李韓軍 中國移動通信集團(tuán)浙江有限公司錢宇殷 梅儀國 富春風(fēng) 華信郵電咨詢設(shè)計研究院有限公司

1 前言

隨著我國通信行業(yè)的不斷發(fā)展，在全業(yè)務(wù)運營的背景下，國內(nèi)電信運營商面臨的競爭日益激烈，傳輸網(wǎng)作為基礎(chǔ)承載網(wǎng)的作用顯得愈發(fā)重要，各大運營商都為自己的傳輸網(wǎng)制定了嚴(yán)格的可用性指標(biāo)，以保證為其用戶提供可靠的不間斷服務(wù)。目前又是城市建設(shè)高峰時期，災(zāi)害性氣候也頻繁出現(xiàn)，長距離的干線光纜系統(tǒng)出現(xiàn)故障的概率較高，其承載的業(yè)務(wù)主要依托自愈環(huán)技術(shù)進(jìn)行保護(hù)，但是環(huán)上一旦出現(xiàn)兩處光纜同時中斷，如圖1所示，通信業(yè)務(wù)將大量退服，影響重大。

高發(fā)的光纜故障促使各大電信運營商和設(shè)備提供商積極尋求各種光纜線路保護(hù)方案，并在干線系統(tǒng)上開始大規(guī)模地應(yīng)用光纜線路自動保護(hù)系統(tǒng)OLP（Optical fiber Line auto switch Protection）。它是一種簡單、經(jīng)濟、實用的保護(hù)手段，是一個獨立于通信傳輸系統(tǒng)，完全建立在光纜物理路由上的自動監(jiān)測保護(hù)系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)光纜線路的同步切換保護(hù)，迅速恢復(fù)通信，從而大大提高光纜線路的可用性。

圖1 干線光纜系統(tǒng)故障示意圖

2 OLP網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及定位分析

2.1 OLP的定義及組成

OLP的原理及技術(shù)要求利用光線路保護(hù)技術(shù)，當(dāng)光傳輸線路上光纜意外折斷或損耗變大，導(dǎo)致通信質(zhì)量下降或通信中斷時，光線路自動倒換保護(hù)設(shè)備或系統(tǒng)實時檢測發(fā)出告警信息，并能夠自動地將光傳輸線路由主用線路切換至備用線路，使通信立即恢復(fù)，從而使傳輸系統(tǒng)的故障歷時降至最小，保證光傳輸系統(tǒng)的可靠性。

OLP主要由線路保護(hù)倒換設(shè)備硬件和網(wǎng)絡(luò)管理軟件兩大部分組成，線路保護(hù)倒換設(shè)備硬件由背板子框、控制盤、電源模塊和OLP保護(hù)盤組成。背板子框為OLP保護(hù)盤，控制盤和電源模塊提供一個統(tǒng)一的背板接口，保證各功能模塊間的通信和供電?？刂票P的作用是在OLP設(shè)備與網(wǎng)管軟件間搭建起一個通信橋梁，使OLP保護(hù)盤能夠通過控制盤實時上報當(dāng)前數(shù)據(jù)，操作人員使用網(wǎng)管軟件通過控制盤對OLP保護(hù)盤下達(dá)動作命令以及進(jìn)行參數(shù)的修改和配置等。OLP保護(hù)盤作為OLP系統(tǒng)最重要的模塊，直接對線路進(jìn)行保護(hù)倒換。網(wǎng)絡(luò)管理軟件具備對OLP設(shè)備管理、路由管理、日志管理、安全管理、拓?fù)滹@示、故障管理和故障定位等功能，實現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)洳樵儯绮樵冊O(shè)備、查詢路由等。

2.2 OLP網(wǎng)絡(luò)的工作原理

光纖線路保護(hù)切換的工作原理是當(dāng)工作鏈路傳輸中斷或性能劣化到一定程度后，系統(tǒng)倒換設(shè)備將主信號自動轉(zhuǎn)至備用光纖系統(tǒng)來傳輸，從而使接收端仍能接收到正常的信號而感覺不到網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)了故障，它主要適用于點到點應(yīng)用的保護(hù)。點到點的線路保護(hù)倒換主要有以下幾種方法：

（1）1+1保護(hù)倒換原理

1+1保護(hù)方式為雙發(fā)選收的方式（兩路發(fā)送只需要一路接收），這種方法是利用光濾波器來橋接光信號，并把同樣的兩路信號分別送入工作光纖和保護(hù)光纖的通道中，當(dāng)遇到單一的鏈路故障時，接收端的光開關(guān)便把線路切換到保護(hù)光纖。由于沒有電層的復(fù)制和操作，所以除了當(dāng)發(fā)射機和接收機發(fā)生故障時會丟失業(yè)務(wù)外，一切鏈路故障都可以進(jìn)行恢復(fù)，如圖2所示。

