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2017.04.03
如何進行光纖網路升級或擴展的初始階段評估

根據分析預測,在未來五年內,上網設備將成長五倍。為了滿足大量數據成長和各式網路OTT(Over The Top)應用服務,所有的網路電信服務供應商都在將其傳統網路升級到下一代新技術之中。

光纖網路是電信網路的基礎,在網路升級或擴展的初始階段,最重要的就是對於整體光纖基礎建設做全面性的評估,了解其效能和侷限。光纖網路業界專家預估有約1/3的光纖網路需要進行升級。升級或擴展前期的光纖分析可以確保關鍵指標達到標準,並且光纖效能保持在最佳水平,可以處理耗費大量頻寬的長距離數據傳輸。前期評估做好,可以節省服務提供商的時間和金錢,也可避免升級和擴展專案在最終測試和開通階段才發現問題,造成延誤。

光纖網路架構

大型的運營商都擁有自己的光纖線路,除了自用外,也提供出租服務。網路服務供應商有時可能需要與多個運營商租用光纖線路以完全覆蓋其網路服務的擴展。

所有的光纖線路分為明光纖lite fiber或暗光纖dark fiber。明光纖lite fiber是指正在運行中的光纖;暗光纖則是指目前尚未被使用的光纖,通常在佈設光纜時,業者會鋪設多於其需求的光纖數量,以保持將來需求成長的彈性和擴充性,避免重新鋪設帶來的高額成本,多餘的光纖線路也同時可出租給網路服務供應商。由於暗光纖 dark fiber長久以來都是閒置,因此在啟用前必須再進行測試,找出長期閒置是否有產生任何潛在的問題。

光纖類型有兩種:單模 (SM)和多模 (MM),單模和多模主要的差別是所支援的頻寬和訊號逐漸衰減不同。基本原則是直徑越小、頻寬越高並且衰減率越低。

單模光纖 (SM)直徑非常小,並且一次只傳輸單個光源。使用於長距離傳輸,支援頻寬高達400+Gbps。適合用於中和長距離網路,例如:電信、數據通信和電纜網路。

多模光纖 (MM)具有較大的核心並且可允許多個光源同時發送。具有較高的衰減率和較低的頻寬,通常用於短距離傳輸,例如:區域網路。

網路流量經由光纖在發射和接收間傳輸光波。為了能傳輸成功,光脈衝的訊號強度必須要夠強,因此網路光纖業界發展出多款光纖測試儀器工具來進行檢測。例如:SMARTFiber Pro 六波長光功率計與 OPTISource 多模單模四波長手持式穩定光源Fiber Checker Pro II 光纖紅光筆和適用於不同連接器類型的光纖連接器清潔工具

光纖網路OTDR測試

光纖顯微鏡下的光纖連接器端面

 


潛在的問題和測試選項

光纖網路有多種類型、光纖年齡和品質都可能影響光纖基礎設施和傳輸能力。另外有些光纖可能來自不同光纖服務提供商。因此可能發生一些影響傳輸的潛在問題,包括:

1. 光纖老化:某些光纖已經運行超過25年以上。這些老舊的光纖系統當初並不是設計來處理下一個世代新時代網路所產生的龐大的數據,因此需要重新檢視光纖狀態。

2. 髒汙和損壞的連接器:光纖端面的髒汙是光纖連接器上最常發生的問題。環境中包括油、污垢、灰塵或靜電粒子都可能引起污染,以上所有污染都應該從連接器上被徹底移除。也應該檢查端面是否有刮痕、裂痕、碎片或環氧膠,若端面產生的些問題時,會使得光纖傳輸失效,這時該條光纖就必須停止使用。可以使用光纖顯微鏡來檢視端面,並且使用光纖連接器清潔工具來清潔髒污。

3. 熔接損耗:光纖熔接損耗包括光纖自身傳輸損耗和連接處的熔接損耗組成。光纖熔接的品質對於光纖傳輸效能有很大的影線,因此要盡可能降低光纖熔接處的損耗。

4. 彎曲:光纖線的過度彎曲會導致光纖線的變形或損壞。彎曲可能造成光線從纖衣(Cladding)損失,彎曲越多,損失越多。業界標準也明確定義可允許彎曲的幅度。


五個基本光纖性能測試包括:

1. Bidirectional Optical Time Domain Reflectometer雙向光時域反射儀 (OTDR):

雙向光時域反射儀 (OTDR)可發送一個訊號並且測量返回訊號的強度及花費的時間,從測量結果可得知光纖整體健康情形,包括:連接器、端面和損耗。藉由光纖連接器清潔和重新熔接可以修正大部分的問題。

2.  Optical Insertion Loss 光纖插入損耗(OIL):

光纖插入損失(OIL) 發生在兩條光纖線連接或熔接在一起時,此時會產生大量的損失,在長距離時,會導致訊號強度減弱。

3. Optical Return Loss 光纖回波損耗(ORL):

可藉由發送光脈衝至光纖並且測量返回光的量來測得回波損失。損失會發生在連接或熔接處。若連接處因為不潔或刮傷則返回測得的訊號則會很弱。

4. Chromatic Dispersion 色散(CD):

測量在光纖上產生色散。在單模光纖中,光訊號依不同的頻率或模式以不同速度傳送時,到達一定距離後必然會產生失真,這種情形稱為色散。為降低色散所引起的傳輸損耗,可以使用dispersion-shifted fiber 色散位移單模光纖 (DSF) or dispersion compensation modules 色散補償模塊(DCMs)。

5. Polarization Mode Dispersion 偏振模色散(PMD):

發生在單模光纖,主要是因為光纖缺陷而造成。造成光訊號的延遲,導致訊號在不同速度下傳送,影響傳輸。

光纖性能測試評估可確保所有光纖、熔接處、連接器、光源、和設備都能保持最佳運作水準。並且提供給服務商一個可掌握的數據化結果,確保未來升級和擴展的可行性。

最重要的是,通過初期的光纖鑑定,服務提供商可以消除光纖基礎架構的潛在風險,避免到後期才發現問題,導致最終測試和開通階段的延遲。未來上網裝置將不斷地成長,網路服務應用更不斷創新,只有在今天就將網路基礎架設的根基打得扎實穩固,才能在明日順利接軌世界。

資料來源:

ISE

禾普網路資料庫


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