TEHNIČKO VELEUČILIŠTE U ZAGREBU

POLITEHNIČKI SPECIJALISTIČKI DIPLOMSKI STRUČNI STUDIJ

Specijalizacija Elektrotehnika

David Juzbašić

MJERENJA U PON MREŽAMADIPLOMSKI RAD br. broj E53

Zagreb, rujan 2010.

I

TEHNIČKO VELEUČILIŠTE U ZAGREBU

POLITEHNIČKI SPECIJALISTIČKI DIPLOMSKI STRUČNI STUDIJ

Specijalizacija Elektrotehnika

David Juzbašić

JMBAG: 2401021143

MJERENJA U PON MREŽAMADIPLOMSKI RAD br. broj E53

Povjerenstvo:

Prof.dr.sc., Sonja, Zentner Pilinsky, funkcija u povjerenstvu ____________

Titula, Ime, Prezime, funkcija u povjerenstvu ____POTPIS_____

Titula, Ime, Prezime, funkcija u povjerenstvu ____POTPIS_____

Zagreb, rujan 2010.

II

III

SAŽETAK

U posljednjih desetak godina svjedoci smo velikog povećanja brzine prijenosa

podataka u telekomunikacijskim pristupnim mrežama (eng. Access Networks). Među

nekoliko tehnologija koje su iznjedrile kao tržišni pobjednici u tom segmentu, danas

se kao najperspektivnija spominje pasivna optička mreža (eng. Passive Optical

Network – PON). U ovom dokumentu neće se ulaziti u detalje same tehnologije i

protokole prijenosa podataka već će težište biti postavljeno na mjerenjima i mjernim

metodama koje su potrebne za izgradnju i održavanje takvih mreža. Detaljnije će biti

riječi i o samim mjernim instrumentima potrebnim za spomenuta mjerenja kao i

fazama izgradnje sustava.

Ključne riječi: pasivna optička mreža (PON), tehnike mjerenja, mjerni instrumenti

IV

Sadržaj

1. UVOD ................................................................................................................................................. 1

2. PRISTUPNE MREŽNE TEHNOLOGIJE............................................................................................ 3

3. PASIVNA OPTIČKA MREŽA (PON - Passive Optical Networks) ................................................. 5

3.1 Arhitektura i tehnologija PON-a.................................................................................................... 5

3.2 Povijest PON mreža i trenutno standardizirane tehnologije ........................................................ 8

4. PARAMETRI I VELIČINE KLJUČNE ZA PON MJERENJA ........................................................... 104.1 Optička snaga (Optical Power) .................................................................................................. 10

4.2 Optičko gušenje (Optical Loss) .................................................................................................. 10

4.3 Reflektanca (Reflectance).......................................................................................................... 11

4.4 Povratno gušenje (Optical Return Loss – ORL)......................................................................... 12

4.5 Makrosavijanje (Macrobending) ................................................................................................. 13

4.6 Optički budžet snage.................................................................................................................. 14

5. MJERNA OPREMA ZA MJERENJE NA PON MREŽAMA............................................................. 155.1 Instrumenti za mjerenje gušenja (OLTS Meter) ......................................................................... 15

5.2 Instrumenti za mjerenje povratnog gušenja (ili reflektance) ...................................................... 17

5.3 Multifunkcionalni tester optičkog gušenja i povratnog gušenja............................................... 19

5.4 Mjerači snage za PON mreže .................................................................................................... 20

5.5 OTDR mjerni uređaj ................................................................................................................... 22

5.6 Video inspekcijska sonda (Video Inspection Probe) .................................................................. 27

5.7 Izvor vidljive svjetlosti (Visual Fault Locator – VFL)................................................................... 29

5.8 Identifikator prometa u niti (Live Fiber Detector ili Fiber Identifier) ............................................ 31

5.9 Ethernet tester............................................................................................................................ 32

6. IZGRADNJA PON MREŽE .............................................................................................................. 35

6.1 Faze u izgradnji mreže i financijski aspekti................................................................................ 35

6.2 Izgradnja (pasivne) infrastrukture .............................................................................................. 37

6.3 Puštanje u rad – aktivacija usluge ............................................................................................. 43

6.4 Održavanje mreže...................................................................................................................... 45

7. MJERENJA U PON MREŽI ............................................................................................................. 477.1 Kratak pregled mjerenja ............................................................................................................. 47

7.2 Mjerenja za vrijeme Izgradnje mreže ......................................................................................... 487.2.1 Korak 1 - Korištenje izvora vidljive svjetlosti (ili Identifikatora prometa u niti i laserskog izvora) ...... 50

7.2.2 Korak 2 - Provjera stanja optičkih konektora video inspekcijskom sondom ...................................... 53

7.2.3 Korak 3 - Mjerenje gušenja i povratnog gušenja kompletne trase..................................................... 55

7.2.3.1 Najčešće greške na trasi detektirane multifunkcionalnim testerima .......................................... 59

7.2.4 Korak 4 - Karakterizacija trase OTDR mjernim uređajem ................................................................. 64

7.2.4.1 Mjerenje optičkim reflektometrom u slučaju obiteljskih kuća (Varijanta 1) ................................. 65

7.2.4.2 Mjerenje optičkim reflektometrom kod višekatnih objekata (Varijanta 2) ................................... 67

7.2.4.3 Najčešći tipovi grešaka mjereni optičkim reflektometrom .......................................................... 69

V

7.2.5 Tabelarni prikaz mjerenja u fazi izgradnje......................................................................................... 71

7.3 Mjerenja prilikom aktivacije usluge ........................................................................................... 727.3.1 Korak 1 – mjerenje razine signala PON mjeračem snage................................................................. 73

7.3.1.1 Potencijalne greške i postupanje nakon njihove detekcije......................................................... 75

7.3.2 Korak 2 – mjerenje kvalitete usluge Ethernet testerima .................................................................... 76

7.4 Mjerenja tijekom održavanja mreže .......................................................................................... 797.4.1 Nadzorni sustav PON mreže............................................................................................................. 80

8. ZAKLJUČAK.................................................................................................................................... 84

VI

Popis kratica

ADSL Asymmetric Digital Subscriber Line nesimetrična digitalna pretplatnička linija

APC Angle Polished Connector optički konektor koji je poliran pod kutem

ATM Asynchronus Transfer Mode vremenski neusklađeni prijenos

BERT Bit Error Rate Taster ispitivač učestalosti pogrešnih bitova

BPON Broadband PON širokopojasna pasivna optička mreža

CAPEX Capital Expenditure kapitalna ulaganja

DFB Distributed Feedback Laser laser s raspodjeljenom povratnom vezom

DSL Digital Subscriber Line digitalna pretplatnička linija

EPON Ethernet PON Ethernet pasivna optička mreža

FTTx Fiber To The X optika do x (kuće, zgrade, naselja...)

GOR Glavni Optički razdjelnik

GPON Gigabit capable PON gigabitna pasivna optička mreža

GRO Glavni Razvodni Ormar

IEEE Institute of Electrical and ElectronicsEngineers

IFC Interfacility Fiber Cable kabel za unutarnju primjenu

ITU International Telecommunications Union

ITU-T International Telecommunications Union -Telecom sector

LTE Long Term Evolution dugotrajna evolucija

MPLS Multiprotocol Label Switching Višeprotokolna komutacija labela

NG-PON Next Generation PON pasivna optička mreža nove generacije

OCWR Optical Continuous Wave Reflectometer

OLT Optical Line Terminal centralna terminalna oprema

OLTS Optical Loss Test Set set za mjerenje gušenja

ONT Optical Network Terminal korisnička terminalna oprema

OPEX Operating expense operativni troškovi

ORL Optical Return Loss povratno gušenje

OTDR Optical Time Domain Reflectometer optički reflektometar

PC Polished Connector optički konektor - standardni

PON Passive Optical Network pasivna optička mreža

PtP Point to Point mreža točka - točka

SFP Small Form-factor Pluggable

VDSL Very high bitrate Digital Subscriber Line digitalna pretplatnička linija velikih brzina

VFL Visual Fault Locator izvor vidljive svjetlosti

VLAN Virtual LAN virtualna lokalna mreža

VoIP Voice over Internet Protocol prijenos glasa preko Interneta

WiMAX Worldwide Interoperability for MicrowaveAccess

svjetska interoperabilnost za mikrovalnipristup

VII

Popis tablica

Tablica 1 Brzine prijenosa podataka za pojedine pristupne mrežne tehnologije ................................. 3

Tablica 2 PON tehnologije – pregled karakteristika ............................................................................. 9

Tablica 3 Granične vrijednosti gušenja i povratnog gušenja ovisno o vrsti PON-a............................ 57

Tablica 4 Sažeti tabelarni prikaz mjerenja u fazi izgradnje PON mreže ............................................ 71

VIII

Popis slika

Slika 1 Arhitektura pasivne optičke mreže............................................................................................ 5

Slika 2 Aktivni i pasivni elementi PON mreže / Princip rada................................................................. 7

Slika 3 Uzroci gušenja na svjetlovodnom vlaknu................................................................................ 11

Slika 4 Grafički prikaz refleksije na konektoriziranom spoju............................................................... 12

Slika 5 Povratno gušenje u niti (ORL)................................................................................................. 13

Slika 6a Makrosavijanje niti Slika 6b Gušenje niti u ovisnosti o radijusu savijanja i v. duljinama.... 13

Slika 7 Mjerenje gušenja pomoću laserskog izvora i mjerača snage ................................................. 17

Slika 8 Mjerenje povratnog gušenja pomoću ORL metra ................................................................... 18

Slika 9 Rezultat gušenja i povratnog gušenja (EXFO FOT-932) ........................................................ 20

Slika 10 Princip rada PON mjerača snage ......................................................................................... 21

Slika 11 OTDR mjerenje – različita širina impulsa.............................................................................. 23

Slika 12 OTDR mjerenje – različito vrijeme mjerenja ......................................................................... 24

Slika 13 OTDR mjerenje – različita duljina prikaza............................................................................. 25

Slika 14 OTDR mjerenje kroz djelitelj – PON optimizirani / standardni OTDR................................... 25

Slika 15 Shematski prikaz OTDR-a s filtriranom valnom duljinom 1650 nm ...................................... 26

Slika 16 Primjeri video inspekcijskih sondi i „optičkog“ mikroskopa ................................................... 28

Slika 16 Konektori snimljeni video inspekcijskom sondom................................................................. 29

Slika 18 Primjeri nekoliko tipova izvora vidljive svijetlosti................................................................... 29

Slika 19 Upotreba izvora vidljive svjetlosti .......................................................................................... 30

Slika 20 Primjeri Identifikatora niti....................................................................................................... 31

Slika 21 Financijski aspekti u fazama izgradnje mreže ...................................................................... 35

Slika 22 Varijante u izgradnji pasivne infrastrukture u zavisnosti od vrste objekta u kojemu se nalazi

korisnička terminalna oprema ............................................................................................................... 38

Slika 23 Primjeri spojnica.................................................................................................................... 39

Slika 24 Kućna instalacija – obiteljske kuće (VARIJANTA 1) ............................................................. 41

Slika 25 Kućna instalacija – manje zgrade (VARIJANTA 2)............................................................... 41

Slika 26 Kućna instalacija – veće zgrade-neboderi (VARIJANTA 2).................................................. 42

Slika 27 Faza puštanja u rad – aktivacija usluge................................................................................ 43

Slika 28 Ericsson ONT i OLT uređaji .................................................................................................. 45

Slika 29 Pregled mjerenja u PON mreži ovisno o fazama njezine izgradnje...................................... 47

Slika 30 Mjerne točke prilikom izgradnje PON mreže (HT model mreže) .......................................... 48

Slika 31 Upotreba izvora vidljive svjetlosti kod provjere spajanja korisničkog kraja sa pripadajućim

izlazom na djelitelju ............................................................................................................................... 51

Slika 32 Upotreba laserskog izvora i identifikatora prometa u niti kod provjere spajanja korisničkog

kraja sa pripadajućim izlazom na djelitelju ............................................................................................ 52

Slika 33 Moguće točke spajanja video inspekcijske sonde ................................................................ 53

Slika 34 Primjer izvješća o stanju konektora (Softver EXFO ConnectorMax) .................................... 54

Slika 35 Točke spajanja multifunkcionalnih testera gušenja i povratnog gušenja.............................. 57

IX

Slika 40 Primjer izvješća gušenja i povratnog gušenja (Softver EXFO FastReporter)....................... 63

Slika 41 Točka spajanja optičkog reflektometra .................................................................................. 65

Slika 42 Mjerenje PON mreže OTDR-om – VARIJANTA 1 ................................................................ 66

Slika 43 Mjerenje PON mreže OTDR-om sa širokim impulsom – VARIJANTA 2 .............................. 68

Slika 44 Mjerenje PON mreže OTDR-om s uskim impulsom – VARIJANTA 2 .................................. 68

Slika 45 Mjerenje PON mreže OTDR-om; Greška – puknuće niti ..................................................... 69

Slika 46 Mjerenje PON mreže OTDR-om; Greška – makrosavijanje ................................................ 70

Slika 47 Mjerenje PON mreže OTDR-om; Greška – loš vareni spoj ................................................. 71

Slika 48 Mjerenje razine signala PON mjeračem snage .................................................................... 73

Slika 49 Prikaz rezultata mjerenja PON mjeračem snage (uređaj EXFO PPM-352C)....................... 74

Slika 50 Mjerenje PON mreže Ethernet testerima.............................................................................. 76

Slika 51 Prikaz rezultata mjerenja Ethernet testerima (uređaj EXFO AXS-200/855) ......................... 78

Slika 52 Mjerenje OTDR instrumentom od strane centrale ................................................................ 81

Slika 53 Princip rada nadzornog sustava PON mreže – 1. dio........................................................... 82

Slika 54 Princip rada nadzornog sustava PON mreže – 2. dio........................................................... 83

1

1. UVOD

U današnje vrijeme uistinu je teško zamisliti životnu svakodnevicu bez

širokopojasnog pristupa Internetu. Njegova dostupnost građanstvu jedan je od

kriterija koji se uzima u obzir prilikom ocjene razvijenosti pojedine zemlje. On

jednostavno nema alternative. Ne samo da je postao sveprisutan i nužan u

svakodnevnom životu već ga je potpuno promijenio i učinio lakšim, ugodnijim i

jednostavnijim, jednom riječju boljim. Gledanje omiljenog filma u visokoj rezoluciji,

video razgovor s prijateljem na drugom kraju svijeta, kirurške operacije na daljinu,

web predavanja, rezervacije karata za razna društvena događanja, inteligentna

navigacija automobila - samo su dio usluga koje su donedavno bile gotove

nezamislive, a njihova intenzivnija primjena omogućena je upravo povećanjem brzine

i kvalitete prijenosa podataka.

Od nekoliko tehničkih rješenja za sustave pristupnih mreža kao najperspektivniji su

se pokazali sustavi bazirani na svjetlovodnim vlaknima. U tom segmentu postoje dva

koncepta predstavljena dvjema tehnologijama. Jedan je pasivna optička mreža (eng.

Passive Optical Network - PON), a drugi tehnologija aktivnog Ethernet-a (eng. Point

to Point – PtP). Koji od njih će prevladati teško je predvidjeti, no činjenica je kako je

proteklih nekoliko godina došlo do velike ekspanzije u implementaciji mreža baziranih

na PON tehnologiji. Trenutno se može reći da su one hit na svjetskom

telekomunikacijskom tržištu, a samim time i vrlo zanimljiv materijal za detaljnije

analize i radove.

Tehničke parametre svake mreže, pa tako i one koja se bazira na optičkom fizičkom

sloju, potrebno je mjeriti. Za razliku od nekih drugih, mjerenja na PON-u, zbog

specifične arhitekture same mreže, spadaju među najzahtjevnija mjerenja na

svjetlovodnim vlaknima. Upravo ta činjenica pokazala se točna na primjeru izgradnje

pasivne optičke mreže u Republici Hrvatskoj, koja se provodi od strane našeg

najvećeg operatera, Hrvatskog telekoma. Neprocjenjiva znanja stečena praktičnom

suradnjom s njegovim djelatnicima, kao i velika pomoć od strane vodećeg svjetskog

proizvođača FTTx mjerne opreme, uvelike su pomogli pri izradi ovoga rada. Radi

spomenutog, metodika i principi mjerenja koji će se ovdje obrađivati bazirani su na

„hrvatskom“ modelu PON-a i specifičnostima vezanima za našu telekomunikacijsku

sredinu. ZAŠTO mjeriti, KADA mjeriti, KAKO mjeriti, ČIME mjeriti, KOLIKO

2

PRECIZNO mjeriti (kojom točnošću), pitanja su koja se pritom postavljaju. Upravo to

su ciljevi na koje će ovaj rad biti usmjeren. Također, ali u osnovnim crtama, bit će

riječi i o vrstama PON mreža, arhitekturi i kronologiji njihove izgradnje te pasivnim

komponentama i aktivnoj opremi od kojih se sastoji.

3

2. PRISTUPNE MREŽNE TEHNOLOGIJE

Kako bi zadovoljila zahtjeve korisnika za velikim povećanjem brzine prijenosa

podataka, telekomunikacijska industrija je razvila nekoliko različitih pristupnih

mrežnih tehnologija koje se bore za prevlast u domeni širokopojasnog pristupa

Internetu. Ako stvari gledamo s aspekta medija za prijenos podataka onda se tu

govori o bakrenoj parici, koaksijalnom kabelu, energetskom kabelu, svjetlovodnom

vlaknu te samom zraku kao mediju. Svaki od tih medija posjeduje određene

prednosti i nedostatke koji su uglavnom karakterizirani fizikalnim svojstvima samog

medija, ali i ekonomskim te legislativnim razlozima vezanim za pojedinu zemlju.

Uzmemo li za primjer bakrenu paricu, njezina limitacija se ogleda u preslušavanju

koje nastaje na visokim frekvencijama te onemogućava veće brzine prijenosa. S

druge pak strane, one ekonomske, danas svako kućanstvo posjeduje priključak

bakrene parice te su na taj način znatno smanjena ulaganja potrebna za

implementaciju širokopojasnih usluga. Potpuno suprotan slučaj je s optičkim vlaknom

koje ima idealne fizikalne predispozicije, ali je njegova trenutna penetracija u

kućanstvima vrlo malena.

Promatramo li pristupne mreže sa strane dostupnih tehnologija uočit ćemo dva

smjera njihova razvoja. Prvi je uobičajeni konkurentski u kojem se sustavi razvijaju

paralelno te postaju takmaci u tržišnoj utakmici. Primjeri takvog razvoja su već

spomenuti PON i PtP, kojima je medij svjetlovodno vlakno ili WiMAX i LTE koji koriste

zrak kao medij. Drugi smjer razvoja temelji se na modernizaciji prijašnjih verzija

sustava. Tako je na primjer VDSL nasljednik ADSL tehnologije ili kod kabelskih

sustava DOCSIS 3, nastavak DOCSIS-a 1 i 2. Ono što je zajedničko svim pristupnim

tehnologijama je kontinuirani napredak u pogledu brzine prijenosa podataka. To je

primarni cilj kojemu se teži i glavni pokretač daljnjeg razvoja. Tablica 1 prikazuje

brzine pristupnih mrežnih sustava u zavisnosti od korištenog medija te same

tehnologije. Te podatke treba uzeti s rezervom jer oni predstavljaju idealizirani sustav

i teoretsku maksimalnu brzinu u određenim uvjetima.

Tablica 1 Brzine prijenosa podataka za pojedine pristupne mrežne tehnologije

fizički medij energetski kabel

pristupna tehnologija ADSL2+ VDSL2 B P L DOCSIS 2 DOCSIS 3 PON PtP WiMAX LTE

maksimalna brzinapo korisniku 24 Mbps 55 Mbps 3 - 5 MBps 38 MBps >100 Mbps 60 MBps >100 MBps 35 MBps >100 MBps

z r a kbakrena parica koaksialni kabel svjetlovodno vlakno

4

Što se tiče situacije u svijetu, sredinom 2010. godine ukupan broj širokopojasnih

fiksnih priključaka procijenjen je na oko 450 milijuna( 1 ). Od toga daleko najveći

postotak se odnosi na xDSL pristupne tehnologije, a zatim slijede kabelski sustavi te

oni bazirani na optičkom spojnom putu. Kada promatramo stanje po svjetskim

regijama, gotovo se 50% svih širokopojasnih priključaka nalazi u zapadnoj Europi i

jugoistočnoj Aziji. Taj podatak se podudara s činjenicom da se upravo u tim regijama

nalaze najrazvijenija ili najpropulzivnija gospodarstva svijeta. S druge pak strane

Istočna Europa, koja je mnogo manje razvijena, a u koju spada i Hrvatska, sudjeluje

s manje od 6% udjela u tom segmentu. Prema posljednjim dostupnim podacima iz

mjeseca ožujka 2010. godine, u Hrvatskoj je zabilježeno gotovo 712 tisuća

širokopojasnih fiksnih priključaka(2).

(1) Izvor: ABI Research (www.abiresearch.com)(2) Izvor: HAKOM – Hrvatska Agencija za poštu i elektroničke KOMunikacije (www.hakom.hr)

5

3. PASIVNA OPTIČKA MREŽA (PON - Passive OpticalNetworks)

3.1 Arhitektura i tehnologija PON-a

Standardne mreže koje za prijenosni medij koriste svjetlovodno vlakno sastoje se od

aktivnih i pasivnih komponenti, raspoređenih po cijeloj mreži. Za razliku od takve

konvencionalne konfiguracije, koncept pasivne optičke mreže bazira se na upotrebi

pasivnih elemenata unutar same mreže dok su jedine aktivne komponente smještene

na njezinim krajnjim točkama. Na taj način izbjegnuta su optička pojačala i

preklopnici unutar same mreže, a koji za svoj rad koriste neku vrstu izvora napajanja.

Prednosti ovakve topologije su brojne, od toga da se ne moraju osiguravati posebne

dozvole za lokaciju i priključak napajanja za opremu na trasi, pa sve do činjenice da

su troškovi održavanje pasivnih elemenata i vjerojatnost njihova kvara gotovo

zanemarivi. S druge strane, upravo je kompliciranija izvedba same mreže te otežani

način detekcije prekida nastalog u njoj, glavni nedostatak ove tehnologije. Na Slici 1

nalazi se blok prikaz tipične mrežne arhitekture pasivne optičke mreže.

