單纖雙向自動(dòng)切換保護(hù)應(yīng)用探究.doc

單纖雙向自動(dòng)切換保護(hù)應(yīng)用探究 李顯忠劉釗柳景坤 （武漢大學(xué)通信服務(wù)中心武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院湖北武漢） 摘要：光纖通信的暢通關(guān)系到各運(yùn)營(yíng)商的業(yè)務(wù)的穩(wěn)定可靠運(yùn)行，并且對(duì)各行業(yè)經(jīng)濟(jì)利益影響巨大，對(duì)光纖通信進(jìn)行保護(hù)是目前常用的手段。文章研究了光纖自動(dòng)切換保護(hù)技術(shù)中單纖雙向保護(hù)的技術(shù)要領(lǐng)，以實(shí)際工程為依據(jù)，說(shuō)明了利用現(xiàn)有光纜提高纖芯利用率對(duì)通信運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)建設(shè)具有重要意義。 關(guān)鍵詞：光路保護(hù)；單纖雙向；自動(dòng)切換 ：TP277：50640 引言 隨著通信技術(shù)的快速發(fā)展，應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，用戶對(duì)通信質(zhì)量的要求也不斷提高。然而越來(lái)越多的通信業(yè)務(wù)集中到相對(duì)較少的線路與節(jié)點(diǎn)上，出現(xiàn)光纖斷裂或者劣化的情況就會(huì)造成嚴(yán)重的后果。目前廣泛應(yīng)用在系統(tǒng)保護(hù)方面的是光纖自動(dòng)切換保護(hù)系統(tǒng)，但它的備用路由必須由兩根閑置光纖或新建光纜構(gòu)成，否則無(wú)法進(jìn)行光保護(hù)。 隨著目前城市化進(jìn)程逐步加快，人口密度大、交通道路擁擠，雖然近幾年大量建設(shè)了光纜線路，光纖資源仍滿足不了城鄉(xiāng)建設(shè)的需要，進(jìn)而出現(xiàn)管理困難、資源浪費(fèi)、效率低下等情況。在網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)過(guò)程中，纖芯不足是經(jīng)常遇到的問(wèn)題，利用現(xiàn)有光纜纖芯，提高利用率是非常有效的技術(shù)手段。單纖雙向保護(hù)系統(tǒng)只需要一根光纖作為主用路由，一根光纖作為備用路由，可以節(jié)省芯光纖資源，并且實(shí)現(xiàn)光保護(hù)作用。結(jié)合光功率補(bǔ)償元件和色散補(bǔ)償元件可讓傳輸距離不受短距光板的距離限制或者纖芯質(zhì)量的影響。本文主要介紹這種單纖雙向自動(dòng)切換保護(hù)系統(tǒng)。 單纖雙向工作原理 單纖雙向光傳輸利用發(fā)射與接收光的波長(zhǎng)不同來(lái)實(shí)現(xiàn)。參照?qǐng)D在單纖雙向系統(tǒng)中，位于兩端的光終端設(shè)備配對(duì)使用。為保障能夠完成單纖雙向傳輸，通常采用波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換模塊，將光終端設(shè)備光波長(zhǎng)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，現(xiàn)階段采用波長(zhǎng)多為和，故將一端的發(fā)射波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換成而接收波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換為，與此對(duì)應(yīng)另一端轉(zhuǎn)換為發(fā)送接收，通過(guò)波分復(fù)用器將發(fā)送和接收復(fù)用到同一根光纖中。端采用：光分路器對(duì)光信號(hào)進(jìn)行分離，使光信號(hào)在主路由和備路由并行傳輸。在端采用光選擇開(kāi)關(guān)對(duì)主路由和備路由的光信號(hào)進(jìn)行選擇接收。當(dāng)主路由斷裂或劣化不滿足通信條件時(shí)，光選擇開(kāi)關(guān)自動(dòng)選擇從備路由接收光信號(hào)，確保業(yè)務(wù)不出現(xiàn)中斷。在單纖雙向傳輸系統(tǒng)中，由于端發(fā)射和傳輸采用的是同一條路由，故此時(shí)其發(fā)射信號(hào)也切換至備路由。 