OLP光线路保护技术在OTN传输网的应用

OLP光线路保护技术在OTN传输网的应用

刘文韬

中国移动通信集团四川有限公司成都分公司 610000

摘 要 ：

光纤线路自动倒换保护系统即OLP系统，它是建立在光缆物理路由上的自动监测保护系统，随着近几年来光纤线路倒换保护系统在OTN(波分）传输网中的大规模应用，光纤线路自动倒换保护系统作为一相对独立的系统与传输网并存，结合实际运维工作中出现的各种情况要注意的问题进行探讨。本文分别从技术原理、改造方案、信噪比测算 、光功率及色散优化调整等角度入手，分析了 OLP保护有效提高OTN（波分）传输网络可靠性的实际引用。

关键词 ：传输网 ；OTN（波分） ；OLP；

l 概 述

随着通信运营商4/5G移动话音 、数据业务的快速发展越来越多10G、100G大颗粒的业务直接承载骨干移动OTN（波分）系统上，同时移动业务对OTN波分传输网安全性要求越来越高波分光缆受市政道路施工、人为破环以及自然灾害的影响时常发生阻断，维护人员只能手工的将应急调度光纤替换故障光纤完成应急调度，如果现场没有维护人员或者故障局站是个无人中继站，那么还需要通知维护人员赶到现场完成光缆跳纤这样大大的延长了障碍历时。而且对于传输系统的应急调度光纤，一般只是进行周期测试，所以也无法保证应急调度光纤是否可用。这样的维护方式是无法满足干线传输保障需求，为了提升OTN（波分）传输网的可靠性，因此如何消除这一隐患成为急需解决的问题。

2 OLP光线路保护原理

光纤自动倒换系统是指当光传输线路上光纤意外折断或损耗变大导致通讯质量下降或通讯中断时，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 。

2．1 0LP设备的组成

OLP(Optical Line Protection)系统由线路保护器、光放及色散补偿模块、备用光缆路由等组成。

2．2 OLP设备保护切换方式

目前采用的OLP保护切换方式分为1+1方式和1：1两种方式。1+1方式OLP单板一般采用双发选收方式实现保护，选择 不 同光缆物理路由，根据需要配置 OA系统，实现 系统保护；l：l方式 OLP单板一般采用光开关选发选收方式实现保护，选择不同光缆物理路由根据需要配置 OLA系统实现系统保护；1+1方式由于在发端采用分光方式进行双发所以插入损耗较大一般在3-5dBm切换可靠性较好；1：1方式则采用的是双向光开关方式进行选发选收，所以插入损耗比1+1方式小一般在 2~3dBm切换可靠性一般。

2．3 OLP设备选型

目前前采用的OLP保护设备采用主要分为两种原厂家设备和第三方厂家设备，

(1)原厂家设备一般在原设备厂家机框内加插OLP单板在这种保护方式下备用上实际上是重新设计了一整套的光放路由；这种保护方式对原有系统影响相对较小，特别是对一些系统冗余度不大或者备用路由光缆性能较差的波分系统建议采用原厂保护方式。(2)第三方厂家设备一般采用第三方厂家OLP设备进行保护系统配置，第三方的OLP设备相当于光开关的作用在主备用光缆路由之间进行切换。

(3)采用原厂家设备，可纳入原专业网管直接进行统一管理，由于可以利用原传输系统的网管通道所以不必另建网管通道；采用第三方厂家OLP设备需单独建 设网管，OLP系统与传输系统分开管理,由于不能使用传输系统网管通道,需另建网管通路。

