이전 블로그 게시물에서 저희는 FirstFiber Technologies 광케이블 모니터링 시스템을 구성하는 하드웨어 구성 요소와 물리적 배포를 간소화하는 방법을 자세히 설명했습니다. 이 게시물에서는 하드웨어에서 소프트웨어로, 특히 저희 시스템을 구동하는 강력한 알고리즘으로 초점을 옮기고자 합니다.
(참고: 이러한 기능 중 다수는 현재 활성화되어 있지만, 아래에서 논의할 특정 고급 알고리즘 기능은 저희 엔지니어링 팀에서 여전히 활발하게 개발 중입니다).
알고리즘이 데이터를 해독하는 방법
OTDR 모니터링 시스템에서 물리적 광 스위치를 제거하면 수동 광 분배기로 대체하게 됩니다. 이는 부피가 큰 하드웨어를 없애주지만, 고급 디지털 신호 처리만이 해결할 수 있는 복잡한 데이터 문제를 야기합니다.
소프트웨어가 기계식 하드웨어를 대체하는 방법은 다음과 같습니다.
과제: 중첩된 트레이스
기존 설정에서는 광 스위치가 OTDR을 광섬유 A에 물리적으로 연결하고 테스트를 실행한 다음, 기계적으로 광섬유 B로 전환합니다. 이는 한 번에 한 회선을 테스트하여 깨끗하고 분리된 데이터를 생성합니다.
스위치 없이 단일 OTDR 펄스가 수동 분배기에 도달하여 연결된 모든 광섬유 분기선을 동시에 통과합니다. 각 분기선에서 발생하는 후방 산란 및 반사는 검출기에서 다시 반사되어 혼합됩니다. 표준 OTDR 장치에는 이 반환 신호가 혼란스럽고 읽을 수 없는 노이즈처럼 보입니다.
해결책: FirstFiber Technologies의 3단계 처리
이 혼합 신호를 이해하기 위해 시스템은 고속 데이터 처리와 FirstFiber Technologies의 랜드마크 앵커링 알고리즘을 포함한 독점적인 로직에 의존하여 결함을 격리합니다.
- 기준 지문 생성 (참조 지도) 시스템이 처음 배포될 때, 알고리즘은 완전히 정상 상태인 전체 수동 네트워크의 매우 상세한 참조 트레이스를 기록합니다. 이는 모든 분기선에 걸쳐 알려진 물리적 랜드마크(접속점, 터미널 커넥터, 분배기 등)를 식별하고 매핑하여 네트워크의 정상 상태에 대한 디지털 지문을 생성합니다.
- 신호 디컨볼루션 (빼기) 케이블 절단이나 미세 굴곡과 같은 결함이 발생하면 OTDR은 약간 변경된 새로운 혼합 트레이스를 수신합니다. 알고리즘은 이 새롭고 혼란스러운 트레이스를 정상 기준 지문과 동적으로 오버레이합니다. 복잡한 수학(디컨볼루션)을 사용하여 모든 “정상적인” 배경 반사를 수학적으로 제거합니다. 남는 것은 결함으로 인해 발생한 격리된 신호 스파이크뿐입니다.
- 서명 인식 및 매핑 이상이 격리되면 알고리즘은 그 형태를 분석합니다. 열화된 접속점은 깨끗한 단선이나 장력 굴곡과는 다르게 빛을 반사합니다. 이 새로운 이상 현상의 정확한 거리를 계산하고 기준선에서 알려진 랜드마크와 교차 참조함으로써, 알고리즘은 물리적 신호가 분리되지 않았음에도 불구하고 결함이 발생한 정확한 분기선을 확신을 가지고 추론할 수 있습니다.
차이점 확인
이 대화형 시각화를 통해 알고리즘이 기계식 스위칭의 기존 방식과 비교하여 복잡하고 수동으로 분할된 신호에서 결함을 어떻게 격리하는지 확인하십시오.
