

تعمیر و نگه داری کابل های فیبر نوری رایج نیز همان راهی را طی می کند که تعمیر و نگهداری کابل های فلزی طی کرده است، که در هر صورت نه موثر است و نه کارامد، زیرا دانش ما در مورد نرخ بیت – خطا برای تعیین اینکه مشکل در تجهیزات انتقال است و یا Rec کافی نیست. در نتیجه، از زمان دریافت گزارش مشکل تا بازگشت به حالت عادی، زمان زیادی صرف می شود. از سویی دیگر در برخی از کشورها تعدادی از مشترکین اقدام به استفاده از کابل های فیبر نوری نموده اند، در نتیجه، نیاز به نگهداری موثر این شبکه ها روز به روز اهمیت بیشتری پیدا می کند. با این حال، مفهوم این امر با تعمیر و نگهداری کابل فلزی متفاوت است. دلیل این امر این است که خطاهای فیبر نوری ممکن است در اثر تنش باقیمانده فیبر، افزایش اتلاف فیبر و یا نفوذ آب ایجاد شود. اگر منشأ این علل از قبل قابل تشخیص باشد، می توان اقدامات موثری انجام داد و از فیبرهای معیوب جلوگیری کرد. در حقیقت، چنین تعمیراتی که تنزل فیبر را بررسی می کند (همراه با زوال و افزایش از دست دادن) و آزمایش تنزل فیبر و کنترل انتقال فیبر را قبل از وقوع خطای فیبر انجام می دهد، به عنوان نگهداری پیشگیرانه در نظر گرفته می شود. در مقایسه با تعمیر و نگهداری کابل معمولی که پس از بروز مشکلی فعال می شود، نگهداری کابل فیبر نوری قبل از بروز خطای فیبر برای اطمینان از قابلیت اطمینان بالای شبکه کابل فیبر نوری انجام می گیرد، بنابراین تعداد شکایات مشتری و گزارش مشکلات کاهش می یابد.

نگه داری پس از وقوع خطا

تعمیر و نگهداری پس از خطا شامل دریافت گزارش مشکل، آزمایش خطا، تعمیر کابل و حذف کابل، بخش های اصلی نگهداری شبکه کابلی معمولی می باشد. در یک سایت فاصله – طولانی، وقتی کابل فیبر نوری خراب شد بلافاصله در پاسخ به هشدار و یا تماس مشتری اقدام صورت می گیرد. در این شرایط، جهت انجام اقدام لازم به منظور تعمیر خطای به وجود آمده لازم است تا هدایت ترافیک به یک مسیر جایگزین به منظور انجام آزمایش های لازم جهت کشف مکان خطا صورت گیرد. همچنین در این راستا می بایست، از کیت کابل ترمیمی برای ایجاد مسیر موقت در امتداد بخش آسیب دیده کابل استفاده کرد. کابل ترمیمی از قبل برای مواجهه با چنین شرایطی می بایست آماده گردد.

در یک سایت توزیع محلی، پس از دریافت گزارش مشکل از مشتری و آزمایش خطای کابل / فیبر، تعمیر توسط کیت کابل ترمیمی یا انتقال فیبر انجام می شود.

[1] non-gas pressurized cable networks

[2] Submerged optical fibre cable

[3] Surveillance

[4] Spare Fibre

[5] Single – mode

[6] Passive double star Topology

[7] point-to-multipoint

[8] Network Element

[9] microbending loss