За последние несколько лет спрос на услуги интернет-провайдеров вырос в несколько раз. Причина – массовый переход на удаленную работу, дистанционное обучение и элементарная потребность в общении. Именно поэтому надежное сетевое подключение сегодня важно как никогда. Одновременно с появлением высокоскоростной технологии передачи данных 5G и распространением более сложных сетей, провайдеры начали сталкиваться с новыми проблемами, связанными с ненадежностью и предоставлением некачественного сервиса.
Многие используют многоволоконные оптические коннекторы (MPO) для экономии места в системах с большим количеством волокон, например, в центрах обработки данных (ЦОД) или в телекоммуникационных узлах, а также для обеспечения высокоскоростного соединения (40 Гбит/с, 100 Гбит/с и даже 400 Гбит/с) и повышенной избыточности (если одно из соединений выходит из строя, данные могут быть автоматически переключены на другое рабочее соединение). Вместе с этим провайдеры перестраивают центральные офисы (CORD/ Central Office Re-architected as a Datacenter), а также головные станции (HERD/Headend Restructured as a Datacenter) в центры обработки данных , используя многоволоконные оптические коннекторы (MPO) на 12 или 24 волокна.
Однако наряду с преимуществами внедрения многоволоконных оптических коннекторов существует и ряд проблем. Исследования показали, что 80% владельцев сетей жалуются на проблемы, связанные с плохим качеством коннекторов, что негативно влияет на работу сети в целом. Например, операторам CORD в некоторых случаях приходится временно отключать критически важные линии связи для устранения неполадок, что затрагивает множество потребителей услуг.
Становится очевидно, что коннекторы могут оказать огромное влияние на прибыль провайдеров. Фактически, исследование NTT-Advanced Technology Research называет загрязненные коннекторы основной причиной сбоев.
Что же нужно сделать, чтобы обеспечить стабильную работу сети?
Проверка состояния коннекторов
Внимательная проверка коннекторов, включая осмотр и очистку, является критически важным этапом для предотвращения возможных проблем. Важно, чтобы коннекторы проверялись еще на этапе установки. В противном случае операторам придется отключать работающие соединения, чтобы устранять возникающие проблемы.
Осмотр позволяет обнаружить любые дефекты и определить чистоту коннектора. В случае обнаружения загрязнений их можно очистить. Если на этом этапе у коннектора обнаруживаются царапины или другие физические повреждения, его можно заменить без ущерба для работы сети.
Проверка коннекторов имеет очень важное значение, поскольку загрязненные или поврежденные коннекторы напрямую влияют на уровни вносимых потерь (IL) и оптических обратных потерь (ORL). Это, в свою очередь, влияет на частоту битовых ошибок (BER), производительность и надёжность сети.
Существует множество источников загрязнения коннекторов. Например, после контакта с человеческой кожей на них остается кожный жир и частицы пыли. И даже на хорошо защищенных коннекторах могут встречаться загрязнения от собственной пылезащитной крышки из-за статического электричества.
Грязные коннекторы нужно правильно очистить и повторно проверить перед подключением. Международная электротехническая комиссия (МЭК/IEC) подчёркивает, что важно проводить несколько процедур очистки, прежде чем отбраковывать коннектор. При этом некоторые специалисты рекомендуют перед заменой выполнить до трёх попыток очистки.
Нужно использовать правильный метод очистки и подходящие инструменты. Например, если очистить коннекторы неподходящими инструментами или использовать влажные чистящие средства, и не высушить его должным образом, на коннекторе все равно останутся загрязнения.
Чем чревато загрязнение MPO?
Осмотр на этапе установки очень важен для многоволоконных оптических коннекторов (MPO), поскольку он позволяет очистить или заменить загрязненные коннекторы перед развертыванием сети.
Тем не менее важно понимать, что очистка коннектора без необходимости может усугубить ситуацию. Это особенно актуально в случае высокочувствительных многоволоконных оптических коннекторов (MPO), где, например, грязь из первого ряда потенциально может мигрировать во второй ряд во время чистки.