Slika 1 Arhitektura pasivne optičke mreže

Na strani centrale, nalazi se centralna terminalna oprema (eng. Optical Line Terminal

- OLT) koja je završna točka PON-a te svojevrsno sučelje između uslužnog dijela i

pristupne mreže. Na drugom kraju, kod korisnika, smještena je korisnička terminalna

oprema (eng. Optical Network Terminal - ONT), aktivni uređaj koji predstavlja

zaključenje i završnu točku na toj strani. Između te dvije lokacije nalazi se pristupna

SPOJNICA

SPOJNICA

O L T(podatkovni)

GLAS

PODACI

VIDEO

ONT

ONT

ONT

ONT

ONT

CENTRALA PRISTUPNA MREŽA KORISNIK

Analognivideo OLT

6

pasivna mreža. Kao što i samo ime govori, ona se sastoji samo od pasivnih

svjetlovodnih komponenti, od kojih je najzanimljiviji optički djelitelj/sprežnik (eng.

splitter). Njegova uloga, ako gledamo sa strane centrale je dijeljenje signala na do 64

neovisne grane, odnosno jednim izlazom iz OLT-a može se opsluživati toliki broj

korisnika. U suprotnom smjeru, njegova uloga se mijenja te sada on služi kao

sprežnik s reverznom funkcijom – spajanja razdijeljenih grana u jednu. Smiještaj

djelitelja i njegova integracija sa ostatkom mreže obavlja se na spojnom mjestu koje

se naziva spojnica (Slika 23). U njoj se također izvodi i termičko spajanje svih ostalih

veza kako bi mreža poprimila željenu strukturu. Ona je mehanički potpuno zaštićena

od atmosferskih utjecaja i prilagođena je spomenutim funkcijama.

Princip rada sustava može se objasniti promatranjem jedne veze između aktivnih

elemenata mreže (Slika 2). Naime, fizička konekcija je izvedena pomoću samo jedne

svjetlovodne niti. Prijenos podataka u silaznoj i uzlaznoj vezi obavlja se na različitim

valnim duljinama. Po valnoj duljini 1310 nm prenose se svi podaci od korisnika

prema centrali, dok se po valnoj duljini 1490 nm prenose podaci za sve korisnike koji

se nalaze na tom djelitelju. Dodatno, ova tehnologija omogućava da se na zasebnoj

valnoj duljini od 1550 nm prema korisnicima prenosi samo signal analognog video

signala. Takva koncepcija u današnje se vrijeme sve rjeđe koristi iz razloga što je

puno jednostavnije i smislenije za video signal koristiti neku od IPTV tehnologija, a

valnu duljinu 1550 nm „sačuvati“ za budućnost kada se planira povećanje silazne

brzine prijenosa podataka.

7

Slika 2 Aktivni i pasivni elementi PON mreže / Princip rada

Kao što je vidljivo na Slici 2, od pasivne opreme osim djelitelja, u mreži se koristi

WDM sprežnik (eng. coupler), optički razdjelnik (eng. fiber management system) te

svjetlovodni kabeli i konektori. Općenito, funkcija sprežnika je spajanje više ulaznih

grana u jednu izlaznu. U našem slučaju na svakoj lokaciji imamo dva sprežnika,

svaki sa po dvije grane. Njegova specifičnost i razlika u odnosu na reverznu funkciju

djelitelja je u tome što po svakoj grani putuje svjetlost različite valne duljine. Nakon

multipleksiranja, na izlazu iz sprežnika dobijemo svijetlost koja onda sadrži obje

ulazne valne duljine. Prema objašnjenom, na svakoj lokaciji (OLT i ONT) po jedan

sprežnik spaja valne duljine 1310 nm i 1490 nm dok drugi radi dodavanje treće valne

duljine, analognog video signala (ukoliko on postoji u mreži). U suprotnom smjeru

radi se reverzna operacija, demultipleksiranje. Optički razdjelnik, koji je također čisto

pasivan element, služi kao prospojna točka odnosno mjesto na kojemu se vrši

upravljanje kompletnom distribucijom svjetlovodnih kabela. Zbog što manje refleksije,

poželjno je da su sve priključne točke na njemu izvedene uz pomoć APC konektora

(eng. Angled Polished Connector) odnosno konektora čije se spajanje vrši pod kutem

od 8o. Također, ova preporuka vrijedi i općenito za svaki konektorizirani spoj duž

cijele mreže.

8

Što se tiče aktivne opreme, ona se nalazi samo na krajnjim točkama mreže, u

centrali i na lokaciji korisnika. U centrali imamo smješten OLT koji se sastoji od

optičkog predajnika valne duljine 1490 nm koji kao izvor koristi direktno moduliranu

DFB (eng. Distributed-Feedback laser) lasersku diodu te specijalno konstruiranog

optičkog prijemnika za valnu duljinu 1310 nm. Razlog zbog kojega se ne može

koristiti standardna prijemna dioda leži u činjenici da je signal koji dolazi od strane

korisnika isprekidan (burst signal), a razlika u snazi signala pojedinog korisnika može

dosezati i do 15 dB. Stoga su karakteristike prijemne diode korištene za ovu svrhu

vrlo velika osjetljivost, veliki dinamički opseg te brzo vrijeme odziva. Aktivni elementi

koji se u zavisnosti od arhitekture mreže još mogu nalaziti u centrali su predajnik

(DFB laser) valne duljine 1550 nm te EDFA pojačalo koje povećava snagu RF

analognog signala koji izlazi iz predajnika. Na strani korisnika, zaključenje koje

predstavlja ONT uređaj sastoji se od dva prijemnika, jedan za valnu duljinu 1490 nm

te po potrebi drugi za analogni video signal valne duljine 1550 nm. Optički predajnik

u ONT-u izveden je pomoću FP (eng. Fabry Perot) laserske diode koja emitira

svjetlost na 1310 nm.

3.2 Povijest PON mreža i trenutno standardizirane tehnologije

1995. godine skupina svjetskih telekomunikacijskih operatera (British Telecom, Bell

South, Bell Canada, NTT) te nekoliko proizvođača telekomunikacijske opreme

osnovali su grupu nazvanu FSAN (eng. Full Service Access Network), čiji je zadatak

bio osmisliti pristupnu tehnologiju koja će podržavati što veći broj širokopojasnih

usluga. Njihovo prvo rješenje bila je pasivna optička mreža koja je kao protokol

prijenosa podataka koristila ATM (eng. Asynchronous Transfer Mode), a zvala se

širokopojasna pasivna optička mreža (eng. Broadband PON - BPON). Godine 1998.,

vodeća svjetska telekomunikacijska organizacija ITU, prema preporuci G.983.1

standardizirala je BPON tehnologiju. Kako su zahtjevi za brzinom rasli, a prijenos

podataka preko ATM protokola gubio primat, pojavila se potreba za rješenjem koje

će biti nadogradnja postojećem. Godine 2003., novom grupom preporuka – ITU-T

G.984, standardizirana je gigabitna pasivna optička mreža (Gigabit-capable PON -

GPON), koja osim ATM podržava i Ethernet protokol te povećava maksimalni broj

grana po jednom djelitelju. Svi važniji podaci i razlike između tehnologija prikazani su

Tablicom 2. Danas, FSAN grupa radi na NG-PON preporukama koje se planiraju

9

standardizirati do 2012. godine, a kojima je cilj produžiti životni vijek PON-a i

prilagoditi ga budućim zahtjevima. Paralelno sa razvojem PON tehnologije FSAN

grupe, američka organizacija IEEE (eng. Institute of Electrical and Electronics

Engineers) osnovala je radnu grupu (eng. Ethernet in the First Mile Study Group) čiji

je zadatak bio osmisliti tehnologiju, baziranu na PON konceptu, koja će koristiti samo

Ethernet protokol za prijenos podataka. Godine 2004. prema njihovim preporukama,

usvojen je standard IEEE 802.3ah-2004, kojega danas znamo kao EPON tehnologiju

(Tablica 2).

Tablica 2 PON tehnologije – pregled karakteristika

STANDARD

PROTOKOL

USLUGE

MAKS. UDALJENOSTIZMEĐU OLT-a I ONT-a km

MAKS. BROJ GRANADJELITELJA

silazna veza uzlazna veza silazna veza uzlazna veza

NOMINALNA BRZINA Mbit/s 1244,16 155,52 622,08 1244,16 /2488,32

155,52 / 622,08 /1244,16 1000 1000

OPSEG KORIŠTENIHVALNIH DULJINA nm 1480 do 1500 1260 do 1360

1260 do 13601280 do 13501288 do 1338

1480 do 15001550 do 1560 1260 do 1360

MAKS. VRIJEDNOSTPOVRATNOG GUŠENJA dB

ITU-T G.983 serija

15>32

1000BASE-PX10silazna v. 1490 nm + PIN Rxuzlazna v. 1300 nm FP optika + PIN Rx1000BASE-PX20silazna v. 1490 nm + APD Rxuzlazna v. 1300 nm DFB optika + PIN Rx

silazna veza

1480 do 1580

uzlazna veza

>32

155,52 / 622,08

do 32

20

glas / podaci / video

ATM

IEEE 802.3ah

do 64

20

glas / podaciTriple Play

ATM, TDM, Ethernet, GEM1

ITU-T G.984 serija

do 16do 32 (s FEC ili DFB/APD)

1000BASE-PX10: 101000BASE-PX20: 20

Triple Play

Ethernet + FEC2

TIP BPON (Broadband PON) GPON (Gigabit-capable PON) EPON (Ethernet PON)

10

4. PARAMETRI I VELIČINE VAŽNE ZA PON MJERENJA

Mjerni uređaj i samo mjerenje nekada nisu u mogućnosti dati jednoznačnu

informaciju o kvaliteti i funkcionalnosti mjerenih parametara i segmenata mreže.

Čovjek je taj koji na temelju svojeg znanja, praktičnog iskustva te uvjeta koje zadaje

sam sustav određuje da li je izmjerena veličina prihvatljiva ili nije. On je taj koji će na

kraju donijeti konačnu odluku oko rezultata mjerenja. To je činjenica koju uvijek treba

imati na umu. Stoga, da bi se povećalo razumijevanje mjerenja te olakšala

interpretacija rezultata, potrebno je poznavanje osnovnih mjernih veličina, njihovog

fizikalnog značenja te pripadajućih mjernih jedinica. U nastavku slijedi kratak opis

parametara i veličina bitnih za PON mjerenja.

4.1 Optička snaga

Jedna od temeljnih veličina u svjetlovodnim sustavima je optička snaga (eng. Optical

Power). Svaki laserski izvor emitira svjetlost određene jakosti ili intenziteta. Tu

„jakost“ nazivamo snaga laserskog izvora. Njezin iznos se u ovisnosti o udaljenosti

koju pređe svjetlovodnim spojnim putem i valnoj duljini izvora smanjuje. Poopćeno,

optička snaga je jakost laserskog (svjetlosnog) signala u točki mjerenja. Ona se

izražava u watt-ima [W] odnosno zbog malih iznosa u optičkim sustavima

upotrebljava se tisuću puta manja jedinica mili-watt [mW]. U praksi se ipak najčešće

koristi logaritamska vrijednost, decibel po mili-wattu [dBm]. Kod tako prikazanog

rezultata valja napomenuti da vrijednost u tom slučaju može biti i negativnog

predznaka.

4.2 Optičko gušenje

Daleko najčešće korištena veličina u optičkim sustavima je optičko gušenje (eng.

Optical Loss) ili kraće, samo gušenje. Kako svjetlo putuje kroz vlakno njegov

intenzitet u ovisnosti o boji (valnoj duljini) opada zbog otpora koji pružaju čestice

stakla. To je idealizirani slučaj u kojem između dva kraja nema nikakvih drugih

„smetnji“ koje mogu utjecati na jakost. U praksi, stvar je nešto složenija te i razni

drugi utjecaji doprinose smanjenju intenziteta svjetlosti. Općenito, optičko gušenje se

može podijeliti u dvije kategorije u zavisnosti od njegova uzroka. Pod prvu spadaju

prirodni (fizikalni) utjecaji koji se ni na koji način ne mogu izbjeći. To se odnosi na

raspršenje i apsorpciju svjetlosti unutar same jezgre te atmosferske utjecaje.

11

Gušenje uzrokovano spomenutim elementima je uvijek prisutno i ne može se

eliminirati. U drugu skupinu spadaju svi ostali faktori koji uzrokuju mehaničke

promjene u kontinuitetu niti. Pod njih spadaju konektorizirani spojevi, mehanički i

termički spojevi (splice) te makrosavijanja niti. Slikom 3 simbolički su predstavljeni

uzroci gušenja u niti.

Slika 3 Uzroci gušenja na svjetlovodnom vlaknu

Matematički, optičko gušenje je razlika između jakosti svjetla na ulazu u vlakno i

svjetla koje iz njega izlazi odnosno poopćeno ono je apsolutni iznos između razlike

snage signala u bilo koje dvije točke mjerenja. Jedinica kojom se izražava iznos

gušenja je decibel [dB].

4.3 Reflektanca

U svjetlovodnim sustavima postoji nekoliko vrsta spojeva kojima se mogu povezati

dvije niti kako bi činile jednu cjelinu. Kada se to izvede pomoću konektora nastaje

konektorizirani spoj koji ima karakteristiku da uz neminovno gušenje koje dolazi zbog

nepoklapanja jezgri dobivamo i reflektancu (eng. reflectance) koja nastaje zbog

diskontinuiteta koji se javlja na samom spoju dvije niti. Naime, koliko god se te niti

približile jedna drugoj, između njih uvijek postoji zračni rascjep koji predstavlja

prijelaz iz medija s jednim indeksom loma u drugi, nakon čega se javlja refleksija tj.

jedan mali dio snage se uvijek vraća prema natrag (Slika 4). Taj mali reflektirani

signal naziva se reflektanca spoja. Matematički on je omjer snage reflektiranog

signala od promatranog događaja i optičke snage signala na njegovom ulazu.

Reflektanca je uvijek negativan broj koji se izražava u decibelima [dB] i što je iznos

manji, reflektanca je bolja. Na primjer, reflektanca od -30dB je lošija od -50dB.

12

Slika 4 Grafički prikaz refleksije na konektoriziranom spoju

Treba spomenuti da, osim na konektorskom spoju, reflektanca nastaje i kod

mehaničkih varova (eng. mechanical splice), te mjestu prekida niti, bilo da se radi o

kraju niti ili slučajnom puknuću. Neke tipične vrijednosti reflektance su: prijelaz staklo

- zrak oko -14 dB, spoj dva PC konektora od -35 dB do -50 dB, dok spoj dva APC

konektora može imati reflektancu i do -65 dB.

4.4 Povratno gušenje

Kada svjetlost putuje kroz vlakno, zbog sitnih nečistoća u staklenoj jezgri u koje

udaraju fotoni dolazi do raspršenja svjetlosti u svim smjerovima. Ta pojava naziva se

Rayleigh-ovo raspršenje (eng. Rayleigh Scattering). Sva raspršena svjetlost koja je

usmjerena suprotno od smjera glavne zrake (prema natrag), naziva se povratno

raspršenje (eng. Backscatter). Prirodno, što je veća duljina niti, veći je i iznos

raspršenog signala koji se vraća prema natrag. Ako se tom raspršenom povratnom

signalu pridoda suma svih reflektanci koje se pojavljuju na toj trasi, dobiva se iznos

povratnog gušenja (eng. Optical Return Loss – ORL). (Slika 5) Matematički, povratno

gušenje je logaritamski omjer optičke snage koja ulazi u svjetlovodnu nit i kumulirane

snage koja se vraća na početak niti. Ona se izražava u decibelima (dB) i uvijek je

pozitivna vrijednost. Što je vrijednost veća povratno gušenje je bolje, na primjer 55

dB je bolje od 30 dB.

13

Slika 5 Povratno gušenje u niti (ORL)

4.5 Makrosavijanje (Macrobending)

Standardno svjetlovodno vlakno je po svojoj mehaničkoj strukturi prilično osjetljivo.

Jedno od tih negativnih svojstava dolazi do izražaja ukoliko se vlakno kružno savije

više od dopuštenog radijusa, pri čemu dolazi do makrosavijanja. U praksi taj radijus

za standardno jednomodno vlakno iznosi oko 3 cm. Makrosavijanje kao posljedicu

ima povećano gušenje na tom mjestu, a vrijednost gušenja proporcionalna je radijusu

savijanja. Što je on manji, gušenje je veće i obratno. Ono što je također specifično za

tu situaciju je nejednoliko gušenje u zavisnosti od valnih duljina. Niže valne duljine

imaju manje gušenje tj. više su otporne na savijanje niti, dok se kod viših gušenje

drastično povećava. U praksi, valna duljina 1310 nm gotovo je neosjetljiva na

makrosavijanje, dok za 1650 nm makrosavijanje gotovo da predstavlja prekid (svjetlo

ne prolazi). Slika 6a vizualizira nit koja je pod utjecajem makrosavijanja, dok je na

Slici 6b opisana ovisnost gušenja o valnoj duljini i radijusu savijanja.

Slika 6a Makrosavijanje niti Slika 6b Gušenje niti u ovisnosti o radijusu savijanja i v. duljinama

Valna duljina[ µm ]

Gušenje[ dB ]

Normalna nit(bez savijanja)

Nit pod utjecajemmakrosavijanja

14

4.6 Optički budžet snage

Parametar optički budžet snage (eng. Optical Power Budget) često se koristi u

opisivanju svjetlovodnih sutava i mreža. On je od iznimne važnosti za pravilan rad

aktivnih komponenti sustava. Svaki sustav ima zadan minimalni budžet snage koji je

potreban da bi on uopće radio bez ometanja i prekida. Kod PON mreža taj budžet je

određen njegovom klasom. Na primjer, kod A klase PON-a standardom je definiran

budžet snage od minimalno 20 dB, dok recimo kod C klase on iznosi 30 dB.

Što je u stvari optički budžet snage? Svaki laserski izvor emitira svjetlost određene

snage. Zbog tolerancije samog lasera (ili diode) ta snaga fluktuira u vremenu. Za

kalkulaciju budžeta snage važan podatak je minimalna garantirana snaga izvora, a

koju deklarira proizvođač. Kao što smo već spomenuli, jedinica koja se u praksi

koristi za označavanje snage signala je dBm. S druge strane, svaki optički prijemnik

ima svoju osjetljivost. Interesantan je podatak o maksimalnoj osjetljivosti odnosno

minimalnom intenzitetu svjetlosti koji je dovoljan da prijemnik (dioda) radi bez greške.

Kada znamo ta dva podatka, jednostavnim oduzimanjem minimalne snage izvora i

minimalne prijemne snage dobivamo iznos budžeta snage. Ovako dobiven podatak

predstavlja početnu točku za planiranje nekog sustava. Naime, za pravilno

konfiguriran sustav, ukupno gušenje kompletne trase uvijek mora biti manje od

izračunatog budžeta snage.

15

5. MJERNA OPREMA ZA MJERENJE NA PON MREŽAMA

5.1 Instrumenti za mjerenje gušenja (OLTS Meter)

Gušenje je osnovna veličina koja se mjeri na svim vrstama svjetlovodnih sustava pa

tako i u PON mreži. Princip njegova mjerenja na svjetlovodnom spojnom putu bazira

se na upotrebi laserskog ili LED izvora koji emitira svjetlo određene jakosti na

određenoj valnoj duljini te mjerača snage koji mjeri intenzitet svjetlosti na

pripadajućoj valnoj duljini. Prema spomenutome može se zaključiti da je za ovo

mjerenje potrebno imati dva zasebna uređaja koji se zajednički nazivaju „Set za

mjerenje optičkog gušenja“. U praksi se, doduše u manjem postotku, koriste i

integrirane verzije koje u jednom kućištu objedinjuju i izvor i mjerač snage.

Na tržištu se danas može pronaći veliki broj instrumenata koji pogoduju toj namjeni.

Proizvode ih mnoge kompanije, a tipične cijene za osnovne modele kreću se od

1.000 do 3.000 kuna za mjerače snage te od 4.000 do 12.000 kuna za laserske

(LED) izvore. Neki od modela su: EXFO FLS-600, FPM-600, FOT-600, JDSU OLS-6,

OLP-6, OLP-55, Kingfisher KI 3600B, KI 7300, Noyes OPM 5 itd.

Laserski ili LED izvor emitira svjetlost na određenoj valnoj duljini. One standardne,

koje se najčešće koriste su: 850nm i 1300nm za višemodne sustave te 1310 nm i

1550 nm za jednomodne. Drugi parametar koji karakterizira izvore je izlazna snaga

lasera. Tipične vrijednosti kreću se oko 0 dBm, a kod nekih instrumenata ona se

može i mijenjati u određenim granicama. Pojedini tipovi uređaja posjeduju i dvije

dodatne funkcije. Jedna je moduliranje izlazne svjetlosti tipičnim frekvencijama od

270Hz, 1kHz i 2kHz, a druga je automatsko prebacivanje valnih duljina. Koja je uloga

modulirane svijetlosti? Uzmimo za primjer da prilikom mjerenja nismo sigurni da li

mjerač snage uistinu pokazuje snagu našeg izvora ili je došlo do zamjene niti pa on

mjeri snagu izvora nekog sasvim drugog sustava. Tada na našem izvoru uključimo

modulirani signal čiju frekvenciju moramo detektirati i na suprotnoj strani. Automatsko

prebacivanje valnih duljina ima istu funkciju ali s dodatnom pogodnošću potpuno

automatiziranog mjerenja. Naime, izvor i mjerač snage „komuniciraju“ sa svrhom

naizmjeničnog mjerenja svih valnih duljina koje su podržane od strane izvora.

Mjerač snage služi za mjerenje apsolutnog iznosa intenziteta svjetlosti koji se

prikazuje u Watima [W] ili decibelima po miliwatu [dBm]. Sekundarna funkcija koja

dolazi do izražaja kada se on koristi u kompletu s laserskim izvorom je mjerenje

16

gušenja tj. relativnog iznosa snage u odnosu na zadanu referentnu vrijednost. To

gušenje se prikazuje u decibelima [dB]. Osnovne karakteristike mjerača snage su:

broj valnih duljina za koje je kalibriran (tipično od 10 do 40), opseg u kojem može

mjeriti (tipično od -50 dBm do +10 dBm), da li detektira modulirane signale te ima li

mogućnost „komunikacije“ s laserskim izvorom.

Kako mjeriti gušenje OLTS setom? Postupak za dobivanje vrijednosti gušenja trase

je sljedeći. Prije početka mjerenja mjerni set treba pravilno pripremiti. Prvo je

poželjno na mjeraču snage izvršiti nuliranje (eng. nulling offset). Ono je potrebno

radi temperaturnog prilagođavanja same foto diode, a posljedica je točniji rezultat.

Navedeni postupak nije potreban ukoliko je temperatura okoline oko 20o C. Nakon

toga, a kako bi se poništio utjecaj mjernih vrpci koje se koriste za mjerenje te

postavila referentna vrijednost snage lasera, izvodi se referenciranje. Slika 7 –

KORAK 1 prikazuje princip spajanja uređaja za taj postupak. Na izvoru se odabere

željena valna duljina i uključi kontinuirano zračenje (bez modulacije). Na mjeraču

snage odabere se ista valna duljina kao i na izvoru te se, nakon što se vrijednost na

ekranu stabilizira, izvrši referenciranje. Vrijednost snage koju je prikazao instrument

pohranjuje se u memoriju kao referentna tj. nulta. Isti postupak mora se ponoviti za

sve valne duljine na kojima će se vršiti mjerenje. Kada je to učinjeno sve je spremno

za početak mjerenje gušenja optičkog spojnog puta. Sada se krajevi mjernih vrpci

spajaju na krajnje mjerne točke kako je prikazano Slikom 7 – KORAK 2. Valja

napomenuti kako je za što točnije mjerenje bitno da se mjerne vrpce ne odvajaju iz

instrumenata nakon referenciranja; u protivnom je taj postupak poželjno ponoviti.

