五凌电力有限公司 湖南长沙 410004
摘要：随着社会的不断发展，科技的不断进步，电力通信行业发展迅速，但频繁的光缆被破坏给电力通信行业造成很大困扰，寻找有效解决光纤线路被破坏的问题，必须提到日程上来，因为直接关系到电网的安全稳定运行。电力通信要想取得长期的的发展就需要对光纤线路破坏问题进行管理，要做好光纤线路破坏问题管理，那就需要将光纤线路自动切换保护这项工作更好的实施下去，在进行光纤线路破坏问题时，要时刻从问题中吸取经验教训，增加检修上的措施，从根本上解决问题。由于光纤分布比较广泛，面临着各种地理环境、气候变化、温度变化等多种问题。光纤线路被破坏后，直接导致电力通信瘫痪，影响电网稳定运行，造成巨大损失。本文主要介绍光纤线路自动切换保护，从自动管理入手，来提高电力通信的稳定性。
关键词：电力通信；光纤线路；自动切换；保护及应用
1 引言
随着电力通讯行业的发展壮大，电力信息传输通道基本采用光纤线路，为了保证电力通讯质量，需要对光纤线路破坏问题作出防范，进而改善整个电力通讯网络的运行状况。光纤线路自动切换保护的应用是最有效的方式。
2 光纤线路自动切换装置的原理
构成光纤线路自动切换装置的子系统是OLP，OLP也是光纤线路自动切换的简称，OLP可快速切换，当光纤线路受损时，OLP会自动将主要光纤线路切换到备用光纤线路上，减少光纤线路带来的损失，实现光输的快速运行。该光纤线路自动切换装置包含几种模块，分别是控制模块、自动检测模块、光线路自动切换模块；光纤线路自动切换装置保护模式主要有两种，分别是1+1保护及1：1保护，将这两种模式装置与OLP系统进行连接，就构成了一套完整的自动切换保护模式.
2.1 1+1保护方式
该1+1模式采用的是双发选收，在该种保护模式下，发信号端位置进行传输发光功率，该发光功率按照1：1进行传输，并将信号光一分为二，分别是业务光和测试光，一半的业务光在主线路进行传输，一半的测试光在备用线路上传输，接收位置将该两种光进行检测，根据其传输的功率和标准进行自动切换，保证整个线路的正常运行。
2.2 1：1保护方式
选发选收方式是1：1保护方式的根本，该方式将全部的业务信号沿着主线路进行传输，该系统内的OLP内置光源稳定并持续发射特定的信号，该线路中有设备进行检测备用路线，一旦主线路中功率及信号出现不稳定后会立即进行切换，系统将自动将发、收信号切换到备用线路。
2.3 两种保护方式进行比对
1+1保护方式只能靠接收位置来判断线路是否处于良好状态，两者倒换机制及倒换方式请如表1，
表1 两种保护方式比较
2.4 OLP主要功能
①光功率检测功能，提供光纤主线路和备用线路的实时功率监控标准，需设定其标准，并增加警告装置。
②光路倒换功能，光路倒换功能包含自动和手动倒换功能，自动倒换是当系统自动监测主线路光功率低于或高出设定值后，系统自动将主线路调换到备用线路。手动倒换功能是将设备线路通过人工干预进行线路切换。
③掉电光路保持、无光锁定，系统中单端设备掉电和上电不可进行任何切换动作，当线路无光功率输出时，系统需锁定并保持原有状态。
④网管功能，网管可对设备进行管理、删除、更改等措施，并时刻显示出工作保护方式及线路切换方式，远程控制系统控制整个主线路及备用线路。
3 光纤线路自动切换保护应用中需要考虑的因素