單纖雙向優(yōu)勢(shì)分析 現(xiàn)行的雙纖雙向保護(hù)方式通常有和：方式但只有在有多余光纖做備用路由是才能進(jìn)行光保護(hù)，而本文所講系統(tǒng)只需有一對(duì)光纖的情況下就可以實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的傳輸和保護(hù)，提高了鏈路的穩(wěn)定性，節(jié)省了一半的光纖，從而大大降低了敷設(shè)線路的成本，同時(shí)又避免了新建線路所需要時(shí)間，使維護(hù)更加方便快捷，組網(wǎng)更加靈活（見(jiàn)圖、圖3、圖）。 在單纖雙向的光終端設(shè)備中內(nèi)置了波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換設(shè)備，在圖中看到終端設(shè)備的發(fā)射接收與設(shè)備的鏈接依然是由、兩條纖組成，在保護(hù)設(shè)備內(nèi)部，將不同波長(zhǎng)的光信號(hào)匯集在一根光纖上。通過(guò)與圖、圖的對(duì)比可以看出，最明顯的區(qū)別就是它節(jié)省纖芯資源，使系統(tǒng)更加具有經(jīng)濟(jì)實(shí)用型、安全可靠性、前沿推廣性，更加符合低能耗好效率的理念，因而更加適合現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)社會(huì)通信的發(fā)展的需求。同時(shí)單纖雙向系統(tǒng)與雙纖雙向系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上的差別并不大，功能差距也不大，兩者都能出色地完成需要的保護(hù)任務(wù)。 單纖雙向系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上同雙纖雙系統(tǒng)，主要分為設(shè)備硬件和網(wǎng)管軟件兩個(gè)部分，硬件部分主要完成光功率監(jiān)測(cè)自動(dòng)切換的保護(hù)任務(wù)，網(wǎng)管軟件部分完成對(duì)設(shè)備遠(yuǎn)程操作與監(jiān)視的任務(wù)，具體組成與功能見(jiàn)表1。 單纖雙向自動(dòng)切換保護(hù)系統(tǒng)通過(guò)模塊轉(zhuǎn)換的同時(shí)可進(jìn)行光功率的補(bǔ)償，例如當(dāng)與短距離光板發(fā)光只有時(shí)，通過(guò)該設(shè)備在轉(zhuǎn)換后把光功率補(bǔ)償至，這樣一來(lái)，短距光板的距離限制對(duì)傳輸距離的影響就很小，同時(shí)纖芯質(zhì)量的影響也降低至很低的水平。 雙纖雙向系統(tǒng)中，在距離很長(zhǎng)，光損較大的線路上通常會(huì)加設(shè)光放大器設(shè)備，由于發(fā)射和接收在兩根光纖上，需要在這兩根光纖上均加設(shè)放大器；在轉(zhuǎn)換成現(xiàn)有的單纖雙向系統(tǒng)后只需要在一根光纖上加設(shè)放大器，從而大大減少了光放設(shè)備的投入。 除上述明顯優(yōu)勢(shì)以外，它還具備系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)光纖自動(dòng)切換保護(hù)系統(tǒng)將傳統(tǒng)的業(yè)務(wù)中斷式搶險(xiǎn)維護(hù)轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)有的不中斷業(yè)務(wù)的維護(hù)方式；控制方式多樣，可以通過(guò)手動(dòng)、自動(dòng)以及網(wǎng)管方式進(jìn)行控制；可以根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)景，節(jié)約、網(wǎng)絡(luò)端口資源，減少送網(wǎng)的投資。 單纖雙向在四川某地的應(yīng)用 四川某地運(yùn)營(yíng)商要在機(jī)房之間架設(shè)光纖保護(hù)系統(tǒng)，由于光纖資源緊張，采用單纖雙向保護(hù)系統(tǒng)。由于機(jī)房與機(jī)房之間只有一條光纖通路，故需借由機(jī)房來(lái)實(shí)現(xiàn)備路由通路。在加入系統(tǒng)后，要根據(jù)實(shí)際情況加入固定衰減器，以調(diào)整收光功率；由于備路由較長(zhǎng)，同時(shí)補(bǔ)償在引入單纖雙向的損耗，可以在接收端加入并且在后接入固定衰減器來(lái)調(diào)整發(fā)光功率。