Также важно осмотреть оба соединяемых коннектора, поскольку загрязнения из одного могут перейти на другой, который был чистым.
Пропускать осмотр и проверку на этапе установки категорически не стоит. Зачастую, если смонтированы неисправные или загрязненные коннекторы, в дальнейшем приходится менять многоволоконные оптические кабели, вместо того, чтобы пытаться решить проблему с загрязненным коннектором заранее. Это позволяет сэкономить время и избежать проблем, но такое решение может быть дорогостоящим.
Стоит отметить, что для поддержания высоких скоростей передачи данных, необходимо оптимизировать оптоволоконную инфраструктуру, учитывая, что любое загрязнение будет иметь гораздо большее значение при таких высоких скоростях передачи данных.
Рассмотрим простой пример: канал Ethernet на 1 Гбит/с с каналом Ethernet на 10 Гбит/с. С относительно низкой скоростью 1 Гбит/с некоторые проблемы на физическом уровне, такие как загрязненные коннекторы, могут быть не столь критичными так как в первом случае допустимы вносимые потери могут быть выше, чем во втором случае. С увеличением скорости передачи данных, ситуация изменится в худшую сторону. Проблемы будут усиливаться при более высоких скоростях — 25/40/100/400 Гбит/с. Вот почему так важно проверять коннекторы перед подключением.
Поскольку каналы связи в центральных офисах или центрах обработки данных обычно передают высокоскоростной трафик, они более чувствительны к загрязненным коннекторам. Как отмечалось выше, многоволоконные оптические коннекторы (MPO) всё чаще используются в системах с высокой плотностью оптических соединений, что делает проверку и очистку критически важными процедурами. При использовании MPO каждый порт представляет собой потенциальную угрозу, а один загрязненный или поврежденный разъем может повлиять на 12 или 24 оптоволоконных линий.
Как проверить чистоту коннектора?
Достижение точной диагностики «исправно/неисправно» (Pass/Fail), которую можно будет регулярно повторять, при каждой проверке многоволоконных оптических коннекторов (MPO) имеет свои трудности. С технической точки зрения получение точных результатов при проверке многоволоконных оптических коннекторов намного сложнее, чем у обычных коннекторов.
Прибор для проверки оптоволокна представляет собой специальный микроскоп, который делает снимок торца коннектора, к которому применяется алгоритм анализа для получения результатов диагностики. Независимо от того, насколько хорошо работает алгоритм анализа, если изображению не хватает четкости, вы не сможете получить точные результаты.
При выборе устройства для проверки коннекторов обратите внимание на качество изображения. Ищите такие устройства, которые выдают очень чёткое изображение с хорошим контрастом между светлыми и темными участками. Это поможет правильно определить дефекты и царапины на поверхности коннектора, и не путать их с отражениями или другими артефактами при анализе.
Деформируемые линзы часто используются в микроскопах для осмотра, но они не обеспечивают должный уровень детализации, необходимый для получения надежных и повторяемых результатов. В оптике, чем больше линзы, тем лучше разрешение и качество изображения. При проверке многоволоконных оптических коннекторов (MPO) микроскоп для осмотра разъемов с линзами большего размера с большей вероятностью обеспечит наилучшую четкость изображения. Это может быть немного сложным, так как кончик оптического прибора должен быть достаточно маленьким, чтобы помещаться в плотных патч-панелях.
Технология детекторов на основе КМОП (комплементарная структура металл — оксид — полупроводник) значительно продвинулась в последние годы. Их активно используют в электромобилях с автопилотами и сканерах распознавания лиц. Новые детекторы КМОП большее поле наблюдения, которое необходимо, чтобы охватить всю поверхность многоволоконного коннектора. Хотя коннекторы с больше, чем с двумя рядами волокон пока не слишком распространены, они начинают постепенно появляться. Хороший инструмент для проверки должен обеспечивать достаточно большое поле зрения для просмотра до 4 рядов по 12 волокон на одном коннекторе.
