对城域光缆传输物理双路由保护问题的讨论

2019-11-03 18:21:14

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供稿：网友

刘世春
中国网通天津通信长途线务局

　　摘要城域光缆线路常会受到外力的作用而阻断，文章讨论了几种光缆传输物理双路由保护方式，其中由1/2分路器、1×2光开关和WDM组成的互保传输方式是依据城域光缆线路传输特点提出的一种设想，可供运行维护部门和有关商家做进一步的研究、探讨、实验。

　　关键词光缆线路物理双路由 WDM 传输互保

1 城域光缆线路阻断和割接问题概述

　　城域光缆线路常会受到外力的作用而阻断。市政建设方面的道路修整、改扩建以及其它开挖路面等工程逐年增多，力度加大，大型机械施工弄坏通信管道，从而使光缆线路受到伤害、损坏、甚至全阻断以致造成通信中断的事故经常发生。各种有规划的、无规划的、或预定的、或突发的外施工不分白天黑夜地在进行，每时每刻都在威胁着通信管道及其内的光缆线路的安全，光缆损伤和阻断事故难以避免。　　光纤通信传输系统本身虽然有保护功能，但在实际中，只采用传输设备自身的保护管理系统，在光缆线路发生全阻断障碍时，很难真正保证传输的安全和畅通。例如具有环路自愈功能的SDH传输系统，如果光纤传输环不是真实的物理光缆环，在某处的光缆线路阻断也可能造成SDH传输环的通信中断。近年来兴起的光缆线路自动监测系统虽然能完成对光缆的实时自动监测，但不能预防预测外力作用造成的光缆突发阻断障碍，也不能在光缆线路发生故障时使其中的光传输系统得到保护。一条光缆发生全阻断或其中部分纤芯阻断，对于那些没有通过另一条物理光缆传输路由保护的光系统会造成较长时间的业务传输中断。目前，城域中继光缆和用户主干光缆大都在24芯以上，大多数光缆中的大多数纤芯在占用中，光缆阻断时，在比较好的现场条件下，从阻断到完全修复一般需要6～10h。这对于高速、宽带、大容量的光纤传输所造成的通信损失是严重的，尤其是对于传输系统多、中断时间长的重大光缆阻断障碍，不仅会给电信运营部门造成严重的经济损失，而且会造成严重不良的社会影响。

　　另外，配合市政建设城域光缆线路的迁改割接亦是很频繁的，为向用户提供优质、高效、安全、畅通的通信服务，要求光缆线路的割接尽量不中断通信电路，即使是非中断不可，也要把中断时间压缩到最小，以确保通信网的安全、稳固，减少因通信阻断带来的经济损失和社会不良影响。现在，对于运行中的光缆线路，割接强制在0～6点进行。对于一般用户，在事先做好通知让用户有所准备的情况下，不会有什么影响。对于某些重要而又特殊的大用户，例如外商和外资企业，由于与其本国有时差或日差，即使是在0～6点进行割接也有可能使其通信受到影响。如果光传输系统都能有可靠的物理光缆双路由互相保护，不管是突发的光缆线路阻断或光纤链路阻断还是光缆割接，都能保证通信不明显地中断（用户感觉不到有通信中断发生）或者能保证是瞬间中断，最起码也能保证是短时间中断，而不致造成严重的不良影响。以下就城域光缆线路建设和运行维护方面的情况讨论几种光缆传输物理双路由保护方式。

2 到设备间和重要大客户的引入光缆物理双路由保护问题

　　近年来，随着城市小区的建设，通信设备间发展较快。设备间所带用户少者几百，多者几千。大企业、银行、证券、医院、学校、写字楼等大客户（数据业务为主）也都相继通过光缆接入传输。通信端局到设备间和大客户一般通过用户主干光缆环和引入光缆相连接，如图1所示。从设备间和大客户到局端采用SDH方式传输的，在主干光缆环上某点发生光缆或纤芯阻断，设备间和大客户的通信不会受到影响。从目前各地引入光缆情况看，大都不具备物理双路由，引入光缆或其中的部分纤芯阻断，会使设备间和大客户的通信受到严重影响。

　　有时即使是部分纤芯阻断（也可能在用纤芯完好），由于修复光缆的需要，不得不把光缆全剪断重接。引入光缆一般都离开了主管道（也基本上离开了较主要道路）而进入小区楼群等，线路多为架空、沿墙等方式敷设，较少受市政建设施工影响，在同一路由上一般不会同时造成多条通信线路的阻断，但易受挂碰等造成光缆损伤乃至阻断。

　　另外，引入光缆芯数较小（到设备间的引入光缆一般在24芯以下，到大客户的引入光缆一般在8芯以下），长度较短（大多在300～500m范围，超过1000m的很少）。按图2方式，在有条件的情况下，引入光缆尽可能采用物理双路由，对于不具备物理双路由的设备间和特别重要的大客户可采用物理双光缆（两条光缆同路由），这样可以更可靠地保障设备间和大客户的通信安全。要注意，主干光缆环在局内的2个成端应做在同一ODF的相邻ODM上（从方便管理考虑，应统一要求A向在上，B向在下，或者反之）; 到设备间和大客户的两条引入光缆的成端亦应在同一架内或同一终端盒（箱）内。这样做便于在应急时两个方向间快速替换。不管设备间和大客户到通信端局的传输采取的是自愈环方式还是非自愈环的点到点方式，当主干光缆环在某点或者一个方向上的引入光缆发生阻断障碍时，都能很快在另一方向上把中断的系统接通。

　　而今，引入光缆采用物理双路由互相保护已经非常重要而且必要。激烈的市场竞争和用户对通信的依赖，确保通信的安全畅通已经成为通信运营商保持住某些重要用户的最重要的服务项目之一。

