Qu’est-ce que la surveillance de la fibre optique ?

L’expression « surveillance de la fibre optique » désigne l’évaluation continue de la qualité de la fibre optique grâce à des outils logiciels et d’appareils comprenant un système intégré de surveillance et de gestion de la fibre optique. Collectivement, ces éléments facilitent la détection des défauts, dégradations ou intrusions de sécurité et ils alertent l’administrateur du système en temps réel lorsque l’intégrité du réseau optique est menacée..  

Un système de surveillance à distance des réseaux optiques (RFTS) se compose de testeurs optiques comprenant un OTDR, un commutateur, et des processeurs pour collecter et transmettre des données de test à des fins d’analyse. Un système de surveillance des réseaux optiques peut être un testeur individuel au sein du réseau, qui effectue des tests sur un emplacement de câble donné, ou plusieurs appareils effectuant des tests simultanés, avec un serveur de gestion produisant des analyses de réseaux optiques et des alarmes, et qui gère l’accès au réseau des différents domaines, régions ou équipes. On accède généralement à l’ensemble des commandes, des résultats et des analyses de test via une application de navigation sécurisée, sur un ordinateur portable ou une application mobile. 

Les systèmes de surveillance peuvent également servir à identifier des tendances et à analyser de manière proactive l’affaiblissement et toute autre mesure de performance de la fibre optique dans le temps.

Un système de surveillance des réseaux optiques peut être utilisé durant toutes les phases du cycle de vie de la fibre optique, du début à la fin. Avant que le réseau soit actif, ou « allumé », un tel système peut être utilisé pour les tests basés sur le volume au sein d’un réseau PON, DWDM ou CWDM, afin de tester les câbles optiques et la construction du réseau. Le RFTS est connecté au lieu d’échange du réseau PON], ou à l’extrémité d’un câble long, afin de détecter et de localiser tous les défauts de la fibre optique. Le système peut ainsi effectuer la maintenance de l’inventaire de réseau attendu et enregistrer l’état actuel de construction de l’inventaire à mesure que le réseau est testé. Une fois le réseau activé, il peut être utilisé pour l’activation de services et à des fins de surveillance. La gamme VIAVI ONMS (Optical Network Management Solutions) s’adapte à tous les types de réseaux optiques, de la fibre unique au vaste système de réseau réalisant chaque jour des millions de tests à la demande, de certifications de service et de transactions de surveillance automatisées.

Importance de la surveillance de la fibre optique

Les systèmes de câblage optiques constituent le support de l’infrastructure de communication de notre planète connectée. Fragiles par nature, ces mêmes câbles optiques sont vulnérables aux infiltrations d’eau, aux excavations de construction mal placées, aux attaques de rongeurs, aux intrusions de sécurité et à de nombreux autres risques potentiels. Préserver un état et un niveau de performance optimaux de la fibre optique exige de recourir à des pratiques de surveillance de la fibre optique avancées afin d’identifier les problèmes et d’y répondre rapidement.

Les nouvelles technologies et l’expansion des réseaux continuent de repousser les limites de la capacité de la surveillance de la fibre optique. Les câbles en fibre optique sous-marins sont extrêmement longs. Ils sont installés dans des tranchées sur le plancher océanique par des bateaux spécialisés, au rythme minimum de 200 km par jour. Bien que la valeur de ces câbles en fibre optique soit incontestable, les dépenses liées à leur installation et à leur entretien peuvent être considérables. Lorsque des problèmes se produisent, différents bateaux et outils robotisés peuvent être nécessaires pour rechercher les défauts et effectuer des réparations.

Une solide surveillance de la fibre optique peut favoriser une détection précoce et une localisation précise, réduisant ainsi les délais de réaction et de réparation. La fibre à l’abonné (FTTH) se généralise et les câbles optiques arrivent directement dans les foyers individuels, fournissant ainsi une bande passante supérieure et assurant une meilleure intégrité des données aux utilisateurs. L’extension de la portée des fibres optiques est inévitable. C’est pourquoi les systèmes de surveillance de la fibre optique doivent désormais être capables de détecter les défauts avec précision, de la source jusqu’à l’abonné.

