光纜自動保護倒換系統技術研究及應用

【摘要】本文主要介紹光纜線路自動保護系統OLP（Optical fiber Line auto switch Protection，簡稱OLP）的技術原理和系統組成、光線路自動保護系統的優缺點和主要的應用策略。

【關鍵詞】OLP主用路由備用路由系統建設策略

一、OLP產生的背景

在目前的通信網絡中，DWDM（密集型光波復用）系統是各運營商承載業務的基礎平臺，現網中的干線光纜時刻面臨各種因素導致的中斷風險，波分環網兩點甚至多點中斷的情況時有發生，僅靠環網保護無法實現自愈。傳統的人工調度的雙路由保護方式無法滿足干線光纜快速搶修和業務恢復的嚴格要求。高發的光纜故障促使各大電信運營商和設備提供商積極尋求各種光纜線路保護方案，并在干線系統上開始大規模的應用光纜線路自動保護系統OLP（Optical fiber Line auto switch Protection，簡稱OLP），它是對光傳輸層的保護，且控制的機制只針對光纖路由，與傳輸設備關系較小，不存在兼容問題，容易組成光路保護網絡，目前國內已有一些光層保護有著上層業務保護不可比擬的優點。如光層恢復可靠性高、光層恢復速度快、光層恢復成本低，同時可以對不同業務提供保護。接入干線傳輸系統時幾乎不會影響傳輸特性。

二、OLP原理

DWDM系統中常用的保護方式可以分為人工保護和自動保護兩類，自動保護按照保護層次可以分為基于光放段光纜線路保護（OLP）、基于光復用段（OMSP）的保護和基于單個波長的光通道層保護（OCP）等。

2.1.1人工保護

人工保護是一種傳統的保護方式。通過在DWDM系統中配置備用波道，當某一波長出現電路中斷情況時，將故障波道人工倒換至備用波道中。其特點是通過配置少量的備用波道，可以對工作波道起到較好的保護作用，不足之處是備用波道和工作波道配置在同一WDM系統中，對于光纜線路故障無法對工作波道進行保護。

2.1.2自動保護

（1）光纜線路保護（OLP）原理

通過對光纖線路或系統進行實時監測，在光傳輸線路上光纖折斷或損耗變大導致通訊質量下降或通訊中斷時，發出告警信號，自動啟動光開關的倒換，將傳輸系統倒換到線路指標在正常范圍的備用光纜線路上，使通信快速恢復，保證傳輸系統不間斷的正常工作，不影響通信業務的正常運營。如圖1所示。

（2）光纜線路保護（OLP）方案

OLP保護對干線光纖資源的需求成倍增加，要求主備用線路的參數盡量相同，由于加入較多的光開關帶來的插入損耗造成光復用段距離縮短，若主備用路由線路長度差異過大、光纖類型不一致，對主備用路由光放、色散補償模塊的配置都比較復雜。采用OLP保護方案時，網絡設計應要求主用光系統的OSNR和BER指標都滿足國家行標的要求。由于系統倒換情況多且復雜，對OSNR指標可適當放寬，BER應滿足行業標準要求。光纖線路保護技術主要有兩種基本的保護方案：雙發選收保護方案（即1+1保護）和選發選收保護方案（即1：1保護）。

①雙發選收保護方案應用于線路富余量大的光纖線路的在線監測和保護，基于1×2光開關選擇通信路由，特點：a.雙發選收，熱備份；b.切換速度快；c.備纖監控；d.插入損耗大（<5.0dB）；e.可自動返回至主線路。

②選發選收保護方案應用于光纖線路的在線監測和保護，基于2×2光開關選擇通信路由，特點：a.選發選收；b.切換速度快：<50ms；c.備纖監控；d.插入損耗小；e.可自動返回至主線路。

（3）光纜線路保護（OLP）網管系統

組網方式一：每個OLP站點采用單臺協轉，經過SDH傳輸網（E1/2M）將單個站點的網管信息傳達至網管中心。

組網方式二：DCN/DDN網傳送每個OLP站點設備機箱主控盤直接接入DCN網，網管信息傳達至網管中心。

三、干線光纜的OLP系統建設策略

干線光纜要實現OLP保護，首先要確保在相應段落有備用光纜路由，因此要綜合考慮投資、安全等因素進行權衡分析。在資金容許的情況下，在易出故障的段落、業務特別重要的段落、維護相對困難的段落優先使用OLP系統來強化光網絡保障能力，以A—F為例，建設方式如圖2所示。

結合A、F點的冗余光纜做為備用光纜路由，A、F端的DWDM設備前端使用1：1型OLP保護器，來實現AF之間點到點的主備光纜自動倒換。如果備路光纜的衰耗、色散參數和主用光纜有差異，為了確保切換后原有DWDM系統無感知，可以在備纜合適位置添加EDFA、DCM補差衰耗、色散參數。建設OLP后的網絡結構如圖3所示，擁有OLP鏈路保護，配合原有的自愈環保護功能，大大提升了傳輸網的可靠性。

四、光自動切換保護系統價值體現：收益，節約投資等

光自動切換保護系統是針對線路故障而設計的，完全獨立于PTN系統，SDH系統和DWDM系統的網元設備，在結合備用光纖路由的情況下，可以組建切換保護網絡。通過實踐證明光自動切換保護快速可靠、安全靈活、業務恢復能力強。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。

五、結束語

采用OLP技術可以有效解決光纜線路維護難的問題，快速可靠、安全靈活、業務恢復能力強，體現在路由調度靈活，線路割接和檢修方便，提高了故障發現和修復速度，降低線路阻斷導致業務中斷事故出現的概率。該技術已廣泛應用于運營商的干線傳輸系統，特別是長途DWDM系統，由于長途傳輸系統的重要性和光纜距離長、多跳接、環境復雜，使用OLP可以提高系統穩定性，減輕了一線技術人員的維護壓力，提高維護水平與效率。OLP技術也逐漸開始在本地網骨干層光纜系統中應用，并且嘗試在裸纖出租的重要集團客戶中應用。

參考文獻

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