Kategoria: #Technologie: Z szafy inżyniera

Rok 2025 ogłoszony został przez Organizację Narodów Zjednoczonych Międzynarodowym Rokiem Nauki i Technologii Kwantowej, podkreślając jej rolę we współczesnym świecie. Zaledwie 100 lat temu, 9 lipca 1925 roku, Werner Heisenberg napisał list do swojego przyjaciela, kolegi i najzagorzalszego krytyka, Wolfganga Pauliego. Kilka tygodni wcześniej Heisenberg powrócił z położonej na Morzu Północnym wyspy Helgoland, gdzie położył podwaliny pod współczesną mechanikę kwantową i zmienił nasze rozumienie świata atomowego. List przechowywany w CERN symbolicznie uznaje się za okres początku dyskusji na temat mechaniki kwantowej.

Powyższe fakty pozwalają przypuszczać, że kolejne lata upłyną pod znakiem kontynuacji II rewolucji kwantowej – dalsze badania i rozwój w tej dziedzinie przekładają się bowiem na wiele aspektów naszego życia codziennego i gospodarki. Odnajdujemy ją w takich obszarach jak medycyna i farmacja, chemia i biologia czy wreszcie tak ważne bezpieczeństwo.

W świetle tych wydarzeń warto przypomnieć co dzieje się na naszym podwórku. Minął rok od produkcyjnego uruchomienia sieci dystrybucji klucza kwantowego w PIONIERze, zrealizowanej w ramach projektu PIONIER-Q (https://www.news.pionier.net.pl/uruchomienie-sieci-pionier-q/). W kilku lokalizacjach naszych partnerów z Konsorcjum PIONIER zainstalowano komputery kantowe, bazujące na różnych uzupełniających się technologiach. A w ostatnim czasie, w ramach inicjatywy europejskiej EuroQCI, pracujemy z naszymi partnerami nad możliwością realizacji międzynarodowych połączeń kwantowych.

Ogólnopolska Sieć Optyczna Nauki PIONIER od lat stanowi fundament infrastruktury informatycznej nauki, będąc podstawą realizacji licznych projektów badawczych, osadzonych w rzeczywistym, pozalaboratoryjnym, środowisku sieci telekomunikacyjnej. Na bazie tej infrastruktury powstał m.in. projekt PIONIER-Q – sieć dystrybucji klucza kwantowego (QKD), o długości ponad 1,7 tys. km, łączy wszystkie węzły KDM. W wyniku realizacji PIONIER-Q powstało unikatowe środowisko badawcze, łączące klasyczne sieci z komponentami kwantowymi – kanałami kwantowej dystrybucji klucza, testami protokołów i eksperymentami. Projekt ten jest częścią większej strategii EuroQCI oraz IRIS2, w której występujemy jako katalizator zastosowań technologii kwantowych w sieciach telekomunikacyjnych i centrach danych.

Kolejnym polem zastosowań technologii kwantowych w rodzimej przestrzeni badawczej są obliczenia kwantowe. W ostatnich latach w Polsce zainstalowano kilka komputerów kwantowych zrealizowanych w różnych technologiach; o różnorodności tych technologii pisaliśmy w jednym z ostatnich wydań PIONIER News (https://www.news.pionier.net.pl/pionierowe/).

W grudniu 2023 roku w Poznańskim Centrum Superkomputerowo-Sieciowym zainstalowano dwa kwantowe komputery optyczne PT-1 firmy ORCA Computing. Dzięki integracji z istniejącymi zasobami superkomputerowymi powstało unikalne środowisko obliczeniowe, łączące moc klasycznych procesorów GPU z fotonicznymi procesorami kwantowymi QPU, umożliwiając testowanie innowacyjnych zastosowań technologii kwantowych.

22 maja 2025 roku we Wrocławskim Centrum Sieciowo-Superkomputerowym uruchomiono komputer kwantowy, oparty na technologii kubitów nadprzewodzących w niskiej temperaturze – ODRA 5, pierwszy tego typu w Polsce.