현실 점검: 알고리즘 접근 방식의 장단점
물리적 광 스위치를 수동 분배기와 고급 알고리즘으로 대체하는 것이 완벽한 해결책처럼 들리지만, 엔지니어링은 항상 장단점을 고려해야 합니다. FirstFiber Technologies 엔지니어링 팀은 이 시스템이 뛰어난 부분과 한계에 직면하는 부분에 대해 완전한 투명성을 유지해야 한다고 믿습니다.
덜 직관적인 데이터 시각화
기존 스위칭 시스템은 각 분기선에 대해 깨끗하고 분리된 트레이스를 제공합니다. 분배기 기반 시스템은 뛰어난 디컨볼루션 알고리즘을 사용하더라도 근본적으로 중첩된 신호를 해석하는 데 의존합니다. 이는 단일 회선 테스트의 원시적이고 직관적인 명확성이 부족합니다.
높은 동적 범위 요구 사항
신호가 수동 분배기(본질적으로 막대한 삽입 손실을 유발함)를 통과하여 반사되어야 하므로, 코어 OTDR 모듈은 회선 끝을 명확하게 “보기” 위해 예외적으로 높은 동적 범위를 필요로 합니다.
알고리즘 복잡성
중첩된 반사를 풀어내는 데 필요한 로직은 매우 복잡합니다. 네트워크의 기준 지문이 시간이 지남에 따라 자연스럽게 변경되면, 오탐지를 방지하기 위해 알고리즘을 세심하게 업데이트해야 합니다.
선택적 분기선 테스트 불가
수동 분배기는 항상 연결된 모든 분기선을 동시에 테스트한다는 것을 의미합니다. 기계식 스위치와 달리, 필요에 따라 특정 분기선 하나만 격리하여 테스트할 수 없습니다.
기존 방식이 여전히 원시 정확도에서 우세
고급 소프트웨어에도 불구하고, 최대 정밀도와 신호 명확성이 절대적인 우선순위일 때, 물리적 광 스위치와 결합된 기존 OTDR은 여전히 우수한 원시 성능을 제공합니다.
결론: 무엇을 선택해야 할까요?
그렇다면 FirstFiber의 알고리즘 접근 방식이 기존 시스템을 완전히 대체할까요? 아닙니다.
비 PON 환경에서
광 분배기가 자연적으로 존재하지 않는 전용의 고가치 광 링크의 경우, 저희는 여전히 기존 방식인 OTDR과 광 스위치 조합을 강력히 권장합니다. 이 방법의 명확성, 신뢰성 및 정밀도는 타의 추종을 불허합니다.
PON 환경 (수동 광 네트워크)에서
PON 아키텍처는 신호 분배를 위해 자연적으로 수동 광 분배기를 사용하므로, 기계식 스위치를 도입하는 것은 불필요한 복잡성을 추가합니다. 여기서는 두 가지 접근 방식 모두 실행 가능하지만, FirstFiber 알고리즘 시스템이 가장 빛을 발하며, 부피가 큰 하드웨어를 추가하지 않고도 기존의 수동 아키텍처를 사용하여 네트워크를 모니터링할 수 있도록 합니다.
FirstFiber Technologies에서 저희 기술 팀은 알고리즘을 지속적으로 최적화하기 위해 노력하고 있습니다. 저희의 목표는 동일합니다. 즉, 최소한의 하드웨어 리소스를 사용하여 가능한 한 많은 복잡한 네트워크 문제를 해결하고, 운영자에게 특정 아키텍처에 가장 적합한 도구를 제공하는 것입니다.
하드웨어 스위치에서 알고리즘 모니터링으로의 전환에 대해 어떻게 생각하십니까? 귀하의 네트워크에 유사한 광섬유 모니터링 시스템을 배포한 적이 있으십니까? 아래 댓글에 의견과 제안을 남겨주세요…