Les fibres optiques restent toutes physiquement « noires » tant qu’elles ne sont pas utilisées en situation « réelle », c’est-à-dire lorsque des données sont envoyées sur la liaison via des impulsions optiques. Un câble peut disposer d’une capacité de fibres optiques de secours en réserve, ou un fournisseur de service peut avoir installé un réseau PON résidentiel, et cette fibre optique est disponible bien qu’elle ne soit pas encore allouée à un client. Dans ce cas, une ramification du réseau reste « noire », ou inutilisée, jusqu’à ce qu’un abonnement à un service Internet soit pris. Le fournisseur de service Internet, ou l’opérateur réseau en gros, souhaitera tester cette section non allouée, ou noire, de manière régulière à l’aide d’impulsions de test pour s’assurer qu’elle est prête à servir.[

Dans les télécommunications, le terme fibre noire est utilisé pour signifier qu’une fibre optique a été installée, mais qu’elle n’est pas utilisée. Néanmoins, sa définition actuelle implique que son propriétaire ne l’utilise pas pour la transmission de données, mais qu’il la loue à un autre fournisseur de service, à un autre fournisseur d’infrastructure, ou à un autre utilisateur. Le marché de la fourniture de fibre noire est en plein essor. Un fournisseur de fibre noire peut construire un réseau optique pour le louer, et la société qui le loue le mettra en service et contrôlera la transmission sur cette fibre, en utilisant communément des canaux de longueur d’onde de transmission DWDM pour booster sa capacité..  

La fibre peut être souterraine ou aérienne, mais elle reste soumise aux dommages liés aux intempéries, aux animaux, à l’erreur humaine et à l’action de machines d’excavation (on parle de « backhoe attenuation », c’est-à-dire d’endommagement accidentel d’un câble par une excavatrice). Elle doit être régulièrement scannée et surveillée pour être prête à servir lorsqu’elle est louée, et devra se conformer aux spécifications en matière d’accord de niveau de service (SLA) vis-à-vis de la performance, de la latence, etc.

Un fournisseur de fibre noire peut surveiller lui-même sa fibre, ou cela peut être la responsabilité du client, en fonction du contrat. Cependant, le client a souvent plus à perdre en cas de détérioration de la fibre, et il préférera généralement la surveiller pour renforcer ses accords de niveau de service. Bien que la société utilisant la fibre noire ait le contrôle de la transmission, la fibre peut malgré tout être perturbée si quelqu’un se trouve dans l’armoire de fibre optique et la déconnecte ou lui applique une contrainte. Cela peut arriver du fait que le propriétaire de la fibre noire assure la maintenance de ses réseaux pour de multiples clients. 

Démarcation : Les lignes de fibre noire se regroupent dans un mélange de configurations propriétaires et de location. Le client du fournisseur de fibre noire a tout intérêt à utiliser des lignes de réseaux optiques existantes, car celles-ci peuvent prendre des années à être installées. Une fois que ces dernières sont mises en service, elles doivent être qualifiées pour assurer leur conformité aux normes en vigueur. Prenons l’exemple d’une configuration propriétaire, location, propriétaire, location, pour une société créant une route transfrontalière entre des datacenters d’Oregon, de Denver et de Virginie. Il est essentiel d’identifier la section du réseau où un défaut est apparu, et d’identifier que la bonne équipe est envoyée sur place pour une intervention de maintenance préventive. Si le réseau est indisponible à cause d’une rupture, il est crucial de pouvoir la localiser avec précision et de respecter l’accord de niveau de service durant sa restauration. Les pénalités liées à une dégradation de fibre noire ou de fibre Ethernet sont salées et peuvent représenter des millions par an. C’est pourquoi la surveillance offre un bon retour sur investissement, autant pour le propriétaire et fournisseur de fibre noire que pour la société de location qui a mis cette fibre en service. 