Nieco ponad miesiąc później, 23 czerwca br., w Poznańskim Centrum Superkomputerowo-Sieciowym zaprezentowano komputer kwantowy PIAST-Q (www.piast-q.eu), oparty na technologii uwięzionych jonów. To pierwszy zademonstrowany system kwantowy w ramach europejskiej infrastruktury EuroHPC JU, oferujący 20 wysokiej jakości fizycznych kubitów. Komputer kwantowy PIAST-Q, podobnie jak optyczne komputery kwantowe, zostanie zintegrowany z klasycznymi systemami superkomputerowymi w PCSS, co umożliwi rozwój hybrydowych metod obliczeń kwantowo-klasycznych. Celem integracji jest doskonalenie technik symulacyjnych oraz ich zastosowań w takich obszarach jak optymalizacja kombinatoryczna, chemia i fizyka kwantowa, symulacje materiałowe czy kwantowe uczenie maszynowe w ramach międzynarodowego konsorcjum EuroQCS-Poland.

Równolegle, ACK Cyfronet AGH odpowiada w ramach innego konsorcjum – LUMI-Q – za udostępnianie użytkownikom w Polsce zasobów komputera kwantowego VLQ. System ten, oparty na technologii nadprzewodzących kubitów i nowej topologii połączeń między nimi, został już zainstalowany w ośrodku IT4Innovations w Ostrawie. Częścią działań jest również wsparcie użytkowników poprzez umożliwienie prowadzenia obliczeń hybrydowych z wykorzystaniem superkomputera Helios i infrastruktury PL-Grid. Warto podkreślić, że 1 października 2025 roku, podczas konferencji EuroHPC User Days 2025, zaprezentowano pierwsze demonstracje testowe wykorzystania dwóch komputerów kwantowych EuroHPC — PIAST-Q i VLQ, rozpoczynając tym samym przygotowania do zdalnego udostępnienia dla użytkowników końcowych nowej infrastruktury kwantowych komputerów w sieci PIONIER i GÉANT.

A co nowego … W ramach nowych inicjatyw planuje się budowę transgranicznych połączeń w technologii QKD, które umożliwią połączenie sieci PIONIER-Q z jej odpowiednikami w krajach sąsiadujących z Polską oraz budowę pełnoskalowej sieci EuroQCI. W sieci PIONIER planowane jest również testowanie oraz wdrażanie szerokiego spektrum technologii opartych na metrologii kwantowej.

Krzysztof Kurowski, Krzysztof Kołat, Piotr Rydlichowski

Rys. źródło: Niklas Elmehed © Nobel Prize Outreach

System perfSONAR został opracowany przez międzynarodowe konsorcjum ESnet, GÉANT, Indiana University, Internet2, University Michigan i RNP. Koncentruje się on na monitorowaniu parametrów sieci wielodomenowych, ze szczególnym uwzględnieniem sieci badawczych i edukacyjnych oraz transferów dużych ilości danych.

W ramach wdrożenia, w sieci PIONIER instalowane są węzły pomiarowe perfSONAR, działające w oparciu o platformę minikomputera i dołączone do szkieletu danej sieci miejskiej, a więc reprezentujące ruch użytkownika tej sieci. Pomiędzy węzłami uruchomione są, w trybie tzw. full mesh, ciągłe testy parametrów jakości sieci (tj. jednokierunkowego opóźnienia i straty pakietów), jitter oraz czas odpowiedzi http do wybranych serwisów. Integralną częścią wdrożenia jest serwer centralny składujący dane archiwalne. Na dziś uruchomionych zostało 15 węzłów, a pozostałe zostaną uruchomione w kolejnych tygodniach. Elastyczność systemu perfSONAR pozwala na dołączenie kolejnych węzłów w dowolnym momencie.

Na serwerze centralnym uruchomiony został system wizualizacji danych historycznych w oparciu o oprogramowanie Grafana. Na tej bazie zbudowany został szereg widoków obejmujących zarówno matryce pomiarów, wykresy szczegółowe danych pomiarowych jak i stan poszczególnych instancji. Zbudowany został także panel administracyjny umożliwiający nadzór nad prawidłową pracą infrastruktury pomiarowej. Całość została zintegrowana z LDAP i zostanie wkrótce udostępniona administratorom Miejskich Sieci Komputerowych.

Tak wdrożona infrastruktura pomiarowa zapewnia wgląd w bieżące i historyczne wartości parametrów jakości sieci pomiędzy sieciami miejskimi. Aktualne pomiary, dostępne dla administratorów sieci PIONIER, w korelacji ze zdarzeniami oraz polityką ruchu, mogą pomóc w izolowaniu problemów oraz weryfikacji działania usług sieciowych.

