光纤自动切换保护系统应用探讨

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1、引言
要在现有几十万千米高速干线光缆通信网上实现无阻断通信，除传输设备外，运营商首先要考虑的是如何实现光传输物理路由的自动保护。光纤自动切换保护系统是一个集监测、保护和管理为一体的、独立于传输系统的、完全建立在光缆物理层上的自动监测保护系统。该系统能进行光纤运行状态、性能指标的实时、在线、远程、自动监测与主备光缆的切换保护，保证光缆网络安全可靠地运行。
2、工作原理
自动切换模块可分为单片机控制电路、光功率监测电路、光切换电路、测试光源电路几部分，其工作原理如图1所示。控制电路控制其他模块电路协调工作。光功率监测电路实时监测主备光纤上光功率值的变化，内置光电传感器和1×2分光器，分光比一般为97:3，这相当于在传输线路上增加了约0.25 dB的衰耗，比较适合在干线上应用。光切换电路内置1×2或2×2光开关，受控在主备光通道之间自动切换。切换控制过程如下：光功率监测电路实时采集主备光纤上的光功率值并上报给控制电路分析；发现光功率变化值超过预设切换门限时，控制电路立即向光切换电路发出切换指令；光切换电路收到指令后完成切换。

图1　自动切换模块工作原理

3、北电DWDM设备回损值过低的处理
北电DWDM设备接入光纤自动切换保护系统后，在割接时不需要人工进行纤芯调度，只需在网管系统上进行简单的切换操作。纤芯调度时最常出现的是回损值过低问题，有时处理起来比较麻烦。
保证调度顺利的最基本要求是在切换前做好备用纤芯的清洁。由于大多数局站没有配备回损测试仪，纤芯不接入设备就无法判断清洁后的回损值是否合格，所以在网管系统上进行主备纤芯的切换后，要立刻到北电DWDM网管系统上查看，如果回损值过低且没有其他告警信息，就要进行回损处理。系统在主用纤芯上开放正常，从DWDM放大器到光纤自动切换保护系统之间一般没有问题，回损点基本可以确定在光纤自动切换保护系统备用输出端口到备用纤ODF之间。这时可将光纤自动切换保护系统输出端口的光纤绕成直径15 mm大小的圆圈（4圈），如果回损值仍然过低，就应对光纤自动切换保护系统输出端口进行检查及清洁；如果回损值变为正常，则回损点不在光纤自动切换保护系统至缠绕处之间，应继续对后续部位进行检查。对备用纤芯ODF端的尾纤和法兰盘进行清洁，必要时更换法兰盘或光纤自动切换保护系统输出端口至ODF的尾纤。在拔纤处理前必须在网管系统上进行光放大器退出服务操作。
需要特别注意的是，在备用纤芯断开后，光纤自动切换保护系统会自动由备用纤芯切回主用纤芯，所以备用纤芯处理完后，一定要先做主备用纤芯的切换，再到北电DWDM网管系统上查看回损值，否则查看到的将会是主用纤芯的回损值；还可以在光纤自动切换保护系统上将状态设置为手动/备用，这样系统就锁定在备用纤芯上，可以实时监测到备用纤芯的回损值变化情况。
4、网络不通的处理
网络不通时按如下步骤处理。
●如果网管系统监控不到所有网元设备，可以排除设备故障，问题可能出在网络上。
●用Ping命令测试每个设备的IP地址看是否能通（设备IP地址可以在网管系统“统计”菜单下的“静态资源”项查看，也可从竣工资料中查询）。
●如果Ping不通则查找网络故障。
●如果能Ping通，打开网管系统中“系统”下的“系统设置”并选中“通信参数”，检查通信服信器IP地址是否为安装通信代理服务器的计算机地址（总网管通常为本机IP地址，分网管为总网管IP地址）。
●如果不能监测到单个网元设备，首先用Ping命令进行测试，同步骤2。
●如果能Ping通，但是设备状态信息不能上传，可以复位网卡，仍然不通通知厂商。
●如果Ping不通，可以在本地交叉网线测试，如果能通可能为网络故障，如果不通通知厂商。
5、故障处理的一般原则
设备一旦出现故障，就要求维护人员迅速判断故障的性质、位置，以便及时修复。在故障处理过程中，第一步而且最关键的一步就是将故障点准确定位，然后才是采取相应的措施。故障处理人员要首先判断出是线路故障还是设备故障。如果是线路故障，则要确定故障点然后通知维护人员修复；如果是设备故障，要判断出故障点在哪一站，是传输设备还是光保护设备故障等，以便及时修复。
由于传输设备自身的特点，理清各设备模块之间的连接关系有助于准确定位故障，以便采取相应措施排除故障。在故障被准确定位前，想当然的做法是比较危险的，不仅会延误故障的排除，还可能造成更严重的人为故障。
6、跨多个中继站的应用实现
在SDH或DWDM系统中，某一中继段阻断时，相邻中继站会向网管系统上报传输无光告警信号，如传输系统网管将这一信号传给切换系统网管，切换系统网管会即刻控制相应切换站点执行保护动作，整个过程是自动的，完全在网管层控制切换。该方案可实现大迂回切换保护（跨多个中继站设置切换设备），减少切换站数量，降低切换保护系统的设备投资。
该方案的关键在于各SDH设备厂商要提供无光告警信号。由于只需一个数字信号，技术上不会有难度，可实施性较强。可在网络压制定单一接口协议，使切换网管系统能识别无光告警信号即可，网管控制自动切换过程如图2所示。

图2　网管控制自动切换过程

7、结束语
光纤自动切换保护系统是针对传输网络防阻断需求而设计的，完全独立于SDH和DWDM系统的网元设备，在结合备用光纤路由或空闲波长通道的情况下，可以组建一个切换保护网络。实践证明，光纤自动切换保护快速可靠、安全灵活、业务恢复能力强，同时，切换保护网管与SDH设备网管相结合，为干线无阻断通信提供了实用、经济的解决方案。