Mjerač snage će nakon spajanja pokazati gušenje spojnog puta koje je mjereno od

krajnje točke A prema krajnjoj točci B. No to je samo pola puta do dobivanja točnog

rezultata. Vrijednost gušenja mjerimo li od točke B prema A, zbog fizikalnih svojstava

vlakna, bit će nešto drugačija. Zbog toga se točan iznos gušenja dobiva kao srednja

vrijednost zbroja rezultata u oba smjera. Pošto je razlika u rezultatu između ova dva

mjerenja vrlo mala, u praksi se, ukoliko se izričito ne traži velika točnost, izvodi

mjerenje samo u jednom smjeru ili se pak koristi automatski mjerač gušenja koji će

biti opisan u Poglavlju 5.3.

17

Slika 7 Mjerenje gušenja pomoću laserskog izvora i mjerača snage

5.2 Instrumenti za mjerenje povratnog gušenja (ili reflektance)

U prethodnim poglavljima teorijski su obrađeni pojmovi povratnog gušenja i

reflektance. Za njihova mjerenja koriste se instrumenti koje zovemo ORL metri (ORL

Meter). Tehnika mjerenja ovim uređajima temelji se na OCWR (eng. Optical

Continuous Wave Reflectometer) metodi koja za mjerenje koristi laserski izvor,

mjerač snage i sprežnika, u čiji detaljni opis rada sada nećemo ulaziti. Mjerenje ORL-

a ovakvim tipom uređaja spada u kategoriju zahtjevnijih, unatoč činjenici da se ono

vrši jednostrano. Razlog tome leži u samom postupku koji iziskuje da se i na

udaljenom kraju mjerene trase također mora obaviti određena radnja. Upravo se

zbog toga u praksi ovi uređaji manje upotrebljavaju kod terenskih mjerenja, a više

kod laboratorijskih kada se i početak i kraj trase nalaze na istoj lokaciji. Još jedan

razlog malog broja ovakvih „specijaliziranih“ uređaja na tržištu leži u činjenici da se

danas ORL metar uglavnom integrira u mjerače gušenja, dok se samostalne izvedbe

prestaju proizvoditi. Najpoznatiji predstavnik uređaja ručnog tipa, koji se još može

pronaći na tržištu je JDSU ORL-55, a čija se cijena kreće oko 20.000 kuna.

Prije početka mjerenja treba imati na umu da se ovdje mjere vrlo mali iznosi signala

te je od izuzetne važnosti da konektori mjernih vrpci koje se koriste prilikom spajanja

na trasu budu očišćeni i bez oštećenja kako bi se osigurala minimalna refleksija na

prespojima. Nakon paljenja uređaj će ili sam izvršiti nuliranje (kalibraciju) ili će to

trebati uraditi pritiskom na tipku, a sve kako bi se podesila osjetljivost prijemne foto

diode. Zatim se na uređaj priključi mjerna vrpca koja se koristi za spajanje na trasu i

očita vrijednost koju pokazuje instrument. Ukoliko se koristi PC tip konektora za

spajanje na trasu, na ekranu bi se trebala prikazati vrijednost od oko -15 dB. Kako bi

18

poništili utjecaj povratne refleksije koja se javlja na prijelazu staklo–zrak konektora,

pred sam kraj mjerne vrpce, a prije samog konektora namotamo vrpcu na olovku (ili

mandrel) približno 10 puta tako da načinimo spiralu oko nje. Zatim pritisnemo tipku

koja će ORL vrijednost poništiti na nulu (često se naziva i ORL Zero ili ORL Value).

Sada možemo odmotati mjernu vrpcu s olovke te je priključiti na trasu koju želimo

mjeriti. No vrijednost koju sada prikazuje uređaj i dalje nije prava vrijednost povratnog

gušenja. Da bi je dobili, ponovno trebamo eliminirati refleksiju koja se javlja nakon

trase ili dijela trase koji želimo mjeriti. Ukoliko se na kraju trase nalazi konektor

postupak je da se na njega spoji produžetak niti koji se odmah nakon spoja terminira

identičnim namatanjem vrpce na olovku. Kompletan postupak grafički je predočen na

Slici 8. Iz njega se može primijetiti kako zbog „nespretnosti“ i kompliciranosti, ovaj

postupak nije pogodan za terenska mjerenja, niti za mjerenja većeg broja niti.

Slika 8 Mjerenje povratnog gušenja pomoću ORL metra

19

5.3 Multifunkcionalni tester optičkog gušenja i povratnoggušenja

Prethodna dva instrumenta potpuno zadovoljavaju zahtjeve koji se postavljaju za

mjerenje PON mreža. Unatoč tome, oni se u praksi gotovo da i ne koriste za tu

namjenu. Razlog tome leži u njihovoj neekonomičnosti u pogledu vremena koje je

potrebno za obavljanje posla. Za brzo i efikasno mjerenje gušenja i povratnog

gušenja poželjno je koristiti multifunkcionalni instrument koji automatski mjeri na svim

PON valnim duljinama, u oba smjera (AB i BA) i sve to u samo desetak sekundi.

S obzirom na veliki broj niti koje treba verificirati u što kraćem vremenu, ovo je

idealan alat za tu namjenu. Negativna strana ovog instrumenta je njegova relativno

visoka cijena te činjenica kako je za mjerenje potrebno imati dva uređaja, koji za

punu funkcionalnost moraju raditi u paru - što ukupni financijski izdatak još više

povećava. Trenutno na tržištu postoji samo nekoliko takvih proizvoda. Najpoznatiji su

EXFO FOT-930, zatim Anritsu CMA-50 te Kingfisher KI 7340.

Postupak mjerenja multifunkcionalniim testerom mnogo je jednostavniji od onoga koji

se koristi kod standardnog mjerača gušenja i povratnog gušenja, no postoje i

određene sličnosti. Za početak, ukoliko je temperatura okoline znatno različita od 20o

C, a kako bi mjerenje bilo što točnije, poželjno je izvršiti nuliranje uređaja (eng.

nulling offset). Nakon toga, da bi se poništio utjecaj mjernih vrpci na rezultat načini se

referenciranje. Ovdje treba napomenuti kako nije potrebno da oba uređaja budu na

istom mjestu kada se ono izvodi, već postoji mogućnost referenciranja svakog

instrumenta zasebno. To se dobiva metodom samoreferenciranja (eng. loopback

reference). Ovo je velika prednost jer se sada referenciranje može obaviti na lokaciji

gdje se mjerenje izvodi, neposredno prije samog mjerenja. Osnovni princip je da se

jedan kraj mjerne vrpce spaja na priključak laserskog izvora instrumenta, a drugi na

priključak mjerača snage. Na taj način uređaj u stvari izmjeri gušenje i povratno

gušenje mjerne vrpce te taj rezultat memorira kao referencu koju kasnije oduzima od

rezultata mjerenja. Nakon izvršenih predradnji, uređaj se spoji na trasu koju želimo

izmjeriti te nakon samo desetak sekundi mjerenja dobivamo rezultate. Slika 9

prikazuje kako to izgleda na uređaju FOT-930. Ukratko, instrumenti su izmjerili točno

gušenje trase koje se dobiva usrednjavanjem vrijednosti gušenja od strane A prema

B i obratno, zatim povratno gušenje u oba smjera te duljinu trase. Ovdje treba

napomenuti da metoda kojom je dobivena duljina trase ima toleranciju rezultata od

20

oko ± 2%. Za uistinu precizno mjerenje duljine trase koristi se OTDR uređaj, o kojem

će detaljnije biti riječi malo kasnije.

Slika 9 Rezultat gušenja i povratnog gušenja (EXFO FOT-932)

5.4 Mjerači snage za PON mreže

PON mjerač snage je neizostavan dio opreme svakoga tko se bavi mjerenjima u

PON mreži. Osnovna razlika koja ga diferencira od „standardnih mjerača“ je ta da

mjeri u tzv. prolaznom modu te isključivo na valnim duljinama koje se koriste u PON-

u (1310/1490/1550nm). Naime, unutar instrumenta se nalazi zatvorena petlja tako da

u točki na kojoj se mjeri nema diskontinuiteta tj. nema prekida niti. Zašto je to bitno?

Terminalni uređaj kod korisnika (ONT) ukoliko ne primi signal od centralnog uređaja

(OLT) gasi svoj laserski izvor i odlazi u mod pripravnosti. Zbog toga kada bi trasa bila

prekinuta, mjerač snage ne bi mogao izmjeriti snagu signala od korisničkog

terminalnog uređaja. Postoji tu još jedna specifičnost. Naime, spomenuto je da signal

koji dolazi od korisnika nije kontinuiran već je zbog vremenskog multipleksiranja

isprekidan (burst signal). Mjerenje takvog signala standardnim mjeračem snage ne bi

dalo točan rezultat. Zbog toga je za valnu duljinu 1310 nm potrebna posebna

optimizacija kako bi vrijednost snage signala uistinu odgovarala stvarnom iznosu.

Slika 10 vizualizira princip rada PON mjerača snage. Na jedan ulaz instrumenta

priključi se kraj niti koji dolazi od strane centrale, a na drugi ulaz nit koja dolazi od

strane korisnika. Na ekranu instrumenta istovremeno će se prikazati vrijednosti

snage signala za sve valne duljine. Mjerna jedinica je decibel po miliwatu [dBm].

21

Slika 10 Princip rada PON mjerača snage

Na tržištu postoji nekoliko proizvođača koji nude ovakve specijalne, PON mjerače

snage. Neki od modela koji su trenutno aktualni su: EXFO PPM-350C, JDSU OLP-57,

Noyes OPM4. Cijene su nešto više u odnosu na standardne mjerače snage i kreću

se od 6.000 do 10.000 kuna. Kod ovih uređaja bitno je obratiti pozornost na nekoliko

parametara. Pošto se u nekim PON mrežama ne koristi valna duljina 1550nm

namijenjena prijenosu analognog videa, postoji izvedba uređaja za mjerenje samo na

1310nm i 1490nm. Druga karakteristika odnosi se na iznos gušenja koje unosi sam

uređaj kada se priključi u mrežu. Ta vrijednost ne bi smjela biti veća od 2 dB.

Posljednja je mogućnost konfiguriranja korisničkih graničnih vrijednosti (PASS/FAIL).

22

5.5 OTDR mjerni uređaj

Kod svih do sada opisanih instrumenata za izvođenje mjerenja i interpretaciju

rezultata korisniku nisu bila potrebna velika znanja i vještine. Razlog tome leži u

samim mjernim uređajima koji su, ukoliko su se propisno odradile sve predradnje,

prikazali točan i nedvosmislen rezultat. U slučaju instrumenta koji će biti opisan u

ovom poglavlju situacija je nešto drugačija. Riječ je o optičkom reflektometru (OTDR

– Optical Time Domain Reflectometer) čija je upotreba mnogo zahtjevnija te on s

pravom nosi naziv najkompliciranijeg instrumenta za mjerenje na fizičkom optičkom

sloju. Unatoč tome OTDR je definitivno najpopularniji instrument za tu namjenu.

Takva popularnost zasigurno leži i u njegovoj svrhovitosti odnosno brojnim

mogućnostima koje pruža. Osnovna mu je namjena detaljna karakterizacija optičkog

spojnog puta, a podaci koji se mogu dobiti samo jednim mjerenjem su: ukupna

duljina trase, ukupno gušenje i povratno gušenje trase, udaljenost i gušenje između

dvije točke, prekid niti, makrosavijanje, gušenje termičkog spoja (splice), gušenje

djelitelja i reflektanca na bilo kojem mehaničkom spoju.

Mjerenje OTDR-a bazira se na principu „radarskog efekta“. Na jednom kraju niti

generira se svjetlosni signal točno određene snage. Uslijed povratnog raspršenja

same niti te Fresnel-ove refleksije konektoriziranih spojeva, jedan mali dio energije

vrati se natrag na početak. „Sakupljanjem“ i obradom tog reflektiranog signala OTDR

vizualizira izgled kompletne trase krivuljom, koja se iscrtava u koordinatnom sustavu

na ekranu uređaja. Dodatnom softverskom analizom dobiva se pregledniji, tabelarni

prikaz svih karakterističnih događaja s pripadajućim numeričkim vrijednostima.

Treba napomenuti da su u ovom procesiranju moguće pogreške. Krivulja koja se

dobiva može imati bezbroj oblika i unatoč vrlo naprednim algoritmima obrade, u

malom broju slučajeva rezultat koji će softver predstaviti bit će krivi. Upravo iz tog

razloga bitna je educiranost korisnika koji na temelju svojeg znanja, iskustva i

približnog poznavanja trase koju mjeri, može prepoznati eventualnu pogrešku

softverske obrade.

Prije početka mjerenja OTDR bi trebalo pravilno podesiti te odraditi određene

pripreme kako bi rezultat bio što je moguće točniji. Krenimo prvo od priključivanja niti

na sam uređaj. Pravilno bi bilo da se svako mjerenje OTDR-om vrši preko uvodne niti

tj. predvlakna (eng. Launch Fiber). To je najobičniji svitak na koji je namotano vlakno

određene duljine, konektorizirano na svojim krajevima. Jedan kraj se spaja na mjerni

23

uređaj dok se drugi kraj priključuje na trasu koju želimo testirati. Svrha je tog

predvlakna izmjeriti odnosno prikazati gušenje i reflektancu početnog konektora na

trasi. Bez njega to ne bi bilo moguće. U praksi, ako se mjere trase koje imaju srednje

velike udaljenosti (10 – 30 km), predvlakno nije neophodno i u većini slučajeva se i

ne koristi. No u slučaju PON mreža gdje pojedine udaljenosti znaju biti vrlo kratke,

poželjna je upotreba predvlakna duljine od 100 do 300 metara. Sada kad smo

pojasnili situaciju oko spajanja, možemo prijeći na podešavanje instrumenta.

Osnovna podešavanja prije početka rada uključuju odabir širine impulsa, vremena

mjerenja i duljine prikaza trase. Širina impulsa predstavlja snagu kojom OTDR šalje

svjetlosni signal u nit. Što je ona manja, manji je domet mjerenja, ali je veća

razlučivost između dva uzastopna događaja na trasi. S obzirom na to, njezin pravilni

odabir od velikog je značenja, a cilj nam je postaviti minimalnu širinu koja će biti

dovoljna za što jasniji prikaz kraja niti krivulje. Na Slici 11 grafički je prikazano kako

širina impulsa utječe na domet i razlučivost.

Slika 11 OTDR mjerenje – različita širina impulsa

Vrijeme trajanja mjerenja (akvizicije) direktno određuje broj impulsa svjetlosti koji će

biti odaslani u nit. Što je vrijeme kraće, uređaj će poslati manje impulsa i obratno. To

će za posljedicu imati manji ili veći broj prikupljenih podataka o niti, što će utjecati na

kvalitetu prikaza krivulje. Dodatno, vrijeme je u svojevrsnoj korelaciji sa širinom

impulsa. Naime, što je širina veća, potrebno vrijeme mjerenja je kraće i obratno.

Posljedica prekratkog trajanja mjerenja manifestira se kao šum krivulje koji se s

ŠUMOVITA KRIVULJA(posljedica male širine impulsa ili

prekratkog vremena mjerenja)

KUMULIRANA DVADOGAĐAJA

JASNO SE RAZABIRUDVA DOGAĐAJA

Mjereno s uređajem: EXFO FTB-200/7300EŠirina impulsa: 5 ns Vrijeme mjerenja: 15 s Širina impulsa: 100 ns Vrijeme mjerenja: 15 s

24

udaljenošću sve više povećava. Ako sada u ovu analizu kao parametar uključimo i

razlučivost, tada zaključujemo: Za određenu duljinu trase koju želimo izmjeriti,

potrebno je odabrati najmanju širinu impulsa koja je dovoljna da u što kraćem

vremenu mjerenja dobijemo optimalnu kvalitetu krivulje (točniji rezultat). Uzročno

posljedična veza vremena trajanja mjerenja prikazana je Slikom 12.

Slika 12 OTDR mjerenje – različito vrijeme mjerenja

Posljednji parametar iz skupa osnovnih postavki koje je nužno podesiti prije svakog

mjerenja OTDR-om je duljina prikaza trase. Taj podatak mijenja iznos duljine x-osi

koordinatnog sustava na kojemu će biti iscrtana krivulja. Za primjer, postavimo li ga

na vrijednost 1 km, maksimalan iznos skale na x-osi bit će 1 km. Sve dok je ta duljina

veća od stvarne duljine trase koju mjerimo, možemo reći da je taj podatak propisno

podešen. Odnosno, ukoliko je odabrana duljina manja od duljine mjerene trase, tada

OTDR neće biti u mogućnosti prikazati kraj niti tj. kompletnu trasu. Na Slici 13 je

jedan takav primjer. Iz svega spomenutog proizlazi da duljina prikaza ne predstavlja

domet OTDR-a, kao što bi se možda na prvi pogled pomislilo.

Mjereno s uređajem: EXFO FTB-200/7300E Širina impulsa: 5 ns Vrijeme mjerenja: 5 s Širina impulsa: 5 ns Vrijeme mjerenja: 45 s

ŠUMOVITA KRIVULJA(poželjno produžiti vrijeme mjerenja)

DULJE VRIJEME MJERENJA(uređaj šalje više impulsa u nit te samim

time dobiva više informacija o niti –posljedica manje šumovita krivulja)

25

Slika 13 OTDR mjerenje – različita duljina prikaza

Nakon što smo obradili glavne značajke i osnove rukovanja OTDR-om, preostalo

nam je ukazati na kriterije odabira optimalnog uređaja za potrebe mjerenja PON

mreža. Danas na tržištu postoje deseci raznih OTDR uređaja, no samo malen broj

njih uistinu može mjeriti PON mreže. Razlog tome je optički djelitelj (spliter) koji se

nalazi u PON mreži, a čije gušenje u najekstremnijoj varijanti iznosi oko 20 dB.

„Standardni“ OTDR-i nakon djelitelja nisu u mogućnosti prikazati nastavak trase tj. on

za njih predstavlja kraj. Zbog toga se prilikom nabavke poželjno informirati i uvjeriti

da je uređaj namijenjen i za mjerenje PON mreža tj. OTDR bi trebao biti PONoptimiziran. Na Slici 14 prikazano je mjerenje kroz spliter 1/16 kod „klasičnog“ i

PON optimiziranog OTDR-a. Na njoj je odmah vidljivo da je trasa nakon djelitelja

mjerena sa „standardnim“ OTDR-om potpuno šumovita, odnosno za njega on

predstavlja kraj. U slučaju PON optimiziranog uređaja i nakon djelitelja je vidljiva

trasa koja završava propisnom refleksijom, a koja označava kraj niti.

Slika 14 OTDR mjerenje kroz djelitelj – PON optimizirani / standardni OTDR

26

Postoji još jedan poseban zahtjev koji se postavlja pred OTDR kada je u pitanju

mjerenje u PON-u, a koji „standardni“ OTDR ne mora zadovoljavati. Taj zahtjev je

mjerenje aktivnih niti. Naime, u praksi će učestala pojava biti kvar samo jednog

korisnika odnosno mogući prekid samo jedne grane izlaza djelitelja. Tada će glavno

mjerenje radi otklanjanja kvara biti OTDR uređajem na valnoj duljini 1650 nm (ili 1625

nm) s integriranim širokopojasnim filtrom. Termin koji se često koristi za to mjerenje

je „filtrirani 1650“, a niti koje njime mjerimo nazivaju se „žive niti“. Da pojasnimo!

Kako laserski signal s mjernog uređaja ne bi radio smetnje izvoru i prijemniku aktivne

opreme (OLT ili ONT), poželjno je da valna duljina na kojoj se mjeri bude što više

udaljena od „radnih“ valnih duljina PON-a. Prema ITU-T L.41 specifikacijama

preporučena duljina je 1650 nm, a u praksi se za tu namjenu još koristi i valna duljina

1625 nm. Što znači integrirani filtar? Kada bi mjerili nit na kojoj postoji neki signal

OTDR uređajem bez filtra, zbog relativno velike snage svjetlosti postojala bi

mogućnost oštećenja osjetljive prijemne foto-diode koja se nalazi u OTDR-u. No

korištenjem filtra koji propušta samo valne duljine veće od 1600 nm riješili smo tu

opasnost. Signal koji putuje po niti bit će zaustavljen (prigušen), dok će signal s

OTDR-a (valne duljine 1625/1650 nm) nesmetano prolaziti kroz njega. Na Slici 15

shematski je prikazana građa OTDR-a koji uz valne duljine 1310/1550 nm posjeduje i

„filtriranu“ od 1650 nm.

Slika 15 Shematski prikaz OTDR-a s filtriranom valnom duljinom 1650 nm

Do sada smo naveli i detaljno opisali karakteristike koje nužno mora imati OTDR

namijenjen mjerenjima u PON mreži. Bez spomenutih, nije ga moguće koristiti za tu

namjenu. No postoji i nekoliko sekundarnih elemenata na koje bi bilo dobro obratiti

pažnju prilikom odabira OTDR-a. Karakteristike o kojima će sada biti riječi vrijede

općenito za sve vrste OTDR uređaja, neovisno o aplikacijama za koje će se on

koristiti. Čest pojam koji se može čuti kada se govori o OTDR-u je njegova „mrtva

zona“. U pravilu postoje dvije vrste „mrtvih zona“, no pošto se ovdje neće ulaziti u

27

detalje, općenito možemo reći da je to udaljenost koja se mjeri od svakog

reflektiranog događaja, unutar koje OTDR ne može prepoznati niti jedan drugi

događaj. Ona je prilično važna za PON mjerenja jer su udaljenosti koje se ovdje

mjere relativno male pa je poželjno da „mrtva zona“ bude što manja. Tipična

vrijednost kod današnjih OTDR-a dobrih performansi je oko 1 m („Event dead

zone“ za najužu širinu impulsa). Dinamika OTDR-a je još jedan od onih parametara

na koji treba pripaziti kod odabira OTDR-a. Ona je definirana maksimalnom snagom

koju instrument odašilje kada je odabran najširi impuls odnosno dinamika određuje

kolika je najveća izlazna snaga OTDR-a. S obzirom na spomenuto, zaključujemo da

njezin iznos direktno utječe na domet tj. najveću udaljenost koja se njime može

mjeriti. Kako bi bili sigurni da će OTDR moći mjeriti sve tipove PON-a bez obzira na

broj grana u njemu, poželjno je da dinamika na svim podržanim valnim duljinama ne

bude manja od 35 dB. Neke od softverskih funkcija koje još može imati OTDR, a

mogu biti korisne, su: automatska detekcija makrosavijanja, automatska provjera

kvalitete početnog konektoriziranog spoja te zaštita od aktivnih niti.

