¿Qué es la monitorización de la fibra óptica?

La monitorización de la fibra óptica hace referencia a la evaluación continua de la calidad de la fibra por medio del uso de herramientas y dispositivos de software que forman un sistema integrado de monitorización y gestión de la fibra óptica. Estos elementos, en conjunto, facilitan la detección de fallos, degradación e intrusiones de seguridad, y alertan al administrador del sistema en tiempo real cuando se producen amenazas para la integridad de la red de fibra óptica.  

Un sistema remoto de pruebas de fibra óptica (RFTS) se compone de cabezales de pruebas de fibra óptica que contienen un OTDR, un conmutador y procesadores para recopilar y transmitir datos de las pruebas a fin de analizarlos. Un RFTS puede constar de un solo cabezal de pruebas incluido en la red para realizar pruebas en una ubicación de cable o de un grupo de dichos dispositivos que realiza pruebas de forma coordinada con un servidor de gestión que realiza un análisis de toda la red de fibra óptica, genera alarmas y gestiona el acceso de los usuarios para dominios de red, regiones y equipos. Al conjunto de comandos de pruebas, resultados y análisis se accede normalmente por medio de una aplicación de navegador web segura en un portátil o una aplicación móvil. 

Los sistemas de monitorización también se pueden emplear para establecer tendencias y analizar la atenuación y otras medidas de rendimiento de la fibra óptica con el tiempo, todo ello de manera proactiva.

Se puede utilizar un RFTS durante todas las fases del ciclo de vida de la fibra. Antes de que la red esté en servicio o “iluminada”, este sistema se puede utilizar para pruebas de bases de volumen en una red que use redes PON, o DWDM o CWDM para comprobar la construcción de la red y los cables de fibra óptica. El RFTS se conecta en la ubicación del intercambio de una red PON o en un extremo de un cable largo para detectar y localizar todos los fallos de la fibra. El sistema puede mantener el inventario de red esperado y registrar el real como el inventario creado a medida que se realizan pruebas en la red. Una vez que la red se pone en servicio, se puede utilizar para la activación y la supervisión del mismo. La gama de soluciones de gestión de redes ópticas ONMS de VIAVI abarca todos los tipos de redes de fibra óptica a partir de una sola fibra, hasta un sistema para toda la red que dirige millones de transacciones automatizadas, de certificación del servicio y de pruebas bajo demanda al día. 

La necesidad de monitorizar la fibra óptica 

El cableado óptico es compatible con la infraestructura de comunicaciones de nuestro planeta conectado. Este mismo cableado óptico, frágil por naturaleza, puede verse afectado por el ingreso de agua, excavaciones mal ubicadas, plagas de roedores, intrusiones de seguridad y muchos otros posibles peligros. Mantener la fibra óptica en buenas condiciones y con un rendimiento óptimo requiere prácticas avanzadas de monitorización de la fibra para identificar los problemas y tomar medidas con rapidez. 

Las nuevas tecnologías y la expansión de las redes continúan ampliando las fronteras de la capacidad de monitorización de la fibra óptica. Los cables submarinos forman tendidos de fibra óptica extremadamente largos dispuestos en zanjas en el suelo oceánico, que se encargan de instalar embarcaciones especializadas a un ritmo de 200 kilómetros o más al día. Aunque el valor de estos tendidos de fibra óptica es obvio, el gasto asociado a su instalación y mantenimiento puede ser considerable. Cuando surgen problemas, pueden ser necesarios buceadores o embarcaciones robotizadas para investigar y reparar los defectos. Una monitorización sólida de la fibra óptica puede ofrecer una detección más temprana y una localización de gran precisión, lo que reduciría los tiempos de reacción y reparación.

