Эта статья является препринтом и не была отрецензирована.
О результатах, изложенных в препринтах, не следует сообщать в СМИ как о проверенной информации.
О влиянии на цикл деградации оптического кабеля метода восстановления связи путем соединения кабеля в месте обрыва
В процессе эксплуатации на оптоволоконный кабель действуют различные факторы, которые приводят к отказам. Обычно считается, что наиболее слабым звеном в оптическом кабеле является оптоволокно, и поэтому в статье рассматриваются именно отказы оптоволокна. Гарантийный срок службы оптоволокна, который задается производителем, равен 25 годам. В настоящее время на многих участках трасс, где проложен оптический кабель, срок его эксплуатации уже превышает гарантийный, и встает вопрос о его замене на новый. Как правило, срок службы оптического кабеля превышает гарантийный срок службы, т.к. кабель в процессе эксплуатации подвергается техническому обслуживанию и ремонту. В данной статье предложена методика расчета цикла деградации оптоволоконного кабеля, определяющего время его замены на новый, учитывающая действие постепенных и внезапных отказов. Причиной постепенных отказов является старение оптического кабеля и рост ослабления сигнала, в результате чего возникает деградационный отказ (снижение уровня принимаемого сигнала ниже критического), который приводит к замене оптического кабеля. Появление внезапного отказа, вызванного посторонним вмешательством, сопровождается ремонтными работами по соединению кабеля в месте обрыва. Появление каждого нового соединения приводит к дополнительному ослаблению сигнала и сокращению времени цикла деградации. Для обнаружения внезапных отказов проводится периодический контроль технического состояния оптоволокна. В рамках предложенной методики предполагается, что цикл деградации оптического кабеля разбивается на состояния деградации определенной длительности, которые, в свою очередь, состоят из интервалов проверки состояния оптоволокна в кабеле. При этом рассматриваются математические модели с применением полумарковских процессов, отражающие состояние оптического кабеля на одном периоде проверки, в одном состоянии деградации, на цикле деградации. Также получены выражения и зависимости, показывающие, как влияют внезапные и постепенные отказы на сокращение продолжительности цикла деградации оптического кабеля.
1. Кемельбеков Б.Ж., Мышкин В.Ф., Хан В.А. Оптические кабели связи. Томск: НТЛ, 2001. 352 с.
2. К расчету надежности оптического волокна при различных условиях эксплуатации / В.П. Шувалов, С.В. Тимченко, В.М. Деревяшкин, И.Г. Квиткова // Наука и бизнес: пути развития. 2020. № 9 (111). С. 46-48.
3. Шувалов В.П., Зеленцов Б.П., Квиткова И.Г. Модель надёжности волоконно-оптической линии связи при недостоверном прогнозирующем контроле // Вестник СибГУТИ. 2020. №4. C.66-76.
4. Шувалов В.П., Тимченко С.В., Квиткова И.Г. Методы технического обслуживания и ре-монта оптоволоконных линий // Наука и бизнес: пути развития. 2023. №5 (143). С.75-79.
5. Шувалов В. П., Квиткова И. Г. Технико-экономический анализ пассивных оптических сетей доступа большого радиуса действия // Сборник материалов VI Всероссийской на-учно-практической конференции «Информационные технологии и когнитивная электросвязь. Екатеринбург, 2020. С. 45-49.
6. Гулина О.М., Жиганшин А.А., Чепурко В.А. Разработка критерия оптимизации срока службы энергоблока // Известия высших учебных заведений. Ядерная энергетика. 2001. №2. С.10-14.
7. Гулина О.М., Меркун А.В., Семишкин В.П. Риск-ориентированный подход в методологии управления ресурсом // Вопросы атомной науки и техники. Серия: физика ядерных реак-торов. 2021. №2. С. 92-98.
8. Анализ опыта технической эксплуатации линейно-кабельных сооружений транспортной многоканальной коммуникации / В.А. Андреев, В.А. Бурдин, М.В. Дашков, В.Б. Попов // Электросвязь. 2021. № 1. С. 64-66.