PCSS uczestniczy w pracach nad systemem perfSONAR w ramach projektu GN5-2, gdzie koordynuje usługę Performance Measurement Platform (PMP), zarządza globalnymi działaniami szkoleniowymi i dokumentacją oraz zapewnia eksperckie wsparcie użytkowników.

Więcej informacji na www.perfsonar.net

Szymon Trocha

Platforma stanowi prywatną i bezpieczną alternatywę dla popularnych platform komunikacyjnych, umożliwiając zespołom komunikację w czasie rzeczywistym.

Poza przesyłaniem wiadomości, platforma obsługuje udostępnianie plików, dyskusje wątkowe i może być wykorzystywana zarówno do komunikacji synchronicznej jak i asynchronicznej. Dzięki kompleksowemu szyfrowaniu end-to-end oraz wdrożeniu opartym o własną infrastrukturę PCSS zapewnia jednocześnie kontrolę nad danymi.

Mattermost obsługuje integrację z szeroką gamą aplikacji i systemów. Oferuje obszerny zestaw interfejsów API, mechanizmów typu webhook i wtyczek, umożliwiając użytkownikom łączenie Mattermost z innymi narzędziami do współpracy, zarządzania lub monitorowania i dostosowywanie ich potrzeb użytkowników.

Aplikacja kliencka dostępna jest dla różnych platform w tym iOS, Android, Windows i macOS, a także poprzez przeglądarkę internetową.

Nowa platforma umożliwi efektywną wymianę doświadczeń związanych z wdrożeniem nowych platform sprzętowych, zakupionych w ramach projektu PIONIER-LAB oraz utrzymanie i prace nad rozwojem usług sieci PIONIER.

Tomasz Szewczyk

Podstawową usługą dostarczaną dla sieci MAN jest dostęp do sieci GÉANT oraz GWS (Geant World Service). Funkcje te realizowane są przez dwa routery Juniper MX960 o nazwach PoznanGW3 oraz PoznanGW4. Pracują one w tradycyjnym modelu hot-standby. PoznanGW3 pełni funkcję routera podstawowego, natomiast PoznanGW4 przejmuje jego funkcję w przypadku awarii. Sieci MAN uzyskują dostęp do tych routerów za pośrednictwem dedykowanych kanałów (lambd) w systemie DWDM.

Każda z sieci MAN posiada własne, bezpośrednie połączenia do obu routerów poprzez kanały zestawione tak, aby ich trasy kablowe nie pokrywały się. Dodatkowo w ramach węzła DWDM komponenty wykorzystywane do zestawienia każdej z lambd są różne. Dzięki temu nie występuje w sieci punkt, którego uszkodzenie powoduje niedostępność obu kanałów DWDM.

Na poniższym rysunku (rys.1) przedstawiony został przykładowy dostęp do routera podstawowego i zapasowego z wykorzystaniem różnych tras kablowych dla dwóch sieci MAN.

Rysunek 1. Dostęp do sieci GÉANT oraz usługi GWS

Dodatkowym elementem zwiększającym niezawodność są połączenia sieci MAN do routera zlokalizowanego w Łodzi (LodzGW2). Połączenia te zrealizowane są za pośrednictwem szkieletu sieci PIONIER w technologii MPLS.

Dzięki wykorzystaniu dedykowanych kanałów DWDM, mechanizmów traffic engineering, fast-reroute i auto-bandwidth, możliwe jest zapewnienie niezawodności dostępu sieci MAN do zasobów naukowo-badawczych sieci GÉANT oraz innych partnerów światowych i europejskich na poziomie 100%.

Kolejną usługą jest dostęp do sieci Internet dla użytkowników nie spełniających AUP określonych dla środowiska naukowo-badawczego – czyli PCWS. Usługa ta realizowana jest za pomocą routerów PoznanGW5 i PoznanGW6, opartych o platformy Juniper MX480. W tym przypadku routery zlokalizowane w Poznaniu pracują w trybie active-active. Dzięki temu ruch do sieci Internet obsługiwany jest jednocześnie przez dwa łącza dostarczane przez dwóch niezależnych operatorów Tier1. Sieci MAN uzyskują dostęp do tych routerów przez połączenia typu punkt-punkt, zestawione w sieci MPLS. Sieć MPLS pozwala w pełni wykorzystać mieszaną topologię sieci PIONIER, zapewniając wydajny i niezawodny dostęp do usługi.

