РОССИЙСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ: ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОПТИЧЕСКОГО ВОЛОКНА В ДУПЛЕКСНОМ РЕЖИМЕ (DLFW) СОВМЕСТНО С ДРУГИМИ МЕТОДАМИ УПЛОТНЕНИЯ (CWDM, DWDM)

Давняя проблема отставания России в области высоких технологий и технических разработок является головной болью нашего общества. Мы расскажем о положительном опыте решения этой проблемы – успешном внедрении технологии DLFW (Duplex Loading of Fiber Wavelength, дуплексное использование длины волны), являющейся исключительно российской разработкой, на сетях оператора связи. О сути технологии мы попросили рассказать её автора – Сергея Николаевича СЕРГЕЕВА, а о преимуществах её применения - технического руководителя одного из операторов связи – Евгения Анатольевича РОМАНОВА.

Суть проблемы
Решить задачу создания дуплексной передачи сигнала по волокну на одной длине волны пытались с 80-х годов прошлого столетия. Так, в начале 90-х годов в условиях отсутствия промышленных реализаций методов спектрального уплотнения, большой стоимости волоконно-оптических линий и каналов связи, ограниченного набора длин волн (две волны 1310 и 1550 нм) предпринимались многочисленные попытки по решению дуплексной передачи сигнала по волокну. Главной проблемой, препятствующей приёмке сигнала приёмником, было неизбежное появление мощной помехи отражения. Исследователи полагали, что отражение сигнала – это неотъемлемое свойство волокна как следствие физических процессов распространения сигнала (релеевское и томпсоновское рассеяние). Сформировалось некое устойчивое мнение о «теоретической невозможности» устранения такой помехи, и поэтому основные усилия в развитии дуплексных волоконно-оптических систем связи направлялись на компенсацию и подавление мешающего сигнала, а не на устранение источников его появления. Был разработан ряд устройств, вносящих электрическую связь между передатчиком и приёмником, корректирующих сигнал после приёма оптического луча. Но из-за нелинейности характеристик излучателей, сложности расчётов и технической реализации широкого применения они не получили. Как следствие, в условиях разделения промышленных задач создания волоконно-оптических линий связи и их уплотнения между отраслями строительства ВОЛС и связи, без должной теоретической поддержки, дальнейшие попытки по эффективному разделению сигналов по направлению оказались неудачными и были прекращены.

В настоящее время абсолютное большинство систем оптической связи работают, используя волоконно-оптическую среду в симплексном режиме, а также разделение сред приёма и передачи сигнала (длина волны, время, различные волокна), несмотря на очевидные преимущества дуплексной передачи.

Разработка
Как к решению проблемы использования оптоволокна в дуплексном режиме пришли в компании «ВОКС ИТ», рассказал один из её руководителей и автор метода Сергей Николаевич Сергеев.

– Чуть больше десяти лет назад оператором «ВИТ» перед нами была поставлена задача по созданию распределённой сети связи в Москве. Условия заказчика казались невыполнимыми: сеть должна включать два максималь-но арендованных волокна в существующих кабелях связи при минимальной пропускной способности – 100 ГБ/с, иметь кольцевую топологию с целью резервирования, объединять около 15 разнесённых объектов и позволять масштабирование. Вдобавок эксплуатационный бюджет не позволял прокладку новых кабелей с целью увеличения количества волокон. Тем не менее, нестандартность задачи, важность её решения для заказчика и профессиональная гордость побудили нас взяться за её реализацию. Кроме того, решение задачи соответствовало и нашим целям – развитию НИОКР на предприятии. Разуме-ется, о стандартных решениях не могло быть и речи, – технологии PON казались недостаточно надёжными, были дорогими и централизованными, не допускали кольцевую структуру и имели низкую пропускную способность, а из бюджетно-доступных методов пас-сивного уплотнения на тот момент существовал только WDM.