Modeli OTDR uređaja koji se mogu pronaći na tržištu, a zadovoljavaju sve gore

navedene zahtjeve su: EXFO FTB-200/7300E, EXFO AXS-110, Anritsu MT9083C,

JDSU MTS-4000 OTDR, a njihove cijene se kreću od 60.000 pa sve do 100.000

kuna.

5.6 Video inspekcijska sonda (eng. Video Inspection Probe)

Jedan od najvećih problema i uzroka grešaka u svjetlovodnim sustavima su nečisti ili

oštećeni konektori. U prošlosti se taj problem detektirao uz pomoć alata koji se zvao

„optički“ mikroskop (eng. Fiber Microscope) te je on donedavno bio nezamjenjiv dio

opreme svakoga tko se bavio optikom. Radeći na principu mikroskopa povećavao je

sliku površine konektora, koja se mogla vidjeti kroz okno na njegovom kraju. Osnovni

nedostatak takvog načina rada bila je opasnost od oštećenja vida ukoliko bi se kroz

nit čiji konektor gledamo propustila laserska svjetlost. Unatoč tome što su današnji

mikroskopi na razne načine uspjeli eliminirati taj nedostatak, kao njihova zamjena

sve više se upotrebljava video inspekcijska sonda. Princip rada takve sonde bazira

se na korištenju LED osvjetljenja i mini CCD kamere koja kroz seriju leća snima

naličje konektora. Takva se uvećana slika konektora, čije povećanje iznosi 400 ili 200

puta, zatim prikazuje na LCD zaslonu. Ovdje je velika prednost što je

28

rasprostranjenost takvih ekrana iznimno velika te u praksi gotovo svaki mjerni uređaj

za svjetlovodne sustave ima mogućnost spajanja video sonde te prikaza slike

konektora na svojem zaslonu. Ovakva kompatibilnost uz činjenicu potpune sigurnosti

od oštećenja vida, znatno je povećala njenu rasprostranjenost i upotrebu. Danas ona

uistinu spada u osnovni alat kada je u pitanju rad sa svjetlovodnim sustavima. Dvije

vodeće tvrtke koju su otišle najdalje u njihovu razvoju su JDSU-Westover i EXFO, a

financijski izdaci za tipičnu sondu iznose od 5.000 do 8.000 kuna. Na Slici 16

prikazani su primjeri dviju sondi i mikroskopa.

Slika 16 Primjeri video inspekcijskih sondi i „optičkog“ mikroskopa

Rukovanje video sondom je u principu vrlo jednostavno. Jedino na što treba obratiti

pozornost je tip konektora koji se pregledava. Naime, na vrhu sonde postoje metalni

nastavci (adapteri) koji su različiti u ovisnosti o parametrima kao što su: (U)PC ili

APC tip ferule, vrsta konektora, izvedba konektora itd. Samo za predodžbu, postoji

više od 50 vrsta spomenutih vrhova te treba biti upućen koji se upotrebljava u koje

svrhe. Nakon što smo ga pravilno odabrali i spojili, sondu priključimo na mjerni uređaj,

zasebni ekran ili PC računalo, a slika koju on snima prikazuje se na zaslonu. Istu

tada možemo spremiti kako bismo ju mogli koristiti za dokumentacijske svrhe. Danas

najnoviji uređaji posjeduju softverske programe koji uz pomoć matrica i algoritama

analiziraju sliku te u ovisnosti od rezultata prikazuju podatke o stanju konektora

(dobro/loše).

Na Slici 16 dani su prikazi tri stanja konektora snimljeni video sondom: potpuno čisti,

nečisti i oštećeni.

29

Slika 16 Konektori snimljeni video inspekcijskom sondom

5.7 Izvor vidljive svjetlosti (eng. Visual Fault Locator – VFL)

Još jedan predstavnik standardne opreme kada je u pitanju rad na svjetlovodnim

sustavima je i izvor vidljive svjetlosti. Ovaj alat sačinjava LED dioda koja je

integrirana u neku vrstu kućišta, a kao izvor koristi baterijsko napajanje. Vidljiva

svjetlost je intenzivno crvene boje, valne duljine od 635 do 650 nm. Izlazna snaga

LED-a kreće se oko 1 mW što je dovoljno da svjetlost u jednomodnim nitima

dosegne udaljenost do maksimalno 5 km. Najrasprostranjenija izvedba je u obliku

„olovke“ koja na svom vrhu gdje se nalazi dioda ima univerzalan nastavak (ili

adapter) koji prihvaća sve tipove konektora. Česta je pojava da se VFL integrira i u

same optičke mjerne instrumente te na taj način uklanja potrebu za bilo kakvim

vanjskim oblikom ovog alata. Slika 18 prikazuje nekoliko tipova VFL-a koji se mogu

naći na tržištu, a čije cijene se kreću oko 1.500 kuna.

Slika 18 Primjeri nekoliko tipova izvora vidljive svijetlosti

30

Koja je svrha ovog alata odnosno vidljive svjetlosti? Ukratko, služi za brzo

pronalaženje grešaka na svjetlovodnim nitima. Njegova uloga je kvantitativna

detekcija potencijalno problematičnih lokacija na niti. Naime, kad „crvenu“ svjetlost

propustimo kroz niti, u normalnim okolnostima ona na plaštu neće uzrokovati nikakve

vidljive promjene, već će na izlazu iz niti sva svjetlost koja nije prigušena izaći van,

manifestirajući se kao crvena točka. To svojstvo koristimo kako bi provjerili da li

početak i kraj niti uistinu korespondiraju sa željenom trasom tj. da nije došlo do

zamjene niti. Ukoliko je na niti došlo do fizičkih anomalija, crvena svjetlost će kroz

plašt na toj točci izlaziti van. Ovo svojstvo koristi se kod traženja makrosavijanja na

trasi, zatim za brzu provjeru termičkog spajanja dviju niti (provjera „splicea“) te

oštećenja konektora. I na kraju napomena koja se odnosi na domet VFL-a: na

jednomodnim nitima vidljiva svjetlost doseže udaljenosti od 4 km do 7 km, dok u

multimodnim ta udaljenost iznosi od 2 km do 5 km. Slika 19 prikazuju upotrebu VFL-a.

Slika 19 Upotreba izvora vidljive svjetlosti

31

5.8 Identifikator prometa u niti (eng. Live Fiber Detector iliFiber Identifier)

Zamislimo slučaj u kojem je nit na krajevima trase konektorizirana, a nama je

zadatak odrediti prisutnost signala u njoj bez odspajanja krajeva. Takav slučaj

dešava se kada želimo na niti obaviti, na primjer karakterizaciju OTDR uređajem, a

nismo sigurni u postojanje prometa na njoj. Korištenjem bilo kojeg od prethodno

opisanih mjernih uređaja ili alata takvu dijagnozu nije moguće dati. Za tu namjenu

potreban nam je uređaj koji se zove Identifikator prometa.

On koristi negativno svojstvo vlakna - osjetljivost na makrosavijanje. Naime, uslijed

savijanja niti, ukoliko se u njoj nalazi signal, jedan mali dio zrake izlazi kroz omotač u

okolinu. Uz pomoć detektorske foto-diode na temelju sakupljenog signala uređaj

određuje da li je nit aktivna ili ne. Dodatno, većina uređaja ima mogućnost

određivanja snage signala, ukoliko on postoji, zatim modulacije koja se koristi te

smjera iz kojeg promet dolazi - mjesto izvora signala. U praksi je stvar nešto

složenija te iz tog razloga greške koje se mogu javiti, odnosno tolerancija u rezultatu

zna biti prilično velika. Razlog tome leži u činjenici što postoje razne debljine kabela

(3 mm, 1.6 mm, 900 µm), a i sam omotač može imati razne boje. Sve to utječe na

rezultat mjerenja pa to treba imati na umu prilikom očitavanja vrijednosti. Inače,

postupak rada sa samim uređajem je iznimno jednostavan, nit se umetne u posebne

„škare“ ili utor koji je namijenjen za njen prihvat te se povuče poluga koja savine nit

(ili to radi step motor ugrađen u uređaj). Nakon desetak sekundi uređaj pokaže

rezultate mjerenja.

Slika 20 Primjeri Identifikatora niti

32

Na Slici 20 nalaze se neki od predstavnika Identifikatora niti koji se danas mogu naći

na tržištu (EXFO LFD-250B, JDSU FI-10, Noyes OFI 400). Cijene se kreću u

rasponu od 5.000 kn do 20.000 kn u ovisnosti od opcija koje posjeduju. Parametri na

koje bi bilo dobro obratiti pažnju prilikom kompariranja uređaja su svakako debljina

niti koje uređaj može prihvatiti, raspon snage mjerenja (tipično -30dBm do + 20dBm)

te vrlo bitan podatak, koliko gušenje dodaje sam uređaj na pojedinim valnim

duljinama. Ovaj podatak se kreće u rasponu od 0.5 dB do 1.5 dB, za valnu duljinu

1550 nm. Naravno, nama je u interesu da u našu trasu unesemo što manje gušenje

tako da potencijalni sustav u slučaju rada ima što manje smetnje i minimalnu

mogućnost prekida.

5.9 Ethernet tester

Svi do sada opisani uređaji i alati imaju jednu zajedničku karakteristiku: mjerenja

izvode na fizičkom sloju – svjetlovodnoj niti. Rezultat takvih mjerenja uglavnom je bio

vezan za fizikalna svojstva same niti i kvalitetu spojnog puta. Ukoliko barem jedan od

ova dva parametra nije zadovoljio, dolazilo je do degradacije rezultata mjerenja.

Drugu skupinu uređaja čine mjerni instrumenti koji analiziraju promet koji prolazi

fizičkim medijem, u ovom slučaju svjetlovodnom niti. Ti se instrumenti zovu protokol

analizatori i mjere na višim slojevima ISO OSI modela. Upravo zbog te činjenice

rezultati mjerenja mogu i ne moraju biti podložni utjecaju raznih vrsta degradacija na

fizičkom sloju. U tu skupinu instrumenata spada i uređaj za testiranje Ethernet

prometa kojega još zovemo Ethernet tester.

Konkurencija na tržištu što se tiče takvih instrumenata je iznimno velika i slobodno

možemo reći da postoje deseci različitih uređaja koji u manjoj ili većoj mjeri obavljaju

isti posao. Zavisno od same izvedbe (kućište, ekran, dimenzije) i naravno

funkcionalnosti, cijene im se kreću od 20.000 kn do 50.000 kn, pa i više. Neki od

popularnijih modela su: JDSU HST-3000 Ethernet, JDSU SmartClass Ethernet,

EXFO AXS-850, EXFO FTB-8510B, VeEX MX1x0, Sunrise SunLite GigE itd.

Za detaljnu analizu funkcionalnosti, performansi i principa rada moglo bi se napisati

desetke stranica o ovome tipu instrumenta, no ovdje će se samo ukratko dotaknuti

one najbitnije crte koje su primarne za njegovu upotrebu u PON mrežama. Ako

krenemo od sučelja, uređaj mora imati barem jedno optičko sučelje za brzine od 1

Gbit/s (GigE Interface) te barem jedno električko sučelje za brzine do 1 Gbit/s

33

(10/100/1000 Base-T). Kod optičkog sučelja koriste se izmjenjivi SFP moduli (SX, LX

i ZX) dok se kod električkog koristi RJ-45 priključak. Osnovne funkcije odnosno

mjerenja koja mora podržavati su: PING ili IP povezivanje, BERT testiranje i RFC-

2544. PING je najstarija i najjednostavnija metoda kojom se može utvrditi postojanje

veze između odredišne i početne lokacije (adrese). U današnje vrijeme taj način

provjere je nedostatan i ne može nam puno reći o stanju same mreže.

BERT testiranje također potječe iz davnih dana i preuzeto je iz „SDH svijeta“, a

njegova je namjena provjera integriteta i kvalitete (performansi) uspostavljene veze.

Princip je da se u ovom slučaju u Ethernet mrežu šalju paketi s unaprijed definiranim

rasporedom bitova, koji se zatim iz mreže primaju natrag. Ono što se mjeri je broj

bitova koji su se izgubili putujući kroz mrežu. Tipična vrijednost koja zadovoljava

današnje kriterije je BER od 10-9, što znači da će mreža 99.999% vremena raditi s

gubitkom od 10-9 bita. Taj podatak je jedan od onih koji određuje kvalitetu usluge

(QoS) te bi ga operater trebao predočiti kupcu. Princip mjerenja je da se na jednom

kraju mreže postavi tester s definiranim BERT postavkama, a na drugom kraju se

postavi uređaj (Loop Back Device) koji primljene pakete vraća natrag prema testeru.

Vrijeme trajanja testa određuje sam operater proizvoljno, a preporučeno je minimalno

24 satno testiranje.

RFC-2544 je metodologija mjerenja standardizirana od strane IETF tijela koja je

namijenjena za mjerenje i uspoređivanje karakteristika mrežne opreme. U nedostatku

prikladnijeg načina validacije same mreže, ova je metoda postala standard i pojam

kada se govori o testiranju neke Ethernet mreže. Testovi obuhvaćeni RFC-2544

standardom su: propusnost (eng. throughput), back-to-back, gubitak paketa (eng.

frame loss) i latencija (eng. latency). Ukratko, propusnost se definira kao maksimalni

broj okvira u sekundi koji testirani uređaj (mreža) može prihvatiti bez njihova

odbacivanja (jedinica Mbit/s ili % od maksimalne brzine). Back-to-back test mjeri broj

okvira koje testirani uređaj (mreža) može prihvatiti bez odbacivanja, ako koristimo

maksimalnu brzinu prijenosa (jedinica je broj okvira ili % od ukupno poslanog broja).

Gubitak paketa je vrlo bitan podatak za aplikacije koje se odvijaju u realnom vremenu,

a može se predočiti kao obratna propusnost. Mjeri se na način da instrument šalje

promet s najvećom brzinom prijenosa, a prati se broj okvira koje testirani uređaj

(mreža) odbacuje. Rezultat se izražava kao postotak odbačenih okvira. Posljednje od

četiri mjerenja u RFC-2544 testu je kašnjenje (latencija) koja govori koliko je vremena

34

potrebno okviru da prođe put od početne do odredišne lokacije kroz mrežu. To

vrijeme je izraženo u ms ili µs. Parametar koji je bitno odrediti prije samoga početka

RFC-2544 mjerenja je širina okvira koja može biti ili definirana standardom (64, 128,

256 bytea...) ili korisnički definirana. O njihovom odabiru direktno će ovisiti vrijeme

trajanja testa koje će biti u granicama od 20 min do 4 sata.

Neke od opcija i dodatnih funkcionalnosti koje je poželjno imati podržano od strane

Ethernet testera su: Dvosmjerno / asimetrično RFC-2544 mjerenje, Fibre Channel

FCx testiranje, podržani MPLS, VLAN i Q-in-Q, podržano IPv6 adresiranje,

generiranje više paralelnih tokova podataka (Multiple Streams Generation). U detalje

gore spomenutih opcija neće se ulaziti već su one nabrojane kako bi se stekao uvid u

široki spektar funkcionalnosti koje ovakvi testeri mogu imati.

Na samom početku govora o RFC-2544 testiranju rečeno je kako u stvari ne postoji

standard koji bi definirao testove koji su prilagođeni današnjim uslugama prijenosa

podataka, govora i video sadržaja. Odnedavno se i to promijenilo. ITU-T Y.156sam

standard koji je doživio svoju početnu, neslužbenu verziju, kompletno mijenja

metodologiju i način mjerenja modernih mreža baziranih na Ethernet standardu.

EtherSAM metodologiju, kako je komercijalno zovu, počeli su već implementirati u

svoje mjerne instrumente neki od vodećih svjetskih proizvođača. Stoga budućnost

Ethernet mjerenja najvjerojatnije leži u instrumentima koji će podržavati ovaj standard.

35

6. IZGRADNJA PON MREŽE

6.1 Faze u izgradnji mreže i financijski aspekti

Realizacija svakog velikog projekta zavisi od bezbroj parametara koji su direktno ili

indirektno povezani s vremenom potrebnim za njegov završetak te količinom rada

odnosno novca utrošenog u njega. U našem slučaju projekt kojim se bavimo je

izgradnja optičke pasivne mreže, a parametar koji nas zanima je mjerenje mreže

tijekom njenog cijelo-životnoga vijeka. Kako bi lakše detaljizirali zadani si cilj, životni

vijek PON mreže podijelit ćemo u tri logičke cjeline. Te cjeline ili, kako ćemo ih dalje

zvati, faze su određene gledajući s aspekta mjerenja u mreži i kronološki su slijedive.

To bi značilo da se jedna nastavlja na drugu i nije moguć početak sljedeće ako

prethodna nije finalizirana. Prva od njih tri je izgradnja pasivne infrastrukture, zatim

slijedi puštanje u rad (aktivacija usluge), a posljednja je održavanje kompletne mreže.

Na Slici 21 nalazi se grafički prikaz spomenutih faza, koji će u nastavku biti detaljnije

objašnjen.

Slika 21 Financijski aspekti u fazama izgradnje mreže

Ordinatna os predstavlja vrijeme, dok apscisa predstavlja količinu posla odnosno

novca potrebnog za realizaciju. Kao što se vidi, izgradnja infrastrukture zahtijeva

najveći angažman u vidu uloženoga rada i vremena, a samim time i financijski je

najzahtjevnija. Druga faza - puštanje u rad, u idealnom slučaju trebalo bi biti

vremenski što kraće ili uz uvijek moguće probleme, malo se odužiti. To produženje

direktno je vezano uz kvalitetu obavljenog posla prethodne faze. Sredstva potrošena

za ovu fazu su manje više konstantna i čine manji dio ukupnog troška. Održavanje

mreže čini treću fazu koja traje cijelo vrijeme njene eksploatacije tj. do kraja životnog

KO

LIČ

INA

POSL

A≈

NO

VAC

36

vijeka mreže. Ono obuhvaća redovno održavanje, preventivno održavanje i

otklanjanje nastalih grešaka. Zbog strukture same PON mreže za redovno i

preventivno održavanje ne treba ulagati značajnija financijska sredstva. Potencijalno

najveći problem može se javiti kod otklanjanja grešaka. Idealan slučaj bi bio kada

grešaka u samoj eksploataciji uopće ne bi bilo. U stvarnosti to naravno da nije

moguće, no zato težimo da se one svedu na što je moguće manju mjeru.

Ako gledamo samo sa financijskog aspekta, tada sve do sada rečeno možemo svesti

u tri rečenice. Prilikom izgradnje PON mreže želje su da uz minimalnu kapitalnu

investiciju (CAPEX) imamo minimalne operativne troškove (OPEX). Rezultat s kojim

bismo bili zadovoljni bio bi da uz optimalan CAPEX, dobijemo i optimalan OPEX.

Najgora varijanta koja nam se može desiti je da uz minimalni CAPEX, imamo

ogroman OPEX. Na prvi pogled se možda ova posljednja varijanta ne čini tako loša,

no dokazano je da je ona definitivno financijski najneisplativija.

Ako sada stvari sagledamo s tehničkog aspekta, veliki OPEX znači da je mreža koju

smo sagradili loša, bilo pogreškama u projektnom smislu, bilo pogreškama u

izvođenju i realizaciji same gradnje te puštanju u rad. Najbolji način na koji ćemo

smanjiti te pogreške je pojačana kontrola. Ona će osigurati visoku kvalitetu izvedenih

radova, što ima za posljedicu mali broj grešaka, što opet povlači smanjenje

operativnih troškova. Kontrola pak u ovom projektu znači definirati što je više

kontrolnih točaka na kojima će se adekvatnom mjernom opremom vršiti provjera

trenutnog stanje mreže. Dokazano je da što je više mjerenja u fazi izgradnje i

puštanja u rad, to će potreba za operativnim održavanjem biti manja. Suprotno tome,

praksa pokazuje kako se mjerenja u većini slučajeva doživljavaju kao nepotrebni

trošak koji se pokušava svesti na minimum. Takav način razmišljanja nije dobar i

može dovesti do nesagledivih posljedica za samu mrežu. Upravo zbog toga treba

povećati svijest o mjerenju, kao o jedinom pravom načinu kontrole koji će u konačnici

značiti bolju kvalitetu mreže, smanjiti trošak održavanja, a samim time i trošak

ukupne investicije.

37

6.2 Izgradnja (pasivne) infrastrukture

U prethodnom poglavlju projekt pasivne optičke mreže razdijeljen je na logičke

cjeline te je načinjen financijski presjek njegove realizacije. Ovdje će biti riječi o

prvom i najopsežnijem dijelu koji pokriva kompletnu izgradnju pasivnog dijela mreže.

Jasno je da se neće ulaziti u detalje već je cilj u osnovnim crtama obuhvatiti glavnu

opremu i radnje koje su potrebne za izvođenje. Još jednom se napominje da je

arhitektura mreže, principi gradnje i oprema svojstvena hrvatskom modelu izgradnje

PON infrastrukture, a koju provodi Hrvatski telekom.

Prema tom modelu, kompletnu mrežu možemo podijeliti na tri cjeline: centrala,

mrežni dio i kućna instalacija. Centrala obuhvaća područje objekta u kojemu se

nalazi OLT aktivna i prespojna pasivna oprema. Kućna instalacija razlikuje se u

ovisnosti o broju ONT korisničkih uređaja na toj lokaciji. Tako razlikujemo kućnu

instalaciju u višekatnim objektima (zgradama) i obiteljskim kućama. Mreža sadrži svu

pasivnu opremu obuhvaćenu područjem od izlaza iz centrale do ulaza kućne

instalacije. Detaljniju analizu sa svim pripadajućim elementima pojedine cjeline

bazirati ćemo na dvije varijante koje su prikazane Slikom 22.

38

Slika 22 Varijante u izgradnji pasivne infrastrukture u zavisnosti od vrste objekta u kojemu se nalazi korisnička terminalna oprema

DJELITELJ

SPREŽNIK

39

Osnovnu razliku između „VARIJANTE 1“ i „VARIJANTE 2“ čini smještanje optičkog

djelitelja/sprežnika u arhitekturi same mreže. No krenimo redom! U centrali

započinjemo s OLT-om koji je s jedne strane Ethernet vezom spojen na sučelja za

usluge (govor, podaci, video). S druge strane može, i ne mora (zavisno od projekta)

biti spojen na optički djelitelj/sprežnik 1:2. Njegova uloga je sljedeća: Svaki izlazni

port s OLT kartice može opsluživati do 32 korisnika, no softverskom nadogradnjom

vrlo lako se taj broj može povećati na 64. Ubacivanjem djelitelja pred sam ulaz u OLT

te trenutnim zauzimanjem samo jednog njegovog izlaza, načinjena je rezerva za

budućnost s kojom će biti moguće dvostruko povećati kapacitet jedne kartice OLT

uređaja. Takovo proširenje planirano je samo za područja koja potencijalno

gravitiraju većem broju korisnika. Izlaz iz djelitelja (ili direktno s OLT kartice)

prespojnom vrpcom povezuje se na glavni optički razdjelnik (GOR) te eventualno na

međurazdjelnik. Međurazdjelnik se koristi u situaciji kada se svjetlovodni kabel koji

dolazi iz mreže u objekt centrale ne nalazi u istoj prostoriji gdje je smještena aktivna

oprema i GOR. Tada on predstavlja svojevrsno sučelje koje je sa GOR-om povezano

svjetlovodnim kabelom za unutarnju primjenu (eng. Interfacility Fiber Cable - IFC).