Rysunek 2. Statystyki dla usługi PCWS w trybie active-active

Uzupełnieniem dostępu do Internetu są styki z krajowymi i zagranicznymi punktami wymiany ruchu. W głównej części dostęp ten jest realizowany za pomocą routera PoznanGW2 (Juniper MX480). Na routerze zakończone są połączenia z Amsterdamu (AMSIX), Frankfurtu (DE-CIX) oraz Londynu (LINX). Połączenia sieci MAN do routera PoznanGW2, podobnie jak w przypadku usługi PCWS, realizowane są jako kanały punkt-punkt w sieci MPLS.

Rysunek 3. Wykorzystanie styków z punktami wymiany ruchu

Router PoznanGW2 współpracuje również z rozproszonym dostępem do punktu wymiany ruchu zwanego niegdyś PLIX (obecnie jest to jeden z węzłów obsługiwanych przez Eqinix). Dostęp rozproszony jest realizowany jako instancja VRF (L3VPN) na przełącznikach MPLS sieci PIONIER. Instancja VRF jest uruchomiona w każdym węźle, w którym poszczególne sieci MAN zdeklarowały dostęp do PLIX. Dzięki temu wymiana ruchu między PLIX a siecią MAN odbywa się po najkrótszej, optymalnej trasie, zmniejszając zdecydowanie opóźnienia transmisyjne. Ponadto wydzielona instancja VRF pozawala sieciom MAN kształtować indywidualne polityki routingu w zakresie prefiksów rozgłaszanych i odbieranych z PLIX. W ramach VRF obsługiwane są również połączenia prywatne (PNI) z dostawcami treści, z którymi punkty styku zrealizowane są w budynku LIM we Warszawie, takimi jak Meta (Facebook) i Microsoft. Eksploatowane w sieci PIONIER routery pozwalają na wydzielenie systemów logicznych – nazywanych potocznie routerami logicznymi. Ta funkcjonalność wykorzystywana jest do realizacji kolejnej usługi, jaką jest wymiana ruchu z siecią TP (obecnie Orange).

Rysunek 4. Wymiana ruchu z TP dla użytkowników niespełniających AUP R&E

Na routerach PoznanGW2 oraz LodzGW2 zaimplementowane zostały systemy logiczne obsługujące prefiksy nie spełniające AUP określonych dla środowiska naukowo-badawczego (Rysunek 4). Styki 10GE z siecią Orange uruchomione są w Łodzi (podstawowy) i w Poznaniu (zapasowy). Poza wymianą ruchu z należącym do Orange AS5617, na połączeniach tych realizowanych jest dostęp do wybranych zasobów CDN. Podobnie, jak w przypadku usług PCWS oraz zagranicznych punktów IX, połączenia sieci MAN realizowane są jako kanały punkt-punkt w sieci MPLS.

Niech za podsumowanie niniejszego wykładu wystarczą słowa Jana Tadeusza Stanisławskiego, wybitnego Profesora mniemanologii stosowanej – „I to by było na tyle”.

Paweł Malak, Tomasz Szewczyk

Wymiana ruchu odbywa się przez dwa interfejsy 10GE zakończone na przełączniku Juniper MX2010 we Warszawie.

Dzięki temu zredukowano opóźnienia transmisji pomiędzy nowymi punktami styku a poszczególnymi sieciami MAN, umożliwiając użytkownikom sieci PIONIER efektywniejszy dostęp do zasobów Meta (Facebook).

Tomasz Szewczyk

Uruchomienie transmisji koherentnych z zastosowaniem nowych formatów modulacji oraz wzmacniaczy światłowodowych wykorzystujących zjawisko Ramana, wymaga zapewnienia jak najlepszych i możliwie stabilnych parametrów toru optycznego. W takich systemach sygnał optyczny transmitowany jest z dużym poziomem mocy. Każda niejednorodność w torze (spaw, złącze rozłączalne, zagięcie, mikropęknięcie) powoduje wyraźne straty mocy i odbicia, a w konsekwencji pogorszenie stosunku sygnału do szumu. Kluczowe jest pierwsze ok. 20 km toru optycznego, gdzie suma dyskretnych strat mocy nie może przekraczać 2 dB. Wymóg ten jest często warunkiem koniecznym uruchomienia systemu transmisyjnego.

