一、引入光纖自動(dòng)切換保護(hù)系統(tǒng)的目的意義

隨著鐵路光纖建設(shè)不斷增加和骨干網(wǎng)通信量的不斷增長(zhǎng)，對(duì)光纖維護(hù)質(zhì)量要求越來(lái)越高，每一次光纜故障都會(huì)對(duì)骨干網(wǎng)所承載的業(yè)務(wù)造成一定的影響。因此，為了有效預(yù)防和減少光纜故障，在內(nèi)渝線引入了光切換保護(hù)系統(tǒng)。光切換保護(hù)系統(tǒng)對(duì)提升DWDM安全性、可靠性的意義主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：

（1）具有光纜故障時(shí)響應(yīng)快，自動(dòng)切換時(shí)間小于50ms，能夠很快恢復(fù)業(yè)務(wù)。光切換保護(hù)系統(tǒng)專門為傳輸線路的主備用光纖服務(wù)，當(dāng)線路出現(xiàn)故障時(shí)光纖能自動(dòng)從主用路由切換到備用路由，節(jié)省了人工倒換備用線路的時(shí)間，縮短了業(yè)務(wù)中斷的時(shí)間。

（2）提升機(jī)房人員維護(hù)能力，能夠進(jìn)行在線光纜性能監(jiān)測(cè)、斷纖恢復(fù)，能夠利用自動(dòng)切換軟件進(jìn)行遠(yuǎn)程控制切換，將電路自動(dòng)倒換到備用路由，降低了光纜維護(hù)時(shí)間，保證了鐵路骨干網(wǎng)的安全。

二、光纖自動(dòng)切換保護(hù)系統(tǒng)原理和工作方式

2.1 光纖自動(dòng)切換保護(hù)工作原理

光纖線路自動(dòng)切換保護(hù)系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱OLP）是一個(gè)獨(dú)立于通信傳輸系統(tǒng)，建立在光纜物理鏈路上的自動(dòng)監(jiān)測(cè)保護(hù)系統(tǒng)。它具有傳輸信號(hào)透明、安全可靠、故障恢復(fù)快速的特點(diǎn)，具有光功率監(jiān)測(cè)和主備路由之間自動(dòng)切換功能。其工作的原理：當(dāng)主用路由上傳輸線路的光纖中斷或衰耗變大性能值劣化導(dǎo)致通信質(zhì)量下降或通信中斷時(shí)，光纖線路自動(dòng)倒換設(shè)備能進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)并發(fā)出告警信息，能夠以毫秒級(jí)速度自動(dòng)將光傳輸信號(hào)由主用路由切換到備用路由，實(shí)現(xiàn)光路的自動(dòng)保護(hù)功能，將發(fā)生的故障降低到最小，保證光傳輸系統(tǒng)的可靠性。

2.2 OLP工作的方式

OLP主要有1+1模式和1：1模式兩種方式。

2.2.1 1+1保護(hù)方式（如圖1）

在1+1模式下發(fā)端采用50：50的分光器，收端采用1×2光開關(guān)，沒有獨(dú)立的發(fā)光模塊，是在發(fā)送端用分光器把系統(tǒng)光分為二份，一份用來(lái)通信，一份用來(lái)做備纖監(jiān)測(cè)。其特點(diǎn)是：雙發(fā)選收，熱備份；切換速度快（<25ms）；備纖監(jiān)控；插入損耗大（<5.0 dB）；可自動(dòng)返回到主線路。