3 通信交换端局间中继光缆物理双路由互保问题

　　现在，城域光缆线路多数局向间都有2条以上光缆，先后建设时主要考虑的是局间的传输容量，对于光缆传输互相保护问题考虑得不够。局间的光缆或同路由，或不同路由，由于不是同时建设的，在局内的成端一般都不在同一ODF架内，有的甚至相距很远。如果1条光缆阻断或割接，临时把中断的光系统或受割接影响的光系统调到另1光缆里（假设该光缆里有足够的备纤），需要从ODF架向光端机布放临时跳线，如果系统多，做起来比较麻烦，费时费力。如果相同局向的光缆成端在同一ODF架内的同一ODM上或在相邻ODM上（成端最好采用插拔式活动连接器，使连接起来快速方便），即使不是采取SDH自愈环传输，通过人工操作，2条光缆也容易做到互相保护，极大地缩短系统阻断历时。如图3所示，a光缆和b光缆是2条不同物理路由的光缆，a光缆成端对应ODM1，b光缆成端对应ODM2，其中都有传输系统也都有足够的备纤。2条光缆不同物理路由，同时受到外力作用而同时阻断的几率微乎其微。当a光缆因外力作用而突然阻断或需要迁改割接时，在A端局和B端局同步地把与a光缆相连接的光跳线（连接头）从ODM1上取下移接到ODM2上（光跳线的其它部位及其另一头不需要动），不管通过a光缆传输的系统是A、B端局之间的还是通过A、B端局跳接到其它端局的，都能快速地通过b光缆跳接通（在实际操作中，A端和B端同步地把ODM1上2根跳线头移接到ODM2上可在2min内完成），b光缆对a光缆起到了保护作用。由于通过a光缆传输的系统都已通过b光缆接通，然后可从容地对a光缆进行修复或割接，能保证线路质量。待a光缆修复或割接完毕后，再把移接到ODM2上的跳线移到ODM1上，使系统复原。当b光缆因外力作用而突然阻断或需要迁改割接时情况亦然。注意，有可能b（或a）光缆中的备纤数少于a（或b）光缆的在用纤数而不能把通过a（或b）光缆的系统都临时通过b（或a）光缆传输，但可以把比较重要的系统及时通过b（或a）光缆接通。

4 WDM传输互保方式

　　随着宽带网的发展和宽带业务开通量及用户数量的持续增加，通过光缆的信息传输量不断提高，DWDM（密集波分复用）技术已在干线传输中得到广泛的应用，适合于城域光缆传输特点的实用化WDM（波分复用）技术也已出现，开始广泛应用已为时不远。如何利用WDM技术来实现光传输互保，以极大地减少因光缆阻断而造成的光传输中断的历史或保证光系统传输不中断，或者至少使用户感觉不到有明显的通信阻断现象，这已是一个需要认真研究和解决的重要课题。

5 适合于城域光缆传输的CWDM技术简介

　　随着网络宽带化的发展，电信网将逐步由传统的电路交换技术向高速的包交换技术过渡，在骨干网和城域网方面，ATM技术、ip over SDH技术、IP over WDM技术将占主导地位，尤其是IP over SDH技术。在长途干线传输中，DWDM+EDFA技术现在已得到了广泛的应用。DWDM+EDFA技术虽然极大地提高了传输容量，但其成本较高，在传输距离较短的城域网中也采用DWDM技术，就目前而言，其成本太高而不适用。应运而生的CWDM（粗波分复用）传输技术充分考虑到了城域网的传输距离短的特点，其造价比DWDM系统有大幅度的下降。CWDM技术不受EDFA放大波段的限制，可以在1310～1560nm的整个光纤低损耗传输波长区上以比DWDM系统宽得多的波长间隔进行波分复用。由于波长间隔大，传输距离短，CWDM无须配以光放大器，无须选择价格昂贵的高波长稳定度和高色散容限的激光器。CWDM系统能和DWDM一样支持多业务接口，例如可以提供SDH接口，实现IP/Ethernet over SDH，ATM over SDH，可以为路由器和ATM交换机提供光纤直连接口，实现IP/Ethernet over OPTICA，ATM over OPTICA，CWDM还可以兼容在城域网中已经得到广泛应用的1310nm窗口的老的SDH系统。

　　CWDM传输和高性能路由交换机连接起来就可以构成宽带IP城域网，也可以把CWDM传输设备直接与路由交换机相连，由路由交换机直接驱动光传输设备。IP over CWDM技术将会在城域宽带传输中得到广泛应用。采用CWDM技术实现传输互保那将是很好的，也是容易实现的。CWDM有3个可用波段，分别是：

　　O Band：1275.0nm，1300.2nm，1324.7nm，1349.2nm;

　　E Band：1380nm，1400nm，1420nm，1440nm;

　　S+C+L Band：1470nm，1497nm，1510nm，1530nm，1550nm，1570nm，1590nm，1610nm。

　　目前，商用的CWDM系统集中在1550nm窗口，全波段的CWDM实用化已为时不远（其实已有实用化的CWDM，只是目前还没达到各通信运营商感觉到非用不可的程度）。

　　和SDH传输相比，SDH通过光纤环路传输，只能达到1个系统的自愈传输。WDM互保传输系统占用与SDH同样多的光纤，可实现多系统、多传输制式的互保传输，不受光端设备的限制，更具灵活性。

6 结束语

　　上述几种光缆传输互保方式是笔者多年光缆线路维护工作经验的总结，其中WDM互保传输系统是结合实际情况提出的一种设想，可供光缆建设、运行维护等部门和有关的商家做进一步的研究、探讨、实验、实施。

----《电信工程技术与标准化》