Svi konektorizirani spojevi u centrali izvedeni su pomoću LC/APC konektora izuzev

izlaza iz OLT-a koji ima LC/PC konektor.

Mreža započinje s izlazom iz centrale i obuhvaća područje sve do ulaza kućne

instalacije. Iz centrale izlazi svjetlovodni kabel za vanjsku primjenu s do 288 niti koje

se na pojedinim mjestima termički spajaju. Ta spojna mjesta nalaze se u spojnicama

(eng. Fiber Splice Enclosure). Veličina spojnice ovisi o količini niti koje prolaze kroz

nju. Slikom 23 prikazani su primjeri spojnica.

Slika 23 Primjeri spojnica

40

Sada dolazimo do dijela kada nastupa razlika između VARIJANTE 1 i 2 tipa mreže.

Naime, u zavisnosti o tome radi li se o već prije spomenutim obiteljskim objektima ili

višekatnicama, u mreži unutar spojnice mogu biti postavljeni djelitelji/sprežnici. Kada

želimo pokriti ruralna područja naseljena obiteljskim kućama, tada se postavljanjem

djelitelja unutar spojnice omogućuje širenje mreže na veće geografsko područje pri

čemu svaka od kuća dobiva po jednu nit. Djelitelji koji se najčešće upotrebljavaju za

tu svrhu su 1:4, 1:8 i 1:16, a njihova integracija ostvaruje se termičkim spajanjem sa

nitima u kabelu. Veličina i gustoća naseljenosti gradova i općina u RH uzrokovali su

da udaljenost mrežnog djela (u bilo kojoj varijanti mreže) ne prelazi više od 5 km.

Kritične točke mrežnog dijela su definitivno varena spojna mjesta odnosno spojnice,

koje se u hrvatskoj smiještaju podzemno u šahtovima te su kao takve podložne

vanjskim atmosferskim utjecajima.

Kućna instalacija predstavlja završnu točku spajanja. Ona započinje ulaskom u

prostor kuće/zgrade/objekta koji nije više pod ingerencijom telekomunikacijskog

operatera već je u vlasništvu jedne ili više stanara/osoba koji su zaduženi za

planiranje, projektiranje, izgradnju i održavanje istih. Pojednostavljeno rečeno,

nadležnost Telekom operatera prestaje spajanjem kabela na izvodni/priključni

telekomunikacijski ormar u objektu. Upravo ta činjenica stvara dosta problema i

ograničava djelovanje u tom prostoru. Radi toga je uveden niz pravila i smjernica

koje reguliraju izgradnju i adaptaciju kućnih instalacija. Mi ćemo se u ovom radu

usredotočiti tj. opisati slučajeve koji će biti u primjeni kod najvećeg broja objekata.

Najjednostavnija izvedba je kod obiteljskih kuća (Varijanta 1). Tada se djelitelj nalazi

izvan objekta, negdje u mreži, a svjetlovodni kabel ili samo nit ulaze u objekt i spajaju

se na GRO. Od ove točke prema priključnoj kutiji na zidu spaja se ili

predkonektorizirani kabel (eng. pigtail) ili prespojni kabel. Spoj s terminalnom

opremom (OLT-om) izvodi se pomoću prespojnog kabela (G.657A). Slika 24

prikazuje takvu situaciju.

41

Slika 24 Kućna instalacija – obiteljske kuće (VARIJANTA 1)

Kod Varijante 2 situacija je nešto složenija. Kao što smo već prije rekli, ona se koristi

kod višekatnih objekata i to na sljedeći način. Ako se radi o manjim objektima s

desetak korisnika, tada u kućnoj instalaciji ne postoji etažni ormarić (EO), a

djelitelj/sprežnik se postavlja u GRO. Izlazi iz djelitelja (tipično 1:32) termički se

spajaju predkonektoriziranim kabelima koji na svojim krajevima imaju LC/PC

konektore. Ti kabeli se po katovima provlače nadžbukno po kanalicama ili podžbukno

u slučaju da ima dovoljno mjesta u cijevima. Bitno za naglasiti je da se sa kabelom

(niti) dolazi do pred vrata korisnika gdje se smješta konektor, a tek u sljedećoj fazi

(aktivacije korisnika) izvodi se spajanje prespojnim kabelom od te točke do priključne

kutije na zidu korisnika ili direktno do ONT uređaja. (Slika 25)

Slika 25 Kućna instalacija – manje zgrade (VARIJANTA 2)

SK 4/8 niti

OBJEKT (KUĆNA INSTALACIJA)

G R O10 – 70 m

STAN

O N TPrespojni k

G.657A

PRIKLJUČNAKUTIJA

do 10 m

PRESPOJNI ILIPREDKONEKT.

KABEL

OBJEKT (KUĆNA INSTALACIJA)STAN

O N Tdo 10 m

Prespojni kG.657APrespojni k

PRIKLJUČNAKUTIJA

SK 12/24 niti

G R O

1 : 32

DJELITELJ

SPREŽNIK

10 - 50 m

Predkonekto.kabel

42

U slučaju zgrada s većim brojem korisnika (> 20) za pretpostaviti je da neće biti

dovoljan samo jedan djelitelj/sprežnik unutar objekta. U tom slučaju topologija se

nešto mijenja te se na svakih nekoliko katova dodaje po jedan etažni ormar (EO) u

kojeg se tada smješta djelitelj. Njegovi izlazi termički su spojeni s

pretkonektoriziranim kabelom koji se postavlja sve do pred vrata korisnika. Analogno

prethodnom slučaju, pred stanom korisnika ostavlja se LC konektor koji čeka

postupak aktivacije. Vertikalno spajanje GRO-a s etažnim ormarima izvodi se

pomoću mikroinstalacijskih kabela koji su na krajevima također termički spajani,

jedan na ulaz djelitelja, a drugi direktno na kabel koji dolazi iz vanjske mreže. Ova

varijanta prikazana je Slikom 26.

Slika 26 Kućna instalacija – veće zgrade-neboderi (VARIJANTA 2)

43

6.3 Puštanje u rad – aktivacija usluge

U prvoj fazi, izgradnji pasivne infrastrukture, stvoreni su preduvjeti kako bi korisnik

koji želi uvesti usluge bazirane na PON tehnologiji, u najkraćem roku to i ostvario.

Svjetlovodna nit je kod rezidencijalnih korisnika (višekatnica) dovedena do pred vrata

stana, dok je u ruralnim područjima - obiteljskim kućama, dovedena do glavnog

telekomunikacijskog razdjelnika na objektu. Faza puštanja u rad i u jednom i u

drugom slučaju prvo podrazumijeva dovođenje niti do priključne kutije u stanu

korisnika, a zatim spajanje terminalnog uređaja (ONT-a). Povezivanje se u oba

slučaja vrši konektoriziranim prespojnim kabelom (G.657A) koji je otporan na

mehanička opterećenja. Izlazi iz ONT-a, u slučaju odabira cijelog paketa usluga

(Triple Play), spajaju se na računalo, televizor (ili Set Top Box) te telefon. Ove veze

ostvarene su UTP kabelom s RJ-45 konektorima ili u slučaju telefona, paricom i RJ11

konektorima. Završna radnja je sama aktivacija usluge koja se obavlja na terminalu u

centrali. Iz prethodno opisanoga zaključujemo da ova faza, kao što je već bilo rečeno

u Poglavlju 6.1, ne zahtijeva velika materijalna sredstva, resurse i vrijeme. Slika 27

prikazuje opisani postupak puštanja usluge u rad na lokaciji krajnjeg korisnika.

Slika 27 Faza puštanja u rad – aktivacija usluge

Veliku ulogu u ovoj fazi ima i aktivna oprema čija pravilna podešenost garantira

minimalne problema tijekom aktivacije. Hrvatski telekom je za GPON dobavljače

aktivne opreme odabrao tvrtke Ericsson i Huawei. I jedan i drugi proizvođač spadaju

u sam svjetski vrh kada govorimo o pasivnim optičkim mrežama. Kako bi barem malo

dotakli pojmove i karakteristike aktivnih elemenata, u nastavku slijedi nekoliko

rečenica o Ericsson OLT i ONT opremi korištenoj u Hrvatskoj.

44

Ericsson EDA 1500, naziv je OLT platforme smještene u centrali. Ovaj sustav uz

„standardne“ Triple Play usluge podržava i najnovije poput višestrukog istovremenog

slanja HDTV signala ili igranja igrica u realnom vremenu.

Karakteristike sustava su:

10 Gbit/s sučelje prema mreži

2.5/1.2 Gbit/s sučelje na svakom portu kartice prema korisnicima

mogućnost spajanja do 3584 korisnika na jednu platformu

ugrađeni preklopnik (switch) brzine 320 Gbit/s za opsluživanje punog

kapaciteta sustava

DBA (Dynamic Bandwidth Allocation) i QoS

napredna 128-bitna enkripcija.

Kao korisnička terminalna oprema upotrebljava se ONT uređaj oznake T063G. To je

uređaj za unutarnju primjenu koji je u skladu s ITU-T G.984 standardom, a podržava

kompletan spektar usluga: prijenos govora (VoIP), videa (IPTV) i podataka (Data)

brzinama od 2488/1244 Mbit/s (silazna/ulazna).

Neke od osnovnih karakteristika su:

mrežno sučelje prema OLT-u – optičko klase B+, SC/APC konektor

odašiljač – DFB laserska dioda, valne duljine 1310 ±50 nm, snage +5 dBm

prijemnik – APD tip, valne duljine 1490 ±10 nm, osjetljivosti -28 dBm

IPTV podrška – 128 istovremenih multicast tokova, unicast VoD

VoIP podrška – SIP ili H.248 signalizacija, standardno kodiranje G.711

izlazna Ethernet sučelja – 4x 10/100/1000Base-T s RJ-45 konektorima

izlazna POTS sučelja – 2x POTS sučelje s RJ-11 konektorima.

Na Slici 28 prikazana je Ericsson OLT i ONT aktivna oprema.

45

Slika 28 Ericsson ONT i OLT uređaji

6.4 Održavanje mreže

Svako održavanje, pa tako i PON mreže, obuhvaća procedure i radnje koje se

odrađuju za vrijeme eksploatacije mreže, pa sve do kraja životnog vijeka. Po tome se

već može zaključiti kako ova faza što se tiče vremenskog perioda može trajati i

nekoliko desetaka godina. Ono što je njome obuhvaćano su redovna tj. preventivna

održavanja te intervencije usmjerene na reparacije grešaka koje nastanu za vrijeme

rada. Dodatno, kao posebnu kategoriju treba spomenuti i buduću nadogradnju

sustava/mreže. Naravno da takve intervencije u mrežu ne mogu biti planirane na

samom početku životnog vijeka, ali obzirom na brzo „starenje“ tehnologija u

telekomunikacijama svakako s time treba računati.

Kako se kompletna infrastruktura mreže gradila od samog početka, a vijek trajanja

pasivnog dijela koji dominira mrežom je dulji od 20 godina, redovnog održavanja

mreže gotovo da i nema. Najslabija karika po pitanju izdržljivosti je upravo aktivna

oprema, odnosno točnije rečeno laseri u OLT-u i ONT-u. Što se pak tiče interventnog

održavanja, situacija je nešto drugačija. Arhitektura PON mreže te loše mehaničke

karakteristike svjetlovodnih niti glavni su uzroci velikog broja potencijalnih problema

koji se mogu javiti na pasivnom dijelu PON mreže. Za primjer možemo uzeti

presijecanje svjetlovodnog kabela od 256 niti, koje se zna dogoditi prilikom

infrastrukturnih građevinskih radova. U PON arhitekturi, ako svaka nit ulazi u djelitelj

ONT uređajERICSSON T063G

OLT uređajERICSSON EDA 1500

46

1:32 teoretski se tim činom prekida veza s više od osam tisuća korisnika! Otklanjanje

odnosno popravak ovakvog kvara zahtijeva intervenciju koja će trajati najmanje 15

sati. Upravo su ove brojke najbolji pokazatelj važnosti pravovremene detekcije kvara,

razrađenih i uhodanih procedura djelovanja u takvim situacijama i uvježbanih timova

koji će u najkraćem roku kvar otkloniti. Dio koji će nas u ovome radu zanimati odnosi

se na samu detekciju i lokalizaciju kvara. Metode i načini bit će opisani u Poglavlju

7.4.

47

7. MJERENJA U PON MREŽI

7.1 Kratak pregled mjerenja

U prethodnom poglavlju predstavljene su logičke cjeline životnog ciklusa PON mreže.

Ta podjela je samo jedna od mogućih, a koja je odabrana ako gledamo sa stajališta

mjernih metoda i mjerenja koja se izvode prije, za vrijeme i poslije izgradnje PON

mreže. Stoga se sva mjerenja mogu grupirati u tri cjeline, prikazane piramidom na

Slici 29.

Slika 29 Pregled mjerenja u PON mreži ovisno o fazama njezine izgradnje

Podnožje piramide predstavlja mjerenja u fazi izgradnje mreže, kojih brojčano ima

najviše te samim time zahtijevaju najviše mjerne opreme, vremena i radnog

angažmana. Zatim slijede mjerenja prilikom puštanja u rad odnosno nakon aktivacije

same usluge, dok je vrh piramide rezerviran za održavanje mreže. U njega je

uključen sustav za nadzor mreže, te mjerenja koja su potrebna za detekciju i

otklanjanje kvarova. Već prije je spomenuto kako postoji svojevrsna korelacija

između njih: što se više i kvalitetnije mjeri u fazi izgradnje, to će dovesti do manje

kvarova i potrebe za mjerenjima u fazi održavanja. Svi mjerni instrumenti koji će se

koristiti za testiranje, detaljno su opisani u Poglavlju 5.

48

7.2 Mjerenja za vrijeme Izgradnje mreže

Topologija PON mreže Hrvatskog telekoma osmišljena je kako bi što više sačuvala

optički budžet i smanjila troškove konektoriziranih spojeva u pasivnom djelu mreže.

Naime, većina spojeva u mreži, uključujući i one na djelitelju/sprežniku, izvedena je

termičkim spajanjem što u konačnici dovodi do manjeg gušenja ukupne trase. No s

druge strane, upravo je to uzrok postojanju samo dvije / tri mjerne točke u cijeloj

mreži te su na taj način prilično smanjene mogućnosti i metode mjerenja. Općenito,

sa stajališta mjerenja poželjno je imati što više mjesta na kojima se može spojiti

mjerna oprema. Slika 30 topološki prikazuje mrežu i njezine mjerne točke u fazi

izgradnje.

Slika 30 Mjerne točke prilikom izgradnje PON mreže (HT model mreže)

Ciljevi koje želimo postići mjerenjima prilikom izgradnje mreže su sljedeći:

određivanje gušenja kompletne trase,

određivanje povratnog gušenja kompletne trase,

određivanje gušenja i udaljenosti do djelitelja/sprežnika,

određivanje ukupne duljine trase,

karakterizacija kompletne trase,

dokaz o spajanju izlaza iz djelitelja s njemu pripadajućim korisnikom,

eventualna provjera stanja konektora u centrali i kod korisnika.

Mjerni instrumenti i oprema koja je potrebna da bi se ostvarili zadani ciljevi:

multifunkcionalni tester gušenja i povratnog gušenja,

optički reflektometar,

video inspekcijska sonda,

izvor vidljive svjetlosti,

identifikator prometa u niti.

49

U nastavku slijedi nekoliko napomena koje će dodatno pojasniti eventualne

nedoumice prije početka samih mjerenja. Sva mjerenja koja se obavljaju u fazi

izgradnje mreže izvode se na neaktivnim nitima tj. mreža koja se mjeri je tzv. „mrtva

mreža“. Glavni preduvjet koji mora biti ispunjen za ova mjerenja je kompletna

izgrađenost mjerene trase. To znači da imamo kontinuitet niti od centrale, gdje se

nalazi jedan konektorizirani kraj (LC/APC konektor), kroz djelitelj (ili više njih) pa sve

do objekta korisnika gdje se nalazi drugi konektorizirani kraj (LC/PC konektor).

Unatoč tome, praksa i situacija na terenu zna biti i nešto drugačija. Ukratko, pošto je

izgradnja kućne instalacije u višekatnim objektima, što zbog pravne regulative, što

zbog same izvedbe najzahtjevniji dio posla, Hrvatski telekom je omogućio neovisnu,

sekcijsku gradnju mreže. To znači da se kućna instalacija može graditi vremenski

neovisno od ostatka mreže. U konačnici, svakako će doći do njezinog spajanja na

preostali dio mreže pa što se tiče samih mjerenja nema nekih promjena.

Koraci prilikom izvođenja mjerenja:

1. Izvorom vidljive svjetlosti provjeravamo da li je svaki izlaz na djelitelju spojen s

točno pripadajućim korisnikom (za ovu provjeru moguće je korištenje

Identifikatora prometa u nitima s jedne i laserskog izvora s druge strane)

2. Video inspekcijskom sondom provjerava se stanje optičkih konektora (kod

korisnika i u centrali)

3. Multifunkcionalnim testerima gušenja i povratnog gušenja izmjeri se gušenje i

povratno gušenje kompletne trase (centrala – korisnik)

4. Optičkim reflektometrom načini se karakterizacija kompletne trase čime

dobivamo udaljenost trase, udaljenost do djelitelja/sprežnika i njegovo gušenje

50

7.2.1 Korak 1 - Korištenje izvora vidljive svjetlosti (ili Identifikatoraprometa u niti i laserskog izvora)

Kako bismo što lakše objasnili potrebu za provjerom niti izvorom vidljive svjetlosti,

poslužit ćemo se primjerom. Zamislimo da prema projektnoj dokumentaciji mreže

stoji da izlaz iz djelitelja broj 3 pripada korisniku oznake „L“. No prilikom spajanja niti

na djelitelju je došlo do zamjene te je umjesto „korisnika L“ na taj izlaz spojen

„korisnik D“. Nikakvo mjerenje niti provjera nakon izgradnje nije obavljeno pa se ta

greška nije niti detektirala. Nakon eksploatacije dogodi se problem i „korisnik

L“ prijavi grešku. Metodama koje će biti opisane u narednim koracima utvrdimo da je

došlo do puknuća niti između korisnika i djelitelja. Sljedeći korak je popravak

odnosno zamjena te niti što znači da je moramo prekinuti na varenom spoju kod

djelitelja, točnije prerezati izlaz broj 3. Tim činom, zbog početne zamjene niti ne samo

da nije sanirana greška kod „korisnika L“ već je sada i „korisnik D“ u prekidu. Dodatni

problem je taj što mi u stvari ne znamo na koji je izlaz uistinu spojen korisnik, a u

slučaju kvara koji smo ovdje naveli, njegovo otkrivanje u ovoj fazi je izuzetno teško i

komplicirano.

Da zaključimo! Kako bismo izbjegli ovakve i slične probleme bilo bi iznimno korisno

provjeriti odnosno dokazati da je svaki izlaz na djelitelju spojen s točno

odgovarajućim korisnikom iz projektne dokumentacije. Taj postupak bit će od

neprocjenjive vrijednosti u kasnijoj fazi održavanja mreže.

Najjednostavniji način ove provjere je upotreba izvora vidljive svjetlosti. Priključna

točka na koju spajamo VFL je konektor koji se nalazi najbliže korisniku dok je točka

provjere izlaz iz djelitelja. Princip je sljedeći: Uključimo izvor koji emitira crvenu

svjetlost. Na izlazu iz djelitelja blago savijemo sve niti čime smo na tom mjestu

načinili makrosavijanje. Ovoj radnji treba pristupiti s posebnim oprezom kako ne bi

došlo do loma vlaka! Nit koja na pregibu ispušta crvenu svjetlost upravo je ona koju

tražimo, odnosno njezin pripadajući izlaz iz djelitelja povezujemo s korisnikom kod

kojeg je priključen VFL. Samo tako sa sigurnošću možemo tvrditi da je odgovarajuća

nit spojena na odgovarajući izlaz iz djelitelja. Slika 31 vizualizira opisani postupak.

51

Slika 31 Upotreba izvora vidljive svjetlosti kod provjere spajanja korisničkog kraja sa pripadajućim

izlazom na djelitelju

Alternativni postupak kojim možemo dobiti isti rezultat je upotrebom laserskog izvora

i identifikatora prometa u niti. Poželjno je da valna duljina izvora bude 1550 nm no

može se koristiti i 1310 nm. Kod ove metode laserski izvor priključujemo na isto

mjesto na koje smo prethodno spajali VFL, a to je konektor koji se nalazi najbliže

korisniku. Identifikator prometa spajamo na izlaznu nit iz djelitelja (mjesto gdje smo u

prethodnoj metodi ručno savili nit). Pošto možemo mjeriti samo na jednoj niti,

odaberemo onaj izlaz koji bi prema dokumentaciji trebao biti spojen s korisničkom

lokacijom na kojoj se nalazi izvor. Ukoliko Identifikator detektira prisutnost signala,

znači da smo dokazali kontinuitet promatrane niti te smo na taj način dobili isti

rezultat kao i prethodnom metodom (Slika 32). Za detalje oko rukovanja s

Identifikatorom prometa u niti, pogledajte Poglavlje 5.8.

52

Slika 32 Upotreba laserskog izvora i identifikatora prometa u niti kod provjere spajanja korisničkog

kraja sa pripadajućim izlazom na djelitelju

Za koju se metodu naposljetku odlučiti? Ono što je karakteristično za obje metode je

da je potrebno angažirati dvoje ljudi (operatera) kako bi se ovaj posao učinkovito

obavio. Teoretski je moguće da sve obavi jedan čovjek, ali bi to sa stajališta

vremenske učinkovitosti bilo neprihvatljivo. Također, ni jedna metoda nema

mogućnost da operater na neki način spremi „mjerenje“ te ga u nekoj vrsti pisanoga

izvješća kasnije priloži kao dokaz obavljenog posla. U današnje vrijeme su ovakvi i

slični zahtjevi sve učestaliji pa općenito treba gledati načine koji bi to mogli zadovoljiti.

