OLP在干线光缆保护系统中的应用设计探讨

李韩军 中国移动通信集团浙江有限公司钱宇殷 梅仪国 富春风 华信邮电咨询设计研究院有限公司

1 前言

随着我国通信行业的不断发展，在全业务运营的背景下，国内电信运营商面临的竞争日益激烈，传输网作为基础承载网的作用显得愈发重要，各大运营商都为自己的传输网制定了严格的可用性指标，以保证为其用户提供可靠的不间断服务。目前又是城市建设高峰时期，灾害性气候也频繁出现，长距离的干线光缆系统出现故障的概率较高，其承载的业务主要依托自愈环技术进行保护，但是环上一旦出现两处光缆同时中断，如图1所示，通信业务将大量退服，影响重大。

高发的光缆故障促使各大电信运营商和设备提供商积极寻求各种光缆线路保护方案，并在干线系统上开始大规模地应用光缆线路自动保护系统OLP（Optical fiber Line auto switch Protection）。它是一种简单、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路由上的自动监测保护系统，能够实现光缆线路的同步切换保护，迅速恢复通信，从而大大提高光缆线路的可用性。

图1 干线光缆系统故障示意图

2 OLP网络结构及定位分析

2.1 OLP的定义及组成

OLP的原理及技术要求利用光线路保护技术，当光传输线路上光缆意外折断或损耗变大，导致通信质量下降或通信中断时，光线路自动倒换保护设备或系统实时检测发出告警信息，并能够自动地将光传输线路由主用线路切换至备用线路，使通信立即恢复，从而使传输系统的故障历时降至最小，保证光传输系统的可靠性。

OLP主要由线路保护倒换设备硬件和网络管理软件两大部分组成，线路保护倒换设备硬件由背板子框、控制盘、电源模块和OLP保护盘组成。背板子框为OLP保护盘，控制盘和电源模块提供一个统一的背板接口，保证各功能模块间的通信和供电。控制盘的作用是在OLP设备与网管软件间搭建起一个通信桥梁，使OLP保护盘能够通过控制盘实时上报当前数据，操作人员使用网管软件通过控制盘对OLP保护盘下达动作命令以及进行参数的修改和配置等。OLP保护盘作为OLP系统最重要的模块，直接对线路进行保护倒换。网络管理软件具备对OLP设备管理、路由管理、日志管理、安全管理、拓扑显示、故障管理和故障定位等功能，实现有网络的拓扑查询，如查询设备、查询路由等。

2.2 OLP网络的工作原理

光纤线路保护切换的工作原理是当工作链路传输中断或性能劣化到一定程度后，系统倒换设备将主信号自动转至备用光纤系统来传输，从而使接收端仍能接收到正常的信号而感觉不到网络出现了故障，它主要适用于点到点应用的保护。点到点的线路保护倒换主要有以下几种方法：

（1）1+1保护倒换原理

1+1保护方式为双发选收的方式（两路发送只需要一路接收），这种方法是利用光滤波器来桥接光信号，并把同样的两路信号分别送入工作光纤和保护光纤的通道中，当遇到单一的链路故障时，接收端的光开关便把线路切换到保护光纤。由于没有电层的复制和操作，所以除了当发射机和接收机发生故障时会丢失业务外，一切链路故障都可以进行恢复，如图2所示。

1+1保护方式的特点：双发选收，热备份，切换速度快（<25ms），备纤可以实现监控，插入损耗大（<5.0dB），故障修复后可自动返回至主线路。

图2 1+1保护方式

图3 1:1保护方式

该种保护方式典型应用于线路富余量大的光纤线路的在线监测和保护，基于1×2光开关选择通信路由。

（2）1:1保护倒换原理

1:1类型的保护倒换设备为选发选收（选择其中的一路作为发送端和接收端）的方式，是利用备用的路由链路来避免链路对业务的影响，业务流量并不是被永久地桥接到工作和保护光纤上；相反，只有在出现故障时，才在工作光纤和保护光纤之间进行一次切换，如图3所示。

1:1保护方式的特点：选发选收，切换速度快（<50ms），备纤可以实现监控，插入损耗小，故障修复后可自动返回至主线路。

该种保护方式典型应用于应用于光纤线路的在线监测和保护，基于2×2光开关选择通信路由。

（3）1:N保护倒换原理

1:N保护结构与1:1光层保护结构很类似，但在1:N光层保护结构中N个工作实体共享一个保护光纤，如果有多条工作光纤阻断，那么只有其中的一条所承载的流量可以恢复，最先恢复的是具有最高优先级的故障。

3 干线光缆的OLP系统建设策略

图4 干线光缆保护路由示意图

图5 干线光缆OLP保护系统示意图

干线光缆要实现OLP保护，首先要确保在相应段落有备用光缆路由，因此要综合考虑投资、安全等因素进行权衡分析。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系统来强化光网络保障能力，以A－F为例，建设方式如图4所示。

结合A、F点的冗余光缆做为备用光缆路由，A、F端的DWDM设备前端使用1:1型OLP保护器，来实现AF之间点到点的主备光缆自动倒换。如果备路光缆的衰耗、色散参数和主用光缆有差异，为了确保切换后原有DWDM系统无感知，可以在备缆合适位置添加EDFA、DCM补差衰耗、色散参数。建设OLP后的网络结构如图5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。

4 结束语

OLP技术已广泛应用于运营商的干线传输系统，特别是长途DWDM系统，由于长途传输系统的重要性和光缆距离长、跳接多、环境复杂，使用OLP可以提高系统稳定性，减轻了一线技术人员的维护压力，提高了维护水平与效率。OLP技术也逐渐开始在本地网骨干层光缆系统中应用，也包括裸纤出租的重要集团客户。

但是OLP设备自身2～5dBm的插入损耗对波分来说有很大的影响，存在主备路由衰耗、色散的差异，光功率补偿和信噪比等问题；另外OLP系统的备用光纤路由必须选择与主用光纤路由完全不同的光缆线路，这样将使得光缆线路的建设成本大幅增加，也涉及到重复投资建设问题，运营商在建设过程中需慎重考虑。

[1]李勇超. 光线路自动保护系统技术及其实用性探讨[D]. 郑州: 解放军信息工程大学, 2008.

[2]张永红,宋禹廷,张晓洲. 光缆线路的维护与管理[M]. 北京: 人民邮电出版社, 2007.

[3]李方健,何川,曾春. 光纤通信技术[M]. 北京: 机械工业出版社, 2010.