Поиски путей решения привели к необходимости разработки собственных недорогих методов уплотнения. И наиболее простым оказалось продолжение исследований двунаправленной передачи сигнала по волокну. Теоретические расчёты и многочисленные эксперименты дали понять, что общепринятое мнение ошибочно и уровень отражённого сигнала в однородном волокне вполне приемлем для использования дуплексной передачи. Эксперименты на основных стандартных типах одномодовых волокон показали, что уровень отражённого сигнала волокна составляет от -55 до -70 дБ. В свою очередь оценочный теоретический расчёт подтвердил, что при стандартной апертуре одномодового волокна уровень отражённого сигнала не может превышать -55 дБ. Вывод прост: основная мощность отражённого сигнала, появляющаяся на входе в оптическую линию связи при подаче оптического сигнала, возникает не в однородном волокне, а в точках с повышенным отражением и, следовательно, становится возможным снизить уровень шума расчётным методом.

Тогда же специалистами компании «ВОКС ИТ» была разработана расчётная модель и схемотехника построения одноволоконных линий связи, позволяющих использовать дуплексный режим как в новых, так и в модернизируемых линиях. При проектировании дуплексных волоконно-оптических каналов и/или их организации на существующих линиях связи было необходимо предварительно рассчитать суммарную мощность отражённого сигнала, поступающую на вход оптического приёмника, вызываемую всеми отражающими элементами, находящимися на пути следования сигнала передатчика, и снизить суммарный уровень шума до максимально допустимого в конкретной линии связи, исключая или перераспределяя такие элементы. По сути, была создана модель расчёта двунаправленной передачи сигналов в волокне и соответствующая схемотехника построения волоконно-оптической линии связи. Получив уверенный результат в лабораторных условиях в «чистом виде», разработчики начали исследовать возможность использования этой модели в комбинации с другими методами уплотнения, такими как CWDM и DWDM. При этом они создавали достаточно сложные и распределённые сетевые структуры на одном-двух волокнах. В итоге, на основании многолетних экспериментов и теоретических расчётов была разработана технология (DLFW), позволяющая использовать дуплексный режим работы волокна как независимо, так и совместно с другими методами уплотнения. Применение данной технологии позволяет повысить надёжность и эффективность использования волокон, снизить количество пассивных фильтров OADM, а также  использовать появившиеся дополнительные возможности, такие как топографическое распределение, масштабирование и создание замкнутых (кольцевых) структур ВОЛС на пассивном уровне. Помимо этого гибкость и толерантность к другим методам уплотнения делают возможным применение DLFW как для создания новых, так и для модернизации существующих линий связи, что даёт возможность значительно увеличить объём организованных каналов с минимальными затратами. Ниже представлены результаты применения DWDM:

Внедрение
– Получив готовый, проверенный результат, мы начали внедрение метода на сетях связи операторов, – продолжает свой рассказ Сергей Николаевич. – Первым экспериментом стало выполнение поставленной заказчиком задачи внедрения DLFW на сети ЗАО «ВИТ» в 2005 году. В результате была создана и введена в действие одноволоконная сеть связи кольцевой структуры с эксплуатационной нагрузкой около 300 ГБ/с. Развитие этой сети продолжается до сих пор. Многолетняя эксплуатация каналов DLFW подтвердила их эффективность и лёгкость применения, и в 2010 году «ВИТ» принял решение о полном внедрении и замене существующих каналов на архитектуру DLFW. По результа-там многолетних испытаний DLFW на сети ВИТ, показавшим лучшие эксплуатационные характеристики, мы взяли на себя ответственность рекомендовать своим партнёрам использование DLFW в качестве основного метода модернизации сети. По заказу ОАО «НПП Бизнес Связь холдинг» на основном узле связи было внедрено 12 десятигигабитных каналов DLFW в течение двух дней с использованием существующего оборудования, а по заказу ООО «НТЦ Информацион-ные системы» было внедрено 4 дополнительных канала без перерыва действия связи.

 В 2012 году метод DLFW был запатентован совместно ЗАО «ВОКС ИТ» и ЗАО «ВИТ» (патенты РФ 2137308, 126241), причём не только в России, но и в США, Канаде, Японии, Индии, Китае и ряде стран ЕС. Сейчас правообладатель DLFW, компания «ВОКС ИТ», помимо выполнения так называемых «классических» работ по проектированию и созданию волоконно-оптических линий и сетей связи, предлагает выполнение всего комплекса работ по внедрению технологии DLFW: от проектирования и расчёта технологического процесса до комплектации оборудованием и проведения полного цикла пусконаладочных работ. Это позволяет операторам осуществлять модернизацию сетей в наиболее комфортном режиме и за минимальную стоимость.