Niekorzystne rozpraszanie sygnału optycznego pojawia się na spawie jako efekt niedopasowania średnicy pola modu poszczególnych, spajanych ze sobą odcinków włókien – MFD (ang. Mode Field Diameter). Innym negatywnym zjawiskiem może być losowa zmiana wielkości dyspersji polaryzacyjnej – PMD (ang. Polarization Mode Dispersion). Utrzymanie stałej liczby spawów w torach optycznych stało się kluczowym czynnikiem utrzymania sprawności sieci, szczególnie w kontekście użytkowania systemów transmisyjnych nowej generacji.

Mija 20 lat od momentu uruchomienia pierwszych fragmentów sieci PIONIER. Na przestrzeni tych lat zdarzały się awarie, których usunięcie skutkowało pojawieniem się dodatkowych spawów. Stąd tak istotne jest, aby po tymczasowej, doraźnej naprawie, w kolejnym etapie dążyć do wymiany uszkodzonej sekcji kabla, przywracając pierwotną liczbę złącz spajanych na danym odcinku regeneratorowym. W taki sposób odtwarzany jest początkowy stan sieci – naprawy docelowe. Do tych napraw wykorzystywane są kable pochodzące z bieżących zakupów, zawierające włókna produkowane obecnie. Fakt ten sprawia, że parametry tych włókien mogą się nieznacznie różnić od parametrów włókien zastosowanych podczas budowy danego odcinka sieci (mimo, że zachowują zgodność z tym samym standardem ITU-T). Pojawia się wówczas wspomniany wyżej efekt niedopasowania w miejscu nowego połączenia – MFD. Uzyskanie odpowiedniego poziomu tłumienności spawu jest wówczas trudne i często wiąże się nawet z kilkukrotnymi próbami spawania danego włókna tak, aby uzyskać zadowalającą wartość tłumienia. Pojawić mogą się też zjawiska prezentowane na poniższych, przykładowych reflektogramach; obrazują one wyniki pomiarów wykonanych po doraźnym (poprzez wykonanie tzw. „wstawki kablowej”) oraz docelowym (wymiana sekcji kabla) usunięciu awarii.

Pomiar po wykonaniu naprawy doraźnej

Pomiar po wykonaniu naprawy docelowej

Zauważalne są tam „ujemne” wartości tłumienności, mimo że spaw nie jest elementem aktywnym i nie może być tu mowy o wzmocnieniu sygnału.

Graficzna interpretacja wyników pomiarów reflektometrycznych

Charakterystyczne jest to, że każde „podbicie”, obserwowane na początku danej sekcji kabla i na jej końcu, w znacznym stopniu jest kompensowane obniżeniem tłumienia o porównywalnej wartości (dodatnie i ujemne wartości tłumienia). Zważywszy, że pomiary wykonywane są dwukierunkowo (z punku A do B i z B do A), wartość uzyskana w tym samym miejscu jest uśredniana arytmetycznie wskazując wartość tłumienia przyjmowaną dla danego spawu.

Opisane zjawisko jest bezpośrednim efektem niedopasowania średnicy pola modu łączonych włókien.

Piotr Turowicz

Sieć ta zapewnia między innymi połączenie pomiędzy kontynentalną częścią Norwegii a wyspą Spitsbergen w archipelagu Svalbard, które jest najbardziej wysuniętym na północ podmorskim połączeniem światłowodowym. Połączenie to zostało uruchomione w 2004 roku i wykorzystuje 2 kable światłowodowe operatora Telenor o długości ok 1400 km pomiędzy Harstad a Longyearben. Na połączeniu tym uruchomiono transmisję w systemie DWDM, której operatorem jest norweska sieć naukowa UNINET. Sieć ta w 2015 roku ułożyła z kolei podmorski kabel światłowodowy do jeszcze bardziej wysuniętej na północ miejscowości Ny Ålesund i uruchomiła łączność ze znajdującą się tam stacją obserwacyjną VLBI.

Sieć NORDUnet jest obecna w głównych węzłach sieciowych i punktach wymiany ruchu w Genewie, Amsterdamie, Londonie, Frankfurcie, Stanach Zjednoczonych i Azji Południowo-Wschodniej.