L’aspect physique d’un test de fibre noire comparé à un test de fibres en service 

1. En quoi les tests diffèrent-ils dans le cas d’un trafic actif ou de l’absence de trafic ? Lorsqu’on envoie une impulsion optique de test au sein d’un réseau noir physiquement inutilisé, on ne rencontre aucune source d’interférence avec les impulsions de trafic actives qui transmettent des données. On peut dès lors tester n’importe quelle longueur d’onde sans aucun risque. Cependant, sur un réseau de fibres en service actif présentant du trafic, on doit injecter l’impulsion optique de test à une longueur d’onde extérieure à la bande passante utilisée pour la communication, afin de préserver la capacité de trafic et éviter des délais ou des congestions sur la longueur d’onde dudit trafic. Pour les réseaux PON P2MP comme pour les réseaux DWDM P2P actifs, les longueurs d’onde de 1 625 et de 1 650 nm sont généralement utilisées lors du signal de test afin d’éliminer toutes les sources d’interférences potentielles au niveau du trafic ou dues à des appareils actifs tels que des récepteurs, des amplificateurs, etc.. 

2. Dans un réseau actif longue distance et de point à point, on trouvera des amplificateurs et des routeurs servant à perpétuer l’impulsion optique sur la distance, afin de compenser l’atténuation naturelle ou la perte de signal qui dégradent le signal sur ces longues distances. On a souvent besoin de détourner son signal de test des appareils actifs pour éviter les interruptions de trafic, les erreurs de test et les dommages subis par les appareils, notamment en utilisant un filtre permettant de déplacer le signal de test et de l’acheminer autour des appareils actifs à l’aide d’une jarretière, ou pour supprimer totalement le signal. 

Surveillance de la fibre optique active ou contre les intrusions de sécurité

Les questions de sécurité de la fibre optique revêtent une importance croissante alors que de plus en plus d’intrusions et de vols de données sont signalés chaque année. Même si les câbles en fibre optique sont généralement considérés comme plus sûrs que les câbles conventionnels, les cas d’intrusions sur la fibrecontinuent à défier les autorités et les capacités des systèmes de surveillance de la fibre optique.

Les techniques d’intrusion, notamment par le biais de l’introduction de coupleurs optiques ou de contraintes provoquant des fuites, évoluent continuellement afin de ne pas être détectées. Le chiffrement des données est une première ligne de défense évidente contre ce type d’intrusions, mais la technologie de surveillance de la fibre optique peut aussi être utilisée pour identifier les changements de retour optique que les malfaiteurs cherchent à dissimuler.

En matière de surveillance de la fibre optique, la surveillance active de la fibre optique (AFM) est l’une des approches innovantes pouvant améliorer la sécurité via un ajout minime d’éléments matériels d’infrastructure. La détection des petits changements dans la transmission optique sur les lignes de fibre optique actives déclenche des alarmes, lesquelles permettront à leur tour de prendre les mesures de sécurité appropriées. Grâce à l’AFM, il n’est plus nécessaire d’allouer des fibres optiques supplémentaires à la surveillance, car les fibres actives transportant des données de haute priorité peuvent être sélectionnées stratégiquement à des fins d’observation.

Un système de surveillance de la fibre optique distant permet de contrôler un réseau de fibre optique dans son ensemble,  fibre noire incluse, depuis un emplacement central. Grâce à cette méthode globale, les performances du réseau sont évaluées en continu, ce qui réduit le temps moyen de réparation (MTTR).

Le MTTR est le point de mesure qui représente le mieux l’efficacité générale d’un système de gestion et de surveillance de la fibre optique. Il correspond tout simplement au temps moyen requis pour dépanner un défaut et remettre le système en état de marche. Le processus de réparation et de dépannage se compose d’une phase de « découverte » ou de localisation du défaut, et d’une phase de réparation. Lorsqu’une rupture ou une contrainte majeure se produit, il n’est pas rare de devoir envoyer quatre à cinq techniciens qui mettront quatre à cinq heures à localiser le problème, avant de pouvoir le régler. La surveillance à distance ramène la partie « localisation » du processus de réparation à moins de cinq minutes, à distance et automatiquement. Cela représente généralement 30 à 40 % de la durée complète du processus de réparation. ThPar conséquent, la précision de la surveillance de la fibre optique à distance, qui utilise la technologie de réflectométrie optiquepour identifier les défauts, est déterminante pour réduire le MTTR et améliorer la satisfaction de l’utilisateur.

