Forskare har framgångsrikt använt en koherent transceiverprototyp för att upptäcka polarisationsförändringar som föregick ett kabelbrott i ett livenätverk. Verket, som är en av de första demonstrationerna av fältbaserade mätningar för ett aktivt kabelbrott, visar potentialen hos transceiverbaserad avkänning för att aktivt övervaka och förbättra stabiliteten i fibernätverk.
Att använda det globala fibernätverket som en sensor kan bidra till att förbättra nätverkets robusthet och tillförlitlighet genom att tillhandahålla nätverkshantering och kontrollsystem med realtidsinformation om miljön runt varje fiberväg eller länk. När en betydande förändring upptäcks kan förebyggande åtgärder användas för att omdirigera data eller för att skicka tidiga varningar som förhindrar skador på nätverket.
"Vi är alla utsatta och lätt frustrerade av anslutningsstörningar, och att skydda fibernätverket är därför av yttersta vikt", säger Mikael Mazur, medlem av teknisk personal på Advanced Photonic Research-avdelningen på Nokia Bell Labs. "Idag är vår förmåga att mildra effekterna av fiberavbrott begränsad på grund av bristen på sensorer som kan övervaka den fysiska miljön i realtid. Utan dessa är hanteringen på nätverksnivå begränsad till att lindra efter avbrott snarare än att vidta förebyggande åtgärder.
"Detta gäller för alla avbrott antingen orsakade av mänskliga faktorer som felaktigt byggnadsarbete och okontrollerbara händelser som dåligt väder. Våra resultat visar att sammanhängande sändare/mottagare med extra avkänningskapacitet kan fylla denna lucka, vilket ger en skalbar väg för att implementera smarta fibernätverk av framtiden."
Mazur kommer att presentera denna forskning, som var ett samarbete mellan Nokia Bell Labs US och Chalmers University of Technology och Sunet i Sverige, på OFC, som kommer att äga rum som ett hybridevenemang 24–28 mars 2024 på San Diego Convention Center.
Forskarna använde koherent mottagarövervakning för att utföra post-faktumanalys av resultat som fångats i ett livenätverk under ett fiberavbrott som inträffade när en grävmaskin av misstag exponerade fiberkabeln under konstruktionen. Länken på 524 km inkluderade fem omkonfigurerbara optiska add-drop multiplexorer (ROADM) och bestod främst av flygfiber. Avbrottet inträffade på ett kortare nedgrävt segment som kopplade ROADM-noderna till kraftledningsplatser.
Fibern övervakades genom att sända en samförökande signal från en FPGA-baserad koherent transceiver-prototyp längs de levande koherenta datakanalerna på nätverket. Baslinjemätningar visade att de flesta polarisationsförändringar sker vid frekvenser runt 1 Hz, vilket stämmer väl överens med miljöförändringar.
Cirka 5–7 minuter innan pausen inträffade observerades högre frekvenshalter, som nådde 50 Hz. Även om den exakta orsaken till denna förändring är okänd, är den sannolikt relaterad till de byggaktiviteter som ledde till fiberbrottet. Forskarna noterar att polarisationsfluktuationerna som observerades före pausen var starkare än alla andra fluktuationer som observerades under det veckolånga fönstret före själva pausen.
"Studier som dessa består i sig av att övervaka en okontrollerad verklig miljö, och den fulla komplexiteten som det innebär kan inte replikeras i laboratorier eller simuleringsmiljöer", säger Mazur. "Att trycka in dessa funktioner i våra sammanhängande transceivrar är därför avgörande för att snabbt skala upp och möjliggöra förebyggande avkänning över hela det optiska nätverket. Ur ett forskningsperspektiv är vi mycket glada över att se dessa funktioner ta sig in i produkter inom en snar framtid."
Tillhandahålls av Optica
