OLP在干線光纜保護系統(tǒng)中的應(yīng)用設(shè)計探討

李韓軍 中國移動通信集團浙江有限公司錢宇殷 梅儀國 富春風 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)制定了嚴格的可用性指標，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)進行保護，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系統(tǒng)OLP（Optical fiber Line auto switch Protection）。它是一種簡單、經(jīng)濟、實用的保護手段，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)測保護系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)光纜線路的同步切換保護，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技術(shù)，當光傳輸線路上光纜意外折斷或損耗變大，導致通信質(zhì)量下降或通信中斷時，光線路自動倒換保護設(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，線路保護倒換設(shè)備硬件由背板子框、控制盤、電源模塊和OLP保護盤組成。背板子框為OLP保護盤，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保護盤能夠通過控制盤實時上報當前數(shù)據(jù)，操作人員使用網(wǎng)管軟件通過控制盤對OLP保護盤下達動作命令以及進行參數(shù)的修改和配置等。OLP保護盤作為OLP系統(tǒng)最重要的模塊，直接對線路進行保護倒換。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、拓撲顯示、故障管理和故障定位等功能，實現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的拓撲查詢，如查詢設(shè)備、查詢路由等。

2.2 OLP網(wǎng)絡(luò)的工作原理

光纖線路保護切換的工作原理是當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。點到點的線路保護倒換主要有以下幾種方法：

（1）1+1保護倒換原理

1+1保護方式為雙發(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光纖的通道中，當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光纖。由于沒有電層的復(fù)制和操作，所以除了當發(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行恢復(fù)，如圖2所示。

1+1保護方式的特點：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保護方式

圖3 1:1保護方式

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

（2）1:1保護倒換原理

1:1類型的保護倒換設(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光纖上；相反，只有在出現(xiàn)故障時，才在工作光纖和保護光纖之間進行一次切換，如圖3所示。

1:1保護方式的特點：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，基于2×2光開關(guān)選擇通信路由。

（3）1:N保護倒換原理

1:N保護結(jié)構(gòu)與1:1光層保護結(jié)構(gòu)很類似，但在1:N光層保護結(jié)構(gòu)中N個工作實體共享一個保護光纖，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 干線光纜保護路由示意圖

圖5 干線光纜OLP保護系統(tǒng)示意圖

干線光纜要實現(xiàn)OLP保護，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，配合原有的自愈環(huán)保護功能，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)人員的維護壓力，提高了維護水平與效率。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, 2008.

[2]張永紅,宋禹廷,張曉洲. 光纜線路的維護與管理[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.