2．4 OLP设备具有的主要技术特性

(1)自动切换功能：主用路由光纤阻断自动切换至备用路由保证通信业务迅速恢复；当光纤传输系统上主用光纤中断或者性能劣化导致通迅质量下降时自动光开关系统通过自主判断后控制其开关光学部件自动将光传输线路由主用光纤切换到备用光纤，实现光信号传输的迅速恢复。备用路由光纤阻断并且主用路由正常时自动切换至主用路由保证通信业务迅速恢复；设备具备自动返回功能当业务工作在备路由时主路由恢复正常设备在设定的返回时间自动返回至主用路由。自动返回功能能够不依赖网管由设备自动实现 。(2)检修调度功能，在主用路由光纤正常的情况下可由网管或现场通过操作发出指令调度切换工作路由。(3)主备纤芯插损实时监测功能可通过网管系统实时监测主用和备用路由各观测点的线路插损状况，并根据设定的告警门限进行告警提示；主备纤实时监测光线路自动切换保护系统设备提供内部光源对主用或备用纤芯进行衰耗监测，以确保倒换和恢复的可靠性，即倒换的发生须确保备用路由工作正常，倒换的恢复须确保主用路由工作正常。 (4)掉电、上电保持功能，在传输网络运行正常时倒换设备掉电或上电，不影响主备用路由的切换状态，保证系统正常工作，无误码产生；集中式设备具备热插拔功能。(5)切换速度应满足小于50ms(无延迟判断条件下)的要求。

(6)切换模式包括自动切换模式及手动切换模式。自动切换模式：开关系统根据预定的切换(功率、时延等)在预定的时间范围内自动进行切换判断和切换作；手动切换模式：现场通过操作下发命令，进行手工的单端或双端主备纤芯切换操作避免网管系统失效导致无法进行切换指令下发。 (7)保护方式：1+1和1：1两种保护方式，1+1保护：两端局光缆线路侧设备均采用双发选收的保护方式在该保护方式下发送光功率一分为二沿主备光纤同时传输接受端对两路光功率进行检测根据功率状况和设定的切换条件选择与相连通的工作通路；1：1保护：两端局光缆线路侧设备采用选发选收的保护方式。在该保护方式下所有光功率均沿工作光纤传输备用光纤无业务信号根据工作光纤和备用光纤的状况同时选择工作于主光纤或切换到备用光纤。(8)工作模式：非返回模式主路正常工作在主线路主线路发生故障各路正常切换到备用线路；切换后备路正常工作在备用线路各路故障主路正常返回主线路。自动返回模式：主路正常工作在主线路主线路发生故障备路正常切换到备用线路切换后主线路在设定时间内重新正常返回主线路。

3 OLP光线路保护设备应用于干线传输网络

3．1原厂OLP光线路保护设备应用于干线传输网络以某厂家 DWDM 波分设备设备为例一般采用1+1方式OLP原理图如图 1所示，由OLP单板在发送端将业务等分成两部分,分别送到主用光纤和备用光纤中传输；在接收端，两路光分别送到 OLP单板 。

图 1 OLP单板保护原理图

OLP单板光开关的两个输入光，对两路输入光进行光功率检测，如果检测到的两路光功率差大于等于3dB小于5dB则产生告警；如果相差5dB及其以上则实现倒换。光线路保护检测及倒换详细条件见表1；现有A-B-C-D-E五个光缆中继段的光缆需要实现OLP保护，备用光缆主要使用与其他运营商置换纤芯或者自建光缆主备用光缆数据如表2；考虑到对原有系统影响最小等因素，利用原厂设备板件实施OLP保护按照单个光放站进行配置，备用路由重新建立一条光放路由，要求倒换时长小于50ms。

表2主备用纤芯数据

在 A、E站我们将OLP保护盘配置在合波盘及光放之间，相当于将合波光信号一分为二的进行双发选收。主备光纤参数相差比较大因此主备两个方向光放配置，色散补偿采用不同的配置；由于OLP在收端光放之后虽然增加了站内的插损，但这个插损可以通过更新线路侧光放来弥补由于线路上的衰耗事实上没有增加，这种配置对系统主路由上的光功率预算及信噪比是没有冲击的。系统光功率预算：A、E站光功率预算要考虑由于插入OLP单盘带来的插损对OTU收光的影响其他B、C、D等OA站光功率预算中单个跨段相当于增加4DB损耗，如果原有收端光放有足够的余量则无需更新需要更新时优先考虑更换发端光放典型是使用最大输出23dBm的光放替代原有最大输出20dBm的光放，另外要保证0LP单盘两个收端光功率基本相等系统信噪比测算，由于主备路由光层配置有较大差异，需要使用专门软件进行测算，包括在断纤情况下进行模拟，要求信噪比达到OTU的容限要求。色散补偿：要求在一次断纤下，OMS复用段的残余色散要在0TU的标称范围内，对于一个保护段，可以考虑尽量保持主路由和备路由残留色散一致。我们实际进行倒换测试中发现该系统 OLP既支持每个光放段的单独倒换，也支持多个光放段同时倒换业务不受影响倒换方式非常灵活。该系统建成后主用光缆多次发生中断但所承载业务均未受到影响。