2.2.2 1：1保護(hù)方式（如圖2）

1：1保護(hù)方式是基于2×2光開關(guān)選擇通信路由。收端和發(fā)端都有光開關(guān)，通信光和測(cè)試光通過光開關(guān)隔離，采用獨(dú)立光源發(fā)光做備纖監(jiān)測(cè)并載有一定的通信信號(hào)。收端和發(fā)端之間有2條線路，光傳輸系統(tǒng)選擇其中的一條傳輸線路作為主用線路，另外一條傳輸線路作為備用線路。當(dāng)主用線路光纖中斷或者主用線路的光纖通信質(zhì)量下降時(shí)，主用線路的接收端監(jiān)測(cè)到信號(hào)的功率下降，自動(dòng)將傳輸信號(hào)路由從主用線路切換至備用線路，另外一端的OLP設(shè)備同步將主用線路切換到備用線路。其特點(diǎn)是：收發(fā)雙選；切換速度快（<50ms）；備纖監(jiān)控；插入損耗?。?lt;2.5dB）；可自動(dòng)返回到主線路。

三、OLP系統(tǒng)在DWDM中的運(yùn)用

密集波分復(fù)用（DWDM）系統(tǒng)是在一根光纖中同時(shí)傳輸多個(gè)波長(zhǎng)光信號(hào)且在同一窗口中信道間隔較小的光傳輸系統(tǒng)。

3.1 內(nèi)渝線DWDM引入OLP的可行性

內(nèi)渝線DWDM承載著重慶一成都方向鐵路和鐵通的波分業(yè)務(wù)，在鐵路骨干網(wǎng)中在起著重要的作用。在影響內(nèi)渝線DWDM安全因素中，光纜線路的影響是最多的。由于光纜大多鋪設(shè)在鐵路沿線，光纜距離長(zhǎng)、跳接多、環(huán)境復(fù)雜，發(fā)生光纜中斷現(xiàn)象非常高，有自然災(zāi)害引起的，有人為因素破壞或施工不當(dāng)造成的。當(dāng)光纜中斷時(shí)，只能進(jìn)行人工搶修，由兩端機(jī)房人員在ODF架上通過備用光纜進(jìn)行倒換，但倒換時(shí)間一般都需要在30分鐘左右；而且維護(hù)人員的業(yè)務(wù)水平或者與對(duì)端站維護(hù)人員相互間的溝通問題，導(dǎo)致纖芯調(diào)度失誤，使得故障延時(shí)加長(zhǎng)。因此，為了保障內(nèi)渝線DWDM的正常運(yùn)行，降低光纜中斷影響時(shí)長(zhǎng)，加快應(yīng)急搶險(xiǎn)速度，在內(nèi)渝線引進(jìn)了OLP系統(tǒng)。

3.2 內(nèi)渝線DWDM引入OLP應(yīng)用實(shí)例

內(nèi)渝線OLP由5個(gè)切換站和一個(gè)網(wǎng)管中心組成，實(shí)現(xiàn)光纖自動(dòng)保護(hù)倒換、主備纖光功率實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和光路應(yīng)急調(diào)度三大主要功能，網(wǎng)管中心設(shè)在切換站A。

3.2.1 內(nèi)渝線OLP網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D（如圖3）

3.2.2 光切換設(shè)備網(wǎng)絡(luò)通信模塊運(yùn)用方式（如圖4）

NCCM是網(wǎng)絡(luò)通信模塊，控制協(xié)調(diào)切換網(wǎng)管系統(tǒng)與下層各功能板的通信；輪詢下層各功能板狀態(tài)，實(shí)時(shí)上報(bào)告警；接收網(wǎng)管指令并下達(dá)給各切換板。

光切換盤對(duì)設(shè)備收發(fā)同時(shí)監(jiān)測(cè)，主要功能是當(dāng)主用光纖發(fā)生阻斷時(shí)設(shè)備自身能自動(dòng)進(jìn)行切換；切換性能參數(shù)可任意設(shè)置；能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)主備纖的收發(fā)端口，能自動(dòng)向網(wǎng)管系統(tǒng)上報(bào)切換狀態(tài)及光功率監(jiān)測(cè)值；接收網(wǎng)管系統(tǒng)的配置數(shù)據(jù)和指令執(zhí)行切換動(dòng)作；當(dāng)光功率變化超過門限或切換動(dòng)作發(fā)生時(shí)，設(shè)備自身會(huì)通過指示燈和蜂鳴器發(fā)出聲光告警。