Bezpośrednie połączenie sieci PIONIER do NORDUnet zostało uruchomione w listopadzie 2010 roku i wykorzystuje system optyczny DWDM w relacji Poznań – Hamburg. Połączenie zostało zestawione na łączach w technologii 10 Gigabit Ethernet o sumarycznej przepustowości 20 Gb/s ze stykiem w Hamburgu.

Ponadto sieć PIONIER od 2017 roku korzysta na zasadzie udostępnienia lambd 10 Gb/s od sieci NORDUnet z połączenia z Londynem. Uruchomione tam zostały dwa punkty dostępu do usług. Jedną z nich jest usługa GÉANT Open w Londynie, która oferuje możliwość bezpośredniej wymiany ruchu w warstwie 2 pomiędzy uczestnikami (np. Internet2, ESnet, ORIENTplus, SINET, TENET). Drugą jest dostęp do punktu wymiany ruchu LINX w Londynie, przez który Oba połączenia zostały zestawione od węzła w Hamburgu do Londynu o przepustowości 10 Gb/s każde.

Szymon Trocha, Tomasz Szewczyk

Efektywne wykorzystanie infrastruktury i zasobów poszczególnych sieci NREN realizowane jest również dzięki transgranicznym połączeniom do sieci krajów ościennych. Połączenia te umożliwiają zbudowanie europejskiej infrastruktury sieci NREN oraz włączenie jej do globalnej infrastruktury sieci badawczo – naukowych na innych kontynentach.

Sieć PIONIER ma połączenia światłowodowe ze wszystkimi sąsiadującymi z Polską krajami. Niniejszym tekstem zapoczątkujemy pewien mini cykl artykułów na temat poszczególnych połączeń transgranicznych sieci PIONIER i tego jaką rolę pełnią one w infrastrukturze usługowo – sieciowej.
Zaczniemy od połączenia z czeską siecią naukową CESNET. CESNET jest stowarzyszeniem uniwersytetów Republiki Czeskiej i Czeskiej Akademii Nauk. Obsługuje i rozwija krajową e-infrastrukturę naukową, badawczą i edukacyjną, która obejmuje sieć komputerową, sieci obliczeniowe, przechowywanie danych i środowisko współpracy. Oferuje bogaty zestaw usług dla połączonych organizacji.

Łącze do CESNETu, wykorzystujące infrastrukturę sieci PIONIER wybudowaną do Cieszyna, uruchomione zostało w październiku 2004 roku. Łącze to posłużyło również do zestawienia kolejnych połączeń z innymi sieciami NREN: słowacką SANET (październik 2004 roku) oraz austriacką ACOnet (wrzesień 2005 roku). Początkowo połączenia do Czech, Austrii i Słowacji współdzieliły kanał o przepustowości 1 Gbps.
W 2009 roku w Cieszynie uruchomione zostały do CESNETu łącza o przepustowości 2×10 Gbps. Obecnie ruch przez punkt styku sieci PIONIER i CESNET w Cieszynie, do sieci ACOnet i SANET (jako połączenie backupowe od momentu uruchomienia bezpośredniego połączenia z SANET w Zwardoniu) jest tranzytowany w sieci CESNET jako VPN warstwy 2. Węzeł sieciowy PIONIERa zlokalizowany w filii Uniwersytetu Śląskiego w Cieszynie jest punktem połączenia sieci PIONIER i CESNET – zainstalowane są tam urządzenia transmisyjne systemu DWDM. Z wykorzystaniem 4 włókien światłowodowych świadczone są wzajemne usługi wymiany danych oraz prowadzone są badania komunikacji kwantowej realizowanej w ramach projektu OPENQKD.

Bezpośrednie połączenie światłowodowe pomiędzy Polską a Czechami w Cieszynie, pełni kluczową rolę w ekosystemie europejskiej infrastruktury sieciowej NREN. Jest też ważnym elementem w budowanej obecnie Europejskiej Infrastrukturze Komunikacji Kwantowej – Euro QCI.

Piotr Rydlichowski, Eryk Świetlicki

Zapewnienie wysokiej niezawodności w świadczeniu usług (możliwości przesyłowych linii światłowodowej) sprawia, że priorytetem w podejmowanych działaniach jest czas – szybkie przywrócenie transmisji na uszkodzonym odcinku, poprzez połączenie przerwanego kabla światłowodowego i zawartych w nim włókien.