Pogledamo li sada negativnu stranu „VFL metode“ onda je to zasigurno opasnost da

prilikom savijanja vlakna na njemu nastane trajno oštećenje, dok je upotreba

Identifikatora niti znatno sigurnija. S druge pak strane, one financijske, VFL je

dvadesetak puta jeftiniji od identifikatora niti i izvora. Dodatno, metoda s

Identifikatorom niti nije ekonomična ukoliko se od prvog pokušaja ne detektira signal

u niti odnosno ako imamo veliki broj grešaka (zamjena niti). Pošto njome mjerimo nit

po nit, u slučaju greške može proći dosta vremena kako bi pronašli onu pravu.

Zbog svega nabrojanog, „VFL metoda“ se u praksi pokazala kao dominantna metoda

za provjeru spajanja izlaza iz djelitelja s pripadajućom lokacijom korisnika.

OBJEKT (KUĆNA INSTALACIJA)

1 : x G R O

O N T

PRIKLJUČNAKUTIJA

SMJER LASERSKE SVJETLOSTI

STAN

53

7.2.2 Korak 2 - Provjera stanja optičkih konektora videoinspekcijskom sondom

Kako bismo ukazali na važnost pravilne provjere konektora u PON mreži, pomoći će

nam statistika koja kaže da je preko 80% svih grešaka koje se javljaju u PON-u

direktno uzrokovano problemima vezanim uz konektore, a to su nečistoća i njihova

oštećenost. Ovaj podatak dovoljno govori sam za sebe te upozorava na potrebu

pravilnog i učestalog tretiranja konektora kako bi njihov utjecaj na sustav bio što

manji. Uz obavezno čišćenje konektora prije bilo kakve upotrebe, od iznimne je

važnosti i njihova vizualna provjera. Kao što je bilo objašnjeno u Poglavlju 5.6,

donedavno se vizualna provjera obavljala „optičkim“ mikroskopom koji je imao

nekoliko nedostataka. Glavni od njih je opasnost od oštećenja vida, ako ga se koristi

u uvjetima „žive mreže“ tj. kada u niti postoji svjetlosni signal. Upravo je to čest slučaj

u PON mreži. Iz tog razloga danas je ulogu te provjere preuzela video inspekcijska

sonda. Njezina kompatibilnost povezivanja s velikim brojem mjernih uređaja i

samostojećih LCD ekrana učinili su je prihvatljivim i široko rasprostranjenim alatom.

Slika 33 Moguće točke spajanja video inspekcijske sonde

Već prije smo spomenuli da je mreža Hrvatskog telekoma projektirana s minimalnim

brojem konektoriziranih prespoja. Ovdje nam ta činjenica odgovara te uvelike

smanjuje potreban posao. Na Slici 33 prikazane su moguće točke provjere na HT

PON mreži. Uglavnom, one se nalaze na nekoliko mjesta u centrali te po jednom

mjestu u kućnoj instalaciji i kod samog korisnika. Ono na što treba obratiti pažnju

prije spajanja sonde je tip konektora koji se provjerava. Naime, u centrali su svi

konektori LC/APC tipa, u kućnoj instalaciji koristi se LC/PC tip, a kod korisnika je

SC/APC tip. Ovo je bitna informacija jer operater mora imati odgovarajuće adaptere

OBJEKT (KUĆNA INSTALACIJA)CENTRALA

1 : xO L T G O R

MEĐ

UR

AZD

JELN

IK

G R OO N T

PRIKLJUČNAKUTIJA

STAN

54

za sondu kako bi se ona uopće mogla spojiti na konektor (LC/PC ima svoj adapter,

LC/APC ima svoj, itd.). Nakon spajanja sonde, namjestimo fokus kako bi slika bila što

oštrija te je spremimo u memoriju uređaja na kojeg smo sondu priključili. Takvu sliku

onda koristimo kao i svaki drugi rezultat mjerenja kako bi izradili izvješće sa svim

dodatnim informacijama (vrijeme mjerenja, pozicija, operater, stanje DOBRO/LOŠE).

Primjer jednog takvog izvještaja prikazan je Slikom 34.

Slika 34 Primjer izvješća o stanju konektora (Softver EXFO ConnectorMax)

Kakva je procedura ukoliko se prilikom provjere ustanovi neka vrsta deformacije na

konektoru? Ako se radi samo o prljavštini (Slika 17) tada se metodom suhog ili

mokrog čišćenja ukloni ovaj problem. Najpouzdanija metoda čišćenja je ona koja

uključuje izopropilni alkohol jer se njome bez problema uklanjaju sve vrste zaprljanja,

uključujući i masnoće. Unatoč tome danas se uglavnom koriste automatski mehanički

čistači (jednopotezni) koji u sebi imaju namot svilenog konca koji prolazi površinom

55

ferule te ju na taj način čisti. Ukoliko se provjerom konektora ustanovi njegovo trajno

oštećenje to nužno ne znači da će se morati vršiti zamjena konektora. Naime, ovisno

o poziciji, veličini i vrsti oštećenja, može se desiti da ono neće u velikoj mjeri utjecati

na gušenje i refleksiju. Tada je preporuka pričekati rezultate ostalih mjerenja (Koraci

3 i 4) te tek po njihovoj analizi eventualno pokrenuti akciju zamjene konektora ili

cijelog prespojnog kabela.

Naposljetku, valja ponoviti da je nakon izgradnje pasivnog dijela mreže obavezno

čišćenje i provjera svih konektora koji se u njoj nalaze. Po potrebi, nakon svakog

sljedećeg odspajanja konektoriziranih spojeva, poželjno je njihovo ponovno čišćenje,

a u nekim slučajevima i provjera video inspekcijskom sondom. Ovo se naročito

odnosi na prostor kućne instalacije te objekta u kojemu se nalazi ONT (stan/ured).

Razlog tome je što je sam korisnik najmanje educirana osoba po pitanju rukovanja

svjetlovodnim kabelima te će svojim postupcima zasigurno prouzročiti dosta

problema u kasnijoj fazi eksploatacije.

7.2.3 Korak 3 - Mjerenje gušenja i povratnog gušenja kompletnetrase

Najvažnije mjerenje nakon izgradnje pasivnog dijela mreže je mjerenje gušenja

kompletne trase. Njegov rezultat je direktan pokazatelj može li aktivna oprema uopće

raditi. Naime u slučaju da je gušenje veće od optičkog budžeta tada, ni teoretski, rad

nije moguć. PON mreža Hrvatskog telekoma s trenutno korištenom aktivnom

opremom projektirana je da može izdržati gušenje do 28 dB. Granična vrijednost koja

se postavila prilikom mjerenja je 24 dB. To znači da sve trase na kojima se izmjeri

gušenje manje od 24 dB zadovoljavaju po tom kriteriju. Ovakvo „generalno“ pravilo je

dosta nedorečeno i nespretno odabrano. Naime, za pretpostaviti je da najveći

gubitak PON trase uzrokuje 1:32 djelitelj/sprežnik čije gušenje ne bi trebalo prelaziti

17 dB. Sljedeća kritična mjesta su konektorizirani spojevi kojih maksimalno ima 5, sa

srednjim gušenjem od 0,2 dB. Naposljetku slijede vareni spojevi i samo vlakno koji u

ovakvoj PON konfiguraciji promatrane mreže ne bi trebali unositi gušenje veće od 2

dB. Ovako grubom matematikom dobili smo optički budžet Telekom mreže od

maksimalno 20 dB. Rezultati u praksi za trasu s djeliteljem 1:32 kreću se oko 18 do

19 dB. Problem koji se ovdje očituje je prevelika razlika stvarnih vrijednosti i

56

postavljenog kriterija od strane Telekoma. Dodatni problem unosi i činjenica da su

negdje u mreži postavljeni djelitelji 1:16 ili čak 1:8 pa tada ta razlika postaje još i veća.

Također, utjecaj makrosavijanja na rezultat mjerenja u tom kriteriju nije uzet u obzir.

Tako na valnoj duljini 1310 nm može biti gušenje od primjerice 18 dB dok je na 1550

nm ono 23 dB. Razlika od 5 dB je veliko makrosavijanje koje se nalazi negdje na

trasi. Sve do sada izrečeno ukazuje na potrebu uvođenja dodatnih kriterija koji bi

načinili „finiju“ gradijaciju i selekciju kako bi se bolje definiralo koje su trase uistinu

dobre, a koje ne. Unatoč svemu, jedna činjenica ipak može podržati kriterij koji je

odabrao Hrvatski telekom – usluga će bez problema neometano raditi bilo da je

gušenje trase 18 dB, 24 dB ili čak 27 dB. No ipak, pasivni dio mreže je infrastruktura

čiji životni vijek traje dugi niz godina te je poželjno da njegova izrada bude što je

moguće kvalitetnija.

Drugi podatak koji se mjeri u ovom koraku je povratno gušenje (ORL) kompletne

trase. Za razliku od gušenja, ovaj podatak za mrežu Hrvatskog telekoma i nije od

krucijalnog značenja. Razlog leži u činjenici da velika povratna refleksija u PON

mreži najviše problema može uzrokovati zbog analognog video signala, koji se

barem trenutno ne namjerava koristi u Hrvatskoj. Ukratko, taj signal koji se inače u

PON-u odašilje na valnoj duljini 1550 nm ima izlaznu snagu od preko 20 dBm. Nakon

što tako jak signal naiđe na loš konektorski spoj, veliki dio svjetlosne energije se

vraća prema natrag, a posljedica je ometanje rada prijemnika. U ekstremnim

primjerima može doći i do njihovog trajnog oštećenja. Unatoč svemu spomenutom,

povratnu refleksiju je poželjno mjeriti i dobro je da njezina vrijednost bude u nekim

„normalnim“ okvirima. Granična vrijednost definirana ITU-T standardom za GPON

sustav je 32 dB. To znači da sve vrijednosti veće od 32 dB zadovoljavaju po tom

kriteriju. Hrvatski telekom se također držao tog standarda i postavio prag na

spomenutu vrijednost, unatoč činjenici da njihova mreža ne posjeduje analogni video

signal. U tablici na slici 45 dane su vrijednosti gušenja i povratnog gušenja prema

standardima za sve vrste PON sustava.

57

Tablica 3 Granične vrijednosti gušenja i povratnog gušenja ovisno o vrsti PON-a

Nakon uvodnog dijela u kojemu su obrazloženi razlozi mjerenja i dozvoljene

vrijednosti gušenja i povratnog gušenja u mreži Hrvatskog telekoma, valja spomenuti

mjerne uređaje i metode mjerenja. U poglavlju xx detaljno je opisan rad s

multifunkcionalnim testerom gušenja i povratnog gušenja koji se nameće kao jedino

pravo rješenje za ovu namjenu. Ponovimo, ovim uređajem tj. setom od dva uređaja

koja rade u paru možemo automatski, dvosmjerno izmjeriti tražene parametre u

svega desetak sekundi. Valne duljine koje se u ovom slučaju mjere su

1310/1490/1550 nm. Samo da spomenemo kako postoji i alternativna mogućnost

koja će dati iste rezultate, a podrazumijeva upotrebu laserskog izvora, mjerača snage

i zasebnog uređaja za mjerenje povratnog gušenja. Kod ove opcije treba imati na

umu da se tada svako mjerenje radi dva puta (dvosmjerno), prvo iz jednog smjera, a

zatim iz drugog. Ovo je glavni razlog zbog kojeg se u praksi ova opcija gotovo da i ne

koristi.

Slika 35 Točke spajanja multifunkcionalnih testera gušenja i povratnog gušenja

MEĐ

UR

AZD

JELN

IK

min max min max

5 20 10 25 15 30 G.984.2

5 20 10 25 15 30G.983.1G.982.1G.983.3

D 5 19,5 10 23,5

U 20 20 24 24

Klasa CITU-T

preporukemin

ORLKlasa A Klasa B

minmaxminmax

20 15EPON

GPON

BPON

G u š e n j e [dB]

>32

32

20 km10 km

IEEE802.3ah 1000BASE-PX

maxminmax

58

Na Slici 35 shematski je prikazana PON mreža i točke spajanja mjerne opreme. Cilj

nam je da trasa koju mjerimo bude što je moguće kompletnija tj. da su krajnje točke

mjerenja što bliže aktivnoj opremi, OLT-u i ONT-u. Na taj način će izmjereni rezultati

imati najmanje odstupanje u odnosu na stvarno stanje trase nakon aktivacije. U našoj

mreži to znači da će se jedan uređaj spajati na GRO (ili međurazdjelnik) u centrali, a

drugi na konektor koji se nalazi pred vratima korisnika - za VARIJANTU 2 mreže ili

na GRO-u objekta - za VARIJANTU 1. Što se tiče angažirane operative, lako se da

zaključiti da će ukoliko želimo maksimizirati učinak, za obavljanje mjerenja biti

potrebna dva operatera. Jedan koji će se konstantno nalaziti u prostoru centrale kraj

GRO-a, dok će drugi biti mobilan i kretati se od korisnika do korisnika. Ako tu

metodologiju preslikamo na mrežu Hrvatskog telekoma, koristeći već spomenute

multifunkcionalne testere, zadatak operatera koji se nalazi u centrali je vrlo

jednostavan. Nakon što odradi referenciranje uređaja, njegova će jedina uloga biti

spajanje mjerne vrpce na pozicije u GRO-u. S druge strane, operater koji mjeri na

poziciji kućne instalacije je taj koji inicira mjerenje, provjerava dobivene rezultate te u

njihovoj zavisnosti djeluje u skladu s napucima. To znači da od dva operatera samo

jedan mora biti školovan za rad na instrumentu, biti upućen u PON mrežu, poznavati

njezinu problematiku te postupke djelovanja, što za posljedicu ima smanjeni

financijski izdatak za tu namjenu.

Kao što je već nekoliko puta napomenuto, prije početka mjerenja multifunkcionalnim

testerima mora se obaviti referenciranje te po potrebi očistiti konektori mjerne vrpce.

Nakon što se izvrši mjerenje, rezultat se sprema u memoriju kako bi poslužio za

izradu izvještaja i završne dokumentacije. Na Slici 36 nalazi se prikaz rezultata

gušenja i povratnog gušenja PON mreže, mjerenih instrumentom EXFO FTB-3932.

59

Slika 36 Prikaz rezultata mjerenja multifunkcionalnim testerom (EXFO FTB-200/3932)

7.2.3.1 Najčešće greške na trasi detektirane multifunkcionalnimtesterima

Ako su svi rezultati u granicama koje zadovoljavaju postavljene kriterije od strane

Telekoma, tada sa sigurnošću možemo ustvrditi da je mreža po ovim parametrima

mjerenja prihvatljiva. U suprotnom, ako rezultat mjerenja nije u tim granicama, znači

da u njoj postoji problem čiji uzrok treba detektirati, analizirati te u konačnici otkloniti.

U nastavku će biti obrađeno nekoliko tipičnih rezultata mjerenja koja nam ukazuju na

neku devijaciju trase, navest će se mogući uzrok problema te daljnje akcije koje je

potrebno provoditi.

a) instrumenti se međusobno „ne pronalaze“ - prikazuje se greška (errormessage)

Situacija kada instrumenti ne mogu uspostaviti komunikaciju ukazuje da na mjerenoj

trasi postoji prekid vlakna. Naravno, pretpostavka je da su oba instrumenta pravilno

podešena. Ovim mjerenjem se nažalost ne može otkriti točna lokacija prekida, već za

to koristimo OTDR u Koraku 4. Najčešća mjesta gdje mogu nastati prekidi su svi

vareni spojevi, a posebno oni na djelitelju/sprežniku.

60

Postoji još jedna situacija koja za posljedicu ima ovakvu vrstu greške, a do sada se

nije spominjala. Zamislimo da se prilikom spajanja vlakna na ulazu u djelitelj dogodila

pogreška pri kojoj je došlo do zamjene niti. To znači da je djelitelj/sprežnik u centrali

sada spojen na krivu poziciju u GRO. Prilikom mjerenja multifunkcionalnim testerima

kao rezultat u ovom slučaju dobivamo grešku. Do zbunjujuće situacije dolazi tek kada,

u Koraku 4, istu ovu trasu izmjerimo OTDR uređajem. Njegovi rezultati pokazat će da

je s trasom sve u redu. S njom je fizikalno gledano sve u redu, no problem je u

zamjeni niti na poziciji ulaza u djelitelj/sprežnik. To je prilično veliki problem čije

rješenje je korekcija odnosno ponovno spajanje pravih niti.

b) gušenje na 1550 nm je veće od gušenja na 1310 nmOvakav rezultat mjerenja upućuje na to da negdje na trasi postoji makrosavijanje. Što

je razlika gušenja između valnih duljina veća, to je radijus savijanja na mjestu

nastanka manji. Točna pozicija ili pozicije gdje se makrosavijanje nalazi može se

utvrditi jedino OTDR mjerenjem u Koraku 4. Kritična mjesta na koja treba pripaziti su

kutevi kanalica, etažni ormari, GRO i spojnice. (Slika 37)

Slika 37 Prikaz rezultata mjerenja multifunkcionalnim testerom - makrosavijanje (EXFO FTB-200/3932)

VEĆE GUŠENJE NAVIŠIM VALNIMDULJINAMA

REZULTATI MJERENJA PON MREŽE S MJERNIM INSTRUMENTOMEXFO FTB-200/3932

GREŠKA USLIJEDMAKROSAVIJANJA

61

c) povećano gušenje na svim mjerenim valnim duljinamOvakav rezultat učestali je kod ovih mjerenja. Potencijalne kritične točke povećanog

gušenja su sva spojna mjesta, bilo da su konektorizirana, bilo varena, a lokacije

njihova nastanka mogu biti spojnice, glavni razvodni ormari i etažni ormari. Kao i u

prethodnim slučajevima, OTDR mjerenjem dobit će se točne pozicije s iznosima

povećanog gušenja te će se prema tim rezultatima planirati daljnji koraci. (Slika 38)

Slika 38 Prikaz rezultata mjerenja multifunkcionalnim testerom – povećano gušenje (EXFO FTB-3932)

d) povećano povratno gušenje na svim mjerenim valnim duljinamaUzroci povećanog povratnog gušenja mogu biti konektorizirani spojevi ili napuknuće

vlakna koje se događa vrlo rijetko pa će ga se ovdje i zanemariti. Pošto u našem

slučaju PON mreže konektoriziranih spojeva ima vrlo malo, kritična točka je

uglavnom spoj mjerne vrpce i prespojnog kabela početka trase. Rješenje problema je

mokro ili suho čišćenje konektora, a ukoliko ni to ne pomaže tada imamo slučaj

trajnog oštećenja konektora, kojeg se mora zamijeniti. (Slika 39)

62

Slika 39 Prikaz rezultata mjerenja multifunkcionalnim testerom – povećano povratno gušenje

Analiziranjem gornjih primjera nameće nam se zaključak kako se uglavnom ovim

mjerenjem ne može točno detektirati uzrok problema. Uglavnom je to točno, a jedino

što se sa sigurnošću može tvrditi je da negdje na mjerenoj trasi problem postoji.

Pitanje koje se onda postavlja je zašto se mjerenja multifunkcionalnim testerom

uopće rade? Zašto ne koristimo samo OTDR? Za to postoji nekoliko razloga. Glavni

razlog spomenut je već u slučaju a). Naime, ukoliko dođe do zamjene niti na ulazu u

djelitelj/sprežnik, OTDR to neće moći detektirati. Drugi je razlog što mjerenje

povratnog gušenja OTDR-om ne daje točan rezultat odnosno metoda kojom on mjeri

ima nedostatke i mnogo veća odstupanja rezultata. Slično je, doduše u manjoj mjeri i

s gušenjem trase. Naime, samo dvostrano mjerenje OTDR-om daje precizan iznos

gušenja, a to u slučaju PON-a nije moguće izvesti. Još jedan razlog koji također ne

treba zanemariti je financijske prirode. Ako bismo željeli imati OTDR koji će mjeriti

sve tri PON valne duljine, plus dodatnu filtriranu 1625 nm, financijski izdatak za tu

konfiguraciju ne bi bio opravdan.

Unatoč svemu nabrojanom, u nekim se zemljama mjerenja u ovoj fazi izvode

isključivo OTDR-om, gdje onda ipak postoje neki kompromisi, a i zahtjevi koji se pred

mrežu postavljaju su drugačiji.

63

Za kraj, na Slici 40 imamo primjer jednog izvješća gdje je mjerenjem

multifunkcionalnim testerom gušenja i povratnog gušenja evidentirana greška nastala

makrosavijanjem niti. Kao što se može prijetiti, gušenje na valnim duljinama 1490 i

1550 nm znatno je veće nego na valnoj duljini 1310 nm (crvena polja).

Slika 40 Primjer izvješća gušenja i povratnog gušenja (Softver EXFO FastReporter)

64

7.2.4 Korak 4 - Karakterizacija trase OTDR mjernim uređajem

Posljednji korak u nizu mjerenja i provjera nakon izgradnje pasivnog dijela mreže je

„snimanje“ kompletne trase OTDR instrumentom. Njime radimo detaljnu

karakterizaciju niti, a informacije koje nas zanimaju kod ovog mjerenja su ukupna

duljina trase, pozicija djelitelja/sprežnika te njegovo gušenje. Svi ovi parametri nisu

nam nužno neophodni i ne predstavljaju krucijalne informacije bez kojih bi moglo doći

do problema u mreži. Naprotiv, one su tu više zbog dokumentacijskih razloga, a čija

prava svrha i značenje dolaze do izražaja tek u fazi otklanjanja grešaka, tijekom

same eksploatacije. Osim već spomenutih parametara, mjerenje OTDR-om daje nam

informacije o ukupnom gušenju i povratnom gušenju trase te „kompletnu sliku“ sa

svim pojedinačnim događajima i njihovim numeričkim vrijednostima. Kao što je bilo

opisano u prethodnom poglavlju, upravo će nam ta „slika“ biti nezamjenjiva kod

otkrivanja problematičnih događaja na trasi, jednom kada se na njoj detektira greška.

U Poglavlju 5.5, detaljno se govorilo o samom optičkom reflektometru te koje su

karakteristike ovog uređaja poželjne za mjerenja u PON mreži. U ovoj fazi njime će

se izvoditi mjerenja na dvije valne duljine, 1310 nm i 1550 nm. Mala napomena kako

ne bi došlo do zabune, a tiče se valnih duljina. Naime, filtrirana duljina 1625 nm koja

se također do sada spominjala, koristi se isključivo kod mjerenja „živih“ niti u kasnijoj

fazi održavanja mreže. Tada, zbog već spomenutih razloga nije moguće koristiti

„standardne“ valne duljine, niti je moguće mjeriti bez filtra.

Kao što je poznato, OTDR mjerenje je jednostrano mjerenje što znači da ga obavlja

samo jedan operater. Ta činjenica ostvaruje nam uštedu od 50 % ljudskih resursa u

odnosu na recimo, mjerenja s multifunkcionalnim testerima. Ipak, gledamo li sa

strane obučenosti djelatnika za obavljanje posla, rukovanje i interpretacija rezultata

kod OTDR-a su znatno zahtjevniji pa njihove vještine potrebne za pravilnu upotrebu

moraju biti mnogo veće.

