光纤线路保护系统—确保通信无中断

1．概述及无阻断通信的必要性

随着密集波分复用技术和高速数字交换技术的应用，使得越来越多的信息业务集中到较少的节点和线路上，对这些线路所在的光网络可靠性提出了越来越高的要求。据统计每年我国发生超过2000次的光缆阻断，造成超过10亿元的巨大直接通信损失和对国民经济各行业不可估量的重大损失。因此，网络生存能力成为影响网络设计与构建的重要因素，而光路层的保护与恢复对于整个网络的生存能力有着重大的影响。对构建光网络生存能力具有非常重大的意义。

2．光路自动切换保护系统结构、功能、指标，光路图

当前各电信运营商采用的光网络保护方式主要有以下几种：1.SDH自愈环保护，2.光路分流保护，3.人工调度保护，4.光路自动切换保护技术。采用光路传输分流和人工调度预案保护方式是效率较低的,已无法满足无阻断通信服务质量的要求。SDH传输设备制式和地理i环境的因素限制使得SDH自愈环保护方式的应用有限，保护机制复杂，并且干线SDH自愈保护功能无法实现。光路自动切换保护是对光传输层的保护，且控制的机制只针对光纤路由，与传输设备关系较小，不存在兼容问题，容易组成光路保护网络，目前国内已有一些光层保护有着上层业务保护不可比拟的优点。如光层恢复可靠性高、光层恢复速度快、光层恢复成本低，同时可以对不同业务提供保护。接入干线传输系统时几乎不会影响传输特性。

图1:1方式保护的原理框图

光纤线路保护技术主要有两种基本的保护方案：双发选收保护方案（即1+1保护）和选发选收保护方案（即1:1保护）。1+1保护和1:1保护通过光功率检测实现线路的快速保护,自动切换恢复时间按ITU-TG.783和ITU-TG.841标准，小于50ms。 1:1型光线路保护设备可以应用在点对点简单线路和主备线路存在电中继和EDFA等复杂线路中，一对设备引入的插入损耗为2.6dB，切换时间小于30ms,设备对传输信号独立透明，并且可以实现自动恢复功能。

3．浙江传输光纤线路保护技术的应用：组网、功能

为了满足浙江电信对线路通信保障、干线传输电路可用率指标的要求。 浙江电信的光保护工程采用OLP系列光线路自动切换保护器，利用这些设备和冗余光缆线路，选择杭福贵成光缆、沪金南穗光缆、南沿海光缆、宁杭光缆等11个中继段中相适应的省网系统，构建光纤光缆保护网络，实行1:1方式的物理保护，采用DCN网络进行监控管理。系统可以实现如下功能：a)自动切换功能：主用路由光纤阻断，自动切换至备用路由，保证通信业务无阻断；还可根据具体线路情况及需要设置成可恢复模式的自动返回功能：即当主用路由线路恢复正常时自动切换恢复至主用路由线路的功能。b)检修调度功能：在主用路由光纤正常的情况下，可由网管或设备面板发出指令调度切换工作路由，保证通信业务无中断；c)主备纤插损监测功能：可实时监测主用和备用路由的线路插损状况，并根据设定的告警门限给出告警提示。d)掉电、上电保持功能：切换盘掉电或上电，不影响工作线路状态，保证系统正常工作；并具备热插拔功能。工程采用的光纤线路保护设备OLP每一对的介入损耗为小于3.0dB,倒换保护时间小于30.0ms。被保护的11个中继段以及相应的备用线路如表1所示，采用11套线路保护设备，其中4U规格机架1台，机架上安装有4个光纤线路切换单元盘，1U规格设备18台，其中2台作为本次项目的备品。各站点安装设备以及工程示意图如图1所示。

表1 被保护中继段明细表

网络拓扑结构如图2所示，杭州站是整个网络的中心站点，在此站点配置4U插盘式线路保护装置。4U机架上插入4个单元盘。单元盘与机房中的光端机相连接，接入到通信线路中。嘉兴站、临平站、绍兴站、余姚站各配置2台1U机架式线路保护装置；湖州、海盐、富阳、宁波、诸暨、义乌、金华、丽水站分别配置1U机架式的OLP装置。 网络监控中心设在杭州，分别根据站点实际情况对以上各站点OLP设备进行设置和调试（阈值设定和网络参数设置等）。本试验网络中的任意一对节点之间利用主用光缆和备用光缆将配对的OLP设备连接起来，节点处的光端机和OLP设备间用相应的光纤跳线连接起来。光保护系统的自动切换是靠光功率监测引导并在设备层上完成。

图1 工程示意图

图2 网管界面截图

网管系统的功能主要是维护管理和主动切换调度。1)设备管理：实现对切换设备进行分类、配置、控制。2)实时监控：实现对切换设备的单盘光功率和路由线路状况的实时监控。3)告警管理：实时对切换设备的告警收集、报警、确认。4)性能管理：可按用户设定的时间间隔收集设备运行状态的数据，并可查询历史数据。5)安全管理：用户及其权限管理6)日志管理：记录系统事件7)拓扑显示：实现设备分布及状态的拓扑显示

4．光路自动切换保护系统在WDM系统和SDH保护

骨干网作为综合业务的公用光传输/传送平台，由于各种业务自身所具有的保护能力千差万别因此需要能够提供可靠的、灵活的光层保护能力。利用ＤＷＤＭ的光域保护机制，可以方便地为包括SDH信号在内多种信号协议提供物理层的保护，提供高质量数据通道的能力。 光路自动切换保护系统业可以实现ＤＷＤＭ系统的保护，实现备用路由保护的方案可靠性高，主要应付光纤切断等特殊情况，只要具备条件实施起来方便。通过应用，在冗余通道满足的情况下，目前这是对易发生阻断的干线（不论是线路和设备），实行自愈保护的一种好方法。实际线路中一般情况下主用路由和备用路由会存在距离差异较大的问题，对于高速通信系统和DWDM系统存在主备路由衰耗和色散的差异。需要考虑采用EDFA和DCM，同时兼顾OSC监控信道的处理。

5．光自动切换保护系统价值体现：收益，节约投资等

光自动切换保护系统是针对线路故障而设计的，完全独立于SDH系统和DWDM系统的网元设备，在结合备用光纤路由的情况下，可以组建切换保护网络。通过实践证明光自动切换保护快速可靠、安全灵活、业务恢复能力强。项目实施后可以有效解决光缆线路维护难的问题，达到预期目标：1)降低线路阻断导致业务中断事故出现的概率；2)降低线缆维护费用；3)提高故障发现和修复速度，无需中断业务信号的传输；4)灵活调度路由，方便线路割接和检修；5)有助于提高线路维护绩效