關于城域網光纖通信自動保護系統設計的研究

楊陽

成都迅網電信工程技術咨詢有限公司 四川成都 610041

光纖通訊相比于傳統的通信技術，更加快捷而且穩定，正在為我們的通信發揮著重要的作用。

1 光纖技術發展的特點

1.1 網絡的發展對光纖提出新的要求

隨著網絡時代的到來，網絡技術更在發生著快速的改變。高清傳輸網絡的發展也對光纖提出更高的要求。①擴展單個波長的傳輸容量；②實現很長距離的傳輸；③適應DWDM技術的應用。

1.2 新型光纖在不斷出現

（1）干線網光纖，城域網光纖，接入網光纖，LAN光纖等光纜的結構，決定了各種光纖傳輸特性的要求等，并根據要使用的網絡環境明確選擇光纖類型。具體的應用條件以及可以作為基礎的細分標準和指標。

（2）除了光纜的環境條件外，光纜的結構與其他構造方法和維護方法的關系也越來越緊密，有必要對其進行統一考慮和設計以使其能夠得到支撐。

（3）隨著新型光纜材料的出現，促進了光纜結構的改進，包括使用干阻水材料，納米材料和阻燃材料，極大地改善了光纜的性能[1]。

1.3 光纜的維護

確保網絡可靠性非常重要。在開放的光網絡中，有必要在通信中斷的前提下維護和監視光纜。通常，通過監視自由光纖來檢測光纖的狀況。一種更有效的方法是直接監視通信光纖。

2 網絡存在的安全威脅

無線網絡的快速發展雖然給人們的生活帶來了極大的便利，但是也給了一些不法分子以可乘之機，很多不法分子以網絡為媒介來對用戶的私人信息進行盜竊，這種干擾很可能會讓用戶的移動設備在此期間無法良好的接收無線網絡信號，導致信號中斷，使得用戶無法完成正常的操作，一些高級黑客甚至還會利用無線網絡將客戶與信號基站之間的聯系進行人為的破壞，在此基礎上通過給用戶發送一些具有欺詐行為的網站來實現詐騙的犯罪目的，給用戶正常的工作和生活帶來極其惡劣的影響和隱患。

3 城域網光纖通信自動保護系統的組成結構

城域網的自動光纖通信保護系統使用三級分層控制結構。第一層是遠程監視中心，負責監視，通信和批準每個監視站的控件。它通常由網絡通信設備和計算機組成。作為第二級監視站，上級遠程監視中心反映了系統的運行狀態。進入下一個級別，它為每條線路提供集中的總體監視和管理，通常由主控制面板和顯示器組成。第三層是多個光保護面板，它們提供對每條通信線路的監視和控制。第一層傳達并反映系統的運行狀態[2]。光保護面板直接監視和切換線路，同時完成向監視站的數據傳輸和狀態顯示。它主要由光信號的發送部分和接收部分兩部分組成。Sin是發送器光收發器的信號輸入端。光模塊輸入的信號通過該接口進入光保護盤。當系統在主電路中運行時，它從SoutI主發送器通過光開關發送到主通信光纖。路由準備好后，會將其從Sout2備用發送器端發送到電信線路的備用光纖。RiM是主光信號的輸入端。當系統在主電路中運行時，光纖線路輸入的信號通過該接口進入光保護盤，其中3%的光信號通過分光器進行分離，其余的97%光信號從Rout側發送到接收側光收發器。當系統在備用電路中運行時，光纖線路輸入的信號從Rin2備用側發送到光保護盤，再從Rout側發送到接收側光收發器。此外，光保護光盤還配備了主線和備用線活動狀態指示燈，光盤重置按鈕，RS-485計算機接口和電源接口。該系統的結構設計使用模塊化系統，該模塊系統有助于功能擴展。系統設計充分體現了從功能點到子系統的組件化概念，甚至在整個系統中都實現了“構件”的概念。

4 光纖通信網自動保護系統方案選擇

4.1 1+1 光保護層

使用1+1光學鏈路保護，您只能保護鏈路故障服務。在這種方法中，使用光學濾波器橋接光信號，并將相同的兩個信號發送到工作中的光纖通道并保護光纖通道。保護交換在WAN上完全實現。在單鏈路故障的情況下，接收光交換機會切換線路以保護光纖。通過在此處復制和操作電氣層，可以恢復所有故障，但如果發送器和接收器發生故障，則除了服務中斷外。

4.2 1:1 光保護層

在（1+1）SONET網絡的保護恢復結構中，頭部和尾部之間有一個APS通道，并且保護光纖和APS信令通道均用于實現保護切換。在（1:1）光學層保護結構中，保護光纖中不需要互通通道，因為該結構不會將信號復制到電氣層。僅當發送方和接收方切換到保護光纖時，才建立通信通道。如果發生故障時接收方不知道發送方是否已切換到保護光纖，則接收方將通過保護光纖將消息發送給發送方。因此，當接收器首次切換到保護光纖時，它無法接收信號。同樣，如果發送方切換到保護光纖，則可以使用上述步驟完成服務保護和恢復。

4.3 1:N 光保護層

（1:N）光學層保護結構與（1:1）保護結構相似。但是，此處有N個工作實體共享相同的保護光纖。如果多條工作光纖發生故障，則只能恢復一根光纖承載的流量。最高優先級的故障將首先恢復。通過比較上述一些點對點光學層保護切換方案，可以發現1:1光學層保護技術具有更高的恢復性和可靠性[3]。

5 城域網光纖通信自動保護系統的工作原理

城域網的光纖通信自動保護系統采用一根主光纖和一根備用光纖，采用光纖備用使用機制，保證了傳輸系統的穩定性和可靠性。如果主線出現故障或被阻塞，備用線將用于替換主線并繼續工作，從而確保整個通信的實時監控系統。通信線路監視功能主要體現在以下三個方面。

5.1 主路在用光纖正常運行時

自動保護系統的每個光保護面板實時監控在主干道上使用的光纖的接收光功率，自動建立參考，自動分析，并與監控站和遠程監控中心連接。保持聯系并響應各種指示。

5.2 主路光纖發生故障時

如果系統接收到的光功率值小于絕對警報閾值，或者接收到的光功率值和系統參考光功率值（正常通信期間）如果光功率值的差大于警報的閾值的相對值。系統電源模塊確定通信光纖已阻塞，并自動斷開通信，將主光纖切換到備用光纖。

5.3 主路光纖修復后

在測試主光纜并確保線路正常之后，允許遠程控制中心通過重置光纖自動保護系統，將通信系統從備用光纖切換到主光纖。

6 結語

綜上所述，通過對光纖通信自動保護系統設計，實現了系統的自動保護，也大大提高了通信的安全性和穩定性。