Zanim to jednak nastąpi, na podstawie informacji otrzymywanych od administratorów poszczególnych systemów transmisyjnych (za pośrednictwem Centrum Zarządzania Siecią), typowany jest odcinek, który uległ uszkodzeniu. Na podstawie tych informacji zespół serwisowy podejmuje działania zmierzające do lokalizacji uszkodzenia w terenie. Z węzła, w którym dostępne są zakończenia kablowe uszkodzonego odcinka, wykonywany jest pomiar reflektometryczny. Na podstawie tego pomiaru określony zostaje obszar, w którym doszło do uszkodzenia. Dalsze działania sprowadzają się do precyzyjnej lokalizacji miejsca uszkodzenia w terenie oraz zabezpieczenia i przygotowania infrastruktury do naprawy.

Przemieszczane są zapasy kablowe z najbliższych depozytów (zapasy technologiczne kabla umieszczone są w dedykowanych zasobnikach kablowych nabudowanych na linii światłowodowej w odległości co ok. 1 km) niezbędnych do ponownego połączenia włókien. Równolegle przygotowywane jest miejsce zabezpieczenia naprawionej linii (np. budowa nowego zasobnika kablowego).

Sam proces łączenia – spawanie, wykonywane jest z wykorzystaniem spawarki światłowodowej i w uproszczeniu polega na rozgrzaniu końców łączonych włókien światłowodowych łukiem elektrycznym, dzięki czemu możliwe jest ponowne ich zespolenie i przywrócenie ciągłości toru optycznego. Współczesne spawarki automatycznie dobierają parametry łuku elektrycznego, kontrolują poszczególne etapy spawania tak, aby uzyskać spoinę o jak najmniejszych stratach. Spawarka ma wbudowane profile odpowiednich włókien i automatycznie dobiera właściwy program spawania dla danego typu włókna. Doświadczony instalator może kontrolować proces spawania, dążąc do uzyskania jak najlepszych parametrów spawu. Tłumienność spawu nie powinna przekraczać 0,15 dB (wartość przyjęta z normy). W obecnej praktyce tłumienność spawu wykonanego na włóknach tego samego typu wynosi ok. 0,05 dB. Bywa, że spaw jest „niewidoczny” podczas wykonywania pomiarów! Sam proces spawania pojedynczego włókna trwa ok. 10 s. Zanim jednak nastąpi etap spajania, włókno musi zostać odpowiednio przygotowane.

Kabel światłowodowy to wielowarstwowa konstrukcja. Pod ochronnymi powłokami zewnętrznymi (ich specyfika zależy od miejsca ułożenia kabla) umieszczone są tuby zawierające poszczególne włókna. W jednej tubie umieszcza się zazwyczaj od 4 do 12 włókien. Są one pokryte kolorowymi lakierami, by móc je rozróżnić i pospawać we właściwej kolejności. Po zdjęciu lakieru włókno jest czyszczone i cięte specjalnym nożem, by uzyskać kąt 90 stopni pomiędzy czołem a osią włókna. Przygotowane w ten sposób włókno umieszcza się w spawarce światłowodowej. Po zespawaniu włókno w miejscu spawu zabezpieczone zostaje ochronną tulejką termozgrzewalną, a następnie wykłada się je na tacce spawów, sprawdzając czy zachowane są odpowiednie promienie gięcia. Całość zamknięta zostaje w tzw. mufie światłowodowej, odpornej na warunki środowiskowe, zabezpieczając zespawane włókna przed uszkodzeniami mechanicznym i wilgocią.

Zważywszy, że każdy dodatkowy spaw w torze optycznym degraduje transmitowany w nim sygnał, w dalszej perspektywie podejmowane są kroki zmierzające do wymiany uszkodzonej sekcji kabla, przywracając pierwotne parametry linii.

Po każdym etapie prowadzonych prac naprawczych, wykonane są pomiary światłowodowe.

Więcej o pomiarach światłowodowych, spawach i zjawiskach z nimi związanych zachodzących w światłowodach napiszemy już niebawem, w kolejnych wydaniach pionierowego newslettera.

Rafał Jandy, Piotr Turowicz