光线路保护系统(OLP)的设计思路

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摘要：光线路保护系统是独立于通信传输系统，完全建立在光缆物理链路上的自动监测保护系统。河北联通为了对长途干线光传输系统进行保护，新建了光线路保护系统。本文对其设计思路进行了分析。关键词：光线路保护　设计思路

光线路保护系统（olp）是一个独立于通信传输系统，完全建立在光缆物理链路上的自动监测保护系统。当工作光纤损耗增大导致通信质量下降或工作光纤发生阻断时，系统能够实时自动地将光通信传输系统从工作光纤切换至备用光纤，恢复通信，实现光缆线路的同步切换保护，从而提高光缆线路的可用性，增强通信系统的可靠性，保证服务质量。

最近几年，河北联通的干线传输网络从覆盖范围、网络安全上得到了较大的提高，形成了多WDM系统共存的局面，承载的业务也逐步多元化（主要承载IP骨干网、IP承载网、传统的语音业务及大客户业务），致使长途传输网在带宽、接入能力、网络安全、服务质量等方面都面临新的考验。

随着通信业务的发展，网络的生存能力已成为制约运营商提高竞争力的重要因素。对于业务网的承载平台――光传送网而言，光缆线路层的保护与恢复对于整个光传送网的生存能力有着重大的影响。

纵观各运营商传输网的运行情况，大部分传输链路故障都由光缆线路阻断引起的，仅有小部分阻断是由设备故障而引起的，此种现象在长途传输网上表现更为明显。为改善上述情况，光纤自动切换系统作为一个投资少、效果明显的网络保护恢复系统应运而生。此系统完全建立在光缆物理链路上的自动监测保护系统，是一个独立的传输系统，当工作光纤损耗增大导致通信质量下降或工作光纤发生阻断时，系统能够实时自动地将传输系统从工作光纤切换至备用光纤上，实现对传输网的保护。针对以上特点，为了加强一、二级干线传输系统的安全性，提高运行维护效率，河北联通在部分干线光传输系统上新建光切换系统。

下面以目前河北联通采用的某公司生产的OLP系列光线路自动切换保护器为例来说明思路。

1　设计目标

河北联通利用这些设备和冗余光纤线路，构建光缆保护网络，对线路实行1+1或1：1方式的线路保护，从而满足河北联通对线路通信保障可用率指标的要求。

此系统可以实现如下功能：

①自动切换功能：主线路光纤阻断，自动切换至备线路，保证通信业务无阻断。②检修调度功能：在主线路正常的情况下，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。③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告警提示。④掉电、上电保持功能：切换盘掉电或上电，不影响主备用路由的切换状态，保证系统正常工作；并具备热插拔功能。⑤网管功能：设备管理：实现对切换设备进行分类、配置、控制。实时监控：实现对OLP设备状态和路由线路状况的实时监控。告警管理：实时对切换设备的告警收集、报警、确认。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。安全管理：用户及其权限管理。日志管理：记录系统事件。拓扑显示：实现设备分布及状态的拓扑显示。

2　项目实施后能否达到预期目标

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。

3　项目实施过程中可能遇到的问题分析

项目实施过程中可能遇到如下问题：

①确保分配给切换设备的网络参数正确：有可能因为不正确的网络参数分配引起的网络故障和IP冲突等问题，影响网络中其他设备的正常工作，同时失去对切换设备的在线监控和配置。②确保有足够的网络资源链路、电路和端口。③确保备用线路状况正常：割接前需要测试备用线路的状况，确保割接时现场测试能够顺利进行，否则需要再次申请割接时间，进行线路测试和验收，影响工程进度。④安装问题：提前确定安装切换设备合理的机架尺寸和位置；提前确定切换设备、ODF机架、光端机之间的跳线长度和连接器型号，以加快项目施工速度。

4　项目实施对在用设备的影响分析

切换设备介入后，可能有如下影响：

①本身对业务光信号完全透明。②光端机发射端和配对的接收端之间引入附加损耗最大为3dB，在设计时保证接收机的接收功率在合适的接收范围，并预留足够的富裕度，不会影响在用设备的可靠运行。③入的偏振相关损耗（PDL）

5　设计依据

传输系统增加保护系统后在备路由上可能存在色散，光功率补偿等问题。对于波分系统来说除备路由存在该问题外，主路由还可能存在由于多段光放段都介入保护设备后引起的光信噪比（OSNR）问题，同时系统接入光放大器后还可能存在波分系统的OSC信号的透明处理问题，第三方的光放大器介入后不应影响原系统的OSC信号的传输。

针对以上问题该公司做出了解决方案。说明如下：

5.1　SDH系统的色散和光功率问题

如果备用路由与主用路由的光纤长度不一致，那么主备路由的色散量，衰减值可能存在差别，会引起色散补偿问题和光功率补偿问题。

SDH原系统的色散容限最初的设计较小，在备用线路上需要考虑，同时系统的发光功率和接收灵敏度也有一定限制。增加EDFA是较好的解决功率补偿，色散可采用信号转发EDFA或色散补偿模块（DCM）来可以解决。

5.2　DWDM系统的色散、光功率、OSC和OSNR问题

如果备用路由与主用路由的光纤长度不一致，那么主备路由的色散量，衰减值可能存在差别，会引起色散补偿问题和光功率问题，同时会引起OSNR的下降，可能导致波分系统不能正常运行。

DWDM系统的色散问题可以通过增加色散补偿模块（DCM）解决。

DWDM系统的光功率问题可以通过增加EDFA或RFA解决。

在DWDM系统上传输的信号除了业务信号外还有用于网管的OSC信号其工作波长在光放器的放大带外，OSC信号的传输距离较长，一般为容许衰耗为40dB以上，但是也有一定限制，因此增加色散补偿模块和光放大器可能会导致OSC不能正常工作。

通过OSC信号光电再生技术及WDM技术可以解决该问题。

对波分系统来说，OSNR是一个重要指标，由于使用光放大器，光放大器级间的OSNR是相互影响的，因此在在系统中某段或多段增加保护系统、EDFA或色散补偿模块后，会对整个系统的OSNR产生级联影响。因此有必要在增加这些设备后对系统的整体OSNR进行估算，确保波分系统工作正常。

目前，光切换系统已经在河北联通的多条长途干线光传输系统上应用，使用效果良好。

参考文献：

[1]孙学军，张述军.DWDM传输系统原理与测试[A].北京：人民邮电出版社.2000.