OLP在干線光纜保護系統中的應用設計探討

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 華信郵電咨詢設計研究院有限公司

1 前言

隨著我國通信行業的不斷發展，在全業務運營的背景下，國內電信運營商面臨的競爭日益激烈，傳輸網作為基礎承載網的作用顯得愈發重要，各大運營商都為自己的傳輸網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。目前又是城市建設高峰時期，災害性氣候也頻繁出現，長距離的干線光纜系統出現故障的概率較高，其承載的業務主要依托自愈環技術進行保護，但是環上一旦出現兩處光纜同時中斷，如圖1所示，通信業務將大量退服，影響重大。

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地應用光纜線路自動保護系統OLP（Optical fiber Line auto switch Protection）。它是一種簡單、經濟、實用的保護手段，是一個獨立于通信傳輸系統，完全建立在光纜物理路由上的自動監測保護系統，能夠實現光纜線路的同步切換保護，迅速恢復通信，從而大大提高光纜線路的可用性。

圖1 干線光纜系統故障示意圖

2 OLP網絡結構及定位分析

2.1 OLP的定義及組成

OLP的原理及技術要求利用光線路保護技術，當光傳輸線路上光纜意外折斷或損耗變大，導致通信質量下降或通信中斷時，光線路自動倒換保護設備或系統實時檢測發出告警信息，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，從而使傳輸系統的故障歷時降至最小，保證光傳輸系統的可靠性。

OLP主要由線路保護倒換設備硬件和網絡管理軟件兩大部分組成，線路保護倒換設備硬件由背板子框、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一的背板接口，保證各功能模塊間的通信和供電。控制盤的作用是在OLP設備與網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據，操作人員使用網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的修改和配置等。OLP保護盤作為OLP系統最重要的模塊，直接對線路進行保護倒換。網絡管理軟件具備對OLP設備管理、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，實現有網絡的拓撲查詢，如查詢設備、查詢路由等。

2.2 OLP網絡的工作原理

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，系統倒換設備將主信號自動轉至備用光纖系統來傳輸，從而使接收端仍能接收到正常的信號而感覺不到網絡出現了故障，它主要適用于點到點應用的保護。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保護方式為雙發選收的方式（兩路發送只需要一路接收），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，接收端的光開關便把線路切換到保護光纖。由于沒有電層的復制和操作，所以除了當發射機和接收機發生故障時會丟失業務外，一切鏈路故障都可以進行恢復，如圖2所示。

1+1保護方式的特點：雙發選收，熱備份，切換速度快（<25ms），備纖可以實現監控，插入損耗大（<5.0dB），故障修復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。

（2）1:1保護倒換原理

1:1類型的保護倒換設備為選發選收（選擇其中的一路作為發送端和接收端）的方式，是利用備用的路由鏈路來避免鏈路對業務的影響，業務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：選發選收，切換速度快（<50ms），備纖可以實現監控，插入損耗小，故障修復后可自動返回至主線路。

該種保護方式典型應用于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。

（3）1:N保護倒換原理

1:N保護結構與1:1光層保護結構很類似，但在1:N光層保護結構中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，最先恢復的是具有最高優先級的故障。

3 干線光纜的OLP系統建設策略

圖4 干線光纜保護路由示意圖

圖5 干線光纜OLP保護系統示意圖

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4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5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。

4 結束語

OLP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、跳接多、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，提高了維護水平與效率。OLP技術也逐漸開始在本地網骨干層光纜系統中應用，也包括裸纖出租的重要集團客戶。

但是OLP設備自身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成本大幅增加，也涉及到重復投資建設問題，運營商在建設過程中需慎重考慮。

[1]李勇超. 光線路自動保護系統技術及其實用性探討[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[M]. 北京: 機械工業出版社, 2010.