9. Цым А.Ю. Сроки службы оптических кабелей. Анализы. Риски. // Кабели и провода. 2020. № 2 (382). С. 20-26.
10. Андреев В.А., Бурдин В.А., Нижгородов А.О. Сценарии прогноза срока службы оптиче-ского волокна в КЛС // Первая миля. 2020. № 4 (89). С. 34-43.
11. Shuvalov V.P., Zelentsov B.P., Kvitkova I.G. On the effect of sudden failures and control errors of the first kind on the degradation cycle of an optical cable // 2023 IEEE 16th international conference of actual problems of electronic instrument engineering (APEIE). Novosibirsk, 10-12 November, 2023. P. 550-555.
12. Прогноз срока службы оптического кабеля. Два подхода к оцениванию актуальной прочности оптических волокон кабельной линии / В.А. Андреев, В.А. Бурдин, М.В. Дашков, А.О. Нижгородов // Фотон-экспресс. 2021. № 6 (174). С. 220-221.
13. Контроль прочности оптических волокон в задачах прогноза ресурса оптических кабелей на ВОЛС / В.А. Бурдин, А.В. Бурдин, М.В. Дашков, А.О. Нижгородов // Материалы VIII Молодежной международной научно-технической конференции молодых ученых, аспирантов студентов «Прикладная электродинамика, фотоника и живые системы -2021». Казань, 2021. С. 11-15.
14. Андреев В.А., Бурдин В.А., Бурдин В.А., Дашков М.В., Метод неразрушающего контроля прочности кварцевого оптического волокна // Компьютерная оптика. 2022. Т. 46, № 2. С. 224-231.
15. Shuvalov V., Ionikova E., Karpov K. Method for determining the number of states of the Mar-kov model of damage accumulation in predicting the technical condition of a fiber-optic cable. // Proceedings of international Conference on Applied Innovation in IT. 2021. V. 9, № 1. P. 13-19.
16. Шувалов В.П., Зеленцов Б.П., Квиткова И.Г. Модель надёжности оптоволокна в условиях деградации. // Вестник СибГУТИ. 2022. №3 (59). С.56-61.
17. Monitoring in the Physical Channels of Optical Access Networks / I. Bogachkov, N. Gorlov, T. Monastyrskaya, N. Medvedeva // Proceedings of International Conference on Applied Innovation in IT (ICAIIT-2023). 2023. V. 11, № 1. P. 49–53.
18. Горлов Н.И. Последние исследования и разработки в области мониторинга оптического волокна в системах связи // Инфокоммуникационные технологии: актуальные вопросы цифровой экономики. Сборник научных трудов III Международной научно-практической конференции. Екатеринбург, 2023. С. 35-39.
19. Gorlov N.I. Optical reflectometry based on the principle of separation of the differencr frequency of the brillouin scattering spectrum. // Proceedings of International Scientific-Practical Conference «Information Innovative Technologies». Prague, April 25-29, 2022. P. 280-286.
20. Горлов Н.И. Мониторинг физической среды оптической сети доступа // Актуальные про-блемы инфотелекоммуникаций в науке и образовании (АПИНО 2023). Сборник научных статей. XII Международная научно-техническая и научно-методическая конференция. Санкт-Петербург, 2023. С. 360-364
21. Горлов Н.И. Мониторинг подводных волоконно-оптических линий связи // Информаци-онные технологии и когнитивная электросвязь. Сборник научных трудов IX Всероссий-ской научно-практической конференции. Екатеринбург, 2023. С. 54-57.
22. Горлов Н.И. Методы мониторинга физической среды пассивных оптических сетей // Ин-фокоммуникационные технологии: актуальные вопросы цифровой экономики. Сборник научных трудов III Международной научно-практической конференции. Екатеринбург, 2023. С. 46-49.
23. Шувалов В.П., Карпов К.А., Ионикова Е.П. Методика определения вероятности отказа оптического волокна от текущего времени эксплуатации // Вестник СибГУТИ. 2021. №2. С. 60-68
24. Ефанов В.И. Проектирование, строительство и эксплуатация ВОЛС. Томск: Томск. гос. ун-т систем упр. и радиоэлектроники, 2012. 102 с.
