摘要：大容量长距离光纤传输系统的普遍应用，为各种业务网络提供了可靠的传输通道。但一旦出现光纤线路切断或设备失效等故障，会造成非常严重的影响。因此如何更好的保障传输线路的安全性，在光通信网络的建设中显得十分重要。而OLP技术为传输网络的安全畅通提供了实用且可靠的解决方案，具有十分广阔的应用前景。基于此，本文将探讨OLP光线路保护系统在传输网络中的应用，通过概述OLP本地网，简要介绍了OLP应用场景以及光缆选型，分别对OLP系统效果要求、功能要求、性能参数要求作了系统的分析，可供参考。
关键词：OLP光线路；保护系统；传输网络；要求；应用
引言
近年来，随着各种基于IP的新业务和新应用的不断推进，对于光纤传输系统的可靠性及保护技术的需求日益提高。目前，在众多光网络保护方式中，光线路保护系统（OLP）作为一种简单、经济、实用的保护手段，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。下文就对OLP光线路保护系统在传输网络中的应用加以阐述。
1 OLP本地网概述
目前时值本地网建设高峰时期，个别地区灾害性气候（如水灾、泥石流等）也频繁出现，本地网光缆出现故障的几率较高。其承载的业务主要依靠自愈环进行保护，但是环上节点过多，部分光缆所在区域偏远，维修时间长，期间一旦出现两点开环（如图1所示），影响重大。
在本地网光纤网络运维过程中，若传输系统误码率超过门限，则需关闭系统并对故障进行分析判断是否在设备或是光缆物理网上，而针对光缆物理网的故障定位仅能根据人工测试判定，费时、费力、被动、分散。在线路维护技术人员无法增幅的情况下，对本地网进行OLP保护，向集中、主动和自动化测试维护方向转换，确保现有传输系统高质、高效、安全和稳定的运行，提高网络生存率，改善用户感知。
OLP本地网保护的思路是：在资金容许的情况下，在易出故障的段落、业务特别重要的段落、维护相对困难的段落优先使用OLP系统来健壮光网络。建设OLP后的网络结构如图2所示，拥有OLP链路保护，配合原有的自愈环保护功能，大大提升了传输网的可靠性。
2 OLP应用场景介绍
OLP光线路保护对本地网光纤资源的需求成倍增加，要求主备用线路的参数尽量相同，加入较多的光开关带来的插入损耗会造成光复用段距离缩短，若主备用路由线路长度差异过大、光纤类型不一致，对主备用路由光放、色散补偿模块的配置都比较复杂。需注意主备用光缆资源应选择不同的物理路由，不然在整根光缆中断后OLP设备将起不到保护作用。
根据主备用路由线路长度OLP应用场景可分为三种：
场景1：直接在SDH或波分系统中间的添加OLP设备。这种应用的场景比较简单，“要求主用路由光纤和备用路由光纤长度相当”，“并且光路衰耗要至少有3dB余量”。因为OLP加入后会引起3dB的衰耗，如果系统没有这么大的衰耗容量的话，添加上OLP设备后可能会导致SDH或波分设备出现误码、告警，甚至是出现中断。在进行系统设计时，一定要做好调研、测试工作。
场景2：在引入OLP系统的时候，为起到保护作用，要结合色散及光功率补偿一起考虑。如果“主、备用路由光缆型号、光缆长度没有一致”的时候，为补偿存在的照色散容量差，备用路由会配置相应色散补偿模块；当“备用衰耗减去主用衰耗大于等于3dB、小于等于12dB”时，需要在备用线路配置功率预放补偿”。
场景3：引入OLP系统的备用路由上需增加EDFA光放站。当备用光缆线路长度远远大于主用光缆线路长度，衰耗大于10dB时，需在备用路由中间站点配置中继放大单元（EDFA）。
采用OLP保护方案时，网络设计应要求主用光系统的OSNR和BER指标都满足国家行标的要求。由于系统倒换情况多且复杂，对OSNR指标可适当放宽，BER应满足行业标准要求。