OLP是一种物理线路保护，内部传输信号较为独立，该设备不存在设备与信号不兼容问题，一旦使用该系统时，要根据具体线路及该系统设备的特点进行使用，充分将各种因素考虑进来。
3.1备用线路的电平冗余度
OLP在使用过程中会带来许多损耗，1：1保护方式与1+1保护方式都会达到3db以上，在该线路上被保护的主线路都比较好，往往很多备用设备需要较多的变电站，经过多次的跳接，光缆大部分损耗发生在主线路上，所以不能单从主线路的电平冗余度进行考虑，要将备用线路的电平冗余度增加进来，通常情况下，备用线路的电平冗余度达到4db以上，需采用1：1模式，当电平冗余度达到6db以上采用1+1模式。
3.2 倒换时间
通过上文描述后，1+1保护方式倒换时间比1：1保护方式倒换时间短，通常情况下OLP应用在SDH保护电路上，SDH本身具有自动保护切换装置，一旦电力通信中光纤线路被损坏后，会出现SDH先进行设备倒换，然后OLP再进行切换，使得该线路本末倒置了，这种情况的发生大大增加了损耗，引起业务瞬断，所以在选择保护线路时，要将倒换时间考虑进去，倒换时间越短越有利，最好选择1+1保护方式进行倒换。
3.3 备用线路光缆距离增加引入色散
在通常情况下OLP设备本身没有色散，但是由于主线路与备用线路有很大差距，线路光缆距离不同，导致色散有很大差异，在国家标准中2.5G以下SDH线路中不需要将色散考虑在内，但是在10G的SDH线路中需要将主线路与备用线路考虑进去，所以增加色散需进行实验比对，看能否达到标准指标，增加后不能达到目标需继续增加并补偿色散。
4 光纤线路自动切换保护的必要性
随着现代化发展网络越来越成为国家的重要通信手段，所以网络生存也是网络设计过程中的重要因素，所以说整个电力通讯中光纤线路保护是整个网络的生存的根本，这是因为：客户层不能提供网络所需的全部保护功能；光路层能对目前绝大多数网络提供无缝的保护机制；光路层的保护与恢复相对客户层的保护可节约投资，这是一种低成本的网络结构升级；所以说光路层对某些特定的网络故障能提供更有效地保护；此外光路层保护和恢复可为网络提供额外地生存能力。综上所述，由于光纤线路自动切换保护系统有着很多的优点，在现有各种光通信网络中增加光线路自动切换保护系统，能够给用户直接带来更加明显的经济效益：同时降低线路阻断导致业务中断事故出现的概率、降低线缆维护费用、提高故障发现和修复速度，无需中断业务信号的传输；方便线路割接和检修；有助于提高线路维护绩效。
5 光纤设备介入后产生的影响
光纤设备介入后产生如下几点影响，分别为：
①设备自身对业务光源信号是完全透明状态
②在光源发射端与光源接收端之间增加损耗为3db，在通信中光纤自动切换设计过程中保证接收端的功率在正常范围内，并留下充足的空间进行传输和接收，不会影响其他设备正常运行。
③在保证设备光信号没有任何影响过程中，增加进的偏振相关损耗不可超过（PDL）＜0.1db.
④在保证设备没有任何影响过程中，对10Gb/s及10Gb/s以下设备进行引入色散，引入偏振色散为（PMD）＜0.05ps.
⑤在保证设备没有任何影响过程中，对10Gb/s及10Gb/s以下设备进行引入色度色散，引入色度色散为（CD）小于0.05ps。
⑥在保证系统及波长的正常工作及运行，引入的波长损耗（WDL）需＜0.2db.
