Новый способ сканирования возможных маршрутов оптоволокна

Достижение нашего видения метавселенной потребует переосмысления сетевой инфраструктуры, способной поддерживать вычислительные платформы будущего. Хотя до метавселенной еще далеко, ее элементы уже реализуются, и мы уже сотрудничаем с телекоммуникационными компаниями по всему миру для разработки общих волоконно-оптических сетей с открытым доступом, которые могут помочь в этой работе. Распределяя расходы и предоставляя сетевые ресурсы всем рыночным экосистемам, открытые сети помогают сегодня сделать обильный, недорогой и высококачественный Интернет доступным для большего числа людей — и, в конечном счете, выполнить обещание метавселенной.

Когда мы задумались об обследовании потенциальных оптоволоконных маршрутов через Демократическую Республику Конго (ДРК), то узнали, что дорог с твердым покрытием (необходимых для прокладки оптоволоконных кабелей) не хватает, а это означало, что нам потребуется другой подход к сбору богатый набор данных для составления отчета о наших оценках стоимости строительства. Совместно с софриком и его партнеры Резюме группыИ Группа СОТЭКмы внедрили новую технологию обследования оптических волокон, в которой используются преимущества динамического конусного проникновения (DCP) и гамма-спектрометры для ускорения процесса сканирования и повышения точности оценки затрат на строительство сети, что позволяет компаниям определять, подходит ли новый проект осуществим.

процесс дорожного строительства

В большинстве проектов Fiber Definition мы работаем с партнерами по телекоммуникационной отрасли для планирования и развертывания сетей. Процесс начинается с определения сайтов, к которым Meta и наши партнеры хотят подключиться, а затем мы их используем. OpenStreetMap (OSM) Данные с использованием наших инструментов макета сетки для перебора вариантов пути и определения оптимального макета среднего уровня (то есть любого пути). После дальнейшей доводки проектов в сотрудничестве с партнерами по проекту мы переходим к заключительному этапу: выполнению низкоуровневого проектирования (т. е. любой стороны дороги) с использованием различных методов полевых исследований, направленных на сбор данных о потенциальных препятствиях строительства. .

В рамках этого процесса мы также стараемся определить количество материалов, необходимых для проекта, а также предпочтительные методы строительства. Имея эти данные, мы можем затем оценить время и стоимость развертывания волоконно-оптической сети, которые являются ключевыми входными данными для оценки финансовой жизнеспособности любого проекта.

Инновационные возможности

Одним из способов повысить точность оценки стоимости подземных волоконно-оптических сетей является классификация состояния грунта. Это важно, поскольку объем грунта, который необходимо выкопать, является основным фактором затрат, а плотность грунта является еще одним фактором: чем тверже грунт, тем больше усилий требуется и тем выше стоимость.

Одним из распространенных методов сбора данных о плотности почвы является использование измерителя динамического конусного проникновения (DCP). Это устройство оценивает плотность почвы (измеряется в мегапаскалях), связывая силу, необходимую для вдавливания стального стержня в землю, с глубиной стержня, достигнутой этой силой. Многократным ударом штанги на желаемую глубину (например, два метра) можно рассчитать профиль плотности грунта от поверхности до конечной глубины. DCP — относительно недорогой и простой в использовании инструмент, но это не быстрый процесс. Кроме того, его измерения очень локализованы, поэтому, чтобы предложить реальную ценность, необходимо выполнить множество тестов — легко набрать баллы на километр — что значительно увеличивает время сканирования и стоимость.

Другой способ оценить плотность почвы — это данные, собранные с помощью гамма-спектрометра. Это устройство довольно распространено в горнодобывающей промышленности и использует тот факт, что во многих минералах присутствуют следовые количества радиоактивных элементов. Спектрометр может обнаруживать и измерять выбросы гамма-излучения от таких элементов, как уран, торий и калий. Эти данные можно анализировать и использовать для оценки плотности почвы, поскольку источник излучения и уровни излучения зависят от состава почвы и размера частиц почвы. Хотя сбор спектрофотометрических данных является более дорогим и сложным, чем DCP, сбор спектрометрических данных в высокой степени автоматизирован, и человек может быть быстро обучен сбору данных для последующей обработки и удаленного анализа специализированными геологами.

Еще одной сильной стороной спектрометра является его способность обнаруживать неоднородность почвы. Он может определить, где происходят сдвиги в подземных условиях. Если выбросы одинаковы в районе, относительно безопасно сделать вывод, что почва однородна по всему району. Это важно, поскольку результаты спектрофотометра требуют калибровки по контрольным данным. В нашем случае контрольные данные собираются через DCP.

Это слайд-шоу требует JavaScript.

вдохновение

Эти методы необходимы для своевременного и экономичного развития оптоволоконных сетей. Прокладка оптоволоконных кабелей вдоль дорог позволяет легко транспортировать материалы, оборудование и рабочую силу, необходимые для установки сети. Эти методы также упрощают будущие операции, поскольку сетевые специалисты должны вернуться, чтобы контролировать и обслуживать волокна в течение срока службы более 20 лет.

