I ricercatori hanno utilizzato con successo un prototipo di ricetrasmettitore coerente per rilevare i cambiamenti di polarizzazione che hanno preceduto una rottura del cavo in una rete attiva. Il lavoro, che è una delle prime dimostrazioni di misurazioni sul campo per una rottura attiva del cavo, mostra il potenziale del rilevamento basato su ricetrasmettitore per monitorare attivamente e migliorare la stabilità delle reti in fibra.
L’utilizzo della rete globale in fibra come sensore potrebbe contribuire a migliorare la robustezza e l’affidabilità della rete fornendo ai sistemi di gestione e controllo della rete informazioni in tempo reale sull’ambiente attorno a ciascun percorso o collegamento in fibra. Quando viene rilevato un cambiamento significativo, è possibile utilizzare misure preventive per reindirizzare i dati o inviare avvisi tempestivi che impediscono danni alla rete.
"Siamo tutti esposti e facilmente frustrati dalle interruzioni della connettività, e proteggere la rete in fibra è quindi della massima importanza", ha affermato Mikael Mazur, membro dello staff tecnico del dipartimento di ricerca fotonica avanzata dei Nokia Bell Labs. "Oggi, la nostra capacità di mitigare gli effetti delle rotture delle fibre è limitata a causa della mancanza di sensori in grado di monitorare l'ambiente fisico in tempo reale. Senza questi, la gestione a livello di rete si limita a mitigare le interruzioni successive piuttosto che a intraprendere azioni preventive.
"Ciò vale per qualsiasi interruzione causata da fattori umani come lavori di costruzione difettosi ed eventi incontrollabili come il maltempo. I nostri risultati dimostrano che ricetrasmettitori coerenti con capacità di rilevamento aggiuntive possono colmare questa lacuna, fornendo un percorso scalabile per implementare le reti in fibra intelligente di il futuro."
Mazur presenterà questa ricerca, nata dalla collaborazione tra Nokia Bell Labs US, Chalmers University of Technology e Sunet in Svezia, all'OFC, che si svolgerà come evento ibrido dal 24 al 28 marzo 2024 al San Diego Convention Center.
I ricercatori hanno utilizzato il monitoraggio coerente del ricevitore per eseguire un’analisi post-fatto dei risultati acquisiti in una rete attiva durante una rottura della fibra avvenuta quando un escavatore ha esposto accidentalmente il cavo in fibra durante la costruzione. Il collegamento di 524 km comprendeva cinque multiplexer add-drop ottici riconfigurabili (ROADM) ed era costituito principalmente da fibra aerea. L'interruzione è avvenuta su un tratto interrato più breve che collegava i nodi ROADM ai punti della linea elettrica.
La fibra è stata monitorata trasmettendo un segnale di co-propagazione da un prototipo di ricetrasmettitore coerente basato su field programmable gate array (FPGA) lungo i canali dati coerenti in tempo reale sulla rete. Le misurazioni di base hanno mostrato che la maggior parte dei cambiamenti di polarizzazione si verificano a frequenze intorno a 1 Hz, adattandosi bene ai cambiamenti ambientali.
Circa 5-7 minuti prima che si verificasse l'interruzione, è stato osservato un contenuto a frequenza più alta, che ha raggiunto i 50 Hz. Sebbene la causa esatta di questo cambiamento sia sconosciuta, è probabile che sia correlata alle attività di costruzione che hanno portato alla rottura della fibra. I ricercatori notano che le fluttuazioni di polarizzazione osservate prima della pausa erano più forti di qualsiasi altra fluttuazione osservata durante la finestra di una settimana prima della pausa vera e propria.
"Studi come questi consistono intrinsecamente nel monitoraggio di un ambiente reale incontrollato e l'intera complessità che ciò comporta non può essere replicata in laboratori o ambienti di simulazione", ha affermato Mazur. "Inserire queste funzionalità nei nostri ricetrasmettitori coerenti è quindi fondamentale per espanderli rapidamente e consentire il rilevamento preventivo sull'intera rete ottica. Dal punto di vista della ricerca, siamo molto entusiasti di vedere queste funzionalità farsi strada nei prodotti nel prossimo futuro."
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