Struktura PON mreže odnosno djelitelj/sprežnik koji se nalazi u njoj, zahtijeva da se

mjerenje optičkim reflektometrom radi isključivo od strane ONT-a. U slučaju mreže

Hrvatskog telekoma to bi značilo da se mjerna priključna točka nalazi u GRO

korisničkog objekta za Varijantu 2 odnosno na konektoru koji se nalazi ispred stana

korisnika u Varijanti 1 (Slika 41). To su jedine moguće točke spajanja u ovoj fazi

izgrađenosti mreže. Kako bismo dobili rezultate koji se traže, a zbog specifične

65

konfiguracije mreže i limitacije samog OTDR-a, morat će se definirati posebna

procedura mjerenja za Varijantu 1 i za Varijantu 2.

Slika 41 Točka spajanja optičkog reflektometra

7.2.4.1 Mjerenje optičkim reflektometrom u slučaju obiteljskih kuća(Varijanta 1)

Varijanta 1 predstavlja „standardnu“ strukturu mreže koja je jednostavnija za

mjerenje OTDR-om pa će iz tog razloga biti objašnjena prva. Da se podsjetimo,

optički djelitelj/sprežnik se u ovoj konfiguraciji nalazi u samoj mreži, na udaljenostima

koje su veće od 50 m od korisničkog objekta tj. GRO-a u njemu. Za mjerenje nam je

osim samog OTDR-a, potrebna i uvodna nit od minimalno 100 m. Postupak je

sljedeći: OTDR spajamo preko uvodne niti na GRO. Zavisno od konkretne situacije,

na njemu podešavamo parametre duljinu trase (od 2 do 5 km) i vrijeme mjerenja (od

15 do 30 s). Sada nam za podešavanje ostaje još samo jedan parametar – širina

impulsa. Kako je naš zadatak između ostalog i mjerenje gušenja na samom

djelitelju/sprežniku, impuls koji odaberemo mora biti dovoljno jak da prođe kroz njega.

Tipična vrijednost gušenja za slučaj djelitelja 1:32 je oko 16 dB. Zbog toga, a u

ovisnosti od modela i kvalitete OTDR-a, vrijednosti širine impulsa koje se odabiru

kreću se od 100 ns do maksimalno 500 ns. Naposljetku, kao što se može vidjeti na

Slici 42, iz krivulje koja se dobila mjerenjem vrlo lako se može iščitati ukupna duljina

trase, duljina do djelitelja i gušenje na djelitelju. Mali podsjetnik kako ovo gušenje

predstavlja sumu koja je sačinjena od stvarnog gušenje djelitelja, plus dva varena

spoja.

66

Slika 42 Mjerenje PON mreže OTDR-om – VARIJANTA 1

Nakon mjerenja, ovisno o rezultatima iz koraka 3, poduzimaju se sljedeće radnje:

a) ako mjerenjem multifunkcionalnim testerima (korak 3) nije utvrđena nikakva

nepravilnost (rezultati su u granicama), tada se krivulje dobivene OTDR-om spremaju

kao dokaz stanja trase nakon izgradnje i služe za dokumentacijske svrhe.

b) ukoliko mjerenje u koraku 3 ukaže da na trasi postoji anomalija, OTDR krivulje

poslužit će za otkrivanje lokacije i vrstu greške te će se na temelju konkretnog stanja

raditi planovi za njezino otklanjanje. Rezultat OTDR mjerenja se sprema za

evidenciju greške. Primjeri najčešćih grešaka i djelovanje u svrhu njihove sanacije bit

će naknadno.

DJELITELJ 1:32- udaljenost: 204 m- gušenje: 15,4 dB

POČETAK TRASE- gušenje: 0,2 dB- reflektanca: - 50 dB

KRAJ TRASE- udaljenost: 502 m- ukupno gušenje trase: 15,9 dB- ukupno povratno gušenje trase: 42,8 dB

Mjerenje izvršeno s uređajem: EXFO FTB-200/7300E Korišteno predvlakno: DA (500 m)POSTAVKE Valne duljine: 1310 nm (1550 nm - siva) Širina impulsa: 275 ns Vrijeme mjerenja: 15 s

67

7.2.4.2 Mjerenje optičkim reflektometrom kod višekatnih objekata(Varijanta 2)

Osnovna razlika ove konfiguracije (Varijanta 2) u odnosu na prethodnu je lokacija

optičkog djelitelja/sprežnika. Kao što je već nekoliko puta bilo rečeno, on se nalazi u

GRO-u samog objekta ili u etažnom ormaru na katu. Upravo ta činjenica stvara veliki

problem kod mjerenja. Razlog je udaljenost djelitelja/sprežnika od točke mjerenja tj.

priključivanja OTDR-a, a koja se nalazi pred ulaznim vratima korisnika. Naime, ta

udaljenost ponekad zna biti i manja od 10 m. Ako sada primijenimo istu analogiju

mjerenja kao i kod obiteljskih kuća dolazimo do zaključka da će nam u slučaju širine

impulsa od 300 ns, djelitelj/sprežnik biti pokriven mrtvom zonom OTDR-a, odnosno

mjerenjem nećemo vidjeti duljinu i kvalitetu trase korisnik-djelitelj. Pošto je upravo taj

dio kućne instalacije najkritičniji po pitanju makrosavijanja i puknuća vlakana, uz

mjerenje kompletne trase, koje je identično kao i za slučaj obiteljskih kuća, uvedeno

je još jedno dodatno mjerenje. Njime se želi okarakterizirati dio trase od konektora

pred vratima korisnika do djelitelja/sprežnika. Zbog vrlo malih udaljenosti, ovdje će

posebno doći do izražaja karakteristika OTDR-a da ima što manju mrtvu zonu.

Naime, postavke koje treba podesiti na OTDR-u su otprilike ovakve: duljina prikaza –

što manja, trajanje mjerenja – od 15 do 30 s, širina impulsa – od 5 do 10 ns. Sva

mjerenja naravno, izvode se uz pomoć predvlakna. Kao što se može pretpostaviti,

impuls snage 10 ns neće biti u mogućnosti proći kroz djelitelj/sprežnik, što znači da

će on za njega predstavljati kraj mjerene trase. S druge pak strane, na taj način će se

dobiti izrazito „fina“ krivulja s vrlo detaljnim prikazom svih potencijalnih događaja.

Zaključujemo! U situaciji kada imamo višekatne objekte, OTDR-om se izvode dva

mjerenja. Prvo je sa širim impulsom koji prolazi kroz djelitelj/sprežnik i karakterizira

cijelu duljinu trase. Podaci koje dobivamo iz rezultata ovog mjerenja su duljina cijele

trase i gušenje na djelitelju/sprežniku. Drugo mjerenje je s uskim impulsom koje

„snima“ samo kućnu instalaciju, a iz rezultata dobivamo podatak udaljenosti do

djelitelja/sprežnika. Analogno prethodnom slučaju, ako su rezultati mjerenja te trase

multifunkcionalnim testerima (Korak 3) u redu, tada krivulje spremamo za

dokumentaciju, dok u suprotnome, dodatnom analizom tražimo grešku i postupamo

sukladno uputama.

68

U nastavku, na Slikama 43 i 44 prikazane su krivulje koje prikazuju kako takva

mjerenja izgledaju u stvarnoj situaciji. Iz njih se može iščitati kako snimljena trasa

zadovoljava sve kriterije tj. na njoj ne postoji greška.

Slika 43 Mjerenje PON mreže OTDR-om sa širokim impulsom – VARIJANTA 2

Slika 44 Mjerenje PON mreže OTDR-om s uskim impulsom – VARIJANTA 2

POČETAK TRASE / DJELITELJ 1:32- gušenje: 15,7 dB- reflektanca: - 43 dB

KRAJ TRASE- udaljenost: 919 m- ukupno gušenje trase: 16,486 dB- ukupno povratno gušenje trase: 42,5 dB

Mjerenje izvršeno s uređajem: EXFO FTB-200/7300E Korišteno predvlakno: DA (500 m)POSTAVKE Valne duljine: 1310 nm (1550 nm - siva) Širina impulsa: 275 ns Vrijeme mjerenja: 15 s

U ovom događaju kumulirane suvrijednosti konektoriziranog početka niti,dva termička spoja (na izlaznoj grani i

ulazu djelitelja) te samog djelitelja

69

7.2.4.3 Najčešći tipovi grešaka mjereni optičkim reflektometrom

Nastavno na prethodno poglavlje, ovdje će se prikazati greške koje su prvotno

detektirane mjerenjem multifunkcionalnim testerima (Korak 3) te su zatim snimljene

OTDR-om kako bi se utvrdio uzrok problema i načinio plan za njihovo eventualno

otklanjanje.

a) puknuće niti – trasa je u prekidu

Slika 45 Mjerenje PON mreže OTDR-om; Greška – puknuće niti

Ova slika prikazuje kućnu instalaciju te prekid niti koji je nastao na udaljenosti od 8,5

metara. Grafička karakteristika prekida vrlo je slična završetku niti no pošto se ovdje

radi o kućnoj instalaciji koja završava na djelitelju/sprežniku, takav zaključak se

odmah odbacuje. Daljnja aktivnost je izvid lokacije tj. točke na kojoj je prekid nastao,

nakon čega slijedi sanacija koja se izvodi zavisno od stanja na terenu. Opcije koje

nam se nude su kompletna zamjena određenog segmenta kabela ili termičko

spajanje vlakna na mjestu prekida. Po završetku sanacije, ponavljaju se mjerenja iz

koraka 3 i 4.

POČETAK TRASE- gušenje: nepoznato- reflektanca: - 40 dB

KRAJ TRASE – PUKNUĆE NITI- udaljenost: 8,5 m- ukupno gušenje trase: nepoznato- reflektanca : -49,1 dB

Puknuće vlakna manifestira seslično kao i kraj niti – zbog toga je

otežana njegova detekcija

POSTAVKE Valne duljine: 1310 nm (1550 nm - siva) Širina impulsa: 5 ns Vrijeme mjerenja: 15 sMjerenje izvršeno s uređajem: EXFO FTB-200/7300E Korišteno predvlakno: DA (500 m)

70

b) makrosavijanje – gušenje na valnoj duljini 1550 nm je veće od onoga na1310 nm

Slika 46 Mjerenje PON mreže OTDR-om; Greška – makrosavijanje

Prethodno je već bilo spomenuto kako kućna instalacija predstavlja najveću opasnost

za nastanak makrosavijanja. Tipičan primjer prikazan je Slikom 46 na kojoj se jasno

vidi da je na poziciji označenoj markerom 2 (udaljenost 16 m), postoji disproporcija u

gušenju između valne duljine 1310 nm (siva krivulja) i 1550 nm (crna krivulja). Ta

razlika brojčano iznosi 0,84 dB u korist 1550 nm što znači da je došlo do umjerenog

makrosavijanja. Unatoč tome što ovo gušenje ne predstavlja veliku opasnost za rad

PON sustava, poželjno je njegovo uklanjanje. Princip je da se pronađe problematično

mjesto te jednostavno na njemu načini veći radijus savijanja. Nakon toga, ponovna

provjera mjerenjem nije potrebna jer je za pretpostaviti kako se i samo malim

povećanjem radijusa gušenje dovelo u normalne okvire.

c) povećano gušenje na varenom spoju – loš vareni spoj

Ovu, uvjetno rečenu, grešku, za razliku od prethodne dvije, ne može se detektirati

mjerenjem multifunkcionalnim testerima. U slučaju PON mreže, a imajući na umu

detaljno objašnjenu situaciju s budžetom (poglavlje xx), povećano gušenje na

varenom spoju nije nužno i greška. Obzirom na nedefiniranu situaciju po tom pitanju,

prikazat će se jedan primjer varenog spoja, koji se može okarakterizirati kao

neprihvatljiv.

POČETAK TRASE- gušenje: 0,0 dB- reflektanca: - 53,8 dB

KRAJ TRASE- udaljenost: 38,3 m- ukupno gušenje trase: 0,884 dB- ukupno povratno gušenje trase: 52,68 dB

POSTAVKE Valne duljine: 1550 nm (1310 nm - siva) Širina impulsa: 5 ns Vrijeme mjerenja: 15 sMjerenje izvršeno s uređajem: EXFO FTB-200/7300E Korišteno predvlakno: DA (500 m)

MAKROSAVIJANJE- udaljenost: 16 m- razlika gušenja 1550/1310 nm: 0,8 dB

71

Slika 47 Mjerenje PON mreže OTDR-om; Greška – loš vareni spoj

Na Slici 47, markacijom 2 označeno je mjesto varenog spoja. Gušenje koje ovaj spoj

unosi iznosi 0,37 dB (na 1310 nm) što je mnogostruko više od nekih tipičnih

vrijednosti (0,1 dB). Sanacija zahtijeva rezanje niti na tom mjestu te ponovno

termičko spajanje. Kako bi se provjerio novi spoj, potrebno je ponoviti mjerenja iz

koraka 3 i 4.

7.2.5 Tabelarni prikaz mjerenja u fazi izgradnje

Sljedeća tablica u sažetom obliku prikazuje sve mjerne instrumente i alate te

mjerenja i provjere koje se obavljaju nakon izgradnje pasivnog dijela mreže.

Tablica 4 Sažeti tabelarni prikaz mjerenja u fazi izgradnje PON mreže

Mjerni instrument / alat Primjer Što se mjeri / verificira u PON mreži Kompleksnostrukovanja

Kompleksnostinterpretacije

rezultata

Broj operateraza rukovanje

Spremanjerezultata

EXFO FOT-930 ● gušenjeJDSU OFI 2002 ● povratno gušenje

● duljina traseEXFO AXS-110 ● karakterizacija traseEXFO FTB-7300E ● duljina traseANRITSU MT 9083 ● gušenje na događajimaJDSU MTS 6000 ● udaljenost do događaja

● gušenje trase● povratno gušenje trase● reflektanca na pojedinim događajima

Video inspekcijska sonda EXFO FIP-400 ● vizualna provjera površine konektora jednostavno osrednje 1 DA

EXFO LFD-250BEXFO FLS-600

● provjera da li svaki izlaz izdjelitelja/sprežnika korespondira s točnoodređenim korisnikom

ANRITSU FI700ANRITSU CMA50

● detektira postojanje signala u vlaknu(kabelu)

JDSU FI-10JDSU OLS-34

● izvor generira signal određene valneduljine i modulacije

EXO FLS-240ANRITSU VFL650JDSU FFL-050

● provjera da li svaki izlaz izdjelitelja/sprežnika korespondira s točnoodređenim korisnikom● vizualna detekcija makrosavijanja● vizualna detekcija oštećenja niti● vizualna detekcija oštećenja konektora"sivo" - dodatni parametri koji se mogu mjeriti

2 DA

Identifikator prometa u niti +laserski izvor

1

2 (1) NE

DA

Multifunkcionalni tester gušenjai povratnog gušenja jednostavnoosrednje

2 (1) NE

Optički reflektometar - OTDR

Izvor vidljive (crvene) svjetlosti

osrednje vrlo složeno

jednostavno jednostavno

jednostavno jednostavno

72

7.3 Mjerenja prilikom aktivacije usluge

Jednom kad je kompletni pasivni dio mreže izgrađen i izmjeren, a rezultati mjerenja

zadovoljavaju postavljene kriterije, sve je spremno za priključivanje korisnika na

mrežu i aktivaciju usluge koju je prethodno zatražio. Taj postupak detaljno je opisan

u Poglavlju 6.3 te se nećemo vraćati na njega. Ono što nas ovdje zanima je koje

provjere odnosno mjerenja treba odraditi nakon same aktivacije, kako bismo

korisniku mogli dokazati da je usluga koju dobiva u skladu s onim što je zatražio i

onime što plaća. Nažalost, u Hrvatskoj, što se tiče privatnih korisnika, Telekom ne

garantira kvalitetu usluge. To znači da korisnik, pravno gledano, nema mogućnosti

žalbe ukoliko smatra da njegova usluga ne zadovoljava svojom kvalitetom odnosno

Telekom niti nema obavezu osigurati određene parametre kvalitete. No ovdje će se

zanemariti pravni aspekt ove problematike te isključivo s tehničko-stručnog stajališta

pristupiti verifikaciji mreže/usluge nakon priključenja korisnika.

Mala napomena kako, za razliku od prethodne faze gdje su se sva mjerenja izvodila

na mreži koja još nije bila aktivna, ovdje će laserski signal biti pušten kroz niti što

znači da će biti potrebne povećane mjere opreza u rukovanju sa svjetlovodnim

kabelima kao i samom aktivnom opremom.

Cijevi koje želimo postići testiranjem u ovoj fazi su:

provjera razine (snage) signala OLT-a i ONT-a na strani korisnika

utvrđivanje kvalitete usluge koju dobiva korisnik

Mjerni instrumenti koji su potrebni za ovu fazu su:

mjerač snage za PON mreže

Ethernet tester

73

7.3.1 Korak 1 – mjerenje razine signala PON mjeračem snage

Da se podsjetimo, faza puštanja u rad obuhvaća spajanje zadnjeg segmenta tj.

prespojnog kabela do same priključne kutije u stanu korisnika te daljnje povezivanje

OLT korisničke opreme. Nakon što se korisniku dodijeli pripadajući identifikacijski

broj i pokrene njegov profil na strani OLT-a, završava proces aktivacije. Ono što

slijedi nakon toga je verifikacija na fizičkoj razini. Ona obuhvaća provjeru razine

signala mjerenu na lokaciji korisnika (Slika 48).

Slika 48 Mjerenje razine signala PON mjeračem snage

Za mjerenje se koristi PON mjerač snage koji istovremeno mjeri silazni signal iz

centrale (valna duljina 1490 nm) te uzlazni signal koji odašilje korisnička terminalna

oprema (valna duljina 1310 nm). U našem primjeru mreže, valna duljina 1550 nm se

ne koristi tj. u njoj ne postoji analogni video signal tako da će rezultat mjerenja te

valne duljine biti 0. Pošto PON mjerač snage radi u prolaznom modu, na njemu

postoje dva ulaza kojima zatvaramo petlju tj. zadržavamo kontinuitet trase. Na jedan

ulaz (oznake OLT) priključujemo prespojni kabel iz priključne kutije na zidu, dok na

drugi (oznake ONT) spajamo kabel s korisničke terminalne opreme. Na instrumentu

se pojavljuju vrijednosti snage signala pojedinih valnih duljina. Na Slici 49 prikazani

su rezultati mjerenja za mrežu Hrvatskog telekoma.

OBJEKAT(KUĆNA INSTALACIJA)

STAN

PRIKLJUČNAKUTIJA

O N T

KONEKTORIZIRANISPOJEVI

74

Slika 49 Prikaz rezultata mjerenja PON mjeračem snage (uređaj EXFO PPM-352C)

Ono što se odmah na slici uočava su dva brojčana rezultata i jedna oznaka „LO“.

Oznaka „LO“ (LOw signal) ukazuje na nepostojanje signala na valnoj duljini 1550 nm,

što smo prethodno i obrazložili. Prije nego prokomentiramo dobiveni rezultat,

pokušajmo pretpostaviti u kojim granicama bi se on trebao kretati, odnosno koje

granične vrijednosti na instrumentu postaviti. ONT uređaj na strani korisnika

(Ericsson T063g) ima deklariranu izlaznu snagu od +5 dBm, dok je kod OLT-a

(Ericsson EDA 1500) ta snaga oko +4 dBm. Ako pretpostavimo da je gušenje cijele

trase (djelitelj 1:32) oko 18 dB te uzmemo li u obzir fluktuacije izlaznih snaga lasera,

dolazimo do računice kako bi vrijednosti u točci mjerenja trebale biti: oko 4 dBm za

uzlazni signal te oko -14 dBm za silazni signal. Prema navedenome, granične

vrijednosti koje bi bilo poželjno podesiti na instrumentu kretale bi se u sljedećim

rasponima: valna duljina 1310 nm od + 2 dBm do + 7 dBm; valna duljina 1490 nm od

– 23 dBm do – 3 dBm. Trenutno u Hrvatskom telekomu ne postoje precizirane

granice, no za pretpostaviti je da će nakon što se donese odluka o svim tipovima

aktivne opreme koja se misli koristiti u mreži i to biti regulirano. Ako se sada vratimo

na naš primjer (sa slike), uočavamo kako dobivene vrijednosti (+ 4,2 dBm / - 15,1

dBm) u potpunosti zadovoljavaju gore postavljene kriterije.

Da zaključimo, sama upotreba i mjerenje PON mjeračem snage je vrlo jednostavno i

ne predstavlja neki problem za samog operatera. Ukoliko su pravilno podešene

granice na instrumentu, interpretacija rezultata svodi se na vizualnu provjeru LED

dioda čija svjetlost (crvena / zelena) indicira rezultat mjerenja. Prilikom rada

zahtijevaju se pojačane mjere opreza jer se radi sa svjetlovodnim nitima po kojima

„putuju“ signali velikih snaga.

75

7.3.1.1 Potencijalne greške i postupanje nakon njihove detekcije

Nakon verifikacije, ako su rezultati prolazni, osim što smo dokazali da snaga signala

koju dobivamo garantira neometan rad sustava, indirektno smo potvrdili kako je i

sama trasa zadovoljavajuće kvalitete. Naime, da postoji neki veći problem na njoj,

rezultat koji bismo dobili za valnu duljinu 1490 nm bio bi lošiji, što bi indiciralo na

problem u mreži. U nastavku su nabrojane varijante kada rezultati mjerenja izlaze

van dopuštenih granica, mogući uzrok problema te postupanje po dobivanju takvih

rezultata.

a) razina snage valne duljine 1310 nm veća je od granične vrijednostiU ovakvom slučaju problem je isključivo u ONT uređaju, kojeg u tom slučaju treba

zamijeniti.

b) razina snage valne duljine 1310 nm manja je od granične vrijednostiAko je razina snage manja od dopuštene granice tada su moguća dva potencijalna

problema. Prvi je nečistoća ili oštećenje konektora na ulazu u ONT. Riješenje je

čišćenje i vizualna provjera oba konektora – spoj u ONT-u. Ukoliko se i nakon ove

radnje snaga signala ne poveća, tada je problem u samom ONT uređaju, kojega

potom treba zamijeniti.

c) razina snage valne duljine 1490 nm veća je od granične vrijednostiSlučaj u kojemu je izlazna snaga iz OLT-a veća od granične u pravilu se ne bi trebao

dešavati. Ipak, ukoliko dođe do toga treba postupiti na sljedeći način. OTDR

uređajem koji ima mogućnost mjerenja aktivnih niti snimiti kompletnu trasu. Ukoliko je

ukupno gušenje trase manje od 7 dB, za pretpostaviti je da na trasi ili nema djelitelja

ili je on u kvaru. Prema rezultatima koji se dobiju, planirati daljnje akcije. U slučaju

kada su prethodno obavljena sva mjerenja u fazi izgradnje mreže, teoretski se

ovakav slučaj ne bi mogao desiti.

d) razina snage valne duljine 1490 nm manja je od granične vrijednostiPostupak za detekciju problema čija je posljedica smanjena snaga signala je

mjerenje trase OTDR instrumentom koji ima mogućnost mjerenja aktivnih niti. Ukoliko

rezultat pokaže neke anomalije na trasi, pokreće se postupak njihove sanacije. U

suprotnom, ako je s trasom sve u redu tada je jedina opcija greška na OLT-u

odnosno „kartici“ na koju je spojena prethodno mjerena nit. Da bi se to uistinu i

76

dokazalo, potrebno je mjeračem snage izmjeriti snagu koja se dobiva direktno na

izlazu iz „kartice“. Ako je ona manja od +2 dBm, „karticu“ treba zamijeniti.