3．2 第三方厂家 OLP设备应用于OTN（波分）传输网络

通常利用两个相同保护方式，结合 A、B两端局OTN收发设备及端局之间的主备双向四根光纤构成一套线路自动倒换保护子系统如图 2。

图2 OLP工作原理

OLP部署在两端光终端设备经过线路上正常情况下OLP系统与光中端设备用光纤对接（IN口对接RX口，OUT口对接TX口），在由OLP系统经过分光分出两个光到对端站点的OLP系统，光开关A和B将系统桥接在主用纤芯上进行通信，例如传输设备A发传输设备B方向的光信号工作在 TX一|Tl—Rl—R)。当主用线路纤芯出现中断或者性能下降时，开关A和B自动进行通T2— R2— R方向。

当主用纤芯性能恢复时开关A和开关B能自动或在人工干预下在规定的时间内同时完成切换动作将传输设备从备用纤芯切换回主用纤芯。实施原则：①主备用光缆线路保证衰耗相同，备用光纤上采用EDFA补偿，使得主备用光功 率能够保持一致。②主备用光缆线路色散值保持相同，备纤可采用DCM模块进行补偿，使得主备用色散一致。OSNR信噪比符合密集波分系统工作的要求。④0sc监控信道光可传送至下游站点。三方厂家OLP网络管理方式：每个 OLP节点采用单台协转经过SDH传输网将单个站点的网管信息传回至省网管中心。主备用，如表3

表3主备用纤芯数据二

功率补偿；主备用光纤衰耗相差14dB适合在中间站点增加线放进行光功率补偿，增益20dB留有部分富裕度同时结合光衰减器使得主备用光纤衰耗调整到完全相同，保证抵消DCM模块带来的插损使系统光放工作在标称的光功率上面有效保证光信噪比的要求。OSC监控光的处理：由于备用线路衰耗达到了将近15.3dB，需要使用线放对OSC监控光进行放大以保证监控信号能传送至下游站点。

4 OLP给运营商带来的应用价值

OTN（波分）系统是通信运营商业务承载的基础平台其光缆质量是系统正常运行的必要保证。随着通信业务的不断发展干线传输网在通信运营商内扮演越来越重要的角色，干线光缆时刻面临各种因素导致的断纤风险波分环网两点甚至多点断纤的情况时有发生原来的仅有环网保护难以达到运营商要求。在没有OLP保护设备以前一般采用维护人员上站跳纤的方式进行主备用光纤的切换这种传统的人工调度的方式无法满足干线光缆快速抢修和业务恢复的严格要求。光线路自动保护系统可以在50ms内实现光纤的自动保护倒换保证业务快速恢复为光缆抢修赢取宝贵时间具有可靠性高、切换快、兼容性好、实施方便等特点。同时OLP保护还可以对线板板卡进行1+1的保护、1：1保护方式，可避免因线路板卡故障造成业务阻断提高网络安全性和维护工作水平提高网络可靠性，减少由于光缆中断造成的损失。

5 小 结

综上所述我们可以得出OLP保护是对传输网自愈环保护模式的一种补充完善，提高了传输网的可靠性，使得直接承载在OTN（波分）系统上的 10G、100G、200G等大颗粒业务得到了保护，在实现OLP保护系统的设计过程中,需要考虑色散、衰耗等线路各项指标优化改造实施后经过多次断缆检验业务未受到任何影响。大大提高了网络维护工作质量和用户感知，为网络业务的持续稳定发展奠定了坚实基础。

参考文献

【１】唐宏亮．浅议光纤通信原理及其发展趋势［Ｊ］．科技风，２０１２（１４）

【２】侯铁民．ＯＬＰ光线路自动切换保护系统故障处理探讨［Ｊ］．中国高新技术企业，２０１３（２０）

【３】王占京，陈婧华．ＯＬＰ技术及其实现机制问题分析［Ｊ］．光通信研究，２０１２（６）

【４】孙志辉，赵卫春．ＯＬＰ在苏州电力通信网中的应用［Ｊ］．电力系统通信，２００７（９）