La fibra óptica continúa usurpando el territorio una vez dominado por el cableado coaxial convencional y los cables telefónicos. La fibra hasta el hogar (FTTH) se está haciendo ahora más común, con tendidos de fibra óptica directos a cada domicilio, lo que permite un mayor ancho de banda y una integridad superior de los datos para los usuarios. Ampliar el alcance de la fibra óptica es inevitable, de modo que los sistemas de monitorización de la fibra óptica deben ser ahora capaces de detectar de manera precisa los fallos de la fibra óptica desde el origen hasta el suscriptor. 

Todas las fibras son físicamente oscuras mientras no se utilizan para el tráfico real, en el que los datos se envían mediante pulsos de luz por la línea. Un cable puede contar con fibras de repuesto en reserva, o un proveedor de servicios puede tener instalada una red PON residencial, con lo que la fibra óptica está disponible para el servicio, pero el cliente aún no tiene contratadas algunas fibras. En este caso, una rama de la red permanece “oscura” o inutilizada hasta que se contrata una suscripción de servicio de Internet. El proveedor de servicios de Internet (ISP) u operador de red mayorista deseará realizar pruebas periódicamente en esta sección no contratada, u oscura, mediante un pulso de prueba para asegurarse de que está lista para el servicio.

El término “fibra oscura” en telecomunicaciones se emplea para referirse a que la fibra óptica está instalada, pero no se utiliza. No obstante, lo que significa actualmente es que el propietario no está utilizándola para la transmisión de datos, sino que, en su lugar, la alquila a otro proveedor de servicios, proveedor de infraestructuras o usuario. El negocio de la fibra oscura está en auge. Dicho proveedor puede construir una red de fibra óptica para alquilarla y la empresa que la alquila pone en servicio la instalación de fibra óptica y controla la transmisión a través de la fibra, normalmente por medio de canales de transmisión de DWDM para aumentar la capacidad.  

La fibra óptica puede ser subterránea o aérea, pero sigue estando sometida a daños por el tiempo atmosférico, animales, errores humanos y excavaciones (este último tipo de daños se conoce como atenuación debido a excavadoras). Se debe explorar y monitorizar periódicamente para que esté lista para el servicio cuando se alquile y cumpla las especificaciones del acuerdo de nivel de servicio (SLA) en materia de estado y rendimiento de la fibra óptica, latencia, etc.

Un proveedor de fibra óptica puede monitorizar su fibra, o puede ser el cliente quien lo haga, de modo que estas responsabilidades queden incluidas en el contrato. No obstante, el cliente a menudo tiene más que perder si la fibra se avería, así que monitorizará si hay problemas para hacer cumplir su SLA. Aunque la empresa que utilice la fibra oscura tiene el control de la transmisión, puede verse interrumpida si alguien se encuentra en un armario de fibra óptica y desconecta la fibra o la curva cuando el propietario de la fibra óptica oscura lleva a cabo el mantenimiento de sus activos de fibra para diversos clientes. 

Demarcación: las rutas de fibra oscura se juntan en una combinación de configuraciones de fibras propias y alquiladas. El cliente del proveedor de fibra oscura se beneficia al usar las líneas de red de fibra óptica existentes, que pueden tardar años en construirse. Cuando se ponen en servicio, se tiene que garantizar que cumplen los estándares. Piense en una configuración alternativa de fibras propias y de alquiler para una empresa que desea crear una ruta campo a través entre centros de datos de Oregón, Denver y Virginia. Demarcar la sección de la red donde se ha desarrollado un fallo y garantizar que acuda el equipo adecuado al lugar para realizar un mantenimiento preventivo es esencial. Si la red no está disponible debido a una rotura, es vital localizarla con precisión y aplicar el SLA para su restauración. Las sanciones por la interrupción de la línea de fibra óptica oscura o Ethernet son cuantiosas y del orden de millones al año, con lo que la monitorización se traduce en el retorno de la inversión tanto para el propietario de activos de suministro de fibra oscura como para la empresa arrendadora que utiliza la fibra óptica. 