6 设计方案
某地区一共有三个站点，分别为：电力公司和两个变电站组成，该电力公司有多条光缆线路出口，这些光缆构成电力公司光缆线路自动切换保护线路。
该电力公司有一台设备，该设备为4U设备，可以连接8快单板，这8块单板可分为8个方向，另外两个变电站分别配置1台1U设备，同时在该电力公司内部配置一台可监视设备及线路状况。
6.1 电力公司-变电站1
如图1为该电力公司与变电站1之间的保护结构图。
图1 电力公司与变电站1保护结构图
（1）光功率
主线路选用为14KMG.655型光纤，该线路损耗为10.0db，备用线路选用为14KMG.655型光纤，该线路损耗为10.0db，该线路无需功率进行补偿。
（2）色散
由于主线路中光纤与备用线路中光纤采用的型号一致，OLP内不需增加色散，所以不需要将色散考虑进去。
6.2 电力公司-变电站2
如图2为该电力公司于变电站2之间的保护结构图。
图3为网管拓扑图
通过上述图3可知，联网方案为，将设备与监控中心之间用端口进行连接，该端口为E1/2M，此次的电力公司与两个变电站网管通道均采用2M管道进行连接，2M管道都是由专业供电公司进行提供，在设备选用过程中，网管通道与切换设备、变换设备、路由均选择不同类型，此次的专业电力部门提供的两套网管分别为：网元级网管、本地维护终端（LCT），这些设备均放在通讯机房和调度房，确保该设备运行方便快捷。
设计方案时要注意以下几点：
1.电力通信光纤线路中工作光纤与保护光纤不可在同一条线路中；在进行倒换系统过程中，保护倒换系统数据不可在工作线路上进行传输。这样可以保证在工作情况下光纤断掉后内部系统通信可正常进行。在保护倒换系统中的介入不可影响SDH正常网络的传输，要保证其系统正常运行，减少耗能、及损耗产生，加快开关的快速切换，降低对业务产生的影响。在进行电力通信光纤线路自动切换过程中，要从长远利益考虑，给后期留下充足的资源，并为后期的光纤升级和扩展提供利益。
2.虽然在系统上增加了设备和线路，构成了光纤线路，但是还是存在一些色散、功率补偿等问题，所以在主线路和备用线路过程中使得光纤长度尽可一样，这时不存在线路增加色散及功率补偿问题，在SDH传输过程中色散容量较小，这时需要将备用线路进行增大，同时增加线路的发光功率及灵敏度，使得进行补偿该线路不足地方。
7 项目的实施
据目前的电力公司的电网发展及需求，对于一些设备与主线路、备用线路进行充分利用，将这些设备进行整合保护光纤线路的正常运行，通过上文叙述1+1与1：1保护模式，可以有效保护电力通信中光纤线路，达到线路通信正常运行，提高线路的可用率要求，并实现如下功能：
（1）自动切换功能：主线路正常运行、主线路光纤立即阻断，迅速自动切换至备线路，保证主线路与备用线路的各自运行。使得通信业务无阻断；
（2）检修调度功能：在主线路正常工作的情况下，可由网管或设备面板发出一些切换指令，使得线路或设备按照指令进行调度切换工作路由，使得设备和系统可以保证通信业务没有任何中断；
（3）主备纤插损监测功能：可实时监测主用线路和备用路由的线路插损状况，及时进行反馈，并根据反馈出的信息进行设定，并为该线路设定门限告警提示。
（4）掉电、上电保持功能：切换盘一旦掉电或上电，整体掉电、上电不会影响主备用路由的切换状态，使得主用线路及备用线路正常工作，促使系统也能正常工作；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、控制等；日志管理实现记录系统事件；拓扑显示实现设备分布及状态的拓扑显示。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；并可以实时监控实现对OLP设备状态和路由线路状况的实时监控；同时对告警管理实时对切换设备的告警收集、报警、确认；安全管理用户及其权限管理；
8结束语
电力通信行业也是一项复杂工程，尤其光纤线路自动切换保护的优化是促进电力通讯行业发展的重要因素。电力通讯需培养合理的技术人员，采用合理方式和管理手段，不断摸索、积累经验才能促进这项技术的发展。光纤线路自动切换保护是这个时代发展的要求，对电力通讯安全、稳定、经济运行有着深远的影响。
参考文献
[1] 孟和，赵政，李华舟等. 光缆监测系统的设计与实现. 计算机工程，2006（5）
[2] 张良，李想，达琦. 智能化与光纤保护装置：中国，200420025242. 8[P]2006-06-26
[3] 武汉光讯科技有限责任公司. 光路自动切换保护系统在光纤保护的应用. 光通信技术：2006，23（5）
[4] YD/T 1539 － 2007，光纤线路自动切换保护装置技术条件［S］．2007．
论文作者:蒋飞跃
论文发表刊物:《电力技术》2016年第10期
论文发表时间:2017/1/9
标签：线路论文; 光纤论文; 设备论文; 色散论文; 主线论文; 电力论文; 系统论文; 《电力技术》2016年第10期论文;