研究表明，基于收发器的传感技术有望用于光纤网络的主动监测
发布时间：2024-02-16 08:00:05 阅读数： 119
(a)说明网络布局的实验设置，以及基于fpga的相干收发器原型如何连接到网络以进行连续监测/传感。(b) Sunet的瑞典光纤网络地图，从哥德堡到卡尔斯塔德往返524公里，以蓝色突出显示。(c)放大由空中光纤组成的路线，包括五个ROADM节点，这些节点使用较短的埋地光纤段与空中电缆连接。纤维断裂的原因是其中一个碎片被挖掘机意外暴露，大致位置如图所示。来源:Mikael Mazur / Nokia Bell Labs
研究人员已经成功地使用了一个相干收发器原型来检测在实时网络中电缆断裂之前的极化变化。这项工作是首次现场测量有源电缆断裂的演示之一，显示了基于收发器的传感在主动监测和提高光纤网络稳定性方面的潜力。通过向网络管理和控制系统提供每条光纤路径或链路周围环境的实时信息，使用全球光纤网络作为传感器可以帮助提高网络的鲁棒性和可靠性。当检测到重大变化时，可以使用预防措施来重新路由数据或发送早期警告，以防止对网络造成损害。
诺基亚贝尔实验室高级光子研究部门的技术人员Mikael Mazur说:“我们都受到网络连接中断的影响，很容易感到沮丧，因此保护光纤网络至关重要。”“目前，由于缺乏能够实时监测物理环境的传感器，我们减轻光纤断裂影响的能力有限。如果没有这些，网络级管理将仅限于中断后的缓解，而不是采取预防措施。
“这适用于任何由人为因素(如施工失误)和不可控制事件(如恶劣天气)造成的中断。我们的研究结果表明，具有附加传感功能的相干收发器可以填补这一空白，为实现未来的智能光纤网络提供可扩展的路径。"
Mazur将在OFC上展示这项由诺基亚贝尔实验室美国公司、查尔姆斯理工大学和瑞典Sunet合作开展的研究，该研究将于2024年3月24日至28日在圣地亚哥会议中心举行。
在施工过程中，挖掘机意外暴露光缆，导致光缆断裂，研究人员使用相干接收器监测对现场网络中捕获的结果进行事后分析。这条524公里长的链路包括5个可重构的光增减多路复用器(roadm)，主要由空中光纤组成。故障发生在连接ROADM节点和电源线位置的较短埋地段。
利用基于现场可编程门阵列(FPGA)的相干收发器原型，沿网络上的实时相干数据通道发送共传播信号，对光纤进行监控。基线测量显示，大多数极化变化发生在1 Hz左右的频率，与环境变化吻合良好。
在断裂发生前约5-7分钟，观察到更高频率的内容，达到50 Hz。虽然这种变化的确切原因尚不清楚，但很可能与导致纤维断裂的建筑活动有关。研究人员注意到，在断裂之前观察到的极化波动比在实际断裂之前长达一周的时间内观察到的任何其他波动都要强烈。Mazur说:“像这样的研究本质上包括监控一个不受控制的现实世界环境，所涉及的全部复杂性是无法在实验室或模拟环境中复制的。”“因此，将这些功能集成到我们的相干收发器中对于快速扩展和在整个光网络上实现预防性传感至关重要。从研究的角度来看，我们很高兴看到这些功能在不久的将来进入产品。"