1+1保護(hù)方式的特點：雙發(fā)選收，熱備份，切換速度快（<25ms），備纖可以實現(xiàn)監(jiān)控，插入損耗大（<5.0dB），故障修復(fù)后可自動返回至主線路。

圖2 1+1保護(hù)方式

圖3 1:1保護(hù)方式

該種保護(hù)方式典型應(yīng)用于線路富余量大的光纖線路的在線監(jiān)測和保護(hù)，基于1×2光開關(guān)選擇通信路由。

（2）1:1保護(hù)倒換原理

1:1類型的保護(hù)倒換設(shè)備為選發(fā)選收（選擇其中的一路作為發(fā)送端和接收端）的方式，是利用備用的路由鏈路來避免鏈路對業(yè)務(wù)的影響，業(yè)務(wù)流量并不是被永久地橋接到工作和保護(hù)光纖上；相反，只有在出現(xiàn)故障時，才在工作光纖和保護(hù)光纖之間進(jìn)行一次切換，如圖3所示。

1:1保護(hù)方式的特點：選發(fā)選收，切換速度快（<50ms），備纖可以實現(xiàn)監(jiān)控，插入損耗小，故障修復(fù)后可自動返回至主線路。

該種保護(hù)方式典型應(yīng)用于應(yīng)用于光纖線路的在線監(jiān)測和保護(hù)，基于2×2光開關(guān)選擇通信路由。

（3）1:N保護(hù)倒換原理

1:N保護(hù)結(jié)構(gòu)與1:1光層保護(hù)結(jié)構(gòu)很類似，但在1:N光層保護(hù)結(jié)構(gòu)中N個工作實體共享一個保護(hù)光纖，如果有多條工作光纖阻斷，那么只有其中的一條所承載的流量可以恢復(fù)，最先恢復(fù)的是具有最高優(yōu)先級的故障。

3 干線光纜的OLP系統(tǒng)建設(shè)策略

圖4 干線光纜保護(hù)路由示意圖

圖5 干線光纜OLP保護(hù)系統(tǒng)示意圖

干線光纜要實現(xiàn)OLP保護(hù)，首先要確保在相應(yīng)段落有備用光纜路由，因此要綜合考慮投資、安全等因素進(jìn)行權(quán)衡分析。在資金容許的情況下，在易出故障的段落、業(yè)務(wù)特別重要的段落、維護(hù)相對困難的段落優(yōu)先使用OLP系統(tǒng)來強化光網(wǎng)絡(luò)保障能力，以A－F為例，建設(shè)方式如圖4所示。

結(jié)合A、F點的冗余光纜做為備用光纜路由，A、F端的DWDM設(shè)備前端使用1:1型OLP保護(hù)器，來實現(xiàn)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(shù)和主用光纜有差異，為了確保切換后原有DWDM系統(tǒng)無感知，可以在備纜合適位置添加EDFA、DCM補差衰耗、色散參數(shù)。建設(shè)OLP后的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖5所示，擁有OLP鏈路保護(hù)，配合原有的自愈環(huán)保護(hù)功能，大大提升了傳輸網(wǎng)的可靠性。

4 結(jié)束語

OLP技術(shù)已廣泛應(yīng)用于運營商的干線傳輸系統(tǒng)，特別是長途DWDM系統(tǒng)，由于長途傳輸系統(tǒng)的重要性和光纜距離長、跳接多、環(huán)境復(fù)雜，使用OLP可以提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，減輕了一線技術(shù)人員的維護(hù)壓力，提高了維護(hù)水平與效率。OLP技術(shù)也逐漸開始在本地網(wǎng)骨干層光纜系統(tǒng)中應(yīng)用，也包括裸纖出租的重要集團(tuán)客戶。

但是OLP設(shè)備自身2～5dBm的插入損耗對波分來說有很大的影響，存在主備路由衰耗、色散的差異，光功率補償和信噪比等問題；另外OLP系統(tǒng)的備用光纖路由必須選擇與主用光纖路由完全不同的光纜線路，這樣將使得光纜線路的建設(shè)成本大幅增加，也涉及到重復(fù)投資建設(shè)問題，運營商在建設(shè)過程中需慎重考慮。

[1]李勇超. 光線路自動保護(hù)系統(tǒng)技術(shù)及其實用性探討[D]. 鄭州: 解放軍信息工程大學(xué), 2008.

[2]張永紅,宋禹廷,張曉洲. 光纜線路的維護(hù)與管理[M]. 北京: 人民郵電出版社, 2007.

[3]李方健,何川,曾春. 光纖通信技術(shù)[M]. 北京: 機械工業(yè)出版社, 2010.