3 光缆选型
目前，ITU-T已经对4种不同设计的单模光纤进行了定义，分别是G.652、G.653、G.654和G.655。其中G.652定义了波长为1310nm单模光纤，这种光纤是目前通信行业使用最广的光纤类型。G.653定义了波长为1550nm单模光纤，其工作波长主要是在1550nm；G.654定义了截止波长移位的单模光纤，这种光纤主要是应用于再生段距离较长的海底通信；G.655定义了非零色散移位单模光纤，这种光纤主要是应用于密集波分复用（DWDM）系统。G.652光纤和G.655光纤的参数性能详见表1。
表1 G.655和G.652光纤的主要技术参数表
从表1可见，两种光纤衰减系数的差异并不太大，但是目前从价格方面比较，G.655光纤的较高，约为G.652光纤的2～2.5倍。在工程应用方面，两种光纤的应用如表2。
表2 G.655和G.652光纤应用比较表
由表2可见，对于传输2.5Gb/s的波分系统，两种光纤均能满足传输质量的要求。对于传输10Gb/s波分系统时，G.652光纤需采取色散补偿措施，而G.655光纤不需频繁采取色散补偿措施，但光纤价格偏高。在本地传输网中继距离较短，将来采用10Gb/s或基于10Gb/sWDM技术，一般也不需要色散补偿；即使距离很长，也不需要大规模的色散补偿，采用G.652光纤的高速率系统成本仍远远低于G.655光纤上的系统。
因此，根据本地网工程的具体情况，本地网OLP系统选用的光缆可采用G.652光纤。
4 OLP系统效果要求
OLP的系统保护功能需要满足以下要求：
（1）自动切换主备用电路功能正常。
（2）网管系统能够对自动切换系统进行管理和监控。
（3）保护系统所承载的SDH系统在主备用路由切换时可正常倒换。
（4）系统承载的SDH线路机盘无MS误码和RS误码。
（5）同时，使用OLP保护的波分系统还需要满足以下要求：
①系统所保护的WDM光路无告警；
②系统保护的波分光复用段内各波道波长转换器端到端的ODU层或OTU层的光功率正常，无误码和无告警；
③系统保护的单波OSNR和SDH接口误码率测试仪显示结果正常。
5 OLP系统功能要求
5.1 透明传送特性
透明传送特性是指OLP系统能够对符合波长和光功率范围内的光纤信号进行透明的传输，在不考虑插入损耗的因素上，不会对光信号造成模拟量劣化。
5.2 保护方式选择
OLP的保护方式有以下两种形式：
第一种：1：1（选发选收）保护方式，备用路由纤芯在正常工作时空闲，不传输业务光信号；备用路由在进行倒换时由本端和远端的自动光开关系统进行自动协商并执行切换。
第二种：1+1（并发选收）保护方式，备用路由纤芯在正常工作的同时也会传送业务光信号，备用光通道的光功率与主光通道的光功率比值为1：1。
图1 两点开环示意图.png)
5.3 自动保护倒换方式
OLP系统应能根据业务需要设定的切换判断条件，在满足系统设定好的切换条件时实现自动保护倒换。自动保护应能满足以下两种工作模式：
（1）自动不返回模式：当主用线路工作时，主用线路发生故障系统自动切换至备用线路，并在备用线路状态下进行工作（当人工干预或备用线路发生故障时除外）。当备用线路工作时，如备用线路发生故障时，自动切换至主用线路。
（2）返回模式：当主用线路工作时，主用线路发生故障后自动切换至备用线路，并在备用线路状态下一直工作，当主用线路恢复正常并运行一段时间后自动切换至主用线路（运行时间长短可以通过网管进行设置）。当备用线路工作时，如备用线路发生故障时，自动切换至主用线路。
图2 OLP保护示意图.png)
5.4 切换判据
