DWDM-системы могут занимать разное место в сетях операторов связи, но в любом случае они представляют важный участок сетевой инфраструктуры. Как правило, с помощью DWDM передаются большие объемы трафика на значительные расстояния, и выход из строя такой линии нанесет серьезный удар по сетевому здоровью её хозяина.
Поэтому при проектировании и запуске DWDM-системы необходимо решить задачу мониторинга и, при необходимости, управлении её параметрами.
Как правило, комплексные DWDM-системы (такие, как интегрированная минисистема Modultech MT-MP) могут быть поставлены в комплексе со специализированной системой управления, полностью охватывающей все её элементы.
В случае использования решения на отдельных компонентах задачу мониторинга нужно решать самостоятельно при внедрении.
Рассмотрим типовую схему простой DWDM-сети.
В такой сети для мониторинга могут использоваться практически все применяемые компоненты.
Доступные средства управления в различных узлах DWDM-системы:
1. Оптический трансивер или транспондер (медиаконвертер)
Как правило, в сетях DWDM используются оптические трансиверы и транспондеры с функцией цифрового диагностического мониторинга (DDM). Кроме этого, порт подключения трансивера и транспондер обрабатывает полезный передаваемый сигнал – следовательно, в этой точке мы имеем возможность измерять показатели качества линии связи непосредственно.
Ниже в таблице приведены параметры, доступные для мониторинга со стороны трансивера или транспондера.
|
Параметр |
Комментарий |
|
Счетчики переданных и переданных байт и пакетов данных |
Эти параметры показывают полезную нагрузку в данном оптическом канале. Обычно для мониторинга используется производная величина – скорость передачи данных (байт/с и пакетов/с). |
|
Счетчики нескорректированных ошибок данных |
Превышение уровня нескорректированных ошибок выше расчетного уровня (обычно 10-12 для сетей Ethernet) – первый сигнал тревоги. Для нормально работающей линии связи общее число ошибок обычно крайне незначительно. Рост уровня нескорректированных ошибок – это повод для тщательной проверки всей линии передачи данных. |
|
Счетчики скорректированных ошибок (для трансиверов и транспондеров с коррекцией ошибок) |
Эти параметры показывают эффективность работы системы коррекции ошибок. По нему также можно оценить эксплуатационный запас линии связи и – в случае роста этого показателя – предупредить появление нескорректированных ошибок передачи. |
|
Уровень передаваемой оптической мощности и уровень принимаемой оптической мощности |
Эти параметры, в отличие от счетчиков на интерфейсе, относятся уже к усредненным параметрам оптического сигнала и могут использоваться для диагностики соединения в качестве вторичного (по отношению к счетчикам) параметра и для предсказания будущих неисправностей. Так, например, понижение уровня передаваемого и принимаемого сигнала может свидетельствовать как о деградации трансиверов, так и о проблемах на волоконно-оптической линии. Корреляция этих параметров и их наблюдение в течение долгого времени может более точно указать на причины происходящего. Падение уровня принимаемого сигнала, несмотря на постоянный уровень передающегося сигнала, говорит о проблемах на линии. Если же падает уровень передающегося сигнала – это свидетельство деградации трансивера. |
|
Температура модуля, напряжение питания |
Эти параметры характеризуют окружающую среду, в которых работают трансиверы. Зачастую появление ошибок связано не с выходом из строя приемопередатчиков или проблемами на волокне, а перегревом модулей из-за плохой вентиляции на узле связи. Так же как и уровни передаваемой/принимаемой мощности, изменение температуры модуля может сигнализировать о скором появлении ошибок или выходе модуля из строя. |
Для управления трансивером или транспондером, как правило, доступна только одна команда – на включение или выключение сигнала.
2. Мультиплексор
Мультиплексор DWDM – это пассивное устройство, объединяющее и разделяющее сигналы на разных длинах волн из общего группового сигнала. Мультиплексоры могут изготавливаться на основе тонкопленочных фильтров (TFF) либо с использованием массива волноводных решеток (AWG). Как правило, мультиплексоры на волноводных решетках содержат в себе схему электронной термостабилизации; в то время как мультиплексоры на фильтрах – полностью пассивные элементы.
Кроме выполнения своей основной функции, мультиплексоры могут быть оснащены переменными аттенюаторами (VOA) на выходах «цветных» каналов, а также фотодетекторами на каналах и выходах групповых сигналах.
Аттенюаторы предназначены для выравнивания спектра группового сигнала. Фотодетекторы используются для контроля оптической мощности сигнала в каналах и на общем входе/выходе.
Как правило, эти опции (переменные аттенюаторы и фотодетекторы) применяются на многоканальных (40-48 каналов) мультиплексорах для систем высокой плотности.