Características físicas de las pruebas de la fibra óptica oscura en comparación con las pruebas de fibra óptica activa 

1. ¿En qué varían las pruebas cuando hay tráfico real y cuando no hay tráfico? Cuando se introduce un pulso de luz de prueba en una red físicamente oscura y sin utilizar, no se producen interferencias con los pulsos de luz de tráfico real que transportan datos. Se pueden realizar pruebas en cualquier longitud de onda sin riesgos. Sin embargo, en el caso de una red de fibra óptica activa con tráfico, es necesario inyectar un pulso de luz de prueba en otra longitud de onda que esté fuera del ancho de banda en uso para la comunicación a fin de reservar capacidad para el tráfico, y evitar que se produzcan retrasos o congestiones en la longitud de onda de tráfico. En el caso de las redes DWDM de punto a punto activas y PON de punto a multipunto, se suelen emplear las longitudes de onda de 1625 nm y 1650 nm para la señal de prueba a fin de evitar cualquier interferencia con el tráfico o dispositivos activos como receptores, amplificadores, etc. 

2. En una red activa de punto a punto de larga distancia, habrá amplificación y enrutadores para perpetuar el pulso de luz de tráfico en toda la distancia a fin de superar la atenuación natural o pérdida de señal que se degrada en las distancias largas. A menudo, es necesario desviar nuestra señal de prueba de estos dispositivos activos para evitar la interrupción del tráfico, errores en las pruebas y efectos en los dispositivos mediante el uso de un filtro para eliminar la señal de prueba y enrutarla por los dispositivos activos con un cable de acoplamiento o para eliminar completamente la señal. 

Monitorización de la fibra óptica activa para detectar intrusiones de seguridad

Los problemas de seguridad de la fibra óptica se han hecho cada vez más relevantes, ya que cada año se registran más intrusiones e incidentes de robos de datos. Aunque el cableado de fibra óptica se considera generalmente más seguro que el cableado convencional, los incidentes de intervención de la fibra óptica continúan desafiando a las autoridades y a la capacidad de los sistemas de monitorización de fibra óptica. 

Las técnicas de intervención, incluida la introducción de splitters ópticos o curvaturas de la fibra para inducir fugas, han continuado evolucionando para eludir la detección. El cifrado de datos es una primera línea de defensa obvia para dichas intrusiones, pero la tecnología de monitorización de la fibra se puede emplear también para identificar los cambios de la retroalimentación óptica que los instigadores pretenden encubrir. 

Un enfoque innovador de la monitorización de la fibra óptica que puede mejorar la seguridad con una mínima infraestructura de hardware adicional es la monitorización de la fibra activa (AFM). Al detectar pequeños cambios en la transmisión de la luz en líneas de fibra activa, se pueden activar las alarmas para que se tomen las medidas de seguridad adecuadas. Con la AFM, no es necesario dedicar fibras adicionales con fines de monitorización, ya que las fibras activas que ya transportan datos de alta prioridad se pueden seleccionar de forma estratégica para su observación. 

Un sistema remoto de pruebas de fibra óptica (RTFS) permite la supervisión de toda la red de fibra óptica, incluida la fibra oscura, desde una ubicación central. Con este método exhaustivo, el rendimiento de la red se puede evaluar de manera continua, además de minimizar el tiempo medio de reparación (MTTR). 

El MTTR es la medida que mejor abarca la efectividad general de un sistema de monitorización y gestión de la fibra óptica. Se trata sencillamente de la cantidad media de tiempo necesario para solucionar un fallo y devolver el sistema a su estado correcto de funcionamiento. El proceso de reparación y solución de problemas consta del proceso de búsqueda, es decir, el proceso de localización y reparación de los fallos. Cuando se produce un evento importante de rotura o curvatura, se suele enviar a cuatro o cinco técnicos durante unas cuatro o cinco horas a buscar el problema antes de que se pueda solucionar. La monitorización remota reduce la parte dedicada a la localización que forma parte del proceso de reparación a menos de cinco minutos, y se lleva a cabo de manera remota y automática. Esto supone, normalmente, del 30 al 40 % de todo el tiempo dedicado al proceso de reparación. Así pues, la precisión de la monitorización remota de la fibra óptica, con la tecnología de OTDR para localizar los fallos de la fibra, es una de las claves para minimizar el MTTR y mejorar el grado de satisfacción de los usuarios. 

