关于城域网光纤通信自动保护系统设计的研究

杨阳

成都迅网电信工程技术咨询有限公司 四川成都 610041

光纤通讯相比于传统的通信技术，更加快捷而且稳定，正在为我们的通信发挥着重要的作用。

1 光纤技术发展的特点

1.1 网络的发展对光纤提出新的要求

随着网络时代的到来，网络技术更在发生着快速的改变。高清传输网络的发展也对光纤提出更高的要求。①扩展单个波长的传输容量；②实现很长距离的传输；③适应DWDM技术的应用。

1.2 新型光纤在不断出现

（1）干线网光纤，城域网光纤，接入网光纤，LAN光纤等光缆的结构，决定了各种光纤传输特性的要求等，并根据要使用的网络环境明确选择光纤类型。具体的应用条件以及可以作为基础的细分标准和指标。

（2）除了光缆的环境条件外，光缆的结构与其他构造方法和维护方法的关系也越来越紧密，有必要对其进行统一考虑和设计以使其能够得到支撑。

（3）随着新型光缆材料的出现，促进了光缆结构的改进，包括使用干阻水材料，纳米材料和阻燃材料，极大地改善了光缆的性能[1]。

1.3 光缆的维护

确保网络可靠性非常重要。在开放的光网络中，有必要在通信中断的前提下维护和监视光缆。通常，通过监视自由光纤来检测光纤的状况。一种更有效的方法是直接监视通信光纤。

2 网络存在的安全威胁

无线网络的快速发展虽然给人们的生活带来了极大的便利，但是也给了一些不法分子以可乘之机，很多不法分子以网络为媒介来对用户的私人信息进行盗窃，这种干扰很可能会让用户的移动设备在此期间无法良好的接收无线网络信号，导致信号中断，使得用户无法完成正常的操作，一些高级黑客甚至还会利用无线网络将客户与信号基站之间的联系进行人为的破坏，在此基础上通过给用户发送一些具有欺诈行为的网站来实现诈骗的犯罪目的，给用户正常的工作和生活带来极其恶劣的影响和隐患。

3 城域网光纤通信自动保护系统的组成结构

城域网的自动光纤通信保护系统使用三级分层控制结构。第一层是远程监视中心，负责监视，通信和批准每个监视站的控件。它通常由网络通信设备和计算机组成。作为第二级监视站，上级远程监视中心反映了系统的运行状态。进入下一个级别，它为每条线路提供集中的总体监视和管理，通常由主控制面板和显示器组成。第三层是多个光保护面板，它们提供对每条通信线路的监视和控制。第一层传达并反映系统的运行状态[2]。光保护面板直接监视和切换线路，同时完成向监视站的数据传输和状态显示。它主要由光信号的发送部分和接收部分两部分组成。Sin是发送器光收发器的信号输入端。光模块输入的信号通过该接口进入光保护盘。当系统在主电路中运行时，它从SoutI主发送器通过光开关发送到主通信光纤。路由准备好后，会将其从Sout2备用发送器端发送到电信线路的备用光纤。RiM是主光信号的输入端。当系统在主电路中运行时，光纤线路输入的信号通过该接口进入光保护盘，其中3%的光信号通过分光器进行分离，其余的97%光信号从Rout侧发送到接收侧光收发器。当系统在备用电路中运行时，光纤线路输入的信号从Rin2备用侧发送到光保护盘，再从Rout侧发送到接收侧光收发器。此外，光保护光盘还配备了主线和备用线活动状态指示灯，光盘重置按钮，RS-485计算机接口和电源接口。该系统的结构设计使用模块化系统，该模块系统有助于功能扩展。系统设计充分体现了从功能点到子系统的组件化概念，甚至在整个系统中都实现了“构件”的概念。

4 光纤通信网自动保护系统方案选择

4.1 1+1 光保护层

使用1+1光学链路保护，您只能保护链路故障服务。在这种方法中，使用光学滤波器桥接光信号，并将相同的两个信号发送到工作中的光纤通道并保护光纤通道。保护交换在WAN上完全实现。在单链路故障的情况下，接收光交换机会切换线路以保护光纤。通过在此处复制和操作电气层，可以恢复所有故障，但如果发送器和接收器发生故障，则除了服务中断外。

4.2 1:1 光保护层

在（1+1）SONET网络的保护恢复结构中，头部和尾部之间有一个APS通道，并且保护光纤和APS信令通道均用于实现保护切换。在（1:1）光学层保护结构中，保护光纤中不需要互通通道，因为该结构不会将信号复制到电气层。仅当发送方和接收方切换到保护光纤时，才建立通信通道。如果发生故障时接收方不知道发送方是否已切换到保护光纤，则接收方将通过保护光纤将消息发送给发送方。因此，当接收器首次切换到保护光纤时，它无法接收信号。同样，如果发送方切换到保护光纤，则可以使用上述步骤完成服务保护和恢复。

4.3 1:N 光保护层

（1:N）光学层保护结构与（1:1）保护结构相似。但是，此处有N个工作实体共享相同的保护光纤。如果多条工作光纤发生故障，则只能恢复一根光纤承载的流量。最高优先级的故障将首先恢复。通过比较上述一些点对点光学层保护切换方案，可以发现1:1光学层保护技术具有更高的恢复性和可靠性[3]。

5 城域网光纤通信自动保护系统的工作原理

城域网的光纤通信自动保护系统采用一根主光纤和一根备用光纤，采用光纤备用使用机制，保证了传输系统的稳定性和可靠性。如果主线出现故障或被阻塞，备用线将用于替换主线并继续工作，从而确保整个通信的实时监控系统。通信线路监视功能主要体现在以下三个方面。

5.1 主路在用光纤正常运行时

自动保护系统的每个光保护面板实时监控在主干道上使用的光纤的接收光功率，自动建立参考，自动分析，并与监控站和远程监控中心连接。保持联系并响应各种指示。

5.2 主路光纤发生故障时

如果系统接收到的光功率值小于绝对警报阈值，或者接收到的光功率值和系统参考光功率值（正常通信期间）如果光功率值的差大于警报的阈值的相对值。系统电源模块确定通信光纤已阻塞，并自动断开通信，将主光纤切换到备用光纤。

5.3 主路光纤修复后

在测试主光缆并确保线路正常之后，允许远程控制中心通过重置光纤自动保护系统，将通信系统从备用光纤切换到主光纤。

6 结语

综上所述，通过对光纤通信自动保护系统设计，实现了系统的自动保护，也大大提高了通信的安全性和稳定性。