Подводя итоги, можно сформулировать следующие параметры контроля для мультиплексоров:
|
Параметр |
Комментарий |
|
Температура массива волноводов (для AWG-мультиплексора) |
Параметр, показывающий состояние массива волноводов. При выходе температуры за пределы рабочего диапазона мультиплексор AWG перестанет корректно выполнять свою функцию, поэтому наблюдение за этим параметром необходимо постоянно. |
|
Состояние источников питания (для AWG-мультиплексора) |
Вспомогательный параметр, может быть использован для контроля за состоянием резервных источников питания и за состоянием блоков питания собственно мультиплексора. |
|
Текущее затухание переменных аттенюаторов (для мультиплексора с VOA) |
Управляемый параметр, используемый при настройке линии для выравнивания спектра группового сигнала. В ходе нормальной работы системы контроль за этими параметрами, как правило, не нужен. Однако, желательно иметь архив значений этого параметра, установленных после пусконаладки – этот архив может пригодиться при изменении конфигурации системы. |
|
Текущее значение оптической мощности в каналах и в групповом сигнале |
В какой-то мере эти параметры дублируют параметры, доступные для чтения с интерфейсов DDM оптических трансиверов или с интерфейса управления усилителя. Однако, если мультиплексор оснащен функцией мониторинга мощности оптических сигналов, эти параметры могут служить для дополнительного контроля. |
3. Оптический усилитель
Оптический усилитель – сложное оптическое устройство, обладающее большим набором параметров для мониторинга и управления.
Среди основных параметров, важных в небольших DWDM-сетях, следует выделить следующие:
|
Параметр |
Комментарии |
|
Климатические и электрические параметры (температура устройства и состояние источников питания) |
Общие параметры, описывающие условия работы усилителя. Информация о состоянии источников питания может использоваться как для контроля внешней системы энергоснабжения, так и для контроля работоспособности встроенных блоков питания усилителя. |
|
Уровень оптической мощности на входе усилителя, на его промежуточном выходе и входе, на общем выходе усилителя |
Основные параметры, описывающие текущий режим работы усилителя. Их необходимо контролировать непрерывно; колебания этих уровней может свидетельствовать о проблемах в волоконно-оптическом соединении или в других компонентах системы. |
|
Коэффициенты усиления или установленные значения выходной оптической мощности |
Основные параметры, задающие режим работы усилителя. Как правило, изменение этих параметров необходимо при пусконаладке системы и при изменении конфигурации линии. |
4. Компенсатор дисперсии
Компенсатор дисперсии – это полностью пассивный элемент, не требующий электропитания и выполняющий простую функцию. Поэтому, как правило, он не оснащается средствами мониторинга и не содержит органов управления. Только в сложных комплексных системах компенсатор дисперсии оснащается элементами мониторинга уровня сигнала на входе и выходе, но эти системы выходят за рамки темы нашей статьи.
Пример мониторинга EDFA-усилителей Modultech с помощью Cacti
Как правило, простые DWDM-системы применяются для расширения возможностей уже существующих сетей связи. Один из широко применяющихся продуктов для мониторинга сетей передачи данных – это открытая система SNMP-мониторинга Cacti (www.cacti.net). Эта система имеет все необходимые средства для организации мониторинга параметров DWDM-системы, а с помощью plug-in’а thold эта система может выдавать предупреждения и тревожные сигналы при выходе параметров DWDM-узлов за пределы рабочего диапазона.
В качестве примера возьмем усилитель мощности Modultech MT-EADB-26-18-19LC/APC-220, с функцией SNMP-мониторинга. Регистрация этого устройства в Cacti не вызывает проблем: используя шаблон устройства «Generic SNMP-enabled Host» указываем необходимые параметры (IP-адрес, SNMP community и желаемую периодичность опроса):
После этого в разделе «Data Sources» вводим три основных параметра для мониторинга: температуру устройства, входную и выходную мощности. В качестве шаблона для источника данных выбираем «SNMP – Generic OID Template», подставляя необходимые OID в качестве параметров. OID для используемой версии Firmware усилителя приведены в таблице:
|
Параметр |
OID |
|
EDFA output power |
1.3.6.1.4.1.5591.1.11.1.3.1.1.4.1.4.3 |
|
Optical input power |
1.3.6.1.4.1.5591.1.11.1.3.1.1.2.1.2.2 |
|
Temperature |
1.3.6.1.4.1.5591.1.3.1.13.0 |
После чего подадим на вход усилителя тестовый сигнал в диапазоне 1550 нм и поставим на несколько часов для наблюдения. В результате можем наблюдать такую картину:
Мощность сигнала устройство выдает в десятых долях децибела – с этим фактом связан масштаб отсчетов данных по вертикальной оси соответствующих графиков. На ночь мониторинг отключался, поэтому в графиках наблюдаются пропуски; но – несмотря на них – общие тенденции видны: как уровень сигнала на приеме, так и уровень выходного сигнала держится стабильно, колебания не наблюдаются. Температура ночью снижается из-за уменьшения нагрузки на оборудование в лаборатории.
Провалы в уровне выходного сигнала (в левой части графика) связаны с ручным отключением лазера накачки усилителя; на графике температуры видно связанное с этим «похолодание» устройства.