圖為項(xiàng)目應(yīng)用簡(jiǎn)圖。 在引入單纖雙向自動(dòng)切換保護(hù)系統(tǒng)后對(duì)其進(jìn)行測(cè)試，該系統(tǒng)在手動(dòng)切換、自動(dòng)切換、斷纖切換時(shí)均能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)，切換時(shí)延在以內(nèi)，完全滿足時(shí)限要求，業(yè)務(wù)不會(huì)中斷，各項(xiàng)指標(biāo)均正常。雙向加光衰，設(shè)置切換門(mén)限值，設(shè)備不會(huì)發(fā)生來(lái)回倒換現(xiàn)象。與雙纖雙向不同的是由于增加模塊，故在設(shè)備斷電情況（設(shè)備閃斷或長(zhǎng)時(shí)間掉電）下，系統(tǒng)將中斷，將影響業(yè)務(wù)的正常傳輸。從項(xiàng)目長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，它具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。 （）投建費(fèi)用。若有剩余纖芯的時(shí)候，使用單纖雙向傳輸自動(dòng)切換保護(hù)系統(tǒng)可以節(jié)約大量纖芯，按照每芯公里節(jié)約元投資進(jìn)行估算，一個(gè)地市平均每年可以節(jié)約芯/km光纜資源，可節(jié)省建設(shè)投資萬(wàn)元；全省每年可以節(jié)約芯/km光纜資源，可節(jié)省建設(shè)投資萬(wàn)元。 若無(wú)纖芯的時(shí)候要進(jìn)行保護(hù)，使用單纖雙向傳輸自動(dòng)切換保護(hù)系統(tǒng)可以避免新建光纜。按每年需要保護(hù)km線路，每公里約萬(wàn)建設(shè)資金，可節(jié)約光纜敷設(shè)費(fèi)用萬(wàn)元；若推廣至全省，無(wú)纖芯資源的線路估計(jì)為，可以節(jié)省投資萬(wàn)元。 備用纖芯使用按共建共享的標(biāo)準(zhǔn)，共享其它運(yùn)營(yíng)商纖芯，元對(duì)芯km，一次性接入費(fèi)元對(duì)芯km，若使用其它運(yùn)營(yíng)商一對(duì)纖芯，可節(jié)約投資萬(wàn)元，若推廣至全省，使用其它運(yùn)營(yíng)商纖芯做保護(hù)的線路，估計(jì)使用纖芯資源，可以節(jié)省投資萬(wàn)元。 除此之外，使用本系統(tǒng)可以節(jié)約個(gè)端口，假設(shè)平均每年節(jié)約個(gè)端口，每個(gè)端口的造價(jià)以元計(jì)算，每年又可以節(jié)約端口投資成本萬(wàn)元。 （）運(yùn)維費(fèi)用。由于傳統(tǒng)的故障搶修需要首先確定故障點(diǎn)，必然將花費(fèi)大量的時(shí)間，從而導(dǎo)致長(zhǎng)時(shí)間的業(yè)務(wù)中斷，這期間的損失時(shí)難以估量的。同時(shí)傳統(tǒng)的故障需要緊急搶修，而緊急搶修的成本相對(duì)較高，采用單纖雙向以后可以大大減少緊急搶修的次數(shù)，故在運(yùn)行維護(hù)方面節(jié)約的費(fèi)用是十分可觀的。 就社會(huì)利益而言，本系統(tǒng)能夠提升通信安全可靠性，減少業(yè)務(wù)中斷幾率；減少了客戶的投訴，使客戶的滿意度得到進(jìn)一步的提升；能夠充分利用現(xiàn)有資源，避免重復(fù)建設(shè)問(wèn)題，有效的提升纖芯的利用率，使網(wǎng)絡(luò)維護(hù)在傳輸網(wǎng)層面上得到有力的保障。滿足社會(huì)對(duì)低能耗高效率的需求，利于樹(shù)立通信企業(yè)的新形象。 結(jié)語(yǔ) 在現(xiàn)有的社會(huì)需求下，客戶對(duì)通信質(zhì)量的高要求與纖芯資源緊缺的矛盾日益突出，而通過(guò)本文所介紹的單纖雙向系統(tǒng)可以解決上述矛盾。本文著重講述了其基本的工作原理和結(jié)構(gòu)功能，并且同與雙纖雙向系統(tǒng)的對(duì)比，突出了其優(yōu)勢(shì)所在。結(jié)合工程實(shí)踐對(duì)其具體效果進(jìn)行驗(yàn)證，通過(guò)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益上的分析，可以預(yù)見(jiàn)，該系統(tǒng)在光纖資源緊缺的地區(qū)能夠得到更為廣泛的