（广东电网有限责任公司佛山供电局）
摘要：随着光传输网络的应用越来越广泛，对2M光接口自动保护提出了更高的要求。本文重点研究了光传输网络2M光接口自动保护的相关问题及其在光传输网络中的应用，以提升光接口自动保护能力，为今后类似工作提供借鉴。
关键词：光传输网络；2M光接口；自动保护
引言
对于常用的光传输网络中，2M业务一般采用电口连接至其余的传输设备的方式。我国某电网企业大力研发了一种2M光接口接入设备，此设备能够适用于电力通信网络，同时还可以代替2M电接口作为继电保护设备与光传输设备相连接。2M光接口设备一经提出，得到了广泛的关注，获得了不断的研究支持，现在国内许多厂商大力研发能够进行基于2M光业务的自动保护倒换设备。本文基于分光器的可逆原理，研究出一套简单可靠的2M光保护装置。以下进行简单介绍。
1 光传输网络的特征
为了使光网络能够体现实用化的特点，对于光传输网络的设计必须具备以下的几点特征：
（1）高速率和大容量：能够综合WDM技术实现对光纤的潜在带宽的最大化发挥。为了迎合今后不断增长的业务量需求，结合实际的业务种类多样化的趋势，光网络传输一定要提高其速率和容量。
（2）透明性：为了充分体现光网络较好的透明性的优点，并减小设备的复杂性，需要尽量地不对传输的光信号做出电子方式的操作。然而，因为受到客观的物理层方面的限制，不可能实现完全的透明化。
（3）连通性：连接性通常是指网络建立连接的能力，而无论网络的实际状态是怎样的。全连通性说明可以随时建立网络中任意两个节点之间的任何连接。在实际的光传输网络中，可用波长的数量和设备的物理特性都能成为传输网络提供连接的阻碍。
（4）可重构性：当电缆出现断线故障或节点出现故障时，光网络需要能根据实际的网络连接状态找到新的信道故障路由，并实现网络连接的完全重构，以便用户的正常业务进行，而不会受故障的影响。当用户流量发生变化时，光传输网络需要能够在符合具体电缆架设的前提下，通过调整网络连接方式，合理地调整光网络中波长资源在上层用户的分布，以便最大可能地发挥波长资源的优势。这类似于底层电缆和上层业务之间构建了多个缓冲层，使得光网络的可行性和高效性得到显著提高。
（5）可扩展性：综合考量通信业务规模和建设成本的增长，光网络应具有良好的可扩展性。当网络建设初期业务量相对较小时，只需要构建少量的节点，节点中安装的设备就能够正常地开始运行，从而大大降低了初始建设成本。随着业务量的增加，能够实现不影响运行状态的情况下进行容量的扩展。该特性对于构建光网络的实用性是必不可少的。模块化设计能够结合安装设备模块的体积规格，使光网络中的节点数量、光纤容量相应地进行扩展。
2 模型建立
SDH传输网络的保护装置一般会采用并发选收的原理。该装置采用50：50功率比的二进制分光器作为并发模块，并采用反向使用分光器以得到选收模块。逆向应用的分光器，可以用作一进两出逆向使用为两进一出。保护装置的核心问题在于选收模块的建立。为了防止出现两束光的码间产生相互干扰的情况，可以使其中的一束光衰减，从而将两束光的功率表超过光模块接收器的最小信噪比，也就是说选取两束光中光功率较强的光源作为背景噪声滤除。以上述的原理为依据，采用50：50功率比的分光器，设计了以下2M光保护设备，如图1所示。
图1 光保护盘应用场景示意图
在图1中，红色实线代表主用光路，黑色虚线代表备用光线路。在Tx方向上，如果各条光路都能够正常工作时，由于主用光路被衰减器通过衰减，同时耦合到备用光路中，它们被光接收器作为背景噪声进行了滤除操作，因此接收器接收到的光路信号为备用光路的信号。如果主用路径Rx方向出现异常问题时，如线路中断，业务中断或2M光接口盘异常等问题，那么主用路径将自动关闭激光器，只有备用光信号会出现在进行耦合后的光源信号中，所以光接收器接收到的是备用光路信号。
3 结果验证与分析
本文所研究设备的核心参数是光接收器的信噪比和灵敏度。该器件中采用的是2M光模块接收器，其实际的信噪比为15dBm，灵敏度为-33dBm。在应用的过程中中需要具备两个重要条件：首先，主用光路和备用光路在经过衰减后的光功率比都要高于各自的信噪比。其二，主用光路衰减前后的光功率都应高于其灵敏度。根据误差计的结果显示，当主用光功率与备用光功率之差达到15dBm时，测试结果较为合理，并且正常状态下不会出现误码情况，倒换时间不超过40ms。测试结果如下表1所示。通过测试结果分析和验证，可以发现，此保护装置能够有效保护2M光线路1+1的线路。并且该保护装置由具有较高可靠性的无源光学器件构成。在本文的分析过程中，对于逆向使用分光器的具体操作以及各种功率的损耗和码间干扰还需要进一步进行分析、讨论。
4 2M光接口通道的误码性能规范
影响输入信道传输可靠性的主要因素包括输入抖动、漂移、时延和误码等因素，前三种因素通常可以根据设备的设计情况和具体运行状况加以确定，并且出现误码的情况会伴随有较大的随机性，并会持续随着保护信道的运行时间而增长，因此通常会将误码率看做为保证信道传输稳定性的关键指标之一。
另外，产生误码的原因可以分为系统内部机制和外部突发脉冲干扰这两类因素。内部机制主要含有各种噪声源、光纤色散导致的码间干扰、定位抖动而引起的误码，多路复用器和交叉连接设备产生的误码，这些内部因素在SDH传输系统中一般难以发生改变，它们彼此独立，同时生成的误码也可以相互叠加。外部突发脉冲干扰一般由外部电磁干扰、设备故障、静电放电、电源瞬时冲击等情况。误码是指在数字传输系统中，在接收器的判断和再生之后，码流的某些位有错误，导致损坏传输的信息。在工程实践中，长期平均误码率（BER）可以用于测量信息传输的质量。BER是指在相当长的测试周期（通常不低于24小时）内传输的误码数量和传输总字节数量的比值。
5 结语
综上所述，在光传输网络中，对于2M光接口自动保护的应用至关重要，其对于保障传输网络的正常运行必不可少。本文通过对2M光接口自动保护在光传输中的应用，介绍了光传输网络的性质，并对2M光保护设备进行了设计，对其测试结果进行了验证分析，结果显示本文的研究对于2M光接口自动保护能够起到很好的效果。
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论文作者:林资山
论文发表刊物:《电力设备》2019年第3期
论文发表时间:2019/6/13
标签：网络论文; 接口论文; 设备论文; 接收器论文; 业务论文; 功率论文; 误码论文; 《电力设备》2019年第3期论文;