Los mensajes de alerta generados por los sistemas de monitorización remota de la fibra óptica se pueden comunicar por correo electrónico, así como mediante los protocolos SMS o SNMP. Los mensajes SMS son sencillamente mensajes de texto fuera de banda que se envían automáticamente a los usuarios correspondientes cuando se activan las alarmas. Esto puede minimizar la necesidad de una supervisión constante de las interfaces de monitorización. El protocolo simple de gestión de redes (SNMP) es otra herramienta de comunicación que se emplea comúnmente para monitorizar dispositivos de manera remota y transmitir alertas a un host o ubicación central. 

Limitaciones de la monitorización de la fibra óptica

A pesar de la efectividad de la tecnología de OTDR, la existencia de zonas muertas en los enlaces de fibra óptica puede ser una fuente de incertidumbre para la monitorización de la fibra. En un instrumento OTDR se puede producir una zona muerta si hay un evento de alta reflectancia en la línea de fibra óptica. Esto puede deberse a espacios de aire, empalmes o conectores que producen un nivel suficiente de reflectancia para saturar temporalmente el detector de OTDR. 

Durante este periodo de “apagón” mientras el detector se recupera de la saturación, el OTDR no será capaz de distinguir con precisión otros eventos cercanos en la línea de fibra óptica. Esto cobra importancia cuando surge un fallo suficientemente cerca de un empalme existente o una conexión donde un nuevo problema queda oculto por una fuente de reflectancia preexistente. 

Otro componente común de las redes de fibra óptica que puede plantear tanto desafíos como oportunidades es la prevalencia de la fibra oscura. Aunque el término pueda sonar siniestro, simplemente se refiere a la presencia de fibra óptica sin utilizar o “no iluminada” en la red. En ocasiones, este apelativo se emplea también para describir cables de fibra óptica que se alquilan de la portadora original a otra parte. 

Esta fibra óptica sigue exigiendo pruebas y monitorización para garantizar su integridad, especialmente si la fibra se ha designado para posibles ampliaciones en el futuro. La presencia de fibras sin utilizar con terminaciones, a veces, puede tener sus ventajas de cara a la monitorización. Los fallos normalmente afectarán a todas las fibras de un cable, con lo que monitorizar determinadas fibras oscuras es una forma eficaz de comprobar continuamente la integridad del cable sin interrumpir el servicio de las fibras activas.

El futuro de la monitorización de la fibra óptica

A medida que el alcance y el ancho de banda del cableado de fibra óptica continúan avanzando, la necesidad de sistemas de monitorización de la fibra óptica completos y precisos también se hará mayor. La innovadora arquitectura de red de punto a multipunto, incluidas las redes ópticas pasivas (PON), permitirá una mayor infraestructura de redes FTTH con un consumo energético menor y menos posibilidades de que se produzcan interferencias eléctricas. El aumento que se espera de la complejidad de la red de fibra óptica hará que la monitorización de la fibra cobre más importancia que nunca. 

Los avances que continúan mejorando la precisión y el rendimiento de los OTDR en los tendidos de cable cortos beneficiará de paso a los sistemas de monitorización de fibra óptica, y reducirá las consecuencias de las zonas muertas y otros elementos que se podrían aprovechar para intervenir la fibra óptica. Velar por la seguridad de las redes de fibra óptica es primordial, con lo que la tecnología de monitorización de la fibra del futuro tiene que evolucionar sin descanso para mantenerse un paso por delante de estos desafíos.