2M協(xié)轉(zhuǎn)板功能是通過走SDH的2M線將B、C、D、E四個(gè)切換站連接到切換站A的2M協(xié)轉(zhuǎn)板上，完成協(xié)議轉(zhuǎn)換后通過網(wǎng)線接到交換機(jī)網(wǎng)口上，進(jìn)行集中管理。

交換板通過網(wǎng)線連接到切換站A網(wǎng)管上，實(shí)時(shí)對(duì)5個(gè)切換站進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

3.3 OLP設(shè)備和DWDM設(shè)備聯(lián)網(wǎng)方式

如圖5所示，工作纖芯和保護(hù)纖芯不在同一物理光纜上，并且滿足傳輸系統(tǒng)正常傳輸指標(biāo)要求。

3.4 內(nèi)渝線DWDM采用OLP系統(tǒng)功能的效果對(duì)比

3.4.1 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換保護(hù)效果

當(dāng)DWDM環(huán)上出現(xiàn)AB、CD間光纜同時(shí)開環(huán)時(shí)，E站到B站間就無(wú)法通信，業(yè)務(wù)全部中斷，如圖6。

采用OLP設(shè)備后，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)光纜的狀況，當(dāng)光纖線路發(fā)生中斷時(shí)，由光功率告警觸發(fā)自動(dòng)切換保護(hù)功能，在50ms內(nèi)系統(tǒng)能自動(dòng)將AB、CD站間主用故障光纜快速切換到備用光纜，E站到B站之間通信恢復(fù)正常，縮短了人工切換的速度，保證業(yè)務(wù)無(wú)阻斷，如圖7。

3.4.2 光纖質(zhì)量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確性

提供主備光纖實(shí)時(shí)光功率監(jiān)測(cè)，隨時(shí)監(jiān)測(cè)主備路由的光纜質(zhì)量，有效避免主備路由光纖同時(shí)被阻斷的可能性。主纖阻斷設(shè)備倒換至備用光纖時(shí)，切換設(shè)備自身能對(duì)主纖進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

3.4.3 主備路由應(yīng)急調(diào)度能力提升

在主用路由未中斷的情況下，經(jīng)常會(huì)遇到對(duì)主用線路進(jìn)行優(yōu)化整治等工作，在確認(rèn)備用光纜質(zhì)量良好的情況下，通過網(wǎng)管中心值班人員在網(wǎng)管上進(jìn)行操作將業(yè)務(wù)迅速而準(zhǔn)確地切換到備用路由上，無(wú)需到ODF架上手動(dòng)倒換。等到光纜線路割接完成，進(jìn)行對(duì)光纖線路衰耗的確認(rèn)，再將備用路由切換回主用路由。這樣既節(jié)省了時(shí)間又安全方便，保證了內(nèi)渝線DWDM設(shè)備運(yùn)行的安全性。

四、結(jié)束語(yǔ)

在內(nèi)渝線DWDM中引入OLP系統(tǒng)保證了鐵路骨干通信網(wǎng)的安全性。但是對(duì)于中斷的光纜線路，只能通過機(jī)房人員通過OTDR測(cè)試儀進(jìn)行人工測(cè)試來(lái)判斷故障點(diǎn)，故障處理時(shí)間較長(zhǎng)。因此，建議在OLP系統(tǒng)中配合光纜自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)保護(hù)加監(jiān)測(cè)的全自動(dòng)維護(hù)功能。光纜自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能對(duì)光纜線路進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與管理，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和預(yù)報(bào)光纜隱患，能在光纜中斷時(shí)第一時(shí)間準(zhǔn)確測(cè)試出故障地點(diǎn)，為維護(hù)人員排除故障節(jié)省大量的時(shí)間，能更加確保鐵路骨干網(wǎng)的安全。