Преимущества
На эту тему мы решили побеседовать уже с представителем компании «ВИТ», её техническим директором Евгением Анатольевичем Романовым.

– Евгений Анатольевич, какие преимущества получила ваша компания после внедрения метода DLFW?

– Являясь одним из пионеров внедрения DLFW и непосредственно участвуя в его создании, мы, как оператор связи, получили огромное конкурентное преимущество – достаточно разветвлённую высокоскоростную сеть максимальной степени надёжности при низких эксплуатационных затратах. Вместо того, чтобы строить волоконно-оптическую сеть «с нуля» и закупать дорогостоящее оборудование, мы сосредоточились на проектировании развития сети DLFW.

Использование DLFW на собственных магистральных линиях позволило нам создать масштабируемую сеть кольцевой структуры на пассивном уровне огромной пропускной способности, оптимизировав собственные ресурсы и сократив затраты на их содержание.

По мере развития отрасли современные телекоммуникационные услуги становятся доступны не только «крупным и солидным» компаниям, но и структурам малого и среднего бизнеса. Стало уже привычным использовать связь как важнейший элемент бизнеса – от удалённой работы и VOIP до защищённых каналов, централизованной обработки данных и ERP. Комфортность ведения бизнеса, да и самого его существования, всё больше и больше зависит от качества предоставляемых оператором услуг связи и надёжности. Но, к сожалению, появляются всё новые и новые представители операторов, жертвующие надёжностью, а заодно и репутацией своей компании, в погоне за прибылью, скоростью внедрения и «модными» техническими трендами. В среде ИТ-специалистов таких представителей иронично называют «эффективными менеджерами». Как правило, вред, оказываемый такими сотрудниками, огромен, а польза – декларативна.

Одна из целей компании «ВИТ» – не допустить снижения надёжности предоставляемых услуг. И интеграция DLFW в клиентские сети оказала огромную помощь в её достижении. Так, например, она дала нам возможность предоставлять абонентам два пассивных и топографически разнесённых канала и, как следствие, предлагать весь спектр услуг связи – от классической телефонии, высокоскоростного доступа в сеть интернет и выделенных каналов связи (наиболее востребованная услуга, которую «ВИТ» предоставляет другим операторам) до комплексных клиентских решений. При этом мы гарантируем качество связи, которое прежде было доступно только ДЦ. Учитывая возможности, которые даёт DLFW, стоимость предоставления таких услуг оказывается не выше, а часто и ниже, чем услуги более низкой надёжности, предоставляемые по стандартным технологиям.

По словам Евгения Анатольевича, другой интересной особенностью DLFW является возможность осуществления мониторинга пассивных оптических каналов, что даёт возможность диагностировать проблемы и производить их устранение на волоконно-оптической сети связи, не дожидаясь заявок от абонента (Trouble Ticket). Такой подход стал нормой в организации. Мало того, что для клиентов компании уже стало нормой устранение перерывов связи без их участия и проблемы в сети устраняются ещё до появления заявок, зачастую сотрудники «ВИТ» диагностируют и устраняют неисправности на собственном оборудовании абонента, помогая ему в управлении собственными сетями. Эта система мониторинга работает постоянно и поддерживается круглосуточной диспетчерской службой компании. Показатели этой системы превышают нормы, прописываемые в стандартном SLA (Service Level Agreement) максимального уровня.

– Сегодня, не в последнюю очередь благодаря внедрению DLFW, наша компания в состоянии предложить абонентам весь комплекс услуг связи высочайшей надёжности и сервис межоператорского уровня, причём по достаточно доступной стоимости, – отмечает технический директор ЗАО «ВИТ».

ЗАО «ВИТ»
ЗАО «ВОКС ИТ»
тел.: +7 (495) 955 1919
 +7 (495) 955 1955
e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.