Onderzoekers hebben met succes een prototype van een coherente transceiver gebruikt om polarisatieveranderingen te detecteren die voorafgingen aan een kabelbreuk in een live netwerk. Het werk, dat een van de eerste demonstraties is van veldgebaseerde metingen voor een actieve kabelbreuk, toont het potentieel van transceivergebaseerde detectie voor het actief monitoren en verbeteren van de stabiliteit van glasvezelnetwerken.

Het gebruik van het wereldwijde glasvezelnetwerk als sensor kan de robuustheid en betrouwbaarheid van het netwerk helpen verbeteren door netwerkbeheer- en controlesystemen te voorzien van realtime informatie over de omgeving rond elk glasvezelpad of elke link. Wanneer er een significante verandering wordt gedetecteerd, kunnen preventieve maatregelen worden gebruikt om gegevens om te leiden of om vroegtijdige waarschuwingen te sturen om schade aan het netwerk te voorkomen.

"We worden allemaal blootgesteld aan en raken gemakkelijk gefrustreerd door connectiviteitsverstoringen, en het beschermen van het glasvezelnetwerk is daarom van het allergrootste belang", zegt Mikael Mazur, lid van de technische staf van de afdeling Advanced Photonic Research van Nokia Bell Labs. “Tegenwoordig is ons vermogen om de gevolgen van glasvezelbreuken te verzachten beperkt vanwege het gebrek aan sensoren die de fysieke omgeving in realtime kunnen monitoren. Zonder deze sensoren is het beheer op netwerkniveau beperkt tot het beperken van de uitval na een storing in plaats van het nemen van preventieve maatregelen.

“Dit geldt voor eventuele storingen veroorzaakt door menselijke factoren zoals gebrekkig bouwwerk en oncontroleerbare gebeurtenissen zoals slecht weer. Onze resultaten tonen aan dat coherente zendontvangers met extra detectiemogelijkheden deze leemte kunnen opvullen en een schaalbaar pad bieden voor de implementatie van de slimme glasvezelnetwerken van de toekomst."

Mazur zal dit onderzoek, dat een samenwerking was tussen Nokia Bell Labs US en Chalmers University of Technology en Sunet in Zweden, presenteren op OFC, dat van 24 tot 28 maart 2024 als hybride evenement zal plaatsvinden in het San Diego Convention Center.

De onderzoekers gebruikten coherente ontvangermonitoring om post-factumanalyses uit te voeren van resultaten die waren vastgelegd in een live netwerk tijdens een glasvezelbreuk die plaatsvond toen een graafmachine per ongeluk de glasvezelkabel blootlegde tijdens de bouw. De 524 km lange verbinding omvatte vijf herconfigureerbare optische add-drop multiplexers (ROADM's) en bestond voornamelijk uit luchtvezel. De breuk vond plaats op een korter begraven segment dat de ROADM-knooppunten verbond met elektriciteitsleidinglocaties.

De vezel werd gemonitord door het verzenden van een co-propagerend signaal van een op een veldprogrammable gate array (FPGA) gebaseerd prototype van een coherente transceiver langs de live coherente datakanalen op het netwerk. Basismetingen lieten zien dat de meeste polarisatieveranderingen optreden bij frequenties rond 1 Hz, wat goed aansluit bij veranderingen in de omgeving.

Ongeveer 5-7 minuten voordat de pauze plaatsvond, werd inhoud met een hogere frequentie waargenomen, die 50 Hz bereikte. Hoewel de exacte oorzaak van deze verandering onbekend is, houdt deze waarschijnlijk verband met de bouwactiviteiten die tot de vezelbreuk hebben geleid. De onderzoekers merken op dat de polarisatiefluctuaties die voorafgaand aan de breuk werden waargenomen, sterker waren dan alle andere fluctuaties die werden waargenomen tijdens de periode van een week vóór de daadwerkelijke breuk.

"Studies als deze bestaan ​​inherent uit het monitoren van een ongecontroleerde echte omgeving, en de volledige complexiteit die daarmee gepaard gaat, kan niet worden gerepliceerd in laboratoria of simulatieomgevingen", aldus Mazur. "Het inbrengen van deze kenmerken in onze coherente zendontvangers is daarom van cruciaal belang om snel op te schalen en preventieve detectie over het hele optische netwerk mogelijk te maken. Vanuit onderzoeksperspectief zijn we erg enthousiast om te zien dat deze kenmerken in de nabije toekomst hun weg vinden naar producten."

Geleverd door Optica