光線路保護系統（OLP）的設計思路

摘要：光線路保護系統是獨立于通信傳輸系統，完全建立在光纜物理鏈路上的自動監測保護系統。河北聯通為了對長途干線光傳輸系統進行保護，新建了光線路保護系統。本文對其設計思路進行了分析。關鍵詞：光線路保護 設計思路

光線路保護系統（OLP）是一個獨立于通信傳輸系統，完全建立在光纜物理鏈路上的自動監測保護系統。當工作光纖損耗增大導致通信質量下降或工作光纖發生阻斷時，系統能夠實時自動地將光通信傳輸系統從工作光纖切換至備用光纖，恢復通信，實現光纜線路的同步切換保護，從而提高光纜線路的可用性，增強通信系統的可靠性，保證服務質量。

最近幾年，河北聯通的干線傳輸網絡從覆蓋范圍、網絡安全上得到了較大的提高，形成了多WDM系統共存的局面，承載的業務也逐步多元化（主要承載IP骨干網、IP承載網、傳統的語音業務及大客戶業務），致使長途傳輸網在帶寬、接入能力、網絡安全、服務質量等方面都面臨新的考驗。

隨著通信業務的發展，網絡的生存能力已成為制約運營商提高競爭力的重要因素。對于業務網的承載平臺——光傳送網而言，光纜線路層的保護與恢復對于整個光傳送網的生存能力有著重大的影響。

縱觀各運營商傳輸網的運行情況，大部分傳輸鏈路故障都由光纜線路阻斷引起的，僅有小部分阻斷是由設備故障而引起的，此種現象在長途傳輸網上表現更為明顯。為改善上述情況，光纖自動切換系統作為一個投資少、效果明顯的網絡保護恢復系統應運而生。此系統完全建立在光纜物理鏈路上的自動監測保護系統，是一個獨立的傳輸系統，當工作光纖損耗增大導致通信質量下降或工作光纖發生阻斷時，系統能夠實時自動地將傳輸系統從工作光纖切換至備用光纖上，實現對傳輸網的保護。針對以上特點，為了加強一、二級干線傳輸系統的安全性，提高運行維護效率，河北聯通在部分干線光傳輸系統上新建光切換系統。

下面以目前河北聯通采用的某公司生產的OLP系列光線路自動切換保護器為例來說明思路。

1 設計目標

河北聯通利用這些設備和冗余光纖線路，構建光纜保護網絡，對線路實行1+1或1：1方式的線路保護，從而滿足河北聯通對線路通信保障可用率指標的要求。

此系統可以實現如下功能：

①自動切換功能：主線路光纖阻斷，自動切換至備線路，保證通信業務無阻斷。②檢修調度功能：在主線路正常的情況下，可由網管或設備面板發出指令調度切換工作路由，保證通信業務無中斷。③主備纖插損監測功能：可實時監測主用和備用路由的線路插損狀況，并根據設定的告警門限告警提示。④掉電、上電保持功能：切換盤掉電或上電，不影響主備用路由的切換狀態，保證系統正常工作；并具備熱插拔功能。⑤網管功能：設備管理：實現對切換設備進行分類、配置、控制。實時監控：實現對OLP設備狀態和路由線路狀況的實時監控。告警管理：實時對切換設備的告警收集、報警、確認。性能管理：可按用戶設定的時間間隔收集設備運行狀態的數據。安全管理：用戶及其權限管理。日志管理：記錄系統事件。拓撲顯示：實現設備分布及狀態的拓撲顯示。

2 項目實施后能否達到預期目標

項目實施后可以有效解決光纜線路維護難的問題，達到預期目標：

①降低線路阻斷導致業務中斷事故出現的概率。②降低線纜維護費用。③提高故障發現和修復速度，無需中斷業務信號的傳輸。④靈活調度路由，方便線路割接和檢修。⑤有助于提高線路維護績效。