（1）OLP系统应对切换功率门限、线路衰耗、切换判断延时等条件进行预先设定，并根据设定条件进行自动切换判断和切换动作，不需要进行人工干预。
（2）在网管系统失效无法下发切换指令时，可以通过OLP系统提供的按键，进行手工的单端或双端主备纤芯的现场切换操作，切换时间应不大于标称的自动切换时间。
（3）提供系统工作模式设置、工作线路调度设置，本地/远程控制功能设置，单对开关功能设置。
（4）以上所有功能均能够在无网管条件下实现。
5.5 切换判断时延
OLP系统切换应对切换动作下发前，对必须对线路衰耗应有充分的判断，而不应引起各SDH系统倒换的紊乱，判断时延可人工在网管中设定，可调的范围最少应满足0～120ms的要求。
5.6 切换出错率
开关切换逻辑通过开关设备内置的逻辑电路进行判断，切换失效率及切换误触发率不得高于0.1%。
5.7 单板或系统控制板软件在线升级
OLP系统应支持主控在线软件升级，且升级不改变所升级设备的光开关使用状态。
5.8 多级OLP系统级联
光复用段间若多个光中继段使用了自动OLP系统情况（多个光开关级联），必须满足下面的要求：同一光复用段中，某光中继段的OLP系统的倒换不会引起该光复用段中其它光中继段的OLP系统倒换，即保证OLP系统的倒换在不同中继段间保持独立。
5.9 告警及状态提示
（1）OLP板卡或设备必须可以提供LED指示，保证现场处理时不需要借助LCT登录即可掌握系统基本情况。提示内容包括系统告警、系统当前工作状态、当前工作模式、主备路由状态等。
（2）出现切换时，设备可以提供输出持续直流电信号或脉冲的电信号，用于触发相关的外部监控装置。
（3）设备提供对可视及可闻告警的手动确认按钮。
5.10 对波分系统的保护
波分系统由于有波长数增加和减少的情况；较长的线路存在掺饵光纤放大器EDFA级联，某段光纤阻断会导致各个光放段全部关断。因此用于波分系统的OLP系统应具有如下功能：
波分系统波数增加和减少时OLP系统不应切换。
某个光放段光纤阻断除该段外，其他光放段不能出现保护切换。
波分系统的主信号无光OLP系统不应切换锁定状态功能。
波分系统的保护实现应考虑到未来的升级与扩容。
5.11 供电及接地要求
OLP系统供电和接地方面应满足下面要求：
（1）OLP系统必须使用主备两路电源供电，中断任何一路电源输入，设备中所有机盘均能正常工作。
（2）电源部分可以提供直流-48V和交流220V电源输入选择，电压波动范围允许在±20%内，设备应提供接地端子供布放电缆接入机房保护地线排。
（3）电源电路应有过流保护设计，使用熔丝进行过流保护时熔丝应可独立更换。
6 OLP系统性能参数要求（见表3）
表3
注：表中的性能参数同时适用于单纤双向OLP系统和双纤双向OLP系统。
7 总结
综上所述，作为信息时代的一种新兴的网络保护技术，OLP技术在高速率光传输网络中具有十分广阔的应用前景。OLP具有切换时间短、响应速度快、掉电后光路状态保持、对传输数据透明等优点，是提升干线光传输网络安全性的很好的补充手段，所起到的保护作用也具有非常积极的实践价值，能使各电信运营商简化网络管理与维护，同时提高了传输网络的可靠性。
参考文献：
[1] 杨贺.OLP技术介绍及应用浅析[J].科技信息.2014
[2] 贺志宏.OLP光线路保护技术及在传输网络中的应用[J].北京邮电大学.2011年
[3] 杨洋.光线路保护技术及其应用的研究[J].南京邮电大学.2012
论文作者:钟全
论文发表刊物:《基层建设》2016年12期
论文发表时间:2016/10/19
标签：系统论文; 光纤论文; 线路论文; 光缆论文; 路由论文; 色散论文; 工作论文; 《基层建设》2016年12期论文;