Во время проверки поверхность многоволоконного оптического коннектора (MPO) должна быть равномерно освещена, чтобы избежать зоны с тенями на поверхности и лучше разглядеть возможные дефекты. Светодиоды, используемые для проверки торцов волокна, обычно имеют синий спектр с длиной волны 435 нм, что идеально подходит для одноволоконных коннекторов.
В свою очередь многоволоконные коннекторы требуют большего контраста на мелких деталях. Например, светодиоды фиолетового диапазона с длиной волны 405 нм позволят определить чрезвычайно мелкие дефекты — всего 2 мкм, что составляет примерно одну тридцать пятую размера человеческого волоса.
Что делать, если нет времени?
Скорость проведения инспекции всегда является важным вопросом, особенно когда необходимо выполнить большое количество проверок многоволоконных коннекторов: например, при сертификации целой патч-панели. Обычно проверка одного коннектора MPO занимает около минуты с момента вставки коннектора в прибор до анализа данных и сохранения результатов осмотра.
Новейшие решения автоматизировали каждый этап инспекции и время проверки значительно уменьшилось, в некоторых случаях оно меньше 10 секунд.
Переключение между двумя разными типами коннекторов, такими как MPO и LC (или любыми другими одиночными оптоволоконными коннекторами), усложняет и замедляет процесс проверки соединений. Техникам приходится использовать разные насадки и переходники для каждого типа коннектора, и это неудобно, особенно если работать на высоте или если нужно провести много тестов.
При выборе устройства для проверки соединителей обратите внимание на механизм смены насадок. Узнайте, можно ли выполнять эту операцию одной рукой, чтобы избежать потери некоторых запчастей в процессе работы. Также обратите внимание на количество насадок, которые понадобятся для данного решения, так как это может повлиять на его стоимость. Если вам нужно проводить проверки в условиях с большой плотностью соединений или с разными типами коннекторов, постарайтесь найти решение, которое уже по умолчанию включает в себя длинные насадки и минимум переходников. Это также поможет уменьшить общие затраты на использование данного устройства.
Инструменты и решения
Современные инструменты для проверки и тестирования позволяют техникам:
- проверять как одноволоконные, так и многоволоконные коннекторы, используя один и тот же инструмент, просто сменив насадку
- использовать длинные наконечники для легкого доступа к утопленным коннекторам и панелям высокой плотности
- получать автоматизированный анализ всех волокон в многоволоконных коннекторах
- получать четкий результат «исправно» или «неисправно» в соответствии с конфигурацией теста
Чтобы оптимизировать процесс проверки, ниже приведены особенности, на которые следует обратить внимание при выборе решения для проверки в соответствии с конкретной рабочей средой.
В случае CORD/HERD обратите внимание на:
- скорость тестирования: исходя из большого объёма тестов, которые нужно провести, скорость проверки имеет значение
- механизм смены насадок — инструмент для проверки должен предлагать удобный механизм смены насадок, чтобы его можно было использовать как с многоволоконными, так и с одиночными оптоволоконными коннекторами на одной и той же площадке
- надежность: учитывая наличие высокоскоростных соединений, надёжность проверки имеет большое значение, чтобы избежать проблем с данными на таких высоких скоростях
Веб-центры/Центры обработки данных. Здесь важна скорость проведения тестов, надежность и автоматизация, так как работы могут выполнять менее опытные техники из-за большого объема работ.
Оптоволокно до антенны. Требуется механизм смены насадок для работы с разными типами коннекторов, простота использования и автоматизация для эффективности, а также конструкция, которая предусматривает минимальное количество переходников для упрощения работы.
Оптоволокно до дома. Здесь важна надежность, так как это связано с подключением оптоволоконной связи в домах, а также простота использования и автоматизация для упрощения установки и обслуживания.
Учет вышеуказанных вариантов и критериев при выборе инструментов и методов проверки оптоволоконных коннекторов позволит значительно улучшить и ускорить работу в трудных условиях. Это также позволит провести больше проверок на месте, что в свою очередь способствует созданию более надежных и устойчивых сетей связи.