Les messages d’alerte produits par les systèmes de surveillance de la fibre optique à distance peuvent être communiqués par e-mail, par SMS, ou par protocoles SNMP. Les messages SMS sont de simples messages texte hors bande qui sont automatiquement envoyés aux utilisateurs concernés lorsque des alarmes se produisent. La nécessité de disposer d’une visibilité constante sur les interfaces de surveillance s’en trouve réduite. Le « protocole simple de gestion de réseau » (Simple Network Management Protocol, (SNMP) est un autre outil de communication communément utilisé pour surveiller des appareils à distance et transmettre des alertes vers un site ou un hôte centralisé.

Limitations de la surveillance de la fibre optique

Malgré l’efficacité reconnue de la technologie de réflectométrie optique (OTDR), l’existence de zones mortes au sein des liaisons optiques constitue une source d’incertitude potentielle quant à la surveillance de la fibre optique. Une zone morte peut apparaître au sein des mesures d’OTDR lorsque se produit un événement à haute réflectance sur la ligne optique. Cela peut être dû à des espaces d’air, à des épissures ou à des connecteurs produisant un niveau de réflectance suffisant pour saturer temporairement le détecteur OTDR.

Pendant cette période de « black out », au cours de laquelle le détecteur se rétablit après avoir été saturé, l’OTDR ne sera pas capable de discerner avec précision les événements proches sur la ligne optique. Et cela prend toute son importance lorsqu’une condition propice au défaut apparaît suffisamment près d’une épissure ou d’une connexion existante, de sorte que le nouveau problème est dissimulé par une source de réflectance préexistante. 

La prévalence de la fibre noire, autre composante courante des réseaux optiques, constitue également une possible source de problèmes autant que d’opportunités. Malgré son intitulé menaçant, ce terme évoque simplement la présence de fibres inutilisées ou « non activées » au sein du réseau. Ce terme sert parfois aussi à décrire des câbles de fibre optique loués à un tiers par la porteuse d’origine. 

Pourtant, cette fibre noire doit également faire l’objet de tests et d’une surveillance afin de garantir son intégrité, en particulier si la fibre est destinée à de futures opportunités d’expansion. La présence de fibres non utilisées et désactivées peut parfois se révéler avantageuse du point de vue de la surveillance. Des conditions défectueuses affecteront généralement toutes les fibres d’un câble. La surveillance des fibres noires sélectionnées constitue donc un moyen efficace de vérifier continuellement l’intégrité du câble sans perturber les fibres actives.

L’avenir de la surveillance de la fibre optique

Alors que la progression de la portée et de la bande passante des câbles de fibre optique se poursuit, il devient encore plus indispensable de disposer de systèmes de surveillance de la fibre optique précis et complets. L’architecture de réseau Point à Multipoint innovante (et notamment les réseaux optiques passifs (PON))permet la mise en place de réseaux FTTH plus nombreux avec une consommation d’énergie moindre et une diminution des risques d’interférences électriques. Les augmentations attendues en matière de complexité des réseaux optiques vont rendre la surveillance de la fibre optique plus importante que jamais.

Les innovations qui renforcent la précision et la performance de la réflectométrie optique sur les câbles courts seront naturellement bénéfiques pour les systèmes de surveillance de la fibre optique en réduisant l’impact des zones mortes et des autres éléments pouvant être exploités par les intrus. Il est indispensable de préserver la sécurité des réseaux optiques ; c’est pourquoi la technologie de surveillance de la fibre optique du futur doit constamment évoluer pour toujours conserver une longueur d’avance sur ces différents défis.