Однако дороги (и мосты) дорого строить и содержать. Это особенно верно в отношении некоторых стран, таких как Демократическая Республика Конго. При огромной площади в 2,3 млн км2 Географически (в основном покрытая тропическими лесами и окруженная реками и ручьями) и годовой ВВП на душу населения около 1000 долларов США, ДРК смогла построить только 3000 километров дорог с твердым покрытием (аналогично Люксембургу, стране размером 0,1 процента) ДРК. ). Это означает, что логистика проекта оптоволокна в Демократической Республике Конго сложна и дорога.

Таким образом, когда мы начали думать об исследовании потенциальных маршрутов оптоволокна через ДРК, мы знали, что может потребоваться другой подход для сбора обширного набора данных, который мог бы предоставить более точную информацию о наших оценках стоимости строительства. Мы искали инновационную и революционную технологию сканирования дорог и нашли ее в решении, предложенном Sofrecom и ее партнерами Groupe CVA и SOTEK Group.

Используя DCP в сочетании с автомобильным спектрометром 4×4 с высоким разрешением, мы создали высокоскоростной процесс классификации плотности почвы:

  • Сначала команда СОТЭК запустила спектрометр, который собирал гамма-излучение, затем передал данные в CVA во Франции для последующей обработки (данные спектрометра были объединены с геологическими данными из других источников) и экспертного анализа.
  • Первоначальные результаты были возвращены в поле вместе с конкретными местами для второй группы SOTEK для сбора измерений DCP, которые затем были переданы CVA для завершения анализа плотности почвы.

Таким образом, количество сканирующих тестов DCP было уменьшено за счет относительно небольшого набора результатов тестов DCP, используемых для калибровки огромного количества данных спектрометра. Параллельно с измерениями DCP приложение, работающее на мобильном устройстве, оснащенном GPS, использовалось для захвата традиционных точек данных съемки, таких как строительные препятствия, а также экологически и культурно чувствительные районы. Благодаря этому процессу мы смогли создать подробную ГИС-карту, которая сочетает в себе выборочные данные обследования с подробной информацией о состоянии почвы, и все это без увеличения временной шкалы исследования.

Ограничением спектрометра является то, что его нельзя использовать для сбора данных под поверхностями с твердым покрытием, поскольку материалы в асфальте и бетоне содержат некоторые из тех же радиоактивных элементов, что и в почве, поэтому любые результаты будут сильно искажены. Однако из-за того, что в ДРК очень мало дорог с твердым покрытием, мы смогли изменить состояние дорог в нашу пользу.

Карта Демократической Республики Конго.  Оранжевые линии показывают наши методы сканирования волокна.
Карта Демократической Республики Конго. Оранжевые линии показывают наши методы сканирования волокна.

управление стоимостным риском

Экономика часто является препятствием для подключения, особенно на развивающихся рынках, где стоимость проектов часто аналогична стоимости на развитых рынках. Кроме того, доходность краткосрочна. Он часто снижается по сравнению с развитыми рынками из-за таких факторов, как низкий уровень проникновения Интернета и низкий уровень дохода. Мы надеемся, что методы, подобные описанным выше, снизят глобальные риски проектов с достоверными данными, помогут большему количеству проектов преодолеть первоначальные препятствия бизнес-кейса и устранить некоторые неизвестные.

Что дальше?

Используя эту технологию, мы завершили съемку более 5000 км потенциальных оптоволоконных маршрутов через ДРК, но этот метод можно улучшить. Другие технологии, такие как гиперспектральная визуализация и георадар, также перспективны для методов сбора данных. Конечно, мы пионеры в компьютерном зрении и машинном обучении, двух очень полезных областях для обработки такого типа анкет. Наши возможности в этих областях могут быть применены к этим типам наборов данных, чтобы помочь в будущих исследованиях пути:

  • дальнейшее снижение затрат;
  • Увеличьте скорость процесса
  • повышенная достоверность и точность; И
  • Предоставьте партнерам в стране возможность выполнять больше этой технической работы на местном уровне и помогите им в процессе развития своих собственных национальных коммуникационных экосистем.

За последнее десятилетие мы вместе с партнерами по телекоммуникационной отрасли инвестировали миллиарды долларов в улучшение связи по всему миру. Эти открытые совместные усилия включают онлайн-обмен и совместное размещение, не зависящее от оператора, чтобы расширить преимущества наших инвестиций в базовую инфраструктуру, такую ​​как подводное волокно и кабель. Благодаря этим открытым совместным усилиям мы своими глазами увидели, как сотрудничество в масштабах всей отрасли может улучшить и расширить глобальную связь. Помогая закладывать основу для метавселенной, мы продолжим спонсировать проекты, которые помогут подготовить людей во всем мире к процветанию в этом смелом будущем.

Мы хотели бы поблагодарить Ибрахиму Ба, Фабриса Оандже и Клайва Ван Хелтена за их работу над этим проектом.

Leave a Comment