7.3.2 Korak 2 – mjerenje kvalitete usluge Ethernet testerima

Nakon obavljene provjere razine signala te nakon potvrde da su rezultati u

propisanim granicama, ostvareni su svi preduvjeti za neometan rad sustava. Kako

bismo uistinu dokazali da mreža i na višim OSI slojevima radi unutar zadanih

karakteristika, poželjna je njena verifikacija Ethernet testerima. Mjerenja koja se

njima izvode nisu u mogućnosti testirati konkretnu uslugu, primjerice video poziv ili

televiziju visoke rezolucije. Njihov rezultat dati će vrijednosti parametara koji

predstavljaju indikatore po kojima se s određenom točnošću može pretpostaviti kako

će pojedina usluga u stvarnosti funkcionirati. Na primjer, ukoliko preko Interneta

želimo neometano gledati televiziju visoke rezolucije (kodiranu u MPEG-4 formatu),

minimalna propusnost linije koja se mora osigurati za tu radnju je 9 Mbit/s. Sve manje

od toga neće biti dovoljno te će se stvarati problemi tipa zamrzavanje slike,

pikselizacija itd.

Mjerna oprema koja nam je potrebna za takvu vrstu testiranja su dva Ethernet testera

(opisan u poglavlju 5.9). Mjesta na kojima se oni spajaju na mrežu, prikazana su

Slikom 50. Na strani korisnika, tester se UTP/FTP kabelom spaja na izlaz iz ONT-a,

dok se njegov par nalazi u centrali spojen na preklopnik od OLT-a.

Slika 50 Mjerenje PON mreže Ethernet testerima

77

Unatoč tome što se ovdje radi o dva uređaja koja bi po logici stvari za opsluživanje

zahtijevala dva operatera, nužno ne mora biti tako. Razlog leži u tome što se

instrument u centrali koristi samo kako bi osigurao petlju, koja služi da se primljeni

promet preusmjeri natrag od kuda je i došao. Za ovu funkcionalnost nije nužno

opsluživanje uređaja jer je on konstantno spojen na preklopnik, a njegovo upravljanje

se vrši preko same mreže tj. s testera na strani korisnika.

Prilikom objašnjavanja mjerenja koja je moguće izvoditi Ethernet instrumentima

govorilo se o BERT testu, RFC-2544 testnoj proceduri, a spomenut je i novi standard

EtherSAM. Za naš slučaj verifikacije PON sustava, trenutno najprikladniji odabir

predstavlja mjerenje po RFC-2544 standardu. Da se podsjetimo, po tom standardu

izvodi se mjerenje propusnosti, gubitka paketa, latencije i back-to-back mjerenje.

Pošto se ova mjerenja izvode serijski i neovisno jedno o drugom, ukoliko postoji

razlog da se neki od spomenutih testova izbaci iz testne procedure, to se može

učiniti bez posljedica na preostale. Naša je želja da se, općenito, mjerenja kod

korisnika obave u što kraćem vremenu, a da pritom ostvarimo zadane ciljeve. Upravo

iz tog razloga, odabrat će se samo mjerenja propusnosti i gubitka paketa, čiji rezultati

nam mogu najviše reći o kvaliteti same veze. Dodatno, vrijeme mjerenja ovisi i o

odabranim vrijednostima širine paketa kojima će se koristiti u testiranju mreže. Kako

bismo pokrili što širi spektar, a želeći pritom uštedjeti na vremenu, odabrat će se

najmanja i najveća širina paketa (64 bytea i 9600 bytea). Uz ovako odabrane

postavke, ukupno vrijeme mjerenja ne bi trebalo biti dulje od 4 minute.

Što se očekuje od rezultata? Rezultat propusnosti trase trebao bi biti što je moguće

bliži onoj vrijednosti koju je ugovorio i koju plaća korisnik. U pravilu, taj rezultat se

dobiva pri mjerenju s većom širinom paketa (od 1000 bytea na više), dok je kod

manjih širina propusnost otprilike 20% niža, što je normalna pojava i ne predstavlja

grešku u prijenosu. Što se tiče gubitka paketa, do njega na ovako kratkoj dionici sa

samo jednim „skokom“ (eng. hop) ne bi smjelo doći tj. rezultat mjerenja mora biti 0.

Rukovanje današnjim Ethernet testerima je maksimalno olakšano te ne zahtijeva

neka napredna znanja na području Ethernet protokola. Na taj način operater mora

samo podesiti koja mjerenja iz RFC-2544 testne procedure želi te upisati širine

paketa i maksimalnu propusnost koja se očekuje. Po završetku mjerenja instrument

će kao sažetu verziju rezultata prikazati simbole DOBRO / LOŠE, što će nam biti

78

dovoljno za kasniju izradu izvještaja i dokazivanje kvalitete veze. Jedan takav primjer,

prikazan je Slikom 51.

Slika 51 Prikaz rezultata mjerenja Ethernet testerima (uređaj EXFO AXS-200/855)

U slučaju kada rezultat mjerenja ne zadovoljava, pristupa se otkrivanju problema i

njegovu rješavanju. U ovoj fazi ta procedura je prilično jednostavna, a razlog leži u

činjenici što su moguća samo dva potencijalna uzroka greške. Prvi i najčešći događa

se ukoliko su krivo podešene postavke ONT uređaja odnosno ako je on krivo

konfiguriran. Obzirom da postoje spremljeni profili koji se učitaju u sam uređaj pa

potom aktiviraju, rješavanje ovog problema ne bi trebalo biti jako zahtjevno. Ukoliko

se niti nakon učitavanja te ponovnog pokretanja novih postavki stanje ne promjeni,

jedini zaključak koji preostaje je da se radi o grešci ONT korisničke opreme. Rješenje

je zamjena neispravne opreme i postavljanje nove.

Ukoliko se ipak iz bilo kojeg razloga testiranje Ethernet instrumentima ne provede,

tada bi poželjan minimum provjere koji valja načiniti nakon aktivacije korisnika i

mjerenja razine signala, bio PING test. Ova jednostavna provjera ne zahtijeva skupu

mjernu opremu već samo računalo, a sa njom se barem na onaj najjednostavniji

način može testirati funkcioniranje mreže na višem OSI sloju. Da se podsjetimo,

PING nam služi kako bi se utvrdilo postojanje veze između početne lokacije - mjesto

iniciranja PING-a i odredišne lokacije u mreži koja je u našem slučaju drugi Ethernet

tester. Ukoliko PING uspije, tada smo sigurni da mreža prepoznaje i zna baratati IP

adresama.

SAŽETI PRIKAZ REZULTATARFC-2544 TESTA

MJERENO S MJERNIMINSTRUMENTOMEXFO AXS-200/850

79

7.4 Mjerenja tijekom održavanja mreže

Posljednja faza u životnom vijeku svakog sustava pa tako i PON mreže je faza

održavanja. Prethodno je već bilo rečeno da je tu obuhvaćeno redovno ili preventivno

održavanje te otklanjanje grešaka nastalih tijekom same eksploatacije. Dodatno, kroz

cijeli period održavanja, neposredno će se utvrditi koliko je uopće kvalitetno sama

mreža projektirana i izvedena. Naime, što je manje intervencija i popravaka tijekom

tog razdoblja to se može zaključiti da je posao u prethodnim fazama obavljen na

zadovoljavajući način. U konkretnom primjeru PON-a, održavanje obuhvaća

zaprimanje dojave o nekoj smetnji u mreži, angažiranje operative koja će adekvatnim

metodama i opremom detektirati nastalu grešku te naposljetku prikladnoj sanaciji

mjesta kvara. U svakom slučaju, neminovno je da će do problema u radu uvijek

dolaziti, a glavni alat za njihovo otkrivanje biti će upravo mjerni instrumenti.

Pred mjerenja koja se izvode u ovoj fazi postavlja se samo jedan cilj - što brža

lokalizacija mjesta kvara odnosno detekcija greške. Naime, vrijeme u kojemu je

korisniku uskraćena usluga treba se svesti na minimum te je osnovni zadatak

procedure postupanja u takvim slučajevima brza reakcija i otklanjanje problema. Sva

mjerenja koja se pritom moraju odraditi izvode od strane korisnika odnosno na

priključnoj točci koja je najbliža ONT-u.

Za tu namjenu koristit će se sljedeći mjerni instrumenti:

PON mjerač snage

optički reflektometar – namijenjen mjerenju „živih“ niti

Ethernet testeri.

Nakon što korisnik dojavi grešku, prva radnja u svrhu detekcije i izoliranja problema

je mjerenje razine signala PON mjeračem snage te u zavisnosti od dobivenih

rezultata, pristupa se sljedećim aktivnostima:

a) Ukoliko su razine signala u zadovoljavajućim granicama, tada je otklonjena

mogućnost da je greška nastala na fizičkom sloju. Sljedeći korak je rekonfiguracija

korisničkog profila ONT uređaja te u slučaju da ni to ne rješava problem izvodi se

testiranje Ethernet instrumentima. Kompletna procedura mjerenja i potencijalni

problemi analogni su mjerenjima u fazi aktivacije (poglavlje 7.3).

b) U slučaju kada je razina signala na valnoj duljini 1310 nm (uzlaznoj) manja od

dopuštene, provjerava se prespojni kabel koji ulazi u ONT. Ako je s njim sve u

80

redu, tada je greška nastala na samome ONT-u, a rješenje problema je njegova

zamjena.

c) Jedina preostala opcija kod rezultata mjerenja PON mjeračem snage je da razina

signala na silaznoj valnoj duljini (1490 nm) ne zadovoljava postavljeni kriterij. U

tom slučaju, ako odbacimo mogućnost da je došlo do problema na OLT kartici čiju

grešku bi odmah detektirao sam sustav, jedini uzrok može biti fizička deformacija

odnosno oštećenje vlakna negdje na trasi. Ova situacija ujedno će biti i jedan od

najčešćih razloga smetnji koje će se javljati za vrijeme eksploatacije sustava.

Kako bi se utvrdilo točno mjesto i razlog nastanka problema koristi se OTDR koji

posjeduje filtriranu valnu duljinu od 1650 nm (ili 1625 nm). Mjerenje ovakvim tipom

OTDR-a je nužno, kako u slučaju da postoji neka razina signala u mreži ne bi

došlo do njegova oštećenja. Nadalje, sam postupak mjerenja, interpretacija

rezultata i djelovanje nakon pronalaska greške jednaki su kao i kod mjerenja u

fazi izgradnje mreže (Poglavlje 7.2.4).

7.4.1 Nadzorni sustav PON mreže

Kao posebna kategorija kod održavanja PON mreže sve češće se spominju nadzorni

sustavi, čija je zadaća maksimalno ubrzati proces detekcije i otklanjanja potencijalnih

problema. Osnovni princip rada jednog takvog sustava može se razdijeliti u dva

segmenta. Prvi je stalan nadzor nad razinama snaga koje dojavljuje korisnička

terminalna oprema. Preduvjet za to je da sam ONT ima funkciju mjerenja primljenog

signala te da mreža ima mogućnost u svoju signalizaciju inkorporirati tu informaciju.

Ona se zatim prenosi i sprema u centraliziranu bazu podataka u kojoj su pohranjene

vrijednosti svih aktivnih ONT uređaja u mreži. Pošto se ove informacije mijenjaju u

realnom vremenu, jednostavnom komparacijom pohranjene i trenutne vrijednosti, a u

ovisnosti od rezultata, dolazi do aktivacije alarma, što je prvi pokazatelj problema.

Drugi segment nadzora čini automatizirani OTDR mjerni sustav čiji je zadatak na

fizičkoj razini detektirati potencijalni problem. Osnovne elemente jednog ovakvog

sustava čine OTDR mjerni instrument, optički preklopnik i centralizirana informacijska

jedinica. U svim do sada opisanim mjerenjima kod kojih se koristio optički

reflektometar, priključna točka je bila na strani korisnika odnosno djelitelj/sprežnik koji

se nalazio na trasi u tom se slučaju ponašao kao sprežnik. U suprotnome, kada bi se

mjerilo sa strane centrale, iz dobivene krivulje ne bi bila moguća karakterizacija trase.

81

Slika 52 Mjerenje OTDR instrumentom od strane centrale

Razmotrimo li na Slici 52 pojednostavljeni primjer upravo takvog mjerenja, za uočiti je

sljedeće. Izmjerena trasa do ulaza u djelitelj može se „normalno“ interpretirati, dok je

od te točke nadalje krivulja u stvari zbroj svih izlaznih grana djelitelja. Upravo ta

činjenica onemogućuje dobivanje bilo kakvog smislenog rezultata. Dodatno, refleksija

koja se kod tipičnog OTDR mjerenja javlja kao kraj niti ovdje je multiplicirana s

brojem grana tj. teoretski se kod djelitelja s 32 grane na kraju krivulje pojavljuju 32

„šiljka“ (refleksije). Upravo se ta, za normalne okolnosti problematična situacija koristi

kao temeljni princip na kojem se bazira rad nadzornog sustava.

Konfiguracija sustava je sljedeća: u centrali se nalazi OTDR s velikom dinamikom,

što manjom mrtvom zonom te filtriranom valnom duljinom od 1625 nm (ili 1650 nm).

Izlaz iz njega spaja se na optički preklopnik čija je funkcija odabir trase koja se želi

nadzirati. Preklopnik može raditi u automatskom modu u kojemu on sam po unaprijed

definiranom pravilu vrši prespajanje ili se odabir može izvršiti ručno. S druge strane,

one korisničke, ispred ONT-a umeće se reflektivna komponenta čiji je zadatak

pojačanje refleksije na tom mjestu. Ovo je nužan dodatak koji služi kao garancija

kako bi se na OTDR krivulji upravo ta lokacija markirala i povezala s korisnikom koji

se na njoj nalazi. Nakon toga se podaci o pozicijama i razinama snage reflektiranih

komponenti („šiljci“ na slici), pohranjuju u centraliziranu bazu podataka kojom

upravlja računalo. Takvo stanje uzima se kao referentno (normalno) te predstavlja

početnu točku za rad sustava (Slika 53).

IZVO

R:

JDS

UW

hite

Pap

er-A

utom

ated

End

toE

ndP

ON

Fibe

rTes

t

82

Slika 53 Princip rada nadzornog sustava PON mreže – 1. dio

U slučaju da se na trasi desi nekakav problem, sustav će vrlo brzo reagirati i dojaviti

grešku u ovisnosti o uzroku i mjestu njezina nastanka. Ako uzmemo za primjer

oštećenje kabela koje se dogodilo negdje na trasi, ali do djelitelja/sprežnika, tada će

sustav to prepoznati, aktivirati alarm te izbaciti točnu lokaciju mjesta prekida. U

slučaju kada problem nastupi na trasi između djelitelja i samog korisnika, tada sustav

ne može pokazati točno mjesto kvara, već samo prepoznaje da je do njega došlo.

Način dobivanja te informacije je sljedeći. Centralno računalo konstantno radi

korelaciju između prethodno snimljene trase i trenutno izmjerene trase. Nakon pojave

greške signal više neće dolaziti do reflektora, koji se nalazi ispred korisničke

terminalne opreme, što će se na krivulji manifestirati tako da će nestati (ili se znatno

smanjiti) „šiljak“ koji je bio dodijeljen pripadajućem korisniku. Tu promjenu sustav

odmah prepozna i automatski javi da je na tom segmentu mreže došlo do problema.

(Slika 54)

IZVO

R:

JDS

UW

hite

Pap

er-A

utom

ated

End

toE

ndP

ON

Fibe

rTes

t

83

Slika 54 Princip rada nadzornog sustava PON mreže – 2. dio

Ovakav nadzorni sustav je iznimno koristan jer je samo jednim OTDR uređajem i

preklopnikom moguće nadzirati nekoliko tisuća ONT-ova. Nadalje, znatno se

smanjuje vrijeme koje je potrebno za detekciju greške, reakcija na nju te naposljetku

uklanjanje kvara. No postoji jedan ALI! Što ako se desi da na jednom

djelitelju/sprežniku od npr. 32 grane imamo nekoliko grana koje su otprilike na istim

udaljenostima. Tada nastaje problem te sustav takve „slučajeve“ jednostavno ne

može nadzirati. Cijeli princip se bazira na pretpostavci da udaljenost između

pojedinih izlaza na djelitelju/sprežniku iznosi minimalno 10 m. Ovaj podatak itekako

treba uzeti u obzir prije implementacije ovakvog sustava. Općenito, ukoliko se PON

mreža gradi u urbanom okruženju, posebno u slučaju većih zgrada i nebodera,

ovakav tip nadzora gubi svoj smisao te se ne preporuča.

IZVO

R:

JDS

UW

hite

Pap

er-A

utom

ated

End

toE

ndP

ON

Fibe

rTes

t

84

8. ZAKLJUČAK

Moderan i dinamičan način života u kojemu se sve više i sve češće koristi prijenos

podataka za svakodnevne potrebe, postavlja velike zahtjeve na pristupnu mrežu.

Medij, koji u tom segmentu ima najveći potencijal zamijeniti dosad široko

rasprostranjenu bakrenu paricu, je svjetlovodno vlakno. Nekoliko tehnologija i

sustava baziranih na svjetlovodnim vlaknima pokušavaju se izboriti za globalnu

prevlast u tom segmentu. Pasivna optička mreža (PON) jedna je od njih i nameće se

kao najperspektivnije rješenje na području širokopojasnog pristupa podacima.

Osnovni dio svake PON mreže predstavlja njezina pasivna infrastruktura, po čijoj

specifičnoj građi je ova tehnologija i dobila ime. Jedinstvena struktura mreže, između

ostaloga, postiže se optičkim djeliteljem/sprežnikom koji je smješten u mreži i njezin

je glavni element. Upravo ta „netipična“ struktura za svjetlovodne mreže, potencijalno

predstavlja veliki problem te generira najveći broj grešaka koje se u njoj pojavljuju.

Općenito, kao najbolji „alat“ za detekciju, lokalizaciju i otkrivanje uzroka kvara koriste

se mjerni instrumenti. Nažalost, „standardni“ instrumenti koji su se u dosadašnjim

svjetlovodnim mrežama koristili u te svrhe, ili uopće ne mogu odraditi zadani posao,

ili je njihova upotreba suviše komplicirana, neoptimizirana za rad u PON okruženju.

Stoga, osnovni preduvjet za dobro izvršenje posla u konkretnim uvjetima je nabavka

mjerne opreme koja će osigurati jednostavno rukovanje, garantirati točnost i što

efikasniju interpretaciju mjernih rezultata.

Jedna od podjela kroz koju se može promatrati kompletan „životni vijek“ PON mreže

bila bi: izgradnja pasivnog dijela mreže, priključivanje korisnika - aktivacija usluge te

održavanje. Svaku od ove tri faze u kontekstu mjerenja možemo gledati kao zasebne

cjeline, sa svojim specifičnostima, problemima i metodikom mjerenja. Zbog već

spomenute karakteristične građe PON mreže najzahtjevniji posao što se tiče

mjerenja predstavlja faza izgradnje pasivne infrastrukture. Upravo je to segment

mreže koji bi trebao biti najdugovječniji i temelj bilo kakve buduće nadogradnje. Zbog

te činjenice, a kako bi se što više podigla razina kvalitete mreže, nužno je osigurati

strogu kontrolu prilikom njenog izvođenja. To znači definiranje i uvođenje većeg broja

kontrolnih mjesta na kojima će se adekvatnom mjernom opremom vršiti provjera

trenutnog stanja mreže. Nepisano pravilo kaže: Što je veći broj mjerenja u fazi

izgradnje mreže, to je manja potreba za intervencijama u fazi održavanja.

85

LITERATURA

Knjige:FTTx PON Technology and Testing – Andre Girard (EXFO)Testing Procedures for FTTH Deployments – V.Racine, M.Simard, R.Lai (EXFO)Reference Guide to Fiber Optic Testing – J. Laferriere, G. Lietaert, R. Taws (JDSU)FTTX Concepts and Applications – Gerd Keiser (PhotonicsComm Solutions)Reference Guide to Fiber Optic Testing – Laurence Choquet (JDSU)

Aplikacijske i tehničke skripte:FTTP Measurement – JDSU White PaperOptical Installation and Maintenance – Anritsu White PaperAccess Networks – FTTH Optical Testing – EXFO PresentationFTTH Network Testing Methods – EXFO PresentationMeasurement of Optical Cables – Trend Communications Application NoteTesting Passive Optical Networks – EXFO PON GuidePON Build Phase Tseting Consideration – Kingfisher Application NoteFTTH: The Overview of Existing Technologies – D.Novak, J.MurphyService Activation Made Easy – EXFO Application Note 207Non-Intrusive Testing on High Bend Radius Fiber – EXFO Product NoteConnector Inspection and Maintenance – EXFO Application Note 191Fiber Inspection Probes vs. Fiber-Optic Microscopes – EXFO Application Note 228EtherSAM – EXFO Application Note 230OTDR PON Testing – EXFO Application Note 201Live Fiber OTDR Testing – EXFO Technical Note 022ORL Measurements in Field Applications – EXFO Application Note 140Active vs. PON – Allied Telesyn Technical BriefEthernet Point-to-Point vs. PON – KEYMILE White PaperOptical access network trends – Huawei articleFTTx Solution – ZTE White PaperITU PON – Past, Present, and Future – Telecordia PresentationFTTx/PON Seminar – Acterna SeminarWDM-PON Technologies – CIP technologies White PaperAutomated End-to-End PON Fiber Test – JDSU White Paper

86

Video materijali:FTTH PON Testing VideoThe Animated Reference Guide to Fiber Optic Testing - JDSU

Internet stranice:www.EXFO.comwww.jdsu.comwww.kingfisher.com.auwww.europeftthcouncil.com

87

SUMMARY

During the last ten years we have been witnessing a significant increase of data

communication speed in telecommunication access networks. Amongst the few

technologies that have emerged as market winners in this segment, nowadays the

most perspective one is often considered to be Passive Optical Network (PON). This

paper will not be dealing with the details of the technology and transmission protocols

but rather the emphasis will be put on measurements and measurement methods

used in the processes of network implementation and maintenance. Furthermore, the

paper will look into more details of necessary measurement instruments used in

these processes and analyze various phases in PON network deployment and life

cycle management.

Keywords: passive optical network (PON), measurement methods, measurement

instruments