3 項目實施過程中可能遇到的問題分析

項目實施過程中可能遇到如下問題：

①確保分配給切換設備的網絡參數正確：有可能因為不正確的網絡參數分配引起的網絡故障和IP沖突等問題，影響網絡中其他設備的正常工作，同時失去對切換設備的在線監控和配置。②確保有足夠的網絡資源鏈路、電路和端口。③確保備用線路狀況正常：割接前需要測試備用線路的狀況，確保割接時現場測試能夠順利進行，否則需要再次申請割接時間，進行線路測試和驗收，影響工程進度。④安裝問題：提前確定安裝切換設備合理的機架尺寸和位置；提前確定切換設備、ODF機架、光端機之間的跳線長度和連接器型號，以加快項目施工速度。

4 項目實施對在用設備的影響分析

切換設備介入后，可能有如下影響：

①本身對業務光信號完全透明。②光端機發射端和配對的接收端之間引入附加損耗最大為3dB，在設計時保證接收機的接收功率在合適的接收范圍，并預留足夠的富裕度，不會影響在用設備的可靠運行。③入的偏振相關損耗（PDL）<0.1dB，對在用設備的光信號無影響。④入的偏振模色散（PMD）<0.05ps，對10Gb/s或10Gb/s以下的在用設備正常工作無影響。⑤入的色度色散（CD）<0.5ps/nm，對10Gb/s或10Gb/s以下的在用設備正常工作無影響。⑥入的波長相關損耗（WDL）<0.2.dB（C band or L Band），對單波長和DWDM系統無影響。

5 設計依據

傳輸系統增加保護系統后在備路由上可能存在色散，光功率補償等問題。對于波分系統來說除備路由存在該問題外，主路由還可能存在由于多段光放段都介入保護設備后引起的光信噪比（OSNR）問題，同時系統接入光放大器后還可能存在波分系統的OSC信號的透明處理問題，第三方的光放大器介入后不應影響原系統的OSC信號的傳輸。

針對以上問題該公司做出了解決方案。說明如下：

5.1 SDH系統的色散和光功率問題

如果備用路由與主用路由的光纖長度不一致，那么主備路由的色散量，衰減值可能存在差別，會引起色散補償問題和光功率補償問題。

SDH原系統的色散容限最初的設計較小，在備用線路上需要考慮，同時系統的發光功率和接收靈敏度也有一定限制。增加EDFA是較好的解決功率補償，色散可采用信號轉發EDFA或色散補償模塊（DCM）來可以解決。

5.2 DWDM系統的色散、光功率、OSC和OSNR問題

如果備用路由與主用路由的光纖長度不一致，那么主備路由的色散量，衰減值可能存在差別，會引起色散補償問題和光功率問題，同時會引起OSNR的下降，可能導致波分系統不能正常運行。

DWDM系統的色散問題可以通過增加色散補償模塊（DCM）解決。

DWDM系統的光功率問題可以通過增加EDFA或RFA解決。

在DWDM系統上傳輸的信號除了業務信號外還有用于網管的OSC信號其工作波長在光放器的放大帶外，OSC信號的傳輸距離較長，一般為容許衰耗為40dB以上，但是也有一定限制，因此增加色散補償模塊和光放大器可能會導致OSC不能正常工作。

通過OSC信號光電再生技術及WDM技術可以解決該問題。

對波分系統來說，OSNR是一個重要指標，由于使用光放大器，光放大器級間的OSNR是相互影響的，因此在在系統中某段或多段增加保護系統、EDFA或色散補償模塊后，會對整個系統的OSNR產生級聯影響。因此有必要在增加這些設備后對系統的整體OSNR進行估算，確保波分系統工作正常。

目前，光切換系統已經在河北聯通的多條長途干線光傳輸系統上應用，使用效果良好。

參考文獻：

[1]孫學軍，張述軍.DWDM傳輸系統原理與測試[A].北京：人民郵電出版社.2000.